一、機(jī)械通風(fēng)冷卻塔結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理介紹

根據(jù)水和空氣的接觸方式可以將機(jī)械通風(fēng)冷卻塔分為干式冷卻塔、濕式冷卻塔和干濕式冷卻塔，同時(shí)根據(jù)水和空氣的流動(dòng)方向，又可將冷卻塔分為橫流式冷卻塔和逆流式冷卻塔，如下圖：

A、干式冷卻塔：熱水在散熱盤(pán)管內(nèi)流動(dòng)，靠與管外空氣的溫差，形成接觸傳熱而冷卻。所以干式冷卻塔的特點(diǎn)是：

 ①?zèng)]有水的蒸發(fā)損失，也無(wú)風(fēng)吹和排污損失，補(bǔ)給水量極少，所以干式冷卻塔適合于缺水地區(qū)，如我國(guó)的北方地區(qū)。

②水的冷卻靠接觸傳熱，冷卻極限為空氣的干球溫度，效率低，冷卻出口水溫高。

③需要大量的金屬管（鋁管、鋼管或銅管），因此造價(jià)為同容量濕式塔的4～10倍。因干式冷卻塔有后兩點(diǎn)不利因素，所以在有條件的地區(qū)，一般都采用濕塔。

B、濕式冷卻塔的工作原理：熱水通過(guò)入水管進(jìn)入冷卻塔，通過(guò)槽式或管式配水系統(tǒng)，使熱水均勻分布至到填料上，通過(guò)自身重力穿過(guò)填料，落入塔底水池，變成所需冷卻水待重復(fù)使用。空氣從入風(fēng)口處進(jìn)入塔內(nèi)，穿過(guò)填料下的雨區(qū)、與熱水成相反方向（逆流）或垂直方向（橫流）穿過(guò)填料、通過(guò)收水器、風(fēng)機(jī)、從風(fēng)胴排出。濕式冷卻塔由于水和空氣為直接接觸，因此降溫效果佳。此類(lèi)冷卻塔造價(jià)低，為*受廣泛使用之冷卻塔。

C、干濕式冷卻塔：即為濕式塔和干式塔的結(jié)合，如上圖所示，干部在上、濕部在下。從冷凝器、吸收器或工藝設(shè)備等出來(lái)的溫度較高的冷卻水，由冷卻水泵加壓輸送到干濕式冷卻塔的冷卻盤(pán)管中。另一方面，利用管道泵將冷卻塔底池中的水抽吸到噴淋管中，然后噴淋在冷卻盤(pán)管的外表面上，吸取冷卻水的熱量，從而使冷卻水的溫度得以降低。

二、冷卻塔結(jié)冰的本質(zhì)和危害

冷卻塔通常會(huì)在外側(cè)護(hù)板、百葉窗、填料、收水器、集水盤(pán)等位置有較為嚴(yán)重的凍結(jié)現(xiàn)象。

結(jié)冰的的產(chǎn)生對(duì)設(shè)備的使用壽命和工作性能影響非常大，如果結(jié)冰發(fā)生在進(jìn)風(fēng)口，那么伴隨著冰塊積聚，冰塊重量逐漸增加，容易造成百葉窗的破損，使之失去導(dǎo)風(fēng)效能，如果結(jié)冰位置發(fā)生在集水盤(pán)，那么由于結(jié)冰過(guò)程冰塊體積增加將導(dǎo)致玻璃鋼集水盤(pán)受膨脹作用力而破裂，造成漏水等。

濕式冷卻塔

1、橫流式冷卻塔結(jié)冰位置、原因，解決方案。

① 集水盤(pán)：雖然積水盤(pán)中的水是循環(huán)流動(dòng)的，但是在集水盤(pán)邊緣位置水流相對(duì)緩慢許多，在低溫條件下，此處也會(huì)容易結(jié)冰積聚。而且，如果集水盤(pán)密封不好，有滲水或滴水現(xiàn)象，那么長(zhǎng)時(shí)間下水盤(pán)外部也會(huì)隨之結(jié)冰積聚。

解決方案：

A、在集水盤(pán)加裝電加熱裝置，并安裝溫度傳感器，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控集水盤(pán)中的水溫而自動(dòng)控制電加熱裝置的啟停，使得積水盤(pán)中的水長(zhǎng)期保持在一定溫度不致結(jié)冰。

B、在低溫季節(jié)來(lái)臨之前，將集水盤(pán)漏水、滲水、滴水位置全部修補(bǔ)完好，杜絕漏水、滲水、滴水現(xiàn)象發(fā)生，從而杜絕此處結(jié)冰現(xiàn)象產(chǎn)生。

② 填料：橫流式冷卻塔填料分布于塔體兩側(cè)，進(jìn)風(fēng)面積大為整個(gè)塔身高度，水流通過(guò)填料時(shí)由于水膜較薄，水流緩慢，在靠近填料外側(cè)水與冷空氣接觸充分，降溫快速明顯，極易結(jié)冰并逐漸積聚。

解決方案：

A、在冷卻塔進(jìn)風(fēng)口處懸掛附著安裝保溫篷布，減小水與外界冷空氣的接觸強(qiáng)度，減小結(jié)冰現(xiàn)象產(chǎn)生的幾率。

B、適當(dāng)加大臨水密度，通過(guò)適當(dāng)加大流量或者多臺(tái)冷卻塔使用時(shí)關(guān)閉若干臺(tái)來(lái)加大臨水密度，這樣可以保證循環(huán)水有一定的熱負(fù)荷，增大了水流速度，有效的改善了結(jié)冰現(xiàn)象。 

③ 百葉窗：百葉窗本身作為導(dǎo)風(fēng)裝置，可以有效減小渦流區(qū)域，使氣流分布均勻，保證空氣分配區(qū)靜壓均勻，降低冷卻塔總阻力，同時(shí)也可有效收集由于填料收水效果不好或者布水不均而從填料濺出的水滴使之流入塔內(nèi)，但是顯而易見(jiàn)，隨之而來(lái)的則是水滴或水流由于流量小熱量低停滯時(shí)間長(zhǎng)，與冷空氣接觸充分而極易結(jié)冰并逐漸積聚。

解決方案：

A、在散水槽（池）底部設(shè)置弧形或折型擋水板，杜絕水滴濺出，將水滴直接導(dǎo)流至填料內(nèi)部，從而避免百葉窗上濺水，進(jìn)而避免結(jié)冰現(xiàn)象產(chǎn)生；

B、在流量滿(mǎn)足使用要求的條件下，人工堵塞靠近外側(cè)的散水孔或散水噴頭，避免濺水產(chǎn)生； 

④ 散水槽（池）：由于目前大部分橫流式冷卻塔均采用槽（池）式配水，即熱水通過(guò)冷卻塔頂部的散水槽（池）由自身重力通過(guò)填料均勻布水。但是由于散水槽裸露在外面，與冷空氣直接接觸，在散水槽邊緣和流速較慢的散水孔或散水噴頭部位容易結(jié)冰并逐漸積聚。

解決方案：

A、在散水槽頂部加裝散水槽蓋板，較小水與冷空氣的接觸強(qiáng)度，起到一定的保溫作用，進(jìn)而避免結(jié)冰現(xiàn)象產(chǎn)生；

B、停機(jī)檢視，確保散水孔或散水噴頭暢通，確保散水槽（池）內(nèi)整潔，避免堵塞；

⑤ 傳動(dòng)設(shè)備，如果風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停轉(zhuǎn)，那么由于冷卻塔運(yùn)行時(shí)排出的水汽、水滴落到風(fēng)機(jī)葉片上，長(zhǎng)時(shí)間積聚容易結(jié)冰，如果冰層不能及時(shí)清理，那么再次開(kāi)機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)由于葉片動(dòng)靜平衡失調(diào)而造成風(fēng)機(jī)振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成風(fēng)機(jī)和塔體結(jié)構(gòu)的損壞；

解決方案：

A、若風(fēng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間停轉(zhuǎn)，則*好將其拆卸保養(yǎng)，避免積結(jié)冰層；

B、安裝變空控制系統(tǒng)，降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；

2、逆流式冷卻塔結(jié)冰位置、原因，解決方案。

① 填料：逆流式冷卻塔填料填充于冷卻塔內(nèi)部，如果由于配水不均，那么也會(huì)容易造成部分區(qū)域結(jié)冰懸掛，特別在靠近進(jìn)風(fēng)口四周處，水與冷空氣接觸充分，降溫快速明顯，極易結(jié)冰并逐漸積聚。

解決方案：

A、在冷卻塔進(jìn)風(fēng)口處懸掛附著安裝保溫篷布，減小水與外界冷空氣的接觸強(qiáng)度，減小結(jié)冰現(xiàn)象產(chǎn)生的幾率。

B、檢視配水裝置是否堵塞或損壞，保證配水均勻；

C、適當(dāng)增加臨水密度

② 百葉窗：本身作為導(dǎo)風(fēng)裝置，可以有效減小渦流區(qū)域，使氣流分布均勻，保證空氣分配區(qū)靜壓均勻，降低冷卻塔總阻力，同時(shí)也可有效收集由于填料收水效果不好或者布水不均而從填料濺出的水滴流入塔內(nèi)，但是顯而易見(jiàn)，隨之而來(lái)的則是水滴或水流由于流量小熱量低，由于停滯時(shí)間長(zhǎng)，與冷空氣接觸充分極易結(jié)冰并逐漸積聚。

解決方案：

A、在進(jìn)風(fēng)口上邊緣內(nèi)側(cè)（填料底部外邊緣）設(shè)置弧形或折型擋水板，杜絕水滴濺出，將水滴直接導(dǎo)流至集水盤(pán)內(nèi)部，從而避免百葉窗上濺水，進(jìn)而避免結(jié)冰現(xiàn)象產(chǎn)生； 

3、收水器，由于逆流式冷卻塔收水器位于風(fēng)機(jī)下方，靠近出風(fēng)口，水汽持續(xù)穿透或停滯時(shí)間長(zhǎng)，容易形成凍結(jié)；

解決方案：

①低溫季節(jié)來(lái)臨之前需徹底清理收水器，保證收水器清潔暢通；

②冬季定期停機(jī)清理收水器；

③選擇亮光面PVC平片制作的收水器，替換啞光面（磨砂面）PVC收水器，可以有效降低水汽水滴附著，減輕了結(jié)冰的程度；

干式、干濕式冷卻塔

干式冷卻塔結(jié)冰位置、原因、解決方案

干式冷卻塔雖然沒(méi)有外部淋水，但在低溫季節(jié)，如果臨時(shí)、長(zhǎng)時(shí)停機(jī)或者管內(nèi)水溫過(guò)低流速慢，也極容易造成管內(nèi)流體凍結(jié)。而這種凍結(jié)破壞性非常大，由于盤(pán)管換熱器有較多的回路循環(huán)，管線密集穿插，凍結(jié)位置較多往往較難處理，嚴(yán)重的將會(huì)造成整組盤(pán)管換熱器的報(bào)廢，而盤(pán)管換熱器的造價(jià)往往又是非常高的，所以這不僅給用戶(hù)的正常使用造成了影響，也同時(shí)損害了用戶(hù)的經(jīng)濟(jì)利益。

解決方案：

冷卻盤(pán)管循環(huán)水溫必須保持或高于7℃。密閉系統(tǒng)的循環(huán)水在沒(méi)有熱負(fù)荷的情況下，即便循環(huán)水保持流動(dòng)也會(huì)發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象，必須有妥善的防凍措施，一般需考慮采取以下三種方式*合適：

A 、讓循環(huán)水保持一定的熱負(fù)荷，一般可在配管系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置浸沒(méi)式電加熱器或者在管路上加裝電伴熱；同時(shí)密閉系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)水保持適當(dāng)流量（建議客戶(hù)保持在10~15m3/h），并通過(guò)溫度傳感器和控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

B 、在冷卻盤(pán)管內(nèi)加注防凍液，乙二醇或丙二醇即可，加注比例可參考下表。

C、 若停機(jī)時(shí)間短或稍長(zhǎng)，則可通過(guò)設(shè)置自動(dòng)旁路加熱系統(tǒng)，來(lái)切換管路流體循環(huán)，是管路內(nèi)流體保持一定的熱負(fù)荷，加熱系統(tǒng)可參考A所描述，見(jiàn)下工藝流程圖

D、 若極長(zhǎng)時(shí)間或季節(jié)性停機(jī)，則建議用戶(hù)使用壓縮空氣（通常0.4Mpa以下）輔助排空盤(pán)管換熱器內(nèi)的水，防止盤(pán)管被凍結(jié)；

2、 干濕式冷卻塔結(jié)冰位置、原因、解決方案

干濕式冷卻塔是干式冷卻塔和濕式冷卻塔的結(jié)合，簡(jiǎn)單來(lái)講大部分結(jié)構(gòu)及運(yùn)行機(jī)理也是兩者的疊加，所以上述干式、濕式冷卻塔結(jié)冰及改善措施分析也同樣適用于干濕式冷卻塔，此處不再做贅述。

結(jié)論：

通過(guò)以上分析，我們對(duì)冷卻塔結(jié)冰現(xiàn)象有了明確的認(rèn)識(shí)，那么要想方設(shè)法避免這種現(xiàn)象，就要從下面三個(gè)方面入手：

① 降低水與冷空氣的接觸強(qiáng)度；

② 避免水與易結(jié)冰位置載體的接觸；

③ 增加水的熱負(fù)荷；