冷卻水塔是西氣東輸管道電驅(qū)壓縮機組的重要附屬設(shè)施，作用是給電機外循環(huán)水冷卻，一方面冷卻后的外循環(huán)水進入電機內(nèi)部換熱器，對內(nèi)部熱空氣進行冷卻，保證電機繞組等重要部位的溫度保持在允許的范圍之內(nèi)，另一方面，外循環(huán)水進入變頻器，對內(nèi)部的去離子水進行冷卻，從而保證變頻器內(nèi)部元器件不會因為溫度過高而失效，因此，冷卻水塔對于電機及壓縮機組的運行有著重要的意義。

　　1、 冷卻水塔的結(jié)構(gòu)和原理

　　可以看出，循環(huán)水通過水泵房內(nèi)泵加壓后，循環(huán)水流過冷水機組，然后分為兩部分，一方面給電機冷卻，另一方面給變頻器冷卻，冷卻后的回水由于帶走電機和變頻器的熱量，溫度較高，回水過程中，又經(jīng)過冷卻水塔對其進行冷卻，最后回到水泵房，反復(fù)循環(huán)此過程，確保電機和變頻器正常運行所需的溫度。

　　圖中顯示，每個冷卻塔內(nèi)部管網(wǎng)主要分為兩個系統(tǒng)：

　　第一，冷卻塔主循環(huán)水系統(tǒng)，是直接用來與電機和變頻器進行換熱的水系統(tǒng)，它的構(gòu)成主要是由匯管、銅管以及銅管之間分布的填料組成，以增大散熱面積。

　　第二，冷卻塔外循環(huán)水系統(tǒng)，它是給主循環(huán)水冷卻的，主要是通過水泵把冷卻塔底部的水抽到冷卻塔上部殼體夾層內(nèi)，沿著殼體下方的小孔往下噴淋，通過水流過填料和銅管的過程中，帶走熱量，起到冷卻的效果;同時，在每個冷卻塔上部的兩個冷卻風(fēng)扇也在很大程度上帶走了熱量，起到冷卻效果。

　　2、 淮陽壓氣站冷卻水塔銅管凍裂分析

　　在寒冷的冬天，冷卻塔銅管由于橫截面積小，而且水平擺放，內(nèi)部的水在流速緩慢或堵塞的情況下容易結(jié)冰而產(chǎn)生凍漲，在西氣東輸許多電驅(qū)機組的站場上都出現(xiàn)過，但是出現(xiàn)的大多數(shù)都是備用冷卻塔凍脹的問題，解決的方法是對備用冷卻塔內(nèi)部循環(huán)水放空，并用儀表風(fēng)對管網(wǎng)內(nèi)部進行吹掃，直到干燥為止;另一種方法就是在不放空的情況下，保持管網(wǎng)內(nèi)水流的壓力和流速，從而防止冷卻塔銅管凍裂。

　　盡管以上兩種方法可以在很大程度上解決凍漲的問題，但是并非所有的情況都能避免，下面就是淮陽壓氣站冷卻水塔銅管凍裂的實例。

　　2.1 事件經(jīng)過：

　　2010年2月10日，淮陽地區(qū)下大雪，此時站內(nèi)兩臺壓縮機處于熱備狀態(tài)，冷卻水塔系統(tǒng)在串聯(lián)狀態(tài)運行之中，冷卻塔底部的外循環(huán)水已經(jīng)放空，四個風(fēng)扇沒有運行，兩臺熱泵機組均運行，站里組織人員對水塔覆蓋篷布，對冷卻水塔進行了保暖。

　　2月10日夜里，雪開始下大，站內(nèi)路面有結(jié)冰現(xiàn)象，估測有4—5級的偏北風(fēng)，環(huán)境溫度在-7℃—-10℃，氣候條件比較惡劣，主循環(huán)泵的出口溫度在10℃以上。晚上22點50分左右，外電發(fā)生第一次波動，此次造成空壓機停機，深井泵停運。經(jīng)向當(dāng)?shù)仉娏Σ块T了解，是因為天氣造成的電網(wǎng)電壓波動，在晚間十點到凌晨三點間，總共有四次外電波動比較大，還有數(shù)次小的外電波動，直接造成站內(nèi)空壓機、冷卻塔循環(huán)水泵、深井泵、熱泵機組及干氣密封電加熱器斷電停運，由于這些設(shè)備都不具備來電恢復(fù)的功能，所以每次波動后，需由站內(nèi)人員去現(xiàn)場手動開啟設(shè)備，盡管動作比較迅速，但還是難以避免地造成了冷卻水塔在期間有數(shù)次停運，每次時間在10—15分鐘左右，當(dāng)時氣溫在零下9度，每次啟機后均密切觀察了循環(huán)水泵出口溫度在10℃以上。

　　2月11日，雪停、刮風(fēng)，氣溫有所回升，下午2點，值班人員發(fā)現(xiàn)冷卻水塔出口壓力持續(xù)下降，便立即前去現(xiàn)場查看情況，進入水塔后發(fā)現(xiàn)有流水的聲音，抽除部分塑料填充物后發(fā)現(xiàn)一排銅管在轉(zhuǎn)彎處已經(jīng)凍裂。進一步檢查發(fā)現(xiàn)兩個冷卻水塔均有銅管內(nèi)結(jié)冰造成的開裂，其后，各方面人員經(jīng)過一天一夜的搶修，于12日20：00時，冷卻水塔全部恢復(fù)完畢。

　　2.2 原因分析

　　分析這次銅管凍裂的原因，主要是由于外電波動，造成在室外氣溫只有-7℃的情況下出現(xiàn)的多次冷卻水循環(huán)水泵、熱泵機組停機，直接造成了冷卻水塔內(nèi)銅管出現(xiàn)表面結(jié)冰，管體溫度迅速下降。由于某一根管路堵塞并不會影響整體的循環(huán)水流動，而且?guī)赘鶅隽训你~管段已經(jīng)被冰完全封閉，并不會造成循環(huán)水壓力和流量的顯著變化，因此站內(nèi)人員雖然檢查了水塔進出口主匯管的溫度，流量等參數(shù)，但是仍不能發(fā)現(xiàn)銅管已經(jīng)凍裂。

　　3、 改進措施

　　針對冷卻水塔銅管凍裂的原因，特提出以下幾點改進措施：

　　1) 從空壓機房接一路儀表風(fēng)管線到循環(huán)水塔，并制作好快速接頭，這樣在緊急情況下，能利用儀表風(fēng)對管線進行吹掃。在寒冷的冬天，如果冷卻水塔備用，要及時放掉其中水，并用儀表風(fēng)吹掃管線，保證銅管內(nèi)干燥;

　　2) 在冷卻水塔四周建立彩鋼房，內(nèi)設(shè)空調(diào)或者加裝暖氣片，這樣可以冬天保溫夏天制冷，有效解決寒冷天氣散熱管凍裂和炎熱天氣電機溫度過高的影響。

　　3) 如果不方便建彩鋼房，可以做個冷卻塔罩，外面用帆布，可以擋雨，里面用保溫棉等材料，將備用冷卻塔罩住，這樣保證內(nèi)循環(huán)水有一定溫度，而且內(nèi)循環(huán)水一直在循環(huán)，備用塔內(nèi)就可以保持在0℃以上，銅管就不會凍裂。

　　4) 從發(fā)電機房接出一路電源線給循環(huán)水泵供電，這樣在外電中斷時可以緊急用發(fā)電機帶動循環(huán)水泵運轉(zhuǎn)，以確保管網(wǎng)內(nèi)部循環(huán)水的流動及壓力，防止凍裂。

　　綜上所述，考慮實際情況，可采用給冷卻塔做保溫罩，以及接臨時電源以保證循環(huán)水泵在外電停電狀態(tài)下能持續(xù)運行的辦法，來保證冷卻塔的安全平穩(wěn)運行。