直接空冷系统结构

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2. 空气冷却：在直接空冷凝汽器中，蒸汽与空气进行热交换。

汽轮机直接空冷系统工艺流程汽轮机直接空冷系统是一种用于蒸汽动力发电的冷却系统，其工艺流程如下：1.蒸汽供应：汽轮机的蒸汽来自锅炉或其他蒸汽源。

蒸汽通过管道输送至汽轮机，推动汽轮机转动，从而驱动发电机发电。

2.蒸汽调节：进入汽轮机的蒸汽通过调节阀进行压力和流量的控制。

这些调节阀根据汽轮机的负荷需求和系统压力的变化进行调节。

3.汽轮机转子及叶片：蒸汽在汽轮机内部膨胀并推动转子转动，转子带动叶片旋转，从而将蒸汽的动能转化为转子的旋转动能。

4.冷凝器：从汽轮机排出的蒸汽进入冷凝器，与冷却水进行热交换，使蒸汽中的水蒸气冷凝为水。

这个过程释放出蒸汽的潜热，将蒸汽转化为液态水。

5.冷却水系统：冷却水系统由水泵、冷却塔和循环管道组成。

冷却水被水泵从储水池中抽出，通过循环管道输送到冷却塔进行喷淋，与空气进行热交换，将热量传递给空气，使冷却水温度降低。

6.直接空冷：从冷凝器出来的水蒸气和液态水混合物进入直接空冷系统。

直接空冷系统由一系列空冷散热器组成，液态水混合物在散热器表面蒸发，吸收热量，使散热器冷却。

7.凝结水收集：在直接空冷系统中，液态水混合物在散热器表面蒸发后形成凝结水，凝结水通过凝结水管道收集并输送到储水池。

8.循环利用：从储水池中回收的凝结水经过处理后可以再次用于锅炉供水，实现水资源的循环利用。

9.控制系统：汽轮机直接空冷系统配备了一套控制系统，用于监控系统的运行参数、调节蒸汽流量和压力以及控制凝结水的回收利用。

控制系统由传感器、执行器和控制器组成，可以实现自动化控制和远程监控。

10.维护管理：汽轮机直接空冷系统需要进行定期的维护和保养，确保系统的正常运行。

维护内容包括清洗冷凝器和散热器、检查阀门和管道的密封性、更换损坏的零件等。

总的来说，汽轮机直接空冷系统的工艺流程涉及蒸汽的供应、调节、转化、冷却、空冷散热、凝结水收集、循环利用以及控制系统和维护管理等多个环节。

这些环节相互关联、相互影响，共同保障了汽轮机直接空冷系统的正常运行和发电过程的顺利进行。

直接空冷支撑柱及基础结构计算及程序设计摘要：直接空冷系统广泛用于国内外火力发电厂中，直接空冷支撑结构设计也是结构设计的重要组成部分。

结构设计时，需要进行荷载组合分析及和直接空冷支撑管柱、管柱桩基、桩基承台的相关计算。

为解决工程中的实际需要，在深入分析和掌握相关理论、计算公式、工程设计实际需要的前提下，编写了可用于直接空冷支撑柱及基础结构计算的计算机可视化程序。

该程序可供实际工程施工图设计及前期投标阶段利用，并能有效提高设计效率和准确率。

关键词：直接空冷；支撑结构；管柱；桩基；承台中图分类号：TV314 文献标识码：A直接空冷系统具有节水，占地面积小，可以选择的地方多，空冷岛下很多地方可以再利用等优点，能有效解决富煤贫水地区的发电问题，在世界上获得了快速发展。

我国是一个水资源贫乏的国家，水资源时空分布不均，煤炭基地多半集中在缺水地区，特别是在“富煤缺水”的东北、华北、西北发展电力工业，采用直接空冷技术建设节水型电厂是非常有效的节水途径【1】。

高效、环保、节水是21世纪燃煤发电的三大课题，实现可持续发展战略，大型火电直接空冷技术是实施“节水最大化、排放最小化”的新技术。

直接空冷支撑柱及基础结构是直接空冷电厂的重要组成部分，直接空冷支撑柱及基础结构的设计也是电厂结构设计中的一个重要组成部分。

然而以往人工手动计算存在工程量巨大、过程繁琐、耗时耗力、容易出错等诸多弊端，采用VB进行可视化程序设计能实现上述计算过程，并能有效避免上述弊端，保证设计质量，提高设计速度。

同时，在Visual Basic 的集成开发环境中设计界面、编写代码、调试直至把应用程序编译成可在Windows系统中运行的可执行文件，开发后的程序可以经过打包处理生成脱离Visual Basic环境仍可安装运行的可执行文件，能为结构设计提供很大的方便【5】。

1计算方法1.1荷载组合分析计算空冷凝汽器支架体系主要由钢桁架平台和平台下部钢筋混凝土柱组成。

直接空冷凝汽器优化设计凝汽器，也可称做复水器，存在于汽轮机动力装置中，是将汽轮机排出的蒸汽冷凝成水的一种换热器，其主要作用一方面是将汽轮机的排汽冷凝成水以供重复利用，另一方面是维持冷端一定的真空值。

凝汽器有两大类：空冷凝汽器和水冷凝汽器，其中空冷凝汽器中又包含三种类型，间接空冷、直接空冷和混合式，文章将对直接空冷凝汽器优化设计做一介绍。

标签：凝汽器；直接空冷；设计技术；换热器前言在电力行业中高性能、高损耗的大型机组越来越多，每年所消耗的燃料能源和水资源数目庞大，众多公益广告中可看出，水资源短缺已是我们国家面临的严重问题，是制约我国大部分地区发展的一个重要因素，要改善当前这种局面，除了相关工业、农业要采取积极的措施节约用水外，电力行业建设采用大型空冷凝汽器替代水冷是十分经济、节能而有效的措施。

1 直接空冷凝汽器结构介绍下图1、图2分别为直接空冷系统的结构图和直接空冷凝汽器的冷却装置实物图。

在图1中，1所示为汽轮机；2为直接空冷凝汽器；3为凝结水泵；4为发电机。

由图1可看到，汽轮机的排汽通过大直径的管道进入到蒸汽分配管道之后被均匀分配到各个空冷凝汽器，用风机鼓冷空气流过空冷凝汽器，使蒸汽受冷凝结，冷凝水经过处理后回流到回热系统。

直接空冷凝汽器系统主要由翅片管束、排气管道、蒸汽分配管道、风机、凝结水系统构成。

对直接空冷凝汽器系统的冷凝效果起决定性作用的部件是冷却元件翅片管，因此它的性能参数需严格选取。

一般双排管束由钢管钢翅片所组成，单排管为钢管铝翅片组成。

冷却单元下端的集水箱，从翅片管束收集的凝结水自流至平台地面或以下的热井，通过凝结泵再将凝结水送往凝结水箱并送回热力系统。

2 直接空冷目前存在问题及优化办法2.1 机组背压由于采用空气直接冷却，凝汽器真空会随着周围空气温度的改变而改变，尤其在酷暑，空冷凝汽器真空值可能会降到40kPa以下，机组背压随着真空值的降低、酷暑温度的升高而不断升高，这将一方面减小了空冷系统运行的经济性，另一方面当气温升高超过设计气温时，背压升高到极限会导致跳闸，因此对机组的设计必须要能承受较大范围的背压，尤其是高背压。

空冷凝汽器电厂汽轮机排汽冷却有水冷与空冷两种。

水冷机组直接从流量较大的河流取水，到凝汽器冷却排汽后直接排到河流中。

电厂采用的空冷系统主要有三种方式，即直接空冷系统、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。

如图8-3-1所示，直接空冷系统亦称为ACC(Air Cooled Condencer)系统，它是指汽轮机的排汽引入室外空冷凝汽器内直接用空气来冷凝。

其工艺流程为汽轮机排汽通过大直径的排气管道引至室外的空冷凝汽器内，布置在空冷凝汽器下方的轴流冷却风机驱动空气流过冷却器外表面，将排汽冷凝为凝结水，凝结水再经泵送回汽轮机的回热系统。

之所以称直接空冷因为是将蒸汽直接送入散热管，而不象间接空冷送入冷却塔的是热水、因蒸汽体积比水大得多，所以送汽管特别粗，直径约为间接空冷的三倍多。

图8-3-1 直接空冷系统原理图国外在30年代末就开始研究电厂利用直接空冷技术，随着困扰直接直接空冷系统空冷系统的大直径排汽管和大容积真空系统等问题的解决，直接空冷系统在大容量机组上的应用也得到了迅速的发展，到80年代末，国外己投运多台300～600MW的直接空冷机组的电厂，如南非Matinmba电厂、美国的Wyodak电厂、伊朗的Touss电厂，这些电厂投产以来运行良好，尤其是美国的Wyodak电站的气温与我国北方寒冷地区的气温接近，为严寒季节的运行如防冻问题提供了经验基于防冻的要求，直接空冷系统设置顺流凝汽器和逆流凝汽器，大部分的蒸汽在顺流凝汽器中被冷凝，小部分蒸汽再通过逆流凝汽器被冷凝。

在逆流凝汽器中，由于蒸汽和凝结水的运动方向相反，凝结水不易冻结。

在逆流凝汽器的顶部设有抽真空系统，可将系统内的空气和不凝结气体抽出。

该系统冷却效率高(取消了二次换热所需要的中间冷却介质)、占地面积小、投资较省、系统调节灵活，冬季运行防冻性能好，可通过调整风机转速或风机数量来调节进风量，以适应热负荷及气温的变化，并防止空冷器内部结冰。

空冷机组直‎接空冷系统‎简介目前国内外‎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1500‎K W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W odo‎k电站36‎5MW空冷‎机组投运、1987年‎南非Mat‎i mba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％。

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‎靠的。

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200‎M W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‎。

1.•直接空冷是干空冷系统概述式冷却（空冷）系统的一种方式，区别于间接空冷。

汽轮机排汽经过排汽管道直接送入散热器（空冷凝汽器）冷却后凝结成水，散热器的热量由管外流过的空气带走，这种系统叫直接空冷系统。

众所周知，我区以丰富的煤炭资源、广阔的土地资源，邻近北京及京、津、唐电网等诸多优势，被国家列为能源、电力生产基地。

但是由于我区水资源相对匮乏，以及国家要求建设内蒙古绿色生态防线的要求，走可持续发展的道路，节约用水、提高水资源利用率已成为新世纪内蒙电力工业发展的重大课题。

最近几年，国家审批的电场项目反复强调优先批准空冷机组，现在我区在建和准备建设的工程项目几乎全部为直接空冷机组，(国家政策导向)所以大力推广、应运空冷直接空冷技术迫在眉睫，也是大势所趋。

直接空冷机组特点：1．节水：全厂性耗水量可节约65%以上，即由1m3/GWh降到0。

3~0。

35 2．建厂条件：从已建成厂来看，不受限制，纬度高、低，气候干燥、湿润，厂址选择自由度大。

3．环抱性能：无冷却塔汽水蒸发，电厂周围无飘滴，废水排放可以达到0排放的要求。

4．维护费用：一空冷机组的维护费用低一些，为其30%。

单排管优点哈蒙公司生产的单排管散热器性能先进，防冻性好，由特殊工艺将蛇型铝翅片与钢管表面渗透致密结合，使散热性能大大提高，且比热镀锌钢翅片抗腐蚀性能好，结构强度高，用高压水冲洗，压差小，清洗效果好，不会对散热器产生损坏。

另外从环保考虑，由于不采用锌材料，不对土壤或周围环境产生污染。

国外应用发展情况电站使用直接空冷技术已有60多年的历史，期间经历了容量由小到大、技术逐渐成熟、应用地区逐步扩大的过程。

1938年，世界上第一台直接空冷机组安装于德国一个坑口电站，1.5W；1958年，意大利的Citta di Roma 电站2×36MW机组投运；1968年，西班牙Utrillas 燃煤电站160MW空冷机组投运；到目前为止，直接空冷机组超过800多台。

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。

空冷发电厂排汽装置结构结构及原理简介：1：直接空冷系统发电厂空冷系统结构原理及安装作业指导书-有驾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：凝结水回收系统发电厂空冷系统结构原理及安装作业指导书-有驾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。

发电厂直接空冷技术简介一、火力发电厂机组冷却方式分类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、海等自然水体中罗致必定量的水作为冷却水，冷却工艺离心机汲取废热使水温升高，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，增补因在冷却过程中损失的水非常难题，采用空气冷却的方式能很好地办理这一问题。

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活动的空气。

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(混淆式)凝汽器的间接空冷系统(海勒式空冷系统)。

直接空冷便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互换。

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形成，系统中的高纯度中性水进入凝汽器直接与凝汽器排汽混归并将加热后的冷凝水绝大部门送至空冷散热器，颠末换热后的冷却水再送至喷射式凝汽器进行下一个循环。

少少一部分中性水经由精处置惩罚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汽锅给水是离开，如此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构成，系统与通用的湿冷系统无比相似[1，2]。

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%。

二、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流是在表面式空冷凝汽器内完成。

在直接空冷换热历程中，应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况下的汽轮机排挤的热介质饱和蒸汽冷凝，末了冷凝后的固结水经处理后送回锅炉。