直接空冷和间接空冷的比较
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。
超临界直接与间接空冷方案对工程造价的影响及其经济性对比
超临界直接与间接空冷方案对工程造价的影响及其经济性对比摘要：本文介绍超临界直接空冷机组和间接空冷机组的组成和特点，以本单位近期建设的两台660MW机组为例，重点介绍这两种空冷方案在初期投资上的区别以及在运行过程中经济性的对比。
关键词：超临界空冷系统；工程造价；经济性1引言随着我国经济的飞速发展，人们能电能的需求量不断增加，在我国的发电形式中，以燃煤为主的火力发电依然为我国的主要发电形式，而对汽轮机组的冷却方式中，传统的湿冷方式不仅需要消耗大量的水资源，而且消耗大量的燃煤和厂用电，更是加剧了对空气和水的污染，而且我国的水资源极其缺乏且分布不均，在严重缺水的地区的火电厂迫切需要寻找一种煤耗和水耗低、污染轻的汽轮机排汽冷却方式。
空冷机组是利用空气进行冷却的系统，与同等容量的湿冷机组相比，水量消耗只有湿冷机组的十分之一甚至更少，而燃煤消耗和厂用电消耗也更低，是目前火电厂中应用广泛且值得大力推广的冷却方式。
2超临界空冷系统简介2.1直接空冷系统直接空冷系统简言之就是将汽轮机排汽送入散热器中由空气直接进行冷却，通风方式多采用机械通风的方式，其组成主要有排汽装置、大排汽管道、空气凝汽器、风机组、凝结水系统、抽真空系统、清洗系统等。
其主要优点有设备少且结构简单、调节灵活、占地面积小、防冻性能高、冷却效率高；但是其稳定性和安全性差、煤耗较大、运行费用高、厂用电高、噪声污染大[1]。
2.2表凝式间接空冷系统此系统将汽轮机排汽在空气中冷却分为两部进行，一是排汽与冷却水在表面是凝汽器中进行热交换，二是冷却水与空气在空冷塔里进行热交换，其组成有表面是凝汽器与空冷塔，通常采用自然通风的方式。
其主要优点有煤耗低、稳定性高、水处理系统简单、无噪声污染，但是其占地面积大、防冻性能差、运行管理较为复杂、建设周期较长。
2.3混凝式间接空冷系统此系统由喷射式凝汽器和装有散热器的空冷塔组成，汽轮机排汽与冷却水在凝汽器中直接进行热交换，之后冷却水被送至空冷塔的散热器，与空气进行热交换冷却之后再被送入凝汽器进行下一个循环。
空冷机组的技术经济分析比较
空冷机组 的技术经济分析 比较
董 见 峰
（ 江西省 电力设计 院， 江西 南 昌 ３０ ０ ） ３ ０６
摘 要 ： 主要介绍混凝式间接空冷、 表面式间接 空冷和直接空冷的冷却原理和工作特点， 同时将这三种 冷却 方 式从运 行 、 性能 、 资等方 面进行 了比较 。 投 关 键词 ： 空冷机 组 ； 热 ； 冻 ； 传 防 噪音 ； 资 投 中图分 类号 ：Ｋ ６ ． Ｔ ２４１ 文献标 识码 ： 文章编 号 ：６３ ０９ （０ ７０ —０ ０ （ １ Ｂ １７ —０ ７２０ ）１０４ 一 ０ ）
自空 冷技术诞 生 以来 ， 它就 因其显 著的节水 效果受 到 了广 泛 的重 视 ， 继发 展 了混凝 式 间接 空冷 、 面式 间 接 相 表
２ 直接 空冷 系统 与表面 式 间接空冷 比较
（） １传热性 能 直接空冷是一次传热， 即汽机排汽通过表面式凝汽器 与空气 直接换热 。表面 式问接 空冷 系统为两 次换 热 ， 即汽 机排汽 通过表 面式凝 汽器与循 环水一 次换 热 ， 其后循 环水 再 通过 表 面式凝 汽 器与 空气 二 次换热 ， 因此 ， 直接 空 冷 的 传热温差 比间接空冷大 ３％左右，间接空冷系统 的散热 ０ 面积 比直接 空 冷系 统大 ３％以上 。如 马廷 巴 电厂采 用 直 ０ 接空冷系统，单机容量为 ６５ Ｗ，总散热面积为 ｌ２ × ６Ｍ １． ９ １％ｚ ０ ， 直接 空冷 比表 面间接 空冷 散热 面积减 少 ４％ ， １ 即表 面间接空 冷散热 面积是 直接 空冷的 １ 倍 。 ． ７ （） ２ 占地 面积 因表面间接空冷的散热面积大于直接空冷 ， 而且间冷 采用空冷塔抽风冷却 ， 每机配一塔 ， 两塔之间还需 留有一 定的间距（ 空冷塔直径一半以上 ）占地面积大 ； ， 而直冷散 热面积相对较小， 两机空冷散热器可紧贴布置 ， 占地面积 小。 根据国内外有关资料 ，ｘ０ Ｍ 机组直冷系统冷却设 ２ ６０ Ｗ 施（ 不包括循环水管道 ） 的占地面积仅为间冷系统 的 １ — ／ ３ １ 。另外直冷系统的空冷凝汽器布置在靠近汽机房外的 ／ ４ 架 空 的空冷 台上 ， 台高 ４ ｍ， 台下 面可 以布置 变压 器 、 平 ５ 平 凝结水精处理等装置， 因此， 直接空冷机组厂区布置更紧 凑， 占地面积 更小 。 （ ） 和 防大风性能 ３ 防冻 直接空冷系统是将汽机排汽直接冷却， 冷却器内温度 相 对高 ，冷却器采 用矩形翅 片椭 园管 （ 管径 １０ ｉｘ ０ｍ ｎ ２ ｍ 的双排管或大 口径 （ ０ ｍ） 管径 ２９ ｍ １． ｍ） １ｍ ｘ ９ ｍ 蛇形翅 ４ 片 的单排 管 ， 芯管 通 流面 积较 大 ， 凝 器采用 顺 流 和逆 流 冷 布置 ， 大直径 的 轴流 风机 采用 双速 或变 频 电机 ， 以灵 活 可 调节进 风量 ， 这些 措施可 以有效 防止死 区 的产 生 和凝结 水 过冷而结 冰的危 险 。美 国怀 俄 明州 的沃达 克 电厂 ３５ Ｗ ６Ｍ 机组采 用 的是直接 空冷 系统 ，９８ 投人 运行 ， １７ 年 机组 经 历 了冬 季最低气 温－ ０ 夏 季最高气 温一 ７ ４ ℃、 ３℃恶 劣 的气象 条 件 ， 获得 了成 功的 运行 ， 为 寒冷 地 区采 用直接 空冷 系 并 这 统 提供 了很 好 的借 鉴 。 表 面式间接 空冷 系统循 环水温 度较低 ， 量采 用布 置 风 在空冷 塔进风 口的百 叶窗来 调节 ， 叶窗通过 启闭 执行 机 百 构运行 ， 根据 已运行机组的状况 ， 长期运行后 的百叶窗易 变形 ， 部件易 损 ， 机械 因此 ， 如在北 方寒 冷地 区采用 间接 空 冷，百叶窗运行的可靠性非常重要 。 （ 下转第 ７ ０页 ）
空冷系统简介
空冷系统简介1 空冷系统简介1.1 空冷技术方案介绍在火力发电厂中采用的空冷系统形式有：直接空冷系统、混凝式间接空冷系统、表凝式间接空冷系统。
直接空冷系统是将汽轮机排汽由管道送入称之为空冷凝汽器的钢制散热器中，直接由空气冷却。
混凝式空冷系统由于有水轮机和喷射式凝汽器等系统设备，设备多系统复杂，使得整套系统实行自动控制较难；而表凝式间接空冷系统与常规的湿冷系统比较接近，也是通过两次换热，以循环冷却水作为中间冷却介质，循环冷却水由水泵加压后，进入凝汽器冷却汽轮机排汽，热水进入自然通风冷却塔由空气冷却。
表凝式间接空冷系统与湿冷系统不同之处是在冷却塔内（外）布置着钢（铝）制散热器，热水与空气不接触，进行表面对流散热。
1.1.1 直接空冷系统直接空冷系统主要由排汽装置、大排汽管道（包括大直径膨胀节、大口径蝶阀等）、钢制空冷凝汽器、风机组（包括轴流风机、电动机、减速机、变频器等）、凝结水系统、抽真空系统（包括水环式真空泵）、清洗系统等设备构成。
空冷凝汽器布置在汽机房A列外的高架空冷平台上。
直接空冷系统是将汽轮机排出的乏汽，通过排汽管道引入钢制空冷凝汽器中，由环境空气直接将其冷却为凝结水，多采用机械通风方式。
其特点是：设备较少，系统简单，调节灵活，占地少，防冻性能好，冷却效率高；直接空冷受环境风的影响较大，运行费用较高，煤耗较大，风机群产生一定噪声污染，厂用电较高。
1.1.2 表凝式间接空冷系统表凝式间接空冷系统是指汽轮机排汽以水为中间介质，将排汽与空气之间的热交换分两次进行：一次为蒸汽与冷却水之间在表面式凝汽器中换热；一次为冷却水和空气在空冷塔里换热。
该系统主要由表面式凝汽器与空冷塔构成，采用自然通风方式。
表凝式间接空冷与直接空冷相比，其特点是：冬季运行背压较低，所以煤耗较低；由于采用了表面式凝汽器，循环冷却水和凝结水分成两个独立系统，其水质可按各自的水质标准和要求进行处理，使水处理系统简单、便于操作；表凝式间接空冷塔基本无噪声，满足环保要求；空冷塔占地大，冬季运行防冻性能较差。
空冷器工作原理
空冷器工作原理
空气冷却器是很普遍的一种冷却装置，其原理是通过将外界的空气带入设备中进行直接的冷却，以达到散热的效果，在一些大型的工业设备、机械设备和车辆中都广泛应用。
从工作原理中来看，空气冷却器主要分为两种类型：直接式和间接式。
直接式空气冷却器是将外界空气引入设备内部的方式进行散热。
其工作原理就是将设备内部产生的热量通过热交换的方式传递到外界空气中，从而使得设备的温度得以降低。
具体来说，其结构一般包括风扇、散热片、运动部件等组成部分。
当设备运转时，经过散热片的空气会自然产生了一定的冷却效果，而风扇则会将外界空气吸入设备并加速流通，使得空气与散热片表面进行充分的接触，进一步加强了散热效果。
与之相对的，间接式空气冷却器则需要应用一些附加组件，如水泵、冷却水箱等，通过间接的方式将设备内部产生的热量传递到水中，再通过散热器对水进行冷却，最终达到散热的目的。
具体来说，当设备运转时，其内部产生的热量被传递到热交换器中，热交换器中通过水与设备内部的主要部件产生热量的部分进行传热。
此时，水流经热交换器的过程就发生了受热膨胀的变化，从而进入冷却水箱中。
冷却水箱内的水再通过与外界空气的接触进行相互传热，最终实现散热作用。
总结来看，在正常工作状态下，两种类型的空气冷却器都可实现其基本的散热效果，而直接式的空气冷却器一般应用于相对小型的设备和低功率的电子组件，使用方便，运行效率较高，而间接式空气冷却器则更适用于大型工业机械设备、汽车引擎等。
综上，空气冷却器的工作原理是基于热传导的原理，通过外界空气的流动和热交换实现设备内部产生的热量的散发，确保设备的正常运行。
具体的散热方式会根据设备的特点和工作环境的不同而有所变化。
直接空冷和间接空冷方案在某电厂空冷选型中的技术经济比较_刁利
凝结水精处理
必要。因空冷器冷却表面十分庞大，水系统中不可避 只考虑设置除铁装置。因用除盐水代替循环水作为
免的存在大量铁的腐蚀产物，加之空气漏入的可能性 冷却水，故在凝汽器泄露时不会造成冷却水污染凝结
大，水中可能溶入 CO2 等溶解杂质。实际运行要注 水的问题，但系统中也会不可避免有铁的腐蚀产物产
意水质控制。
表 1 空冷方案设计基础数据表
设计 满发 自然设计
汽轮机排汽参数（ TMCＲ）
气温 / ℃ 气温 / ℃ 风速 / m·s － 1 直接空冷 / kPa 间接空冷 / kPa
16
35
6
14
12
2． 2 空冷方案的配置
2． 2． 1 方案一： 直接空冷方案配置 直接空冷方案采用主机直冷 + 小机间冷，即
DIAO Li1 ，LI Guang1 ，WU Si-zhu2 （ 1． State Nuclear Electric Power Planning and Design Institute，Beijing 100095，China；
2． Beijing Lucency Enviro-Tech Co． ，Ltd． ，Beijing 100039，China）
m2
钢管，2 500
空冷散热器型式
FOＲGO T60 型
两台机冷却三角个数 / 个 120
冷却三角高度 /m
15
冷却三角形式及布置形式 塔外立式布置
两台 机 组 散 热 器 冷 却 面 积 / m2
～ 69． 12 × 104
冷却塔底部直径 /m
91． 98
冷却塔高度 /m
150． 58
冷却塔进风口高度 /m
本文就目前应用于 600 MW 及以上等级机 组的较为首选的机械通风直接空冷系统和表面 式间接空 冷 系 统 原 理 进 行 简 要 介 绍，并 就 这 两 种空冷方案在某电厂空冷选型中进行技术经济 比较分析，供 以 后 实 际 工 程 中 空 冷 方 案 选 型 做 参考。
直接和简介空冷技术比较
直接空冷和间接空冷的优缺点最明显的是直接空冷可以节水很多，占地面积小，，只要建空冷岛，且可以选择的地方也多，岛下很多地方还可以再利用，缺点是换热效果差，启动初期，抽真空较难抽。
间接空冷的优点是因为有水，所以换热效果比直接空冷好，受季节的影响也比直接空冷的少，缺点是要耗费一定的水，需要建冷却塔，投资大，厂用电率高，因为要设置循环泵，系统比较复杂。
直接空冷和间接空冷虽然是当今电厂的首选，节能比较突出，但一次投资过于庞大，使有些电厂望而生畏，有些散热设备的投资甚至和锅炉差不多，这也使散热器在电厂中和锅炉，汽机，发电机一并成为现代电厂的四大主机设备。
发电厂空冷系统分为直接空冷系统和间接空冷系统，间接空冷系统指混合式凝汽器的间接空冷系统（海勒式间接空冷系统）和具有表面式凝汽器间接空冷系统（哈蒙式间接空冷系统）及其它。
(a)直接空冷系统——系利用机械通风使汽轮机排汽直接在翅片管式空冷凝汽器中凝结，一般由大管径排汽管道、空冷凝汽器、轴流冷却风机和凝结水泵等组成；(b)带表面式凝汽器的间接空冷系统——亦称哈蒙系统，由表面式凝汽器、空冷散热器、循环水泵以及充氮保护系统、循环水补充水系统、散热器清洗等系统与空冷塔构成。
该系统与常规的湿冷系统基本相仿，不同之处是用空冷塔代替湿冷塔，用密闭式循环冷却水系统代替敞开式循环冷却水系统，循环水采用除盐水。
一、机械通风直接空冷系统（ACC）该系统亦称为ACC系统，它是指汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换，其工艺流程为汽轮机排汽通过粗大的排气管道至室外的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过冷却器外表面，将排汽冷凝成水，凝结水再经泵送回锅炉。
机械通风直接空冷系统如下图。
图略其优点有：⑴不需要冷却水等中间介质，初始温差大。
⑵设备少，系统简单，占地面积少，系统的调节较灵活。
其缺点有：⑴真空系统庞大在系统出现泄漏不易查找漏点，易造成除氧器、凝结水溶氧超标。
⑵采取强制通风，厂用电量增加。
1000MW级机组直接和间接空冷系统比较
科技 一向导
２ ０ １ ４ 年２ １ 期
１ ０ ０ ０ ＭＷ 级机组直接和 问接空冷 系统 比较
邓永胜 苏咸伟 赵现彬 （ 国核电力规划设计研究院 中国 北京 １ ０ ０ ０ ９ ５ ）
【 摘 要】 在假 定的设计气温、 煤价等工程条件 下， 对１ ０ ０ ０ ＭＷ 级机组 的空冷 系统选型进行技术经济 比较 ， 主要 比较 方案为 “ １ 机１ 塔表凝 式间接 空冷 系统” 和“ １ 机２ 塔 表凝 式间接 空冷 系统” 和“ 主机 直接 空冷 系统、 小机 采用 ２ 机 １ 塔表 凝式间接 空冷 系统” ； 比选 包含空冷 系统配置 和布置 、 机组运行安全性 、 工程投资 、 运行维护、 经济性等 内容。
【 关键词】 直接 ； 间接 ； 空冷 ； 安全 ； 投 资
直接和间接空冷 系统均根据气象条件和煤 价（ ５ ０ Ｏ元， 吨） 等． 通过 ０ ． 概 述 凝汽器面积 、 冷却 倍率 、 迎面风 速等组合优化后确定 ， 优 间接和直接空冷系统均在我国得到了广泛应 用 ． 通过众多工程 的 对机组背压 、 通过优化各 比选方案推荐的配置 实施 ， 两种空冷系统已积累了丰富的设计、 施工和运行经验 ． 目前空冷 化过程考虑煤 价及 电价上涨 的影响 。 系统最大规模 已达到 １ ０ ０ ０ Ｍ Ｗ级． 两种技术是成熟可靠的。现将 以假 如下。 ３ ． １“ １ 机ｌ 塔表凝式间接空冷系统 ” 设计 定 的工程条件对 １ Ｏ０ ０ Ｍ Ｗ 级空冷系统进行技术经济比较 ３ ． １ ． １ １ 机１ 塔 间接空冷 系统配置 （ 单台机 ） １ ． 空冷 系统简介 空冷系统可分为直接空冷系统和间接空冷系统两种 直冷系统 又 可分为机力通风直接空冷系统和 自然通风直接空冷系统 （ 自然通 风直 接空冷系统尚无工业性运行业绩 ） 。 间冷 系统又可分为 ： 表 面式 间接空 冷系统和混凝式间接空冷系统 １ ． １ 混 凝 式 间 接 空 冷 系 统 混凝式 间接空冷系统 流程为冷却水 进入凝汽器 直接与汽轮机 排
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1）直接空冷系统特点
目前国内、外已经运行的600MW级的直接空冷机组较多，其运行特点可归纳如下：a）汽轮机背压变动幅度大。
汽轮机排汽直接由空气冷凝，其背压随环境空气温度变化而变化，本电厂所处地区一年四季温差较大，要求汽轮机要有较宽的背压运行范围。
b）真空系统庞大。
汽轮机低压缸排汽通过大直径的管道引出，用空气作为冷却介质通过钢制散热器进行表面换热，冷凝排汽需要较大的冷却面积，导致真空系统容积庞大。
c）电厂整体占地面积小。
由于直接空冷凝汽器一般采用机械通风，而且布置在汽机房A列外高架平台上，平台下面仍可布置变压器、出线架构和空冷风机配电间等建构筑物，占地空间得到充分利用，使得电厂整体占地面积相对减少。
d）厂用电耗较高。
直接空冷系统所需空气由大直径的风机提供，2台1000MW机组整个空冷系统需要大直径轴流风机数量在160台左右，其能耗高于常规湿冷系统。
e）防冻措施灵活可靠。
直接空冷系统可通过改变风机转速、停运部分或全部风机来调节空冷凝汽器的进风量，或使风机反转吸取热风来防止系统冻结，调节相对灵活，效果好而且可靠。
f）给水泵采用汽动，为了达到电厂的耗水指标，汽泵的冷却需采用间接空冷，2台机组需要建设1座间接空冷塔。
2）间接空冷系统特点
与直接空冷比较，间接空冷系统有以下特点：
a）汽轮机背压变动幅度较小。
汽轮机排汽在凝汽器和空冷塔内通过水作为中间介质进行冷却，对环境温度变化的带来的影响产生了一定的抑制作用。
b）真空系统小。
汽轮机设有凝汽器，和湿冷机组相近，真空系统很小。
c）电厂整体占地面积大。
间接空冷塔为自然通风冷却，散热器全部布置在空冷塔内，塔的直径较大，占地面积较多，但是脱硫设施和烟囱可以布置在空冷塔内使得间接空冷系统占地相对减少，但总体占地还是大于直接空冷系统。
d）厂用电耗较低。
间接空冷塔为自然通风，与直接空冷系统比较虽然增加了循环水泵的电耗，但是与直接空冷系统风机的耗电比较，间接空冷系统总体电耗还是减少了。
e）目前，国内对大直径空冷塔的结构设计正在研究之中。
f）防冻性能较差。
间接空冷散热器管束的直径远小于直接空冷散热器，防冻性能较差，除了设计防冻措施外，在寒冷地区还必须加强散热器防冻的管理。
g）汽动给水泵的排汽可以进入主机排汽系统，和主机共用1座间接空冷塔。
对于1000MW机组来说，主机和汽动给水泵的冷却采用同1座间接空冷塔，塔的直径将大于200m，对于空冷塔直径大于200m的设计，目前我公司正在深入研究之中。
3）直接空冷和间接空冷系统技术特性比较
在本设计阶段按照本工程的特点，对直接空冷和间接空冷系统进行初步的技术特性比较，比较情况见下表。
表5.9-1直接间接空冷系统技术特性比较。