直接空冷技術

大型汽輪機直接空冷技術報告單位：汽輪機所報告人：白永軍

主要內容1.直接空冷技術概述2.直接空冷系統(tǒng)組成部分3.直接空冷機組特點4.直接空冷機組的技術關鍵5.直接空冷機組代表電站、制造商列表1、直接空冷技術概述

1.1什么是直接空冷?

1.2為何要采用直接空冷技術?

1.3直接空冷技術發(fā)展概況

1.1什么是直接空冷?

直接空冷

是干式冷卻（空冷）系統(tǒng)的一種方式，區(qū)別于間接空冷。汽輪機排汽經過排汽管道直接送入散熱器（空冷凝汽器）冷卻后凝結成水，散熱器的熱量由管外流過的空氣帶走，這種系統(tǒng)叫直接空冷系統(tǒng)。冷卻方式分類直接、間接空冷系統(tǒng)區(qū)別``冷凝器冷凝器分凝器軸流風機蒸汽分配管蒸汽未凝結部分爆破膜汽輪機汽輪機膨脹節(jié)汽輪機排汽過渡段排水坑排汽管道均衡管線至給水箱凝結水下降管凝結水箱水環(huán)真空泵凝結水泵疏水管線/泵Deaerator1.2為何要采用直接空冷技術?眾所周知，我區(qū)以煤炭資源豐富、土地資源廣闊，以及鄰近北京及京、津、唐電網等諸多優(yōu)勢，被國家列為能源、電力生產基地。但是我區(qū)水資源相對匱乏，以及國家要求建設內蒙古綠色生態(tài)防線的要求，走可持續(xù)發(fā)展的道路，節(jié)約用水、提高水資源利用率已成為新世紀內蒙電力工業(yè)發(fā)展的重大課題。最近幾年，國家審批的電廠項目反復強調優(yōu)先批準空冷機組，現(xiàn)在我區(qū)在建和準備建設的工程項目幾乎全部為直接空冷機組，所以大力推廣、應運空冷直接空冷技術迫在眉睫，也是大勢所趨。

1.3直接空冷技術發(fā)展、應用概況

國外:電站使用直接空冷技術已有60多年的歷史，期間經歷了容量由小到大、技術逐漸成熟、應用地區(qū)逐步擴大的過程。1938年，世界上第一臺直接空冷機組安裝于德國一個坑口電站，1.5MW；1958年，意大利的CittadiRoma電站2×36MW機組投運；1968年，西班牙Utrillas燃煤電站160MW空冷機組投運；到目前為止，直接空冷機組超過800多臺。最早投入運行大型直接空冷機組的是德國GEA公司生產的1978年裝于美國懷俄達克電站的365MW機組，是當時世界上單機容量最大的直接空冷機組。這臺直接空冷機組已安全運行20多年。目前，世界上已投運的最大的直接空冷機組也是由德國GEA公司生產，已于1991年建成的南非Matimba電站6×665MW機組，最后投產的一臺機組也已安全運行10年多。`國內：山西漳三電廠2×300MW直冷機組分別于2004年8月、9月投產。華能榆社電廠2×300MW直冷機組投產時間分別為2004年9月和2004年10月。

山西、內蒙直冷機組在建規(guī)模、數(shù)量龐大，發(fā)展勢頭迅猛。2、直接空冷系統(tǒng)組成部分空冷凝汽器系統(tǒng)

橢圓翅片管束，蒸汽分配管，上、下管束聯(lián)箱，以及支撐管束的鋼構架；空氣供應系統(tǒng)

調速風機，電動機，減速箱，整流罩，保護網；排汽管道系統(tǒng)

從汽輪機排汽裝置到各空冷凝汽器蒸汽分配管道之間的管道，及管道中間的膨脹補償器、隔斷閥、安全閥、爆破閥、疏放水管道

凝集水系統(tǒng)

空冷凝汽器的匯水管，凝結水箱，凝結水泵抽空氣系統(tǒng)

真空泵或其他抽氣器及相應管道空氣冷凝器清洗系統(tǒng)

高壓水泵及清洗管道等

3、直接空冷機組特點`優(yōu)點

節(jié)水：空冷機組比濕冷機組節(jié)水65%以上；冷卻介質：空氣可免費獲取，無附加費用；廠址：無特殊限制；維護費用：空冷機組為濕冷機組的20~30%；環(huán)保：廢水可實現(xiàn)0排放，無汽水飄滴現(xiàn)象，對周圍電氣設備無影響。運行對比`直接空冷間接空冷（混合式凝汽器）間接空冷（表面式凝汽器）運行效果良好，不宜帶尖峰負荷，良好，可帶尖峰負荷良好，不宜帶尖峰負荷

防凍性能經受-43℃—43℃有一定防凍經驗有一定防凍經驗熱風再循環(huán)問題有無無廠用電風機耗發(fā)電功率1.6%

泵耗發(fā)電功率的0.3%泵耗發(fā)電功率的0.3%

占地面積，m2/MW1540-6040-60散熱面積，m211.3—1.41.3--1.4初投資

11.51.5缺點空冷系統(tǒng)體積龐大，但直接空冷占地為間接空冷的三分之一左右；空冷散熱器易受氣溫、大風、降雨等環(huán)境因素影響；空冷散熱器不能靠近大型建筑物，易形成熱風再循環(huán)；空冷散熱器要求采用制造工藝較高的翅片管；造價高，濕冷：直接空冷：間接空冷=2：3：6熱耗率較高：背壓高，廠用電率高，循環(huán)效率低5%左右，熱耗率高6-9%4、直接空冷機組的技術關鍵。熱風再循環(huán)空冷機組ITD值的選擇排汽管道作用在排汽裝置上的作用力（力矩）風機調速方式，風機葉片防冷淬、防風沙措施空冷凝汽器的清洗問題真空系統(tǒng)的嚴密性排汽隔離閥性能考核試驗其他（補水位置、供貨范圍、設計范圍）4.1熱風再循環(huán)熱風再循環(huán)曾在馬廷巴電廠每年引起1-2次因背壓升高導致汽輪機眺閘保護動作的事故。設計時，空冷凝汽器不能至于熱源體的下風向。設置擋風墻。

4.2空冷機組ITD值的選擇ITD：Initialtemperaturedifference，初始溫差，即汽輪機排汽溫度與設計環(huán)境溫度之差。ITD值應優(yōu)化選擇：取值大小對機組運行、初期投資影響甚大。初始溫差ITD的取值特點：國外ITD取值都較高，VODAK=41.7℃,MATIBA=39.2℃。

4.3排汽管道作用在排汽裝置上的作用力（力矩）管道系統(tǒng)直徑、體積龐大，膨脹作用力（力矩）十分強大。決不能將作用力完全強加與汽輪機或排汽裝置上。4.4風機調速方式，風機葉片防冷淬、防風沙措施風機分為單速、雙速，部分單速、部分雙速，全部變頻調速等。近年來國外電廠逐漸將雙速改為變頻。寒冷、風沙大地區(qū)對風機葉片要求高。4.5空冷凝汽器的清洗問題設備選型應考慮容易清洗。設計時應充分考慮附近電氣設備（主變、廠變、啟備變、出線等）及清洗人員的安全。4.6真空系統(tǒng)的嚴密性真空系統(tǒng)體積巨大，泄露查找非常困難。安裝時要全部采用焊接管段，嚴格控制焊接質量。4.7排汽隔離閥排汽隔離閥作用：便于啟動，防止冷凍等。排汽隔離閥數(shù)量：可多可少無限制。供熱機組需安裝。4.8性能考核試驗分為汽機本體部分性能考核試驗、空冷島部分性能考核試驗兩部分?？绽鋶u部分性能考核試驗國際標準：VGB-R131Me4.9其他（補水位置、設計范圍、供貨范圍）補水位置無定論設計范圍、供貨范圍等接口問題需注意。

國外：

德國GEA公司：成立于20世紀初，以能源技術制造為主，兼營石化、食品加工設備。2000年銷售收入50億馬克?？绽湓O備是能源技術部的主要產品，年產散熱器占世界總產量三分之二左右。領先技術：

單排管直冷散熱器：采用鋼制扁園管、外鍍鋁，在將鋁翅片整體高溫熱壓在管外。

代表電站：

南非Matimba電站6×665MW直冷機組

5、主要制造商列表。國外哈蒙公司：總部比利時布魯塞爾，生產空冷設備、環(huán)保設備等有50年的歷史，年銷售額8億美圓以上。2003年被美國斯必克公司收購。領先技術：

單排管直冷散熱器：采用鋼制扁園管、外鍍鋁，在將鋁翅片整體高溫熱壓在管外。代表電站：

比利時布魯日電站2×460MW直冷機組國內制造商斯必克張家口冷卻技術有限公司（原張家口巴克杜爾公司）

是斯必克公司最大的ACC生產基地，80%出口，20%供應國內。

業(yè)績：

山西古交、平朔、武鄉(xiāng)采用三排管，每個管束重9噸；河津、霍州、運城采用單排管，每個管束重4噸；內蒙上都采用單排管，每個管束重5-6噸；`山西捷益熱能設備廠

德國GEA公司雙排管生產技術，八五期間為國內間接空冷機組配套生產空冷器。95年開始生產直接間接空冷機組配套生產空冷器。性能優(yōu)良，德國本土檢測表明達到或超過國外同類產品。業(yè)績：太二2×200MW，新豐2×300MW，山西左云2×50MW

哈爾濱空調機廠哈爾濱空氣調節(jié)機廠始建于1952年，公司為國內最大的電站空冷囂、石化空冷器、電站(核電站)空氣處理機組專業(yè)生產廠家和出口基地，其中石化空冷器國內市場占有率為50%以上。公司