冬季冷却塔常见结冰现象与处理方法

发布日期：2018-11-18 12:15:09 作者：admin 点击：1001

一、机械通风冷却塔结构及运行原理介绍

根据水和空气的接触方式可以将机械通风冷却塔分为干式冷却塔、湿式冷却塔和干湿式冷却塔，同时根据水和空气的流动方向，又可将冷却塔分为横流式冷却塔和逆流式冷却塔，如下图：

A、干式冷却塔：热水在散热盘管内流动，靠与管外空气的温差，形成接触传热而冷却。所以干式冷却塔的特点是：

①没有水的蒸发损失，也无风吹和排污损失，补给水量极少，所以干式冷却塔适合于缺水地区，如我国的北方地区。

②水的冷却靠接触传热，冷却极限为空气的干球温度，效率低，冷却出口水温高。

③需要大量的金属管（铝管、钢管或铜管），因此造价为同容量湿式塔的4～10倍。因干式冷却塔有后两点不利因素，所以在有条件的地区，一般都采用湿塔。

B、湿式冷却塔的工作原理：热水通过入水管进入冷却塔，通过槽式或管式配水系统，使热水均匀分布至到填料上，通过自身重力穿过填料，落入塔底水池，变成所需冷却水待重复使用。空气从入风口处进入塔内，穿过填料下的雨区、与热水成相反方向（逆流）或垂直方向（横流）穿过填料、通过收水器、风机、从风胴排出。湿式冷却塔由于水和空气为直接接触，因此降温效果佳。此类冷却塔造价低，为*受广泛使用之冷却塔。

C、干湿式冷却塔：即为湿式塔和干式塔的结合，如上图所示，干部在上、湿部在下。从冷凝器、吸收器或工艺设备等出来的温度较高的冷却水，由冷却水泵加压输送到干湿式冷却塔的冷却盘管中。另一方面，利用管道泵将冷却塔底池中的水抽吸到喷淋管中，然后喷淋在冷却盘管的外表面上，吸取冷却水的热量，从而使冷却水的温度得以降低。

二、冷却塔结冰的本质和危害

冷却塔通常会在外侧护板、百叶窗、填料、收水器、集水盘等位置有较为严重的冻结现象。

结冰的的产生对设备的使用寿命和工作性能影响非常大，如果结冰发生在进风口，那么伴随着冰块积聚，冰块重量逐渐增加，容易造成百叶窗的破损，使之失去导风效能，如果结冰位置发生在集水盘，那么由于结冰过程冰块体积增加将导致玻璃钢集水盘受膨胀作用力而破裂，造成漏水等。

湿式冷却塔

1、横流式冷却塔结冰位置、原因，解决方案。

① 集水盘：虽然积水盘中的水是循环流动的，但是在集水盘边缘位置水流相对缓慢许多，在低温条件下，此处也会容易结冰积聚。而且，如果集水盘密封不好，有渗水或滴水现象，那么长时间下水盘外部也会随之结冰积聚。

解决方案：

A、在集水盘加装电加热装置，并安装温度传感器，通过实时监控集水盘中的水温而自动控制电加热装置的启停，使得积水盘中的水长期保持在一定温度不致结冰。

B、在低温季节来临之前，将集水盘漏水、渗水、滴水位置全部修补完好，杜绝漏水、渗水、滴水现象发生，从而杜绝此处结冰现象产生。

② 填料：横流式冷却塔填料分布于塔体两侧，进风面积大为整个塔身高度，水流通过填料时由于水膜较薄，水流缓慢，在靠近填料外侧水与冷空气接触充分，降温快速明显，极易结冰并逐渐积聚。

解决方案：

A、在冷却塔进风口处悬挂附着安装保温篷布，减小水与外界冷空气的接触强度，减小结冰现象产生的几率。

B、适当加大临水密度，通过适当加大流量或者多台冷却塔使用时关闭若干台来加大临水密度，这样可以保证循环水有一定的热负荷，增大了水流速度，有效的改善了结冰现象。

③ 百叶窗：百叶窗本身作为导风装置，可以有效减小涡流区域，使气流分布均匀，保证空气分配区静压均匀，降低冷却塔总阻力，同时也可有效收集由于填料收水效果不好或者布水不均而从填料溅出的水滴使之流入塔内，但是显而易见，随之而来的则是水滴或水流由于流量小热量低停滞时间长，与冷空气接触充分而极易结冰并逐渐积聚。

解决方案：

A、在散水槽（池）底部设置弧形或折型挡水板，杜绝水滴溅出，将水滴直接导流至填料内部，从而避免百叶窗上溅水，进而避免结冰现象产生；

B、在流量满足使用要求的条件下，人工堵塞靠近外侧的散水孔或散水喷头，避免溅水产生；

④ 散水槽（池）：由于目前大部分横流式冷却塔均采用槽（池）式配水，即热水通过冷却塔顶部的散水槽（池）由自身重力通过填料均匀布水。但是由于散水槽裸露在外面，与冷空气直接接触，在散水槽边缘和流速较慢的散水孔或散水喷头部位容易结冰并逐渐积聚。

解决方案：

A、在散水槽顶部加装散水槽盖板，较小水与冷空气的接触强度，起到一定的保温作用，进而避免结冰现象产生；

B、停机检视，确保散水孔或散水喷头畅通，确保散水槽（池）内整洁，避免堵塞；

⑤ 传动设备，如果风机长时间停转，那么由于冷却塔运行时排出的水汽、水滴落到风机叶片上，长时间积聚容易结冰，如果冰层不能及时清理，那么再次开机运行时会由于叶片动静平衡失调而造成风机振动，严重时会造成风机和塔体结构的损坏；

解决方案：

A、若风机长时间停转，则*好将其拆卸保养，避免积结冰层；

B、安装变空控制系统，降低风机转速；

2、逆流式冷却塔结冰位置、原因，解决方案。

① 填料：逆流式冷却塔填料填充于冷却塔内部，如果由于配水不均，那么也会容易造成部分区域结冰悬挂，特别在靠近进风口四周处，水与冷空气接触充分，降温快速明显，极易结冰并逐渐积聚。

解决方案：

A、在冷却塔进风口处悬挂附着安装保温篷布，减小水与外界冷空气的接触强度，减小结冰现象产生的几率。

B、检视配水装置是否堵塞或损坏，保证配水均匀；

C、适当增加临水密度

② 百叶窗：本身作为导风装置，可以有效减小涡流区域，使气流分布均匀，保证空气分配区静压均匀，降低冷却塔总阻力，同时也可有效收集由于填料收水效果不好或者布水不均而从填料溅出的水滴流入塔内，但是显而易见，随之而来的则是水滴或水流由于流量小热量低，由于停滞时间长，与冷空气接触充分极易结冰并逐渐积聚。

解决方案：

A、在进风口上边缘内侧（填料底部外边缘）设置弧形或折型挡水板，杜绝水滴溅出，将水滴直接导流至集水盘内部，从而避免百叶窗上溅水，进而避免结冰现象产生；

3、收水器，由于逆流式冷却塔收水器位于风机下方，靠近出风口，水汽持续穿透或停滞时间长，容易形成冻结；

解决方案：

①低温季节来临之前需彻底清理收水器，保证收水器清洁畅通；

②冬季定期停机清理收水器；

③选择亮光面PVC平片制作的收水器，替换哑光面（磨砂面）PVC收水器，可以有效降低水汽水滴附着，减轻了结冰的程度；

干式、干湿式冷却塔

干式冷却塔结冰位置、原因、解决方案

干式冷却塔虽然没有外部淋水，但在低温季节，如果临时、长时停机或者管内水温过低流速慢，也极容易造成管内流体冻结。而这种冻结破坏性非常大，由于盘管换热器有较多的回路循环，管线密集穿插，冻结位置较多往往较难处理，严重的将会造成整组盘管换热器的报废，而盘管换热器的造价往往又是非常高的，所以这不仅给用户的正常使用造成了影响，也同时损害了用户的经济利益。

解决方案：

冷却盘管循环水温必须保持或高于7℃。密闭系统的循环水在没有热负荷的情况下，即便循环水保持流动也会发生结冰现象，必须有妥善的防冻措施，一般需考虑采取以下三种方式*合适：

A 、让循环水保持一定的热负荷，一般可在配管系统内设置浸没式电加热器或者在管路上加装电伴热；同时密闭系统内的循环水保持适当流量（建议客户保持在10~15m3/h），并通过温度传感器和控制系统来实现温度的实时监控。

B 、在冷却盘管内加注防冻液，乙二醇或丙二醇即可，加注比例可参考下表。