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冷却塔运行与维护(五)‖ 冷却塔结冰及其防治(上)
点击次数:10 发布时间:2024/8/29 13:24:40
冷却塔运行与维护(五)‖ 冷却塔结冰及其防治(上)
第四节 冷却塔结冰及其防治
在我国北方地区和靠近北方地区,冷却塔在寒冷季节运行时,会面临一个结冰破话、威胁安全运行的严重问题,分析其原因,从客观方面来讲,是自然界天气变寒带来的困难。
从主观方面来讲,,过去冷却塔设计时没有考虑防止冬季结冰破坏的措施。例如美国双曲线自然通风冷却塔,在它投产运行的冬季就遭到结冰损坏的危害。冷却塔还是面临着冬季结冰损坏主要部件结构危害问题,它仍然是当新设计冷却塔时需要研究解决的课题。
第二,由于不重视施工质量,而造成冰冻损坏冷却塔主要部件结构也是严重的。例如东北某电厂3 500 m2双曲线通风冷却塔,由于冬季频繁启动和梁、柱等构件质量较差,未按设计所要求的强度、抗冻和抗渗水泥标号施工,自1985年11月投入运行,仅经过一个冬天,全塔的172根钢筋混凝土支柱中,有85根严重剥皮,36根三面露主筋,103根产生纵向裂缝;全塔204根主梁中,有30%以上严重露筋;548根次梁中,严重剥皮露筋的占10%以上;淋水填料支承构架基本破坏。
第三,由于冷却塔冬季运行防冻管理措施不好造成的。例如天津某发电厂在1974年冬季,双曲线冷却塔刚投产,就遇到寒流的突然袭击,在没有采取任何防冻措施情况下,造成大量淋水装置损坏,使冷却塔无法继续运行。
综合上述情况,必须重视冬季防冻问题,尤其在严寒地区更为重要。
一、容易结冰的部位
1.冷却塔进风口处
该处是普遍的结冰部位,也是容易结冰的部位。各种类型冷却塔的进风口处均有可能结冰。
(1)自然通风逆流式冷却塔的进风口,一般是在塔筒内壁下缘结冰,或在塔内的挡水檐边缘挂冰。轻者形成一道很薄的冰帘,严重时连同塔筒人字柱一起冻结成为一堵冰墙。在塔的背风侧,由于塔内穿堂风把部分水滴吹洒到人字柱内侧面上而结冰。
(2)横流式冷却塔进风口百叶窗内缘挂冰,顶部进水槽漏水造成的进风口支柱和百叶窗外侧大面积结冰。
进风口处结冰的主要原因是冷却塔淋水填料水量过小,沿筒壁下流的少量水在进风口上缘或挡水檐边缘停留时间过长,遇冷空气而结冰。
2.淋水填料和填料支承梁柱
若全塔的热负荷及水量过少,会造成整个塔内淋水填料底部挂冰;有的采取分区配水的冷却塔,由于水量分配不均,造成部分填料结冰。淋水填料,当淋水密度较小时,冷空气先由此入侵,容易形成冻害;在淋水密度较小的其他区域,如水槽堵塞、破损,喷嘴堵塞,溅水碟脱落不对中等处,亦容易造成局部冻害。淋水填料局部水量过小,或淋水填料支柱紧靠近风口时,容易造成填料支承梁柱及部分填料结冰。
3.冷却塔顶部
(1)风筒式自然通风冷却塔的塔顶刚性环内、外缘,由于水汽集聚,形成冰锥,严重时会形成较大冰块,如某电厂塔顶结冰厚度曾达3 m。
(2)机械通风冷却塔,由于塔内有的除水器效果较差,水滴随出塔空气飞出塔外,飘落在塔顶平台及风机出风筒上造成结冰。可以通过采用除水器,在填料高风速区安装双层波形除水器的办法消除飘滴。目已有不少电厂采用此法,效果很好,基本上消除了飘滴,解决了塔顶部结冰问题。
4.冷却塔周围地面
这是没有安装除水器或除水器效果较差,大量水滴飘落在周围地面;或进风口处产生旋流,将一部分水滴带出塔外,洒落在地面。
5.机械通风冷却塔风机叶片表面
当机械通风冷却塔的格数较多时,冬天常有一些格不运行。由于运行塔排出的水汽飘落到停止运行的塔风机叶片上,并在这些叶片表面积聚而结冰。如果叶片上结冰不能融化处理,再启动运行时,因叶片的静、动平衡失调,将引起风机振动,严重时会造成风机及塔体机构的损坏。
6.停运的储水设备
冷却塔冬季停运时,充水的循环水沟、压力水管、阀门因水不流动,不能补充热量而结冰,结冰产生的侧向冻胀力可达0.2~0.3 MPa,使设备遭到破坏。未充水保护的集水池底板,水沟的侧壁和底板,在土壤含水率较高时亦容易因土壤冻胀力而遭损害。
二、结冰的危害性
(1)淋水装置承受大幅度的超载,发生淋水填料及其支承梁塌落,甚至导致局部或整体倒塌。
(2)淋水装置、人字柱和通风筒等部位的混凝土多次遭受冻融循环,加速材料耐久性能的破坏,降低了结构使用寿命。
(3)水结冰膨胀产生冻胀力,直接胀破管道、水沟、闸门等设备;土壤冻胀力可直接胀破集水池底板,循环水沟的壁和底板等。
(4)因为进风口和淋水填料结冰,直接影响冷却塔的效果。
(5)冷却塔周围地面结冰,特别是它的位置靠近厂区和马路或公路时,会使行人跌伤、汽车相撞、翻车等交通事故。
(6)双曲线冷却塔顶部结冰,往往会在背风面处结成大冰锥,落下来会砸伤行人。例如某电厂曾经发生过因塔顶大冰锥下落而砸伤运行人员的事故。
(7)冷却塔飞出飘滴,降落在发电厂升压站电器设备上并结冰,引起闪烁,造成停电事故。
原创作者:江苏良一冷却设备有限公司