摘 要：寒冷地区冷却塔冬季运行时结冰现象严重，给安全生产和操作维护都带来许多困难，防冰问题一直困扰着寒冷地区冷却塔用户。文中介绍了防止冷却塔进风百叶窗和外层填料处结冰的新技术及其实际应用效果。
关键词：冷却塔；防冰；新技术
冷却塔结冰是目前国内冷却塔冬季运行中存在的一大难题。地处寒冷地区，无论是引进的国外冷却塔，还是国内自行设计施工的冷却塔，均在冬季运行中存在严重结冰现象，至今还没有提出一套彻底解决的方法。
日本石川岛播磨重30000m3/h横流干湿式冷却塔是七十年代末随大庆乙烯联合化工装置引进我国的。大庆地区位于北纬45°5′～47°，年平均气温3.3℃，冰冻期5个多月，严酷的气候条件给冷却塔冬季运行带来困难。虽然石川岛播磨重冷却塔设计时考虑了防冰问题，但是运行实践证明结冰问题仍然存在。中国化学工程总公司沧州化工冷却塔填料厂根据冷却塔的现状，结合该厂多年积累的老塔改造经验和防冰技术，提出了冷却塔防冰新技术改造方案，实施后经过2003～2005年度冬季运行，防冰效果明显。
1、冷却塔现状
大庆石化公司水气厂循环水冷却塔为限雾型横流干湿式冷却塔，分两座，一座五间共十间。平面尺寸为：64.05m×20.13m，塔高14.662m（不包括水槽上缘风筒高度），塔体为木框架结构，作CCA防腐处理。淋水填料采用填料混装技术，配装高效薄膜填料及拱点滴填料，配装原理如下：在靠近百叶窗的边层布置垂直波框架式薄膜组合填料，单测薄膜填料径深为0.915m，其余径深配拱形填料，收水器采用多波双功能收水器，将收水效率高、风阻稍大的密型收水器布置在塔体上部，风阻较小的疏型收水器布置在塔体下部，中型收水器布置在塔体中部，并在收水器下配置玻璃钢导水盘，防止形成二次飘水。
2、改造技术方案
第一循环水场凉水塔是干湿横流式木冷却塔，进入冬季，冷却塔结冰严重，使塔体结构、百叶窗、边层填料损坏严重。每年需投入大量资金、人力维修和维护，其主要维护措施之一就是一直采用强制风机反转的方式来解决凉水塔冬季结冰的问题，化冰效果虽好，但也付出了风机部件加速损坏的代价。
为了彻底解决冬季冷却塔结冰严重的问题，经过各有关部门的研究和公司科技处的审批，于2003年8月24日开始在一循6＃-10＃塔1-6层百叶窗顶端分别安装∮60×3.5UPVC塑料喷淋管，喷淋管上每50mm间距加工一个∮7mm出水孔，从而形成大面积热水幕来化掉冬季形成的冰块。
3、改造施工及运行情况
设计施工任务全部由沧州化工冷却塔填料厂完成。从2003年8月24日开始施工，于2003年11月23日结束全部化冰管安装任务。由于资金问题，没有对上面8层安装化冰管。截止到2004年2月末累计运行2352小时，整塔工艺参数均满足设计要求，并取得如下结果。
安装化冰管后，循环水平均温差增大，今年供水平均温差为8.35℃，与去年同期相比平均升高4.63℃，这表明空气流通，冷却效率显著提高，增强了对循环水温度的宏观调控能力。从凉水塔的外观看，冬季凉水塔的结冰状况得到了根本改善，百叶窗基本未结冰，达到化冰管设计要求。
安装化冰管后，由于百叶窗基本未结冰，因此东塔风机风机冬季未反转，节约了电能，符合立项要求，与2002年同期相比，可节约电量为：180KW×10h×100天×5台×85％＝765000 KW·h，折合人民币近26.78万元。（注：节约电量＝一台风机功率×2002年度同期反转天数×风机总数×功率因数＝3600 KW·h）
由于冬季风机未反转，减少了反转对风机部件的负面影响，使风机薄片环、齿轮等部件的损坏频率降低，延长了风机部件使用周期，根据以前风机反转所产生的故障平均数统计，化冰管投用可避免CT-001塔风机薄片环损坏2起/年，齿轮故障1起/年，与2002年相比，可节约检维修费用2×1600+1×40000=4.32万元。
冬季风机反转，由于蒸汽压力增大，是湿热蒸汽夹带循环水加速向外漂移，化冰管投用后，减少了漂移量，控制了漂移水量对凉水塔周围环境的影响，减少了塔外结冰程度和对室外设备的侵蚀；同时由于塔结冰量减少，使凉水塔整体外貌大为改观，为今年的现场环境整治工作奠定了基础。
化冰管的投用，使冬季凉水塔上形成的较大冰块对人员和生产造成的安全隐患基本消除，提高了凉水塔运行的安全系数，使凉水塔运行和员工巡检更加安全可靠，间接效益十分明显。
4、结论
综上所述，化冰管的效果是比较明显的。它的投用，基本解决了北方冬季独有的凉水塔严重结冰的情况，提高了凉水塔自身运行的可靠性，改善了凉水塔运行工况，降低了风机部件的损耗，延长了风机使用寿命，使凉水塔运行更加安全平稳。
