汽轮机空冷技术概览
空冷系统简介
空冷系统简介我们电厂人49篇原创内容公众号空冷系统主要分为两种，间接空冷和直接空冷。
一、间接空气冷却系统1. 汽轮机做完功的乏汽与冷却水混合换热的间接空气冷却系统汽轮机做完功的乏汽排入混合式凝汽器中，与进入混合式凝汽器的冷却水（除盐水）混合，冷却水带走乏汽的热量。
乏汽遇到温度低的冷却水凝结成凝结水，部分凝结水与除盐水混合的水，用凝结水泵送至热力系统中进行循环。
绝大部分凝结水与除盐水混合的水用循环水泵送至间接冷却塔中的散热器内，由空气进行自然冷却，冷却后的水再次进入混合式凝汽器中进行循环。
2. 汽轮机做完功的乏汽与冷却水表面换热的间接空气冷却系统这种空冷系统与传统的湿冷系统相似，汽轮机做完功的乏汽排入表面式凝汽器中，乏汽流过凝汽器不锈钢管与管内流动的冷却水进行表面换热，乏汽冷凝后，用凝结水泵送至热力系统中进行循环。
管内流动的冷却水带走热量，通过循环泵升压后，送入间冷塔内的热水环管，通过热水环管将热水再送入间冷塔四周布置的空冷散热片中，双曲线的间冷塔通过自抽力，将塔外的冷空气抽入塔内，空气散热器中与空气对流换热。
温度降低的冷却水通过冷却水环管，重新进入凝汽器中冷却汽轮机排出的乏汽。
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5篇原创内容公众号3. 采用冷却剂的间接空冷系统利用低沸点的工质如氟利昂代替水作为中间冷却介质。
可以省去循环水泵，传热性能好。
二、直接空冷系统1. 原理汽轮机做完功的乏汽经排汽大管道送至布置在室外的空气凝汽器的空冷散热器中，由冷却风扇将空气送至空冷散热器外流动，冷却管内的排汽，使排汽凝结成水，冷凝的凝结水再由凝结水泵送至热力系统中进行循环。
新能源电力论坛新能源电力论坛公众号2. 直接空气冷却系统的组成直接空气冷却系统主要由排汽装置和室外的空冷岛组成。
排汽装置主要由大排汽管道、凝结水汇集联箱、热水井、热工仪表等组成。
空冷岛蒸汽分配管及空冷器散热器，凝结水、抽空气管道、空冷变频风机、空冷风机平台外、挡风墙及散热器清洗装置。
汽轮机直接空冷应用
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。
空冷及水冷、间冷
、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。
空冷简介
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。
发电厂空冷技术
发电厂空冷技术1. 汽轮机做功后的乏汽，须经汽轮机凝气设备冷却为凝结水，染后由凝结水泵送至回热系统。
2. 汽轮机凝气设备的冷却方式主要分为湿式冷却系统（水冷系统）和干式冷却系统（空气冷却系统）两大类。
3. 发电厂空冷：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。
4. 直接空冷系统：汽轮机排气经粗大排气管道送至室外布置的空冷凝器器的翅片管束中，冷却空气在翅片管外流动将管内的排气凝结，得到的凝结水由凝结水泵送至回热系统。
5. 间接空冷系统可分为：具有混合式凝汽器的间接空冷系统、具有表面式凝汽器的间接空冷系统、采用冷却剂的间接空冷系统三种方式。
6. 风对空冷的影响：风速为2.5m/s 时，对散热器的冷却效果无影响；当风速大于4m/s 时，对散热器的冷却效果产生影响明显。
风速为5m/s 时对冷却效果的影响相当与环境温度升高2。
C ；风速为15m/s 时，对冷却效果的影响相当与环境温度升高14。
C 。
7. 风影响直接空冷凝器性能的主要因素有：空冷凝汽器平台通风形状；空冷凝汽器热排气出口离地面高度；风速大小及主风向；强风在空冷凝器器等周围均匀分布程度等。
8. 大气逆温层影响：大气逆温层是指从地面至高空的大气对流层，在通常境况下，每升高100m ，大气温度约降低0.6。
C ，离地面约高，大气温度越低。
9. 空冷凝汽器工作过程：汽轮机排气由排---配气管道送入主凝区，轴流风机强制冷空气在散热器翅片管外侧流过，将管内饱和蒸汽冷凝为凝结水，主凝区未凝结的剩余蒸汽通过凝结水联箱上部空间进入辅凝区继续凝结，不凝结的气体由抽真空系统排出，凝结水汇集于凝结水联箱，通过管道引入凝结水联箱后，再由凝结水泵送入回热系统。
10. 直接空冷系统的凝结水系统主要由：单元组凝结水联箱、凝结水箱、凝结水泵组及设备间的连接管道构成。
11. 排气系统的作用是：在机组启动时将汽、水管道系统和设备中沉积的空气抽掉，一边加快启动速度以及在正常运行时及时抽掉蒸汽、疏水中不凝结气体和泄露入真空系统的空气，以维持空冷凝汽器真空和减少对设备的腐蚀。
空冷技术介绍讲课稿
空冷岛运行中的典型问题（三）
启动及停止以及事故过程中的防冻
1）空冷开始进汽后，进汽量必须在30分钟内达到其额定汽量20%． 2）检查关闭到排汽装置扩容器的全部疏水。（主汽和再热器管道的排地
沟或排空疏水） 3）合理的选择启动方式（中压缸启动），尽可能安排在白天气温高的时
空冷系统的热力流程☺ 文字简述：汽轮机排汽经过主排汽管道进入蒸汽分
配管，进入空冷散热器，汽轮机的排汽被空气 冷却后形成的凝结水由汇集管道进入凝结水总 管，流入凝结水箱，最后由凝结水泵打出供给 锅炉。 环境中的冷空气被轴流风机加压后横向吹向空 冷散热器，吸收了热量的冷空气变成热空气后 经空冷散热器散发到环境中。其中，由于真空 系统不严密处漏入的空气和汽轮机排汽中的不 凝气体被抽真空设备由空冷散热器的逆流管束 的顶部抽出。
空冷系统的组成范围和设备 组成范围（与湿冷机组不完全一致） 1．汽轮机排汽口到凝结水泵的入口间的所有设备和管路系
统及附件 每个ACC系统包括如下的设备：汽机排汽管道：二级旁路进
入空冷凝汽器的三级减温减压器，蒸汽分配管及空冷凝汽 器管束；凝结水管道：凝结水箱及其连接装置，凝结水再 循环管道；空气管道；疏水管道：疏水罐，疏水扩容器， 疏水箱及其连接管道；风机，包括：风机，减速箱，减振 器，电机；风机平台及其以上“A”型构架；风机平台以下 支架；自控系统和仪表；各种管制件（如阀门等）；系统 保护设备（如安全阀；爆破片）；清洗系统。（移动式的 水力自动清洗系统，定期对空冷器表面进行清洗。）
空冷岛的热控逻辑 （三）
热工测量信号点的设置：
（1）3个压力传感器测量排汽压力，取平均值。输出信号被送到控制系统。并在 主控制室中被显示。
空冷系统简介
空冷系统简介1 空冷系统简介1.1 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。
汽机空冷方案介绍
谢谢大家!
我厂为冷却塔的空冷改造，为了 减少对原系统的改变，优先考虑 哈蒙式间接空冷系统。对于选取 换热器是水平布置还是垂直布置， 在后期设计中予以选取。
带表面式凝汽器的间接空冷系统与常规的湿冷 系统基本相仿，不同之处是用表面式对流换热的 空冷塔代替混合式蒸发冷却换热的湿冷塔，用洁 净的除盐水代替湿冷机组的水质较差的循环冷却 水，以避免冷却水管道脏污堵管，或结垢而降低 冷却效果。
冷塔（相同机组一座湿冷塔占地约11600米2）。
环境风影响
调节空冷塔进风口的百叶窗，可以减少大风对空冷 系统的影响。夏季防范热风的能力强于直冷。
间接空冷相对于直接空冷系统，受环境风影响较小， 机组安全稳定性较高。
项目 防冻性能
间接空冷（表面式凝汽器）
间接空冷系统在空冷塔进风口装设百叶窗 及启闭执行机构，冬季可以通过控制百叶 窗的开度来调节循环冷塔（散热器垂直布置）
间冷塔内高位 膨胀水箱
间冷塔X型柱后垂 直布置的空冷 散热器
间接空冷塔（散热器水平布置）
三种可选方案
项目
简介
海勒式间接 空冷系统
混合式凝汽器+垂直布置空冷塔散热器
表面式凝汽器+水平布置空冷塔散热器
哈蒙式间接 空冷系统 表面式凝汽器+垂直布置空冷塔散热器。
方案的选择
项目 系统组成
关键部件
间接空冷（表面式凝汽器）
间接空冷系统主要包括表面式凝汽器、空冷散热器、 空冷塔、空冷散热器、充水排水系统、补水稳压系统、 清洗系统以及循环水系统等。
表面式凝汽器、空冷散热器、循环水泵等。
项目 占地面积
间接空冷（表面式凝汽器） 间接空冷600MW机组配一座占地约16000米2的空
600MW技术介绍(空冷)
一.东方空冷技术的特点和发展史 东方空冷 空冷技术的特点和发展史
东方研制大型空冷技术将近20年历史，已开发135MW、200MW、 东方研制大型空冷技术将近20年历史，已开发135MW、200MW、 20年历史 135MW 300MW及600MW等级哈蒙与海勒间冷以及直接空冷共7个型号、 300MW及600MW等级哈蒙与海勒间冷以及直接空冷共7个型号、5代产 MW等级哈蒙与海勒间冷以及直接空冷共 660MW 品，形成较完整空冷机系列。目前，进一步以超临界湿冷660MW与 形成较完整空冷机系列。目前，进一步以超临界湿冷660MW与 空冷600MW为基础、以从日立二次引进第三代600MW技术为依托， 空冷600MW为基础、以从日立二次引进第三代600MW技术为依托，开 600MW为基础 600MW技术为依托 发出超临界600MW空冷汽轮机。东方空冷技术特点如下： 发出超临界600MW空冷汽轮机。东方空冷技术特点如下： 600MW空冷汽轮机
（续）一.东方空冷技术的特点和发展史 东方空冷 空冷技术的特点和发展史 （续）3.技术领先 3.技术领先
(四)研究空冷背压保护 研究空冷背压保护 空冷
目的： ★目的： 不使空冷机末级叶片在高背压、 不使空冷机末级叶片在高背压、小容积流量 工况出现过大动应力。 工况出现过大动应力。
（续）一.东方空冷技术的特点和发展史 东方空冷 空冷技术的特点和发展史 （续）3.技术领先 3.技术领先
(一) 研究空冷运行特点
空冷运行背压三特点： 空冷运行背压三特点： 典型设计背压：15kPa, 湿冷典设背压： kPa） kPa,（ ★ 平均背压高——典型设计背压：15kPa,（湿冷典设背压：5kPa） 背压随着昼夜温差的起落，急剧变化； ★ 变化快——背压随着昼夜温差的起落，急剧变化； ★ 变化大——典型空冷背压：6kPa～40kPa（典型湿冷：4～12kPa） 典型空冷背压： kPa～40kPa（典型湿冷： 12kPa kPa）
空冷汽轮机
4、系统特点
优点：设备少，系统简单， 优点：设备少，系统简单，基建投资 占地少；空气量的调节灵活. 少，占地少；空气量的调节灵活 缺点：排汽管道密封困难， 缺点：排汽管道密封困难，维持真空 启动时建立真空困难（ 低，启动时建立真空困难（需很长时 间）。
5、空冷岛的结构 、
组成： 组成： 排汽管道、 排汽管道、 冷却装置、 冷却装置、 轴流风机、 轴流风机、 凝结水回 水管道、 水管道、 抽气管道、 抽气管道、 电气进出 线管、 线管、 支撑柱、 支撑柱、 桁架等。 桁架等。
（三）带表面式凝汽器间接空冷系统
系统组成： 1、系统组成：亦称哈蒙系 由表面式凝汽器、 统，由表面式凝汽器、空 冷散热器、 冷散热器、循环水泵以及 充氮保护系统、 充氮保护系统、循环水补 充水系统、 充水系统、散热器清洗等 系统与空冷塔构成。 系统与空冷塔构成。 该系统与常规的湿冷系统 基本相仿， 基本相仿，不同之处是用 空冷塔代替湿冷塔， 空冷塔代替湿冷塔，用密 闭式循环冷却水系统代替 敞开式循环冷却水系统， 敞开式循环冷却水系统， 循环水采用除盐水。 循环水采用除盐水。
2、末级叶片容积流量变化大 、
（1）气温低、背压低、负荷大时，汽轮机 ）气温低、背压低、负荷大时， 容积流量大，将导致以下不利后果： 容积流量大，将导致以下不利后果： 余速损失增大； 1）余速损失增大； 汽流作用力增大，使叶片弯曲应力增大； 2）汽流作用力增大，使叶片弯曲应力增大； 汽轮机轴向推力增大。 3）汽轮机轴向推力增大。
空冷汽轮机
一、发电厂空冷系统简介
（一）直 接空冷系 统 1、原则 性热力系 统
2、空冷凝汽器工作原理 、
汽轮机排汽通过粗 大的排汽管道送到 空冷凝汽器内， 空冷凝汽器内，轴 流风机使空气流过 空冷凝汽器的外表 面带走热量， 面带走热量，使排 汽凝结为水。 汽凝结为水。
汽轮机直接空冷系统概述
汽轮机直接空冷系统概述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将排汽凝结。
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，凝结水再经凝结水泵送回汽轮机的回热系统。
直接空冷机组原则性汽水系统1—锅炉；2—过热器；3—汽轮机；4—空冷凝汽器；5—凝结水泵；6—凝结水精处理装置；8—低压加热器；9—除氧器；10—给水泵；11—高压加热器；12—汽轮机排汽管道；13—轴流冷却风机；14—立式电动机；15—凝结水箱；17—发电机直接空冷系统的空冷岛部分直接空冷系统的特点直接空冷系统是将汽轮机排出的乏汽，由管道引入称之为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，效果好。
该系统的主要特点还有：1、自然界大风的影响比较严重。
在夏季，自然气温普遍较高，如在这一时段再受到自然大风的影响，必然对机组的运行产生影响。
各电厂在夏季高温段遇到外界大风时，均有不同程度的降负荷现象，特别是山西漳山电厂、大一电厂、大二电厂在夏季高温时段皆因受到大风的影响，出现过机组跳闸现象。
自然大风影响是一个世界性难题，对直接空冷机组影响是很大的。
但是，自然大风的影响又是很难人为克服的。
因此，大一电厂在厂房顶部安装了测风装置采集数据，准备在进行相关数据分析的基础上，做出空冷机组应对自然大风的预案，尽量将因大风影响造成的损失降至最低。
榆社电厂、漳山电厂也准备采取同样的措施。
这种方法是否行之有效，还有待进一步探讨。
2、机组的真空系统严密性是一个普遍存在的问题。
特别是有一个奇怪的现象，就是有些电厂在机组刚投运时，空冷系统的严密性较好，但通过运行一年半载后，出现了反常现象。
由于空冷机组的真空容积庞大，汽轮机泄漏、安装焊接等原因，都会在很大程度上影响真空系统的严密性，致使机组背压提高，增大了煤耗，降低了机组带负荷的能力。
发电厂汽轮机空冷的原理
发电厂汽轮机空冷的原理
发电厂汽轮机的空冷是通过空气冷却器来实现的。
空气冷却器是一种设备，可以将空气流经汽轮机的热交换表面，从而带走汽轮机工作时产生的热量，实现汽轮机的空冷。
具体原理是，空气冷却器内部有一系列的热交换表面，通过这些表面对空气进行冷却。
当空气流经这些热交换表面时，空气会吸收汽轮机产生的热量，从而冷却下来。
冷却后的空气会继续循环流动，从而形成了汽轮机的空冷循环系统。
空气冷却器通过这种方式可以将汽轮机产生的热量带走，从而保持汽轮机的工作温度在合适的范围内，确保汽轮机的正常运行。
同时，空气冷却器还可以提高汽轮机的工作效率，减少能源的消耗，对环境也有一定的保护作用。
汽轮机直接空冷系统概述
汽轮机直接空冷系统概述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将排汽凝结。
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，凝结水再经凝结水泵送回汽轮机的回热系统。
直接空冷机组原则性汽水系统1—锅炉；2—过热器；3—汽轮机；4—空冷凝汽器；5—凝结水泵；6—凝结水精处理装置；8—低压加热器；9—除氧器；10—给水泵；11—高压加热器；12—汽轮机排汽管道；—17—凝结水箱；15—立式电动机；14—轴流冷却风机；13．发电机直接空冷系统的空冷岛部分直接空冷系统的特点直接空冷系统是将汽轮机排出的乏汽，由管道引入称之为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，效果好。
该系统的主要特点还有：1、自然界大风的影响比较严重。
在夏季，自然气温普遍较高，如在这一时段再受到自然大风的影响，必然对机组的运行产生影响。
各电厂在夏季高温段遇到外界大风时，均大一电厂、特别是山西漳山电厂、有不同程度的降负荷现象，大二电厂在夏季高温时段皆因受到大风的影响，出现过机组跳闸现象。
自然大风影响是一个世界性难题，对直接空冷机组影响是很大的。
但是，自然大风的影响又是很难人为克服的。
因此，大一电厂在厂房顶部安装了测风装置采集数据，准备在进行相关数据分析的基础上，做出空冷机组应对自然大风的预案，尽量将因大风影响造成的损失降至最低。
榆社电厂、漳山电厂也准备采取同样的措施。
这种方法是否行之有效，还有待进一步探讨。
2、机组的真空系统严密性是一个普遍存在的问题。
特别是有一个奇怪的现象，就是有些电厂在机组刚投运时，空冷系统的严密性较好，但通过运行一年半载后，出现了反常现象。
由于空冷机组的真空容积庞大，汽轮机泄漏、安装焊接等原因，都会在很大程度上影响真空系统的严密性，致使机组背压提高，增大了煤耗，降低了机组带负荷的能力。
空冷岛概述
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
大型汽轮机组空冷技术
关于空冷技术内蒙古电力科学研究院孔昭文1.空冷技术概述空气冷却技术大致分为两种形式，一是间接空冷，二是直接空冷。
见下图目前国内大型空冷机组已投运8台，为山西大同二电厂的#5、#6和丰镇发电厂的#3～#6海勒式喷射凝汽器间接空冷机组，以及太原二电厂的#7、#8哈蒙式表面凝汽器间接空冷机组。
而国内直接空冷机组还无大型机组投入运行。
据资料统计，截止到1998年，世界各国已投运的间接空冷机组有500余台，直接空冷机组有800余台。
这些机组大部分已有几十年的成功运行经验。
因此说空冷技术已日趋成熟。
2．空冷机组特点电站空冷技术提出已有60多年的历史，经历了容量由小到大、技术由不成熟到成熟、应用地区由炎热的南方到寒冷的北方、由不受重视到感到日益需要的过程，究其原因，不外乎以下几点：○空冷机组的干式冷却不需要大量的冷却水，发电厂干式冷却机组比湿冷机组节水30%以上。
○世界性水荒，导致新建发电厂不得不采用空冷以缓解日益严重的水资源匮乏问题。
○采用空气冷却，空气可以免费取得，不需各种辅助费用。
○采用空冷，厂址选择不受限制。
○由于空气冷却器空气侧压力降到100～200Pa左右，很低，故运行费用很低。
○空冷系统的维护费一般为湿冷系统的20～30%。
但空冷机组有其自身缺点：○空冷机组换热系数低，比热小，所以空冷器需要较大的面积。
○空冷器性能易受环境气温、大风、雨季等影响。
○空冷器不能靠近大型建筑物，否则易形成热风再循环。
○空冷器要求采用特殊制造的翅片管。
空冷机组性能：a节水效果采用空冷系统后，由于不存在湿冷塔蒸发风吹和排污损失，故减少了大量补水，对电厂来说，由于还存在锅炉除灰用水等消耗，电厂虽有一定耗水量，但总耗水量大大减少。
据文献记载和试验结果，空冷机组比湿冷机组节水30%以上。
一个百万千瓦级的空冷电站比相同湿冷电站年节水1000万吨以上。
b空冷机组造价空冷机组造价高于湿冷机组，对冷却系统来说，湿冷、直接空冷、间接空冷的投资比为2：3：6，空冷系统部分的投资约占全厂总投资的6%—9%。
空冷系统简介
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。
直接空冷技术解读
汽轮机排汽温度与设计环境温度之差。
• ITD值应优化选择：取值大小对机组运行、初期投
资影响甚大。
• 初始温差ITD的取值特点：国外ITD取值都较
高，VODAK=41.7 ℃,MATIBA=39.2 ℃ 。
1.3直接空冷技术发展、应用概况
国外:
• 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， 1.5MW ；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。 • 最早投入运行大型直接空冷机组的是德国GEA公司生产的1978年装 于美国怀俄达克电站的365MW机组，是当时世界上单机容量最大的 直接空冷机组。这台直接空冷机组已安全运行20多年。 • 目前，世界上已投运的最大的直接空冷机组也是由德国GEA公司生 产，已于 1991 年建成的南非 Matimba 电站 6×665MW 机组，最后投 产的一台机组也已安全运行10年多。
GEA 散热器管排
风机
凝结水泵
间接空冷系统示意图（海勒式）
LP
LP
G
空冷塔
去 锅 炉
凝汽器
水轮机
凝结水泵
循环水泵
汽轮机
汽轮机膨胀节
`
汽轮机排汽过渡段
•
`
排水坑
1.2为何要采用直接空冷技术?
• 众所周知，我区以煤炭资源丰富、土地资源广阔，以及 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，国家审批的电厂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，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。
空冷系统讲义
TS
2.5.2空冷凝汽器气密性试验 2.5.2空冷凝汽器气密性试验
气密性试验程序 气密性试验是将空气压缩机输气管连接到空冷系统，并对系统进行打压。 首先将系统加压，检查系统隔离边界的法兰、接头、焊缝。系统加压过程中， 发现任何泄漏，必须立即泄压并进行修理。 当气密性试验的压力1.3bar (abs)后，停止输入空气。试验时每隔30分钟读 取并记录2只压力表及2支温度计的显示值。 试验持续24小时，以便开始和结束时环境温度大致相同，从而得到正确的试 验结论。 空冷系统气密性试验历时24小时压降不应大于50mbar。此结果应为对环境温 度进行修正之后的数据。 完成气密性试验后，打开临时放气阀将系统泄压。
TS
2.5.3空冷凝汽器清洗 2.5.3空冷凝汽器清洗
热态清洗的准备工作 热清洗时，从凝汽器管束来的含垢凝结水不能进入排汽装置，必须安装临时 放水管路。由于空冷系统处于真空状态，临时放水管路必须浸入到废水收集 池的水面以下避免系统漏真空。 配备一个废水收集池，热态清洗开始之前，将废水收集池充好水。在热态清 洗过程中，凝结水先排放到废水收集池，再溢流至雨水井。 热态清洗过程中大量凝结水被排放，必须保证充足的除盐水。 热态清洗过程中采用锅炉上水泵向除氧器补充干净除盐水。凝结水泵启动以 便向低旁提供减温水。 在临时放水管上安装废水取样管，监视化验水质。取样管放水口必须低于废 水收集池水面高度以下，否则将无法取样。
TS
2.5.3空冷凝汽器清洗示意图 2.5.3空冷凝汽器清洗示意图
TS
2.6 验评及调试报告的编写
验评表的填写 调试报告编写
TS
3、空冷系统常见问题及注意事项
常见问题： 1、蒸汽进气阀不严 2、空冷系统解冻 3、空冷系统出现热风再循环 4、空冷风机变频器故障 注意事项： 1、每年定期对空冷翅片进行水清洗 2、机组在冬季启动时，空冷系统进气量必须要 求时间内在达到最低蒸汽流量 3、定期更换变速齿轮内的润滑油
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内蒙古电力科学研究院
8
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已投运的 8 台空冷机组均已经受了大风、严寒、高温酷暑的考验。 以丰镇电厂为例，93 年第一台 3#国产空冷机组投运后，经过各方技 术人员的共同努力和探索，经过 3-5 年不断的完善化治理，各项运行 指标均达到良好标准，4-6#机也已安全稳定运行多年，成为内蒙电网 的主力机组。但由于间接空冷机组还存在大风和高温及防冻方面的影 响，间接空冷机组比湿冷机组煤耗高 15-20g/kWh。经运行与实测分 析，4 台空冷机组每年节水约 1300 万吨。
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直接空冷电站风机耗电
表6
电站名称
Utrillas
Wyodak Citta di Roma
国家
西班牙
美国
意大利
电站功率，MW
160
365
2×36
风机台数
40
66/3
2×16
风机直径，m
5.6
6.3/9.5
5.6
风机功率，MW
2.3
5.5
1.3
风机耗功占汽机
3×200 混合式 前苏联 1971 30.2
200 混合式
南非 1971 37.1
2×200 表面式 中国 1993 64.0
6×686 表面式 南非 1988 34.8
e 投资成本
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3
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15
15
15
汽机背压，mbar
93.7
119.7
138.9
汽机毛功率，MW
346.7
343.5
341.1
冷却系统功率，MW
1.7
5.1
1.4
汽机净功率，MW
345
338
339.7
冷却系统投资，马克 23 000 000 39 000 000 50 000 000
年度成本，马克/a 2 900 000 13 745 000 15 800 000
直接空冷系统的厂用电一直是人们关注的问题，表 6 列出几个直 接空冷电站的厂用电。
对美国怀俄达克电厂的风机及其它辅助机械的耗功进行了计算， 得出风机耗功占总发电量的 1.6%
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6
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2 4 115
53×16
66（3） 6.4（9.14）
22 16.5
表8
Matimba 电站 南非 6×665 1987 18 39.2
665 17.9
2 5 000
100×20 119×49
40 8 1 200 000 48 9.14 45 13.0
3．国内应用发展情况 我国空冷技术起步在 60 年代中期，64 年由哈尔滨空调机厂，兰
采用空冷系统后，由于不存在湿冷塔蒸发风吹和排污损失，故减 少了大量补水，对电厂来说，由于还存在锅炉除灰用水等消耗，电厂 虽有一定耗水量，但总耗水量大大减少。据文献记载和试验结果，空 冷机组比湿冷机组节水 30%以上。一个百万千瓦级的空冷电站比相同 湿冷电站年节水 1000 万吨以上。 b 空冷机组造价
热，而间接空冷是水对空气的放热。前者的传热温差较间接空冷大
30%左右，在散热量一定的条件下，导致直接空冷散热器的传热面积
较间接空冷少 30%。
有文献记载，在散热量一定的条件下，对直接空冷和间接空冷的
散热器的传热面积进行了计算，计算条件和结果列于表 5，计算结果
表明，两者传热面积相差 30%，这是直接空冷系统的投资低于间接空
有一定防冻经验 无
有 200MW 机组运行 泵耗发电功率的
0.3%
40—60 （1.3—1.4）A
150%
间接空冷 （表面式凝汽器） 良好，不宜带尖峰
负荷 有一定防冻经验
无 有 200MW 机组运行 泵耗发电功率的
0.3%
40—60 （1.3—1.4）A
150%
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的背压，其根据之一是蒸汽在排汽管道的压降较大，实际情况不完全 是这样。
对巴西 350MW 电站进行的湿式冷却和干式冷却的优化研究中，在 同样环境条件下，间接空冷系统背压为 13.89kPa，而直接空冷系统 背压为 11.97kPa。
南非 Matimba 电站 6×665MW 机组，其庞大的蒸汽管道的蒸汽压 降为 1.7kPa，折算到温降约为 3℃以下，相当于表面式凝汽器的端差。 所以直接空冷机组和间接空冷机组的排汽压力是很值得研究的一个 课题。 g 空冷系统厂用电
Matimba
装机功率，MW
160
365
6×665
国家
西班牙
美国
南非
运行年代
2
占地面积，m /MW
1970 17.1
1978 16.5
1987 13.0
电站名称 装机功率，MW 凝汽器型式
国家 运行年代 占地面积，
2
m /MW
间接空冷系统占地面积 Razdan Grootvlei5 太原二热
表2 Kendal
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总发电量相同的发电厂，选用经优化的湿式冷却系统和干式冷却 系统，在投资方面的差异主要取决于厂址的现场气象条件，不同条件 下的投资成本示于表 3 和表 4。
500MW 电站的不同地点、不同冷却系统的投资水平
（以德里的 500MW 湿式冷却系统为基准）
表3
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c 热经济性
由于空冷机组比湿冷机组的排汽背压高，其循环效率降低约 5%，
加上厂用电消耗多，所以其热耗比湿冷机组一般高 6%—9%。
d 占地面积
采用直接空冷的占地面积小于间接空冷，见表 1、表 2
直接空冷系统占地面积
表1
电站名称
Utrillas
Wyodak
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关于空冷技术
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1.空冷技术概述
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○ 采用空冷，厂址选择不受限制。 ○ 由于空气冷却器空气侧压力降到 100～200Pa 左右，很低，故运行 费用很低。 ○空冷系统的维护费一般为湿冷系统的 20～30%。
但空冷机组有其自身缺点： ○空冷机组换热系数低，比热小，所以空冷器需要较大的面积。 ○空冷器性能易受环境气温、大风、雨季等影响。 ○空冷器不能靠近大型建筑物，否则易形成热风再循环。 ○ 空冷器要求采用特殊制造的翅片管。 空冷机组性能： a 节水效果
在考虑对冷却系统投资的投资时，应事先考虑到将要使用的冷却
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发电功率百分数，
1.38
1.69
1.45
%
h 直接空冷系统和间接空冷系统特性的比较见下表
表7
运行效果
防冻经验 热风再循环 国内使用情况
厂用电
占地面积， m2/MW
散热面积，m2 投资
直接空冷
良好，不宜带尖峰负 荷，
经受-43℃—43℃ 有
无大型机组运行 风机耗发电功率
1.6%
15 A 100%
间接空冷 （混合式凝汽器） 良好，可带尖峰负荷
2
总传热面积，m 9.风机：台数
直径，m 10.管束平台高度，m
2
11.占地面积，m /MW
Utrillas 电站 西班牙 1×160 1970 15 33
160 11.5 349.2
2 3 500
32 8
40 5.6 43 17.0
Wyodak 电站 美国 1×330 1978 19 41
330 20.3 780
州石油机械研究所，北京石油设计院共同开发研制的首台空气冷却器 装于锦西石油五厂，运行状况良好。66 年由哈工大和哈空调联合开 发电站空冷技术，哈工大 50kW 试验电站采用空冷凝汽器获得成功。 之后，87 年大同二电厂引进匈牙利首台 200MW 大型海勒式间接空冷 机组安装调试并投产。92 年丰镇电厂首台国产化 200MW 海勒式间接 空冷机组投运。94 年太原二电厂首台国产化 200MW 哈蒙式表面凝汽 器间接空冷机组投运。至目前已有 8 台 200MW 大型空冷机组投运。
国已投运的间接空冷机组有 500 余台，直接空冷机组有 800 余台。这
些机组大部分已有几十年的成功运行经验。因此说空冷技术已日趋成
熟。
2．空冷机组特点
电站空冷技术提出已有 60 多年的历史，经历了容量由小到大、
技术由不成熟到成熟、应用地区由炎热的南方到寒冷的北方、由不受
重视到感到日益需要的过程，究其原因，不外乎以下几点：
○空冷机组的干式冷却不需要大量的冷却水，发电厂干式冷却机组比
湿冷机组节水 30%以上。
○世界性水荒，导致新建发电厂不得不采用空冷以缓解日益严重的水
资源匮乏问题。
○ 采用空气冷却，空气可以免费取得，不需各种辅助费用。
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