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。
间接空冷和直接空冷系统技术经济分析
Ａｂｓｒ ｃ ： ｅ ｓｔ ｔｏ ｆｕｓｎ ｉ ｔａ ｔ Ｔｈ ｉｕａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｇ ａ ｒ—ｃ ｏ ｅ ｅ ｈ ｌ ｇｙ ｆ ｒｐｏ ｒ—ｇｅ ｅ ａ ｉ ｎｉｓ ｉ ｏ ｔ ｒ ｒ ａ ｏ ｏ ｌ ｄ ｔ ｃ ｎｏ ｏ ｏ ｗｅ ｎ ｒ ｔｎｇ ｕ ｔ ｎ ｎ ｒ ｈｅ ｎ ａ ｅ ｆ Ｃｈｉ ａ ｉ ｅ ｅ ａ ｓ ｈａ ｅ ｅ ｅ ｅ ｎ ｎ ｒ ｃ ｎｔｙｅ ｒ ｓ ｂｅ ｎ ｐｒ ｓ ｎｔ ｄ．Ｔｈｒ ｕｇ ｏｍｐ ｒｓ ｎ ａ ｎａ ｙ ｉ ｆ ｔ ｃ ｎｉａ ｅ ｔ ｒ ｓ ａ ｄ ｏ ｈｃ ａ ｉ ｏ ｎｄ ａ ｌ ｓｓ ｏ ｅ ｈ ｃ ｌｆ ａ ｕ ｅ ｎ
工 间 接 空 冷 和 直 接
ｒ ｆｏ
一
系 统 技 术 经 济 分 析
王 新 宇 ， 史建 良 李 国宝 刘 海 鹰 尚卫 军 陈胜 利 ， ， ， ，
１ 北方联合 电力有 限责任公 司， ． 内蒙古 呼和 浩特
２ 西 安 热 工 研 究 院有 限 公 司 ， 西 西 安 ． 陕 ７ ０ ３ １０ ２
０ ０２ １００
［ 摘
要 ］ 介 绍 了北方地 区发 电机 组 空冷技 术 的应 用情 况。通过 比较直接 空 冷和 间接 空 冷 的技 术 特 点和投 资 分析 ， 出间接 空冷 系统在 运行 维护和技 术 经济性 上有 着较 多优 势 ， 机 组 得 如
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。
间冷系统认知与控制策略
自然通风冷却塔
• 为什么冷却塔要做成下大，腰收细，上扩口的这种形状 呢？这要从塔内的空气流动特性说起。冷却塔内的空气 温度较塔外高，密度比塔外空气小，塔内空气受到浮力 作用，向上运动。对于不同的流体有不同的流动曲线， 如图所示，若空气是理想流体，即，流体不会产生能量 损耗，塔内空气持续受到浮力作用，不断加速，由于流 体流量固定，加速时间越长，即随高度空气流速增加， 过度面积减小；而实际空气是粘性流体，当空气运动时 会产生能量损耗，损耗量与速度平方呈正比，塔内空气 同时受到浮力和空气运动阻力作用，当高度低时，流速 小空气阻力小于浮力，空气呈加速运动，流体的流动断 面渐减少，当阻力浮力相当后空气将不加速，但能量仍 有消耗，这时，流体流动将以减速补偿能耗，流动断面 将渐变大。冷却塔的外壳就是符合了塔内空气流动的特 性，设计成下大，腰收细，上扩口的形状。
扇区介绍
• 空冷散热器采用六排管双流程铝管铝翅片 型式。每台机组间冷塔布置有196个冷却三 角，全塔共分12个冷却扇区，每个扇段包 含16~18个其中：第1扇区18个三角，高度 约28m；第12扇区共18个三角，其中有16 个三角，高度约为28m，另外2个在大门顶 部，高度约为21m；其余扇区各16个三角， 高度约为28m。每个扇区单独设置循环水 的进、出水管和排水管。
湿冷与空冷系统的效益分析
• 湿冷、直冷、间冷系统各参数对比
按背压每升高1KPa引起煤耗升高2g/KW.H计算
湿冷与空冷系统的效益分析
• 湿冷、直冷、间冷全年直接经济效益分析表
我厂间冷塔介绍
我厂间冷塔 介绍
• 我厂间冷塔采用带肋双曲线塔型设计，塔高210米，环基外半径89米，混凝土量
5.54万方，是目前百万机组世界最大间冷塔。从2015年10月12日基础浇筑第一方砼到 2016年10月21日筒壁最后一节完成，历时12个月零9天，创造了国内乃至国际上超大 型间冷塔最快施工纪录。其X柱，内实外光，被评为清水砼亮点示范项目;风筒筒身曲 线流畅，肋条顺直，做工优质，观感优良。特别是在超高、超大型间冷塔施工中，不 断引入新思维、新技术、新工艺，首次使用了世界最高液压顶升平桥与施工升降机配 套的冷却塔专用施工机械(高达250米);采用了环基砼裂缝控制，超高泵送砼，清水砼 模板，大直径钢筋直螺纹连接;取得了带肋超高间冷塔精确测控技术、风筒砼轨道式 自卸小车水平运输、超大冷却塔人员垂直运送、超高泵送洗管绿色施工、大型X柱施 工技术等科技成果。 • 建成投运后，该间冷塔具有更加节约水源，降低煤耗，保护环境，降尘降噪、降 低运行费用等优点。科技的集中应用，环保的多维体现，都与项目“打造绿色高效智 能电厂、创建国家优质金奖工程”的建设总目标高度契合
直接空冷系统与海勒式间接空冷系统的比较
直接空冷系统与海勒式间接空冷系统的比较田亚钊1,陈晓峰2(11国电电力大同发电有限责任公司,山西大同037043;21华北电力科学研究院有限责任公司,北京100045) 摘 要:空冷机组是“富煤少水”地区或干旱地区建设火力发电厂的最佳选择。
现简要介绍3种类型空冷系统的运行特性,对直接空冷系统和海勒式间接空冷系统进行了比较,提出了运行中存在的几个问题,如机组运行背压、真空严密性、防冻等,并对此提出了相关建议。
关键词:直接空冷系统;海勒式间接空冷系统;运行中图分类号:T K264.1 文献标识码:B 文章编号:100329171(2006)0120038204Co m par ison of D irect A ir Cool i ng System w ith HellerI nd irect Cool i ng SystemT ian Ya2zhao1,Chen X iao2feng2(1.Guodian D atong Pow er Generati on Co.L td.,D atong037043,Ch ina;21N o rth Ch ina E lectric Pow er R esearch Institute Co.L td.,Beijing100045,Ch ina)Abstract:A ir coo ling unit is the best cho ice fo r therm al pow er p lant in area w h ich is rich in coal and poo r in w ater o r in drough t areas.T he operati on characteristics of th ree k inds of air coo ling system are p resented.A comparison w as m ade betw een direct air coo ling system and H eller indirect air coo ling system.P roblem s w ere po inted out such as backp ressure in unit operati on,vacuum tigh tness and anti2freezing,m eanw h ile suggesti on w as p ropo sed.Key words:direct air coo ling;H eller type indirect air coo ling system;operati on 国电电力大同发电有限责任公司2×600 MW空冷机组(7、8号机)是目前投入商业运营的单机容量最大的直接空冷机组,是作为国电电力大同第二发电厂(下称大同二电厂)的“二期工程”,由国电电力发展股份有限公司和北京国际投资公司投资兴建而成。
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。
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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。