直接空冷和间接空冷的优缺点

直接空冷和间接空冷的优缺点

最明显的是直接空冷可以节水很多，占地面积小，，只要建空冷岛，且可以选择的地方也多，岛下很多地方还可以再利用，缺点是换热效果差，启动初期，抽真空较难抽。间接空冷的优点是因为有水，所以换热效果比直接空冷好，受季节的影响也比直接空冷的少，缺点是要耗费一定的水，需要建冷却塔，投资大，厂用电率高，因为要设置循环泵，系统比较复杂。

直接空冷和间接空冷虽然是当今电厂的首选，节能比较突出，但一次投资过于庞大，使有些电厂望而生畏，有些散热设备的投资甚至和锅炉差不多，这也使散热器在电厂中和锅炉，汽机，发电机一并成为现代电厂的四大主机设备。

发电厂空冷系统分为直接空冷系统和间接空冷系统，间接空冷系统指混合式凝汽器的间接空冷系统（海勒式间接空冷系统）和具有表面式凝汽器间接空冷系统（哈蒙式间接空冷系统）及其它。

(a)直接空冷系统——系利用机械通风使汽轮机排汽直接在翅片管式空冷凝汽器中凝结，一般由大管径排汽管道、空冷凝汽器、轴流冷却风机和凝结水泵等组成；

(b)带表面式凝汽器的间接空冷系统——亦称哈蒙系统，由表面式凝汽器、空冷散热器、循环水泵以及充氮保护系统、循环水补充水系统、

散热器清洗等系统与空冷塔构成。该系统与常规的湿冷系统基本相仿，不同之处是用空冷塔代替湿冷塔，用密闭式循环冷却水系统代替敞开式循环冷却水系统，循环水采用除盐水。

一、机械通风直接空冷系统（ACC）

该系统亦称为ACC系统，它是指汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换，其工艺流程为汽轮机排汽通过粗大的排气管道至室外的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过冷却器外表面，将排汽冷凝成水，凝结水再经泵送回锅炉。

机械通风直接空冷系统如下图。

图略

其优点有：

⑴不需要冷却水等中间介质，初始温差大。

⑵设备少，系统简单，占地面积少，系统的调节较灵活。

其缺点有：

⑴真空系统庞大在系统出现泄漏不易查找漏点，易造成除氧器、凝结水溶氧超标。

⑵采取强制通风，厂用电量增加。

⑶采用大直径轴流风机噪声在85分贝左右，噪声大。

⑷受环境风影响大。

二、表面式间接空冷系统

表面式凝汽器间接空冷系统的工艺流程为：循环水进入表面式凝汽器的水侧通过表面换热，冷却凝汽器汽侧的汽轮机排汽，受热后的循环水由循环水泵送至空冷塔，通过空冷散热器与空气进行表面换热，循环水被空气冷却后再返回凝汽器去冷却汽轮机排汽，构成了密闭循环。

图略

带表面式凝汽器的间接空冷系统，与海勒式间接空冷系统所不同的是冷却水与汽轮机排汽不相混合，进行表面换热，这样可以满足大容量机组对锅炉给水水质较高的要求。该系统与常规的湿冷系统基本相同，不同之处是用空冷塔代替湿冷塔，用不锈钢凝汽器代替铜管凝汽器，用除盐水代替循环水，用密闭式循环冷却水系统代替敞开式循环冷却水系统。

其优点有：

⑴设备较少，系统较简单。

⑵冷却水系统与凝结水系统分开，水质按各自标准处理，冷却系统采用除盐水，且闭式运行，基本杜绝凝汽器管束内结垢堵塞情况，大大提高换热效率。

⑶循环水系统处于密闭状态，循环水泵扬程低，消耗功率少，厂用电率低。

⑷冷却水在循环过程中完全为密闭循环运行，基本不产生水的损耗，理论上该系统耗水为零。

其缺点有：

⑴冷却水必须进行两次热交换，传热效果差。

⑵占地面积大。

⑶初投资较直接空冷大。

三、直接空冷机组与间接空冷机组环境气象条件包括气温，风速

及风向性能、厂址海拔标高及厂址处的大气压力、辐射热的对比：直接空冷与间接空冷在气温、风速及风向性能、厂址海拔标高及厂址处的大气压力、辐射热对比表

形式

气温

风速及风向性能（安全性分析）

厂址海拔标高及厂址处的大气压力

辐射热

直接空冷

气温的变化将直接影响直接空冷机组的背压。当夏季高温时，汽轮机背压升高，严重影响机组安全运行，目前国内直接空冷机组在夏季运行以降出力方式，保持相对较低背压，以保证机组安全运行

1、直接空冷系统对风向、风速以及上游建构筑物对空气环流的影响极其敏感，特别是在高气温条件下，汽机运行背压已经很高，不利风向造成的热回流及散热不畅而使汽机背压突然升高，汽机出力下降。在高气温条件下，严重的热回流及散热不畅容易使汽机背压超过背压保护限值而跳闸停机，国内已发生几次直接空冷机组夏季因强对流气象条件影响的汽轮机跳闸事故。

2、直接空冷系统当风速超过3．0m／s以上时，对空冷系统散热效果就有一定影响，特别是当风速达到5.0～6．0m/s时，不同的风向会对空冷系统形成热回流，甚至降低风机效率,致使汽轮机背压升高，严重影响电厂安全运行。

3、电厂运行时，冷空气通过散热器排出的热气上升，呈现羽流状况。当大风从炉后吹向平台散热器，风速度超出8m／s，羽流状况要被

破坏而出现热风再回流。热气上升气流被炉后来风压下至钢平台以下，这样的热风又被风机吸入，形式热风再循环。甚至最边一行风机出现反向转动。

厂址海拔标高及厂址处的大气压力直接影响直接空冷空气换热介

质的质量流量，对直接空冷凝汽器的轴流风机的轴功率有影响。

晴天的太阳辐射热将影响直接空冷凝汽器的热交换。

间接空冷

气温仍然是影响间接空冷机组的背压主要因素，但由于在空冷塔的空冷散热器和冷凝器中的换热介质是水，相对的换热系数较高，间接空冷系统的汽轮机背压相对于直接空冷系统较低，如采用同一型式汽轮机，其夏季运行的安全性相对较高。

间接空冷系统相对于直接空冷系统对环境气象条件的敏感性和受

环境气象条件影响变化较小，由于间接空冷系统一般均采用自然通风冷却塔，环境风的风向及风速等气象因素对冷却塔也会产生影响，但也明显小于直接空冷系统，无热风回流现象的发生。

厂址海拔标高及厂址处的大气压力对间接空冷影响较少，但对空冷散热器的面积及冷却塔的直径、高度产生影响。

辐射热基本不影响间接空冷散热器的热交换。