国内外直接空冷系统的发展及现状

国内外直接空冷系统的发展及现状

近年来，国内外发电厂空冷技术得到飞速发展，成果显著。为了加强对空冷技术的了解与利用，文章主要从空冷系统概述、国内外直接空冷系统的发展状况、直接空冷系统的现状、电站空冷技术的前景及展望四方面对国内外直接空冷系统的发展及现状进行论述，以供参考。

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前言

近年来，随着经济的发展，国内直接空冷电站发展空前迅速，空冷技术受到广大的关注。距今为止，电厂空冷技术的提出已有60余年的历史，在这期间，空冷技术逐渐发展壮大，技术由不成熟到成熟，应用地区由小到大，其发展前景越来越广阔。并且在今后，空冷技术将会得到更广阔的发展空间。

1 空冷系统概述

1.1 空冷系统定义

所谓的空冷系统，又称干冷系统，是指汽轮机的冷却系统以空气为冷却介质。整个系统具有密闭循环、节水效果明显等特点，是一种较理想的节水技术。

1.2 空冷系统种类

目前，国内外空冷系统主要有3种，分别是：直接空冷系统；间接空冷系统分为两种，其中一种是带有表面式凝汽器，又称哈蒙系统；另一种是带喷射式（混合式）凝汽器，又称海勒系统。

1.3 空冷系统作用

火力发电产的建设须具备燃料和水两大丰富资源的条件，但是一些地区虽然燃料丰富，却极其缺水，如伊朗、沙特、南非、我国的“三北”地区等。这极大地制约了火力发电，然而空冷系统的出现，就有效的解决了“富煤贫水”的问题。

2 国内外直接空冷系统的发展状况

空冷系统有3种，本文主要对直接空冷系统进行论述。直接空冷系统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，是目前3种空冷系统应用最广泛的一种。它具有结构比较简单，所需空冷元件比较少，投资较低等特点，能够有效的解决富煤贫水地区的发电问题。

2.1 国外直接空冷系统的发展状况

直接空冷技术的发展历史已有60年，最早在20世纪30年代就已经在国外提出，后来逐渐引进到国内。期间，直接空冷技术的发展大致经历了三个阶段，分别是：起步发展、扩大发展以及突飞猛进发展。

2.1.1 直接空冷技术起步发展

20世纪30年代-50年代，这一时期属于直接空冷技术起步发展阶段，在这阶段，这一技术还没有应用到火力发电厂的冷却系统上，而且由于直接空冷设备投资相对较高，在发电中实际应用很少。但一些典型的电站已经建成，如：德国，1938 年，第一台凝汽式汽轮机的直接空冷凝汽器安装于一个工业电站；意大利，1958年，第一座装有直接空冷凝汽器的2×36 MW公用电站在意大利投入运行等。

2.1.2 直接空冷技术扩大发展

六七十年代，随着工业的迅速发展和人类生活水平的不断提高，以及自然水源紧缺，环境污染日益严重，直接空冷技术已经应用于火力发电厂的冷却系统，并且已经逐渐冲出欧洲，其它地区也开始使用。因此，可以说直接空冷技术扩大发展。

2.1.3 直接空冷技术突飞猛进发展

80年来以来，直接空冷技术得到突飞猛进发展，这主要体现在许多国家建设空冷电站。如：南非，世界上单机容量最大的Matimba电站（6×665 MW）投入运行；英国的科比电厂一台350 MW等，均标志着直接空冷技术在大型火力发电厂中的应用进入新阶段。

2.2 国内直接空冷系统的发展状况

我国也存在着“富煤缺水”的问题，如：华北、东北、西北。这些地区煤炭丰富，但却极其缺水。因此，采用直接空冷技术建设节水型电厂对于我国来说是非常重要的。我国直接空冷技术的发展也可以概括为三个阶段，分别是：

2.2.1 起步阶段

20世纪60年代，我国的直接空冷技术的发展属于起步阶段，如：1966 年在哈尔滨工业大学试验电站的50 kW 机组上首次进行了直接空冷系统的试验，这一阶段主要是空冷技术的研制与试验阶段。

2.2.2 扩大发展

20世纪90年代-21世纪初期，我国的空冷技术扩大发展，并已经得到了推广和使用。如：2001年9月，我国自己设计、制造和安装的国内首台空冷机组（单机容量6MW）在山西交城义望铁合金厂自备电厂建成投产。这一项目的实

施，标志着我国的空冷技术登上一个新台阶。

2.2.3 蓬勃发展期

近几年来，我国直接空冷机组得到了蓬勃发展，大批大容量机组相继投产运行，相关设备和技术也逐渐成熟。而且在这一时期，我国先后建立了很多空冷电站。

3 直接空冷系统的现状

直接空冷系统的发展史已有60余年，在这段时间内，直接空冷机组经历了很大的变化，如：技术逐渐走向成熟，容量逐渐增大，地区逐渐扩展，受重视程度逐渐加重等这些方面均说明了直接空冷技术的发展状况，而且发展前景十分广阔。

大型火电空冷机组主要由三大主设备组成，分别是：空冷汽轮机、直接空冷、散热器与配套风机。而且冷却元件、翅片管束结构、风机以及设计技术的发展等因素，均影响着直接空冷技术的发展。接下来就以冷却元件和风机为例，对直接空冷技术的发展现状进行论述。

3.1 冷却元件

冷却元件是空冷系统的核心，又名翅片管，它对空冷系统的冷却效果有直接的影响。近些年来，冷却管束的性能不断提高，由此直接空冷系统也得到了一定的发展。

其中，冷却管束的性能的提高，型式的创新，主要体现在：一是管排数上，从多排管到单排管；二是管束尺寸上，从基管小管径到大管径；三是管束形状上，由从圆管到椭圆管、从等翅片间距到不等间距。除此之外，控制系统的设计也得到了很大的改进。这些方面均说明我国的直接空冷系统在逐渐发展，并日臻完善。

3.2 风机

近年来，国内直接空冷电站对风机所产生的噪音日益严格，因此，对于风机的选型要选择低噪音或超低噪音风机。伴随着以上要求以及直接空冷技术的发展，风机的规格与性能也在逐渐提高并趋向完善。如：流冷却风机向“大而少、低噪声、低能耗”方向发展。同时，风机数目逐渐减少，简化结构形式。

4 直接空冷技术的前景及展望

直接空冷技术在火力发电厂的应用，不但解决了“富煤贫水”的问题，还促进了我国电力事业的发展。今后，此项技术的发展前景十分广阔。具体表现在三方面，分别是：一应用形式上，发展了其他形式的空气冷却方式的电站。