直接空冷系統(tǒng)裝設(shè)空冷系統(tǒng)的適宜條件

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(jié)都靠空氣與水或蒸汽之間的導(dǎo)熱或?qū)α鲹Q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(jī)排汽壓力要比濕冷機(jī)組高，熱經(jīng)濟(jì)性低?？绽湎到y(tǒng)的缺點(diǎn)可歸納為金屬消耗量多、投資大、真空低和煤耗高、盛夏時(shí)可能較大幅度地限制出力等。

可見裝設(shè)空冷系統(tǒng)的適宜條件可概括為，建廠地區(qū)缺水，燃用當(dāng)?shù)亓淤|(zhì)低價(jià)煤，海拔高度、環(huán)境溫度、風(fēng)向、風(fēng)速和大氣逆溫層適當(dāng)?shù)?。此外降低空冷系統(tǒng)散熱器造價(jià)是大范圍采用空冷系統(tǒng)的推廣條件。 2100433B

直接空冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備少，系統(tǒng)簡單，基建投資少，占地少，空氣量調(diào)節(jié)靈活。缺點(diǎn)是運(yùn)行時(shí)粗大的排汽管道密封困難，維持排汽管內(nèi)的真空困難，啟動(dòng)時(shí)抽真空需要的時(shí)間長。冬季運(yùn)行時(shí)，管內(nèi)容易結(jié)冰，需要作復(fù)雜的設(shè)計(jì)處理。此外，機(jī)力通風(fēng)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(jī)組。

圖1（1-鍋爐；2-過熱器；3-汽輪機(jī)；4-空冷凝汽器；5-凝結(jié)水泵；6-凝結(jié)水精處理裝置；7-凝結(jié)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(jī)排汽管道；13-軸流冷卻風(fēng)機(jī)；14-立式電動(dòng)機(jī)；15-凝結(jié)水箱；16-除鐵器；17-發(fā)電機(jī)）是直接空冷系統(tǒng)的原則性汽水系統(tǒng)簡圖，汽輪機(jī)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(nèi)，軸流冷卻風(fēng)機(jī)使空氣流過散熱器的外表面，將排汽冷卻成水，凝結(jié)水再經(jīng)凝結(jié)泵送回汽輪機(jī)的回?zé)嵯到y(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?。主凝汽器多設(shè)計(jì)成汽水順流式，它是空冷凝汽器的主體。分凝汽器一般設(shè)計(jì)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(guān)鍵。在汽輪機(jī)啟動(dòng)和正常運(yùn)行時(shí)，要使汽輪機(jī)低壓缸尾部、空冷凝汽器、排汽管道、及凝結(jié)水箱等設(shè)備內(nèi)部形成真空。通常采用的抽空氣設(shè)備是蒸汽抽氣器。在汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)，投入出力大的一級蒸汽抽氣器，以縮短抽真空的時(shí)間，加快啟動(dòng)速度。在汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，采用出力小的二級蒸汽抽氣器，以維持排汽系統(tǒng)的真空。空冷凝汽器所有元件和排汽管道都采用雙層焊接結(jié)構(gòu)，焊接質(zhì)量要求十分嚴(yán)格，以保證整個(gè)空冷系統(tǒng)的嚴(yán)密性。

發(fā)電廠空冷系統(tǒng)是指汽輪機(jī)的冷卻系統(tǒng)以空 氣作為冷卻介質(zhì)，有干式冷卻塔或機(jī)力通風(fēng)設(shè)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(yùn)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(yùn)行人員較熟悉，運(yùn)行時(shí)主要應(yīng)控制水壓及水質(zhì)，系統(tǒng)中投運(yùn)的設(shè)備少(只有循環(huán)水泵)，要調(diào)整的項(xiàng)目較少，因此系統(tǒng)較為簡單，設(shè)備故障率低。應(yīng)該說這種系統(tǒng)最簡單，最易運(yùn)行。混合式間接空冷系統(tǒng)由于采用混合式凝汽器，使系統(tǒng)和運(yùn)行都增加了復(fù)雜性。直接空冷系統(tǒng)較為簡單，由于采用機(jī)力通風(fēng)冷卻，在運(yùn)行操作時(shí)增加了對風(fēng)機(jī)的控制技術(shù)，風(fēng)機(jī)的調(diào)整控制雖較為復(fù)雜，但較易于掌握，不是運(yùn)行的難點(diǎn)，而控制技術(shù)的設(shè)計(jì)。

2、防凍方面的比較

應(yīng)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(jié)構(gòu)有利于防凍，另外發(fā)現(xiàn)結(jié)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(shí)在管束布置時(shí)，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(yán)密性比較混合式間冷系統(tǒng)是用循環(huán)水泵將凝結(jié)水經(jīng)空

冷塔散熱器送至凝汽器噴嘴，與汽輪機(jī)排汽混合，系統(tǒng)嚴(yán)密性較差。表面式間冷系統(tǒng)的特點(diǎn)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(guān)，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(shè)計(jì)及安裝時(shí)要采用更嚴(yán)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(yùn)行實(shí)踐基礎(chǔ)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(shí)際運(yùn)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(zhì)控制嚴(yán)格，系統(tǒng)中要求裝設(shè)凝結(jié)水精處理裝置。然而對于高參數(shù)大容量機(jī)組，給水水質(zhì)的控制和處理相當(dāng)困難，于是在單機(jī)容量300MW和600MW的火電機(jī)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(jī)；4-表面式凝汽器；5-凝結(jié)水泵；6-凝結(jié)水精處理裝置；7-凝結(jié)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(jī)）所示。

該系統(tǒng)由表面式凝汽器與空冷塔構(gòu)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(shí)體積發(fā)生變化，故需設(shè)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?dú)?，既可對冷卻水容積膨脹起到補(bǔ)償作用，又可避免冷卻水和空氣接觸，保持冷卻水品質(zhì)不變。

在空冷塔底部設(shè)有儲(chǔ)水箱，并設(shè)置兩臺(tái)輸水泵，可向冷卻塔中的空冷散熱器充水?？绽渖崞骷肮艿罎M水后，系統(tǒng)即可啟動(dòng)投運(yùn)。

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(jìn)行整體熱鍍鋅處理。散熱器裝在自然通風(fēng)冷卻塔中，冷卻水采用自然通風(fēng)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(diǎn)

哈蒙式間接空冷系統(tǒng)類似于濕冷系統(tǒng)，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約廠用電，設(shè)備少，冷卻水系統(tǒng)與汽水系統(tǒng)分開，兩者水質(zhì)可按各自要求控制；冷卻水量可根據(jù)季節(jié)調(diào)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(nèi)布置，其帶負(fù)荷的能力基本上不受大風(fēng)影響。缺點(diǎn)是空冷塔占地大，基建投資多；系統(tǒng)中需要進(jìn)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(diào)峰大電廠。 2100433B