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1、寒冷地区大型冷却塔的冰冻原因与防冰对策寒冷地区大型冷却塔的冰冻原因与防冰对策寒冷地区大型冷却塔的冰冻原因与防冰对策寒冷地区大型冷却塔的冰冻原因与防冰对策寒冷地区大型冷却塔的冰冻原因与防冰对策寒冷地区大型冷却塔的冰冻原因与防冰对策寒冷地区大型冷却塔的冰冻原因与防冰对策程虚厕石油化工设计PetrochemicalDesign寒冷地区大型冷却塔的冰冻原因与防冰对策滕祥梅(山东齐鲁石化工程有限公司,山东青岛266555)摘要:寒冷地区的大型冷却塔冬季结冰是最大的难题,《工业循环水冷却设计规范》GB/T50102--20
2、03中针对寒冷地区的各种型式的冷却塔冬季防冻提出了一些措施;为了更好地解决寒冷地区大型冷却塔的冰冻问题,通过大量查阅同行专家的文献和对使用单位生产过程的实际运行经验的调研,笔者较为详细说明了文献和规范中对机械通风逆流式冷却塔采取的行之有效的防冰措施,供同行们在设计中参考使用.关键词:大型冷却塔分区配水冰冻危害冰冻防治随着我国化工企业的迅速发展,生产装置Et益大型化,循环冷却水系统的规模也越来越大,大型冷却塔具有数量少,效率高,占地面积小,布置紧凑,节水,节能,管理方便等优点,应用越来越广泛.但是大型冷却塔冬季结
3、冰是一个普遍问题,在最冷月平均温度低于一5℃的地区,冬季冷却塔都会出现冰冻现象,严重时会损坏塔体和塔内填料,直接威胁生产装置的安全稳定运行.鉴于此,针对我公司承担的新疆,辽宁和吉林的几套大型化工设计项目中冷却塔冬季冰冻问题进行了专题研究,分析了寒冷地区冷却塔的冰冻原因,提出了对策并加以实施.1冷却塔冰冻部位及原因(1)冷却塔的钢筋混凝土构件结冰.冷却塔的结构主体大都采用钢筋混凝土现浇,冷却塔在运行中,结构件会遭到强烈的水流,气流磨损,使水进入到混凝土构件中存在的空隙中,在低温下易结冰,由于结冰扩大了这些空隙,天
4、暖冰融化后遇冷会再次结冰,造成空隙又一次扩大,这种现象叫做混凝土的冻融;这种循环一年中要发生几次,甚至几十次j,致使混凝土结构渗漏严重,造成内部钢筋腐蚀,直接影响了冷却塔的使用寿命.(2)淋水填料结冰.填料结冰主要是由于塔的热负荷及水量过小以及分区配水不均匀所造成的.在冬季,由于生产装置的循环用水量减少,使冷却塔的热负荷减小,造成了冷却塔淋水密度过小,使得水温急剧下降,造成填料层底部结冰.由于冰冻不易被及时发现,清除,容易造成整个填料层坍塌,同时填料层结冰也会使冷却塔发生震动,严重时填料层支梁容易被拉断.(3)
5、进风口处结冰.循环水在塔内下落过程中,一小部分水会沿冷却塔的进风口上缘慢慢下落,由于水量小,流动时间长,遇冷空气后极易结冰,形成象石笋一样的冰,然后慢慢形成冰柱,大量的冰柱容易连接成冰墙,完全或部分堵住进风口,造成冷却塔通风不畅,影响冷却效果,还会造成进风口处立柱结冰.同时冰柱或冰墙还有随时坠落伤人的危险.进风口结冰,除影响冷却塔正常运行外,还会危害冷却塔的钢筋混凝土构件,造成钢筋混凝土发生冻融现象,危害冷却塔的结构安全.(4)风机叶片表面结冰.当多格并列设置机械通风冷却塔时,冬季常会停开部分风机,运行的冷却塔
6、排出的水汽飘落到停运的冷却塔风机叶片上,并在这些叶片表面积聚结冰;由于结冰不均匀,破坏了风机叶片的静,动平衡,当带冰启动时,会引起风机震动,严重时会损坏风机及塔体结构J.收稿日期:2011—08—03.作者简介:滕祥梅,女,1993年毕业于江苏石油化工学院给排水专业,学士,高级工程师,现从事给排水专业工程设计.联系电话:0532—86977501～8029;E—mail:tengxm1971@163.tom石油化工设计第29卷(5)塔顶结冰.当除水器除水效果较差时,水滴随出塔空气飞出塔外,飘落在塔顶平台及风机的
7、出风筒上造成结冰.塔顶的结冰除危害冷却塔构造外,还会影响巡检人员的安全_2J.(6)冷却塔周围地面结冰.除水器的效果差会使大量水滴飘落在冷却塔周围或进风口处,由于风的旋流,将一部分水滴带出塔外,造成塔周围地面结冰,这种结冰主要影响工作人员的现场管理和交通安全.(7)风机减速器润滑油系统阻塞.由于有些风机的减速器采用稀润滑油并带有润滑油循环系统,当冬季停开风机较长时间时,稀润滑油会在管路中凝固,风机在重新启动运行之前如果不对润滑油进行加热解凝,就会使得润滑油油路不畅,风机减速器会因失去润滑而造成事故J.2冷却塔设
8、计采用的防冰对策(1)优先选用逆流式冷却塔.如图1所示,横流塔是水在塔内填料中,水自上而下,空气自塔外水平流向塔内,两者流向呈垂直正交的冷却塔,进风口在整个侧面,在冬季,靠近进风百叶窗的水由于水量较少,直接与极低温度的空气接触,很容易结冰;而逆流式冷却塔是水在塔内填料中,水自上而下,空气自下而上,两者流向相反的冷却塔,进风口的水是经过填料后的下落的大量水,不易结冰;同时逆流塔的进风口相
