防结冰技术在冷却塔中的应用

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摘要：本文探讨冷却塔冬季结冰的主要原因，并对大庆炼化公司的冷却塔防结冰技术应用现状进行分析总结。

关键词：冷却塔　结冰

一、防结冰技术应用的意义

冷却塔结冰是目前国内冷却塔冬季运行中存在的一大难题。特别是地处寒冷地区，无论是引进国外冷却塔，还是国内自行设计施工的冷却塔，均在冬季运行中存在严重结冰现象，至今还没有提出一套彻底解决的方法。大庆地区位于北纬45°5′～47°，年平均气温3.3℃，冰冻期5个多月，严酷的气候条件给工业循环水冷却塔冬季运行带来结冰问题，破坏了塔的冷却效果和后序装置产品的产量和质量。

冷却塔结冰原因分析

1.横流冷却塔结冰原因

1.1水滴飞溅是造成横流塔百叶窗上端面积冰块主要原因

1.2塔的边层水量过小，水温偏低是造成边层填料或百叶窗挂冰幕的主要原因。

1.3百叶窗塔处有接缝隙，渗漏现象导致了百叶窗挂冰胡，冰柱。

1.4收水器性能低下，飘滴损失严重导致冷却塔地面四处结冰。

炼化公司循环水场边层水量小，冬季可以通过加大边层布水来调节，结冰的主要原因是水滴飞溅和边层布水不均所造成的。

2.逆流冷却塔结冰原因

2.1逆流塔普通存在着水塔尿沿现象，当循环水下落过程中，部分水会沿塔壁流下，当到达进风口的上梁时，水会在表面张力的作用下，向外沿浸润，直至从沿边落下，此处几乎与大气完全接触，与冷空气继续发生热传递，水温将持续下降，开成冰梳，所有的冰馏连结起来并向下搬移将会形成巨大的冰幕，封住水塔的进风口，影响水塔的进风量，甚至影响生产。

2.2水塔运行时，因水塔四角配水量很小，少量的循环水会沿着塔壁下流，在离水塔上檐1m处结冰。

2.3塔池内雾气漂移塔外是造成塔进风口两侧地面结冰的主要原因

同时，配水不均或负荷过低会造成填料结冰，逆流塔塔池顶横梁溅水和透风现象是造成塔角及周围结冰的重要原因。东北地区天气寒冷，无论横流塔还是逆流塔，结冰现象多多少少都会存在，冬季生产中，要注意调节布水均匀，优化运行。

二、结冰的危害性

1.影响塔的冷却效果

塔的进风口结成冰帘以后，进风面积减少，造成进风量减少，因而影响塔的冷却效果。填料处结冰以后，影响填料的效率，因而也影响了塔的冷却效果。

2.增加了结构的负重

结冰以后，增加了冰的荷重，如果设计中未考虑此荷重或考虑不充分，就会造成结构物破坏。填料部分结冰后，会造成填料塌落，这种先例也不少。

3.降低结构使用寿命，

混凝土的多次冻融会减少使用寿命，尤其在有裂缝的部位，更易造成混凝土的破坏。

4.造成管道及闸门等冻裂

管道内或闸门处结冰，体积膨胀，以至造成管道或闸门破坏性事故。

5.造成其他设备结冰

从塔内飘出的水滴或水蒸气凝结成的水滴，落在其他建筑物或设备上，冬季会造成冰冻危害。

防结冰技术的应用现状

目前，机械通风横、逆流冷却塔占主导地位，冬季防冻措施一般采用减少运行水塔间数进行集中配水或减少进风量的办法，但无法从根本上解决塔结冰的问题，近些年东北地区横流塔防结冰还采取了在百叶窗上和在填料与百叶窗空隙处加化冰管的方法，效果较好。

三、炼化公司循环水车间防结冰措施主要有

1.针对逆流塔四角配水量小而造成的塔角结冰现象，我们水场在逆流塔塔角两侧安装了挡水板，有效的减少了塔角的结冰，并起到了防止塔角水滴飞溅与雾气漂移的作用。

2.在水温允许范围内，减少运行水塔间数。例如二扩冬季将T207、T208运行其中一座。既保证生产，节约能源，又有效的起到防结冰的作用。

3.减少内侧配水，加大周边配水和边层水幕配水，进而提高该区域的淋水密度。

4.横流塔采用风机反转化冰。以二循为例，仅此一项一年下来就浪费大量电能，消耗电量=18.5kw*120d*6台*1h/d　=13320度，按0.60元/度计算，则风机反转多消耗7992元。

总体说，化冰管的效果是比较明显的，它的投用，基本解决了北方冬季独有的冷却塔严重结冰的情况，提高了冷却塔自身运行的可靠性，改善了冷却塔运行工况，减少了风机反转化冰的频率，降低了风机部件的损耗。同时，减轻了岗位工人打冰的劳动强度和作业的危险性。