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某油田电厂冷却塔冬季产生冻害的原因及分析

某油田电厂冷却塔冬季产生冻害的原因及分析

 

1.气候方面

 

某油田热电厂位于东北严寒地区,冬季漫长且气候非常寒冷,一般约有5个月(11月~次年3)的时间最低气温在-40-30℃。

 

2.施工方面

 

2.1施工时间

 

在该地区,由于受气候影响无冰冻期只有6个月(4月中旬~10月中旬),所以冷却塔的施工一般分两年进行。第一年主要是进行塔基、塔筒部分施工;第二年主要是塔芯内部施工,如淋水架构、填料及配水系统的安装。对于大庆地区来说,气温进入摄氏零度的时间来得较早,当第一年塔筒施工快到顶时,一般已是深秋,甚至冬初。施工单位为了完成本年度的施工任务,赶在入冬前结束施工,一般都加快施工进度,故塔顶刚性环的混凝土施工质量就会受到影响,受影响较大的部位(如塔顶刚性环),在恶劣的运行环境下,将首先损坏。

 

2.2施工质量

 

a.混凝土的配合比

 

由于冷却塔的混凝土浇筑量比较大,需进行多批次搅拌。若某批次的混凝土配合比控制得不好,则此批次的混凝土浇筑出的构件质量就会受到影响。受影响大的部位(如淋水架构柱、塔进风口处等)在恶劣的运行环境下,将首先损坏。

 

b.混凝土的振捣

 

混凝土振捣的强度和时间控制的好坏,对浇筑出混凝土的构件质量也会产生影响。若某一部分混凝土振捣控制得不好,就会使混凝土内留有气泡或使混凝土中的骨料过度下沉而构件表面只有水泥浆。这些振捣不好的混凝土在其内部都存有小气泡,在表面往往也存在细小的裂缝和小坑,通过这些表层细小的裂缝,水分就会渗透到混凝土内部。当冬季气温较低,塔内运行环境恶劣,空气湿度大,塔内、外温差变化较大时,侵入到混凝土内部的水分就会结冰膨胀,使表层细小的裂缝缺陷加大。当气温高时结冰又融化,外界进一步补充水分,气温低时又开始结冰膨胀,频繁出现冻融现象。这些振捣质量不好部位的混凝土,将会出现表皮疏松、脱落,有的甚至露出骨料和钢筋,最典型的就是塔顶刚性环。

 

c.塔筒防水涂料的涂刷

 

冷却塔在运行过程中,塔筒内壁经常受着湿热水蒸汽流的冲刷,对筒壁的混凝土有一定的侵蚀作用,因此对冷却塔塔筒内壁进行防水防腐的处理,在其表面涂刷防水防腐涂料,抵御水汽对冷却塔内混凝土构件侵袭,使水不能侵入混凝土内部,是非常重要的。调查发现,3座塔的塔筒内壁均有多处出现混凝土表皮和防水涂料脱落,其原因主要是涂刷防水涂料时筒壁混凝土表面不清洁和没有彻底干透造成的。因为这3座塔的塔筒壁都是采用附着式三角架施工方法施工的,筒壁的防水涂料涂刷应当是下层筒壁施工完彻底干燥后再进行涂刷,但在施工过程中,施工单位往往为了抢时间、赶进度,对筒壁混凝土表面的浮浆、毛刺和积灰等清除得不彻底,甚至在筒壁混凝土没有彻底干燥后就进行筒壁防水涂料的涂刷,这样就使得涂料与筒壁表面混凝土粘附不牢,且由于筒壁混凝土内的一部分水分没有蒸发掉,当冬季气温较低,塔内、塔外温差变化较大时,筒壁混凝土内这部分没有蒸发掉的水,就会在筒壁内形成结冰—冻胀—融化—再结冰—再冻胀—再融化的恶性循环。筒壁长期在这种冻融循环作用下,将会出现表皮疏松、脱落,久而久之破损面会越来越大,会影响到冷却塔的使用寿命和安全运行。

 

3.运行维护方面

 

当冬季到来时,若按设计说明中要求的冷却塔运行方式运行,是可以防止冷却塔冻害发生的;但在实际运行时,有些防冻设施并未启运(如分区配水等),致使塔内部分淋水架构结冰,严重时形成了冰柱和冰墙。当冷却塔产生结冰后,又采用了人工打冰。这是一种既消极又危险的解决方法,加上部分防冻设施损坏,无法正常运行,使之不能达到应有的防冻作用。

 

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