空冷技术工程样本

空冷技术工程

Air cooled condenser Engineering

大唐环境科技工程有限公司空冷事业部Datang Environment Technologies & Engineering Co.，Ltd.

Air Cooled Condenser Business Department

一、空冷技术原理及特点

●空冷技术简介

普通来讲，火力发电厂经常使用水来冷却乏汽，其中效率最高莫过于使用河水或海水开式循环冷却。当限于自然和环保条件而无法使用开式冷却时，可使用湿式冷却塔进行闭式循环冷却（即常用双曲面冷却塔），但冷却效率略低，并且在运营中要不断补充大量冷却水。

老式湿式冷却技术是当前应用最广泛冷却技术，但当水源缺少或存在其他限制时，就不可以使用这种冷却方式。于是，空气冷却凝汽技术应运而生。

空冷技术，也称干式冷却技术，按大类可分为直接空冷和间接空冷，细分和组合后又可衍生出并行空冷、混合式空冷等一系列详细空冷发电技术形式。

火电厂直接空冷凝汽系统工作原理为：将在蒸汽轮机内做工后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列外空冷平台上，进而经由配汽管送至数量众多翅片管换热管束内；空气流在大直径轴流风机驱动下，穿过翅片管束翅片间隙，将翅片管束内蒸汽冷凝为凝结水，使其在重力作用下回流至凝结水箱，进入下一种做功循环。

●空冷技术特点

1、节水效果非常明显

空冷机组运营实践证明，空冷机组节水效果非常明显。以大唐云冈热电直接空

冷系统为例，空冷换热面积为51万平方米，合计发电水耗为0.47公斤/千瓦时，比同类型湿冷机组发电水耗设计值2公斤/千瓦时低1.53公斤/千瓦时，节水76.5%，年节水量477万吨，超过山西省拟定新型电力节水率达70%以上目的6个百分点，每年因节水少支出费用800多万元。如果与当前普通老电厂8公斤/千瓦时发电水耗相比，年节水可达到2349万吨，少支出水费将近4000万元。

2、系统自动化限度高，运营方式以便可靠。

直接空冷系统提成若干个换热单元，每个单元相应一台冷却风机，风机采用变频技术进行无极变速，可以实现对每一种散热单元进行独立调节。运营时候可以通过减少风机转速和停运风机等办法，调节某一冷却单元负荷，控制其凝结水过冷度和汽轮机背压。

3、综合换热效率提高，冬季运营经济性较好。

蒸汽与空气直接换热，省去了中间介质和二次换热，综合热效率提高，运营更加经济。空冷机组在冬季运营过程中，由于空冷系统运营背压低，而使得汽轮机带负荷能力大大提高。因而，空冷机组可运用冬季多发电，为电厂带来额外收益。这一点对于地处国内北方区域电厂尤为明显。

4、取消了庞大湿式冷却塔，通过优化设计减少了空冷系统占地面积。

在水冷凝汽器系统中，循环冷却水塔和循环水泵房要占用一定建设用地。采用直接空冷系统，通过优化设计可以省掉上述用地。空冷平台下仍可布置电气设备等，使空冷凝汽器空间得到有效综合运用。大唐国际云冈热电公司2X200MW直接空冷凝汽器所占面积仅为同规格湿冷系统四分之三。同步，空冷系统消除了湿冷系统冷却水塔塔顶溢出雾气团对周边环境影响。

5、增长了火电厂厂址选取灵活性，不必紧张水资源变迁、减量与水量加价。

空冷技术对电厂合理布局，以有限水资源扩大建厂容量，缓和与本地工农业、生活争水矛盾，保持本地经济可持续发展具备重要作用。

6、大型燃煤空冷电厂为实行“节水最大化、排放最小化（零排放）”创造条件，具备较

高社会效益。

二、直接空冷系统构成●换热管束

●风机及驱动装置

●排气管道和配汽管道●抽真空系统

●疏放水和凝结水系统●仪表和控制系统

●空冷平台和支撑构造

三、直接空冷系统功能描述冷凝过程冷却空气

空冷凝汽器采用屋顶型构造（或者称为A型框架构造）。来自汽轮机乏汽通过主排汽管道和配汽管道输送到翅片管换热器翅片管道内。冷却空气由位于换热管束下方轴流风机驱动带走蒸汽携带热量使蒸汽重新凝结成水。

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直接空冷系统示意图

换热器普通采用顺流冷凝－逆流冷凝布置方式，大概70％到85％蒸汽在通过顺流冷凝换热器时被冷凝成凝结水，凝结水流究竟部蒸汽/凝结水联箱中。别的蒸汽在逆流管束中被冷凝，蒸汽是从蒸汽/凝结水联箱向上流动，而凝结水则从冷凝位置向下流到蒸汽/凝结水联箱中并被排出。这种顺流冷凝－逆流冷凝布置方式保证了在任何区域内蒸汽都与凝结水有直接接触，因而将保持凝结水水温与蒸汽温度相似，从而避免了凝结水过冷、溶氧和冻害。

从汽轮机到凝结水箱整个系统都是在真空状态下。由于采用全焊接构造，从而保证整个系统气密性。由于汽轮机法兰处不可避免地会有空气漏进冷凝系统中，为了保持系统真空，在逆流管束上端未冷凝蒸汽和空气混合物将被抽出。通过在逆流管束上端部位过冷冷却，尽量减少未冷凝蒸汽含量，从而避免抽出过多蒸汽。

在不同汽机负荷和环境温度条件下，通过调节流经换热管束空气流量来控制汽轮机排汽

压力。

换热管束

换热管束是空冷系统核心部件，换热管束技术含量，

直接影响了空冷系统效率高低。当前主流空冷管束

重要有如下两种

1．单排管

单排管重要特点是：

●形状扁平，芯管材质为钢，翅片材质为铝，由于

两者材质不同，需要用钎焊工艺将两者焊接在一起，翅片间无扰流片或定距爪●蒸汽侧通流面积大，压损低

●合用于冬季高寒地区，可有效避免冰冻问题

●易于对管束进行表面清洗

●是一种成熟技术，有成功运营经验

2．多排管

多排管重要特点是：

●芯管材质为钢，翅片材质为铝或钢，翅片与芯管

之间连接方式为一方面通过绕片或套片工艺将

翅片与芯管连接在一起，然后再采用热浸镀锌工

艺将两者焊接在一起

●翅片间距可变，翅片间有扰流片或定距爪

●对不同运营规定适应性强