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电厂直接空冷系统方面的问题分析作者：刘志枫来源：《中国科技博览》2014年第07期[摘要]我国华北、西北、东北地区普遍寒冷缺水，电站建设往往受制于水源。
作为一项在富煤缺水地区很有前途的生产方式，空冷技术已经显示出巨大的发展潜力。
空气冷却分为间接冷却和直接空冷两种，与间接空气冷却相比，直接空冷机组更适于寒冷的地区运行，其最大特点是防冻性能好、节水、占地面积小、投资低、更环保。
[关键词]发电厂直接空冷空冷技术中图分类号：TM621.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0039-01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。
1.我国火电厂直接空冷系统1.1 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，证明均是可行的。
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：背压高；由于强制通风的风机，使电耗大；强制通风的风机产生噪声大；钢平台占地，要比钢筋混凝土塔为小；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；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。
发电厂间接空冷系统防冻措施分析发布时间：2022-10-10T09:09:26.138Z 来源：《中国电业与能源》2022年6月11期作者：李振鹏[导读] 在我国西北地区“富煤缺水”的资源分布情况下，间接空冷系统在西北地区火电厂得到大力推广和发展，然而间接空冷系统在冬季极端低温天气情况下运行或投退过程中面临较严峻的防冻形势，李振鹏山西京能发电有限公司，山西，临县，033200）摘要：在我国西北地区“富煤缺水”的资源分布情况下，间接空冷系统在西北地区火电厂得到大力推广和发展，然而间接空冷系统在冬季极端低温天气情况下运行或投退过程中面临较严峻的防冻形势，以下从间接空冷系统设计、配置、安装、运行、管理等方面考虑，提出空冷系统冬季防冻的措施和建议。
关键词：间接空冷系统；海勒式间接空冷系统；哈蒙式间接空冷系统；防冻 Power plant indirect air cooled system frostproof measure analysis Li Zhen PengShanxi jingneng lvlin power,Linxian, 033200 Abstract: “Rich has not lacked the water” in our country northwest area in the resources distributed situation, the indirect air cooled system obtains the vigorously promotion and the development in northwest local thermoelectric power station, however the indirect air cooled system moves in the winter extreme low temperature weather situation or throws draws back in the process faced with the stern frostproof situation, the following from indirect aspects and so on air cooled system design, disposition, installment, movement, management considered, proposes the air cooled system winter frostproof measure and the suggestion. Key word: Indirect air cooled system; Heyler type indirect air cooled system; Harmon type indirect air cooled system; Frostproof1空冷系统介绍目前我国应用与火力发电厂的空冷系统分为直接空冷系统、带表面凝汽器的间接空冷系统（简称哈蒙式间接空冷系统）和带混合式凝汽器的间接空冷系统（简称海勒式间接空冷系统）。
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。
330MW火力发电厂直接空冷冬季防冻探讨摘要：在北方地区干旱少雨，水资源匮乏，在影响机组容量的情况下，空冷机组以其节水效果明显成为这些地区的首选。
然而北方地区冬夏季气温相差很大，空冷系统受气温的影响较大，根据已有的运行可以总结本应注意的几点：凝结水的过冷度和其在运行中的控制，汽轮机冬季运行的最低背压，真空抽汽温度和凝结水温度，空冷凝汽器散热管束表面温差。
我们在运行中总结了一些结论，以供同类型空冷机组运行参考。
关键词：空冷系统；空冷凝汽器；防冻措施1直接空冷系统概述：本工程#1，2机直接空冷凝汽器采用机械通风直接空冷凝汽器（ACC）系统，由首航艾启威冷却技术（北京）有限公司国内整岛采购。
每个ACC系统包括下列主要部分：6列凝汽器，管束采用单排管，每列包括5个冷凝单元，5个冷凝单元中有3个顺流单元和2个混流单元，共设5套通风系统（每个凝汽器单元一套），风机采用变频控制。
该系统的抽真空系统，配置了 3 x 100%容量的水环式机械真空泵。
整个ACC系统布置在汽轮机房A柱外侧的35米标高的高强钢平台上，四周设置了挡风墙。
汽轮机的排汽进入排汽装置经一根DN6000mm的排汽管道引入直接空冷凝汽器中凝结成水，凝结水由冷凝水收集系统回收至排汽装置里内置的凝结水箱。
为了保证ACC系统冬季运行的安全在第3，4，5，6列的排汽进汽管道上装设排汽隔离阀，另外每台机还设置了一套高压水清洗设备以保证冷凝单元换热面的清洁。
2运行方式/方法描述由汽轮机排出需要冷凝的蒸汽通过排气管道进入冷凝器系统，然后通过蒸汽分配管道被提供到冷凝器管束，在那里被部分地冷凝；在冷凝器换热管内，冷凝液与蒸汽同向流，部分没有冷凝的蒸汽经由冷凝液集管，进入分凝器并在那里冷凝。
在换热管内，冷凝液的流向与蒸汽的方向相反；不凝气体排进分凝器的上部；它们将在抽气系统抽走并排放到大气中去；产出的冷凝液依靠重力作用，通过冷凝液管道进入排汽装置；排汽装置位于汽轮机排气管道的最低点，收集聚积在管道中的冷凝液；冷凝所需要的冷却空气由轴流风机从周围环境中抽入并供应给翅片管束的冷却表面；冷却空气的流速随变速电机速度的变化而变化；3在启动过程中的防冻措施1）冬季启动初期，按空冷防冻措施中规定：空冷开始进汽后，进汽量必须在30分钟内达到其额定汽量的20%（大约132t/h）。
600MW空冷火电机组高背压抽凝供热改造及应用赵孟浩1沈亭$赵云昕彳1山东琦泉电力工程技术有限公司山东济南2500002华电宁夏灵武发电有限公司宁夏银川7504003浪潮天元通信信息系统有限公司山东济南250000摘要：采用高背压抽凝供热技术，在保证机组稳定运行基础上，通过增设高背压凝汽器及连通管打孔抽汽等改造，提高空冷机组的供热能力；增设背压汽轮机，阶梯利用热能；增设真空蝶阀防止空冷岛管束冻裂、调节机组负荷。
通过高背压抽凝供热改造，空冷机组提高了热电联产集中供热能力，进一步降低了能耗水平，两台600MW机组能提供1483MW热负荷，供热面积可达3155万平米，为西北地区大容量空冷机组供热改造提供良好的范例。
关键词：600MW空冷机组；高背压抽凝供热；高背压凝汽器；连通管抽汽；空冷岛防冻；背压发电机组。
0前言高背压循环水供热系统，是将汽轮机组乏汽的热能作为热网循环水的热源，使乏汽的热能得到充分利用。
空冷机组的末级叶片较短，可长期在30-40kPa 的背压下安全运行，为其实施高背压抽凝供热改造创造了条件，同时避免了湿冷机组进行高背压供热改造时在供热期前后进行更换转子的工作量。
空冷机组采用高背压抽凝供热改造，不仅解决了抽汽供热不足的问题，扩大了供热面积，同时大幅度降低冷源损失，从而提高机组的循环热效率，增加机组经济效益[1-3]。
华电宁夏灵武发电有限公司一期2x600MW亚临界直接空冷机组，二期2X1000MW超超临界空冷火电机组，是西北最大的火电企业。
利用灵武电厂向银川市进行热电联产集中供热，既可增加热电联产集中供热能力，提高供热质量，满足供热区域内城市建设发展的热负荷需求，又可节约能源、降低消耗，减少甚至避免各类热源厂对城市的不利影响，是节能减排的重要措施。
1空冷机组高背压抽凝供热系统高背压抽凝供热系统将原本排放至外界的部分低品位乏汽余热加以利用，减少高品位采暖抽汽，增大机组供热能力，同时增设背压发电机组，阶梯利用能源，提高利用效率。
简析火电厂燃气轮机空冷技术应用研究【摘要】我国地源辽阔资源丰富，但是严重分配不均衡，用于发电所需要的煤炭资源集中分布在我国的西北部地区，但是西北部地区的水资源又严重不足。
且随着日益增长的资源消耗，不可再生资源在逐年减少。
为了有效节约水资源和煤矿资源，我国的火电厂引进采用了空冷技术，以便高效的利用水资源，最大限度的减少火力发电对水资源的依赖，本文主要介绍了我国火电厂中采用的空冷技术的概念、系统分类和发展现状。
【关键词】火电厂；空冷技术；能源需求；空冷技术的应用火力发电厂主要的资源是水资源和煤矿资源，一般建在煤产量较多的地区。
我国的西北地区产煤量较多，但是水资源短缺，对于大型火电厂的发展造成了一定限制。
近几年，我国大力发展空冷技术，改善了现有的发电条件，一方面解决了长期的资源不均衡问题，另一方面响应了国家节能减排的号召。
一、空冷技术的原理直白的说，空冷指的就是利用空气冷却汽轮机排出的做完工的蒸汽。
空冷技术代替了原有的水冷系统，解决了火电厂所在地区水资源匮乏的问题，是一种节水型技术。
常规的发电厂多用“淋雨”法将塔内的循环水与空气进行热交换，整个过程一直处于有水状态，被称为湿冷系统，需要消耗大量的水资源。
而改进的空冷系统是将需要进行冷却的循环水通过散热器与空气进行热交换，整个过程中都处于“干”的状态，有效节约了水资源。
二、空冷技术在火电厂中的重要性（一）水资源严重紧缺水是人类生活，国家经济建设中不可或缺的资源。
据有关数据统计，我国的人均水资源占有量达不到世界人均标准，是全球范围内的贫水国家之一，而且我国土地辽阔地形复杂，水资源分布不均衡。
随着经济大力发展，很多城市出现了用水紧缺的问题，制约了国民经济的大力发展。
尤其是我国的西北地区，有着丰富的煤炭，但是水资源严重缺乏，所以必须参考当地的资源分布进行工业生产规划，将节约水资源放在工业生产中的重要位置。
我国自1998年就开始注重火电厂的节约用水，并颁布了相关文件，积极推广空冷技术的。
火电厂空冷技术发展趋势及应用
发表时间：2016-03-22T15:33:28.327Z 来源：《基层建设》2015年26期供稿作者：卞超
[导读] 辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司随着电力行业的迅速发展，火力发电厂中的大容量、高参数汽轮机发电机组不断增加。
这些机组在燃用大量煤炭的同时，也耗用大量的水资源。
辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司辽宁省 112700
摘要：随着电力行业的迅速发展，火力发电厂中的大容量、高参数汽轮机发电机组不断增加。
这些机组在燃用大量煤炭的同时，也耗用大量的水资源。
因此，人类在大规模开发能源、发展电力工业的同时，必须采取有效措施，缓解用水矛盾，控制消除污染后果，走可持续发展的道路。
关键词：直接空冷；发展趋势；应用
1.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。
火力发电厂空冷系统主要分为三类：直接空冷系统；采用表面式凝汽器的间接空冷系统（哈蒙系统）；采用混合式凝汽器的间接空冷系统（海勒系统）[。
直接空冷系统具有结构简单、节水量大等特点，能有效解富煤贫水地区的发电问题，运用较广。
到目前为止，全世界已投入运行的直接空冷机组已超过 800 台，约占空冷机组总容量的 60%。
其发展趋势是装机容量越来越大，而且在整个空冷机组中所占的比例也逐年增加.
2. 直接空冷技术的发展与应用
直接空冷技术已经有 90 年的发展历史，早在 20 世纪 30 年代就已出现，直到 80 年代该技术才在大型电厂中得到推广和应用，并日臻完善。
直接空冷技术的发展主要是围绕空冷凝汽器管束进行的，空冷凝汽器所用的翅片管基本上是表面镀锌的椭圆形钢管加钢质翅片，或圆形钢管加铝翅片。
1966 年，我国在哈尔滨工业大学试验电站的 50 kW 机组上首次进行了直接空冷系统的试验。
1967 年，在山西侯马电厂的 1.5 MW 机组上又进行了直接空冷系统的工业性试验。
20 世纪 80 年代，庆阳石化总厂自备电站 3 MW 机组应用了直接空冷系统。
2001 年，我国自己设计、制造和安装的国内首台单机容量为 2 × 6 MW 空冷机组在山西交城义望铁合金厂自备电厂建成投产。
2003 年，山西大唐国际云冈热电有限责任公司的 2 × 200 MW 直接空冷机组投运，标志着我国空冷技术已经跟上了世界的脚步。
2004年，山西漳山发电有限责任公司 2 × 300 MW 直接空冷机组成功投运。
2005 年，山西大同二期电厂投产了我国当时单机容量最大的 2 × 600 MW 直接空冷机组。
2006 年，哈空调生产的我国首台国产大型电站直接空冷机组在乌拉山电厂成功运行，打破了国外公司在此领域近 70 年的垄断局面。
2007 年，宁夏灵武电厂一期 2 × 600 MW 亚临界直接空冷机组成功完成试运，成为西北地区首座 600 MW 级空冷电站。
截止到 2009 年底，我国总计有 59 台 600 MW 直接空冷机组投入运行。
2012 年，德国 GEA 集团与山东信发集团公布准备联合打造信发•新疆 4 × 1100 MW 超超临界直接空冷机组的信息。
近几年我国直接空冷机组得到突飞猛进的发展，大批大容量机组相继投产运行，相关设备和技术也逐渐成熟.
3. 直接空冷系统的原理与特点
直接空冷系统，是指汽轮机的排气送到空冷凝汽器的翅片管中直接用空气来冷凝蒸汽，空气与蒸汽间进行热交换，蒸汽在凝汽器管束内冷却成水，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冷凝汽器，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。
直接空冷系统图如图 1 所示，汽轮机排气通过管道送到室外的空冷平台的凝汽器内，机械鼓风式轴流冷却风机使空气横向吹向空冷散热器外表面，空气将排气冷凝成水，凝结水再经凝结水泵送到汽轮机的回热系统。
空冷凝汽器分主凝汽器和分凝汽器两部分，主凝汽器多设计成汽水顺流式，它是空冷凝汽器的主体可冷凝75%～80%的蒸汽；分凝汽器则设计成汽水逆流式，形成空冷凝汽器的抽空气区域，设置逆流管束主要是为了能够比较顺畅的将系统内的空气和不不凝结气体排出，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。
直接空冷系统是将汽轮机排出的乏汽由管道引入空冷凝汽器的钢制散热器中，由环境空气直接将其冷却为凝结水，减少了常规二次换热所需要的中间冷却介质，换热温差大。
直接空冷技术的优点：1）节水量大；2）系统结构相对简单；3）一般采用轴流式风机调节冷却风量，调节方式灵活；4）运行方式简单，控制灵活可靠，调峰能力强，针对冬季防冻问题有较灵活的调节手段；5）直接空冷凝汽器一般都布置在汽轮机房房顶，或布置在汽轮机侧面的高架平台上，平台下面通常布置其他电气设备，整体占地面积小。
缺点：1）煤耗高；2）采用机械式通风方式导致厂用电率高，风机运行噪声较大；3）排气管道长，真空容积大，密封性要求高；4）汽轮机运行背压范围较大，必须能承受高背压工况，效率低；5）受环境温度的影响较大。
4. 直接空冷技术应用的现状分析
机组经济、安全运行是发电厂重要标准。
大型火电空冷机组的三大主要设备是空冷汽轮机、直接空冷凝汽器和配套风机，三大设备正常高效运行，对机组安全性和经济性起着关键性作用[8]。
空冷凝汽器建在一定高度的大面积平台上，直接利用周围的空气冷却汽轮机排气，在运行过程中，因环境和设计结构因素的影响，不可避免的会出现一些问题。
目前，直接空冷系统在火电厂实际应用时也出现了一些问题，主要有：凝汽器表面积灰问题、热风再循环问题、凝汽器管束防冻度夏问题、风机群运行问题、真空泄漏问题。
5.空冷技术的应用展望
空冷技术的应用为富煤缺水地区建设火电厂开辟了一条行之有效的途径，日益受到各级政府和投资方的重视，目前空冷机组不仅在
华北地区的山西、内蒙以及河北等省份建面投产，在西北地区的陕西、宁夏省份，东北地区的辽宁等省份也都得一蓬勃发展。
空冷技术应用在火力发电厂可以大大节省水资源的消耗量，国家发展和改革委员会已经把空冷技术应用列入三北地区核准电站项目的重要原则之一。
目前，直接空冷技术已在国内600MW空冷机组上得到广泛应用，间接空冷技术在山西阳城发电厂二期2×600机组上得以实践。
采用空冷技术是摆脱水源制约因素、满足环保要求的关键之举。
空冷系统的发展可促进有煤缺水地区的电力建设的发展。
直接空冷系统虽技术难度大一些，造价高一些，但综合考虑，发展直接空冷机组会更有利一些，相信直接空冷技术在我国电力工业中将有更加广阔的发展前景。
参考文献：
[1]王钊，杨建蒙，赵兴楼（2008）直接空冷技术及其应用现状.建筑节能，3，15-18.
[2]陈立军，米利俊，徐超（2010）新形势下直接空冷与间接空冷的发展分析. 电站系统工程，26，5-9.
[3]肖金平，郭民臣（2009）发电厂直接空冷技术研究现状及展望. 中国电力教育，1，383-385.
[4]柴靖宇直接空冷系统优化设计和变工况运行特性研究【中国电机工程学会第七届青年学术地议论文集】中国电力出版社2002.8。
