空冷凝汽器简介
摘要：建设一座湿冷电站的耗水量可以建设4-10座同容量空冷电站，可减少发电厂补水量的75%；空冷（简称ACC）根据蒸汽冷凝方式不同可分为直接空冷和间接空冷两种，其中间接空冷又分为海勒式间接空冷和哈蒙式间接空冷。直接空冷的工作原理是将汽轮机排汽缸的乏汽通过管道引至空冷凝汽器中被空气冷却，而成为凝结水。空冷设备主要有散热器、轴流风机等。一般轴流风机的负荷调节范围为额定负荷的0％～110％。
关键词：空冷凝汽器（Air Cooling Condenser），节水，环保，直接空冷，环境温度，顺流区，逆流区，翅片管，轴流风机，凝结水温，溶氧量。
我国北方地区气候比较干旱,水资源十分宝贵，特别是我厂所处的地理位置是在毛乌素沙漠边缘地带，煤炭资源丰富缺水现象严重。此外，环保方面也对冷却水的排放提出了更为严格的要求。而空冷机组因其卓越的节水性能而备受青睐, 建设一座湿冷电站的耗水量可以建设4-10座同容量空冷电站，可减少发电厂补水量的75%。所以考虑到我厂的实际情况，在扩建的三期工程2×135MW汽轮发电机组中采用直接空冷来代替湿冷，在此我简单介绍一下空冷的一些概况。
空冷（简称ACC）根据蒸汽冷凝方式不同可分为直接空冷和间接空冷两种，其中间接空冷又分为海勒式间接空冷和哈蒙式间接空冷。在此主要介绍直接空冷，直接空冷是指汽轮机排汽通过大直径排汽管引至空冷器由冷空气直接冷却，热交换发生在空冷器中。直接空冷在国外最早是在20世纪30年代末德国的鲁尔煤矿坑口电厂，而在国内最早是20世纪60年代，但是真正发展应用是在近一两年内才出现的，主要有山西榆社、神二、大二、漳三、古交、河曲、大唐云冈等单机容量为300MW－600MW的电厂。
与常规的湿冷相比，其厂址选择自由度大、节水、环保、负荷可调、空气流量调节灵活简单，管内积垢少，管道腐蚀小，无泄漏危害，无需水质处理等优点。但空冷系统庞大，厂用电消耗较湿冷大，特别是在启动机组时抽真空困难，启动时间长，真空较低，传热系数小，背压较水冷机组高等缺点。空冷对周围气候环境的依赖性较大，地形、环境温度、海拔高度、特别是风速的影响较显著，当风速在2.5m/s以下时影响不大，当达到5m/s时相当于环境温度下降2℃，当达到15m/s时相当于环境温度下降14℃，但是当风速达到4m/s时空冷塔的
散热效果有所下降；由海拔高度变化产生的大气逆温差效应使环境温度升高，也会对散热效果有所影响；环境温度的影响主要表现在夏冬两季，我们所处的地理位置属于北温带大陆沙漠性气候，所以夏天环境温度较高，气温最高可达38℃以上，对机组带负荷极为不利，而冬季环境温度很低，可达零下20℃以下，会产生过冷以及结冰等现象。
直接空冷的工作原理是将汽轮机排汽缸的乏汽通过管道引至空冷凝汽器中被空气冷却，而成为凝结水。其中与湿冷相比，冷却介质由循环水变为空气。处于真空状态下的汽轮机排
图（1）空冷系统简图
汽，通过排汽管道排至空冷器，冷空气在翅片管外流过，将管内的饱和蒸汽冷凝为凝结水。其结构有顺流式、逆流式和顺逆混合式三种，顺逆是根据饱和蒸汽和凝结水的流动方向来确定的。顺流式中凝结水膜较薄，冷却效果好汽阻小，但是在环境温度过低是会产生过冷现象，含氧量增大，引起管道腐蚀，导热系数减小，热阻增大；逆流式凝结水膜较厚，不会产生过冷现象，但是汽阻大，冷却效果差；所以一般采用顺逆混合式，主凝结区为顺流，辅凝结区为逆流，主凝结区主要是凝结大部分的乏汽，而辅凝结区是凝结主凝结区没有完全凝结的乏
汽，主辅凝结区的比例一般为7比1，但是由于在辅凝结区蒸汽量少，在冬季环境温度过低时会产生冰冻现象，现在经常采用的办法是使轴流风机倒转或通过多层百叶窗开闭进行热风循环来调节空冷器的进口风温来预防结冰现象，所以对运行人员的要求较高。根据部分电厂的运行经验得出冬、夏季机组运行性能：随着环境温度的升高，机组背压逐渐升高，且背压升高的速率逐渐增大；风机最佳运行方式是投入台数多而转速均匀一致；合适的选择空冷散热器的面积；风机电耗占发电负荷比例约1.57％～ 3.69％；热空气回流可使热散效果降低5.5％左右，可在散热器平台四周加装挡风墙。
空冷设备主要有散热器、轴流风机等。散热器由若干组镀锌椭圆钢管外套矩形钢翅片的
图（2）空冷凝汽器结构图
翅管组成，空冷凝汽器典型结构如图（2）。汽轮机排汽缸排出的乏汽经过管道引至空冷器的乏汽分配联箱，然后由乏汽分配联箱再分配到各个顺流区的翅管中，冷空气由轴流风机从
空冷塔底部吸上来，在翅管外部流过来冷却管内的乏汽，热空气从空冷塔顶部排向环境，从而使乏汽凝结成凝结水，然后由凝结水管道回收至凝结水箱，没有完全凝结的乏汽继续流经逆流区翅管继续冷却回收。空冷凝器的负荷变换是控制变频式轴流风机的转速来实现的，通常情况下，轴流风机的出力调节主要根据凝结水温度，抽空气温度，真空度等三个方面来调节。在机组启动时轴流风机转速为额定负荷运行的10％左右，随着负荷的增加转速也逐渐增大，直到额定负荷，一般轴流风机的负荷调节范围为额定负荷的0％～110％。
在实际运行工作中,根据其他一些电厂的运行情况，出现了一些该类型机组化学专业所特有的问题,以及一些解决的办法和经验。
直接空冷机组凝结水水质有以下特点：
1. 凝结水含盐量低且稳定。由于采用空气冷却,不存在常规水冷式机组凝汽器泄漏,
污染凝结水的问题,因此其凝结水含盐量
明显低于常规水冷机组,数值大小仅决定
于蒸汽品质及系统腐蚀产物。
2. 凝结水温度高是由于空冷机组
的背压比水冷机组高,所以空冷机组凝结
水温度比水冷机组要高,一般空冷机组凝
结水温度可达60～70℃,比大气环境温
度高出30～40℃。因此,凝结水如采用离
子交换处理,其所用树脂必须耐温性能
好。
3. 空冷系统庞大,导致铁、CO2等含
量高，空冷机组由于冷却面积和系统庞大,且在高真空条件下工作,因此漏入空气的机会增多，凝结水中CO2(HCO-3)含量增加;也正因为其系统庞大,凝结水中金属腐蚀产物(铜、铁)增多(特别是试运期间)。
针对空冷的特点有以下几点建议：
