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闭式冷却塔运行中常见的问题及相关说明

时间:25-12-10

闭式冷却塔作为一种密闭式换热设备,通过管内循环介质与管外喷淋水、空气的复合换热实现降温,广泛应用于工业生产、制冷空调等领域。其运行稳定性直接影响整套系统的效能与安全,但在长期运行中,受水质、工况、设备磨损、维护不当等因素影响,易出现各类问题,以下梳理*常见的几类问题,结合运行实际说明表现及核心诱因,为设备维护提供参考。

一、水质相关问题(*常见,影响设备寿命与换热效能)

闭式冷却塔管外喷淋水为开放循环(部分为半开放),管内为密闭循环介质,水质恶化会同时影响管外换热部件和管内循环系统,是引发各类故障的根源之一,主要表现为结垢、腐蚀、菌藻滋生三大类。

(一)结垢问题

这是闭式冷却塔运行中*普遍的问题,多发生在管外喷淋侧换热盘管、填料表面,部分情况下会影响管内循环介质管路。表现为换热效率持续下降,冷却塔进出口温差缩小,系统能耗升高,严重时会堵塞填料缝隙、包裹换热盘管,导致喷淋水流通不畅,甚至引发设备过载停机。核心诱因包括:喷淋水水质过硬,含有大量钙、镁离子,随着水温升高和水分蒸发,钙镁盐类溶解度降低,析出后沉积在换热表面形成硬垢;喷淋水补充不及时、浓缩比过高,水中盐类杂质浓度超标,加速结晶沉积;回水温度过高(超过40℃时结垢速度会显著加快),进一步促进盐类析出,尤其在换热管弯曲处等流速变化部位,结垢更为严重。此外,空气中的粉尘、杂物混入喷淋水,会与水垢结合形成复合污垢,加剧结垢危害。

(二)腐蚀问题

腐蚀主要发生在设备金属部件,包括换热盘管、喷淋水管路、集水盘、钢结构支架等,不同部位的腐蚀表现与诱因略有差异。表现为金属表面出现锈迹、点蚀、破损,严重时会导致盘管穿孔、管路泄漏,管内循环介质流失或喷淋水渗入管内,污染循环系统,甚至引发安全隐患。核心诱因分为三类:一是电化学腐蚀,碳钢材质部件表面不均匀,水中溶解的氧气会形成微小腐蚀电池,导致部件逐渐锈蚀;二是酸性腐蚀,水中二氧化碳含量过高会降低水质pH值,增强腐蚀性,破坏金属表面氧化膜;三是垢下腐蚀,盘管表面结垢后,污垢层与管壁之间的微生物会转化为酸性物质,长期侵蚀管壁,导致局部点蚀穿孔,这类腐蚀隐蔽性强,危害更大。此外,喷淋水中的氯离子、硫酸根离子等腐蚀性离子,也会加剧金属部件的腐蚀速度。

(三)菌藻滋生与生物污泥堆积

闭式冷却塔的喷淋水系统(集水盘、填料、喷淋管路)处于温湿度适宜的环境中,极易滋生藻类、细菌等微生物,形成生物污泥。表现为喷淋水出现异味、水体浑浊,填料表面附着黏腻的绿色或黑色污泥,换热盘管表面出现生物膜,不仅会堵塞填料和喷淋孔,降低换热效率,还会产生酸性物质,加速设备腐蚀,同时部分细菌(如军团菌)还会危害现场工作人员的健康安全。核心诱因包括:喷淋水补充水中携带微生物和营养物质,为菌藻生长提供条件;设备运行环境温度适宜(25-35℃)、通风不畅,利于菌藻快速繁殖;长期未对喷淋水进行杀菌处理,未及时清理集水盘内的沉积物,导致生物污泥不断积累。

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二、换热效果不佳问题

换热效果不佳是闭式冷却塔运行中*直观的问题,直接影响整套冷却系统的运行效能,除上述水质问题引发的结垢、生物污泥堆积外,还存在以下独立诱因,表现为管内循环介质出口温度过高,无法达到设计冷却要求,导致后续生产设备或制冷系统效率下降、能耗升高。

(一)风量不足

风量不足会导致管外空气流通不畅,喷淋水与空气的换热效果减弱,是引发换热不佳的常见诱因之一。主要原因包括:风机电机故障(如电机过载、轴承磨损、绕组烧毁),导致风机转速下降或无法正常启动;风机叶片积尘、结垢严重,或叶片变形、损坏,影响送风效率;进风口堵塞,如滤网积尘、杂物遮挡,导致进风阻力增大,进风量减少;皮带传动式风机出现皮带打滑、松弛,导致风机转速不稳定,风量波动。此外,设备安装间隙不足,运行中部件碰撞、卡阻,也会影响风机正常运转,导致风量不足。

(二)喷淋系统故障

喷淋系统无法正常工作,会导致管外换热盘管无法均匀被喷淋水覆盖,换热面积减少,换热效果大幅下降。主要故障包括:喷淋水泵故障(如水泵空转、叶轮堵塞、电机损坏),导致喷淋水压力不足、流量不够,甚至无法喷淋;喷淋头堵塞、损坏,或喷淋管路结垢、泄漏,导致喷淋水分布不均,部分盘管无法接触到喷淋水;集水盘水位过低,喷淋水泵吸水不足,或水位过高导致溢水,影响喷淋系统正常运行;喷淋水流量调节不当,与风量、热负荷不匹配,导致换热失衡。

(三)循环介质异常

管内循环介质异常会直接影响管内换热效率,表现为介质换热能力下降。主要原因包括:循环介质液位过低,管内介质流速过慢,换热不充分;循环介质变质、老化,或混入空气、杂质,导致导热系数下降;管内管路堵塞、结垢,介质流通不畅,换热面积减少,同时增加管路阻力,影响介质循环速度;循环介质流量调节不当,与热负荷、喷淋系统不匹配,无法充分利用换热面积。


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