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闭式冷却塔冬季低负荷运行如何防冻?

作者:admin     发布日期: 2023-02-17     二维码分享

闭式冷却塔主要由蒸发换热盘管、喷淋水系统、引风系统、结构框架4个部分构成。然而到了寒冷的冬季,如何才能避免闭式冷却塔如何防冻呢?跟着小编一起来看看吧!

一、低负荷状态下冬季闭式冷却塔的应对措施

1.设计时对低温低负荷运行的考量

在设计之初,设计人员需要充分考虑初期低负荷状态下低温运行的应对措施,并在施工过程中完成。低温低负荷状态下要尽量减少冷却水系统的散热,主要措施有减少散热面积、控制通风量、提高冷却水水温等。所以会从以下几个方面进行设计。

(1)选用模块化、组合式、有温控箱控制的可变风量、可变喷淋水量的冷却塔。

闭式冷却塔主要部件之一为换热盘管,大多数冷却塔由多个单独的散热模块组合而成。可以通过控制换热盘管模块的大小(盘管排数、直径、总换热面积等),给换热模块设计独立进出水控制阀门,为冷却塔小模块运行提供可能。

通风量是冷却塔散热能力的重要考核指标,通风量越大,换热能力越强。低负荷运行的情况下需要做到风量可调,如使用变频控制系统控制风扇转速从而实现风量调节,也可以使用多风机组合,改变风机投用数量实现冷却塔风量的调节。同理,喷淋水的循环水量也可以如此调节。

(2)冷却塔喷淋水集水盘需要有电加热及温控箱设计。

当喷淋水循环量为零时,喷淋水无法通过热交换得到充足的热量,在集水盘中不断散热,会造成结冰现象。结冰后,首先会对设备本身造成损坏如胀裂集水盘、冻裂喷淋泵;其次会造成需要喷淋水降温时却无水可用的后果。电加热可以设定在3℃加热,8℃停止,既..运行安 全又避免电加热的频繁启停。

(3)冷却塔相关水系统管道需要增加电伴热、保温及自动温控箱设计。

冷却塔相关水系统管道有冷却水管道、喷淋水管道、补水管道以及排水、排污管道。

冷却水管道在室外面积较大,在低负荷运行时有些冷却塔模块会被弃用,冷却水管道很可能无水循环流动,长时间(3~4个月)在低温条件下散热,管内水容易冻结。

喷淋水在闭式冷却塔低负荷运行时也为间歇性运行,喷淋泵、喷淋水管道长时间停用,内部水均有冻结风险。

由于冷却塔冬季低负荷运行时蒸发量很小,补水也是间歇性的,长时间无流动无室温自来水的热量补充,很容易冻结。

另外,在冬季冷却塔清洗、排污过程中,排水、排污管路温度很低、散热很快,管道内的积水及阀门处的死水很容易发生冻结,造成管路、阀门等位置的损坏。

所以以上管道均应增加电伴热、保温及自动温控箱。温控箱设定点宜设置在室外温度低至3℃时自动送电运行。

(4)冷却水系统有补热功能。

冷却水系统补热功能可以通过使用市政供暖热源经过板换实现,也可以通过自备小锅炉或者管道上直接增加电加热单元等方法实现。

这样要先可以实现工程冬季竣工、无负荷状态下管道冲洗、设备调试期间防止水冻结的功能;其次可以提高冷却水水温实现低负荷下冬季冷却水防冻的功能。

2.运行管理需采取的措施与方案

(1)充分评估现有热负荷,使之与闭式冷却塔换热盘管模块相匹配,多余的备用模块进行泄水操作。

负荷与流量要求。在低温季节到来前,需对进行内负荷进行计算:可以根据设计手册进行理论计算之后根据实际用电量、机柜使用率等实际运行数据进行复核调整,得到真实的负荷值。此负荷为冷却水的热源,..冷却水在循环过程中不冻结。当实际负荷不低于单模块铭牌散热量的5%,流量不低于铭牌循环水量80%、管内zui小水流速不小于0.5m/s时,冷却水在换热盘管内不会冻结。

考虑运行an全因素决定运行单元。因数据中 心 安 全性的高标准要求,需要尽量..2N个或N+1个完整的制冷单元同时运行达到基本的备份要求,防止因设备故障造成的运行生产事故。

备用设备的泄水作业。根据负荷评估结果结合运行安 全需求,确定需要运行的冷却塔模块数量,对不使用的冷却塔模块进行泄水作业,防止冻结。

(2)检查电加热、电伴热系统状态。

在入冬前需要检查辅热系统、冷却系统相关管道电伴热等是否正常。

(3)对冷却塔进行必要的改造。

使用橡塑保温对冷却塔四壁进行包裹,在冷却塔进风口使用橡塑板、塑料薄膜或棉门帘做成可开启可调节风口。

(4)运行过程中严格控制冷却水水温、循环水量。

运行过程中严格监控水流量不低于单模块的80%,监测冷却塔出水温度不低于5℃,低于此值启动应急预案。为达到此目标可以进行以下作业。

适度提高冷却水水温。根据运行经验,在运行过程中,适当降低空调设定值,并增加空调开启的台数在供冷量不变时会提高冷却水温度。如果将冷却水温度由设计值12℃提升至14℃,在不过分影响安 全运行的情况下,可以大大提高冷却水防止冻结的能力,同时还延长了自然冷却模式运行的时间。

闭式冷却塔作为干式冷却器使用。在低负荷状态下,换热盘管优先在干式状态下运行,不开启喷淋系统,只通过风机变频器调节冷却塔通风量,依靠干冷器原理进行散热,可以有效减少散热量,..冷却水不冻结。

喷淋泵进行点喷观察。当通风量达到zui大,水温仍持续升高时,喷淋泵投用。投用过程可以点动喷淋泵,立刻停止,防止冷却水水温骤降。同时调整通风量,加大喷淋量,使散热量与负荷平衡,达到出水水温恒定。

(5)检查BA系统的报警功能。

使用低负荷运转方案前,冷却水温低温报警、高温报警、流量报警应该进行检查,并根据冬季运行方案进行报警值修订。

二、未采用乙二醇溶液作为防冻剂的说明

在有些冬季把冷塔作为冷源的制冷系统中,运维人员为了防冻会在冷却水系统中加入乙二醇作为防冻剂使用。但是在闭式冷塔+室内精 密 空调机(无板换)的运行系统中,未能采用,主要有以下因素进行考虑:

(1)乙二醇溶液比热容比水低,载冷量低,会造成冷却塔、精 密空调机等换热设备的降效。

(2)乙二醇溶液有一定的腐蚀性,室内精 密空调机表冷器盘管壁较薄,会降低其使用寿命。

(3)乙二醇溶液有一定渗透性,对于由丝扣连接的精 密空调机进出水口增加了渗漏的隐患。

(4)冷冻水和冷却水系统连通后,系统水量大大增加,需要添加的乙二醇剂量也大大增加,成本过大。