[发明专利]一种冷却塔进风侧优化节能防寒系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及冷却塔防寒技术，具体地，涉及一种冷却塔进风侧优化节能防寒系统及方法。

背景技术

众所周知，我国北方地区多属温带季节性大陆气候，冬季昼夜温差大，最低气温可达-30℃~-40℃。位于我国北方地区火力发电厂的冷却塔，极易受到冰冻危害，保证冷却塔的高效、安全、经济运行是非常重要的。

位于北方地区的冷却塔冬季运行时易受到冰冻危害的侵袭。冷却塔结冰后，影响冷却塔内的通风，降低了冷却塔的效率，使循环水温逐渐升高，从而降低了凝汽器的真空度。冷却塔的混凝土受到冻融破坏后，会对混凝土的强度产生较大的影响。此外，由于淋水装置结冰承受大幅度的超载甚至于发生淋水填料及支承梁坍落，每年增加大量维修费用。

目前，现有的冷却塔防冻技术，除传统的冷却塔防冻措施如热水旁路管（防冻管）、防冰环、淋水填料分区运行和悬挂挡风板外，还有百叶窗，以及专利（申请）号为“200510085723.7”的专利文献显示的快速喷雾结冰防寒法。

具体地，上述各技术的具体特点如下：

⑴热水旁路管调节：在冬季，为防止冷却塔和管线发生冻害，设计时设置热水旁路管。冬季温度降低时将旁路管阀门稍开几圈，使部分循环水不经填料区淋水散热，直接进入集水池（塔盆），加热管道和集水池。调节阀门开度的大小，直接影响进入冷却塔填料的循环水量；并且，阀门调节需人为控制每天调整几次。

⑵采用防冰环：所谓防冰环就是在冷却塔配水系统的外围加了一个环行管，管子的下部均匀地开了很多圆孔，用来喷洒热水（不经填料区，直接下落），它安装在冷却塔的进风口位置，作为防止结冰的措施。

运用“防冰环”的原理：其一是防冰环喷洒的热水预热了进入冷却塔的空气，相当于改变了淋水填料运行的大气环境；其二是在冷却塔进风口处形成水帘，增加了空气的流动阻力，实际上限制了冷却塔的进风量。

⑶淋水填料分区运行：控制冷却塔填料结冰的一个有效的辅助手段是将淋水填料分区运行。所谓淋水填料分区运行是热水不再送至主塔中央的填料，而是只引入塔外围的填料，形成所谓的干填料区和湿填料区。这样做的目的是增加外围填料的水负荷，形成高密度的环行降水区，使空气进入冷却塔的流动阻力增大，从而控制进入冷却塔的冷却空气量，同时冷却塔用以进行热交换的传热面积也大大减小，以达到防冰的目的。

⑷悬挂挡风板：在冷却塔的进风口悬挂挡风板，其作用有二：一是改善了进风口的保温条件，使该区域的水流不受寒风侵袭；二是减少了进入塔内的空气量，使进风口处易结冰的区域得以改善。因此，它可减弱进风口处挂冰现象。挡风板的悬挂需随气象条件和热负荷的变化进行即时调整，以便达到防冰和经济运行的目的。

⑸百叶窗：在冷却塔的进风口安装百叶窗，作用原理与悬挂挡风板基本一致，通过百叶的旋转来实现对进入塔内空气量的控制。百叶窗全开相当于进风口最大进风量，百叶窗全关相当于进风口最小进风量，百叶窗可进行0°到90°调节。

⑹专利（申请）号为“200510085723.7”的专利文献显示的快速喷雾结冰防寒法：对冷却塔下部进风口，用金属网进行围挡，在金属网外侧设置一周水管路，水管路上有多个分支水管，各分支水管上有水喷嘴。与一周水管路连通的主水管路通至塔底水池，在主水管路与水池连接的管路中，接有水泵和温度控制装置。温度控制装置包括温度控制器、温度传感器和连接在水泵电机回路上的交流接触器，通过传感器检测水池中的水温，并预先设定水温的下限和上限，当水温低于下限时，温度控制器动作，通过交流接触器接通水泵电机的开关，使水泵工作；当水温高于上限时，水泵自动关闭，停止工作；温度控制器按照设定的温度范围启动和关闭水泵，即它能够按照温度变化控制开启和停止喷水。水泵启动时，喷嘴向金属网上均匀喷水，喷嘴很细，喷出的水成雾状，水雾与金属网相接触即快速结冰，冰墙的围挡使进风量减少，淋水装置区域温度升高。随着气温和热负荷的变化，金属网上的冰面会从网孔中心位置慢慢融化，孔洞放大， 进风量增加，淋水区域温度降到设定下限时，水泵再启动，循环调节。

以往的防寒措施，均只具备防寒单一作用，根本不具备循环水温度设定控制作用，虽然专利（申请）号为“200510085723.7”的专利文献显示的快速喷雾结冰防寒法兼有循环水温度设定控制功能，但受自然温度、风力影响较大，且降温靠自然融化不可控，相应速度跟不上水温变化，温度控制效果难以保证。所以，目前没有更好的冷却塔防寒方法替代本发明。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下缺陷：