水冷、空冷与间接空冷汽轮机
空冷系统简介
空冷系统简介我们电厂人49篇原创内容公众号空冷系统主要分为两种，间接空冷和直接空冷。
一、间接空气冷却系统1. 汽轮机做完功的乏汽与冷却水混合换热的间接空气冷却系统汽轮机做完功的乏汽排入混合式凝汽器中，与进入混合式凝汽器的冷却水（除盐水）混合，冷却水带走乏汽的热量。
乏汽遇到温度低的冷却水凝结成凝结水，部分凝结水与除盐水混合的水，用凝结水泵送至热力系统中进行循环。
绝大部分凝结水与除盐水混合的水用循环水泵送至间接冷却塔中的散热器内，由空气进行自然冷却，冷却后的水再次进入混合式凝汽器中进行循环。
2. 汽轮机做完功的乏汽与冷却水表面换热的间接空气冷却系统这种空冷系统与传统的湿冷系统相似，汽轮机做完功的乏汽排入表面式凝汽器中，乏汽流过凝汽器不锈钢管与管内流动的冷却水进行表面换热，乏汽冷凝后，用凝结水泵送至热力系统中进行循环。
管内流动的冷却水带走热量，通过循环泵升压后，送入间冷塔内的热水环管，通过热水环管将热水再送入间冷塔四周布置的空冷散热片中，双曲线的间冷塔通过自抽力，将塔外的冷空气抽入塔内，空气散热器中与空气对流换热。
温度降低的冷却水通过冷却水环管，重新进入凝汽器中冷却汽轮机排出的乏汽。
汽机人你用电，我用心。
只为传播有价值，有趣的知识。
5篇原创内容公众号3. 采用冷却剂的间接空冷系统利用低沸点的工质如氟利昂代替水作为中间冷却介质。
可以省去循环水泵，传热性能好。
二、直接空冷系统1. 原理汽轮机做完功的乏汽经排汽大管道送至布置在室外的空气凝汽器的空冷散热器中，由冷却风扇将空气送至空冷散热器外流动，冷却管内的排汽，使排汽凝结成水，冷凝的凝结水再由凝结水泵送至热力系统中进行循环。
新能源电力论坛新能源电力论坛公众号2. 直接空气冷却系统的组成直接空气冷却系统主要由排汽装置和室外的空冷岛组成。
排汽装置主要由大排汽管道、凝结水汇集联箱、热水井、热工仪表等组成。
空冷岛蒸汽分配管及空冷器散热器，凝结水、抽空气管道、空冷变频风机、空冷风机平台外、挡风墙及散热器清洗装置。
直接空冷与间接空冷比较
直接空冷机组与间接空冷机组的比较
通过对比国内600MW同类型机组直冷与间冷的对比，直接空冷比间接空冷煤耗高3～5g，同类型300MW机组借鉴以上对比直接空冷比间接空冷耗煤多1.5～2.5万吨，每年可高出煤耗费用为525～875万元（发电利用小时数按5000小时计算，煤价按350T／H计算）。
直接空冷特点：
1、直接空冷系统简单，设备少，控制系统也不复杂，所以运行调整比较简便。
采取了逆流凝汽器、由风机调节空气量等措施，而且空冷凝汽器管是大管径的椭圆管，在布置上使其不易积水，所以有利于防止冬天冻坏设备事故的发生。
2、直冷系统抽真空系统庞大，大型轴流风机多，所以检修维护工作量较大。
3、运行维护费用高。
4、直接空冷初投资较少。
间接空冷特点：
1、间接空冷系统可采用汽动给水泵方案，驱动给水泵汽轮机排汽直接进入冷凝器，百万千瓦耗水量约为0.125 m3/s.GW。
间接空冷系统比直接空冷系统节省约15%的水量，节约运营费用。
2、间接空冷系统的给水泵汽轮机排汽接入主机的空冷系统，
不需增加设备。
3、间接空冷系统噪音较低，一般能满足环保要求。
4、由于间接冷却系统的运行背压低于直接空冷系统，单位千瓦时煤耗较低，间接冷却系统其年发电效益高于直接空冷系统。
5、表凝式间冷系统由于增加了中间的冷却环节，所以系统较简单，操作较繁琐。
但设备维护量少，检修方便。
6、运行维护费用少。
7、表面式间接空冷初投资较大，比直接空冷多7251万元。
发电厂空冷技术
发电厂空冷技术1. 汽轮机做功后的乏汽，须经汽轮机凝气设备冷却为凝结水，染后由凝结水泵送至回热系统。
2. 汽轮机凝气设备的冷却方式主要分为湿式冷却系统（水冷系统）和干式冷却系统（空气冷却系统）两大类。
3. 发电厂空冷：发电厂采用翅片管式的空冷散热器，直接或间接用环境空气来冷凝汽轮机的排汽，称为发电厂空冷。
4. 直接空冷系统：汽轮机排气经粗大排气管道送至室外布置的空冷凝器器的翅片管束中，冷却空气在翅片管外流动将管内的排气凝结，得到的凝结水由凝结水泵送至回热系统。
5. 间接空冷系统可分为：具有混合式凝汽器的间接空冷系统、具有表面式凝汽器的间接空冷系统、采用冷却剂的间接空冷系统三种方式。
6. 风对空冷的影响：风速为2.5m/s 时，对散热器的冷却效果无影响；当风速大于4m/s 时，对散热器的冷却效果产生影响明显。
风速为5m/s 时对冷却效果的影响相当与环境温度升高2。
C ；风速为15m/s 时，对冷却效果的影响相当与环境温度升高14。
C 。
7. 风影响直接空冷凝器性能的主要因素有：空冷凝汽器平台通风形状；空冷凝汽器热排气出口离地面高度；风速大小及主风向；强风在空冷凝器器等周围均匀分布程度等。
8. 大气逆温层影响：大气逆温层是指从地面至高空的大气对流层，在通常境况下，每升高100m ，大气温度约降低0.6。
C ，离地面约高，大气温度越低。
9. 空冷凝汽器工作过程：汽轮机排气由排---配气管道送入主凝区，轴流风机强制冷空气在散热器翅片管外侧流过，将管内饱和蒸汽冷凝为凝结水，主凝区未凝结的剩余蒸汽通过凝结水联箱上部空间进入辅凝区继续凝结，不凝结的气体由抽真空系统排出，凝结水汇集于凝结水联箱，通过管道引入凝结水联箱后，再由凝结水泵送入回热系统。
10. 直接空冷系统的凝结水系统主要由：单元组凝结水联箱、凝结水箱、凝结水泵组及设备间的连接管道构成。
11. 排气系统的作用是：在机组启动时将汽、水管道系统和设备中沉积的空气抽掉，一边加快启动速度以及在正常运行时及时抽掉蒸汽、疏水中不凝结气体和泄露入真空系统的空气，以维持空冷凝汽器真空和减少对设备的腐蚀。
汽机运行专业术语
汽机运行专业常用专业术语汇总1.空冷机组：所谓空冷电站是指用空气作为冷源直接或间接来冷凝汽轮机组排汽的电站。
采用空气冷却的机组，称为空冷机组。
2.亚临界汽轮机：主蒸汽压力接近于临界压力（一般高于16.0MPa，又低于临界压力22.1MPa）的汽轮机。
3.超临界汽轮机：主蒸汽压力高于临界压力（一般高于24.0MPa，低于28.0MPa）的汽轮机。
4.超超临界汽轮机：主蒸汽压力达到28.0MPa以上，或主蒸汽温度或/和再热蒸汽温度为593℃及以上的超临界汽轮机。
5.中间再热循环：中间再热循环就是把汽轮机高压缸内做了功的蒸汽引到锅炉的中间再热器重新加热，使蒸汽的温度又得到提高，然后再引到汽轮机中压缸内继续做功，最后的乏汽排入凝汽器。
这种热力循环称中间再热循环。
6.回热循环：在朗肯循环汽轮机膨胀做功过程中，抽出中间级未完全膨胀做功的部分工质，去加热凝结水和给水以降低冷端排热量的热力循环。
7.“两票”、“三制”：两票指操作票、工作票。
三制指交接班制、巡回检查制和设备定期试验切换制。
8.状态参数：表示工质状态特征的物理量叫状态参数。
工质的状态参数有压力、温度、比体积、焓、熵、内能等。
其中压力、温度、比体积为工质的基本状态参数。
9.热量：依靠温差而传递的能量。
热量的单位是J(焦耳)。
10.绝对压力：容器内工质本身的实际压力称为绝对压力。
11.表压力：表计测量所得的压力，工质的绝对压力与大气压力的差值为表压力。
12.真空：当容器中的压力低于大气压时，低于大气压力的部分叫真空。
发电厂有时用百分数表示真空值的大小，称为真空度。
真空度是真空值和大气压力比值的百分数。
13.极限真空：随着真空的提高，汽轮机功率开始不再增加时的真空是极限真空。
14.最佳真空：提高凝汽器真空，使汽轮机功率增加与循环水泵多耗功率的差数为最大时的真空值，称为凝汽器的最有佳真空（即最经济真空）。
15.比热容：物质的温度升高或降低1℃所吸收或放出的热量称为该物质的热容量。
汽机空冷方案介绍
谢谢大家!
我厂为冷却塔的空冷改造，为了 减少对原系统的改变，优先考虑 哈蒙式间接空冷系统。对于选取 换热器是水平布置还是垂直布置， 在后期设计中予以选取。
带表面式凝汽器的间接空冷系统与常规的湿冷 系统基本相仿，不同之处是用表面式对流换热的 空冷塔代替混合式蒸发冷却换热的湿冷塔，用洁 净的除盐水代替湿冷机组的水质较差的循环冷却 水，以避免冷却水管道脏污堵管，或结垢而降低 冷却效果。
冷塔（相同机组一座湿冷塔占地约11600米2）。
环境风影响
调节空冷塔进风口的百叶窗，可以减少大风对空冷 系统的影响。夏季防范热风的能力强于直冷。
间接空冷相对于直接空冷系统，受环境风影响较小， 机组安全稳定性较高。
项目 防冻性能
间接空冷（表面式凝汽器）
间接空冷系统在空冷塔进风口装设百叶窗 及启闭执行机构，冬季可以通过控制百叶 窗的开度来调节循环冷塔（散热器垂直布置）
间冷塔内高位 膨胀水箱
间冷塔X型柱后垂 直布置的空冷 散热器
间接空冷塔（散热器水平布置）
三种可选方案
项目
简介
海勒式间接 空冷系统
混合式凝汽器+垂直布置空冷塔散热器
表面式凝汽器+水平布置空冷塔散热器
哈蒙式间接 空冷系统 表面式凝汽器+垂直布置空冷塔散热器。
方案的选择
项目 系统组成
关键部件
间接空冷（表面式凝汽器）
间接空冷系统主要包括表面式凝汽器、空冷散热器、 空冷塔、空冷散热器、充水排水系统、补水稳压系统、 清洗系统以及循环水系统等。
表面式凝汽器、空冷散热器、循环水泵等。
项目 占地面积
间接空冷（表面式凝汽器） 间接空冷600MW机组配一座占地约16000米2的空
300MW机组空冷介绍
讲课资料直接空冷系统介绍2004年4月5日2×300MW机组直接空冷系统介绍我厂二期安装2台300MW空冷燃煤发电机组，汽轮机排汽冷凝系统采用直接空冷系统（ACC）。
一、机组排汽冷却系统的发展1、湿冷机组凉水塔——循环水——汽轮机排汽2、间接空冷机组空冷塔——循环水——汽轮机排汽3、直接空冷机组空冷岛——汽轮机排汽二、直接空冷系统的工作原理采用轴流风机使冷空气流过换热管束（空冷凝汽器），冷却汽轮机乏汽，冷凝水回收后送回到凝结水系统。
三、直接空冷系统的构成由排汽管道、空冷岛（蒸汽分配管、换热管束、冷凝水管、轴流风机、挡风墙、清洗设备）、凝结水箱、真空泵及其管阀系统构成。
见QJ-014 空冷系统图。
我厂二期300MW机组的排汽管道、空冷岛由张家口巴克-杜尔换热器有限公司（BDTZ）生产，采用德国技术。
四、直接空冷系统的工作流程汽轮机乏汽排汽管道蒸汽分配管换热管束冷凝水管凝结水箱凝结水泵凝结水系统。
不凝结气体逆流换热管束抽真空管道真空泵。
五、直接空冷系统介绍为了便于说明系统，人为地将该系统划分为空冷岛、排汽管道系统、凝结水收集系统、抽真空系统、控制系统等五个子系统，这里主要介绍空冷岛。
1、空冷岛（凝汽器系统）系统能满足各种工况（包括冬季、夏季、不同负荷、机组启停、旁路运行等）的运行，在冬季低负荷运行时能防冻，在停机时能完全排空。
运行风机的调节与环境气温、汽轮机排汽背压、凝结水温紧密结合，能够自动调节风机台数、转速等，达到机组净发电出力最大。
1）、空冷岛平台由6根ф3m，高27.4m的钢筋混凝土柱支撑，平台为钢结构，长11600×6mm、宽11765×4mm、高34m（装换热管束后高45m）。
两台机共146×47m。
换热管束、轴流风机、挡风墙、清洗设备及其汽水管道安装在其上。
2）、轴流风机装置空冷岛平台有24个单元格，分为6列4排。
每个单元格装有一套轴流风机装置，轴流风机装置包括风机、电动机、减速器、支撑桥架、导风筒、防护网等。
空冷汽轮机
4、系统特点
优点：设备少，系统简单， 优点：设备少，系统简单，基建投资 占地少；空气量的调节灵活. 少，占地少；空气量的调节灵活 缺点：排汽管道密封困难， 缺点：排汽管道密封困难，维持真空 启动时建立真空困难（ 低，启动时建立真空困难（需很长时 间）。
5、空冷岛的结构 、
组成： 组成： 排汽管道、 排汽管道、 冷却装置、 冷却装置、 轴流风机、 轴流风机、 凝结水回 水管道、 水管道、 抽气管道、 抽气管道、 电气进出 线管、 线管、 支撑柱、 支撑柱、 桁架等。 桁架等。
（三）带表面式凝汽器间接空冷系统
系统组成： 1、系统组成：亦称哈蒙系 由表面式凝汽器、 统，由表面式凝汽器、空 冷散热器、 冷散热器、循环水泵以及 充氮保护系统、 充氮保护系统、循环水补 充水系统、 充水系统、散热器清洗等 系统与空冷塔构成。 系统与空冷塔构成。 该系统与常规的湿冷系统 基本相仿， 基本相仿，不同之处是用 空冷塔代替湿冷塔， 空冷塔代替湿冷塔，用密 闭式循环冷却水系统代替 敞开式循环冷却水系统， 敞开式循环冷却水系统， 循环水采用除盐水。 循环水采用除盐水。
2、末级叶片容积流量变化大 、
（1）气温低、背压低、负荷大时，汽轮机 ）气温低、背压低、负荷大时， 容积流量大，将导致以下不利后果： 容积流量大，将导致以下不利后果： 余速损失增大； 1）余速损失增大； 汽流作用力增大，使叶片弯曲应力增大； 2）汽流作用力增大，使叶片弯曲应力增大； 汽轮机轴向推力增大。 3）汽轮机轴向推力增大。
空冷汽轮机
一、发电厂空冷系统简介
（一）直 接空冷系 统 1、原则 性热力系 统
2、空冷凝汽器工作原理 、
汽轮机排汽通过粗 大的排汽管道送到 空冷凝汽器内， 空冷凝汽器内，轴 流风机使空气流过 空冷凝汽器的外表 面带走热量， 面带走热量，使排 汽凝结为水。 汽凝结为水。
间接空冷部分运行规程
间接空冷系统运行规程2.1概述间接空冷系统采用表面式间接空冷系统，汽轮机排汽与汽动给水泵的小机排汽统一进入表面式凝汽器由循环水进行凝结，循环水受热后经循环水泵升压进入自然通风间冷塔由空气冷却，冷却后的循环水再回至表面式凝汽器形成闭式循环。
我厂两台机组共配置2座自然通风间冷塔，采用一机一塔形式配置。
每台机组对应1座自然通风间冷塔,冷却塔配置132个20m高的冷却三角，共分为6个冷却扇区,每个冷却三角由两个20m的四排管冷却柱组成，直立布置于冷却塔周圈。
循环水系统按照单元制布置，每台机组配3台循环水泵，1套独立的进水/出水循环水管道, 2个高位膨胀水箱和6个地下储水箱，2台补水泵、2台充水泵、2台喷雾泵(暂不设置，预留接口)，1台冲洗水泵等主要设备。
两台机组共用1座循环水泵房，布置在空冷塔附近。
塔内循环水流程如下：进冷却塔循环水母管→塔内地下进水环管→扇区支管→冷却三角底部进水母管→冷却三角（管束）→冷却三角底部回水母管→扇区支管→塔内地下回水环管→出冷却塔循环水母管。
塔内环管末端设有2个旁路阀门，必要时可将冷却扇段全部切除，循环水通过旁路实现循环。
2.2设备规范2.3循环水间接空冷系统的报警、联锁与保护2.3.1膨胀水箱水位2.3.1.1补水泵联锁启动条件（1）补水泵投入自动（2）膨胀水箱水位低于缺水水位（L3）< 900mm （3）1-6扇区均不在充水过程2.3.1.2 补水泵联锁动作结果（1）启动选择为主泵的补水泵或（2）主补水泵启动失败则启动备用补水泵或（3）补水过程中主泵停运联启备用泵2.3.1.3补水泵联锁停止条件（1）补水泵投入自动（2）膨胀水箱水位高于正常水位（L4）>1200mm 2.3.1.4充水泵联锁启动条件（1）充水泵投入自动（2）1-6扇区任一充水程控第一步执行（3）膨胀水箱水位低于充水水位（L7）<2800mm或（1）充水泵投入自动（2）1-6扇区任一充水程控执行（3）膨胀水箱水位低于充水水位（L3）<900mm2.3.1.5 充水泵联锁动作结果（1）启动选择为主泵的充水泵或（2）主充水泵启动失败则启动备用补水泵或（3）充水过程中主泵停运联启备用泵2.3.1.6充水泵联锁停止条件（1）充水泵投入自动（2）1-6扇区任一充水程控第一步执行（3）膨胀水箱水位低于充水水位（L7）<2810mm或（1）充水泵投入自动（2）1-6扇区任一充水程控执行（4）膨胀水箱水位高于正常水位（L4）＞1200mm 2.3.1.7超控保护启动条件（1）膨胀水箱水位低于低位报警水位（L2）<550mm （2）地下水箱水位高于低位报警值（L1）>300mm2.3.1.8超控保护动作结果启动在自动的充水泵或补水泵2.3.1.9超控保护停止条件（1）膨胀水箱水位高于报警水位（L8）＞3000mm（2）地下水箱水位低于高位报警值（L10）＜3000mm2.3.2地下储水箱水位联锁、保护(#1机）2.3.2.1地下水箱补水阀联开条件（1）补水阀投入自动（2）地下水箱水位低于需求值或（1）补水阀投入自动（2）地下水箱水位低于低位报警值<300mm2.3.2.2地下水箱补水阀联关条件（1）补水阀投入自动（2）地下水箱水位高于需求值+50mm或（1）补水阀投入自动（2）地下水箱水位高于高水位报警值＞3000mm程控充水及放水过程中闭锁水位需求值联开及联关，仅保留水位<300mm联开及>3000mm联关功能。
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§4.3现场试验情况简介
§4.3.1漳山电厂空冷汽轮机试验过程
测量试验于9月12日－17日进行，同时参加试验的单位还有北京中能蓝天节能技术开发有限公司、德国斯图加特大学，以及法国EDF 。
漳山电厂目前有2台300MW 直接空冷汽轮机组，2台600MW 直接空冷机组正在建设中。
相对于水冷汽轮机组，直接空冷机组运行的显著特点是背压受气候变化影响大，机组的设计背压范围较大，一般为15-60kpa 。
机组背压的变化对低压缸末级出口的湿蒸汽参数有很大的影响。
有关文献指出空冷汽轮机低压缸末几级中的主流蒸汽，并不是任何运行工况时都有湿度出现，而是要背压降到一定程度才会出现水蒸汽的凝结。
因此在试验过程中，使其背压从60kpa 逐渐降低到15kpa ，有可能实现低压缸排汽参数从过热蒸汽到湿蒸汽的变化过程。
通过测量此过程的湿蒸汽参数，可以更好的了解湿蒸汽的凝结过程，并结合异质和均质成核凝结机理，以期更深刻地理解透平中的凝结流动机理，为理论研究、工业设计以及现有的数值模拟计算提供试验依据。
图4.9，4.10是漳山电厂现场试验和探针安装照片。
§4.3.2宣威电厂水冷汽轮机试验过程(这里解释一下，所谓水冷与空冷机组的区别：其实它们都属于凝汽式汽轮机，不是背压式的，所以背压一般接近真空的，一般为50kpa ，水冷是汽机排汽到凝汽器中，凝汽器相当于一个换热器，由冷却水把热量带出，蒸汽变成了凝结水；而空冷又分为直接空冷和间接空冷，间接空冷是汽轮机的排汽进入混合式凝汽器后，与从空气冷却器来的冷却水混合凝结为凝结水，这样的混合水流，一部分作为锅炉的给水，其余大部经循环消耗打入空气冷却器，构成一个封闭型间接空冷凝汽系统)
测量试验于2009年3月4-16日在云南宣威发电有限责任公司7号机组上进行。
参加试验的单位有上海理工大学、东方汽轮机厂。
本次试验的7号汽轮机是东方汽轮机厂有限公司制造的300MW
水冷空冷式图4.9 漳山电厂现场试验 图4.10 漳山电厂现场安装探针
机组，见图4.11。
该机组主要性能参数如下：
制造厂商东方汽轮机厂
机组型号-300-2-20
额定功率300MW
主汽阀前额定蒸汽压力：16.7MPa
主汽阀前额定蒸汽温度：537℃
再热阀前额定蒸汽温度：537℃
额定背压5kPa
末级叶片高度841mm
由于受到煤质的限制，该机组不能满负荷运行，所以只进行了如下工况的测量：245MW(背压 5.7kPa)，230MW(背压 6.5kPa)，220MW(背压7.0kPa)，180MW(进汽压力11.7Mpa，背压 5.3kPa)，245MW-180MW降负荷工况，180MW-200MW升负荷工况等。
图4.12，4.13是电厂现场试验照片。
图4.12宣威电厂现场试验图4.13宣威电厂现场安装探针。