冬季低溫環(huán)境下，冷卻塔填料生產(chǎn)廠家易因結(jié)冰膨脹導(dǎo)致開(kāi)裂、變形甚至塌陷，直接影響來(lái)年運(yùn)行效率與設(shè)備壽命。以下為3步系統(tǒng)性冬季停機(jī)保護(hù)方案，結(jié)合物理隔離、環(huán)境控制與應(yīng)急措施，可有效防止填料凍裂，成本低且操作性強(qiáng)：
原理：水結(jié)冰時(shí)體積膨脹約9，若填料或管道內(nèi)殘留積水，結(jié)冰產(chǎn)生的應(yīng)力會(huì)直接撕裂填料結(jié)構(gòu)。
操作步驟：
關(guān)閉進(jìn)水閥與出水閥，切斷循環(huán)水泵電源。
打開(kāi)塔底排污閥，將集水槽內(nèi)積水排至低液位（可視窗以下）。
啟動(dòng)循環(huán)泵30秒，利用泵體余壓將管道內(nèi)殘留水壓入集水槽，再通過(guò)排污閥排出。
關(guān)鍵點(diǎn)：
排污閥選擇：優(yōu)先使用球閥（全通徑設(shè)計(jì)），避免蝶閥殘留死角。
排水驗(yàn)證：用白色紙巾擦拭管道內(nèi)壁，無(wú)水漬殘留即為合格。
方法1：低壓空氣吹掃
連接空壓機(jī)（壓力≤0.3MPa）至塔頂布水管口，自上而下吹掃填料層。
注意：吹掃方向需與水流方向一致，避免填料錯(cuò)位；單次吹掃時(shí)間≤5分鐘，防止填料過(guò)熱變形。
方法2：真空吸水
使用工業(yè)吸塵器（配備防水過(guò)濾器）從集水槽抽吸填料底部積水。
適用場(chǎng)景：填料層較厚（＞1.5m）或存在低洼積水區(qū)時(shí)。
操作：
拆除噴頭并倒置存放，防止內(nèi)部積水結(jié)冰膨脹。
對(duì)布水管進(jìn)行分段封堵：用防水膠帶纏繞管口，再套入橡膠塞（直徑比管徑大1-2mm）。
禁忌：
禁止使用木塞或棉布封堵，易吸濕導(dǎo)致二次結(jié)冰。
原理：通過(guò)保溫材料與防風(fēng)結(jié)構(gòu)減少塔內(nèi)熱量流失，維持填料層溫度＞0℃。
材料選擇：
外層：鋁箔復(fù)合氣泡膜（導(dǎo)熱系數(shù)≤0.03W/(m·K)），反射冷輻射。
內(nèi)層：50mm厚玻璃棉氈（密度16kg/m³），阻隔空氣對(duì)流。
施工方法：
從塔頂向下包裹塔體，搭接寬度≥100mm，用鍍鋅鋼絲綁扎固定。
加強(qiáng)進(jìn)風(fēng)口、檢修門等薄弱部位，縫隙處填充發(fā)泡膠。
效果驗(yàn)證：
保溫后塔內(nèi)溫度較環(huán)境溫度高3-5℃，可通過(guò)紅外熱像儀檢測(cè)。
方案1：可拆卸擋風(fēng)板
使用PVC板或鍍鋅鋼板制作擋風(fēng)板，高度為進(jìn)風(fēng)口高度的60-80。
通過(guò)角鋼框架固定于進(jìn)風(fēng)口外側(cè)，冬季安裝、春季拆除。
方案2：防風(fēng)簾
選用PVC涂層帆布制作防風(fēng)簾，底部加裝配重塊（如砂袋）。
優(yōu)勢(shì)：可隨風(fēng)向自動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)合角度，減少風(fēng)阻。
關(guān)鍵參數(shù)：
擋風(fēng)板孔隙率控制在30-50，避免完全密閉導(dǎo)致塔內(nèi)負(fù)壓。
材料：
雙層防水帆布（上層防雨、下層防潮）+ 20mm厚聚苯乙烯泡沫板。
固定方式：
帆布邊緣用沙袋壓緊，泡沫板與帆布間用魔術(shù)貼連接。
注意：覆蓋物需與塔壁保持200mm間隙，防止冷橋效應(yīng)。
原理：通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與定期巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理結(jié)冰隱患，避免局部?jī)隽褦U(kuò)展為整體損壞。
傳感器布置：
在填料層頂部、中部、底部各安裝1個(gè)PT100溫度傳感器（精度±0.1℃）。
集水槽內(nèi)增設(shè)液位傳感器，聯(lián)動(dòng)報(bào)警裝置。
數(shù)據(jù)傳輸：
通過(guò)無(wú)線LoRa模塊將溫度數(shù)據(jù)上傳至云平臺(tái)，設(shè)置-2℃低溫預(yù)警閾值。
手機(jī)APP推送：當(dāng)任一傳感器溫度＜-2℃且持續(xù)30分鐘時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)報(bào)警。
巡檢周期：
端低溫天氣（＜-10℃）時(shí)，每8小時(shí)巡檢1次；
常規(guī)低溫天氣（0℃至-10℃）時(shí)，每24小時(shí)巡檢1次。
檢查內(nèi)容：
塔體外觀：保溫層是否脫落、擋風(fēng)板是否移位。
填料層：用手電筒照射檢查是否有冰柱形成。
排水系統(tǒng)：確認(rèn)排污閥無(wú)凍結(jié)、管道無(wú)冰堵。
應(yīng)急處理：
發(fā)現(xiàn)局部結(jié)冰時(shí)，用溫水（≤40℃）澆淋融化，禁止使用蒸汽或明火。
結(jié)冰嚴(yán)重需啟動(dòng)伴熱系統(tǒng)（見(jiàn)下文）。
適用場(chǎng)景：
端寒冷地區(qū)（年均氣溫＜-5℃）或無(wú)集中供暖的偏遠(yuǎn)站點(diǎn)。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)：
電伴熱帶：沿填料支撐梁敷設(shè)自限溫電伴熱帶（功率20-30W/m），溫度低于0℃時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)。
熱風(fēng)循環(huán)：在塔底安裝熱風(fēng)機(jī)（功率5-10kW），通過(guò)風(fēng)道將熱風(fēng)送入填料層。
能耗控制：
設(shè)置定時(shí)器，僅在夜間低溫時(shí)段運(yùn)行伴熱系統(tǒng)。
結(jié)合光伏發(fā)電裝置，降低運(yùn)行成本。
1.背景：
塔徑12m，填料為PVC薄膜式，冬季低氣溫-15℃。
往年因填料凍裂導(dǎo)致年維修成本超20萬(wàn)元。
2.保護(hù)措施：
排水優(yōu)化：在循環(huán)泵出口加裝單向閥，防止排水時(shí)管道倒吸。
保溫升級(jí)：采用“鋁箔氣泡膜+玻璃棉氈+彩鋼板”三層復(fù)合保溫結(jié)構(gòu)，熱損失降低60。
智能監(jiān)控：部署4G溫度傳感器，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至電廠DCS系統(tǒng)。
3.效果：
連續(xù)3個(gè)冬季未發(fā)生填料凍裂事故。
保溫改造投資8萬(wàn)元，2年內(nèi)通過(guò)減少維修費(fèi)用收回成本。
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誤區(qū) |
風(fēng)險(xiǎn) |
規(guī)避方法 |
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僅排空集水槽積水 |
管道死角殘留水結(jié)冰撐裂管道 |
采用“泵壓排水+真空吸水”組合工藝 |
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保溫層直接接觸塔體 |
冷凝水腐蝕塔壁鋼結(jié)構(gòu) |
在保溫層與塔壁間鋪設(shè)防水透氣膜 |
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完全封閉進(jìn)風(fēng)口 |
塔內(nèi)缺氧導(dǎo)致填料微生物滋生 |
擋風(fēng)板孔隙率控制在40-50 |
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忽視伴熱系統(tǒng)接地 |
電伴熱帶漏電引發(fā)安全事故 |
使用帶金屬屏蔽層的電伴熱帶并可靠接地 |
結(jié)論：通過(guò)排水→物理隔離→動(dòng)態(tài)監(jiān)控三步法，可系統(tǒng)性解決冷卻塔填料冬季凍裂問(wèn)題。關(guān)鍵控制點(diǎn)包括：排水驗(yàn)證無(wú)死角、保溫層防冷橋、溫度監(jiān)控全覆蓋，結(jié)合低成本材料與智能化手段，實(shí)現(xiàn)安全過(guò)冬與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的平衡。
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