变频调速器在大型电厂直接空冷系统中的应用
1 引言
发电厂采用翅片管式的空冷散热器，直接或间接用环境空气来冷凝汽轮机的排汽，称为发电厂空冷。采用空冷技术的冷却系统成为空冷系统。采用空冷系统的汽轮机机组成为空冷机组。采用空冷技术的发电厂称为空冷电厂。
发电厂空冷系统也称干冷系统。它是相对于常规发电厂的湿冷系统而言。常规发电厂的湿冷冷却塔(凉水塔)是把塔内的循环水以“淋雨”方式与空气直接接触进行热交换的，其整个过程处于“湿”的状态，其冷却过程称为湿冷系统。空冷发电厂的冷却塔，其循环水与空气是通过散热器间接进行热交换的，整个过程处于“干”的状态，所以空冷塔又成为干式冷却塔或干冷塔。
发电厂空冷技术是一种节水型的火电发电技术。
电站空冷系统有三种冷却形式:
(1) 直接空冷系统，冷却元件主要是大口径椭圆管套片型翅片管(简称双排管)和大口径扁管型翅片管(简称单排管);
(2) 混合凝汽式间接空冷系统，简称海勒式间接空冷系统，冷却元件是福哥(forgo)型翅片管;
(3) 表面凝汽式间接空冷系统，简称哈蒙式间接空冷系统，冷却元件是小口径椭圆管套片型翅片管。
随着我国西部大开发、西电东送北通道的开通，我国北部地区的晋、陕、宁、蒙四省区的电力工业得到迅猛发展，而建设大型火力发电厂需要充足的冷却水源。这些地区的优势是煤炭资源丰富，而劣势是水资源匮乏，利用丰富的煤炭资源和有限的水资源发展火电工业，就需要采用新的冷却方式来排除废热，直接空冷系统因其技术逐渐成熟，节水效果显著，可调效
果好，因此在我国山西、内蒙古等产煤区所新建单机容量为300mw以上机组的电厂均采用空冷技术。
直接空冷系统，又称空气冷凝系统。直接空冷是指汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换。所需冷却空气，通常由机械通风方式供应。直接空冷的凝汽设备称为空气凝汽器，它是由外表面镀锌的椭圆形钢管外套矩形钢翅片的若干个管束组成的，这些管束亦称为散热器。
直接空冷系统的流程图如图1所示。汽轮机排汽通过粗大的排汽管道送到室外的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过散热器外表面，将排汽冷凝成水，凝结水再经泵送回汽轮机的回热系统。
图1 直接空冷系统的流程图
空冷系统建筑规模庞大，一般称为空冷岛。包括凝结水系统(凝结水箱)、真空疏水系统(包括疏水泵)、排气/抽气系统(水环泵单元)、空冷凝汽器(acc)等四套系统。通过dcs集散控制系统，实现对这四套系统的自动检测、自动调节、顺序控制、自动保护等自动控制功能。
2 直接空冷系统变频风机系统的组成
空冷凝汽器系统(简称acc)是由若干台空冷凝汽器构成，每台空冷凝汽器配置一台轴流风机，建筑在高耸的空冷平台上，1台600mw国产空冷机组工程空冷系统的典型配置为8个单元共56台空冷凝汽器，对应轴流冷却风机配置:共有8个风机单元，每个风机单元有7台13 2kw风机，风机直径为8.7m左右，共56台轴流冷却风机，其中每个风机单元有两台为可逆风机，共16台可逆风机。轴流冷却风机在一个水平平面内布置，形成了庞大的轴流冷却风机群。
风机电机均为变频控制，电厂设有空冷器变频间，庞大的变频控制柜(以下称变频控制装置)矩阵布置在空冷器变频间。变频控制柜通过硬接线和通讯与主dcs或空冷系统dcs相连接，dcs能根据不同的蒸汽负荷和环境温度控制风机启停及转速，使汽轮机的排汽压力保持恒定。
风机电机均采用变频控制，除节能原因外，变频调速控制还可以实现电动机“软启动”，即电动机在很低地频率下(3～5hz)和电压下启动，逐渐提高电源的频率和电压，控制电动机在小于1.1倍额定电流下无冲击启动，以这种方式经常启动是风机所允许的。另外风机的转速可以在(30％～110％)额定转速运行，调节方便，满足在各种气象条件下机组运行工况的要求。风机经常在需要的低转速下运行，噪声和磨损都比额定转速低，有利于环境保护，降低维修费用并延长了空冷器的寿命。
3 风机变频控制装置的设计选型要求
(1) 变频器频率范围在旋转速度的0～110%之内。要将满足完全风机驱动系统的运行和由电机、齿轮箱、电缆及滤波器导致的功率损失考虑在内。
(2) 变频器的设计考虑风机和电机的反向旋转，通过正反转切换端子实现风机和电机的正向和反向旋转。
(3) 变频器安置在一个就地控制柜内，柜体型号为标准ggd柜改型。柜内包括主回路和控制回路与控制装置(dcs)连接的用户接线端子, 输入输出滤波器,保险丝,电流接触器,控制电路
变压器及所有提供必要功能的设备。
(4) 机柜的外壳防护等级，控制室内为ip32,机柜门采用一定的措施，以提高射频干扰(rfi)能力，机柜设计满足电缆由柜底或柜顶引入的要求，机柜内端子排布置在易于安装接线的地方。
(5) 在就地控制室变频器操作板上可对电机进行就地控制。led屏和lcd屏同时显示，lcd屏可进行中英文显示切换。
(6) 就地控制柜的设计时要考虑到由功率损失会引起的冷却和散热，且保证气流不被内置的装置阻隔。在控制柜的上部安装轴流风机，每小时换气次数不少于400次。
(7) 变频器选型考虑风机的二次力矩曲线。
(8) 风机电机装有2个正温度系数热敏电阻(ptc)用于电机的热保护。ptc由变频器检查,且当高温时电机的运行被切断。
(9) 考虑变频器与风机驱动电机之间电缆的类型及长度等局部情况。变频控制装置在任何情况下都能满足风机驱动轴上的总机械扭矩及功率值。
(10) 采用直流制动方式，能够使风机的转动随变频器启动( 在两方向上飞速重启)。采用磁通控制技术，通过控制磁通电流和输出频率，动态控制剩磁的释放，使正向运行风机平稳、无冲击迅速反方向重启。
(11) 局部操作及仪表板功能
在就地控制柜给出的局部操作仪表板提供交流电机调试的修改键。
所有有关电的数值, 构造参数, 输入/输出赋值, 应用及行为功能的入口, 故障局部控制, 调试储存, 自检及诊断都以操作员语言及简明的英语表示。
控制柜具备以下专用操作员控制装置:
l 手动-切断-自动转换器;
l 手动速度电位器;
l 电源接通指示器;
l 变频器运行指示器;
l 变频器故障指示器。
(12) 自动模式或手动运行指示器到中央控制系统的接口如表1所示。
指令信号
9 dcs正反转预选指令信号di 1 限于逆流风机16台/每机组
10 变频器转速信号至dcs ao 1 4~20ma
11 变频器电流信号至dcs ao 1 4~20ma
12 dcs至变频器调速信号ai 1 4~20ma对应电机额定
转速0~110%
交流电机在自动模式中通过中央控制系统控制。这样在正常运行模式中无需任何局部操作。启动、运行模式及停车顺序等所有功能都由中央控制室操纵。为满足这些要求, 变频器控制柜提供以下相关的交换信号。
l 数字输入输出的控制电源为24vdc。
l 模拟信号,用于给定频率和实际频率,为4～20ma。
l 补充及任选的信号交换由profibus、modebus等系统的接口通信系统执行。
所有的信号都为绝缘(独立电位)，保护内部电源供应,可防不正确的连接或短路。
(13) 抑制谐波的措施
变频器系统的设计适用于工业环境且不影响其他用电设备。可把谐波电流排除或减小到最低。使风电机电流非常接近正弦波。满足国际电工委员会制定的iec61800-3标准。
l 为防护电源对变频器的影响，保护变频器和抑制高次谐波，在下列情况下，应配置直流电抗器。
当给变频器供电的同一电源节点上有开关式无功补偿电容器屏或带有可控硅相控负载时，因电容器屏开关切换引起的无功瞬变致使网压突变和相控负载造成的谐波和电网波形缺口，有可能对变频器的输入整流电路造成损害。
当变频器供电三相电源的不平衡度超过3％时。
当要求提高变频器输入端功率因数到0.93以上时。
当变频器接入大容量变压器时，变频器的输入电源回路流过的电流有可能对整流电路造成损
害。一般情况下，当变频器供电电源的容量大于550kva以上时，或者供电电源大于变频器容量的10倍时，变频器需要配置直流电抗器。
l 交流输入电抗器
当电网波形畸变严重，或变频器在配置直流电抗器后，变频器和电源之间高次谐波的相互影响还不能满足需求时，可增设交流输入电抗器。交流输入电抗器还可提高变频器输入侧的功率因数。
l 交流输出电抗器
当变频器到电机的连线超过80m时，建议采用多绞线并安装可抑制高频振荡的交流输出电抗器。避免电机绝缘损坏、漏电流过大和变频器频繁保护。
l 输入侧emi滤波器
可选配emi滤波器来抑制从变频器电源线发出的高频噪声干扰。
l 输出侧emi滤波器
可选配emi滤波器来抑制变频器输出侧产生的干扰噪声和导线漏电流。
l 接地干线安装一个干线侧rfi滤波器(ce滤波器)。在变换器附近,电机,电机屏蔽及滤波器元件之间, 一个好的hf(高频)对于ce滤波器的生效是非常必要的。
l 在风机电机上由变频器运行引起的附加噪声辐射, 与直接电机运行模式比较小于3db。变频器出口到电机的专用滤波器在容许的声能级增长的范围之内。在运行频率的整个范围(0～110%等于0～55hz) 及所有负载条件下满足这个条件。
4 空冷风机控制逻辑及转速级配置表
空冷凝汽器(acc)系统的自动控制是以优化的热力计算结果为依据，按发电机组热力计算的研究结果，以及工艺管道的布置结构，对风机的控制进行合理的风机转速级配置。根据风机转速级配置图，通过调节风机转速，使汽轮机的排汽压力保持在一个设定值的范围内。
一个最低转速设定值(当风机由变频器控制时)是用来保护风机的电机的。通过变频器的控制，风机会在最低和最高转速之间以无级变速运行，或者在低蒸汽负荷的条件下停机。
4.1 缩写说明
隔离阀缩写
a 在第a排配汽管道上的隔离阀c 顺流凝汽管
束/风机
b 在第b排配汽管道上的隔离阀d 逆流凝汽管
束/风机
c 在第c排配汽管道上的隔离阀
d 在第d排配汽管道上的隔离阀
e 在第e排配汽管道上的隔离阀
f 在第f排配汽管道上的隔离阀
g 在第g排配汽管道上的隔离阀
h 在第h排配汽管道上的隔离阀
风机转速每台风机由各自的变频器控制
4.2 风机排列配置图
风机排列配置图如图2所示。
4. 3 控制逻辑及转速级配置表
风机转速级变化的条件:
在正常运行期间，当环境温度不低于+2℃时，acc是在第6转速级运行的。风机的转速将根据实际的汽轮机排汽压力与设定值之间的偏差进行调整。
仅当环境温度低于+2℃时，风机转速才会按照风机转速级配置表进行调整。
4.4 特殊运行工况
(1) 防冻(仅当环境温度低于+2℃时实施)保护的设置
条件:
l 当环境温度<+2℃时;并且
l 当某风机排的凝结水温度<+20℃时
满足条件后，该排的顺流风机将被停机
此时，在操作台上将显示“防冻保护启动”。
(2) 设置到正常运行方式
条件:
l 当环境温度>+5℃时;或者
l 当某风机排的凝结水温度>35℃时
满足条件后，该排的顺流风机将被启动，其转速将按照逆流风机的转速进行调整。
此时，在操作台上的“防冻保护启动”的显示将消失。
4.5 逆流凝汽管束的回暖
在正常运行期间并且当环境温度低于某一结霜(在从水蒸气变成固态时形成的松散的冰颗粒)点时，在逆流凝汽管束的上部会发现结霜，这是由于那里有不可凝气体的过冷现象发生。如果这种状况持续一段时间，就可能会逐渐地堵塞逆流凝汽管束的下端，并且妨碍不凝气体的排出。
回暖作为一种保护措施，逆流凝汽管束的风机必须在一定的运行时间间隔内停机5分钟，以便逆流凝汽管束被再次回暖，从而融化可能已经形成的冰冻。
当“防冻保护”功能被投入时，逆流凝汽管束回暖功能将不被投入。
5 结束语
因空冷风机变频控制系统中变频器应用环境及性能要求较为苛刻，能否长期稳定运行关系到电厂能否正常发电，建议选用国际技术领先品牌高端产品，如abb、ab、丹佛斯、欧陆、s ew等品牌产品。
60-TB359-02-A03-17 宁夏灵武电厂二期2×1000MW工程勘察设计投标阶段 第2卷第3分卷第17册 空冷系统设计、布置方案 研究专题报告 中国电力工程顾问集团西北电力设计院 2007年5月西安
宁夏灵武电厂二期2×1000MW工程 勘察设计投标阶段 投标文件总目录 第1卷商务部分 第2卷技术部分 第1分卷工程技术方案说明及投资概算第1册工程技术方案说明 第2册投资概算 第2分卷技术部分附图 第3分卷专题报告 第4分卷其它文件和资料
宁夏灵武电厂二期2×1000MW工程 勘察设计投标阶段 第2卷第3分卷专题报告目录 第 1 册主厂房布置专题报告60-TB359-02-A03-01 第 2 册高温高压管道专题报告60-TB359-02-A03-02 第 3 册高压加热器配置专题报告60-TB359-02-A03-03 第 4 册给水泵配置专题报告60-TB359-02-A03-04 第 5 册汽轮机旁路系统专题报告60-TB359-02-A03-05 第 6 册热力系统优化专题报告60-TB359-02-A03-06 第 7 册主机选型专题报告60-TB359-02-A03-07 第 8 册烟风系统及辅助设备型式专题报告60-TB359-02-A03-08 第 9 册引风机动、静叶可调方案比较专题报告60-TB359-02-A03-09 第10册等离子点火专题报告60-TB359-02-A03-10 第11册烟气脱硝系统论证专题报告60-TB359-02-A03-11 第12册输煤系统方案优化及主要设备选择专题报告60-TB359-02-A03-12 第13册除渣系统方案选择专题报告60-TB359-02-A03-13 第14册石子煤系统方案选择专题报告60-TB359-02-A03-14 第15册凝结水精处理方案专题报告60-TB359-02-A03-15 第16册主机背压选择专题报告60-TB359-02-A03-16 第17册空冷系统设计、布置方案研究专题报告60-TB359-02-A03-17 第18册全厂水量平衡及节水措施专题报告60-TB359-02-A03-18 第19册辅机及汽动给水泵冷却方式研究专题报告60-TB359-02-A03-19 第20册主厂房通风方案论证专题报告60-TB359-02-A03-20 第21册屋顶式空调机在电厂集控室空调中的应用60-TB359-02-A03-21 第22册运煤系统除尘设备的优化选择60-TB359-02-A03-22 第23册发电机出口安装断路器及起/备电源引接专题报告60-TB359-02-A03-23 第24册750kV接线方案、设备选型及布置专题报告60-TB359-02-A03-24 第25册1000MW机组主变选型及A排外布置优化专题报告60-TB359-02-A03-25
汽轮机直接空冷应用 在我国火力发电厂一般采用湿冷系统对机组进行冷却，但随着经济的发展，水资源的紧缺，此种传统的方法受到了限制，近年来随着直接空冷技术的日趋成熟，以及直接空冷技术在大容量机组中运行的实践经验，有着广阔的发展前景，特别对于富煤缺水地区，它的应用更能显示出优越性，它的应用将是未来的发展趋势。 1.空冷技术简介 空冷技术是指采用空气来直接或间接地冷却汽轮机排气的一种技术。当今由于大容量火力发电厂的正常运行需要充足的冷却水源，同时由于湿冷机组耗水量巨大，产生的废热排到江河、湖泊里造成生态平衡的破坏，而在缺水地区兴建大容量火力发电厂，就需要采用新的冷却方式来排除废热。 火力发电厂的排汽冷却技术主要分为两大类：水冷却和空气冷却（简称空冷）。发电厂采用翅片管式的空冷散热器，直接或者间接用环境空气来冷凝汽轮机的排汽，称为发电厂空冷。采用空冷技术的冷却系统称为空冷系统。采用空冷系统的汽轮发电机组称为空冷机组。采用空冷系统的发电厂称为空冷电厂。 发电厂空冷系统也称为干冷系统。它相对于常规发电厂湿冷系统而言的。常规发电厂的湿式冷却塔是把塔内的循环水以“淋雨”方式与空气直接接触进行热交换的。其整个过程处于“湿”的状态，其冷却系统称为湿冷系统。空冷发电厂的空冷塔，其循环水与空气是通过散热器间接进行热交换的，整个冷却过程处于“干”的状态，所以空冷塔又称干式冷却塔。 根据汽轮机排汽凝结方式的不同，发电厂的空冷系统可以分为直接空冷系统和间接空冷系统两大类。 2.直接空冷系统设备结构组成 直接空冷系统，又称空气冷凝系统，汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，冷却空气通常用机械通风或自然通风方式供应。空冷凝汽器是由两或三排外表面镀锌的椭圆形钢管外套矩形钢翅片，或由单排扁平形钢管，外焊硅铝合金蛇形翅片的若干个管束组成。这些管束亦称空冷散热器。直接空冷系统的流程汽轮机排汽通过排汽管道送到室外的空冷凝汽器内，机械通风鼓风式轴流冷却风机使空气横向吹向空冷散热器外表面，将排汽冷凝成水，凝结水再经泵送回汽轮机的回热系统。直接空冷系统自汽轮机低压缸排汽口至凝结水泵入口范围内的设备和管道，主要包括：（1）汽轮机低压缸排汽管道系统；（2）空冷凝汽器；（3）凝结水系统设备；（4）抽气系统设备；（5）疏水系统设备；（6）通风系统设备；（7）直接空冷支撑结构；（8）自控系统设备；（9）清洗装置设备；（10）空冷汽轮机；（11）空冷散热器；（12）空冷风机。
1 空冷系统简介 1.1 空冷技术方案介绍 在火力发电厂中采用的空冷系统形式有：直接空冷系统、混凝式间接空冷系统、表凝式间接空冷系统。直接空冷系统是将汽轮机排汽由管道送入称之为空冷凝汽器的钢制散热器中，直接由空气冷却。混凝式空冷系统由于有水轮机和喷射式凝汽器等系统设备，设备多系统复杂，使得整套系统实行自动控制较难；而表凝式间接空冷系统与常规的湿冷系统比较接近，也是通过两次换热，以循环冷却水作为中间冷却介质，循环冷却水由水泵加压后，进入凝汽器冷却汽轮机排汽，热水进入自然通风冷却塔由空气冷却。表凝式间接空冷系统与湿冷系统不同之处是在冷却塔内（外）布置着钢（铝）制散热器，热水与空气不接触，进行表面对流散热。 1.1.1 直接空冷系统 直接空冷系统主要由排汽装置、大排汽管道（包括大直径膨胀节、大口径蝶阀等）、钢制空冷凝汽器、风机组（包括轴流风机、电动机、减速机、变频器等）、凝结水系统、抽真空系统（包括水环式真空泵）、清洗系统等设备构成。空冷凝汽器布置在汽机房A列外的高架空冷平台上。 直接空冷系统是将汽轮机排出的乏汽，通过排汽管道引入钢制空冷凝汽器中，由环境空气直接将其冷却为凝结水，多采用机械通风方式。其特点是：设备较少，系统简单，调节灵活，占地少，防冻性能好，冷却效率高；直接空冷受环境风的影响较大，运行费用较高，煤耗较大，风机群产生一定噪声污染，厂用电较高。 1.1.2 表凝式间接空冷系统 表凝式间接空冷系统是指汽轮机排汽以水为中间介质，将排汽与空气之间的热交换分两次进行：一次为蒸汽与冷却水之间在表面式凝汽器中换热；一次为冷却水和空气在空冷塔里换热。该系统主要由表面式凝汽器与空冷塔构成，采用自然通风方式。 表凝式间接空冷与直接空冷相比，其特点是： 冬季运行背压较低，所以煤耗较低；由于采用了表面式凝汽器，循环冷却水和凝结水分成两个独立系统，其水质可按各自的水质标准和要求进行处理，使水处理系统简单、便于操作；表凝式间接空冷塔基本无噪声，满足环保要求；空冷塔占地大，冬季运行防冻性能较差。 1.1.3 混凝式间接空冷系统 典型的混凝式间接空冷系统组成：主要由混合式（喷射式）凝汽器、全铝制的福哥型冷却三角散热器（带百叶窗）、（预热／尖峰冷却器）、自然通风冷却塔、循环水泵组、循环水管路、回收水能的水轮发电机组、贮水箱、充水泵组、
直接空冷凝器器系统介绍 一、系统简介 直接空冷凝汽器系统（英文Air Cooled Condenser System，缩写为ACC）是指汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换。所需冷却空气，通常由机械通风方式供应。直接空冷的凝汽设备称为空冷凝汽器，这种空冷系统的优点是设备少，系统简单，基建投资较少，占地少，空气量的调节灵活。该系统一般与高背压汽轮机配套。这种系统的缺点是运行时粗大的排汽管道密封困难，维持排汽管内的真空困难，启动时为造成真空需要的时间较长，机组效率低，一次能源消耗大。 二、系统构成概述 1、概述 通常ACCS一般主要由以下几部分构成： ?排汽管道和配汽管道 ?翅片管换热器 ?支撑结构和平台 ?风扇及其驱动装置 ?抽真空系统 ?排水和凝结水系统 ?控制和仪表系统 2、冷凝过程 空气冷却器一般采用屋顶结构（或称A型框架结构）。 来自汽轮机的尾汽通过排汽管道和配汽管道输送到翅片管换热器。配汽管道连接到汽轮机的排汽管道和位于上部的翅片管换热器。蒸汽被直接送入换热器的翅片管道内。蒸汽携带的热能由经过换热器翅片表面的冷却空气带走，冷却空气是由置于管束下面的轴流风机驱动的。 换热器一般采用KD布置方式，即顺流冷凝－反流冷凝的布置方式。
70％到80％的蒸汽在通过由上部的配汽管道到顺流冷凝的换热器中被冷凝成凝结水，凝结水流到底部的蒸汽/凝结水联箱中。顺流管束称为冷凝管束或称K 管束。 其余的蒸汽在成为D管束的反流管束中被冷凝，蒸汽是由蒸汽/凝结水联箱向上流动的，而凝结水由冷凝的位置向下流到蒸汽/凝结水联箱中并被排出。 这种KD形式的布置方式确保了在任何区域内蒸汽都与凝结水有直接接触，因此将保持凝结水的水温与蒸汽温度相同，从而避免了凝结水的过冷、溶氧和冻害。 从汽轮机到凝结水箱的整个系统都是在真空状态下。由于采用全焊接结构，从而保证整个系统的气密性。由于在与汽轮机连接的法兰处不可避免地会有空气漏进冷凝系统中，为了保持系统地真空，在反流管束的上端未冷凝的蒸汽和空气的混合物将被抽出。通过在上端部位的过冷冷却，使不可冷凝蒸汽的汽量被减小了。 反流（D）部分的设计应保证在任何运行条件下，不会在顺流（K）部分造成完全冷凝，以避免过冷和溶氧以及冻害的危险。 在不同热容量和环境温度下，通过调节空气流量的变化来控制汽轮机尾气的排汽压力。 3、换热器 热浸锌翅片管具有从管子到翅片良好的导热性能。这是由于在翅片根部和管子的间隙被充满锌而具有毛细总用。 由于钢制管子和钢制翅片是同种材质，从而避免热应力的产生，而热应力对热传导不利。 由于翅片管束必须承受极大的阻力，它们必须具有很高的强度。钢制翅片可以抵抗典型的机械冲击，比如冰雹、清洗设备的高压水（200bar），或维护工人的体重。在运输和安装过程中不易损坏。由于钢制翅片管束具有较短的深度，因此更能适宜清洗设备的高压水的冲击。 而且，热浸锌翅片管具有良好的防腐性能和长达超过25年的使用寿命。4、支撑结构和平台 根据实际经验，屋顶型结构的空气冷凝器具有可靠的凝结水排水功能并且减少了占地面积。
概述 此节简单描述了GEA 公司的机械通风空气冷凝器即通常所称的空气冷凝器或ACC 。 GEA 公司的空气冷凝器由下列部件构成： ? 排气管道 (1) 和 配汽管道 (2) ? 翅片管换热器 (3) ? 支撑结构和平台 (4) ? 风扇及其驱动装置 ? 抽真空系统 (5) ? 排水和凝结水系统 (6) ? 控制系统和仪表 2 3 1 4 4 6 6 6 5 5 冷凝过程 GEA 公司的空气冷凝器将采用屋顶结构（或称A 型框架结构）。 来自汽轮机的尾气通过排汽管道和配汽管道输送到翅片管换热器。配汽管道连接到汽轮机的排汽管道和位于上部的翅片管换热器。蒸汽被直接送入换热器的翅片管道内。蒸汽携带的热能由经过换热器翅片表面的冷却空气带走，冷却空气是由置于管束下面的轴流风机驱动的。 换热器采用GEA 公司发明的KD 布置方式，即顺流冷凝－反流冷凝的布置方式。 70％到80％的蒸汽在通过由上部的配汽管道到顺流冷凝的换热器中被冷凝成凝结水，凝结水流到底部的蒸汽/凝结水联箱中。顺流管束称为冷凝管束或称K 管束。 其余的蒸汽在称为D 管束的反流管束中被冷凝，蒸汽是由蒸汽/凝结水联箱向上流动的，而凝结水由冷凝的位置向下流到蒸汽/凝结水联箱中并被排出。 这种KD 形式的布置方式确保了在任何区域内蒸汽都与凝结水有直接的接触，因此将保持凝结水的水温与蒸汽温度相同，从而避免了凝结水的过冷、溶氧和冻害。 从汽轮机到凝结水箱的整个系统都是在真空状态下。由于采用全焊接结构，从而保证整个系统的气密性。由于在与汽轮机连接的法兰处不可避免地会有空气漏进冷凝系统中，为了保持系统的真空，在反流管束的上端未冷凝的蒸汽和空气的混合物将被抽出。通过在上端部位的过冷冷却，使不可冷凝蒸汽的汽量被减小了。 反流（D ）部分的设计应保证在任何运行条件下，不会在顺流（K ）部分造成完全冷凝，以避免过冷和溶氧以及冻害的危险。 在不同热容量和环境温度下，通过调节空气流量的变化来控制汽轮机尾气的排汽压力。
【火力发电厂直接空冷系统运行导则】二次修改稿 目录 1 围 (2) 2 规性引用文件 (2) 3 术语和定义 (3) 4 总则 (5) 5 直接空冷系统的启动与停运................................................................... 错误!未定义书签。 6 直接空冷系统的运行与试验 (6) 7直接空冷系统故障诊断............................................................................. 错误!未定义书签。附录A 600MW空冷机组背压运行限制曲线示例 .. (20) 附录B 汽轮机组空冷系统最小热负荷表 (22) 附录C 蒸汽压力与饱和温度对照表 (23)
（正文） 1 围 1.1本导则规定了火力发电厂直接空冷系统运行的一般性原则及要求。 1.2本导则适用于新建、改（扩）建和运行的直接空冷机组。 2 规性引用文件 下列文件对于本导则的引用是必要的。凡是注日期的引用文件，其仅注日期的版本适用于本导则；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本导则。 GB3095-2012 环境空气质量标准 GB13223-2011 火电厂大气污染物排放标准 GB12348-2008 工业企业厂界环境噪声排放标准 GB 50660-2011 大中型火力发电厂设计规 DL/T552-1995 火力发电厂空冷塔及空冷凝汽器试验方法 DL/T244-2012 直接空冷系统性能试验规程 DL/T245-2012 发电厂直接空冷凝汽器单排管管束 DL/T 932-2005 凝汽器与真空系统运行维护导则 VG DL/T 1052-2007 节能技术监督导则
空冷技术的发展及应用 班级:动本0719 学号:0742021934 姓名:高晓刚
空冷技术的发展及应用 随着工农业生产的发展，许多城市及地区相继出现生产与生活用水日益紧张的局面，水已成为制约国民经济发展的主要因素之一。内蒙古、山西等北方地区是我国的能源基地，蕴藏着丰富的煤炭资源，可为大火力发电厂提供充足的燃料，同时又是水资源最为缺乏的地区。在这种状况下，直接空冷技术的应用在很大程度上解决了这些地区“富煤缺水”的难题。 1.1湿式冷却方式 湿式冷却方式分直流冷却和冷却塔2种。湿式直流冷却一般是从江、河、湖、海等天然水体中汲取一定量的水作为冷却水，冷却工艺设备吸取废热使水温升高，再排入江、河、湖、海。当不具备直流冷却条件时，则需要用冷却塔来冷却。冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入大气。 1.2干式冷却方式 在缺水地区，补充因在冷却过程中损失的水非常困难，采用空气冷却的方式能很好地解决这一问题。空气冷却过程中，空气与水(或排汽)的热交换，是通过由金属管组成的散热器表面传热，将管内的水(或排汽)的热量传输给散热器外流动的空气。当前，用于发电厂的空冷系统主要有3种，即直接空冷系统、带表面式凝汽器的间接空冷系统(哈蒙式空冷系统)和带喷射式(混合式)凝汽器的间接空冷系统(海勒式空冷系统)。直接空冷就是利用空气直接冷凝从汽轮机的排气，空气与排气通过散热器进行热交换。海勒式间接空冷系统主要由喷射式凝汽器和装有福哥型散热器的空冷塔构成，系统中的高纯度中性水进入凝汽器直接与凝汽器排汽混合并将加热后的冷凝水绝大部分送至空冷散热器，经过换热后的冷却水再送至喷射式凝汽器进行下一个循环。极少一部分中性水经过精处理后送回锅炉与汽机的水循环系统。哈蒙式间接空冷系统又称带表面式凝汽器的间接空冷系统，在该系统中冷却水与锅炉给水是分开的，这样就保证了锅炉给水水质。哈蒙式空冷系统由表面式凝汽器与空冷塔组成，系统与常规的湿冷系统非常相似。据统计目前世界上空冷系统的装机容量中，直接空冷系统约占43%，表面式凝汽器间接空冷系统约占24%，混合式凝汽器间接空冷系统约占33%。 2直接空冷系统的工作原理 汽轮机排汽在空冷凝汽器中被空气冷却而凝结成水，排汽与空气之间的热交换是在表面式空冷凝汽器内完成。在直接空冷换热过程中，利用散热器翅片管外侧流过的冷空气，将凝汽器中从处于真空状态下的汽轮机排出的热介质饱和蒸汽冷凝，最后冷凝后的凝结水经处理后送回锅炉。 3直接空冷凝汽器的发展现状 直接空冷技术的发展主要是围绕直接空冷凝汽器管束进行的。空冷凝汽器是空冷机组冷端的主要部分，汽轮机排汽将几乎全部在凝汽器中冷凝成冷凝水。汽轮机排出的蒸汽在凝汽器翅片管束内流动，空气在凝汽器翅片管外流动对蒸汽直接冷却。从提高冷却效率角度出发，一般在管束下面装有风扇机组进行强制通风或将管束建在自然通风塔内，在现有运行的机组中，强制通风方式由于其可调控性能较好等优点而广泛应用。直接空冷凝汽器由于特点突出，已经逐渐在世界各国进行技术研究并逐步推广应用。由于间接空冷凝汽器系统相对于直接空冷凝汽器系统设备多、造价高、维修量大、运行难度大且可靠性较差，所以它将只是水冷凝汽器系统和直接空冷凝汽器系统之间的一个过渡，直接空冷凝汽器将是今后
Z835.34/02 NZK25-2.5/390型 25MW直接空冷凝汽式汽轮机 热力特性书 北京全四维动力科技有限公司
北京全四维动力科技有限公司代号Z835.34/02 NZK25-2.5/390型代替25MW直接空冷凝汽式汽轮机热力特性书共 22 页第 1 页 编制谷振鹏2011年12月20日 校对李海朋2012年01月29日 审核王琦2012年01月30日 会签 标准审查 审定 批准 标记数量页次文件代号简要说明签名磁盘(带)号底图号旧底图号归档
代号：Z835.34/02 共22 页第2 页 目录 1. 通流计算 1.1 典型工况数据汇总表 (3) 1.2 典型工况热平衡图 (5) 1.3 阀杆汽封系统总图 (13) 1.4 静推力示意图及最大轴向推力 (14) 1.5 蒸汽管道速度计算 (15) 2. 配汽计算 2.1 高压调节阀流量—升程曲线 (16) 3. 汽封、阀杆漏汽汇总表及修正曲线 3.1 夏季工况阀杆及汽封漏汽汇总表 (17) 3.2 额定出力工况阀杆及汽封漏汽汇总表 (18) 3.3 初压修正曲线 (19) 3.4 初温修正曲线 (20) 3.5 背压修正曲线 (21) 3.6 余速损失修正曲线 (22)
代号：Z835.34/02 共22 页第3 页典型工况数据汇总表（一） 工况项目夏季工况 最大连续 出力工况 额定出力 工况 最大进汽量 最高背压工况 主蒸汽压力MPa(a) 2.5 2.5 2.5 2.5主蒸汽温度℃390390390390主蒸汽流量t/h 128128117128背压kPa(a) 30151550排汽温度℃69.154.054.081.3排汽汽量t/h 126.4126.4115.4126.4给水温度℃71.055.956.083.2机组内效率0.8800.8700.8710.871发电机端功率MW 25.127.625.222.7汽耗kg/kW.h 5.10 4.64 4.65 5.65热耗kJ/kW.h 14881.013833.013869.116202.3 kcal/kW.h 3554.33304.03312.63869.9
空冷型发电机组简介 更新日期：2011-09-13 14:19:34 点击：105 1．发电机组空冷系统 1．1 空冷系统的单机容量 目前国内外电站空冷是二大类：一是间接空气冷却系统，二是直接空气冷却系统。其中间接空气冷却系统又分为混合式空气冷却系统和表面式空气冷却系统。世界上第一台1500KW直接空冷发电机组，于1938年在德国一个坑口电站投运，已有60多年的历史，几个典型空冷机组是：1958年意大利空冷电站2X36MW 机组投运、1968年西班牙160MW电站空冷机组投运、1978年美国怀俄明州Wodok 电站365MW空冷机组投运、1987年南非Matimba电站6X665MW直接空冷机组投运。当今采用表面式冷凝器间接空冷系统的最大单机容量为南非肯达尔电站 6X686MW；采用混合式凝汽器间接空冷系统的最大单机容量为300MW级，目前在伊朗投运的325MW(哈尔滨空调股份有限公司供货)运行良好。全世界空冷机组的装机容量中，直接空冷机组的装机容量占60％，间接空冷机组约占40％。 1．2 直接空冷系统的特点 无论是直接空冷，还是间接空冷电厂，经过几十年的运行实践，证明均是可*的。但不排除空冷系统在运行中，存在种种原因引发的问题，如严寒、酷暑、大风、系统设计不够合理、运行管理不当等。 这些问题有的已得到解决，从国内已投运的200MW空冷机组运行实践证明了这一点。 从运行电站空冷系统比较，直接空冷系统具有主要特点： (1)背压高； (2)由于强制通风的风机，使电耗大； (3)强制通风的风机产生噪声大； (4)钢平台占地，要比钢筋混凝土塔为小； (5)效益要比间接冷却系统大30％左右，散热面积要比间冷少30％左右； (6)造价相比经济。||| 2．直接空冷系统的组成和范围 2．1 直接空冷系统的热力系统 直接空冷系统，即汽轮机排汽直接进入空冷凝汽器，其冷凝水由凝结水泵排入汽轮机组的回热系统。 2．2 直接空冷系统的组成和范围 自汽轮机低压缸排汽口至凝结水泵入口范围内的设备和管道，主要包括： (1)汽轮机低压缸排汽管道； (2)空冷凝汽器管束； (3)凝结水系统；
§4.3现场试验情况简介 §4.3.1漳山电厂空冷汽轮机试验过程 测量试验于9月12日－17日进行，同时参加试验的单位还有北京中能蓝天节能技术开发有限公司、德国斯图加特大学，以及法国EDF 。 漳山电厂目前有2台300MW 直接空冷汽轮机组，2台600MW 直接空冷机组正在建设中。相对于水冷汽轮机组，直接空冷机组运行的显著特点是背压受气候变化影响大，机组的设计背压范围较大，一般为15-60kpa 。机组背压的变化对低压缸末级出口的湿蒸汽参数有很大的影响。有关文献指出空冷汽轮机低压缸末几级中的主流蒸汽，并不是任何运行工况时都有湿度出现，而是要背压降到一定程度才会出现水蒸汽的凝结。因此在试验过程中，使其背压从60kpa 逐渐降低到15kpa ，有可能实现低压缸排汽参数从过热蒸汽到湿蒸汽的变化过程。通过测量此过程的湿蒸汽参数，可以更好的了解湿蒸汽的凝结过程，并结合异质和均质成核凝结机理，以期更深刻地理解透平中的凝结流动机理，为理论研究、工业设计以及现有的数值模拟计算提供试验依据。 图4.9，4.10是漳山电厂现场试验和探针安装照片。 §4.3.2宣威电厂水冷汽轮机试验过程(这里解释一下，所谓水冷与空冷机组的区别：其实它们都属于凝汽式汽轮机，不是背压式的，所以背压一般接近真空的，一般为50kpa ，水冷是汽机排汽到凝汽器中，凝汽器相当于一个换热器，由冷却水把热量带出，蒸汽变成了凝结水；而空冷又分为直接空冷和间接空冷，间接空冷是汽轮机的排汽进入混合式凝汽器后，与从空气冷却器来的冷却水混合凝结为凝结水，这样的混合水流，一部分作为锅炉的给水，其余大部经循环消耗打入空气冷却器，构成一个封闭型间接空冷凝汽系统) 测量试验于2009年3月4-16日在云南宣威发电有限责任公司7号机组上进行。参加试验的单位有上海理工大学、东方汽轮机厂。 本次试验的7号汽轮机是东方汽轮机厂有限公司制造的300MW 水冷空冷式图4.9 漳山电厂现场试验 图4.10 漳山电厂现场安装探针
“十二五”期间，将重点开发山西（晋北、晋中和晋东），内蒙古准格尔、鄂尔多斯、锡盟、呼盟和霍林河，新疆哈密、准东和伊犁，陕西陕北和彬长，宁夏宁东，甘肃陇东，黑龙江宝清，安徽淮南，贵州等共16个大型煤电基地，其他地区不再布局新的电源点。十二五能源规划有两个主要特征。一是能源开发重点西移，支持新疆经济加快发展，新疆煤炭开发成为重头戏；山西全省作为大型基地以配合山西综合配套改革试验区建设。二是“16个大型煤电基地”取代十一五规划的“13个大型煤炭基地”，大型煤电一体化发展战略确立，大型煤电基地成为电力主要来源。其中前13个大型煤电基地的新建电站都明确规定必须采用空冷技术。 1.神东基地 包括神东、万利、准格尔、包头、乌海、府谷六个矿区。在国家十二五规划的十六个国家大型煤电基地中，神东煤炭基地被缩小为鄂尔多斯煤电基地，而准格尔矿区虽为鄂尔多斯盆地一部分且属于鄂尔多斯市辖区，仍被单列出来，这可能与准格尔旗的水资源优势有关。准格尔旗地域辽阔，资源富集。煤炭探明储量544亿吨，远景储量1000亿吨，且地质构造简单、埋藏浅、煤炭厚、低瓦斯、易开采，发热量均在6000大卡/千克以上，为优质的动力煤和化工煤。该旗年降水总量30亿立方米，黄河年过水量248亿立方米，国家批准黄河用水指标2亿立方米，属轻度缺水地区。国家规定火电机组采用空冷技术。 准格尔国家大型煤电基地及辐射区托克托拟在建火电项目如下。项目进度略。 华能北方内蒙华电准格尔魏家峁电厂7320MW机组二期2×1000MW超临界间接空冷机组，一期2×660MW超临界间接空冷机组在建。华能北方准格尔黑岱沟坑口电厂8×600MW空冷机组一期2×1000MW空冷机组。华能北方准兴坑口电厂一期2×600MW。华电湖北能源准格尔十二连城电厂4×660MW超临界空冷机组。华电准格尔大路煤矸石电厂4×300MW 机组一期2×300MW直接空冷供热机组。北能准格尔酸刺沟电厂三期4×1000MW超超临界燃煤空冷机组二期2×600MW矸石电厂空冷机组，一期矸石电厂2×300MW直接空冷机组已投运。北能准格尔大路电厂8×300MW一期2×300MW空冷机组。国电准格尔旗长滩8×600MW空冷机组一期2×600MW超临界空冷机组。国电蒙能准格尔大饭铺电厂4×300MW+２×600MW+２×1000MW机组一期2×300MW空冷机组已投产。国电蒙能准格尔友谊电厂2×660MW超临界直接空冷机组。神华准能煤矸石电厂二期2×300MW空冷机组在建。珠江投资准格尔朱家坪电厂6×600MW空冷机组一期2×600MW超临界直接空冷机组。大唐北能托克托电厂五期2×600MW超临界空冷机组，三，四期4×600MW空冷机组在役。大唐国际准格尔铝硅钛项目动力车间2×300MW空冷机组。 2.蒙东（东北）基地含有东北阜新、铁法、沈阳、抚顺、鸡西、七台河、双鸭山、鹤岗8个矿区。在国家十二五规划的十六个国家大型煤电基地中，仅有双鸭山市的宝清矿区位列其中。宝清县位于著名的北大荒腹地，是国家级生态示范区。宝清矿区储量在数千万吨以上的大煤田10个，煤炭储量86亿吨，以褐煤为主，是东北地区硕果仅存的未被充分开发的大矿区。宝清煤电基地所处的挠力河流域属于工程性缺水地区，工业用水需要修建水库解决。尽管挠力河流域现有大中型水库4座，近远期规划水源工程5座，但水资源供给能力尚难满足这一地区煤电基地建设发展的需要。 宝清国家大型煤电基地拟在建火电项目如下。项目进度略。国家尚未明确该基地火电机组的冷却方式。 鲁能宝清朝阳矿区发电厂一期2×600MW超临界湿冷机组，二期4×1000MW机组。鲁能宝清七星河南矿区二区电厂4×1000MW机组；鲁能宝清大和镇矿区电厂4×1000MW机组。
600MW级超临界直接空冷凝汽式汽轮机概述 1.1概述 二期工程2×600MW级超临界直接空冷凝汽式汽轮发电机组，汽轮机设备为东方汽轮机有限公司生产超临界空冷汽轮机，型号为：TC4F-26(24.2MPa/566℃/566℃)，型式：超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、直接空冷凝汽式汽轮机；该机组额定出力637MW；最大连续出力为662MW，汽轮机采用复合变压运行方式；具有七级非调整回热抽汽。给水系统采用2×50%汽动给水泵，不设备用泵，由于主汽轮机采用直接空冷汽轮机，其背压变化幅度较大，给水泵驱动汽轮机排汽不宜排入主汽轮机的空冷器中，每台给水泵汽轮机各自配置一台水冷凝汽器，给水泵驱动汽轮机排汽凝结水直接排入主汽轮机的排汽装置中，给水泵汽轮机本体疏水排入给水泵汽轮机凝汽系统中。 由于二期汽轮机乏汽采用空冷冷却系统，节省了一期湿冷系统的风吹、蒸发、排污等水量损失，年平均节约水量约1904m3/h。其用水量比一期湿冷系统节水70％。投资上与混凝式间接空冷系统相比，可降低工程投资35.7％；与表凝式间接空冷系统相比，可降低工程投资40.2％。 王曲电厂超临界机组与我厂一期亚临界机组相比汽轮机
组热耗将低约4.5%。超临界机组是指锅炉的新蒸汽的压力大于临界压力（22.115MPa）小于25MPa的锅炉和汽轮机发电机组。在超临界和超超临界状态，水由液态直接成为汽态（由湿蒸汽直接成为过热蒸汽或饱和蒸汽），热效率高。因此，超临界，超超临界发电机组已经成为国外，尤其是发达国家主力机组。由于机组效率提高，污染物的排放也相应减少，经济效益十分明显。 超临界机组是火电机组大家族中的“节能减排新星”。超临界机组和亚临界机组特点比较它具有如下特点： (1) 热效率高、热耗低。可节约燃料，降低能源消耗和大气污染物的排放量。 (2) 超临界压力时水和蒸汽比容相同，状态相似，单相的流动特性稳定，没有汽水分层和在中间集箱处分配不均的困难，并不需要象亚临界压力锅炉那样用复杂的分配系统来保证良好的汽水混合，回路比较简单。 (3) 超临界锅炉水冷壁管道内单相流体阻力比亚临界汽包炉双相流体阻力低。 (4) 超临界压力下工质的导热系数和比热较亚临界压力的高。 (5) 超临界压力工质的比容和流量较亚临界的小，故锅炉水冷壁管内径较细，汽机的叶片可以缩短，汽缸可以变小，降低了重量与成本。
目录 摘要 第一章发电厂空冷系统的方式 1.1 海勒式间接空冷系统‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥3 1.2 哈蒙式间接空冷系统‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥4 1.3 直接空冷系统‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5 第二章空冷技术在发电厂的应用场合及技术经济特性 2.1 空冷技术的应用‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6 2.2 空冷技术的经济特性‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7 第三章发电厂空冷技术的应用概况及发展趋势 3.1 发电厂空冷与环境…‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥9 3.2 国内外空冷技术的发展概况‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥11 3.3 空冷技术的发展趋势‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12 参考文献
摘要 目前我国火力发电厂多采用水冷技术，面对越来越紧迫的水资源缺乏问题，火力发电行业的发展受到极大挑战，而空气冷却相比普通湿冷塔技术可以节水大约2/3。文章介绍目前在国外许多大型火电机组项目中采用的各种类型的空气冷却技术及我国火力发电行业采用空气冷却技术的历史和发展现状为了推广空冷技术在电厂的应用，特做此设计以供大家参考。
第一章发电厂空冷系统的方式 发电厂空冷技术从提出到现在约有50年的历史，并在国际上有了迅速发展，目前已出现单机容量686MW的空冷机组。在干旱地区，空冷技术发展尤为迅速，并出现了多种类型，如直接空冷、干湿联合冷却机组等。发电厂空冷技术已成为当前发电厂建设中的一个热门课题。 当前用于发电厂的空冷系统主要有三种，即直接空冷、表面式凝汽器间接空冷系统和混合式凝汽器间接空冷系统。直接空冷多采用机械通风方式，20世纪90年代以来，比利时哈蒙—鲁姆斯公司提出采用自然通风，两种间接空冷多采用自然通风。 第一节海勒式间接空冷系统 混合式凝汽器间接空冷系统又称海勒式间接空冷系统，其发电厂如图所示。 1—锅炉; 2—过热器; 3—汽轮机; 4—喷射式凝汽器; 5—凝结水泵;6—凝结水精处理装置; 7—凝结水升压泵; 8—低压加热器; 9—除氧器;10—给水泵; 11—高压加热器; 12—冷却水循环泵; 13—调压水轮机;14—全铝制散热器; 15—空冷塔; 16—旁路节流阀; 17—发电机 该系统由喷射式凝汽器和装有福哥型散热器的空冷塔构成。系统中的冷却水都是高纯度的中性水。中性冷却水进入凝汽器直接与汽轮机排汽混合并将其冷凝。受热后的冷却水绝大部分由冷却水循环泵送至空冷塔散热器，经与空气对流换热冷却后通过调压水轮机将冷却水再送至喷射式凝汽器进入下一个循环。 海勒式间接空冷系统的优点：①以微正压的低压水系统运行，较易掌握，可与中背压汽轮机配套；②冷却系统消耗动力低，厂用电耗少，占地面积中等。缺点是：①铝制空冷散热器耐冲洗，耐抗冻性能差；②空冷散热器在塔外布置易受大风影响其带负荷能力；③设备系统复杂。
直接空冷系统技术规书 项目名称：。。。。。能源1×75t/h中温中压尾气锅炉+1×12MW汽轮发电机项目 需方：。。。。。热电厂 设计单位: 。。。。。设计工程有限责任公司 使用方: 。。。。。热电厂 投标方： 2017年2月16日
目录 一.总则 二.设备的运行条件 三.设备规 四.技术要求 五.供货围 六.设计、制造、验收标准 七. 监造 八. 技术资料要求 九.技术服务联络方式
一. 总则 1.1 本规书的使用围，仅限于。。。。。能源1×75t/h中温中压尾气锅炉+1× 12MW汽轮发电机项目，本期工程共安装1台中温中压75t/h的炭黑尾气锅炉及1台12MW空冷抽凝式汽轮发电机组，汽轮机排汽冷凝系统采用直接空冷系统。它包括本体、附属部件的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。 1.2 本规书提出的是最低限度的技术要求，并没有对所有技术细节作出规定， 也未具体引述有关标准和规的条文。投标方应保证提供符合本规书和工业标准的优质产品。 1.3 如果需方有除本规书以外的特殊要求，应以书面形式提出，并对每一点 都作详细说明，载于本规书之后。 1.4 如投标方没有以书面对本规书的条文提出异议。那么需方可以认为投标 方提出的产品完全满足本规书的要求。 1.5 本规书为订货合同的附件，与合同正文具有同等法律效力。 二. 设备的运行条件 2.1直接空冷系统的安装位置：主厂房汽机间尾部，架空于道路上，单排室外布置。 2.2设备运行环境条件 大气压力：年平均气压904.8 mbar 相对湿度：年平均52 %
年平均气温：19℃ 绝对最高温度45.5 ℃ 绝对最低温度-19.9 ℃ 风速及风向：年平均风速 2.3 m/s, 主导风向： 年平均降雨量501.6 mm 最大积雪深度150mm 最大冻土深度610 mm 地震烈度：7度 三. 设备规 3.1 设备名称：直接空冷系统岛 3.2数量：1套， 3.3设计和运行条件 汽轮发电机组参数：（由买方提供） 汽轮机排汽背压：15kPa 汽轮发电机组额定功率：12MW 汽轮机排汽量：68t/h 排汽焓：2598kJ/kg 额定排汽温度：54℃ 四、技术要求
空冷汽轮机设计的几个主要问题 摘要：空冷汽轮机设计和湿冷汽轮机设计在设计上存在着较大的差别，这是因为空冷汽轮机具有背压压值高、背压波动范围大和背压变化频繁等特点。本文通过阐述汽轮机设计中空冷方案与湿冷方案的差别，并且就空冷汽轮机空冷方案设计的特点进行分析，最后就空冷汽轮机设计中容易出现的几个主要问题进行研究，旨在为大型空冷汽轮机的设计提供参考意见。 关键词：空冷汽轮机设计；方案；主要问题；参考意见 引言 空冷汽轮机是当前电厂运用较多的汽轮机组，空冷汽轮机与湿冷汽轮机是由于其凝汽式汽轮机的冷却方案不同，两者在结构上有不少类似之处。因此在进行空冷汽轮机设计设计的时候要充分结合湿冷汽轮机的结构特点以及设计要求，制定出科学的措施去解决空冷汽轮机设计中的主要问题，优化空冷汽轮机的设计。 1.空冷方案与湿冷方案的原始差别 对于很多设计方案来说由于共同技术目标都是一致的，因而很多技术方案的大部分内容都是相同的，真正的原始差别往往只有一点而已，但是这一点就导致了技术方案之间的差距。对于汽轮机的设计方案来说，空冷方案与湿冷方案的原始差别主要集中在排热方式上。对于空冷方案采取的是闭合散热方式，而湿冷方案采取的则是开放散热方式，正是因为空冷方案与湿冷方案的散热机理不相同才导致两种方案有着较大的差别。由于空冷汽轮机的散热方式是通过闭合方式通过金属管壁将热量排放到空气中，因此环境压力产生的汽轮机背压与大气干球温度有着直接的关系；而对于湿冷汽轮机来说，通过水循环系统与空气之间进行直接的热量交换，通过水的蒸发吸热将汽轮机中的热量排放出去，这种情况下汽轮机的背压与湿球温度直接相关。因此在相同的内部参数控制以及环境的影响之下，空冷汽轮机组的背压比湿冷汽轮机组要大很多，因此带来的能量损耗也较大。对于空冷汽轮机组没有相应的温度补偿功能，导致其背压变化范围大且变化频繁，当环境温度以及风力发生变化的时候，空冷汽轮机组背压也随之发生变化；而对于湿冷汽轮机组来说其具有湿球温度变化系统，当大气温度发生变化的时候，水蒸气的蒸发量也随之发生变化。湿冷机组背压变化主要受季节影响，因此其背压变化幅度也较小。 2.空冷方案的几个特点 与湿冷方案相比，由于空冷方案采取的是闭合的散热方式而湿冷方案采取的是开放式的散热方式，因此空冷方案主要有以下几个特点。 2.1节约水资源
简介 间接空冷系统，间接空冷系统指混合式凝汽器的间接空冷系统（海勒式间接空冷系统）和具有表面式凝汽器间接空冷系统（哈蒙式间接空冷系统）及其它。 (a)直接空冷系统——系利用机械通风使汽轮机排汽直接在翅片管式空冷凝汽器中凝结，一般由大管径排汽管道、空冷凝汽器、轴流冷却风机和凝结水泵等组成； (b)带表面式凝汽器的间接空冷系统——亦称哈蒙系统，由表面式凝汽器、空冷散热器、循环水泵以及充氮保护系统、循环水补充水系统、散热器清洗等系统与空冷塔构成。该系统与常规的湿冷系统基本相仿，不同之处是用空冷塔代替湿冷塔，用密闭式循环冷却水系统代替敞开式循环冷却水系统，循环水采用除盐水。 2资料 一、机械通风直接空冷系统（ACC） 该系统亦称为ACC系统，它是指汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换，其工艺流程为汽轮机排汽通过粗大的排气管道至室外的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过冷却器外表面，将排汽冷凝成水，凝结水再经泵送回锅炉。 其优点有： ⑴不需要冷却水等中间介质，初始温差大。 a* |& a ⑵设备少，系统简单，占地面积少，系统的调节较灵活。 其缺点有： ⑴真空系统庞大在系统出现泄漏不易查找漏点，易造成除氧器、凝结水溶氧超标。 ⑵采取强制通风，厂用电量增加。 ⑶采用大直径轴流风机噪声在85分贝左右，噪声大。
⑷受环境风影响大。 二、表面式间接空冷系统 表面式凝汽器间接空冷系统的工艺流程为：循环水进入表面式凝汽器的水侧通过表面换热，冷却凝汽器汽侧的汽轮机排汽，受热后的循环水由循环水泵送至空冷塔，通过空冷散热器与空气进行表面换热，循环水被空气冷却后再返回凝汽器去冷却汽轮机排汽，构成了密闭循环。 带表面式凝汽器的间接空冷系统，与海勒式间接空冷系统所不同的是冷却水与汽轮机排汽不相混合，进行表面换热，这样可以满足大容量机组对锅炉给水水质较高的要求。该系统与常规的湿冷系统基本相同，不同之处是用空冷塔代替湿冷塔，用不锈钢凝汽器代替铜管凝汽器，用除盐水代替循环水，用密闭式循环冷却水系统代替敞开式循环冷却水系统。 其优点有： ⑴设备较少，系统较简单。 ⑵冷却水系统与凝结水系统分开，水质按各自标准处理，冷却系统采用除盐水，且闭式运行，基本杜绝凝汽器管束内结垢堵塞情况，大大提高换热效率。 ⑶循环水系统处于密闭状态，循环水泵扬程低，消耗功率少，厂用电率低。 ⑷冷却水在循环过程中完全为密闭循环运行，基本不产生水的损耗，理论上该系统耗水为零。 其缺点有：. ⑴冷却水必须进行两次热交换，传热效果差。 ⑵占地面积大。 ⑶初投资较直接空冷大。. 三、直接空冷机组与间接空冷机组环境气象条件包括气温，风速及风向性能、厂址海拔标高及厂址处的大气压力、辐射热的对比： 直接空冷与间接空冷在气温、风速及风向性能、厂址海拔标高及厂址处的大气压力、辐射热对比表 气温 风速及风向性能（安全性分析）
发电机组直接空冷系统简介 [ 日期：2005-12-27 ] [ 来自：锅炉工] 1．电站空冷系统 1．1 空冷系统的单机容量 目前国内外电站空冷是二大类：一是间接空气冷却系统，二是直接空气冷却系统。其中间接空气冷却系统又分为混合式空气冷却系统和表面式空气冷却系统。世界上第一台1500KW直接空冷机组，于1938年在德国一个坑口电站投运，已有60多年的历史，几个典型空冷机组是：1 958年意大利空冷电站2X36MW机组投运、1968年西班牙160MW电站空冷机组投运、197 8年美国怀俄明州Wodok电站365MW空冷机组投运、1987年南非Matimba电站6X665MW直接空冷机组投运。当今采用表面式冷凝器间接空冷系统的最大单机容量为南非肯达尔电站6X68 6MW；采用混合式凝汽器间接空冷系统的最大单机容量为300MW级，目前在伊朗投运的325M W(哈尔滨空调股份有限公司供货)运行良好。全世界空冷机组的装机容量中，直接空冷机组的装机容量占60％，间接空冷机组约占40％。 1．2 直接空冷系统的特点 无论是直接空冷，还是间接空冷电厂，经过几十年的运行实践，证明均是可*的。但不排除空冷系统在运行中，存在种种原因引发的问题，如严寒、酷暑、大风、系统设计不够合理、运行管理不当等。 这些问题有的已得到解决，从国内已投运的200MW空冷机组运行实践证明了这一点。 从运行电站空冷系统比较，直接空冷系统具有主要特点： (1)背压高； (2)由于强制通风的风机，使电耗大； (3)强制通风的风机产生噪声大； (4)钢平台占地，要比钢筋混凝土塔为小； (5)效益要比间接冷却系统大30％左右，散热面积要比间冷少30％左右； (6)造价相比经济。
电厂空冷系统简介图片： 图片：
图片： 图片： 1．电站空冷系统？ 1．1 空冷系统的单机容量？
目前国内外电站空冷是二大类：一是间接空气冷却系统，二是直接空气冷却系统。其中间接空气冷却系统又分为混合式空气冷却系统和表面式空气冷却系统。世界上第一台1500KW直接空冷机组，于1938年在德国一个坑口电站投运，已有60多年的历史，几个典型空冷机组是：1958年意大利空冷电站2X36MW机组投运、1968年西班牙160MW电站空冷机组投运、1978年美国怀俄明州Wodok电站365MW空冷机组投运、1987年南非Matimba电站6X665MW直接空冷机组投运。当今采用表面式冷凝器间接空冷系统的最大单机容量为南非肯达尔电站6X686MW；采用混合式凝汽器间接空冷系统的最大单机容量为300MW级，目前在伊朗投运的325MW(哈尔滨空调股份有限公司供货)运行良好。全世界空冷机组的装机容量中，直接空冷机组的装机容量占60％，间接空冷机组约占40％。？ 1．2 直接空冷系统的特点？ 无论是直接空冷，还是间接空冷电厂，经过几十年的运行实践，证明均是可*的。但不排除空冷系统在运行中，存在种种原因引发的问题，如严寒、酷暑、大风、系统设计不够合理、运行管理不当等。？ 这些问题有的已得到解决，从国内已投运的200MW空冷机组运行实践证明了这一点。？ 从运行电站空冷系统比较，直接空冷系统具有主要特点：？ (1)背压高；？ (2)由于强制通风的风机，使电耗大；？ (3)强制通风的风机产生噪声大；？ (4)钢平台占地，要比钢筋混凝土塔为小；？ (5)效益要比间接冷却系统大30％左右，散热面积要比间冷少30％左右；？ (6)造价相比经济。？ 2．直接空冷系统的组成和范围？ 2．1 直接空冷系统的热力系统？ 直接空冷系统，即汽轮机排汽直接进入空冷凝汽器，其冷凝水由凝结水泵排入汽轮机组的回热系统。？ 2．2 直接空冷系统的组成和范围？