直接空冷系統(tǒng)簡介

圖1（1-鍋爐；2-過熱器；3-汽輪機；4-空冷凝汽器；5-凝結水泵；6-凝結水精處理裝置；7-凝結水升壓泵；8-低壓加熱器；9-除氧器；10-給水泵；11-高壓加熱器；12-汽輪機排汽管道；13-軸流冷卻風機；14-立式電動機；15-凝結水箱；16-除鐵器；17-發(fā)電機）是直接空冷系統(tǒng)的原則性汽水系統(tǒng)簡圖，汽輪機的排汽通過粗大的排汽管道送到室外布置的空冷凝汽器內，軸流冷卻風機使空氣流過散熱器的外表面，將排汽冷卻成水，凝結水再經凝結泵送回汽輪機的回熱系統(tǒng)。

空冷凝汽器是由外表鍍鋅的橢圓管外套矩形鋼翅片的若干管束組成的，這些管束也稱散熱器?？绽淠鞣种髂骱头帜鲀刹糠帧Ｖ髂鞫嘣O計成汽水順流式，它是空冷凝汽器的主體。分凝汽器一般設計成汽水逆流式，可造成空冷凝汽器的抽空區(qū)。

真空抽氣系統(tǒng)是直接空冷系統(tǒng)的關鍵。在汽輪機啟動和正常運行時，要使汽輪機低壓缸尾部、空冷凝汽器、排汽管道、及凝結水箱等設備內部形成真空。通常采用的抽空氣設備是蒸汽抽氣器。在汽輪機啟動時，投入出力大的一級蒸汽抽氣器，以縮短抽真空的時間，加快啟動速度。在汽輪機正常運行時，采用出力小的二級蒸汽抽氣器，以維持排汽系統(tǒng)的真空?？绽淠魉性团牌艿蓝疾捎秒p層焊接結構，焊接質量要求十分嚴格，以保證整個空冷系統(tǒng)的嚴密性。

直接空冷系統(tǒng)的優(yōu)點是設備少，系統(tǒng)簡單，基建投資少，占地少，空氣量調節(jié)靈活。缺點是運行時粗大的排汽管道密封困難，維持排汽管內的真空困難，啟動時抽真空需要的時間長。冬季運行時，管內容易結冰，需要作復雜的設計處理。此外，機力通風增加了廠用電，形成了噪聲源。直接空冷系統(tǒng)一般配高背壓機組。

無論采用何種空冷系統(tǒng)，由于冷卻水不與空氣直接接觸，故冷卻水溫度的降低或蒸汽的凝結都靠空氣與水或蒸汽之間的導熱或對流換熱，故其傳熱性能較差，而且起作用的是空氣干球溫度，所以冷卻后的溫度較濕冷要高，即采用空冷系統(tǒng)的汽輪機排汽壓力要比濕冷機組高，熱經濟性低?？绽湎到y(tǒng)的缺點可歸納為金屬消耗量多、投資大、真空低和煤耗高、盛夏時可能較大幅度地限制出力等。

可見裝設空冷系統(tǒng)的適宜條件可概括為，建廠地區(qū)缺水，燃用當地劣質低價煤，海拔高度、環(huán)境溫度、風向、風速和大氣逆溫層適當等。此外降低空冷系統(tǒng)散熱器造價是大范圍采用空冷系統(tǒng)的推廣條件。 2100433B

發(fā)電廠空冷系統(tǒng)是指汽輪機的冷卻系統(tǒng)以空 氣作為冷卻介質，有干式冷卻塔或機力通風設備的空冷散熱器的閉式循環(huán)系統(tǒng)。電廠空冷系統(tǒng)有三種：直接空冷系統(tǒng)、帶混合式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)、帶表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)。

1、系統(tǒng)運行的比較

表面式間接空冷系統(tǒng)除空冷散熱器外，由于與濕冷系統(tǒng)較接近，運行人員較熟悉，運行時主要應控制水壓及水質，系統(tǒng)中投運的設備少(只有循環(huán)水泵)，要調整的項目較少，因此系統(tǒng)較為簡單，設備故障率低。應該說這種系統(tǒng)最簡單，最易運行?；旌鲜介g接空冷系統(tǒng)由于采用混合式凝汽器，使系統(tǒng)和運行都增加了復雜性。直接空冷系統(tǒng)較為簡單，由于采用機力通風冷卻，在運行操作時增加了對風機的控制技術，風機的調整控制雖較為復雜，但較易于掌握，不是運行的難點，而控制技術的設計。

2、防凍方面的比較

應該說空冷系統(tǒng)都存在如何防凍的問題。表面式間接空冷系統(tǒng)采用翅片橢圓型鋼管，這種結構有利于防凍，另外發(fā)現結冰后還可采取化冰措施。直接空冷系統(tǒng)也采用翅片橢圓型鋼管，同時在管束布置時，采用順流和逆流按比例布置，因此較好地解決了防凍問題，使這種系統(tǒng)在防凍方面優(yōu)于間接空冷系統(tǒng)。

2、嚴密性比較混合式間冷系統(tǒng)是用循環(huán)水泵將凝結水經空

冷塔散熱器送至凝汽器噴嘴，與汽輪機排汽混合，系統(tǒng)嚴密性較差。表面式間冷系統(tǒng)的特點之一是完全封閉的循環(huán)系統(tǒng)，與濕冷電廠一樣，只與凝汽器和真空系統(tǒng)有關，而不受冷卻系統(tǒng)的影響。直接空冷系統(tǒng)由于排汽系統(tǒng)都是真空系統(tǒng)，體積大，易漏人空氣，并且不易找漏，因此，這種系統(tǒng)在設計及安裝時要采用更嚴格的措施。

間接空冷系統(tǒng)簡介

表面式凝汽器間接空冷系統(tǒng)又稱哈蒙式間接空冷系統(tǒng)。該系統(tǒng)是在海勒式間接空冷系統(tǒng)的運行實踐基礎上發(fā)展起來的。由于海勒式間接空冷系統(tǒng)采用的噴射式凝汽器的實際運行端差與表面式凝汽器的端差相比沒有明顯減少，而且在噴射式凝汽器中，循環(huán)冷卻水與鍋爐給水是連通的，由于鍋爐給水品質控制嚴格，系統(tǒng)中要求裝設凝結水精處理裝置。然而對于高參數大容量機組，給水水質的控制和處理相當困難，于是在單機容量300MW和600MW的火電機組發(fā)展了哈蒙式間接空冷系統(tǒng)與直接空冷系統(tǒng)。哈蒙式間接空冷系統(tǒng)如圖2（1-鍋爐；2-過熱器；3-汽輪機；4-表面式凝汽器；5-凝結水泵；6-凝結水精處理裝置；7-凝結水升壓泵；8-低壓加熱器；9-除氧器；10-給水泵；11-高壓加熱器；12-循環(huán)水泵；13-膨脹水箱；14-全鋁制散熱器；15-空冷塔；16-除鐵器；17-發(fā)電機）所示。

該系統(tǒng)由表面式凝汽器與空冷塔構成，與常規(guī)的濕式冷卻系統(tǒng)基本相仿。不同之處是用空冷塔代替濕冷塔，用不銹鋼管凝汽器代替銅管凝汽器，用除鹽水代替循環(huán)水，用閉式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)代替開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。

在哈蒙式間接空冷系統(tǒng)回路中，由于冷卻水在溫度變化時體積發(fā)生變化，故需設置膨脹水箱。膨脹水箱頂部和充氮系統(tǒng)連接，使膨脹水箱水面上充滿一定壓力的氮氣，既可對冷卻水容積膨脹起到補償作用，又可避免冷卻水和空氣接觸，保持冷卻水品質不變。

在空冷塔底部設有儲水箱，并設置兩臺輸水泵，可向冷卻塔中的空冷散熱器充水。空冷散熱器及管道滿水后，系統(tǒng)即可啟動投運。

系統(tǒng)中的散熱器由橢圓形鋼管外纏繞橢圓形翅片或套嵌矩形鋼翅片的管束組成。橢圓形鋼管及翅片外表面進行整體熱鍍鋅處理。散熱器裝在自然通風冷卻塔中，冷卻水采用自然通風方式冷卻。

間接空冷系統(tǒng)哈蒙式間接空冷系統(tǒng)的優(yōu)缺點

哈蒙式間接空冷系統(tǒng)類似于濕冷系統(tǒng)，優(yōu)點是節(jié)約廠用電，設備少，冷卻水系統(tǒng)與汽水系統(tǒng)分開，兩者水質可按各自要求控制；冷卻水量可根據季節(jié)調整，在高寒地區(qū)，在冷卻水系統(tǒng)中可充以防凍液防凍；空冷散熱器在塔內布置，其帶負荷的能力基本上不受大風影響。缺點是空冷塔占地大，基建投資多；系統(tǒng)中需要進行兩次換熱，且都屬于表面式換熱，使全廠熱效率有所降低。哈蒙式間接空冷系統(tǒng)一般適用于核電站、熱電站和調峰大電廠。 2100433B