直接空冷技术
火电厂直接空冷节能技术分析
2021 年 6 月
节能减排
火电厂直接空冷节能技术分析
万华杰
（晋控电力同达热电山西有限公司，山西 大同 037000）
摘 要： 直接空冷节能技术是一种新型的节水技术，在中国煤炭资源丰富但水资源缺乏地区应用广泛。主要介绍了直
接空冷节能技术的工作原理及特点，分析了该技术在应用过程中存在的问题，并提出了建设性意见，以期能促.1 提高积灰监测及冲洗的研究 目前应对直接空冷凝汽器的积灰，最直接有效的
方法就是在夏季用电高峰期之前使用高压水枪对所有 的管路进行清洗，但清洗的位置、时间和次数没有科 学的指导。部分管路的积灰不会对机组运行造成影响， 对其进行冲洗的话会造成资源的浪费。可将 2 个空冷凝 汽器单元作为对象进行研究，其中 1 个绝对清洁，1个表 面积灰，通过积灰程度的不断提高形成积灰厚度的监控 模型，把握积灰厚度的实时情况，同时得到机组效率与 积灰厚度的关系，分析积灰对机组的影响程度。当机组 效率值下降较多时，即进行冲洗操作，冲洗过程中通过 单一变量法对清洗的时间和次数做出研究，确保在最 小的资源支出条件下达到最好的改良效果。 3.2 提高电厂建设前的方案评审
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2021 年第 6 期
王 瑞，等：集中充电模式下电动汽车充电负荷的计算
2021 年 6 月
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图 1 n'=3 000 辆时电动汽车平均日消耗电量
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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。
2×1000MW直接空冷发电技术情况概述.
2×1000MW超大型直接空冷发电技术情况概述GEA能源技术有限公司议题一、火电站直接空冷发电技术及GEA公司简介二、目前世界范围内超大型直接空冷发电技术的应用现状三、GEA的2×1000MW超大型直接空冷岛概念设计典型示例四、2×1000MW超大型直接空冷岛相对于2×600MW等级大型空冷岛所具有的主要差异和所面临的主要技术难点五、结论和建议直接空冷发电技术火电站直接空冷凝汽系统工作原理为:将在蒸汽轮机低压缸内做工后的乏汽从汽轮机尾部引入大口径蒸汽管道,输送至汽轮机房A列外的空冷平台上,进而经由配汽管送至数量众多的翅片管换热管束内;空气流在大直径轴流风机的驱动下,穿过翅片管束的翅片间隙,从而将翅片管束内的蒸汽冷凝为凝结水,使其在重力作用下回流至凝结水箱,进入下一个做工循环。
业界标准:GEA单压双级式直接空冷凝汽系统使用空冷凝汽器的直接空冷发电技术GEA上世纪的专利设计--单压双级式空冷凝汽系统,如今已成为业界标准在真空状态下运行¿设计承压1,5 bar以上¿设计温度120 °CGEA直接空冷技术和产品的优势-60年的经验和600套业绩德国GEA公司是空冷发电技术的发明者,自1939年以来,已从事这一领域的业务60多年,一直处于技术领先地位,在全世界拥有超过600台套的成功业绩。
目前,GEA集团已发展为德国最大的工程技术集团之一,为上市企业,在全球拥有几万雇员,业务领域涵盖冷却换热、食品加工机械、生物材料、工业过程控制以及化工设备等众多领域,根据最新的年度财务数据,年营业收入达45亿欧元。
目前世界范围内超大型直接空冷发电技术应用概况一、目前世界上最大的发电用直接空冷岛为南非马廷巴6×665MW直接空冷发电厂,始建于1981年,1991年全部竣工发电,GEA公司设计和供货;二、目前在世界范围内,GEA设计和承建的单台容量最大的发电用直接空冷岛位于澳大利亚的Kogen Creek1×750MW电站,由GEA公司以EPC方式总包建设,将于2007年投运;三、目前世界范围内,GEA设计和承建的排汽管道直径最大的发电用直接空冷岛,位于西班牙的Amorebieta电站(Φ8米和意大利的Altomonte电站(Φ7米;四、目前中国大陆地区已采用的规模最大的发电用直接空冷岛为4×600MW连建,在内蒙大唐托克托III、IV期工程和陕西国华锦界I、II期工程采用,其中前者已全部投运发电;五、目前中国大陆地区所采用的发电用直接空冷岛,单台容量最大为600MW等级,自2002年以来,已有超过40台套投产或在建。
直接空冷技术
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 ℃ 。
4.3排汽管道作用在排汽装置上的作用力（力矩）
• 管道系统直径、体积庞大，膨胀作用力（力矩）十分 强大。 • 决不能将作用力完全强加与汽轮机或排汽装置上。
大型汽轮机直接空冷技术
报告单位：汽轮机所 报 告 人：白
永 军
主要内容
1.直接空冷技术概述 2.直接空冷系统组成部分 3.直接空冷机组特点 4.直接空冷机组的技术关键 5. 直接空冷机组代表电站、制造商列表
1、直接空冷技术概述
1.1 什么是直接空冷? 1.2 为何要采用直接空冷技术? 1.3 直接空冷技术发展概况
是斯必克公司最大的ACC生产基地，80%出口，20%供应国内。 业绩： 山西古交、平朔、武乡采用三排管，每个管束重9吨；河津、 霍州、运城采用单排管，每个管束重4吨； 内蒙上都采用单排管，每个管束重5-6吨；
• 山西捷益热能设备厂
`
德国GEA公司双排管生产技术，八五期间为国内间 接空冷机组配套生产空冷器 。95年开始生产直接间接 空冷机组配套生产空冷器 。性能优良，德国本土检测 表明达到或超过国外同类产品。 业绩： 太二2 ×200MW，新丰2 ×300MW，山西左云2 ×50MW
背压高厂用电率高循环效率低5左右热耗率高69?热风再循环?空冷机组itd值的选择?排汽管道作用在排汽装置上的作用力力矩?风机调速方式风机叶片防冷淬防风沙措施?空冷凝汽器的清洗问题?真空系统的严密性?排汽隔离阀?性能考核试验?其他补水位置供货范围设计范围41热风再循环曾在马廷巴电厂每年引起12次因背压升高导致汽轮机眺闸保护动作的事故
空冷岛技术讲解ppt
直接空冷系统冬季防冻
防冻保护一（顺流防冻） 防冻保护二（逆流防冻） 升温循环 冬季最关键的是要加强管束表面情况的检
查，尤其是一冷一热。 开关排汽隔离阀，一定要派人检查管束表
面情况。
直接空冷系统夏季运行
抗大风影响 带负荷 清洗系统 积累大风影响经验
风机性能曲线 空冷电耗 机组负荷 机组背压 机组真空严密性
风机和阀门启动顺序
启动顺序：
列启动顺序，按照以下顺序进行：3列→4列→2列→5列→1列→6列。（前提：对应列排汽隔离阀打 开，如果某列排汽隔离阀后温度高，则应提前打开该列）
列风机自动启动顺序依次按3、5、1、4、2号风机进行。（前提：对应列排汽隔离阀打开） 目前空冷顺控的顺序：总的顺控启动。 第一步：打开抽真空管道电动门 第二步：第一步完成10分钟后，第一列排汽隔离阀打开，等待所有凝结水温度大于35度。 第三步：启动该列3号风机 第四步：启动该列5号风机 第五步：启动该列1号风机 第六步：启动该列4号风机 第七步：启动该列2号风机 风机自动停止顺序与风机自动启动顺序相反。 顺控启中间间隔1分钟。 顺控与自动无关，起来都是最低转速。
夏季工况：背压投入自动，低旁阀的打开条件应该包括 （预抽真空结束和快速抽真空阀门关闭），打开低旁阀， 进汽，ACC启动结束。
冬季工况：背压投入自动，低旁阀的打开条件应该包括 （预抽真空结束和快速抽真空阀门关闭），打开低旁阀， 进汽，ACC启动结束。
冬夏季运行模式
冬季、夏季运行工况的判定（环境温度 ℃）：低于2℃为冬季， 大于4℃夏季；
•间接空冷散热器制造车间
火力发电厂冷却技术分类
火力发电厂汽轮机作功排出的乏汽需要进 行冷却成为凝结水，构成完整的热力循环。火力 发电厂的蒸汽冷却技术主要分为两大类即水冷却 和空气冷却（简称空冷），具体采取何种方式取 决于电厂的选址、当地气候条件、机组特点以及 社会和环保要求。火力发电 Nhomakorabea冷却技术分类
浅析火力发电直接空冷技术防冻措施
阳卫伟
（ 长沙 有色冶 金 设计研 究 院） ［ 摘 要 ］ 火力发 电直接冷 空技 术 以其投 资少 ， 占地 面积 少， 节水 节能 等特 点备 受关注 。文 章通 过对 直接 空冷 凝汽 器冻 结机 理分 析， 开展直 接空 冷系 统冬季 防冻 技 术研 究， 并提 出 了相 应 的防 冻措 施供 同行参 考 。 ［ 关键 词 ］ 接 空冷机 组 防冻 汽轮 机空 冷凝汽 器 直 中图分 类号 ：０ ５ ． Ｔ ０ １５ 文 献标识 码 ： Ａ 文 章编号 ：０ ９ ９ ４ ２ １ ） １ ０ ９ — ２ １ ０ — １Ｘ（０ ０ ３ — ２ ３ ０
１Ｉ接 空冷 系 统 １ １组 成部 分 直 接 空 冷 系 统 由排 汽 管 道 、空 冷 凝 汽 器 的冷 却 散 热 单 元 、 凝 结 水 系 统、抽 气系 统、疏 水系 统、通 风系 统 、直接 空冷支 撑结 构 、控制 系统 、空冷 凝汽 器 冲 洗设 备 等 设备 组 成 。 １ ２工作 原理 直接 空冷凝 汽系 统是将 在蒸汽 轮机 低压 缸 内做功后 的乏 汽从汽 轮机尾 部 引入大 口径 蒸汽管 道，输送 至 汽轮机 房外 的空 冷平 台上，经 由配 汽管送 至数 量众多 的翅片 管换 热管束 内：外界环 境空 气在大 直径 轴流 风机 的驱动 下， 穿 过 翅片管 束 的翅 片 间隙， 从而将 翅片 管束 内的蒸 汽冷 凝为 凝结水 ，使其 在重 力作用 下回 流至凝 结 水箱 ， 进入 下 一个 工作 循环 。 如 图 １ （ ） ２直 接 空气冷 凝器 冻 结机 理 当环境 温度低 于０ ℃时， 如果 空冷凝 汽器各 换热 单元 管排之 间 的热负 荷分 配 不均匀 ， 且有大 量不 凝结气 体存 在， 而 则很容 易发 生 因管 内流体凝 固而 堵塞 和冻 结 的事 故， 空冷凝汽 器 的传热 性能 大大 降低， 使 严重 时发 生空冷 凝汽 器损 坏 ， 至导 致 空冷 系统 及机 组 停运 。直 接冷 凝 器主 要有 三 种 ： 甚 多排 管 、两 排 管 以及单 排管 。不 同类 型冷 凝器 的冻 结机 理各 不 相同， 下面 分 别分析 它们 的 冻结机 理 。 ２ １ 多排 管束直 接空 气冷凝 器冻 结机理 直接 空冷 凝汽 器采用 多排 管或者 两排 管管 束时 其冻 结机理 是一 样 的。本 文 以两 排 管的直 接 空冷 凝 汽 器 为例 进行 分 析 。 如 图２ 所示， 汽轮机 排气 在两 排冷却 管 中的冷凝 过程 可 以分为凝 结阶段 和 过冷阶 段， 对应 的 区域 分 为凝结 区和 过冷 区。在 空冷凝 汽器换 热过 程 中， 排 各 管蒸汽 冷 凝 区的分 配 不 同， 排管 底 部和 顶 部与 空气 接 触 的先后 次 序 也不 同 。 底 部排 管首 先与冷 空气接 触， 若上 面排 管的冷 凝在 末端 结束， 则底 部排 管冷凝 会 在管子 中间结束， 剩余 管段就 形成冷 却区， 冷却 区凝结水 急剧过 冷， 低温 在 遇
直接空冷系统防冻技术措施9.16
直接空冷系统防冻技术措施为了防止空冷系统冬季运行时过冷或冻结，避免翅片管束内结冰，甚至大面积冻结损坏设备，特制定此空冷系统冬季防冻技术措施。
1.机组启动过程防冻1.1机组启、停尽量选择白天气温高时进行，冬季启动尽量安排在白天11：00以后启动，但在17：00前机组负荷必须带至空冷岛最小防冻流量对应的负荷以上。
1.2锅炉点火前，将机组主蒸汽、再热蒸汽系统疏水、辅汽联箱疏水、轴封母管疏水至排汽装置门关闭。
1.3将10、20、50、60排空冷系统的抽空气门、蒸汽分配门关闭。
1.5在空冷系统投运前两小时投入空冷凝汽器进汽蝶阀、凝结水及抽空气管道伴热带和齿轮箱电加热，确保阀门开关灵活。
空冷系统停运前一小时投入空冷凝汽器进汽隔离阀伴热带，待停机后4h停运伴热带。
1.4当机组启动抽真空时，为防止散热片里形成气塞，在真空系统的排汽压力未达到预抽真空值前，应杜绝一切蒸汽进入排汽装置。
1.5锅炉点火后，主蒸汽采用开炉侧的空气门、PCV阀及炉侧疏水系统的方法进行升温、升压，锅炉在升温升压同时控制炉膛出口烟温<5 40℃，防止再热器损坏。
当主蒸汽流量达到空冷凝汽器的最小防冻流量时（且当冬季环境温度在-5度以内时，锅炉主汽压力达1.5MPa，温度200℃时，或当冬季环境温度在-5度到-10℃时，锅炉主汽压力达2.0MPa，温度200℃时，方可投入旁路系统运行），汽机逐渐开大高、低旁（高旁开度大于60%，低旁尽量保持全开，低旁出口温度控制在80℃左右），保证空冷凝汽器最小防冻进汽量的供给。
空冷凝汽器30、40排开始进汽，检查三级减温水投入正常，关闭炉侧的空气门、PCV 阀，同时开启机组主蒸汽、再热蒸汽系统疏水、轴封母管疏水。
1.6锅炉点火后，锅炉应在保证安全的前提下，尽快增加燃烧率以满足空冷系统的要求，保证空冷凝汽器不发生冻结。
1.7随着主控制器PID输出的不断增加，运行人员注意检查逆、顺流风机应根据ACC自动控制曲线的顺序依次启动。
超临界直接空冷机组调试及运行技术
主要体现在：吹管蒸汽流量大，燃烧强度高， 主要体现在：吹管蒸汽流量大，燃烧强度高，需投粉 吹管，易造成过、再热器超温； 吹管，易造成过、再热器超温；稳压吹管除盐水量消 耗大，超出设计补水能力；机侧需投运更多的系统， 耗大，超出设计补水能力；机侧需投运更多的系统， 对辅助辅汽需求量大。 对辅助辅汽需求量大。应用稳压吹管方案需进行的主 要工作有：在过热器出口增加临时减温水管路； 要工作有：在过热器出口增加临时减温水管路；加装 临时补水系统向凝汽器补水； 临时补水系统向凝汽器补水；给水泵的投运需满足给 水流量在额定工况的30%以上，对于配备汽泵的超临 以上， 水流量在额定工况的 以上 界直接空冷机组则需要投运至少一台电泵及一台汽泵， 界直接空冷机组则需要投运至少一台电泵及一台汽泵， 由于在超临界直接空冷机组中汽泵配备单独的真空、 由于在超临界直接空冷机组中汽泵配备单独的真空、 汽封、凝结水系统， 汽封、凝结水系统，相对于常规湿冷机组与主机系统 的隔离更简便。 的隔离更简便。
2.5经济性比较（2×600MW机组） 2.5经济性比较（ 600MW机组 机组） 经济性比较 直接空冷比间接空冷投资省：1.6亿元左右 直接空冷比间接空冷投资省：1.6亿元左右 节水方面：直冷0.2m3/s；湿冷： 节水方面：直冷0.2m3/s；湿冷：0.8 m3/s 两台机组组年节水：1700—2000万吨 两台机组组年节水：1700—2000万吨 比常规湿冷机组增加投资：10— 比常规湿冷机组增加投资：10—12% 设计煤耗比湿冷高：9g/kWh； 设计煤耗比湿冷高：9g/kWh；实际运行煤耗增 加：15 g/kWh
4.2 吹管 超临界直接空冷机组可选择稳压与降压吹管两 种方式。超临界机组蓄热量少， 种方式。超临界机组蓄热量少，稳压吹管具备对锅 炉主要承压部件及设备热冲击小、有效吹管时间长、 炉主要承压部件及设备热冲击小、有效吹管时间长、 吹管效果好等优点， 吹管效果好等优点，但这种方法实施起来相对更为 复杂。 复杂。
直接和简介空冷技术比较
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。
直接空冷技术的运用及安全运行的措施探讨
２ ０ １ 年 １月 ０
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲ（ＨＩ ： ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ６ ＮＯ． １３ ２
Ｊｎ ２ １ ａ ． ００
・１５ ・ ９
文 章编 号 ：０ ９６ ２ 【０ ００ —１５０ １０ —８ ５ ２ １ ）２０ ９ —２
１ 直 接空冷 系统的特 点
直 接 空 冷 系统 ， 汽 轮 机 排 汽 直 接 进 入 空 冷 凝 汽 器 ， 冷 凝 即 其 时间约 ４ ｎ ０ｍｉ。在抽 气时 注意 ， 蒸汽 和不凝 汽体 水 由凝 结 水 泵 排 入 汽 轮 机 组 的 回热 系 统 。 直 接 空 冷 系 统 的 主 要 接近运行背压 ， 的分压力 ， 气不 可抽 出蒸汽。抽气系统也是保证系统背压的。 抽 特 点 ：） 压 高 ；） 平 台 占地 比 钢 筋 混 凝 土 塔 要 小 ； ） 价 比较 １背 ２钢 ３造 ４ 凝结水系统 。冷却单元下端集 水箱 ， ） 从翅 片管束 收集的凝 经济 ， 而且环保 。以全国最大 的空冷机组 、 电灵武 电厂二期 ２× 华 结 水 自流 至 平 台地 面 或 以下 的热 井 ， 过 凝 结 泵 再 将 凝 结 水 送 往 通 １０万 ｋ 发 电项 目为例 ， ０ Ｗ 采用超超 临界空冷机组 ， 每小 时补给水 凝 结 水 箱 并 送 回热 力 系 统 。 量 仅 为 １１０ｍ３全 年 仅 为 ７ ４×１ ｍ 。 相 同 容 量 的 发 电 机 组 ， ２ ， ８ ０ ５通 风 系 统 。 直 接 空 冷 系 统 散 热 目前 均 采 用 强 制 通 风 ， 型 ） 大 空 冷 比湿 冷 每 小 时 可 节 水 ３６０ｍ３ 全 年 可 节 水 ２５ ０Ｘ１ Ｔ 。 ０ ， ２ ０ Ｉ３ Ｉ 空 冷 机 组 宜 采 用 大 直径 轴 流 风 机 ， 机 可 为 单 速 、 速 、 频 调 速 风 双 变 同时 ， 采用空 冷机组 每 发 １ 电可 煤 近 ９ 。用 煤量 的降低 ， 度 ０ｇ 三种 。根 据 工 程 条 件 可 选 择 任 一 种 或 几 种 优 化 组 合 方 案 。 就 目 使 污 染 物 的 排 放 大 为 减 少 。相 对 于 ３ ０万 ｋ 超 临 界 窄 冷 机 ６ Ｘ Ｗ 前国内外设计和运行经验 ， 在寒 冷地 区 或 昼 夜 温 差 变 化 较 大 的 地 组， ２×１ ０万 ｋ 超 超 临 界 空 冷 机 组 每 年 二 氧 化 硫 排 放 总 量 可 减 ０ ｗ 区， 采用变频调速使风机有 利于变工况运行 ， 同时也可降低 厂用 电 少 ２ ５ｔ烟 尘排 放 总 量 可 减 少 ２ ０ｔ灰 渣 总 量 减 少 １ ．６ ０ 。 ７ ， ２ ， １４ １ ｔ ｘ 耗 。 为减 少 风 机 台数 ， 常 采 用 大 直 径 轴 流 风 机 ， 径 达 ９ １ Ｉ 通 直 ．４Ｉ， Ｔ
对直接空冷技术问题的探讨
…
高 新 技术
对直接空冷 技术 问题 的探讨
王 军
（ 哈尔滨空调股份有限公司， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ７ ８ ）
摘 要： 空 气较之 水资 源 ， 更容 易获取 ， 资 源也 更 为 广泛 ， 因此在 冷却 介 质的 选择 上 ， 空气 因其低 成 本 、 广 资源 的特 点将 逐 渐 替代 水 ， 直接 空冷 技 术在 这样 的形 势 下应运 而 生。 关键 词 ： 直接 空冷 ； 空气冷 凝 器 ； 空 冷技 术 ； 节水技 术 中图分类 号 ： Ｔ Ｕ ８ ３ 文献 标识 码 ： Ａ １直 接空 冷技 术 简介 是这 样 又会 导致 冷却 系统 的成 本增 加 。 鉴 １ ． １直 接 空冷 系统 的组 成部 分 于直 接 空冷 机 组 的这 一特 点 ， 电 网调度 应 直 接 空 冷 系 统 主 要 由 以下 几 部 分 组 因地 制 宜 ，针 对其 特 点做 全 局 统筹 调 度 ， 成： ① 空冷 凝 汽器 系 统 。主要 有 椭 圆翅 片 不 强求 其 全年 的 满发 小 时数 。当 前 ， 直接 管束 ， 蒸汽分配管 ， 上、 下管束联箱 ， 以及 空 冷 机 组 的 额 定 功 率 设 计 背 压 一 般 为 支 撑 管 束 的 钢 构架 组 成 。② 空 气 供 应 系 ３ ０ Ｋ Ｐ ａ左右 。 机组 的特性 及 环境 的因素 ， 减少 热 风 回流 的措 施 目前 为 止 ， 只有 采 用 有效 的空 冷凝 器 的 布 置 ，尽 量 减 少 热 风 重 新 被 风 机 吸
人。
２ ． ５ 夏季 空冷 机组 出力达 不 到设 计值
的问题
统 。包 括调 速 风机 ， 电动 机 ， 减 速箱 ， 整 流 ２ ． ２ 关于 受大 风影 响 的问 题 罩， 保护网等。 ③排汽管道系统。 排汽管道 直 接 空 冷 系统 对 不 同 的风 向 和风 速 系 统 包 括 由 汽 轮 机排 气 阀到 空 冷 凝 器 蒸 感 应 的 比较敏 感 ， 当风 的速 度 超过 三 米 每 汽 分 配 管 之 间 的 管 道及 管道 上 所 安 装 的 秒 时 ， 直接 空 冷 系统 的散 热 效 果就 会 受 到 膨 胀 补偿 器 、 隔断 阀 、 安全阀、 爆 破 阀等 附 很 大 的影 响 ，当风 的速 度 超 过六 米 每 秒 属 设备 。 ④ 凝集 水 系统 。主要包 括空 冷凝 时 ， 不 同的风 向会 对 直 接空 冷 系 统形 成 热 汽 器 的汇水 管 ， 凝 结 水箱 ， 凝结 水 泵等 。 ⑤ 回流 ， 导 致风 机效 率 降 低 。为 了最 大 程 度 抽 空 气系 统 。 由真 空泵 、 其 他 抽气 器 及 相 的降 低大 风 对空 冷 系统 的 影 响 ， 在设 计 时 应 管 道组 成 。 ⑥ 空 气冷 凝器 清洗 系统 。主 要 对 夏 季 高 温 时 段 最 大 风 速 的 风 向进 行 要 包 括高 压水 泵及 清洗 管道 等 。 研究 ， 以便空 冷 系统 在布 置时 对 此 风 向避 １ ． ２直 接空 冷技 术 的优 点 开， 同时 还 需 加 设 挡 风 墙 ， 降 低 大 风 的 影 直 接 空 冷 技 术 相 对 于 其 它 冷 却 技 术 响 。 有 以下几 个优 点 ： ２ ． ３关 于 降低 噪音 的问题 ①节 水 ： 空 冷机 组 比水 冷 机 组节 水 一 为 了使 直接 空 冷 器不 扰 民 ， 就 要 降低 半 以上 。 ② 冷却 介质 ： 空 气可 免费 获取 ， 无 空冷 系 统风 机 的 噪声 ， 而 达 到这 一 目的所 附加 费用 ， 并 且资 源丰 富 。 ③ 厂址 ： 无特 殊 采用 的手段 是 ， 降低 空 冷 器迎 风 面 风速 及 限制 。④ 维 护费 用 ： 空 冷 机组 为 水冷 机 组 增加 空 冷器 换 热 面积 。由此 可 见 ， 空冷 系 的三分之一。 ⑤环保 ： 废水可实现零排放 ， 统 中 对 噪 声 的 控制 需 付 出相 当大 的成 本 无 汽水 飘 滴 现 象 ，对 周 围 电气 设 备 无 影 代价 ， 据 估 算我 国直接 空 冷凝 汽 器 造价 因 响。 对 噪 声 问 题 的处 理 需 增 加 三 分 之 一 的成
空冷岛直接空冷技术-空冷器
缺点：加工难度大，制造成本高， 对安装要求较高。
1、直接空冷凝汽器介绍
1.2、空气供给系统
空气供给系统包括： 空冷轴流风机； 变频电机； 减速箱； 振动开关； 整流罩（风筒）； 保护网； 变频器。
1、直接空冷凝汽器介绍
1.3、空冷支撑结构
钢结构支撑框架
管束支撑A型架
1、直接空冷凝汽器介绍
1.4、排汽管道系统
从排汽装置 出口到蒸汽分配 管之间的管道， 以及管道上的膨 胀节、隔断阀、 爆破膜等。
排气管道竖直段
排气管道水平段
蒸汽隔离阀
管道膨胀节
1、直接空冷凝汽器介绍
1.5、凝结水收集系统 凝结水收集
系统由凝结水 泵、凝结水管 道及管道上的 阀门、支吊架 等组成。
计算流体力学
Ansys，AFT MERCURY
详图设计
Creo，Solidworks
2、节能直接空冷技术优势
2.2、优化了热力性能的空冷翅片管束 Nhomakorabea特点
• 死区(空气紊流区)小而且少， 增加了翅片的有效面积
• 芯管各处的翅片高度完全相等, 因此翅片的有效换热效率高
冷却空气
• 扁形芯管: - 强化了传热 - 降低了空气侧压降
• 相邻管子之间无焊接或钎焊:
- 不会产生管子之间的内应力 -使更换单根管子成为可能 -清洗效果好
2、节能直接空冷技术优势
优化了热力性能的空冷翅片管束
未按比例
铝翅片
钎焊后的单排管（典型图）
单排管
钎焊连接 铝层
碳钢管
2、节能直接空冷技术优势
2.3、主排气管道的优化设计
600MW自然通风直接空冷技术研发及节能环保效应
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ Ｄｅ ｅｏ ｍ ｅ ｔｏ ０ Ｗ ｓ ａ ｃ ｎ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆ６ ０ Ｍ ＮＤＡＣＣ ｎ ｔ Ｓ Ｅｆｅ ｔ ａ ｄ Ｉ ’ ｆ ｃｓ ｏ ｅ ｇ ａ ｉ ｇ ａ ｄ Ｅｎ ｉｏ ｍｅ ｔ ｌＰｒ ｔ ｃ ｉ ｎ ｆＥｎ ｒ ｙ Ｓ ｖ ｎ ｎ ｖ ｒ ｎ ｎ ａ ｏ ｅ ｔｏ
ｐ ｏ ｅ ｔ ｎ， ｏ ｒｇ ｎ ｒ ｔｏ ａ ｅ ｙ ａ ｄ ｌ ｓ ｉ ｔ ｎ ｎ ｅ，ｔｓ ｏ ｄ ｂ ｒ ｄ ｌ ｐ ｌｅ ｎ ｌ ｗ—ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｚ ｎ ｎ ｒｔ ｃｉ ｏ ｐ ｗｅ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｓ ｆ ｔ ｎ ｅ ｓ ｍａ ｎ ｅ ａ ｃ ｉ ｈ ｕｌ ｅ ｍｏ ｅ ｗｉ ｅ ｙ ａ ｐ ｉ ｄ ｉ ｏ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｏ ｅ ｉ
ｔｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｈ ｉ ｉ ｇ ｌ ｙ ｕ ｎ ｎ ｉｒ ｅ ｉ ｇ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ｏ ｈ ｉ ｃ ｏ ｉ ｇ ｃ ｎ ｅ ｓ ｒ ｄ ｓ ｉ ａ ｉ ｎ ｐ ｐ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ Ｔ ｅ ｐ ｐ ｎ ａ ｏ ｔ ａ ｄ ａ ｔｆｅ ｚｎ ａ ｕ ｅ ｆ ｔ ｅ ａ ｒ ｏ ｌ ｏ ｄ ｎ ｅ ｉ ｓｐ ｔｏ ｉ ｉ ｇ ｎ
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（ ｈ ｎ ｉ ｌｃｒ ｏ ｅ ｘ ｌｒｔ ｎ＆ Ｄ ｓｇ ｎｔ ｕｅ Ｔ ｉｕ ｎ０ ０ ０ ， ｈｎ ） Ｓ ａ ｘ ｅｔ ｃＰ ｗ ｒＥ ｐｏａｉ Ｅ ｉ ｏ ｅｉｎ Ｉｓ ｔｔ ， ａｙ ａ ３ ０ １ Ｃ ｉａ ｉ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｎ ｔｒｌＤ ａｔ ｉ ｃ Ａｉ Ｃ ｏｅ ｏ ｄ ｎ ｅ （ ＡＣ ｓｒ ｃ ： ａｕａ ｒｆ Ｄ ｒ ｔ ｒ ｏ ｌｄ Ｃ ｎ ｅ ｓｒ ＮＤ Ｃ）ｈ ｓｔｅａ ｖ ｎａ ｅ ｆｅ ｅｇ ａｉｇ ｅ ｖｒｎ ｎａ ｅ ａ ｈ ｄ ａ ｔｇｓｏ ｎ ｒｙｓｖｎ ，ｎ ｉ ｍｅ ｔｌ ｏ
2024年电站空冷市场发展现状
2024年电站空冷市场发展现状概述电站空冷是一种重要的热管理技术，用于冷却电力发电厂的热能产生。
空冷系统通过将空气作为冷却介质，从而替代传统的水冷系统。
电站空冷技术具有高效、节能、环保等特点，因此在全球范围内受到广泛关注和应用。
本文将深入研究电站空冷市场的发展现状。
电站空冷技术的类型电站空冷技术主要分为两种类型：直接空冷和间接空冷。
直接空冷直接空冷技术是将烟气直接排放到大气中，通过自然对流或强制对流来实现冷却。
它采用冷却塔或冷却风扇来增强空气流动，以确保烟气能够充分散热。
直接空冷技术具有简单、成本低、操作维护方便等优点，广泛应用于中小型电站。
间接空冷间接空冷技术是通过热交换器将烟气与冷却介质隔离，实现热能的传递。
常见的冷却介质包括水、空气和气体等。
间接空冷技术具有降低湿冷却系统中水的消耗、提高发电效率等优点，被广泛应用于大型发电厂。
2024年电站空冷市场发展现状电站空冷市场在过去几年里取得了显著的发展，并且有着广阔的前景。
市场规模根据市场研究报告，预计到2025年，全球电站空冷市场规模将达到XX亿美元，年均复合增长率约为X%。
亚太地区将成为最大的电站空冷市场，而中国和印度等新兴经济体在该地区的增长将主导市场增长。
增长驱动因素电站空冷市场的快速增长是由以下因素推动的：1.不断增长的能源需求：随着全球人口和工业的增长，对电力的需求不断增加，使得电站空冷技术得到更广泛的应用。
2.环保要求的提高：传统的水冷系统对水资源的消耗较大，而电站空冷技术能够显著减少水资源的利用，从而受到环保政策的支持。
3.高效发电需求：电站空冷技术可以提高发电效率，减少能源浪费，符合发电行业对于高效能的追求。
4.技术的不断进步：电站空冷技术在过去几年里得到了较大的发展，使得其性能和经济性得到了显著提高，更易于推广和应用。
市场竞争压力电站空冷市场存在着一定的竞争压力，主要来自以下几个方面：1.技术竞争：不同的电站空冷技术对比，性能和经济性等方面存在差异，不同厂商的产品技术水平差异也较大。
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。
直接空冷和间接空冷的比较
1）直接空冷系统特点目前国内、外已经运行的600MW级的直接空冷机组较多，其运行特点可归纳如下：a）汽轮机背压变动幅度大。
汽轮机排汽直接由空气冷凝，其背压随环境空气温度变化而变化，本电厂所处地区一年四季温差较大，要求汽轮机要有较宽的背压运行范围。
b）真空系统庞大。
汽轮机低压缸排汽通过大直径的管道引出，用空气作为冷却介质通过钢制散热器进行表面换热，冷凝排汽需要较大的冷却面积，导致真空系统容积庞大。
c）电厂整体占地面积小。
由于直接空冷凝汽器一般采用机械通风，而且布置在汽机房A列外高架平台上，平台下面仍可布置变压器、出线架构和空冷风机配电间等建构筑物，占地空间得到充分利用，使得电厂整体占地面积相对减少。
d）厂用电耗较高。
直接空冷系统所需空气由大直径的风机提供，2台1000MW机组整个空冷系统需要大直径轴流风机数量在160台左右，其能耗高于常规湿冷系统。
e）防冻措施灵活可靠。
直接空冷系统可通过改变风机转速、停运部分或全部风机来调节空冷凝汽器的进风量，或使风机反转吸取热风来防止系统冻结，调节相对灵活，效果好而且可靠。
f）给水泵采用汽动，为了达到电厂的耗水指标，汽泵的冷却需采用间接空冷，2台机组需要建设1座间接空冷塔。
2）间接空冷系统特点与直接空冷比较，间接空冷系统有以下特点：a）汽轮机背压变动幅度较小。
汽轮机排汽在凝汽器和空冷塔内通过水作为中间介质进行冷却，对环境温度变化的带来的影响产生了一定的抑制作用。
b）真空系统小。
汽轮机设有凝汽器，和湿冷机组相近，真空系统很小。
c）电厂整体占地面积大。
间接空冷塔为自然通风冷却，散热器全部布置在空冷塔内，塔的直径较大，占地面积较多，但是脱硫设施和烟囱可以布置在空冷塔内使得间接空冷系统占地相对减少，但总体占地还是大于直接空冷系统。
d）厂用电耗较低。
间接空冷塔为自然通风，与直接空冷系统比较虽然增加了循环水泵的电耗，但是与直接空冷系统风机的耗电比较，间接空冷系统总体电耗还是减少了。
空冷岛技术资料
目录一.直接空冷系统基础知识二.空冷散热器的基本结构三.直接空冷系统的设备四.接空冷系统的运行调节及自动控制五.直接空冷系统的冬季防冻问题六.空冷散热器的热风再循环现象七.空冷散热器的清洗系统一．直接空冷系统基础知识1．汽轮机排汽的冷却方式凝汽设备是凝汽式汽轮机的一个重要组成部分。
由热力循环来讲，凝汽设备实质是一个冷源。
汽轮机排汽的热量是通过凝汽设备而最终传递给环境空气，形成凝结水，返回锅炉，促使新蒸汽源源不断地流进汽轮机，而排汽源源不断地排入凝汽设备，形成热力循环。
因此凝汽设备其工作的好坏直接影响整个机组运行的经济性和安全性。
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。
根据凝汽设备工作介质的不同，而将汽轮机的凝汽系统分成两大类：第一类：二次循环水冷却系统既湿冷。
第二类：空气冷却系统。
由于空气冷却系统采用工艺流程的不同，而又将空气冷却系统分成三种：（1）直接空气冷却系统简称ACC系统。
（2）采用混合式凝汽器的间接冷却方式简称海勒（HL）系统。
（3）采用表面式凝汽器的间接冷却方式。
2．直接空冷系统的冷却原理直接空气冷却系统（以下简称直接空冷系统）的冷却介质是环境空气。
汽轮机排汽所携带的热量经过空冷散热器的金属表面，通过与环境空气的对流传热直接传递给环境空气，散发到环境中。
由传热基本方程：Q=UA Tm（其中Q为热交换量，U为传热系数，Tm为传热平均温差）得知：在热交换面积、传热平均温差一定的情况下，影响热交换量的因素为传热系数，而传热系数与散热器的结构形式、材质、表面清洁程度、工作介质的流速有关。
3．空气冷却方式和水冷却方式的比较空气冷却方式和水冷却方式由于采用的工作介质不同，而形成的相应冷却系统不相同，采用的设备也不相同。
二者相比较具有如下的优缺点：A：空气冷却优于水冷却：空气冷却的优点：（1）空气可以免费取得，不需要各种辅助设备。
直接空冷技术在火电厂的应用
直接空冷技术在火电厂的应用王战锋(神东电力公司店塔电厂，陕西神木719300)应用科技脯要】目前我国火力发电厂多采用水冷教术，面对越来越紧迫的水资源缺乏问题，火力发电行业的发辰受到极大挑战，而直接空冷技术相比普通湿冷塔教术可以节水大约2／3，故倍受青昧。
本文结合神华阳光电厂2x135M W CF B直接空冷发电机组就直接空冷系统的工作原理、牦点、妇成硬主要存在问题做一简单阐述。
联键词】直接空冷；工作原理；特点；组成；存在问题1直接空冷的工作原理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。
散热器由若干组镀锌椭圆钢管外套矩形钢翅片的翅管组成，空冷凝汽器典型结构如图(1)。
汽轮胡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，冷空气由轴流冈柳从空冷塔底部吸E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。
在机组启动时轴流风机转速为额定负荷运行的20％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％一”0％。
i]‘k：’广li蚓if，^^．、、／图①空冷獭器曲型结构2直接空冷系统特点直接空冷系统有如下特点：1)系统相对简单：2)真空系统体积庞大，密封性要求高；3)一般采用轴流风机调节冷却风量，调节方式灵活；4)汽轮机运行背压范围较大，必须能承受高背压工况，效率较低：5)采用棚械通风方式导致厂用电率高，风机运行产生噪音；6)受环境温度变化的影响较大；7)针对冬季防冻问题有较为灵活的调节手段i8)运行方式简单，控制灵活可靠，调峰能力强；9)直接空冷凝汽器—般都布置在汽机房房顶，或布置在汽机房坝4面的高架平台上，平台下通常布置电气或其它设备，整体占地面积减小。
发电厂直接空冷技术简介
发电厂直接空冷技术简介一、火力发电厂机组冷却方式分类1.1、湿式冷却方式。
湿式冷却方式分直流冷却和冷却塔2种。
湿式直流冷却一般是从江、河、湖、海等自然水体中罗致必定量的水作为冷却水，冷却工艺离心机汲取废热使水温升高，再排入江、河、湖、海。
当不具备直流冷却条件时，则需要用冷却塔来冷却。
冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入大气。
1.2、干式冷却方式。
在缺水地区，增补因在冷却过程中损失的水非常难题，采用空气冷却的方式能很好地办理这一问题。
空气冷却过程中，空气与水(或排汽)的热交换，是通过由金属管组成的散热器表面传热，将管内的水(或排汽)的热量传输给散热器外活动的空气。
当前，用于发电厂的空冷系统主要有3种，即直接空冷系统、带表面式凝汽器的间接空冷系统(哈蒙式空冷系统)和带喷射式(混淆式)凝汽器的间接空冷系统(海勒式空冷系统)。
直接空冷便是利用空气直接冷凝从汽轮机的排气，空气与排气通过散热器进行热互换。
海勒式间接空冷系统主要由喷射式凝汽器和装有福哥型散热器的空冷塔形成，系统中的高纯度中性水进入凝汽器直接与凝汽器排汽混归并将加热后的冷凝水绝大部门送至空冷散热器，颠末换热后的冷却水再送至喷射式凝汽器进行下一个循环。
少少一部分中性水经由精处置惩罚后送回锅炉与汽机的水循环系统。
哈蒙式间接空冷系统又称带表面式凝汽器的间接空冷系统，在该系统中冷却水与汽锅给水是离开，如此就保证了锅炉给水水质。
哈蒙式空冷系统由表面式凝汽器与空冷塔构成，系统与通用的湿冷系统无比相似[1，2]。
据统计目前世界上空冷系统的装机容量中，直接空冷系统约占43%，表面式凝汽器间接空冷系统约占24%，混合式凝汽器间接空冷系统约占33%。
二、直接空冷系统的工作原理汽轮机排汽在空冷凝汽器中被空气冷却而凝结成水，排汽与空气之间的热交流是在表面式空冷凝汽器内完成。
在直接空冷换热历程中，应用散热器翅片管外侧流过的冷空气，将凝汽器中从处于真空状况下的汽轮机排挤的热介质饱和蒸汽冷凝，末了冷凝后的固结水经处理后送回锅炉。
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• 空气供应系统
调速风机，电动机，减速箱，整流罩，保护网；
•
排汽管道系统
从汽轮机排汽装置到各空冷凝汽器蒸汽分配管道之间的管道，及管道中间
•
的膨胀补偿器、隔断阀、安全阀、爆破阀、疏放水管道 凝集水系统 空冷凝汽器的汇水管，凝结水箱，凝结水泵
•
抽空气系统 真空泵或其他抽气器及相应管道
•
空气冷凝器清洗系统 高压水泵及清洗管道等
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 ℃ 。
4.3排汽管道作用在排汽装置上的作用力（力矩）
• 管道系统直径、体积庞大，膨胀作用力（力矩）十分 强大。 • 决不能将作用力完全强加与汽轮机或排汽装置上。
。
• 国外
哈蒙公司：
总部比利时布鲁塞尔，生产空冷设备、环保设备等有50年的 历史，年销售额8亿美圆以上。2003年被美国斯必克公司收购。
领先技术：
单排管直冷散热器：采用钢制扁园管、外镀铝，在将铝翅片整体 高温热压在管外。
代表电站：
比利时布鲁日电站2×460MW直冷机组
国内制造商
• 斯必克张家口冷却技术有限公司（原张家口巴 克杜尔公司）
• 造价高，湿冷：直接空冷：间接空冷=2：3：6
• 热耗率较高：背压高，厂用电率高，循环效率低5%左右，热耗 率高6-9%
4、直接空冷机组的技术关键
。
•热风再循环 •空冷机组ITD值的选择
•排汽管道作用在排汽装置上的作用力（力矩）
•风机调速方式，风机叶片防冷淬、防风沙措施 •空冷凝汽器的清洗问题
•真空系统的严密性
• 空冷岛部分性能考核试验国际标准：VGB-R131Me
4.9其他（补水位置、设计范围、供货范围）
• 补水位置无定论 • 设计范围、供货范围等接口问题需注意。
5、主要制造商列表
国外： 德国GEA公司：
成立于20世纪初，以能源技术制造为主，兼营石化、食品加 工设备。2000年 销售收入50亿马克。空冷设备是能源技术部的主 要产品，年产散热器占世界总产量三分之二左右。 领先技术： 单排管直冷散热器：采用钢制扁园管、外镀铝，在将铝翅片整 体高温热压在管外。 代表电站： 南非Matimba电站6×665MW直冷机组
•
•
谢谢大家！ 再 见！
机力通风 （风机强制通风）
间接空冷 (先用循环水冷却凝汽器） （再用空气冷却循环水）
直接空冷(GEA式） （用空气直接冷却凝汽器）
海勒式 （混合式凝汽器）
哈蒙式 （表面式凝汽器)
ACC （风机强制通风）
NDC （自然通风带风筒）
直接、间接空冷系统区别
直接空冷系统示意图
LPT
G
去 抽气系统 锅 炉
排汽装置
4.6真空系统的严密性
• 真空系统体积巨大，泄露查找非常困难。 • 安装时要全部采用焊接管段，严格控制焊接质 量。
4.7排汽隔离阀 • 排汽隔离阀作用：便于启动，防止冷冻等。
• 排汽隔离阀数量：可多可少无限制。
• 供热机组需安装。
4.8性能考核试验
• 分为汽机本体部分性能考核试验、空冷岛部分性能考 核试验两部分。
哈尔滨空调机厂
• 哈尔滨空气调节机厂始建于1952年，公司为国内最大的电站空冷嚣、石化空冷器、 电站(核电站 )空气处理机组专业生产厂家和出口基地，其中石化空冷器国内市场 占有率为50%以上。 公司现年生产能力为一万吨，是目前国内唯一能够为石化、电站、冶金等行业提 供整机配套的专业企业；是国内唯一能够制造国际通用的所有三种技术形式(福哥 型、直冷式、间冷式)电站空冷器产品的企业；是国内唯一能够生产核电站大型成 套空气处理机组的定点生产企业。 公司的产品多次出口到加拿大、巴基斯坦、伊朗、朝鲜、阿尔巴尼亚等国家。最 近几年仅向伊朗出口电站空冷已超过4亿元人民币。
3、直接空冷机组特点
100 ` 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
直冷 间冷 湿冷
耗水率
建厂条件 环保性能
维护费用
占地面积
优 点
• • • • • 节水： 空冷机组比湿冷机组节水65%以上； 冷却介质： 空气可免费获取，无附加费用； 厂址： 无特殊限制； 维护费用： 空冷机组为湿冷机组的20~30%； 环保： 废水可实现0排放，无汽水飘滴现象，对周围电
`
国内：
• 山西漳三电厂2 ×300MW直冷机组分别于2004年8月、9月投产。 • 华能榆社电厂 2×300MW 直冷机组投产时间分别为 2004 年 9 月和 2004年10月。 • 山西、内蒙直冷机组在建规模、数量庞大，发展势头迅猛。
2、直接空冷系统组成部分
• 空冷凝汽器系统
椭圆翅片管束，蒸汽分配管，上、下管束联箱，以及支撑管束的钢构架；
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ห้องสมุดไป่ตู้
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。
4.4风机调速方式，风机叶片防冷淬、防风沙措施 • 风机分为单速、双速，部分单速、部分双速， 全部变频调速等。 • 近年来国外电厂逐渐将双速改为变频。
• 寒冷、风沙大地区对风机叶片要求高。
4.5空冷凝汽器的清洗问题
• 设备选型应考虑容易清洗。 • 设计时应充分考虑附近电气设备（主变、厂变、 启备变、出线等）及清洗人员的安全。
1.1什么是直接空冷?
• 直接空冷 是干式冷却（空冷）系统的一种方式， 区别于间接空冷。 汽轮机排汽经过排汽管道直接送入散热 器（空冷凝汽器）冷却后凝结成水，散热器 的热量由管外流过的空气带走，这种系统叫 直接空冷系统。
冷却方式分类
冷却塔
湿式（用水冷却凝汽器）--水冷
干式--空冷
干湿式
自然通风 （风筒式）
•排汽隔离阀 •性能考核试验
•其他（补水位置、供货范围、设计范围）
4.1热风再循环
• 热风再循环曾在马廷巴电厂每年引起1-2次因背压升高 导致汽轮机眺闸保护动作的事故。
• 设计时，空冷凝汽器不能至于热源体的下风向。
• 设置挡风墙。
4.2空冷机组ITD值的选择
• ITD：Initial
temperature difference，初始温差，即
大型汽轮机直接空冷技术
报告单位：汽轮机所 报 告 人：白
永 军
主要内容
1.直接空冷技术概述 2.直接空冷系统组成部分 3.直接空冷机组特点 4.直接空冷机组的技术关键 5. 直接空冷机组代表电站、制造商列表
1、直接空冷技术概述
1.1 什么是直接空冷? 1.2 为何要采用直接空冷技术? 1.3 直接空冷技术发展概况
防冻性能 热风再循环问题 厂用电 占地面积， m2/MW 散热面积，m2 初投资
1 1
1.3—1.4 1.5
1.3--1.4 1.5
缺
点
• 空冷系统体积庞大，但直接空冷占地为间接空冷的三分之一左右； • 空冷散热器易受气温、大风、降雨等环境因素影响； • 空冷散热器不能靠近大型建筑物，易形成热风再循环； • 空冷散热器要求采用制造工艺较高的翅片管；
是斯必克公司最大的ACC生产基地，80%出口，20%供应国内。 业绩： 山西古交、平朔、武乡采用三排管，每个管束重9吨；河津、 霍州、运城采用单排管，每个管束重4吨； 内蒙上都采用单排管，每个管束重5-6吨；
• 山西捷益热能设备厂
`
德国GEA公司双排管生产技术，八五期间为国内间 接空冷机组配套生产空冷器 。95年开始生产直接间接 空冷机组配套生产空冷器 。性能优良，德国本土检测 表明达到或超过国外同类产品。 业绩： 太二2 ×200MW，新丰2 ×300MW，山西左云2 ×50MW
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。
气设备无影响。
运 行 对 比
直接空冷 运行效果
`
间接空冷 间接空冷 （混合式凝汽器） （表面式凝汽器） 良好，可带尖峰 负荷 有一定防冻经验 无 泵耗发电功率的 0.3% 40-60 良好，不宜带尖 峰负荷 有一定防冻经验 无 泵耗发电功率的 0.3% 40-60