直接空冷系统结构
直接空冷凝气系统流程
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2. 空气冷却：在直接空冷凝汽器中，蒸汽与空气进行热交换。
空冷系统
一，空气经过冷却塔后水分含量会不会 改变？
答：水冷却塔是一种混合式换热器。从空气冷却塔来的温 度较高的冷却水(35℃左右)，从顶部喷淋向下流动，污氮 气(27℃-左右)自下而上的流动，二者直接接触，既传热又 传质，是一个比较复杂的换热过程。一方面由于水的温度 高于污氮的温度，就有热量直接从水传给污氮，使水得到 冷却；另一方面，由于污氮比较干燥，相对湿度只有30% 左右，所以水的分子能不断蒸发、扩散到污氮中去。而水 蒸发需要吸收汽化潜热，从水中带走热量，就使得水的温 度不断降低。这种现象犹如一杯热开水放在空气中冷却一 样，热开水和空气接触，一方面将热量直接(或通过容器 壁)传给空气，另一方面又在冒汽，将水的分子蒸发扩散 到空气中而带走热量(汽化潜热)，使热开水不断降温，得 以冷却。必须指出：污氮吸湿是使水降温的主要因素，因 此污氮的相对湿度是影响冷却效果的关键。这也是为什么 有可能出现冷却水出口温度低于污氮进口温度的原因。
空冷系统流程图
主要技术参数
①空气出空冷塔温度7℃—17℃ ②空冷塔水位正常值1100mm—1200mm。 ③水冷塔水位正常值900mm—1600mm。 ④空气出空冷塔压力>0.42MPa。 >0.42MPa
报警连锁
①空气出空冷塔压力过低（<0.038MPa）或空 冷塔水位过高（>1800mm）会连锁停四个水 泵并开空压机放空阀。 ②水冷塔液位过低（<500mm）连锁停低温水 泵。 ③水泵停转连锁关V1107。
空气预冷系统
空分装置设置空冷系统的原因
在现代空分设备空压机出口端设置空气预 冷系统主要考虑到以下因素： ① 增加节流效应，减小膨胀量，减少产品能 耗。 ② 减少换热器的热负荷。 降低空气温度和含水量。 ④ 除去空气中的大部分水溶性有害物质如 NH₃、HCl、SO₂、NO₂等。
汽轮机直接空冷系统工艺流程
汽轮机直接空冷系统工艺流程汽轮机直接空冷系统是一种用于蒸汽动力发电的冷却系统，其工艺流程如下：1.蒸汽供应：汽轮机的蒸汽来自锅炉或其他蒸汽源。
蒸汽通过管道输送至汽轮机，推动汽轮机转动，从而驱动发电机发电。
2.蒸汽调节：进入汽轮机的蒸汽通过调节阀进行压力和流量的控制。
这些调节阀根据汽轮机的负荷需求和系统压力的变化进行调节。
3.汽轮机转子及叶片：蒸汽在汽轮机内部膨胀并推动转子转动，转子带动叶片旋转，从而将蒸汽的动能转化为转子的旋转动能。
4.冷凝器：从汽轮机排出的蒸汽进入冷凝器，与冷却水进行热交换，使蒸汽中的水蒸气冷凝为水。
这个过程释放出蒸汽的潜热，将蒸汽转化为液态水。
5.冷却水系统：冷却水系统由水泵、冷却塔和循环管道组成。
冷却水被水泵从储水池中抽出，通过循环管道输送到冷却塔进行喷淋，与空气进行热交换，将热量传递给空气，使冷却水温度降低。
6.直接空冷：从冷凝器出来的水蒸气和液态水混合物进入直接空冷系统。
直接空冷系统由一系列空冷散热器组成，液态水混合物在散热器表面蒸发，吸收热量，使散热器冷却。
7.凝结水收集：在直接空冷系统中，液态水混合物在散热器表面蒸发后形成凝结水，凝结水通过凝结水管道收集并输送到储水池。
8.循环利用：从储水池中回收的凝结水经过处理后可以再次用于锅炉供水，实现水资源的循环利用。
9.控制系统：汽轮机直接空冷系统配备了一套控制系统，用于监控系统的运行参数、调节蒸汽流量和压力以及控制凝结水的回收利用。
控制系统由传感器、执行器和控制器组成，可以实现自动化控制和远程监控。
10.维护管理：汽轮机直接空冷系统需要进行定期的维护和保养，确保系统的正常运行。
维护内容包括清洗冷凝器和散热器、检查阀门和管道的密封性、更换损坏的零件等。
总的来说，汽轮机直接空冷系统的工艺流程涉及蒸汽的供应、调节、转化、冷却、空冷散热、凝结水收集、循环利用以及控制系统和维护管理等多个环节。
这些环节相互关联、相互影响，共同保障了汽轮机直接空冷系统的正常运行和发电过程的顺利进行。
直接空冷系统ppt课件
未凝结部分
Deaerator
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直接空冷系统的流程及原理
❖ 空冷凝汽器由“A”屋顶型翅片管排构成。每组管排包含8个 模块（6个顺流模块和2个逆流模块）。模块间有隔墙，每个 模块由12个翅片管束构成，每个管束包含36根管道。下方布 置的轴流风机迫使冷却空气流过翅片，空冷器管束外围周圈
被风墙包围着，以将热空气出口与冷空气入口分开，阻止排 出的热空气被短路吸入。
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空冷防冻
❖ 在机组处于空负荷或低负荷运行时，蒸汽流量很小，经 试验发现加上旁路系统的蒸汽流量也不能达到空冷凝汽 器全部投入时的设计流量。此时，即使将所有风机全部 停运，由于此时蒸汽流量很小，当蒸汽由空冷凝汽器进 汽联箱进入冷却管束后，在由上而下的流动过程中，冷 却管束中的蒸汽与外界冷空气进行热交换后不断凝结。 由于环境温度很低，远远低于水的冰点温度，其凝结水 在自身重力的作用下，沿管壁向下流动的过程中，其过 冷度不断增加，当到达冷却管束的下部（即冷却管束与 凝结水联箱接口处）时达到结冰点产生冻结现象。在冷 却过程中蒸汽不断凝结并不断在冷却管束的下部冻结，
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从而造成冷却管束内的蒸汽发生滞流，最终使冷却管束 冻坏。另外，即使空冷凝汽器内的蒸汽流量在其设计值 之内（即：在正常运行中），如果调整不当或负压系统 （机侧和空冷凝汽器）泄漏量过大时，在冷却空气量过 剩的情况下，ACC中漏入的过量空气在冷却管束内对热 蒸汽形成阻滞，降低了冷却管束内热蒸汽的流动速度， 严重时将会形成阻塞，从而导致局部椭圆冷却管过冷， 在这种情况下同样也会出现上述冻结现象。
空气密度
473.6m3/s
静压
64KW
风扇末端速度
60% 6.3mm/s
重量 设计环境温度
第六节 发电厂空冷系统
带表面式凝汽器的间接空冷系统
带表面式凝汽器的间接空冷系统又称哈蒙式间接空冷 系统，这种空冷系统是油海勒式间接空冷系统的运行
实践基础上发展而来。
哈蒙式间接空冷系统适用于核电厂，热电厂和调峰大 电厂。
带表面式凝汽器的间接空冷系统
哈蒙式间接空冷系统的优缺点
优点： ① 节约厂用电，设备少，冷却水系统与汽水系统分开，两者水质 可按各自要求控制； ② （2）冷却水量可根据季节调整，在高寒地区，在冷却水系统 中可充分以防冻液防冻。 缺点： ① 空气冷却塔占地大，基建投资多； ② 系统中需进行两次换热，且都属表面式换热，使全厂热效率有 所降低。
第六节 发电厂空冷系统
发电厂实物图
发电厂采用翅片管式的空气冷却散热器，直
接或间接用环境空气冷凝汽轮机排气的冷却 系统，称为空冷系统。
采用空冷系统的汽轮发电机组简称为空冷机
组。 空冷机组冷却系统本身可节水97%以上，全
厂性节水约65%。
一.直接空冷系统 二.混合式间接空冷系统 三.带表面式凝汽器的间接空冷系统
直接空冷系统
直接空冷系统是指汽轮机的排气直接用空 气来冷凝，空气与蒸汽间接进行热交换，所 需的冷却空气 通常由机械通风方式供应。直 接空冷的凝气设备称为空气凝汽器，它是由 外表面镀锌的椭圆形钢管外套矩形翅片的若 干个管束组成的，这些管束也称为散热器。
直接空冷系统的流程图
直接空冷系统各主要设备的位置
混合式间接空冷系统
混ห้องสมุดไป่ตู้式间接空冷系统又称海勒式间接空冷系统，由匈 牙利的海勒教授在 1950 年世界动力年会上首先提出而
得名。主要由喷射式（混合式）凝汽器和装有福哥型
散热器的空气冷却塔构成。
海勒式间接空冷系统的优缺点
直接空冷支撑柱及基础结构计算及程序设计
直接空冷支撑柱及基础结构计算及程序设计摘要：直接空冷系统广泛用于国内外火力发电厂中，直接空冷支撑结构设计也是结构设计的重要组成部分。
结构设计时，需要进行荷载组合分析及和直接空冷支撑管柱、管柱桩基、桩基承台的相关计算。
为解决工程中的实际需要，在深入分析和掌握相关理论、计算公式、工程设计实际需要的前提下，编写了可用于直接空冷支撑柱及基础结构计算的计算机可视化程序。
该程序可供实际工程施工图设计及前期投标阶段利用，并能有效提高设计效率和准确率。
关键词：直接空冷；支撑结构；管柱；桩基；承台中图分类号：TV314 文献标识码：A直接空冷系统具有节水，占地面积小，可以选择的地方多，空冷岛下很多地方可以再利用等优点，能有效解决富煤贫水地区的发电问题，在世界上获得了快速发展。
我国是一个水资源贫乏的国家，水资源时空分布不均，煤炭基地多半集中在缺水地区，特别是在“富煤缺水”的东北、华北、西北发展电力工业，采用直接空冷技术建设节水型电厂是非常有效的节水途径【1】。
高效、环保、节水是21世纪燃煤发电的三大课题，实现可持续发展战略，大型火电直接空冷技术是实施“节水最大化、排放最小化”的新技术。
直接空冷支撑柱及基础结构是直接空冷电厂的重要组成部分，直接空冷支撑柱及基础结构的设计也是电厂结构设计中的一个重要组成部分。
然而以往人工手动计算存在工程量巨大、过程繁琐、耗时耗力、容易出错等诸多弊端，采用VB进行可视化程序设计能实现上述计算过程，并能有效避免上述弊端，保证设计质量，提高设计速度。
同时，在Visual Basic 的集成开发环境中设计界面、编写代码、调试直至把应用程序编译成可在Windows系统中运行的可执行文件，开发后的程序可以经过打包处理生成脱离Visual Basic环境仍可安装运行的可执行文件，能为结构设计提供很大的方便【5】。
1计算方法1.1荷载组合分析计算空冷凝汽器支架体系主要由钢桁架平台和平台下部钢筋混凝土柱组成。
直接空冷凝汽器优化设计
直接空冷凝汽器优化设计凝汽器，也可称做复水器，存在于汽轮机动力装置中，是将汽轮机排出的蒸汽冷凝成水的一种换热器，其主要作用一方面是将汽轮机的排汽冷凝成水以供重复利用，另一方面是维持冷端一定的真空值。
凝汽器有两大类：空冷凝汽器和水冷凝汽器，其中空冷凝汽器中又包含三种类型，间接空冷、直接空冷和混合式，文章将对直接空冷凝汽器优化设计做一介绍。
标签：凝汽器；直接空冷；设计技术；换热器前言在电力行业中高性能、高损耗的大型机组越来越多，每年所消耗的燃料能源和水资源数目庞大，众多公益广告中可看出，水资源短缺已是我们国家面临的严重问题，是制约我国大部分地区发展的一个重要因素，要改善当前这种局面，除了相关工业、农业要采取积极的措施节约用水外，电力行业建设采用大型空冷凝汽器替代水冷是十分经济、节能而有效的措施。
1 直接空冷凝汽器结构介绍下图1、图2分别为直接空冷系统的结构图和直接空冷凝汽器的冷却装置实物图。
在图1中，1所示为汽轮机；2为直接空冷凝汽器；3为凝结水泵；4为发电机。
由图1可看到，汽轮机的排汽通过大直径的管道进入到蒸汽分配管道之后被均匀分配到各个空冷凝汽器，用风机鼓冷空气流过空冷凝汽器，使蒸汽受冷凝结，冷凝水经过处理后回流到回热系统。
直接空冷凝汽器系统主要由翅片管束、排气管道、蒸汽分配管道、风机、凝结水系统构成。
对直接空冷凝汽器系统的冷凝效果起决定性作用的部件是冷却元件翅片管，因此它的性能参数需严格选取。
一般双排管束由钢管钢翅片所组成，单排管为钢管铝翅片组成。
冷却单元下端的集水箱，从翅片管束收集的凝结水自流至平台地面或以下的热井，通过凝结泵再将凝结水送往凝结水箱并送回热力系统。
2 直接空冷目前存在问题及优化办法2.1 机组背压由于采用空气直接冷却，凝汽器真空会随着周围空气温度的改变而改变，尤其在酷暑，空冷凝汽器真空值可能会降到40kPa以下，机组背压随着真空值的降低、酷暑温度的升高而不断升高，这将一方面减小了空冷系统运行的经济性，另一方面当气温升高超过设计气温时，背压升高到极限会导致跳闸，因此对机组的设计必须要能承受较大范围的背压，尤其是高背压。
直接空冷系统
空冷凝汽器电厂汽轮机排汽冷却有水冷与空冷两种。
水冷机组直接从流量较大的河流取水，到凝汽器冷却排汽后直接排到河流中。
电厂采用的空冷系统主要有三种方式，即直接空冷系统、表面式凝汽器间接空冷系统和混合式凝汽器间接空冷系统。
如图8-3-1所示，直接空冷系统亦称为ACC(Air Cooled Condencer)系统，它是指汽轮机的排汽引入室外空冷凝汽器内直接用空气来冷凝。
其工艺流程为汽轮机排汽通过大直径的排气管道引至室外的空冷凝汽器内，布置在空冷凝汽器下方的轴流冷却风机驱动空气流过冷却器外表面，将排汽冷凝为凝结水，凝结水再经泵送回汽轮机的回热系统。
之所以称直接空冷因为是将蒸汽直接送入散热管，而不象间接空冷送入冷却塔的是热水、因蒸汽体积比水大得多，所以送汽管特别粗，直径约为间接空冷的三倍多。
图8-3-1 直接空冷系统原理图国外在30年代末就开始研究电厂利用直接空冷技术，随着困扰直接直接空冷系统空冷系统的大直径排汽管和大容积真空系统等问题的解决，直接空冷系统在大容量机组上的应用也得到了迅速的发展，到80年代末，国外己投运多台300～600MW的直接空冷机组的电厂，如南非Matinmba电厂、美国的Wyodak电厂、伊朗的Touss电厂，这些电厂投产以来运行良好，尤其是美国的Wyodak电站的气温与我国北方寒冷地区的气温接近，为严寒季节的运行如防冻问题提供了经验基于防冻的要求，直接空冷系统设置顺流凝汽器和逆流凝汽器，大部分的蒸汽在顺流凝汽器中被冷凝，小部分蒸汽再通过逆流凝汽器被冷凝。
在逆流凝汽器中，由于蒸汽和凝结水的运动方向相反，凝结水不易冻结。
在逆流凝汽器的顶部设有抽真空系统，可将系统内的空气和不凝结气体抽出。
该系统冷却效率高(取消了二次换热所需要的中间冷却介质)、占地面积小、投资较省、系统调节灵活，冬季运行防冻性能好，可通过调整风机转速或风机数量来调节进风量，以适应热负荷及气温的变化，并防止空冷器内部结冰。
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第三部分 直接空冷凝汽器
空冷凝汽器示意图
一、直接空冷凝汽器的作用
把汽轮机排出的蒸汽凝结成水，与真空抽气装置 一起维持汽轮机排气缸和凝汽器内的真空，并把 凝结水回收作为锅炉的补给水。 在直接空冷凝汽器中，汽轮机排出的蒸汽在装有 翅片的管束的椭圆型或扁型管内流动，冷空气在 翅片管外对蒸汽直接冷却。 挡风墙作用：夏季可以阻挡一部分热风再循环； 冬季可以避免寒冷大风对空冷散热器的吹刷，防 止管束冻结。
机械通风方式供应。 二、主要组成设备：自汽轮机排汽装置出口至凝结水泵入 口范围内的设备和管道组成。 具体主要由排气管道、空冷凝汽器管束、轴流风机、抽真 空设备。 三、直接空冷汽水系统示意图
四、冷却单元:一台风机、几片管束 及A型构架组成。 我厂共有56个冷却单元，其中包括 40个顺流管束冷却单元和16个逆流 管束冷却单元，即56台轴流风机， 具体布置，8排，7列。
二、空冷凝汽器的结构
1、空冷凝汽器的组成：翅片管管束、蒸汽分配管（配 汽管）、管束上联箱（蒸汽分配联箱）、管束下联箱 （凝结水收集联箱）、支撑管束的钢构架（三角形）A 型支架等。（管束为了防腐表面镀锌） 翅片管管束的作用：消除管内的死区，增加换热面积， 防止管束的冻结。 2、空冷凝汽器基管形式：现在普遍采用椭圆形绕片管、 椭圆形套片管。 采用椭圆管作用：有利于气液的分离和缓解冰冻对设备 的损坏，提高了蒸汽的入口速度。
由于流过变频器的电流很大，运行中需要注
意散热问题。 具体措施：（1)安装时增加机柜的尺寸，和 间距。(2)变频配电室内加装冷却风扇和空调 。
第五部分
抽气系统
抽真空系统的作用：建立和维持汽轮机组的
低背压和凝汽器真空。 直接空冷机组多采用水环式真空泵。（出力 大，经济性好） 我厂配3台100%容量的水环式真空泵，启动 抽真空时：三台全部投运。正常运行时：一 运行，两备用。
第四部分
风机及其驱动装置
1.直接空冷系统散热目前均采用强制通风，大型空冷机组宜 采用大直径轴流风机，风机以鼓风强制通风方式配置于冷凝 管束的下方。为了对管束散热所需的空气量进行调节，往往 配用自动调节风机，其调节方式有：变速调节、变极数调节、 变角调节等。店塔电厂改建工程为变速调节。
变速调节：改变风机电机频率进行变速，改变风机出力。我厂采用变频调 速器，调节性能较好。 2.变频器分类：交-交和交-直-交变频器。 交-变-交变频器：把电压和频率固定不变的交流电通过整流器变为直流，后 经过变频器转换为电压和频率可变的交流电 3.为减少风机台数，通常采用大直径轴流风机，我厂风机直径达9．754m. 转速61.7r/min，8片叶轮/台。其中顺流冷却单元40台，逆流冷却单元16台。 共56台风机。380 v/3相/50HZ
直接空冷系统结构
贺宏彦 2011.6.1
目 录
第一部分：直接空冷系统流程
第二部分：空冷系统排气及疏水管道 第三部分：直接空冷凝汽器 第四部分：
冷却风机及其驱动装置 第五部分： 抽真空系统
第一部分 直接空冷系统的流程
一、 汽轮机的排汽通过大直径排汽管道进入布置 于主厂房A列前的空冷凝汽器散热器管束内部，采 用轴流风机使冷空气流过空冷凝汽器并通过翅片管 及翅片进行表面换热，使蒸汽冷却凝结，冷凝水经 过处理后送回到锅炉给水系统。 所需的冷却空气由
五、直接空冷系统组成
（一）排汽管道和蒸汽分配管
（二）翅片管散热器 （三）支撑钢结构和平台 （四）风机及其驱动装置 （五）抽真空系统 （六）凝结水收集系统 （七）及疏水管道
一、排气管道 1.对大容量空冷机组，排汽管道直径比较粗，排气总管 直径6020mm，排气只管直径4220mm，蒸汽分配管直径 3020mm。 2.在第一、二、七、八排安装4个电动蝶阀。 作用:当环境温度小于2℃时电动蝶阀关闭，防止凝结水过 冷，造成凝汽器换热管束冻结。当环境温度大于5 ℃时开 启。 二、疏水管道 第一、二、七、八排的排水管道单独引出管道进凝结水 箱，其余3-6排排水管道汇集至一根管后进入水箱。
3、空冷凝汽器管束的基本形式：顺流式＆逆流式两种。 3.1 顺流式凝汽器：蒸汽从配汽总管及基管内部向下流动， 冷凝水的流动方向与蒸汽流动方向一致。（冷凝水膜薄，传 热较好，汽阻较小） 3.2 逆流式凝汽器：蒸汽从基管底部（管束下联箱）进 入，蒸汽流动方向与冷凝水的流动方向相反。（冷凝水膜较 厚，传热系数较低，汽阻较大）
店塔改建工程配置空冷凝汽器换热面为单排管（钢 管铝翅片换热管束），为提高传热性能，防止凝结水冻
结， 空冷凝汽器管束以顺流为主，辅以逆流式管束。
4.单排翅片管凝汽器的优点
（1）管束两侧换热面积被充分的利用 （2）空气流动阻力小，风机的电耗低。 （3）消除管内的死区，解决管内不凝结气体聚集 ，减少凝结水过冷度和冰冻。 （4）支架结构简单，质量轻。 （5）单排管容易清洗。
在逆流单元管束的上端装置排气口，与设 置的抽汽泵相联。
谢谢！