600 MW级机组两机一塔间接空冷塔散热器的选型研究
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研究主要针对空冷散热器的选型，由于 散热器选型不仅影响依托工程的设备投资，还 直接影响塔体结构选型及设计，是依托工程间 接空冷塔设计的基础。通过对空冷散热器的选 型、散热器的布置以及空冷塔的塔型进行优
化，进行技术经济比较分析，最终得到可适用 于依托工程的最优散热器形式及布置方式。
1 系统研究的主要内容及方法
夏季工况 660
1 221.63 2 530.8
26 167.8 2 603
26
平均工况 706.8 1 204.2 2 406.7 9 114.77 2 473.7 9
2.2 优选方案的主要设计参数对比
在确定主机设计背压(9.0 kPa)、循环倍率 (52倍)、凝汽器面积(40 000 m2)的前提下，通过 对空冷散热器型式(大六排管单层布置、大六排 管双层布置、大四排管双层布置、小六排管双层
Study on Type Selection of Radiator Arranged in One Indirect Air-cooling Tower of Two 600 MW Class Units
ZHAO Xian, FENG Jing, AN Yuan, WANG Xiao-jing (North China Power Engineering Co., Ltd. of CPECC, Beijing 100120, China)
1.1 塔内关键设备的选型及布置
选取目前国内发电领域内通用的几种间接 空冷系统散热器，对其流阻性能及热力性能进行 研究比较，选出适合于1 320 MW级自然通风间 接空冷塔特点的散热器形式；对于可选择的散热 器形式，结合其特点选择其在塔内的布置方式， 通过理论计算得到合理的1 320 MW级自然通风 间接空冷塔设计方案，采用年费用最小法的经济 评价方法，对方案进行技术经济比较。
散热器形式及布置
冷却三 角有效 高径比 高度/m
设计 气温 /℃
大六排管，双层 大六排管，双层
17.8 1.10 12.0 16.8 1.10 12.0
大六排管，双层
15.8 1.10 12.0
大六排管，双层 大六排管，双层
14.8 1.10 12.0 17.8 1.15 12.0
大六排管，双层
16.8 1.15 12.0
总散热
面积 /m2
空冷塔散 空冷塔 热器外缘 总高 直径/m /m
3 426 172 177.4
183.0
3 346 642 183.3
189.5
3 261 848 189.7
196.5
3 184 110 197.3
204.9
3 393 464 175.7
189.4
3 315 726 181.6
196.2
138 070 2.061 3 209 515 204.9
235.8
19.98
从表4中方案13～24的主要参数可以看出，空冷散热器采用双层布置后，循泵扬程回归到合理 区间内，相比方案1～12的单层布置，可大大节约厂用电。
表5 方案25～36的配置及主要设计参数
方案
方案25 方案26 方案27 方案28 方案29 方案30 方案31 方案32 方案33 方案34 方案35 方案36
摘要：本文介绍了内蒙古某依托工程 600 MW 级机组两机一塔间接空冷塔散热器的选型、布置及塔形的优化过程， 通过对多种方案的技术经济比较及分析，给出适用于依托工程的散热器形式、布置方式及塔形的推荐参数。 关键词 ：600 MW 级两机一塔 ；散热器选型及布置 ；塔形优化 中图分类号 ：TM6 文献标志码 ：A 文章编号 ：1671-9913(2021)S1-27-06
3 232 724 188.0
203.5
3 163 611
196.0
212.8
3 360 756 174.0
198.2
3 277 082 179.5
204.9
3 203 600 186.3
213.1
3 129 447 193.9
222.4
泵扬程 /m
36.33 34.16 32.14 30.16 36.67 34.46 32.39 30.32 37.03 34.84 32.65 30.59
* 收稿日期：2020-11-02 第一作者简介：赵弦(1979-)，男，硕士，高级工程师，主要从事空冷系统优化设计及工程应用设计工作。
27 2021年06月 增刊1
水工技术 600 MW级机组两机一塔间接空冷塔散热器的选型研究
参与方案设计的空冷散热器型式及布置： ①三种空冷散热器型式：双流程四排管铝管铝 翅片、双流程大六排管铝管铝翅片、双流程小 六排管铝管铝翅片；②两种空冷散热器布置： 塔外垂直单层布置、塔外垂直双层布置；
1.2 塔型优化问题
塔型主要参数为塔高、零米直径、喉部高 度、喉部直径及出口直径，通过分析确定各参 数间的联系，筛选出可进行调整的塔型参数组 合，通过理论计算得到合理的1 320 MW级自 然通风间接空冷塔设计方案，进行技术经济比 较，得到推荐的塔型参数。参与方案设计的三 种塔形：高径比1.1、1.15、1.22。
58 2.2 39.2 42.4 12 4(10m高平均风速)
表2 依托工程主机排汽参数表
项目 机组出力 /MW 汽轮机排汽量 /(t/h) 汽轮机排汽焓 /(kJ/kg) 汽轮机背压 /kPa.a 给水泵汽轮机总排 汽量 /(t/h) 给水泵汽轮机排汽焓 /(kJ/kg) 给水泵汽轮机背压 /(kPa.a)
单层布置方式来说，若大六排管的循泵扬程已 明显高于合理区间，则大四排管和小六排管只 会偏离更多。因此单层布置方式不适宜该工程 的超大型排烟间冷塔。
表4 方案13～24的配置及主要设计参数
方案
方案13 方案14 方案15 方案16 方案17 方案18 方案19 方案20 方案21 方案22 方案23 方案24
布置)的优化计算，得到采用SCAL型间接空冷系 统的冷端多种设计比选方案，详见表3～表6。
方案
方案1 方案2 方案3 方案4 方案5 方案6 方案7 方案8 方案9 方案10 方案11 方案12
表3 方案1～12的配置及主要设计参数
散热器形式及布置
大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层
2 系统方案的优化比选
2.1 依托工程气象参数及主机排汽参数
依托工程的气象参数如表1所示，主机排汽
参数如表2所示。
表1 依托工程气象参数表
项目 当地大气压力/ hPa 厂址海拔高度/m
相对湿度 /％ 年平均气温 /℃ 极端最高气温 /℃ 极端最低气温 /℃ 设计气温 /℃ 设计风速 /(m/s)
数值 901.6 1 045
针对上述空冷散热器型式和布置，参比 的组合方案为：双流程大四排管单层布置、双 流程大四排管双层布置、双流程小六排管单层 布置、双流程小六排管双层布置、双流程大六 排管单层布置、双流程大六排管双层布置。其 中，双流程大四排管单层布置和双流程小六排 管单层布置，由于管内水阻增长过快，不再进 行方案设计，参与方案间比较。
28
2021年06月 增刊1
水工技术 600 MW级机组两机一塔间接空冷塔散热器的选型研究
从表3中方案1～12的主要参数可以看出， 各方案循泵设计扬程均超过了30 m，相比同容 量机组，循泵电耗增加较多，不利于厂用电指 标的控制。从空冷散热器管束基管内的流通截 面看，大六排管＞大四排管＞小六排管，对于
循环 水流量 /(t/h) 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070
迎面 风速 /(m/s) 1.681 1.757 1.839 1.929 1.710 1.787 1.873 1.958 1.744 1.826 1.910 2.001
散热器形式及布置
大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层
冷却三 角有效 高径比 高度/m
17.8 1.10 16.8 1.10 15.8 1.10 14.8 1.10 17.8 1.15 16.8 1.15 15.8 1.15 14.8 1.15 17.8 1.22 16.8 1.22 15.8 1.22 14.8 1.22
冷却三 角有效 高径比 高度/m
36.5 1.10 34.5 1.10 32.5 1.10 30.5 1.10 36.5 1.15 34.5 1.15 32.5 1.15 30.5 1.15 36.5 1.22 34.5 1.22 32.5 1.22 30.5 1.22
设计 气温 /℃ 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0
shape optimization
0 引言
本文依托工程在国内首次采用 “两机一 塔、烟塔合一” 创新方案，将两台660 MW机 组的脱硫吸收塔、烟气提水装置、湿式静电除 尘器、排烟筒合理的布置在一座间接空冷塔 内。间接空冷塔底部直径达185 m，进风口高度 33～40 m左右，塔高225 m，规模达到了在建间 冷塔之最。
大六排管，双层 大六排管，双层
15.8 1.15 12.0 14.8 1.15 12.0
大六排管，双层
17.8 1.22 12.0
大六排管，双层 大六排管，双层 大六排管，双层
16.8 1.22 12.0 15.8 1.22 12.0 14.8 1.22 12.0
循环 水流量 /(t/h)
迎面风速 /(m/s)
总散热
面积 /m2
空冷塔散 热器外缘 直径/m
空冷塔 总高/m
泵扬程 /m
138 070
1.744.5
21.35
138 070 138 070
1.819 1.900
3 492 686 3 398 057
196.4 203.2
204.0 211.4
20.81 20.29
Abstract: This paper introduces the type selection, layout and tower shape optimization process of the indirect aircooling tower radiator for a 600MW class unit in Inner Mongolia. Through the technical and economic comparison and analysis of various schemes, the radiator type, layout and tower shape recommended parameters are given. Keywords: one indirect air-cooling tower of two 600 MW class units; type selection and layout of radiator; tower
138 070
1.985 3 302 352 210.8
219.8
19.80
138 070 138 070
1.772 1.849
3 541 076 3 447 522
188.0 193.9
203.5 210.3
21.47 20.92
138 070
1.930 3 355 581 200.7
218.1
20.38
水工技术 600 MW级机组两机一塔间接空冷塔散热器的选型研究
DOI：10.13500/j.dlkcsj.issn1671-9913.2021.S1.006
600 MW 级机组两机一塔间接 空冷塔散热器的选型研究
赵 弦，冯 璟，安 源，王晓静 ( 中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司，北京 100120)
138 070
2.019 3 262 565 208.3
226.9
19.87
138 070
1.808 3 485 248 185.0
211.6
21.62
138 070 138 070
1.888 1.970
3 387 303 3 298 947
190.5 197.3
218.3 226.5
21.06 20.51
化，进行技术经济比较分析，最终得到可适用 于依托工程的最优散热器形式及布置方式。
1 系统研究的主要内容及方法
夏季工况 660
1 221.63 2 530.8
26 167.8 2 603
26
平均工况 706.8 1 204.2 2 406.7 9 114.77 2 473.7 9
2.2 优选方案的主要设计参数对比
在确定主机设计背压(9.0 kPa)、循环倍率 (52倍)、凝汽器面积(40 000 m2)的前提下，通过 对空冷散热器型式(大六排管单层布置、大六排 管双层布置、大四排管双层布置、小六排管双层
Study on Type Selection of Radiator Arranged in One Indirect Air-cooling Tower of Two 600 MW Class Units
ZHAO Xian, FENG Jing, AN Yuan, WANG Xiao-jing (North China Power Engineering Co., Ltd. of CPECC, Beijing 100120, China)
1.1 塔内关键设备的选型及布置
选取目前国内发电领域内通用的几种间接 空冷系统散热器，对其流阻性能及热力性能进行 研究比较，选出适合于1 320 MW级自然通风间 接空冷塔特点的散热器形式；对于可选择的散热 器形式，结合其特点选择其在塔内的布置方式， 通过理论计算得到合理的1 320 MW级自然通风 间接空冷塔设计方案，采用年费用最小法的经济 评价方法，对方案进行技术经济比较。
散热器形式及布置
冷却三 角有效 高径比 高度/m
设计 气温 /℃
大六排管，双层 大六排管，双层
17.8 1.10 12.0 16.8 1.10 12.0
大六排管，双层
15.8 1.10 12.0
大六排管，双层 大六排管，双层
14.8 1.10 12.0 17.8 1.15 12.0
大六排管，双层
16.8 1.15 12.0
总散热
面积 /m2
空冷塔散 空冷塔 热器外缘 总高 直径/m /m
3 426 172 177.4
183.0
3 346 642 183.3
189.5
3 261 848 189.7
196.5
3 184 110 197.3
204.9
3 393 464 175.7
189.4
3 315 726 181.6
196.2
138 070 2.061 3 209 515 204.9
235.8
19.98
从表4中方案13～24的主要参数可以看出，空冷散热器采用双层布置后，循泵扬程回归到合理 区间内，相比方案1～12的单层布置，可大大节约厂用电。
表5 方案25～36的配置及主要设计参数
方案
方案25 方案26 方案27 方案28 方案29 方案30 方案31 方案32 方案33 方案34 方案35 方案36
摘要：本文介绍了内蒙古某依托工程 600 MW 级机组两机一塔间接空冷塔散热器的选型、布置及塔形的优化过程， 通过对多种方案的技术经济比较及分析，给出适用于依托工程的散热器形式、布置方式及塔形的推荐参数。 关键词 ：600 MW 级两机一塔 ；散热器选型及布置 ；塔形优化 中图分类号 ：TM6 文献标志码 ：A 文章编号 ：1671-9913(2021)S1-27-06
3 232 724 188.0
203.5
3 163 611
196.0
212.8
3 360 756 174.0
198.2
3 277 082 179.5
204.9
3 203 600 186.3
213.1
3 129 447 193.9
222.4
泵扬程 /m
36.33 34.16 32.14 30.16 36.67 34.46 32.39 30.32 37.03 34.84 32.65 30.59
* 收稿日期：2020-11-02 第一作者简介：赵弦(1979-)，男，硕士，高级工程师，主要从事空冷系统优化设计及工程应用设计工作。
27 2021年06月 增刊1
水工技术 600 MW级机组两机一塔间接空冷塔散热器的选型研究
参与方案设计的空冷散热器型式及布置： ①三种空冷散热器型式：双流程四排管铝管铝 翅片、双流程大六排管铝管铝翅片、双流程小 六排管铝管铝翅片；②两种空冷散热器布置： 塔外垂直单层布置、塔外垂直双层布置；
1.2 塔型优化问题
塔型主要参数为塔高、零米直径、喉部高 度、喉部直径及出口直径，通过分析确定各参 数间的联系，筛选出可进行调整的塔型参数组 合，通过理论计算得到合理的1 320 MW级自 然通风间接空冷塔设计方案，进行技术经济比 较，得到推荐的塔型参数。参与方案设计的三 种塔形：高径比1.1、1.15、1.22。
58 2.2 39.2 42.4 12 4(10m高平均风速)
表2 依托工程主机排汽参数表
项目 机组出力 /MW 汽轮机排汽量 /(t/h) 汽轮机排汽焓 /(kJ/kg) 汽轮机背压 /kPa.a 给水泵汽轮机总排 汽量 /(t/h) 给水泵汽轮机排汽焓 /(kJ/kg) 给水泵汽轮机背压 /(kPa.a)
单层布置方式来说，若大六排管的循泵扬程已 明显高于合理区间，则大四排管和小六排管只 会偏离更多。因此单层布置方式不适宜该工程 的超大型排烟间冷塔。
表4 方案13～24的配置及主要设计参数
方案
方案13 方案14 方案15 方案16 方案17 方案18 方案19 方案20 方案21 方案22 方案23 方案24
布置)的优化计算，得到采用SCAL型间接空冷系 统的冷端多种设计比选方案，详见表3～表6。
方案
方案1 方案2 方案3 方案4 方案5 方案6 方案7 方案8 方案9 方案10 方案11 方案12
表3 方案1～12的配置及主要设计参数
散热器形式及布置
大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层 大六排管，单层
2 系统方案的优化比选
2.1 依托工程气象参数及主机排汽参数
依托工程的气象参数如表1所示，主机排汽
参数如表2所示。
表1 依托工程气象参数表
项目 当地大气压力/ hPa 厂址海拔高度/m
相对湿度 /％ 年平均气温 /℃ 极端最高气温 /℃ 极端最低气温 /℃ 设计气温 /℃ 设计风速 /(m/s)
数值 901.6 1 045
针对上述空冷散热器型式和布置，参比 的组合方案为：双流程大四排管单层布置、双 流程大四排管双层布置、双流程小六排管单层 布置、双流程小六排管双层布置、双流程大六 排管单层布置、双流程大六排管双层布置。其 中，双流程大四排管单层布置和双流程小六排 管单层布置，由于管内水阻增长过快，不再进 行方案设计，参与方案间比较。
28
2021年06月 增刊1
水工技术 600 MW级机组两机一塔间接空冷塔散热器的选型研究
从表3中方案1～12的主要参数可以看出， 各方案循泵设计扬程均超过了30 m，相比同容 量机组，循泵电耗增加较多，不利于厂用电指 标的控制。从空冷散热器管束基管内的流通截 面看，大六排管＞大四排管＞小六排管，对于
循环 水流量 /(t/h) 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070 138 070
迎面 风速 /(m/s) 1.681 1.757 1.839 1.929 1.710 1.787 1.873 1.958 1.744 1.826 1.910 2.001
散热器形式及布置
大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层 大四排管，双层
冷却三 角有效 高径比 高度/m
17.8 1.10 16.8 1.10 15.8 1.10 14.8 1.10 17.8 1.15 16.8 1.15 15.8 1.15 14.8 1.15 17.8 1.22 16.8 1.22 15.8 1.22 14.8 1.22
冷却三 角有效 高径比 高度/m
36.5 1.10 34.5 1.10 32.5 1.10 30.5 1.10 36.5 1.15 34.5 1.15 32.5 1.15 30.5 1.15 36.5 1.22 34.5 1.22 32.5 1.22 30.5 1.22
设计 气温 /℃ 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0
shape optimization
0 引言
本文依托工程在国内首次采用 “两机一 塔、烟塔合一” 创新方案，将两台660 MW机 组的脱硫吸收塔、烟气提水装置、湿式静电除 尘器、排烟筒合理的布置在一座间接空冷塔 内。间接空冷塔底部直径达185 m，进风口高度 33～40 m左右，塔高225 m，规模达到了在建间 冷塔之最。
大六排管，双层 大六排管，双层
15.8 1.15 12.0 14.8 1.15 12.0
大六排管，双层
17.8 1.22 12.0
大六排管，双层 大六排管，双层 大六排管，双层
16.8 1.22 12.0 15.8 1.22 12.0 14.8 1.22 12.0
循环 水流量 /(t/h)
迎面风速 /(m/s)
总散热
面积 /m2
空冷塔散 热器外缘 直径/m
空冷塔 总高/m
泵扬程 /m
138 070
1.744.5
21.35
138 070 138 070
1.819 1.900
3 492 686 3 398 057
196.4 203.2
204.0 211.4
20.81 20.29
Abstract: This paper introduces the type selection, layout and tower shape optimization process of the indirect aircooling tower radiator for a 600MW class unit in Inner Mongolia. Through the technical and economic comparison and analysis of various schemes, the radiator type, layout and tower shape recommended parameters are given. Keywords: one indirect air-cooling tower of two 600 MW class units; type selection and layout of radiator; tower
138 070
1.985 3 302 352 210.8
219.8
19.80
138 070 138 070
1.772 1.849
3 541 076 3 447 522
188.0 193.9
203.5 210.3
21.47 20.92
138 070
1.930 3 355 581 200.7
218.1
20.38
水工技术 600 MW级机组两机一塔间接空冷塔散热器的选型研究
DOI：10.13500/j.dlkcsj.issn1671-9913.2021.S1.006
600 MW 级机组两机一塔间接 空冷塔散热器的选型研究
赵 弦，冯 璟，安 源，王晓静 ( 中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司，北京 100120)
138 070
2.019 3 262 565 208.3
226.9
19.87
138 070
1.808 3 485 248 185.0
211.6
21.62
138 070 138 070
1.888 1.970
3 387 303 3 298 947
190.5 197.3
218.3 226.5
21.06 20.51