阅读说明：本技术 一种根除逆流冷却塔进风口结冰的方法 (Method for eradicating icing at air inlet of counter-flow cooling tower ) 是由 李建国 许雷 姜冬梅 于 2021-03-06 设计创作，主要内容包括：一种根除逆流冷却塔进风口结冰的方法,属于安全生产、环境保护和节水领域。该方法明显区别于现行国标和设计规范载明的各类方法(安装化冰管或消冰管、加宽集水池、加装导水沿、装设进风口卷帘门等),这些方法都不能根除冷却塔进风口结冰。本专利可以彻底解决冷却塔进风口结冰挂冰问题。本发明包括：改变配水喷淋与填料片的分布关系和流场,使冷却塔进风与淋水在填料段处于受控态；用特制填料实现淋水与进风在整个填料段处于分隔态；淋水在离开填料时依然受控；控制特制填料分布数量,实现防冰；本防冰方法的设施,可以常设于塔内,也可以随时安装启用；本防冰方法可应用于新建逆流冷却塔,也可用于已建成的老塔。(A method for eradicating icing at an air inlet of a counter-flow cooling tower belongs to the fields of safe production, environmental protection and water conservation. The method is obviously different from various methods (installing an ice melting pipe or an ice removing pipe, widening a water collecting tank, additionally installing a water guide edge, installing an air inlet rolling door and the like) specified by the current national standard and design specification, and the methods can not eradicate the icing at the air inlet of the cooling tower. This patent can thoroughly solve cooling tower air intake icing and hanging ice problem. The invention comprises the following steps: changing the distribution relation and flow field of the water distribution spray and the packing sheet to control the inlet air and the water spray of the cooling tower at the packing section; the purpose-made packing is used for realizing that the water spraying and the air inlet are in a separated state at the whole packing section; the water spray is still controlled when leaving the packing; controlling the distribution quantity of the special filler to realize anti-icing; the facility of the anti-icing method can be arranged in the tower frequently, and can also be installed and started at any time; the anti-icing method can be applied to newly built counter-flow cooling towers and can also be applied to built old towers.)

一种根除逆流冷却塔进风口结冰的方法

技术领域

本发明涉及一种根除逆流冷却塔进风口结冰的方法，属于安全生产、环境保护和节水领域。

背景技术

国内外逆流冷却塔，都是按设计规范要求并结合当地气象条件，留有足够面积的进风口，以便让足够量的冷空气进入塔内，热水通过配水系统喷淋到淋水填料上，进行换热，使进塔热水的热量传入空气中，并随空气带出塔外，实现循环水的冷却。

当冬季来临，进塔空气变得寒冷，冷却塔的冷却能力远远超出原设计能力，在热负荷不变的情况下，冷却温差往往由夏季设计的42℃冷至32℃的10℃的温差段，下移至25℃冷至15℃或更低的10℃温差段，冷却塔整体的温度状态大幅度下降，北方地区的冷却塔会在进风口上沿、立柱和附近的地面结冰或挂冰，有的会堵住进风口，有的会堆积如山，有的在附近地面大面积积冰，如遇冰雪天气，结冰境况更加严峻。这些结冰和挂冰带来的主要问题有：（1）进风口和附近地面的结冰挂冰，导致巡检人员难以靠近，给生产运行管理带来重大安全隐患。

（2）进风口结冰、挂冰、堆冰处的混凝土结构会出现冻融现象，损害设备主体结构和形象，给设备的安全状况带来严重损害。

（3）含有药剂的循环水，被风吹离水池，飘散到塔外形成结冰，在地面融化后会进入雨水收集系统，造成环境危害。

（4）飞出塔外的水，无论结冰程度如何，都造成水量损失，水稳药剂和水资源的浪费。

多年以来，人们在消除逆流冷却塔进风口结冰方面做出过许多努力，采取了多种方法，有的还写入设计规范，归纳起来，目前采用的冷却塔进风口防冰技术有如下四类：

一、在进风口上沿设置化冰管消冰管类的防冰。冬季将上塔热水分流出一定量的热水，从防冰管喷出，将进风口的冰及时融化，防止进风口上沿挂冰，避免冰的积累。实际运行的情况往往带有讽刺意义，由于开闭化冰管消冰管的时机和水量等来不及随天气变化及时调节，化冰管上反而有时被冰封住，并且化冰管喷溅的远离水体的飞沫，在更远一些的位置仍然结冰。

二、将集水池外扩或在集水池上沿设置收水檐类的防冰。让进风口落地的水尽量落入或收入集水池内，减少进风口周围地面的结冰。这种防冰措施，在外界风力较弱的情况下，对防止附近地面结冰有效果，但在外界风力较大时，地面防冰效果大打折扣，并且此措施需与其他措施共同使用，才能对进风口的上沿和立柱的结冰挂冰有所控制。即使是数种措施齐用，也不能根除进风口结冰挂冰。

三、进风口上沿内侧或填料上沿加设导水沿类的防冰。将边层淋水量适当减少，防止淋水远离塔体和集水池，以减少进风口结冰数量。该方法只能在外界风力较弱的情况下有一定效果，而在防止进风口立柱结冰方面没有效果或有反向效果。

四、在进风口设开关式百叶窗或卷帘门类的防冰。在夏季打开百叶窗或卷帘门，冬季关闭或部分关闭之，以控制进塔冷风量，进而控制结冰挂冰程度。实际应用的情况总体还不多，但是已经发现其运行状况不如人意，首先是进风口面积损失较大，夏季进风阻力提高，其次是百叶窗和卷帘门一年四季处于少量淋水中，窗轴门轴极易被水垢粘住，开闭机构几乎都存在失灵现象，再次是在外界风力稍大时，百叶窗或卷帘门外侧飞出的水沫结冰挂冰依然存在。

总之，迄今为止，国内外根除寒冷地区逆流冷却塔进风口冬季结冰挂冰的方法还未见报道。

发明内容

鉴于现有冷却塔进风口防冰技术的不足，本发明的目的在于提供一种根除寒冷地区逆流冷却塔进风口结冰的方法，在保持原有进风口面积没有减少或阻挡的情况下，通过控制水气分布和收集导向的一系列方法，改变原有水气流场，采取一系列相应措施或在开启冷却塔防冰模式后，彻底消除冷却塔冬季进风口结冰挂冰的问题，再无塔体冻融，再无巡检人员和维修人员的安全隐患，再无结冰挂冰造成的药剂和水资源浪费，再无环境污染的可能。新塔可以直接设计为本发明的冷却塔类型，也可以把已经建成的老塔经适当改造变成具有本发明功能的防冰的冷却塔，请详见附图。

实现本发明的技术方案包括：1．一种根除逆流式冷却塔进风口结冰的方法，其特征在于：1）改变配水喷淋与填料片的分布关系和流场，使冷却塔进风与淋水在填料段处于受控状态；2）用特制填料实现淋水与进风在整个填料段处于分隔状态；3）淋水在离开填料时也处于受控状态； 4）控制特制填料分布数量，实现冷却塔进风口防冰；5）本防冰方法的设施，可以常设于塔内，也可以随时安装启用；6）本防冰方法，可以应用于在新建逆流冷却塔，也可用于已建成的逆流冷却塔。

2．根据权利要求1所述的一种根除逆流式冷却塔进风口结冰的方法，其特征在于：在步骤1）中，保持冷却塔进风口、导风檐或塔壁的原有结构，省去原有喷淋热水的防冰管化冰管，改变原有填料样式，改变原有填料淋水方式，控制淋水与进风的关系。

3．根据权利要求1所述的一种根除逆流式冷却塔进风口结冰的方法，其特征在于：步骤2）中，用特制填料实现淋水与进风在整个填料段处于分隔状态，包括采用金属板片、非金属复合材料板片、塑胶类板片等各类材质，包括采用通长板片、分段板片等各类长度高度，包括各种颜色、各种片厚、各种溅水和导流花纹、各种进口出口样式、各种边角形状，包括带有框架或不带框架的填料，包括在填料段淋水与进风的上下、左右、前后、一一间隔、二一间隔、一二间隔等各种分隔方式。

4．根据权利要求1所述的一种根除逆流式冷却塔进风口结冰的方法，其特征在于：在步骤3）中，淋水在离开填料时也处于受控状态，淋水不直接落入塔下水池。受控方式包括对淋水进行收集、导向、分离的各类措施，以及上述措施采用的不同材质、形状、断面的器材，包括控制淋水的各种走向。

5．根据权利要求1所述的一种根除逆流式冷却塔进风口结冰的方法，其特征在于：在步骤4）中，控制特制填料分布数量，实现冷却塔进风口的防冰，包括控制上述淋水和进风系统特制填料的部分尺寸，从0～50m的进深尺寸，也包括其他计量填料和进深的方式。

6．根据权利要求1所述的一种根除逆流式冷却塔进风口结冰的方法，其特征在于：在步骤5）中，本防冰方法的设施，可以常设于塔内，也可以临时安装启用，包括全部常设和部分常设，包括全部临时启用和部分临时启用。

7．根据权利要求1所述的一种根除逆流式冷却塔进风口结冰的方法，其特征在于：在步骤5）中，本防冰方法，可以应用于在新建逆流冷却塔，也可用于已建成的逆流冷却塔。包括应用于新建塔的原发设计，也包括在已经建成的冷却塔中通过改造实现进风口防冰。

附图说明

图1 普通防冰逆流冷却塔。

图2 根除进风口结冰的逆流冷却塔。

图中，1. 冷却塔出风口，2. 风机，3. 塔顶围栏，4.塔体墙板，5. 配水干管，6.喷淋系统，7.喷淋组件，8. 填料，9. 特制填料，10.集水组件，11.化冰管，12.进风口，13.集水池。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步具体说明，但是本发明并不限于这些实施例。

实施例1

在新建冷却塔设计上，直接采用本专利的方法，使用合理进深的特制填料和与之适配的配水和喷淋方式，采用喷淋组件和集水组件，设计相适应的支撑梁柱结构，实现淋水和进风的受控状态，革除结冰根源，从而根除冷却塔进风口结冰。

实施例2

采用本专利的方法，对于已有的老塔，需要进行适当改造。拆除原有配水和喷淋的系统，更换为喷淋组件，实现合理受控喷淋状态；拆除进风口边层的传统填料，更换为特制填料和配套集水组件，并将原有梁柱做相应调整，增设合理支撑系统，对于淋水密度较低的冷却塔，安装布置固定式防冰系统。