发电机组直接空冷系统简介

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。

空冷严密性试验
给所有的安装焊缝和法兰连接涂肥皂。 为 进行泄漏试验 必须在管道的各个点放置盲 进行泄漏试验， 板，例如在汽轮机的前面 ，在安全阀的前面, 在防爆膜的前面 在泵的前面等。 在防爆膜的前面， 在排 气管道安装完成后必须进行空冷凝汽器严密性 试验根据设备厂家图纸设计要求及中华人民共 和国电力行业标准《火力发电厂空冷塔及空冷 凝汽器试验方法》DL/T 552-95中规定的标准 552 95中规定的标准 进行验收。
2、采用空冷，厂址选择不受限 2 采用空冷 厂址选择不受限 制 3、由于空冷器空气侧压力降为 100‾200Pa 左右，所以运行 左右 所以运行 费用低。 4、空气腐蚀性低，不需要采取 任何清垢的措施 5、空冷系统的维护费用一般为 水冷却系统的 20‾30%
4、水的运行费用高，循环泵的 4 水的运行费用高 循环泵的 压头高 5、在水冷器中，某些生物能附 着在换热器表面上 需要停下 着在换热器表面上，需要停下 设备清除，增加了维护费用
国内电站空冷系统供应商现状： 国内电站空冷系统供应商现状




1、美国 美国SPX（斯必克）公司在中国空冷市场上的占有 率约35%，在天津、张家口分别设有两个独资管束生产 中 2、德国GEA（基伊埃）公司德国GEA公司系空冷技术 的创始人，其技术 直处于世界领先地位，在世界空冷 的创始人，其技术一直处于世界领先地位，在世界空冷 市场上的占有率超过60%，在中国空冷市场上的占有率 约35%。 3、首航艾启威冷却技术有限公司。首航艾启威冷却技 术(北京)有限公司是由北京首航波纹管制造有限公司和 瑞士IHW联合设计集团共同投资的中外合资企业。 联合设计集团共同投资的中外合资企业 4、北京龙源冷却技术有限公司、哈尔滨空调股份有限 公司等。 公司等

一、结构简介：1：直接空冷系统汽轮机的排汽通过大直径的管道进入布置于主厂房A列前的空冷凝汽器，采用轴流风机使冷空气流过空冷凝汽器，以此使蒸汽得到冷凝，冷凝水经过处理后送回到锅炉给水系统。

2：凝汽器构件空冷凝汽器由三排翅片管束，蒸汽分配管，管束下联箱，支撑管束的钢架组成。

3：排汽管道系统汽轮机低压缸排汽装置出口到与连接各空冷凝汽器的蒸汽分配管之间的管道以及在排汽管道上设置的滑动和固定支座，膨胀补偿器，相关的隔断阀门及起吊设施，安全阀，防爆膜，疏水系统等。

4：凝结水回收系统经空冷凝汽器凝结成的水通过凝结水管道收集到汽轮机排汽装置下的热井中，然后通过凝结水泵送入汽轮机热力系统。

补水量为锅炉BMCR工况流量的3∽5%。

5：抽真空系统由三台100%的水环式真空泵以及所需的管道阀门等组成。

是机组启动和正常运行时抽出空冷凝汽器和其他辅助设备和管道中的空气，建立和维护机组真空。

真空泵一用二备，冷态抽空时间40分钟，要求管道系统必须严密不漏。

6：直接空冷系统性能保证的考核点工况在夏季空气干球温度为34℃，外界环境风速≤5m/s时，每台汽轮机的排汽量为692t/h，排汽焓为2530﹒3KJ/kg时，风机100%转速的情况下，应保证汽轮机排汽口处背压不大于32Kpa，这一工况作为直接空冷系统性能的主要考核点。

7：空气通道每台风机对应的冷却管束﹙冷却单元﹚应有其空气通道，以保证冷空气进入及热空气排出。

凝汽器支撑钢架的布置应不影响冷空气进入凝汽器。

不同冷却单元之间应设隔墙，以免相邻冷却单元互相影响和相邻风机的停运而降低通风效率。

并且隔墙要有一定的强度，以免由于振动而损坏。

对整个冷凝器风道以外的缝隙应采用抗腐蚀板进行封堵，以保证空气通过凝汽器时不走旁路，保证通风量和冷却效果，减少风机电耗。

8：冷却风机风机﹙包括电机减速机风扇叶片变频柜﹚为德国斯必克公司生产，单台功率110KW，台数30台﹙其中顺流24台，逆流6台﹚，叶片旋转直径10﹒363米。

从而造成冷却管束内的蒸汽发生滞流，最终使冷 却管束冻坏。另外，即使空冷凝汽器内的蒸汽流 量在其设计值之内（即：在正常运行中），如果 调整不当或负压系统（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，ACC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，在 这种情况下同样也会出现上述冻结现象。 空冷凝汽器冷却管束的冻结由两方面原因所 致。其一是空冷凝汽器内的蒸汽流量低于其设计 值；其二是冷却空气量过剩且热蒸汽内空气含量 过剩。而且以上两方面原因出现的前提条件必须 是环境温度低于0℃，环境温度的高低是不以人 的意志而改变的。所以，对空冷凝汽器的防冻只 能从“控制蒸汽流量与冷却介质—冷空气流量和 负压系统的泄漏量”来实现。
汽轮机极限真空：
汽轮机的可用热(焓)将受到汽轮机末级 叶片蒸汽膨胀能力的限制，当蒸汽在末 级叶片中膨胀达到最大值时，与之相对 应的真空称极限真空。所谓最佳真空， 是指超过该真空，再提高真空所消耗的 电力大于真空提高后汽轮机多做功所获 得的经济性。
热风回流
多出现4级风力（>7m/s）且炎热季节里。 这时，若有不利风向伴以大风而且炎热 气候带大负荷时，正常的热气团被破坏， 迫使热气团下压，吸入空冷风机群进风 口的状态如下图所示。
#1、#2机主变区 之间放水门
#2、#3机马路 边放水门
×8
第1排
×8 #3机空冷岛
×8
第1排
×8 #4机空冷岛
直接空冷机组运行特点
发电厂采用翅片管式空冷散热器，直接用环境空气 来冷凝汽轮机排汽的冷却系统,称为直接空冷系统。采 用空冷系统的汽轮发电机组简称为空冷机组。根据理论 计算和实测结果，与同容量湿冷机组相比，空冷机组冷 却系统本身可节水97％以上。全厂性节水约65％，即相 同数量的水，可建设的空冷机组比湿冷机组的规模大三 倍。所以，空冷机组是“富煤缺水”地区或干旱地区建 设火力发电厂的最佳选择。

10
11
2.国内NDC的发展历程
1993年比利时HAMON-LUMMUS公司首先提出Natural Draft Condenser的概念，即后来被广泛谈论的NDC系统，它的核心概念就 是用自然抽风冷却塔替代ACC系统的风扇强制鼓风。但该研究只停留 在空冷凝汽器塔内屋脊水平布置的层面上，简单的说，就是去掉ACC
16
17
３.目前NDC的最新发展
最近SPX公司提出了他们特有的自然通风冷却
系统 (NDC)，该系统正在专利申请中。
该技术是基于现有成熟技术的基础上通过创新 发展起来的: (１）自然通风 间接空冷塔的冷却三 角布置 ；（2）六角型直接冷却的垂直SRC布置 （3）ACC系统；（4）单排管(SRC--Single Row tube Condenser ) 。
6
表面间接空冷机组原则性汽水系统
国内该系统早期（1993.11 ）在山西太原二厂安装，近期300MW和 600MW机组大量安装。
7
1.2混和间冷 又名海勒系统。在汽机房内安装有喷射混合式凝汽器，汽机房外建有自然 通风空冷塔。散热器一般也是以冷却三角的方式布置塔外周圈，在冷却三角的 缺口处装有百叶窗，该百叶窗用于调节冷却风量，并且是防冻的主要手段。该 系统还配有循环水泵、能量回收（兼调压）水轮机和膨胀水箱等设备。
3
初步掌握了间接空冷系统设计技术。近年来，国内设计院通 过自主研发和与国外公司联合设计，逐步掌握了３００MW 、６００MW间接空冷系统设计技术。 我国直接空冷系统设计同样经历了与国外公司联合设计 到自主化设计的发展过程。大同二厂二期（２X600MW）扩 建工程为我国投产的首座600MW 大型直接空冷电厂，采用 联合设计模式，空冷系统由GEA 能源技术有限公司负责基 本设计和提供整体性能保证，华北院负责施工图设计；通辽 三期（1×600MW）工程为我国直接空冷系统国产化示范工 程，空冷岛全部由我院自主设计、哈空调自主制造，顾问集 团公司牵头与哈空调组成的联合体共同承担国产化示范工程

自然通风直接空冷系统简介
主要内容
概述 1
国内NDC的发展历程 2
目前NDC的最新发展方向 3
SPX公司的 NDC介绍 4
2
1.概述
火力发电厂空冷系统的设想始于1938年，当时德国的 GEA公司首先提出，并在其鲁尔工业区自备电站中实施，机 组容量2.3MW，至今已有75年的历史。我国1966年开始空 冷系统研究工作，1968年开始西北院先后在侯马电厂进行了 1.5MW的直接空冷工业性试验和25MW 的直接空冷施工图 设计，因文革影响试验成果和设计没能得到推广。直到80年 代后期，大同二厂#5，#6号200MW机组，引进 采用匈牙利 间接空冷系统---海勒系统，并于87年88年投入运行。随后丰 镇电厂4台200MW机组海勒系统由内蒙院设计，机组分别于 ９２年－９５年投运。同时期太原二热两台200MW供热机 组表面间冷系统由山西院设计，９４年投产。２０世纪８０ 年代末９０年代初，我国通过引进２００MW间接空冷系统，
12
13
1994年德国GEA公司提出Natural Draft Air Cooled Condenser概念，即后来其图形被广泛复制的NDACC系 统。1995年10月德国GEA公司为新疆红雁池二电厂的一 台200MW机组配备干式冷却塔的初步设计为：塔全高 H=115m，塔底部直径D=127m，进风口高度h=14m， 空冷凝汽器在塔内仍呈屋脊状水平布置，下部增设有百 叶窗，但也未能进入实际应用阶段。
5
1.1表面间冷 将常规火力发电厂的湿式冷却系统的循环水封闭
进管道和散热器中，即构成表面间冷系统。 在汽机房内安装有（与湿式冷却完全一样的）
表面式凝汽器，汽机房外建有自然通风空冷塔。散 热器以冷却三角的方式布置在塔周圈，冷却三角的 外侧装百叶窗，用于调节冷却风量，并且是防冻的 主要手段。该系统还配有循环水泵、膨胀水箱和 （散热器停运放水）充氮防内锈等设备。

防冻保护模式……
这种系统在主厂房内的部分几乎与湿冷系统完全一样 ，在主厂房外的部分，简单地说，只是将湿冷塔换成了空
冷塔。
2.电站空冷系统的工作原理
2.3 喷射式间接空冷系统 2.3.1喷射式间接空冷系统的工作原理
2.电站空冷系统的工作原理
2.3 .2喷射式间接空冷系统的主要特点
系统 主 要 特
点
自然风速等）。 冷却系统一般由： ①循环系统功能组…… ②扇区功能组(扇区充水和泄水)……
③旁路阀控制功能组……
④水平衡控制功能组…… ⑤紧急泄水阀控制功能组…… ⑥温度控制功能组等逻辑控制功能组组成……
2.电站空冷系统的工作原理
整个系统依据汽轮机背压（出塔水温）来控制运行， 可分为： 夏季运行模式…… 冬季运行模式……
2.电站空冷系统的工作原理
2.2表面式间接空冷系统
2.2.1间接空冷系统的工作原理
2.电站空冷系统的工作原理
2.2.2表面式间冷特点
系统 主 要 特 表面式空冷系统 注 释
①换热效率较低
②电厂整体占地面积大 ③冬季防冻要求高 ④初投资较大 ⑤真空系统小 ⑥汽轮机背压变幅大 ⑦受自然风影响相对较小 点 ⑧背压较低，热耗相对小 ⑨布置不受夏季主导风向制约 ⑩端差相对较大
两次换热、与直冷换热效果差。
自然通风冷却塔的占地大 百叶窗调节＋退段运行 与直接空冷相比 与湿冷相同 全年理想的运行背压在7～ 28kPa。 与直接空冷相比
全年平均运行与直接空冷相比
与混凝式间接空冷相比
2.电站空冷系统的工作原理
2.2.3表面式间冷的组成
序号
1 2 3
表面式空冷系统
凝汽器 循环水系统部分 冷却扇段部分 表面式凝汽器

发电机组直接空冷系统发电机组直接空冷系统简介摘要：本文首先对空冷系统做了简单的介绍，随后重点针对发电厂直接空冷系统做了系统性的论述。

其次，对机械通风直接空冷系统（ACC）进行了性能分析。

最后，对我国空冷电站技术特点做了简单阐述。

关键字：发电机组直接空冷系统机械通风直接空冷系统（ACC）技术特点空冷是指采用翅片管式的冷却器，直接或间接用环境空气来冷却汽轮机的排汽，目前国际、国内得到实际应用的电站空冷系统共有三种：直接空冷系统；采用混合式凝汽器的间接空冷系统；采用表面式凝汽器的间接空冷系统，后两项又称间接空冷系统。

空冷技术早在30年代末即应用于火力发电厂,国内空冷技术研究工作开始于60年代. 我国现在已引进了直接空冷系统的设计和制造技术。

电厂采用空冷系统的最大优点是大量节水，最大缺点是一次性投资高、煤耗高，因此，它最适宜用在富煤缺水地区建设。

翅片管是空冷系统的关键元件，翅片管按形式、材质、加工方式及在冷却元件中的排列而分为很多种类。

根据近年来空冷凝汽器开发与应用情况，直接空冷电厂采用的空冷凝汽器有三排管、双排管和单排管形式。

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。

直接空冷系统根据其通风方式分为机械通风直接空冷、自然通风直接空冷系统和风机辅助的自然通风空冷。

三种直接空冷系统各有特点，一、发电机组直接空冷系统简介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。

带表面式凝汽器的间接空冷系统
带表面式凝汽器的间接空冷系统又称哈蒙式间接空冷 系统，这种空冷系统是油海勒式间接空冷系统的运行
实践基础上发展而来。
哈蒙式间接空冷系统适用于核电厂，热电厂和调峰大 电厂。
带表面式凝汽器的间接空冷系统
哈蒙式间接空冷系统的优缺点
优点： ① 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； ② （2）冷却水量可根据季节调整，在高寒地区，在冷却水系统 中可充分以防冻液防冻。 缺点： ① 空气冷却塔占地大，基建投资多； ② 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。
第六节 发电厂空冷系统
发电厂实物图
发电厂采用翅片管式的空气冷却散热器，直
接或间接用环境空气冷凝汽轮机排气的冷却 系统，称为空冷系统。
采用空冷系统的汽轮发电机组简称为空冷机
组。 空冷机组冷却系统本身可节水97%以上，全
厂性节水约65%。
一.直接空冷系统 二.混合式间接空冷系统 三.带表面式凝汽器的间接空冷系统
直接空冷系统
直接空冷系统是指汽轮机的排气直接用空 气来冷凝，空气与蒸汽间接进行热交换，所 需的冷却空气 通常由机械通风方式供应。直 接空冷的凝气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翅片的若 干个管束组成的，这些管束也称为散热器。
直接空冷系统的流程图
直接空冷系统各主要设备的位置
混合式间接空冷系统
混ห้องสมุดไป่ตู้式间接空冷系统又称海勒式间接空冷系统，由匈 牙利的海勒教授在 1950 年世界动力年会上首先提出而
得名。主要由喷射式（混合式）凝汽器和装有福哥型
散热器的空气冷却塔构成。
海勒式间接空冷系统的优缺点

内
容
循环水泵、泵进出阀门、温度表、压力表、塔 内外循环水管道 冷却三角（钢或铝）及其支座、百叶窗及其执 行机构、扇段进出水阀门、紧急放水阀、管道、 伸缩节、各种支吊架。
4
5 6
充水系统
补水系统 地下贮水箱
充水泵、高位膨胀水箱、管道、阀门等。
补水泵、管道、管件、阀门。 钢制水箱、水位控制设施。
7
8 9 10
④初投资较省 ⑤真空系统庞大 Nhomakorabea平台架设在A列的电气设备之上
与间接空冷相比 主排汽管道、换热器等容积较大
③冬季防冻措施比较灵活可靠 变频调速风机＋电动真空隔离阀
特
点
⑥汽轮机背压变幅大
⑦对自然风比较敏感
全年理想的运行背压在9～32kPa。
影响风机吸风能力、热回流现象
⑧平均运行背压较高，热耗大 与间接空冷相比
清洗系统
喷雾系统 充氮保护系统（钢制） 自然通风冷却塔
清洗泵、喷嘴、管道、阀门、各种支吊架。
喷雾泵、喷嘴、管道、阀门、各种支吊架 氮瓶组、减压阀、管道、阀门、各种支吊架 一般为双曲线混凝土塔
2.电站空冷系统的工作原理
2.2.4表面式间冷的运行
同样是一个将汽轮机的乏汽冷凝成水的过程，与直冷
2.电站空冷系统的工作原理
2.1.4直接空冷系统的运行
直接空冷系统冷却原理是：用大直径的钢制管道将汽 轮机排出的乏汽引入空冷散热器后，通过与由动力风机组 送出的环境空气进行表面换热，直接将乏汽冷却为冷凝成 水。 系统的控制主要是依据汽轮机排汽压力（或凝结水温 ）控制器的指令调节风机的转速，风机转速的提升/降低 根据风机转速级配置图执行，同时每个蒸汽隔离阀依据指 令开启/关闭。 控制的内容主要包括（冬季、正常）启动、运行、停 机（冬季、正常）、冬季防冻保护运行。

•
•
空冷系统防冻逻辑
1)环境温度持续低于-3℃五分钟时，启动防冻保护。当环境温度持续高于+3℃五分钟时，防冻保护 关闭。 2)当冷凝水温度之一低于25℃，汽机背压设定值增加3kPa。30分钟后如果冷凝水温度仍旧低于 25℃，再随后增加3kPa。 3)逆流风机(每排的3,6单元)依次间隔地停止运行5分钟。 4)空冷启动期间当环境温度低于-10℃时,3、4、5、6排的逆流风机(3,6单元)以20HZ反转，当某列抽 汽温度高于30℃时，该列反转结束。 注：在空冷运行过程中，抽气温度低时，可以在手动模式下，反转逆流风机(反转仅限于逆流风机)， 风机反转前必须确证所要反转的风机已停转。
• • • • • • • • • • 1)轴流风机风筒与风机桥架的连接螺栓应无松动。 2)轴流风机轮毂与减速箱输出轴的锁紧螺栓应锁紧。 3)检查轴流风机轮毂轴套与风机轮毂支板的连接螺栓应锁紧。 4)检查风机叶片安装角度应一致。 5)检查现场清洁无杂物。 6)检查电动机和启动设备的接地装置应完整良好，接线良好。 7)检查齿轮箱油位、油温正常（否则启动电加热器）。 8)启动齿轮油泵，油压正常。 9)初次或大修后启动时先点动变频器开关，使风机转动（时间不超过30秒），检查风 机旋转方向是否正确，迎气流看风机叶轮应顺时针方向旋转。 10)试转测定风机的振动值，风机允许振动值小于6.3mm/s，否则应停机检查，查明原 因，排除故障后方可重新启动运转。
单元模块
低压饱和乏汽
排出的不凝气体含20公斤/时 空气和48公/时的蒸汽
蒸汽含量99.999%和20公斤/时空气进入空冷
蒸汽
冷却用风
逆流管束.蒸汽和冷 却水的方向相反
顺流管束.蒸汽和冷 却水的方向一直
冷却水
未被冷却的蒸汽和不凝气体 进入逆流管束

空冷凝汽设备的作用有两个：
（1）在汽轮机排汽口建立并维持一定的真空。
（2）回收洁净的凝结水作为锅炉给水的一部分
















共四十页








空冷系统分类:
❖
空气冷却系统采用工艺流程(ɡōnɡ yì liú chénɡ)的不同，
而又将空气冷却系统分成三种 :
在
排气管道安装完成后必须进行空冷凝汽器严密性
试验根据设备厂家图纸设计要求及中华人民共和
国电力行业标准《火力发电厂空冷塔及空冷凝汽
器试验方法》DL/T 552-95中规定的标准进行验
收。
共四十页
空冷岛查漏主要
(zhǔyào)
有三个方法
一、是运行中采用氦质谱检漏仪圈定范围，然后用风冷系统漏泄
监测仪确定具体的泄漏点，有一定效果；
必须达到图纸规定的
设计要求，经检查合
格后再进行吊装。
共四十页
钢平台
(píngtái)
吊装结束后注意事项

一、保证平台的水平度、
直线度、以及高强螺栓
的扭矩，符合图纸设计
要求。
二、保证钢平台的安装长
宽跨距尺寸。
三、在各项指标都符合设
计要求后，进行(jì
nxí
ng)空冷平
台的二次灌浆。
四、灌浆结束后才能进行
直接空冷系统，又称为空气冷却系统，它是一种以节水为目的的火电厂冷却
技术，是一种以空气取代水为冷却介质的冷却方式，是指汽轮机的排汽直接
进入空冷凝汽器用空气来冷凝，空气与蒸汽进行热交换，所需的冷却空气通

空冷发电机的冷却介质是空气。

一般小型汽轮发电机的容量较小，电机发热问题并不十分严重，通常可采用自然冷却，即在电机内或在电机外面加装风扇，通过各部分的冷却通道利用自然对流方式对发电机进行冷却。

容量略大一些的，可以在外部利用通风机来加强冷却，这种冷却方式叫做开启式空气冷却。

开启式空气冷却是把冷空气经专门的过滤器由风扇吸入发电机内的，但是，冷空气夹杂的污物灰尘虽经过滤，仍不能完全清除干净，久而久之，将使发电机的风道阻塞，影响散热。

故现在稍大容量的发电机一般都采用密闭循环通风冷却系统。

这种冷却系统大都使用在3000kW以上的发电机中。

从发电机出来的热空气被引到机坑，由空气冷却器（换热器）进行冷却，冷却后的空气再回到发电机中去对发电机进行冷却变成热空气后再出来到机坑，如此循环往复，这样就形成了一个密闭的系统，可避免开启式空气不干净的缺点。

冷却空气进入发电机内部以后，合理分配空气流是提高冷却效果的重要措施。

实际采用的风路系统有轴向通风、径向通风、轴向分段通风、交叠轴向通风等。

空冷发电机一般用于小容量发电机组的冷却方式，其优点主要是经济性好，冷却介质容是空气，成本非常低。

通常是由循环水冷却空气，然后再将冷却后的空气进入发电机冷却系统，对发电机进行冷却，空气温度升高后再返回冷却器进行冷却，如果往复循环。

其主要缺点是，冷却能力偏低，对于大容量的发电机，其冷却能力无法满足其冷却要求，因此，大容量发电机一般采用水冷或者氢冷的方式进行冷却，一般有双水内冷，水-氢-氢冷却方式。

相比水冷和氢气冷却方式的发电机，空冷发电机组的另一个最大的优点是系统装简单，由于空气不存在爆料或者损坏发电机绝缘的情况，因此空冷发电机没有密封油系统或都定子，转子冷却水系统。

1空冷系统简介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。

、概述空冷系统主要指汽轮机的排汽通过一定的装置被空气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，在国际上三种空冷方式单机容量均已达到600MW。

我国目前己有60OMW直冷机组投运，两种间冷方式在国内运行机组均为200MW。

采用空冷机组大大减少了电厂耗水，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。

二、空冷系统2.1直接空冷系统电厂直接空冷系统是汽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，Aircooledcondenser)，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一和逆流管束两部分组成。

顺流管柬是冷凝蒸汽的主要部分，可冷凝75%一80%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，气体和凝结水是反方向移动的。

直接空冷系统防寒防冻原理及解决方法摘要：本文介绍了大型火力发电厂直接空冷系统防寒防冻原理及解决办法关键词：直接空冷；防寒防冻；超临界1 背景我国是一个严重缺水的国家，水资源分布极不均衡。

在我国北方大部分地区，水资源紧缺严重制约着北方地区的经济发展，尤其是电力行业。

目前水冷机组冷端效率高，应用十分普遍，但在高效率的同时也存在着电厂选址的局限性，所以发展直接空冷机组能够改变原有的“以水定电”的格局，对我国调整现有能源结构，发展富煤缺水地区电力行业有着深远的意义。

直接空冷技术早在上世纪80年代末期开始应用于国内化工、电力领域，但在大型火力发电机组应用起步较晚，2008年7月，华电灵武电厂投运标志着直接空冷技术正式应用于大型火力发电机组中。

2013年底，某厂4×660MW大型直接空冷项目正式动工建设，笔者时任该厂发电运行部汽机主管，全程主持、参与直接空冷系统的基建、调试、运营工作。

该厂超临界直接空冷系统（ACC）通过向大气释放热量对汽机排汽进行冷凝，直接空冷系统每台机组由8列8排共64个空冷单元组成，每列由3个逆流单元与5个顺流单元组成。

大多数蒸汽在顺流单元凝结，少部分蒸汽在逆流单元中凝结，凝结水向下流入联箱汇集进入排气装置继续进行汽水循环，不凝结气体在逆流单元顶部汇集，由水环式真空泵抽出。

本文针对直接空冷系统冬季易冻结特点，对空冷岛翅片管束冻结原理进行了研究，得出了造成空冷系统结冻的主要原因，通过对原因的分析在运行中进行调整与改造，大大降低了空冷岛翅片冻结的风险。

2 直接空冷系统管束冻结原理2.1 单排管空冷管束的换热特点：单排管截面结构及汽水分布如图2-1所示，在单排管截面结构中，蒸汽分布在管束上方，由于凝结作用的影响，凝结水分布在管束的下方，若出现过冷现象，在水底部过冷度最高的区域会出现冻结现象。

2.2 冬季管束内蒸汽流动过程如下：如图2-2（a）所示，在顺流管束内，蒸汽和凝结的水经空气换热同时向下流动，随着流动进程蒸汽越来越少，而凝结的水不断增多。

直接空冷系统与海勒式间接空冷系统的比较田亚钊1,陈晓峰2(11国电电力大同发电有限责任公司,山西大同037043;21华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045) 摘　要:空冷机组是“富煤少水”地区或干旱地区建设火力发电厂的最佳选择。

现简要介绍3种类型空冷系统的运行特性,对直接空冷系统和海勒式间接空冷系统进行了比较,提出了运行中存在的几个问题,如机组运行背压、真空严密性、防冻等,并对此提出了相关建议。

关键词:直接空冷系统;海勒式间接空冷系统;运行中图分类号:T K264.1 文献标识码:B 文章编号:100329171(2006)0120038204Co m par ison of D irect A ir Cool i ng System w ith HellerI nd irect Cool i ng SystemT ian Ya2zhao1,Chen X iao2feng2(1.Guodian D atong Pow er Generati on Co.L td.,D atong037043,Ch ina21N o rth Ch ina E lectric Pow er R esearch Institute Co.L td.,Beijing100045,Ch ina)Abstract:A ir coo ling unit is the best cho ice fo r therm al pow er p lant in area w h ich is rich in coal and poo r in w ater o r in drough t areas.T he operati on characteristics of th ree k inds of air coo ling system are p resented.A comparison w as m ade betw een direct air coo ling system and H eller indirect air coo ling system.P roblem s w ere po inted out such as backp ressure in unit operati on,vacuum tigh tness and anti2freezing,m eanw h ile suggesti on w as p ropo sed.Key words:direct air coo ling;H eller type indirect air coo ling system;operati on 国电电力大同发电有限责任公司2×600 MW空冷机组(7、8号机)是目前投入商业运营的单机容量最大的直接空冷机组,是作为国电电力大同第二发电厂(下称大同二电厂)的“二期工程”,由国电电力发展股份有限公司和北京国际投资公司投资兴建而成。