怎一個“冷”字了得

前幾日，大家共同的感受就一個“冷”！根據中央氣象臺監測數據，前天18時31分，北京南郊觀象臺氣溫跌至-17.1℃，刷新21世紀來最低氣溫記錄。當晚北京市的體感溫度低于北極，降到了-30℃！降溫同時伴有4、5級偏北風，陣風7、8級。

此次大范圍降溫，華北及東北等地的最低體感溫度都可達-25℃以下，多地氣溫均已降到歷史最低點。

如此寒潮，冷卻塔必須采取有效的防凍措施，來保障冷卻塔的冬季運行。

冷卻塔結冰應急演練

【模擬****棟冷卻塔結冰應急演練】

【發生時間】：? 13時30分。

【地點】：***棟2#，4#冷卻塔

【影響范圍】：服務臺監控人員發現BA系統顯示2#，4#冷塔風扇滿頻運轉；冷塔出水溫度升高；監控平臺發生冷凍供水溫度高告警

【處理方案】：上報運行主管，空調工程師按某棟冷卻塔結冰應急預案執行，通知空調巡檢與監控人員現場查看格柵結冰情況

【 處理進展回復】：

1、空調巡檢崗回復：確認冷塔格柵結冰嚴重。請求除冰處理，并已按排監控人員現場協助處理

2、ECC操作BA系統開啟備用1#，3#冷塔，停止原運行的2#，4#冷塔。冷塔切換完畢，冷卻及冷凍水溫正在恢復中。

3、空調巡檢開啟2#、4#冷塔反轉除冰操作；監控人員現場清理冷卻塔冰塊冰柱，

4、2#、4#冷塔反轉除冰操作停止，監控人員清理完冰塊冰柱，將冷卻塔現場恢復，做好防凍結保障措施。末端供水穩定

5、2#，4#冷卻塔恢復自動狀態，末端供水穩定

01

冷卻塔布置

冷卻塔冬季運行在布置上的考慮主要是要避免熱風回流。在非結冰季節，熱風回流意味著冷卻塔熱力性能的損失，這種損失有時是在選型條件允許范圍之內。但是，在冬季運行時，熱風回流會造成在進風百葉處結霜、結冰，嚴重的話會阻塞進風口并引起冷卻塔損壞。

如果冷卻塔在布置時嚴格遵照布置指導進行合理圍擋，組織氣流，則即使在冬季運行時，也會避免因排風回流引起的結冰現象。

02

運行控制

冷卻塔的熱力性能取決于很多因素，主要有以下幾點：風量、空氣和水的溫差、散熱面積，以上三個因素任何一點的增加都會提高散熱效率。在極端情況下，會將部分水冷卻到冰點。出水溫度越接近于冰點，則發生結冰危害的可能性越大。對橫流式冷卻塔，進風側百葉或填料是最容易結冰的區域，如果不采取措施，冰會越結越厚，甚至將進風面堵塞。

可以通過三個基本的操作方法來使冷卻塔散熱量與系統所需相符并抑制結冰形成：溫度設定、風扇控制、水量控制。這三種方法的應用需考慮環境氣候、熱負荷變化、控制系統與其他設備的兼容性。通常來說，為了有效的控制結冰，需要將這三種方法結合應用。

03

溫度設定

在冷卻塔冬季運行時，其出水溫度通常會低于所需的設計值，雖然這對系統來說是可以接受的，但太低的出水溫度會引起結冰，應盡量避免。

吹水溫度越高，其潛在的結冰危害越小。并且較高的水溫也會使采用風扇反轉除冰的方法更行之有效。所以推薦在冬季運行時，在滿足系統冷量的同時應保持盡量高的出水溫度，出水溫度應不低于6.2℃。

04

風扇控制

采用雙速馬達、變頻馬達及風扇間歇運轉等控制進風量。風扇間歇運行是橫流冷卻塔容量控制所最常用和最直接的方法。當環境溫度降到冰點以下，冷卻塔的出水溫度也會明顯低于設計溫度。這時風扇全速運行是沒有必要的，對配置了雙速馬達的塔，可使馬達在半速運轉；或者對一個系統配置了多個單元冷卻塔的，可以關閉一部分冷卻塔單元。對多單元的冷卻塔系統進行調節控制時，根據負荷，首先應采取將風扇轉速逐臺降到半速運轉的方法，在所有塔都在半速運轉之后，再逐臺關閉冷卻塔，以保證所有單元的出水溫度都不小于6.2℃。切勿采取將所有冷卻塔風扇同時關閉/啟動的方式來調節。

另外一種風量控制方法是采用變頻控制。為保證安全合理的操作，應避免風扇在“臨界轉速”運轉，臨界轉速為引起共振的自然頻率。采用雙速或變頻馬達，當環境溫度低于設計溫度時，都可調節風扇轉速從而調節冷卻塔容量。當風扇停止時，冷卻塔容量降低到約25%或更低（取決于自然對流，受外部風向風力、水溫和環境空氣溫差等的影響）。降低冷卻塔的進風量會使水溫升高并且散布在填料片上進風側的水量增加，兩者都會降低或消除結冰的風險。

05

風扇反轉除冰

在極端環境條件下,靠風量控制也不能有效的防止結冰。此時可反向轉動風扇,使熱空氣從填料百葉側出來,從而融化冰。

對有風量控制的冷卻塔,反轉時低速運轉除冰效果更理想。

風扇的反轉操作可通過手動或自動的控制方式,但強烈建議采取手動控制,通過不斷地檢視冷卻塔狀況來決定是否采取反轉操作。對自動控制的系統,應同時具備手動功能。

06

水量控制

避免水流量過大或過小

橫流冷卻塔在結冰季節運行時,水量控制是一個所需考慮的重要因素。過大或者過小的水量都應極力避免。

如果水量過大,從熱水盤溢流或飛濺出來的水很容易在冷卻塔的外部、頂部和結構件上結冰。通常熱水盤的設計都有一定余量,實際容許流量比設計水量要大一些。但要避免水量大到從熱水盤溢流。

如果水量低于所允許的最低水量,會使填料上某些區域分布的水量嚴重不足,這些區域很容易結冰且在初期不易被發現。水量過低通常是因為熱負荷降低或采取旁通來控制出水溫度,當這種情況發生在結冰季節時,對多單元的冷卻塔,應盡量減少運行的單元數量,保證單臺塔充足的水流量,而不僅僅是通過風量控制。

采取水路旁通控制水溫及進入冷卻塔的水量

在冷卻塔開機和停機階段,更容易發生結冰現象,因為此時的熱負荷通常是比較低的。此時可采取旁通冷卻水的方法保持較高的出水溫度。

在結冰季節,當風扇運轉時旁通水量應小于20%;風扇停止時,旁通水量應小于50%。特別需要注意的是,旁通過多會造成進入冷卻塔的水流量嚴重不足,在極端情況下,可以讓冷卻水在管路內循環一段時間而不進入冷卻塔。在主機啟動時,完全開啟旁通,冷卻水在管路內循環,水溫上升,直到比系統所容許的最高溫度低3℃時,關閉旁通閥,冷卻水全部進入冷卻塔(此時水塔風扇仍未啟動)。然后可以部分開啟旁通以保證較高的水溫(旁通時應保證進入冷卻塔的水量不低于最低允許值)。

如果系統沒有采取旁通設計,應盡可能延后啟動水泵的時間,水泵啟動后,應盡可能延后風扇啟動的時間,(以冷卻水溫度升高到所容許最高溫度以下3℃為準),對有風扇轉速控制的,風扇應逐漸加載。

機組停機時的操作和啟動時在原則上是相反的順序。當負荷降低時,按照風量控制-風扇停止-部分旁通-完全旁通-停止水泵的順序操作。對無旁通的系統,當出水溫度低于推薦的6.2℃時應停止水泵(在風扇已經停止運轉的情況下),然后根據系統需要對水泵進行控制。

關機時對冷水盤及管路進行防凍保護:停機后將冷水盤及管路中的水排空;可采用遠程水箱,并配備電加熱器;外部補水管和其他在關閉時不能排空的水管,必須做好保溫,必要時加裝電加熱器;在冷水盤中加裝電加熱器

07

日常維護

冬季運行必須經常檢查和定期維護,必須完成的日常維護有:確保所有的控制方法和防凍保護措施都有效；要在結冰造成冷卻塔損壞或系統性能下降之前采取措施,除掉冰層;定期清洗過濾網、調節補水閥,保持正常運行水位。

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總結

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