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直接空冷和间接空冷机组的控制策略摘要：目前国内大型火力发电厂的排汽冷却系统大部分采用空冷系统进行冷却。
空冷可以大幅度降低电厂耗水量，在节水方面有显著的效果，因而空冷机组得到了越夹越多的应用。
而空冷又分为直接空冷和间接空冷两种方式。
本文以2×30OMW机组为例介绍了直接空冷系统及其控制;以2×2OOMW机组为例介绍了间接空冷系统及其控制。
关键词：空冷凝汽器风机变频防冻Abstract: At present, the domestic large thermal power plant mainly applies air cooling system which can greatly reduce the water consumption of the plant, presenting favorable in water saving, so it has been usde increasingly. And the air cooling system includes direct air cooling and indirect air cooling. Illustrated by the 2×30OMW unit, the paper introduces the direct air cooling system and its control means; illustrated by the 2×2OOMW unit, the indirect air cooling system is introduced, as well as its control means.Key words: air cooling; condenser; fan frequency conversion; freeze protection 概述空冷系统主要指发电厂汽轮机的排汽，即做完功的蒸汽，排入一定的装置被空气或水为介质进行冷却为凝结水的系统。
浅谈火力发电厂间接空冷系统控制技术摘要：在火力电厂中，锅炉将水加热成为高压高温的蒸汽，然后推动汽轮机工作促使发电机发电。
将汽轮机做工之后的废汽排入到冷凝器中，和冷却水进行热交换之后凝结成水，再利用给水泵进入到锅炉中循环使用。
而间接空冷系统的主要作用就是将废热冷却水在间冷塔中和空气进行热交换，以此来将废热传输至空气中。
本文主要分析了火力发电厂间接冷却系统的工作原理，然后对其各种工况进行了详细的说明。
关键词：火力发电厂；间接空冷系统；控制技术0.引言本文主要就是以某一个火力发电厂的间接空冷系统为例来进行分析，该火力发电厂主要就是采用表凝式间接空冷系统。
启动给水泵小汽机和主机气轮机排气都是会进入到主机表面式凝汽器，而在表面式凝汽器中循环冷却水也是能够进行完热交换，之后再经由循环水泵将循环冷却水送到间接空冷系统中，然后借助于间接空冷系统进行统一的冷却，而循环水泵则是应该布置在空冷塔附近。
在空冷塔进风口处的圆周上三角垂直布置空冷散热器，每一个冷却三角进风口处都有布置能够调开度的百叶窗。
1.火力发电厂循环水泵系统分析本工程在1号机组和2号机组这两者之间设置一座间接空冷塔，循环水泵的位置在塔热水入口侧。
两台机组共用一个循环水泵房，其位置就在冷却塔的附近。
每一台机组都配备三台循环水泵，循环水泵主要就是利用定速电机来进行工作[1]。
两台机组间冷系统主要就是通过单元制的模式进行运行，每一台机组在任何的情况下都是必须得投入最少两台循环水泵，这主要就是因为本项目的循环水泵是使用定速电机。
单台泵在实际的运行过程中系统总水阻比较低，泵运行点和设计点也是偏离较大，进而循环水泵电机则是存在着较大的过载风险。
如果在冬季的时候单台循环水泵运行，那当运行泵出现故障的时候将会使得管束出现冰冻的情况，如下图1：当两台机组在夏季并且不同负荷情况下运行的时候，空冷塔内的热空气气流将会产生相互作用，这样也就会使得高负荷机组的空冷散热器冷却能力下降。
直接空冷和间接空冷的优缺点最明显的是直接空冷可以节水很多，占地面积小，，只要建空冷岛，且可以选择的地方也多，岛下很多地方还可以再利用，缺点是换热效果差，启动初期，抽真空较难抽。
间接空冷的优点是因为有水，所以换热效果比直接空冷好，受季节的影响也比直接空冷的少，缺点是要耗费一定的水，需要建冷却塔，投资大，厂用电率高，因为要设置循环泵，系统比较复杂。
直接空冷和间接空冷虽然是当今电厂的首选，节能比较突出，但一次投资过于庞大，使有些电厂望而生畏，有些散热设备的投资甚至和锅炉差不多，这也使散热器在电厂中和锅炉，汽机，发电机一并成为现代电厂的四大主机设备。
发电厂空冷系统分为直接空冷系统和间接空冷系统，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。
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。
机械通风直接空冷系统如下图。
图略其优点有：⑴不需要冷却水等中间介质，初始温差大。
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。
直接空冷系统的控制优化摘要：简单介绍直接空冷的控制原理及运行模式，在背压调节和防冻保护的关键环节中提出了优化的控制策略和方法，对火电厂直接空冷运行和工程实践具有一定指导意义。
关键词：直接空冷；背压调节；防冻保护；控制优化1 直接空冷的控制系统介绍直接空冷系统是汽轮机排汽直接由空气冷凝，空气与蒸汽进行热交换，轴流风机供给冷却空气的设备。
直接空冷的控制系统与机组的控制系统关系密切，采用与机组控制相同的硬件，以远程站形式纳入机组控制系统，不设单独控制室。
用机组操作员站LCD及键盘为中心，实现直接空冷系统的正常启停、异常工况的报警和紧急事故的处理。
直接空冷控制系统主要包括：风机子组级、抽真空子组级、阀门子组级、水喷雾子组级和电气子组级系统。
2 空冷凝汽器控制策略直接空冷系统自动控制的要求是：根据环境温度和汽轮机负荷的变化，使空冷散热器的冷却能力适应空冷汽轮机对排汽背压的要求，保障空冷汽轮机发电机组安全、经济地运行。
根据这一要求，通过调节轴流风机的转速，改变空冷凝汽器的换热量，把汽轮机的排汽压力控制在设定值的范围内。
整个直接空冷系统内所有风机电机都配备有独立的变频器，所有风机均可以远方或就地单独控制，并且都可以在最低转速和最高转速间实现无级调速。
控制逻辑框图如2-1所示3 直接空冷机组运行控制直接空冷控制系统的运行模式可分为夏季运行和冬季运行。
一般以环境温度界定冬夏季运行模式：环境温度>X为夏季工况运行；环境温度<X为冬季工况运行（X数值根据当地气温和机组情况确定）。
冬季工况运行和夏季工况运行的控制方式不同。
根据人工干预控制与否，运行模式还可分为手动控制运行和自动控制运行。
自动控制运行时，所有的设备都被打到远程控制端；手动控制运行时，所有的操作命令都是操作人员在操作站上给出的。
正常运行中，系统主要控制变量是排汽压力和凝结水温度，在汽轮机允许安全运行的范围内，根据机组的发电负荷（空冷凝汽器的热负荷）和空气温度，调整进入空冷凝汽器的空气流量（即调整风机转速），使风机功率保持在最佳状态。
空冷机组冬季防冻的方法及改进建议摘要：通过对空冷机组（直接空冷、间接空冷方式）运行情况的调研，介绍运行防冻经验，并提出一些改进建议。
关键词：防冻空冷凝汽器空冷散热器空冷管束从上世纪50年代开始，火力发电厂汽轮机排汽冷凝逐步采用空气冷却方式，基本上分为直接空气冷却和间接空气冷两种方式简称为直接空冷和间接空冷。
空冷方式的发电机组在运行过程因为凝汽设备（直接空冷系统）和冷却散热设备（间接空冷系统）布置在室外露天场所，在冬季时易发生过度冷却，进而发生结冰冻坏的情况。
下面对两种空冷方式的冻结原因进行分析以及对防止措施进行总结，提出改进建议。
1冻结原因分析1.1直接空冷凝汽器的管束内过冷结冰当空冷凝汽器管束内的蒸汽在冷却进中出现了过度冷却的情况，当这种情况持续较多时间，蒸汽在凝结成冷却水后继续冷却就会被过度冷却而在管束内壁发生结冰的现象。
在机组启动和不满发运行时，此时汽轮机组排汽量较少，或者凝汽器管束的截面较小通过的蒸汽量减少时，导致通过的蒸汽流量减少，蒸汽在流经凝汽器管束过程中，因为与外界（环境大气）有温差就会不断的放热被冷凝冷却，蒸汽冷凝成凝结水，和未被冷凝蒸汽沿管束壁向下流动。
如果环境问题低于水的结冰点温度，蒸汽凝结水还在管束内则会被多度冷却，在管束的末端即管束与凝结水箱连接部位出现结冰情况，当这种情况出现后是的管束截面逐渐变狭小，甚至使管束堵塞导致后续蒸汽不能流动，致使整个管束内的蒸汽被过度冷凝，凝结水结冰膨胀导致管束变形开裂损坏，当管道变形发生管束与上部蒸汽分配管以及下部凝结水联箱的焊接封口就容易出现裂缝，造成整个空冷凝汽器真空度下降，系统内的不凝气体增加，使空冷器换热系效率大大下降，导致机组被压升高影响到整个系统的正常运行。
同样在直接空冷凝汽器管束内的蒸汽通过流量如果满足要求的量，但是如果风机供风过大或负压系统（机侧和空冷凝汽器）泄漏量过大时，在冷却空气量过剩的情况下，直接空冷凝汽器中漏入的过量空气在冷却管束内对热蒸汽形成阻滞，降低了冷却管束内热蒸汽的流动速度，严重时将会形成阻塞，从而导致局部椭圆冷却管过冷，当在这种情况发生时，空冷凝汽器管束内部也同样会出现过冷现象，严重时发生结冰。
国华锦能直接空冷系统的构成及控制策略王伟杰，郭志军神华陕西国华锦界能源有限责任公司，陕西神木 719319Program control strategies for the direct air-cooling system ofGUOHUA JINJIE ENERGYW ANG Wei-jie，GUO Zhi-junSHENHUA Shanxi GUOHUA Jinjie Energy Corporation Power Plant，Shanxi Shenmu 719319ABSTRACT:Based on specific environment and climate conditions,the structure and automatic control strategies for the direct air-cooling system in Shenhua Guohua Jinjie Power Plant were studied.Focusing on the control schemes during start-up,shutdown and operation of power units,the special protect program in winter has been designed, Thus for direct air-cooling technology in large-scale firepower aircrew especially north alpine region, the popularization and application of the water provides reference.KEY WORD:direct air-cooling system;control strategies;frost protection measure;control program摘要：以神华陕西国华锦界电厂为例，就所处的环境和气候条件，对其空冷系统的结构及自动控制策略进行研究，对大型直接空冷机组在冬季启停和运行过程中防冻问题的解决方案进行探讨，提出有针对性的控制方案，从而为直接空冷技术在大型火力发电机组尤其是北方缺水高寒地区的推广应用提供借鉴意义。
直接空冷和间接空冷机组的控制策略作者：郝臻来源：《城市建设理论研究》2012年第28期摘要：目前国内大型火力发电厂的排汽冷却系统大部分采用空冷系统进行冷却。
空冷可以大幅度降低电厂耗水量，在节水方面有显著的效果，因而空冷机组得到了越夹越多的应用。
而空冷又分为直接空冷和间接空冷两种方式。
本文以2×30OMW机组为例介绍了直接空冷系统及其控制;以2×2OOMW机组为例介绍了间接空冷系统及其控制。
关键词：空冷凝汽器风机变频防冻Abstract: At present, the domestic large thermal power plant mainly applies air cooling system which can greatly reduce the water consumption of the plant, presenting favorable in water saving, so it has been usde increasingly. And the air cooling system includes direct air cooling and indirect air cooling. Illustrated by the 2×30OMW unit, the paper introduces the direct air cooling system and its control means; illustrated by the 2×2OOMW unit, the indirect air cooling system is introduced, as well as its control means.Key words: air cooling; condenser; fan frequency conversion; freeze protection 中图分类号：TB754+.3文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）概述;;; 空冷系统主要指发电厂汽轮机的排汽，即做完功的蒸汽，排入一定的装置被空气或水为介质进行冷却为凝结水的系统。
它与常规湿式冷却方式(简称湿冷系统)的主要区别是避免了循环冷却水在湿塔中直接与空气接触所带来的蒸发、风吹损失以及开式循环的排污损失，消除了蒸发热、水雾及排污水等对环境造成的污染。
由于空冷方式用空气直接冷却汽轮机排汽或用空气冷却循环水再间接冷却汽轮机排汽构成了密闭的系统，所以在理论上它没有循环冷却水的上述各种损失，从而使电厂的全厂总耗水量降低80%左右。
;;; 用于电厂机组末端冷却的空冷系统主要有直接空冷系统和间接空冷系统，间接空冷系统又分为带表面式凝汽器和带混合式凝汽器的两种系统。
三种空冷方式在国际上都得到广泛的应用，技术均成熟可靠，在国内外以上三种空冷方式单机容量均已达到600MW。
我国目前己有60OMW直冷机组和间冷机组投运。
;;; 采用空冷机组大大减少了火力发电厂的耗水量，为水源的落实和项目的成立提供了便利条件。
特别对缺水地区，有着重要的意义。
内蒙古地区煤资源丰富，近几年投产的机组，基本都采用了空冷系统，而且大部分为直接空冷系统。
2. 空冷系统2.1直接空冷系统电厂直接空冷系统是汽轮机的排汽直接用空气冷却，汽机排出的饱和蒸汽经排汽管道排至安置在室外的空冷凝汽器中，冷凝后的凝结水，经凝结水泵升压后送至汽轮机回热系统，最后送至锅炉。
电厂直接空冷系统主要包括以下系统:空冷凝汽器(ACC，Air cool dcondenser)，空气供给系统、汽轮机排汽管道系统、抽真空系统、空冷凝汽器清洗系统、空冷凝汽器平台及土建支撑。
蒸汽从汽轮机出来，经过蒸汽管道流向空冷凝汽器，由蒸汽分配管道间的空冷冷凝器分配蒸汽。
目前直接空冷凝汽器大多采用矩形翅片椭圆管芯管的双排、三排管和大口径蛇形翅片的单排管。
空冷凝汽器由顺流管束和逆流管束两部分组成。
顺流管束是冷凝蒸汽的主要部分，可冷凝75%—80%的蒸汽，在顺流管束中，蒸汽和凝结水是同方向移动的。
设置逆流管束主要是为了能够比较顺畅地将系统内的空气和不凝结气体排出，避免运行中在空冷凝汽器内的某些部位形成死区、冬季形成冻结的情况，在逆流管束中，汽体和凝结水是反方向移动的。
冷凝所需要的冷空气由轴流冷却风机从大气中吸入，并吹向换热器翅片。
冷却风机采用变频控制，系统可通过控制启停风机台数和对风机转速进行调整来控制进风量，从而控制冷却效果。
该方式能灵活的适应机组变工况运行，并且起到很好的防冻作用。
抽真空系统由3×1O0%容量的水环真空泵组成。
泵连接逆流管束的顶部和主排汽管道。
在启动的时候，不凝气体在抽真空系统中被压缩，并排到大气中。
在部分排汽支路管道上设置蒸汽隔离阀，当冬季汽轮机低负荷运行或启动时，切断某几个散热端的阀门，将热量集中在剩余的散热端中，增加热负荷达到防冻目的。
为防止灰尘附着凝汽器翅片影响系统散热效果，设立冲洗系统，冲洗系统由冲洗水泵以及管道阀门组成。
为减少系统容积，大型机组的空冷凝汽器一般布置在紧靠汽机房外的平台上。
为适应机组变工况运行相维护，空冷凝汽器被分为几组，每组由相同冷却单元组成，每个冷却单元由"人"型的冷却器排架构成，每个冷却单元下面设一台轴流风机。
直接空冷系统为一次冷却，直接空冷系统的主要优点有：不需中间换热介质，换热温差大，冷凝效果好。
冬季防冻措施比较灵活可靠，占地少，节省投资。
不足之处是：汽轮机背压变幅大，真空系统庞大，风机群噪声大，厂用电高。
直接空冷机组原则性汽水系统见图1。
;;;;;;;;;;;;;; ;;; 1、锅炉;2、过热器;3、汽轮机;4、发电机: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、汽轮机排汽管道;13、轴流冷却风机;14、凝结水箱;15、空冷凝汽器。
2×600MW直接空冷机组共两套空冷凝汽器(ACC)，每台机组ACC共有6排冷凝器，每排冷凝器包括4个顺流管束和1个逆流管束以及5个单元空气供应系统(包括变频风机)。
共计24个顺流管束、6个逆流管束和30台风机。
2.2 间接空冷系统间接空冷系统又分为带混合式凝汽器(海勒式)和带表面式凝汽器(哈蒙式)两种系统。
2.2.1 混合式间接空冷系统(海勒式);;; 混合式间接空冷系统工艺流程是汽轮机尾部排汽排至安装在汽机房内的混合式凝汽器内与喷射减温水膜的循环水直接接触冷却，混合的冷凝水一小部分经精处理后送至再热系统，其余的经循环水泵升压后回至室外的空冷塔，进入安装在塔底部的表面式空冷凝汽器内与空气进行表面式换热冷却，冷却后的循环水通过水轮机或节流阀调压后回送至混合式凝汽器循环使用。
混合式凝汽器的间接空冷系统主要由喷射式凝汽器和空冷塔构成。
系统中的冷却水是高纯度的中性水，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。
空冷塔散热器外侧装有百叶窗，百叶窗的开度可调，可控制通风量，从而控制冷却性能。
当环境温度较低时，关闭百叶窗，防止散热器冻坏。
系统特点：两次换热、凝结水与循环水混合冷却、运行分正压和微正压两部分，因此，需要设大规模的精处理设备，与其它空冷方式相比增设了水轮机和调节阀这样的大型设备，系统复杂，循环水泵必须紧靠凝汽器布置，为防止水泵汽蚀需设大型泵坑，需设大型冷却塔，因此，基建投资高，优点是年平均背压低。
带混合式凝汽器的间接空冷系统的优点是以微正压的低压水系统运行，较易掌握。
缺点是设备多、系统复杂、需要凝结水精处理装置、自动控制系统复杂、全铝制散热器的防冻性能差。
混合式间接空冷机组原则性汽水系统见图2。
;;;;;;;;;;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、冷却水循坏泵;13、调压水轮机;14、全铝制散热器;15、空冷塔;16、旁路截流阀;17、发电机。
2.2.2 表面式间接空冷系统(哈蒙式)表面式间接空冷系统与常规湿冷系统基本相同，不同的是空冷塔代替湿冷塔。
工艺流程为汽轮机尾部排汽排至安装在汽机房内的表面式凝汽器内，经与循环水表面换热后，排汽冷凝成凝结水，由凝结水泵升压回送至热力系统。
换热后的循环水靠循环水泵压力送至安装在室外空冷塔内的表面式空冷换热器内，与空气换热后经循环水泵升压，送回至汽机房内的表面式凝汽器循环使用。
该系统由表面式凝汽器和空冷塔构成。
与常规的湿冷系统基本相仿，不同之处是用表面式对流换热的空冷塔代替混合式蒸发冷却换热的湿冷塔，通常用不锈钢管凝汽器代替铜管凝汽器，用碱性除盐水代替循环水，用密闭式循环冷却水系统代替开敞式循环冷却水系统。
该系统采用自然通风方式冷却，将散热器装在自然通风冷却塔中。
系统特点：循环水与凝结水分为两个系统，两水质可按各自的要求分别处理，系统简单、设备少，缺点是因两次换热，热效率相对较低，需要大量的冷却面积、设大型冷却塔，因此基建投资高。
带表面式凝汽器的间接空冷系统类似于湿冷系统，其优点是节约厂用电，设备少，冷却水系统与汽水系统分开，两者水质可按各自要求控制。
缺点是空冷塔占地大，基建投资多，系统中需进行两次换热，且都属表面式换热，使全厂热效率有所降低。
表面式间接空冷机组原则性汽水系统见图3。
;;;;;;;;; ;;; 1、锅炉;2、过热器;3、汽轮机:4、表面式凝汽器;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、循环水泵;13、膨胀水箱; 14、全钢制散热器;15、空冷塔;16、发电机;3. 空冷控制系统;;; 目前建设的火力发电厂空冷系统的控制大多直接纳入机组DCS系统，采用独立的冗余DPU（过程处理器）单元。
控制系统功能包括数据采集和处理系统(DAS)、顺序控制系统(SCS)、模拟量控制系统(MCS)。
空冷系统在集中控制室实现集中监控，由DCS的操作员站完成对其工艺系统的程序启/停、中断控制及单个设备的操作。
3.1 直接空冷控制系统本文以2×3OOMW空冷机组为例，介绍直接空冷系统的控制。
3.1.1 主要监控测点：(1)排汽压力(2)环境温度(3)大气压力(4)风速风向(5)凝结水温度(6)抽气温度(7)抽气压力(8)排汽管道凝结水收集装置液位(9)阀门位置显示和控制(10)空冷风机变频控制(11)抽真空系统(12)ACC清洗系统3.1.2 主要监控内容：控制系统通过控制启/停风机台数和改变风机转速来改变通过冷凝器换热片的空气流量，从而控制ACC性能。
