西安電力高等?？茖W(xué)校

1、西安電力高等?？茖W(xué)校動力工程系2012屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)教師：專 業(yè)：班 級：完成時(shí)間：2013年 月 日1 概述1.1凝氣設(shè)備的分類現(xiàn)在電站使用的凝汽器主要是以水為冷卻介質(zhì)的表面式凝汽器。在缺 水地區(qū)和列車電站上，可用空氣凝汽器。1空氣凝汽器直接冷卻空氣凝汽器系統(tǒng)中，汽輪機(jī)排氣進(jìn)入熱交換器冷卻凝結(jié), 熱交換器一般用具有鰭狀散熱片的管束組成，蒸汽進(jìn)入管束內(nèi)側(cè)，空 氣在管外流過，為了加強(qiáng)冷卻，可用風(fēng)扇機(jī)力通風(fēng)。由于空氣傳熱系 數(shù)很低，所以冷卻表面積很大,，整個(gè)凝汽器的體積龐大，無法放在 汽輪機(jī)下部，常不得不遠(yuǎn)離汽輪機(jī)放在戶外，因此汽輪機(jī)粗大的排汽 管道很長，金屬耗量和流

2、動阻力很大。為了克服這一缺點(diǎn)，出現(xiàn)了間接冷卻空氣凝汽器系統(tǒng)。汽輪機(jī)排汽進(jìn) 入噴射凝汽器中，與從干冷卻塔來的冷卻水相混合而凝結(jié)為水。噴射 凝汽器體積不大，可以裝在汽輪機(jī)下面。從噴射凝汽器出來的冷卻 水和凝結(jié)水的混合水流，一小部分給凝結(jié)水泵抽走作為鍋爐給水，大 部分經(jīng)出水泵打入干冷卻塔冷卻。在缺水地區(qū)，這種空氣凝汽器可用 在大功率機(jī)組上、在熱交換器至噴射凝汽器管路上裝設(shè)水輪機(jī)，可利用水的壓頭能量。噴射凝汽器的傳熱端差為零，凝汽器內(nèi)不需要冷卻 水管，投資小，另外，它有結(jié)構(gòu)小，無需維修等有價(jià)值的優(yōu)點(diǎn)。2.表面式凝汽器凝汽器的傳熱面分為主凝結(jié)區(qū)和空氣冷卻區(qū)兩部分，這兩部分之間用 擋板隔開?？諝饫鋮s區(qū)的面

3、積約占凝汽器總面積的5%到10% o蒸氣剛進(jìn)入凝汽器時(shí)，所含空氣量不到萬分之一，凝汽器總壓力可以用蒸 汽分壓力代替。蒸汽在主凝結(jié)區(qū)大量凝結(jié)，但空氣不能凝結(jié)，到達(dá)空 氣冷卻區(qū)入口時(shí)，蒸汽流以大為小減小，而空氣流量未變。剩下的蒸 汽和空氣混合物進(jìn)入空冷區(qū)，蒸汽繼續(xù)凝結(jié)，到空氣抽出口處，蒸 汽和空氣的質(zhì)量流量已是同一數(shù)量，這時(shí)蒸汽分壓力才明顯減小，所 對應(yīng)的飽和溫度也才降低，空氣和很少量的蒸汽才會得到冷卻?？?氣被冷卻后，容積流量減小，抽汽器負(fù)荷減小，抽氣效果才好。由于空氣抽出口不斷地抽除空氣，因此正在凝結(jié)的蒸汽和空氣流向抽氣口，顯然空氣抽出口的壓力最低，凝汽器入口處壓力pc最高。壓力之差是蒸汽空氣

4、混合物的流動阻力，稱為凝汽器的汽阻，以?pc 表示。氣阻越大凝汽器入口的壓力pc也越高，經(jīng)濟(jì)型越低，故應(yīng)盡 量減小氣阻。現(xiàn)代凝汽器的氣阻可以減小到260到400pa左右。由于空氣抽出口的位置不同，現(xiàn)代凝汽器分為汽流向側(cè)式與氣流向心式兩大類。由于單機(jī)功率增大，凝汽器尺寸和冷卻水管數(shù)量大大 增加，為了加大管束四周的進(jìn)汽周界，減短汽流途徑，減小汽阻，出 現(xiàn)了多區(qū)域向心式凝汽器。獨(dú)立區(qū)域數(shù)由兩個(gè)到十幾個(gè)。平行布置于矩形外殼內(nèi)。每個(gè)區(qū)域的中部都有空氣冷卻區(qū)。凝汽器給冷卻水的阻力稱為水阻。它由冷卻水管內(nèi)的沿程阻力、冷卻水由水室進(jìn)出冷卻水管的局部阻力與水室中的流動阻力（包括由 循環(huán)水管進(jìn)出水室的局部阻力）等

5、三部分組成。水阻越大，循環(huán)水泵 的耗功越大，故應(yīng)減小之。雙流程凝汽器的水阻較大約49到78kpa, 單流程水阻較小。1.2凝氣設(shè)備的組成汽輪機(jī)凝汽設(shè)備主要由凝汽器、循環(huán)水泵、抽氣器、凝結(jié)水泵等組成。1 2 睛環(huán)水3 一4 一抽1.3凝氣設(shè)備的工作原理凝汽設(shè)備在汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)中起著冷源的作用，降低汽輪機(jī)排 氣壓力和排汽溫度可以提高循環(huán)熱效率。以東方汽輪機(jī)廠為例，該機(jī) 新汽壓力po=1667mpa,新蒸汽和再熱溫度to=tr=537°c,再熱壓 力pr=3.665mpao若沒有凝氣設(shè)備，汽輪機(jī)的最低排氣壓力是大氣 壓，循環(huán)熱效率 吐只有37.12%，而當(dāng)pc=50kpa時(shí) 肛=45

6、55%,兩 者之差的相對值的相對值?nvnt為18.5%,熱經(jīng)濟(jì)損失巨大。若運(yùn)行不善使該機(jī)的排汽壓力比正常值下降也將降低1%以上，即機(jī)組熱耗率的相對變化率將增大1 %以上，對于大型機(jī)組這是可觀的。相反，若能使汽輪機(jī)排汽溫度下降5°c,貝ij?nt/nt將增大1%以上。這些都說明凝氣設(shè)備的重要性。以水為冷卻介質(zhì)的凝汽設(shè)備，由凝汽器、抽氣器、循環(huán)水泵以及 它們之間的連接管道.閥門和附件等組成。汽輪機(jī)的排汽進(jìn)入凝汽器, 循環(huán)水泵不斷的把冷卻水打入凝汽器，吸收蒸汽凝結(jié)放出的能量蒸汽 被冷卻并凝結(jié)為水。凝結(jié)水由凝結(jié)水泵抽走。凝汽器內(nèi)壓力很低，比 較容易漏入空氣，空氣將阻礙傳熱,因此用抽氣器不斷

7、的將空氣抽走。凝汽器內(nèi)為什么會形成真空？這是因?yàn)槟鲀?nèi)的蒸汽凝結(jié)空間 是汽水兩相共存的，其壓力是蒸汽凝結(jié)溫度下的飽和壓力。只要冷卻 水溫不高，在正常情況下蒸汽凝結(jié)溫度也就不高，如30°c左右的蒸 汽凝結(jié)溫度所對應(yīng)得飽和壓力約只有45kpa,大大低于大氣壓力, 就形成了高度真空。凝氣設(shè)備的工作原理1.4凝氣設(shè)備的任務(wù)凝汽設(shè)備的任務(wù)：一是在汽輪機(jī)的排汽管內(nèi)建立并維持高度真空;二是供應(yīng)潔凈的凝結(jié)水作為鍋爐給水。給水不潔凈將使鍋爐結(jié)垢和腐蝕分積鹽垢，使新蒸汽夾帶鹽分, 此鹽分在汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢后，影響電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。300mw 機(jī)組的給水量達(dá)1000t/h左右。容量越大，給水量越大。

8、若都靠軟化 水，則設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用都很昂貴。而凝汽器潔凈的凝結(jié)水，正好 可大量用作鍋爐給水，為此必須保證凝結(jié)水質(zhì)不被污染。如果冷卻水 管被腐蝕或水管在管板上的脹口松脫，則管內(nèi)壓力較高的不潔凈冷卻 水將漏到凝結(jié)水一側(cè)，污染凝結(jié)水，水質(zhì)不合格的凝結(jié)水，不能用作 鍋爐給水。2 空冷技術(shù)的概述2.1空冷技術(shù)的分類空冷是指采用翅片管式的冷卻器,直接或間接用環(huán)境空氣來冷卻汽輪 機(jī)的排汽，目前國際.國內(nèi)得到實(shí)際應(yīng)用的電站空冷系統(tǒng)共有三種: 直接空冷系統(tǒng)；釆用混合式凝汽器v哈蒙系統(tǒng)的間接空冷系統(tǒng)；采 用表面式凝汽器v海勒系統(tǒng)的間接空冷系統(tǒng)，后兩項(xiàng)又稱間接空冷系空冷技術(shù)早在30年代末即應(yīng)用于火力發(fā)電廠，國內(nèi)空

9、冷技術(shù)研究工作 開始于60年代.我國現(xiàn)在已引進(jìn)（或合資）了直接空冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 和制造技術(shù)，但還沒有較大機(jī)組示范電站運(yùn)行，后兩種間接空冷系統(tǒng) 已應(yīng)用在三座電站中。直接空冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是一次性投資低，易于在所有大氣溫度下實(shí)現(xiàn)冷 卻空氣的均勻和穩(wěn)定分布；缺點(diǎn)是風(fēng)機(jī)消耗電力，冷卻空氣與汽輪機(jī) 乏氣直接進(jìn)行熱交換。哈蒙系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是不消耗電力，冷卻空氣與汽 輪機(jī)管汽不直接進(jìn)行熱交換，冷卻水量可根據(jù)季節(jié)調(diào)整；缺點(diǎn)是采用 鋼翅片管束和表面式冷凝器，設(shè)備大多為鋼制，一次性投資高。海勒 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是投資較低，節(jié)省主廠房占地面積；缺點(diǎn)是系統(tǒng)復(fù)雜，冷 卻水與汽輪機(jī)乏氣直接接觸。電廠采用空冷系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是大量節(jié)水，最大

10、缺點(diǎn)是一次性投資高、煤耗高，因此，它最適宜用在富煤缺水地區(qū)建設(shè)。從國內(nèi)外投運(yùn)的情況來看,直接空冷系統(tǒng)和表凝式間接空冷系統(tǒng)都有600mw等級的機(jī)組正常運(yùn)行，海勒式間接空冷系統(tǒng)因其系統(tǒng)復(fù)雜， 循環(huán)水品質(zhì)要求與凝結(jié)水品質(zhì)相同而限制在300mw等級以下，所 以本工程進(jìn)行只做直接空冷系統(tǒng)和表凝式間接空冷系統(tǒng)的優(yōu)化比較。一、海勒式間接空冷系海勒式間接空冷系統(tǒng)（如圖1-1所示）主要由噴射式凝汽器和裝有福哥型散熱器的空冷塔構(gòu)成。由外表面經(jīng)過防腐處理的圓形鋁管、 套以鋁制翹片的管束所組成的形排列的散熱器，稱為缺口冷卻三角，在缺口處裝上百葉窗就成為一個(gè)冷卻三角。系統(tǒng)中的冷卻水都 是高純度的中性水（ph=6872）

11、。中性冷卻水進(jìn)入凝汽器直接與汽 輪機(jī)排氣混合，并將其冷凝。受熱后的冷卻水絕大部分由冷卻水循環(huán) 被送至空冷塔散熱器，經(jīng)與空氣對流換熱冷卻后通過調(diào)壓水輪機(jī)將冷 卻水再送至噴射式凝汽器進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。受熱的循環(huán)冷卻水中的極 少部分經(jīng)凝結(jié)水精處理后送至汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)。該系統(tǒng)中的調(diào)壓水輪機(jī)有兩個(gè)功能:通過調(diào)壓水輪機(jī)導(dǎo)葉開度來調(diào)節(jié)噴射式凝汽器前 的水壓，保證形成微薄且均勻的垂直水膜，減少排氣通道阻力，使冷 卻水與排氣充分接觸換熱;回收能量，減少冷卻水循環(huán)的功率消耗。調(diào)壓水輪機(jī)在此空冷系統(tǒng)中的連接方式有兩種:一種是在許多空冷電 廠已采用過的立式水輪機(jī)與立式異步交流發(fā)電機(jī)連接,另一種連接是 臥式水輪機(jī)與臥式冷

12、卻水循環(huán)泵.臥式電動機(jī)的同軸連接。后一種連 接方式可以在工程中使用，但目前尚未見投運(yùn)的實(shí)例。海勒式間接 空冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：以微正壓的低壓水系統(tǒng)運(yùn)行，較易掌握，可與 中背壓汽輪機(jī)配套；冷卻系統(tǒng)消耗動力稍低，廠用電稍少，約為90%；基建投資中等，為120%；占地面積中等，為156%o其缺點(diǎn)是：鋁制空冷散熱器耐沖洗、耐抗凍性能差；空冷散熱器在 塔外布置，易受大風(fēng)影響其帶負(fù)荷的能力；設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，且有薄 弱環(huán)節(jié)。海勒式間接空冷系統(tǒng)適合與氣候溫和.無大風(fēng)地區(qū)，帶基本負(fù)荷。二哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)如圖12所示。這種空冷系統(tǒng)是在海勒式 間接空冷系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。鑒于海勒式間接空冷系

13、統(tǒng) 采用的噴射式凝汽器，其運(yùn)行端差實(shí)際值和表面是凝汽器端差相比較 沒有明顯減少。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)中要求設(shè)凝結(jié)水精處理裝置；對高 參數(shù)、大容量的火電機(jī)組，給水水質(zhì)控制和處理尤為困難，于是在單 機(jī)容量300和600mw級火電機(jī)組發(fā)展了哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)與直接 空冷系統(tǒng)。哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)由表面是凝汽器與空冷塔構(gòu)成。該系 統(tǒng)與常規(guī)的濕冷系統(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，用密閉式循 環(huán)冷卻水系統(tǒng)代替開敞式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。在哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)回 路中，由于冷卻水在溫度變化時(shí)體積

14、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 氣，這樣即可對冷卻水容積膨脹起到補(bǔ)充作用，又可避免冷卻水和空 氣接觸，保持冷卻水質(zhì)不變。在空冷塔底部設(shè)有儲水箱，并設(shè)置兩臺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)即可啟動投運(yùn)。哈蒙氏空冷系統(tǒng)的散熱器有橢圓形鋼管外纏繞橢行整體熱鍍鋅處理。該系統(tǒng)采用自然通風(fēng)方式冷卻，將散熱器裝在自 然通風(fēng)冷卻塔中。哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)類似于濕冷系統(tǒng)，其優(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)，冷卻水系 統(tǒng)中可充以防凍液防凍；

15、空冷散熱器在塔內(nèi)布置，其帶負(fù)荷能力基 本上不受大風(fēng)影響。其缺點(diǎn)是：空冷塔占地大，基建投資多，約為126%；發(fā)電煤耗多，約為105%；系統(tǒng)中需要兩次換熱，且都屬于表面式換熱，使全廠熱效率有所降低。哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)適用 于核電站、熱電站和調(diào)峰大電廠。三.直接空冷系統(tǒng)直接空冷系統(tǒng)又稱空氣冷凝系統(tǒng)。直接空冷是指汽輪機(jī)的排氣直接由空氣來冷凝，空氣與蒸汽間進(jìn)行熱交換，所需的冷卻空氣通常由 機(jī)械通風(fēng)方式供應(yīng)。直接空冷的凝氣設(shè)備稱為空冷凝汽器，它是由外 表面鍍鋅的橢圓形鋼管外套矩形鋼翅片的若干個(gè)管束組成的,這些管 束亦稱為散熱器。直接空冷系統(tǒng)的流程如圖13所示。汽輪機(jī)的排 汽通過粗大的排汽管道送到室外的空冷

16、凝汽器內(nèi)，軸流冷卻風(fēng)機(jī)是空 氣流過散熱器外表面，將排汽冷凝成水，凝結(jié)水再經(jīng)泵送回到汽輪機(jī) 的回?zé)嵯到y(tǒng)。直接空冷系統(tǒng)是將汽輪機(jī)排出的乏汽由管道引入空冷 凝汽器的鋼制散熱器中，由環(huán)境空氣直接將其冷卻為凝結(jié)水，減少了 常規(guī)二次換熱所需要的中間冷卻介質(zhì)，換熱溫差大?？绽淠鞣?主凝汽器和分凝汽器兩部分，主凝汽器多設(shè)計(jì)成汽水順流式，它是空 冷凝汽器的主體可冷凝75%80%的蒸汽；分凝汽器則設(shè)計(jì)成汽水 逆流式，形成空冷凝汽器的抽空氣區(qū)域，設(shè)置逆流管束主要是為了能 夠比較順暢的將系統(tǒng)內(nèi)的空氣和不不凝結(jié)氣體排出，避免運(yùn)行中在空 冷凝汽器內(nèi)的某些部位形成死區(qū)，冬季形成凍結(jié)的情況?？諝鈪^(qū)的 抽真空系統(tǒng)是直接空冷

17、的關(guān)鍵。在汽輪機(jī)啟動和正常運(yùn)行時(shí)，要使汽 輪機(jī)低壓缸尾部、空冷凝汽器、排氣管道及凝結(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。本系統(tǒng)的作用是在機(jī)組 啟動時(shí)將一些汽水管道系統(tǒng)和設(shè)備中積集的空氣抽掉,一邊加快機(jī)組 啟動速度，以及在正常運(yùn)行時(shí)及時(shí)抽掉蒸汽和疏水中以及泄漏入真空 系統(tǒng)的空氣和其它不凝結(jié)氣體，以維持凝汽器真空和減少設(shè)備等腐 蝕。抽真空系統(tǒng)中設(shè)有破壞閥門，當(dāng)需要破壞系統(tǒng)真空時(shí)，可開啟真 空破壞閥。在直接空冷系統(tǒng)中，空冷凝汽器的布置與風(fēng)向、風(fēng)速及 電廠主廠房朝向都有密切關(guān)系。中、小型機(jī)組可直接在汽輪機(jī)房屋頂 布置空冷凝汽器，大型機(jī)組的空冷凝汽器通常在緊靠機(jī)房a列柱外 側(cè)與主

18、廠房平行的縱向平臺上布置若干單元組,其總長度與主廠房長 度基本一致。每個(gè)單元組由多個(gè)主凝汽器與一個(gè)分凝汽器組成“人” 字形排列結(jié)構(gòu)，并在每個(gè)單元機(jī)組下部設(shè)置一臺大直徑軸流風(fēng)機(jī)。直接空冷系統(tǒng)的其他的主要特點(diǎn)還有：汽輪機(jī)背壓變幅大。汽輪 機(jī)排汽直接由空氣冷凝，其背壓隨空氣溫度變化而變化。我國北方地 區(qū)一年四季乃至?xí)円箿夭疃驾^大,故要求汽輪機(jī)要有較寬的背壓運(yùn)行范圍。 真空系統(tǒng)龐大。汽輪機(jī)排汽要由大直徑的管道引出，用空 氣作為直接冷卻介質(zhì)，通過鋼制散熱器進(jìn)行表面熱交換，冷凝排汽需 要較大的冷卻面積，故而真空系統(tǒng)龐大。 耗能大。直接空冷系統(tǒng) 所需的空氣由大直徑風(fēng)機(jī)提供，風(fēng)機(jī)需要耗能，根據(jù)國外資料，直接

19、空冷系統(tǒng)自耗電占機(jī)組發(fā)電容量的1.5%左右。電廠整體占地面積 小。由于空冷凝汽器一般都布置在汽機(jī)房頂或汽機(jī)房前的高架平臺 上，平臺下仍可布置電氣設(shè)備等，空冷凝汽器占地得到綜合利用，使 電廠整體占地面積減少。 冬季防凍措施比較靈活可靠。間接空冷 系統(tǒng)的主要防凍手段是設(shè)置百葉窗來調(diào)節(jié)和隔絕進(jìn)入散熱器的空氣 量，若百葉窗關(guān)閉不嚴(yán)或驅(qū)動機(jī)構(gòu)出現(xiàn)機(jī)械或電氣故障，將導(dǎo)致散熱 器凍結(jié)。而直接空冷系統(tǒng)可通過改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、停運(yùn)風(fēng)機(jī)或使風(fēng)機(jī)反 轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)空冷凝汽器的進(jìn)氣量，利用吸熱風(fēng)來防止空冷凝汽器的凍 結(jié)，調(diào)節(jié)相對靈活，效果好且可靠。已有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明。凝結(jié)水溶 氧量高。由于直接空冷機(jī)組的真空系統(tǒng)龐大，易出現(xiàn)負(fù)壓系

20、統(tǒng)氧氣吸 入，又由于機(jī)組背壓偏高，易出現(xiàn)凝結(jié)水過冷度偏大，進(jìn)一步加大了 凝結(jié)水中溶解氧的含量。直接空冷的缺點(diǎn)是：風(fēng)機(jī)群噪聲污染環(huán)境。風(fēng)機(jī)群消耗動力大約為100%,維修工作量大。熱風(fēng)抽吸到進(jìn)風(fēng)口，影響冷卻效果。 系統(tǒng)的負(fù)壓區(qū)域大，制造、施工必須精心，以維持高度的嚴(yán)密性。 發(fā)電煤耗多，約為103% o直接空冷適用于各個(gè)環(huán)境條件和各類燃 煤電廠，要求煤價(jià)低廉，最好帶基本負(fù)荷。2.2空冷技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展電廠空冷技術(shù)的提出已有50余年的歷史，經(jīng)歷了容量由小到大,技術(shù)由不成熟到成熟，應(yīng)用地區(qū)由炎熱的南方到寒冷的北方，由不受重視到大力提倡的過程，其發(fā)展前景越來越廣闊。近年來，國內(nèi)外發(fā)電廠空冷技術(shù)得到飛速發(fā)展

21、。成果顯著。目前在發(fā)電廠得到應(yīng)用的空氣冷卻系統(tǒng)有：直接空冷系統(tǒng) <gea>采用表面式凝汽器的間接空冷系統(tǒng)；采用混合式凝 汽器的間接空冷系統(tǒng) <即海勒系統(tǒng).3種空氣冷卻方式都已得到成功的應(yīng)用,，技術(shù)上是成功的，運(yùn)行 上是可靠的。直接空冷系統(tǒng)無論在單機(jī)容量還是在應(yīng)用上都發(fā)展較 快，間接空冷系統(tǒng)的展較為緩慢。當(dāng)今世界上最大的空冷機(jī)組單機(jī)容量，直接空冷機(jī)組為南非馬丁巴發(fā)電廠的665mw,具有表面式凝汽器的間接空冷機(jī)組為南非肯達(dá) 爾發(fā)電廠686mw，具有混合式凝汽器的間接空冷機(jī)組為伊朗325mwo當(dāng)前，國內(nèi)直接空冷發(fā)電廠發(fā)展空前迅速，是否有些過熱，值得 注意。在國外，海勒式間接空冷系統(tǒng)

22、還是得到一定的應(yīng)用與發(fā)展，如 伊朗的眾多的燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電廠就采用海勒式間接空冷系 統(tǒng)。1987-1988年，在大同第二發(fā)電廠各投入1臺200mw的海勒式間接空冷機(jī)組，1992年后在豐鎮(zhèn)電廠相繼投入4臺海勒式間接空冷 機(jī)組，19937994年在太原第二熱電廠投入2臺具有表面式凝汽器的 間接空冷機(jī)組，為我國電廠空冷事業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。2001年，我國第1臺小型直接空冷機(jī)組山西義望鐵合金廠 6000kw直接空冷機(jī)組成功投入運(yùn)行，人們對直接空冷系統(tǒng)有了良好的直觀印象。2003年1112月，山西大唐國際云崗熱電有限責(zé)任公司2x200mw直接空冷機(jī)組投運(yùn)。2004年秋，山西漳山發(fā)電有限責(zé)任公司

23、2x300mw,直接空冷機(jī)組投運(yùn)。2005年4月和5月，大同二電廠2臺600mw直接空冷機(jī)組投運(yùn)。說明我國直接空冷系統(tǒng)近幾年發(fā)展很 快。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前已建和在建的單機(jī)容量125mw及以上的直 接空冷發(fā)電廠共31座， 總裝機(jī)容量約28810mw,。其中已投產(chǎn)26 臺，裝機(jī)容量為9070mwo一直接空冷技術(shù)的發(fā)展趨勢 直接空冷機(jī)組朝著高參數(shù)大容量方向發(fā)展由于空冷凝汽器制造技術(shù)不斷發(fā)展，直接空冷機(jī)組的參數(shù)和 容量也在不斷增大，由原來的超高壓、亞臨界向超臨界.超超臨界發(fā) 展。我國哈爾濱汽輪機(jī)制造有限公司已和大同第二電廠簽署了制造2 臺600mw超臨界直接空冷汽輪發(fā)電機(jī)組的協(xié)議。不就的將來，超超 臨

24、界直接空冷汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組也會問世?？绽渖崞飨颉按蠖佟狈较虬l(fā)展即空冷凝汽器的管排數(shù)減少，長度增加。 通風(fēng)方式趨向“多樣化”針對機(jī)械通風(fēng)冷卻方式的部分缺點(diǎn)，目前已經(jīng)開發(fā)出采用自然通風(fēng)塔的直接空冷系統(tǒng)，自然通風(fēng)由于通風(fēng)塔的存在，消除了熱風(fēng) 再循環(huán)的影響，另外，由于取消了風(fēng)機(jī)，減少了廠用電，不再有風(fēng)機(jī) 噪聲危害。應(yīng)用范圍擴(kuò)大隨著水資源的日益匱乏，直接空冷汽輪機(jī)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，不但用于干燥地區(qū)，而且用于水資源相對比較充沛的地區(qū)；不 但用在火電機(jī)組，而且用于核電廠.燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站。2.3空冷技術(shù)在我國的應(yīng)用一、直接空冷凝汽器系統(tǒng)的發(fā)展循環(huán)冷卻系統(tǒng)是電力生產(chǎn)過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，做過功的汽輪

25、機(jī)乏汽需要在凝汽器中冷卻凝結(jié)，然后重新循環(huán)。常規(guī)濕冷機(jī)組是采 用自然通風(fēng)冷卻塔形式，以水為冷卻介質(zhì)，其中循環(huán)水損失（蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失和排污損失）約占電廠耗水量的80%；而空冷機(jī)組是 以空氣為冷卻介質(zhì),其中間接空冷系統(tǒng)主要有帶噴射式凝汽器的海勒 式系統(tǒng)，帶表面式凝汽器的哈蒙氏系統(tǒng)和直接空冷系統(tǒng)。無論是采用 密閉循環(huán)冷卻水的間接空冷方式，還是無循環(huán)冷卻水的直接空冷方 式，都不產(chǎn)生循環(huán)水損失，只需鍋爐補(bǔ)水和其他用水即可，所以電站 耗水量明顯減少，在相同的水資源下可多裝機(jī)至原來的三倍以上，具有長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。電站空冷凝汽器技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用自世界上第一臺15mw直接空冷機(jī)組于1938年在德國一個(gè)坑口電站

26、投運(yùn)至今已有近70年的歷史。直接空冷技術(shù)的發(fā)展主要是圍繞空冷凝汽器管束進(jìn)行的，空冷凝汽器所用的翅片管基本上是表面鍍鋅的橢圓形鋼管加鋼質(zhì)翅片，或形鋼管加鋁翅片。在直接空冷凝汽器發(fā)展初期的20世紀(jì)60年代，由于受加工工藝的限制，翅片管的內(nèi)徑較小。為了將 蒸汽側(cè)的壓力損失控制在合理范圍內(nèi)，單管長度一般為7m左右。為 了獲得足夠的換熱面積，蒸汽管束不得不采用2排.3排甚至4排管 片。由于多排管組成的管束，空氣（蒸汽）流會產(chǎn)生死區(qū)，換熱面積 不能像單排那樣被100%利用，而且多排管空氣流阻力大，其空冷風(fēng)機(jī)必然要多耗電能，另外，管束外可能會出現(xiàn)死區(qū)，在冬季流動不暢的不可凝結(jié)氣體和凝結(jié)水容易結(jié)冰。因此直接空

27、冷技術(shù)的優(yōu)越性顯得不夠突出，其發(fā)展和推廣也受到了一定制約，基本上都在單機(jī)容量比較小的發(fā)電機(jī)組上使用。20世紀(jì)80年代初，翅片管直徑由254mm擴(kuò)大到38mm,單管長度也相應(yīng)加長到10m,組成管束的翅片管排數(shù) 也相應(yīng)減少，使用空冷技術(shù)發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量也相應(yīng)增大。20世紀(jì)80年代中期以后，翅片管直徑已經(jīng)擴(kuò)大到50mm以上，組成管的翅片管減少到只有一排,這也就是目前使用的具有特殊形狀的單排橢用，對直接空冷技術(shù)的發(fā)展和推廣起到很大的推動作用，它為防止空 冷技術(shù)在嚴(yán)寒的冬季發(fā)生冰凍提供了更為靈活的控制手段。由于空冷 凝汽器制造技術(shù)不斷發(fā)展，解決了空冷技術(shù)在應(yīng)用上的諸多難題，使 其優(yōu)點(diǎn)更為突出，為其在大

28、容量機(jī)組上的應(yīng)用鋪平了道路。空冷技術(shù) 已經(jīng)為越來越多的國家認(rèn)同和使用，使用空冷凝汽器的機(jī)組從無到 有、容量從小到大，世界上相繼出現(xiàn)了一批200、300甚至600mw 及以上的大容量直接空冷機(jī)組，如伊朗touss電站（4x150mw）,1970年7月后相繼投產(chǎn)的西班牙utrillas火電廠（單機(jī)容量160mw ）,1978年投產(chǎn)的美國wyodak電站（單機(jī)容量330mw）, 1986年后相繼投產(chǎn)的南非maimba電站6x685mw等等，至今運(yùn)行良好。二、空冷技術(shù)在我國的應(yīng)用我國是一個(gè)以煤炭資源為主的能源國家，其中燃煤發(fā)電約占全部電源的70%,而且在近期仍不會改變這種電力能源以煤電為主的比 例。我

29、國還是嚴(yán)重缺水的國家，水資源短缺已成為制約經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展 的主要因素。按目前的正常需要和不超采地下水，全國缺水總量約為400億m3,全國現(xiàn)有668座城市，約有400座城市缺水。我國電力工業(yè)發(fā)展迅速，大容量.高參數(shù)的大型火電機(jī)組日益增多，其年耗燃料及水資源相當(dāng)可觀，其中水資源的矛盾已是制約我開發(fā)這些地區(qū)的能源，除了有關(guān)工業(yè)、農(nóng)業(yè)均要采取節(jié)約水措施外,電力行業(yè)建設(shè)采用大型空冷機(jī)組是非常經(jīng)濟(jì)而有效的措施。我國于20世紀(jì)60年代開始火電空冷技術(shù)的研究，但都屬于小型機(jī)組?！捌呶濉逼陂g，我國從匈牙利進(jìn)口兩套200mw帶噴射式凝汽器的海勒式 間接空冷系統(tǒng)設(shè)備，同時(shí)引進(jìn)了海勒式系統(tǒng)的空冷技術(shù)，與東方汽輪 機(jī)廠和電機(jī)廠生產(chǎn)的200mw汽輪發(fā)電機(jī)組配套，在山西大同第二發(fā)電廠分別于1987年和1988年投產(chǎn)。“八五”期間，太原第二熱電廠的2臺200mw供熱空冷機(jī)組經(jīng)論證，參照大同第二發(fā)電廠運(yùn)行的實(shí)踐，確定采用帶表面式凝汽器哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)。哈蒙氏系統(tǒng)是哈蒙公司在購買匈牙利海勒式系統(tǒng)專利后經(jīng)研究改進(jìn)的間接空冷系 統(tǒng)，它與海勒式系統(tǒng)的主要不同是采用了表面式凝汽器和鋼管鋼翅片 散熱器，是循環(huán)冷卻水與鍋爐給水分成兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，其水質(zhì)可以 按各自的標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行化學(xué)處理，因而簡化了系統(tǒng),方便運(yùn)行操作, 增加了空冷設(shè)備運(yùn)行的