自然通风冷却塔冬季结冰原因及其处理对策,自然通风冷却塔结构图

1.自然通风冷却塔的传热原理

自然通风逆流冷却塔在我国闭式循环火电厂中得到广泛应用。铸造时，其循环水回水（热水）通过管道经竖井送至热水分配系统。这种配水系统在平面上呈网状布置。为槽式配水，然后通过防溅装置将水洒在填料上；移除并重新使用。塔底为进风口，由人字柱或十字柱支撑。空气从进风口进入塔体，经过填料下方的雨区，以与热水流相反的方向流经填料（故称逆流式），经过水滴后空气中的空气经除水器回收后，由塔出口排出。

冷却塔外的冷空气进入冷却塔后，吸收热水蒸发和接触损失的热量，温度升高，湿度增大，密度减小。因此，消除器上方的空气常常是饱和的或接近饱和的。塔外空气温度低、湿度低、密度大。由于塔内外空气密度不同，进风口内外产生压力差，使塔外空气源源不断地流入塔内，无需通风机械提供动力，因此称为自然通风。

2.冷却塔布水及溅水装置

1．冷却塔配水

循环水回水（热水）通过管道送至冷却塔，通过四个竖井至槽式配水系统（由三级栅栏式配水结构组成）由主水箱、配水箱和配水箱组成），将水分配到塔的整个截面，然后通过喷淋装置将热水转化成小水滴，尽可能均匀地洒在整个塔体上。填充以增强冷却效果。整个过程包括：将热水提升至配水液面，分配至整个灌装段，并通过喷嘴喷洒在灌装物上。水箱的布置原则是布水均匀、水头损失小、气流阻力小、维护方便。为了使水分布均匀，水箱内水面应保持基本水平。

2.喷水装置

喷水装置基本上可以分为两种，一种是通过冲击力将水丝撕成水滴；另一种是通过冲击力将水丝撕成水滴。另一种是旋转式，依靠离心力将水流撕裂并洒向四周。前者要求水压较低，多用于槽式配水；后者要求水压较高，多用于管道配水。

3.冷却塔结冰情况

我厂冷却塔冬季运行时，气温较低时，塔内某些部位会结冰，影响正常运行。

4.结冰部位及其原因

(1)塔进风口。自然通风逆流式冷却塔一般在塔内壁下缘或挡水檐上容易结冰。严重时，大部分进风口会被人字柱堵塞。我厂的冷却塔上述部位也存在结冰现象，但不是太严重。

水结冰必须满足一些条件，即水的温度降到冰点以下，要求水的热含量小，有足够的冷空气使水结冰。冷却水。冰点与水的流动有关，静止的水冰点高，流动的水冰点低。

塔的上述部位很容易结冰，因为满足了这些结冰条件：塔内壁下缘往往不是被热水覆盖，而是从塔内溅出的水。填料沿着塔管内壁流向这些部位，热水量并不大；外部冷空气从进风口上缘大流量进入塔内，提供充足的低温空气；水的流速低，冰点高。

（2）梁、柱的填充和支撑。一般情况下，当机组负荷减小、循环水温或水量减小、气温突然下降时，如果不及时采取相应措施，填料下端和支撑梁上可能结冰。结冰会压碎支撑梁或塌陷填充物。我厂两台机组冬季零度以下运行时，即使机组满负荷运行，上述部位仍会严重结冰，有时还会将浸水的填料拉下。

(3) 塔顶。自然通风冷却塔塔管顶部的刚性环内外，塔内出来的湿热空气的水蒸气在其上凝结成冰。有的形成大冰块，增加塔顶负荷，甚至掉落伤及下方行人。

5.结冰的危险

(1)影响塔的冷却效果。塔进风口形成冰幕后，进风面积减小，导致进风量减少，从而影响塔的冷却效果。填料冻结后，影响填料的效率，从而也影响塔的冷却效果。

(2)增加结构荷载。结冰后，冰的负荷增加。如果设计中不考虑或没有充分考虑这种荷载，就会造成结构损坏。部分填料结冰后，会导致填料塌陷，这种情况很多。

(3)降低结构的使用寿命。混凝土的多次冻融会降低使用寿命，特别是在裂缝部位，更容易造成混凝土损坏。

6.冷却塔防冰措施

正常运行时，冷却塔内部的循环水全部分布在填料上，然后在一定的运行条件下，需要将部分或全部热水排出。通过旁路直接送至集水坑，提高池水温度。

进风口上檐塔内壁增设一圈防冻管，从进水管引水，并增设分水阀，调节水量体积。最大设计防冻水量约为循环水总量的20-40%。在防冻管上开孔，向下喷水，形成热水幕，可以防止塔体在进风口结冰。同时，由于大量的热水未经填料冷却而直接进入储水箱，提高了储水箱的水温，也可以防止水箱结冰。这种方法虽然有效，但塔内壁安装空间小，且成本费时费力。是否使用需要待上述措施实施后才能确定。