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循環(huán)水冷卻塔防冰新技術(shù)論文
摘 要：寒冷地區(qū)冷卻塔冬季運(yùn)行時(shí)結(jié)冰現(xiàn)象嚴(yán)重，給安全生產(chǎn)和操作維護(hù)都帶來許多困難，防冰問題一直困擾著寒冷地區(qū)冷卻塔用戶。文中介紹了防止冷卻塔進(jìn)風(fēng)百葉窗和外層填料處結(jié)冰的新技術(shù)及其實(shí)際應(yīng)用效果。
關(guān)鍵詞：冷卻塔；防冰；新技術(shù)
冷卻塔結(jié)冰是目前國(guó)內(nèi)冷卻塔冬季運(yùn)行中存在的一大難題。地處寒冷地區(qū)，無論是引進(jìn)的國(guó)外冷卻塔，還是國(guó)內(nèi)自行設(shè)計(jì)施工的冷卻塔，均在冬季運(yùn)行中存在嚴(yán)重結(jié)冰現(xiàn)象，至今還沒有提出一套徹底解決的方法。
日本石川島播磨重30000m3/h橫流干濕式冷卻塔是七十年代末隨大慶乙烯聯(lián)合化工裝置引進(jìn)我國(guó)的。大慶地區(qū)位于北緯45°5′～47°，年平均氣溫3.3℃，冰凍期5個(gè)多月，嚴(yán)酷的氣候條件給冷卻塔冬季運(yùn)行帶來困難。雖然石川島播磨重冷卻塔設(shè)計(jì)時(shí)考慮了防冰問題，但是運(yùn)行實(shí)踐證明結(jié)冰問題仍然存在。中國(guó)化學(xué)工程總公司滄州化工冷卻塔填料廠根據(jù)冷卻塔的現(xiàn)狀，結(jié)合該廠多年積累的老塔改造經(jīng)驗(yàn)和防冰技術(shù)，提出了冷卻塔防冰新技術(shù)改造方案，實(shí)施后經(jīng)過2003～2005年度冬季運(yùn)行，防冰效果明顯。
1、冷卻塔現(xiàn)狀
大慶石化公司水氣廠循環(huán)水冷卻塔為限霧型橫流干濕式冷卻塔，分兩座，一座五間共十間。平面尺寸為：64.05m×20.13m，塔高14.662m（不包括水槽上緣風(fēng)筒高度），塔體為木框架結(jié)構(gòu)，作CCA防腐處理。淋水填料采用填料混裝技術(shù)，配裝高效薄膜填料及拱點(diǎn)滴填料，配裝原理如下：在靠近百葉窗的邊層布置垂直波框架式薄膜組合填料，單測(cè)薄膜填料徑深為0.915m，其余徑深配拱形填料，收水器采用多波雙功能收水器，將收水效率高、風(fēng)阻稍大的密型收水器布置在塔體上部，風(fēng)阻較小的疏型收水器布置在塔體下部，中型收水器布置在塔體中部，并在收水器下配置玻璃鋼導(dǎo)水盤，防止形成二次飄水。
2、改造技術(shù)方案
第一循環(huán)水場(chǎng)涼水塔是干濕橫流式木冷卻塔，進(jìn)入冬季，冷卻塔結(jié)冰嚴(yán)重，使塔體結(jié)構(gòu)、百葉窗、邊層填料損壞嚴(yán)重。每年需投入大量資金、人力維修和維護(hù)，其主要維護(hù)措施之一就是一直采用強(qiáng)制風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)的方式來解決涼水塔冬季結(jié)冰的問題，化冰效果雖好，但也付出了風(fēng)機(jī)部件加速損壞的代價(jià)。
為了徹底解決冬季冷卻塔結(jié)冰嚴(yán)重的問題，經(jīng)過各有關(guān)部門的研究和公司科技處的審批，于2003年8月24日開始在一循6＃-10＃塔1-6層百葉窗頂端分別安裝∮60×3.5UPVC塑料噴淋管，噴淋管上每50mm間距加工一個(gè)∮7mm出水孔，從而形成大面積熱水幕來化掉冬季形成的冰塊。
3、改造施工及運(yùn)行情況
設(shè)計(jì)施工任務(wù)全部由滄州化工冷卻塔填料廠完成。從2003年8月24日開始施工，于2003年11月23日結(jié)束全部化冰管安裝任務(wù)。由于資金問題，沒有對(duì)上面8層安裝化冰管。截止到2004年2月末累計(jì)運(yùn)行2352小時(shí)，整塔工藝參數(shù)均滿足設(shè)計(jì)要求，并取得如下結(jié)果。
安裝化冰管后，循環(huán)水平均溫差增大，今年供水平均溫差為8.35℃，與去年同期相比平均升高4.63℃，這表明空氣流通，冷卻效率顯著提高，增強(qiáng)了對(duì)循環(huán)水溫度的宏觀調(diào)控能力。從涼水塔的外觀看，冬季涼水塔的結(jié)冰狀況得到了根本改善，百葉窗基本未結(jié)冰，達(dá)到化冰管設(shè)計(jì)要求。
安裝化冰管后，由于百葉窗基本未結(jié)冰，因此東塔風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)冬季未反轉(zhuǎn)，節(jié)約了電能，符合立項(xiàng)要求，與2002年同期相比，可節(jié)約電量為：180KW×10h×100天×5臺(tái)×85％＝765000 KW·h，折合人民幣近26.78萬元。（注：節(jié)約電量＝一臺(tái)風(fēng)機(jī)功率×2002年度同期反轉(zhuǎn)天數(shù)×風(fēng)機(jī)總數(shù)×功率因數(shù)＝3600 KW·h）
由于冬季風(fēng)機(jī)未反轉(zhuǎn)，減少了反轉(zhuǎn)對(duì)風(fēng)機(jī)部件的負(fù)面影響，使風(fēng)機(jī)薄片環(huán)、齒輪等部件的損壞頻率降低，延長(zhǎng)了風(fēng)機(jī)部件使用周期，根據(jù)以前風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的故障平均數(shù)統(tǒng)計(jì)，化冰管投用可避免CT-001塔風(fēng)機(jī)薄片環(huán)損壞2起/年，齒輪故障1起/年，與2002年相比，可節(jié)約檢維修費(fèi)用2×1600+1×40000=4.32萬元。
冬季風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)，由于蒸汽壓力增大，是濕熱蒸汽夾帶循環(huán)水加速向外漂移，化冰管投用后，減少了漂移量，控制了漂移水量對(duì)涼水塔周圍環(huán)境的影響，減少了塔外結(jié)冰程度和對(duì)室外設(shè)備的侵蝕；同時(shí)由于塔結(jié)冰量減少，使涼水塔整體外貌大為改觀，為今年的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境整治工作奠定了基礎(chǔ)。
化冰管的投用，使冬季涼水塔上形成的較大冰塊對(duì)人員和生產(chǎn)造成的安全隱患基本消除，提高了涼水塔運(yùn)行的安全系數(shù)，使涼水塔運(yùn)行和員工巡檢更加安全可靠，間接效益十分明顯。
4、結(jié)論
綜上所述，化冰管的效果是比較明顯的。它的投用，基本解決了北方冬季獨(dú)有的涼水塔嚴(yán)重結(jié)冰的情況，提高了涼水塔自身運(yùn)行的可靠性，改善了涼水塔運(yùn)行工況，降低了風(fēng)機(jī)部件的損耗，延長(zhǎng)了風(fēng)機(jī)使用壽命，使涼水塔運(yùn)行更加安全平穩(wěn)。
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