直接空冷机组和间接空冷机组的控制
直接空冷机组和间接空冷机组的控制
一、概述
空冷系统主要指汽轮机的排汽通过一定的装置被空气冷却为凝结水的系统，它与常规湿式冷却方式(简称湿冷系统)的主要区别是避免了循环冷却水在湿塔中直接与空气接触所带来的蒸发、风吹损失以及开式循环的排污损失，消除了蒸发热、水雾及排污水等对环境造成的污染。由于空冷方式用空气直接冷却汽轮机排汽或用空气冷却循环水再间接冷却汽轮机排汽构成了密闭的系统，所以在理论上它没有循环冷却水的上述各种损失，从而使电厂的全厂总耗水量降低80%左右。
用于电厂机组末端冷却的空冷系统主要有直接空冷系统和间接空冷系统，间接空冷系统又分为带表面式凝汽器和带混合式凝汽器的两种系统。三种空冷方式在国际上都得到广泛的应用，技术均成熟可靠，在国际上三种空冷方式单机容量均已达到600MW。我国目前己有60OMW直冷机组投运，两种间冷方式在国内运行机组均为200MW。
采用空冷机组大大减少了电厂耗水，为水源的落实和项目的成立提供了便利条件。特别对缺水地区，有着重要的意义。内蒙古地区煤资源丰富，近几年投产的机组，基本都采用了空冷系统，而且大部分为直接空冷系统。
二、空冷系统
2.1直接空冷系统
电厂直接空冷系统是汽机的排汽直接用空气冷却，汽机排出的饱和蒸汽经排汽管道排至安置在室外的空冷凝汽器中，冷凝后的凝结水，经凝结水泵升压后送至汽机回热系统，最后送至锅炉。电厂直接空冷系统主要包括以下系统:空冷凝汽器(ACC，Aircooledcondenser)，空气供给系统、汽轮机排汽管道系统、抽真空系统、空冷凝汽器清洗系统、空冷凝汽器平台及土建支撑。
蒸汽从汽轮机出来，经过蒸汽管道流向空冷凝汽器，由蒸汽分配管道间空冷冷凝器分配蒸汽。目前直接空冷凝汽器大多采用矩形翅片椭圆管芯管的双排、三排管和大口径蛇形翅片的单排管。空冷凝汽器由顺流管束和逆流管束两部分组成。顺流管柬是冷凝蒸汽的主要部分，可冷凝75%一80%的蒸汽，在顺流管束中，蒸汽和凝结水是同方向移动的。设置逆流管束主要是为了能够比较顺畅地将系统内的空气和不凝结气体排出，避免运行中在空冷凝汽器内的某些部位形成死区、冬季形成冻结的情况，在逆流管束中，气体和凝结水是反方向移动的。
冷凝所需要的冷空气由轴流冷却风机从大气中吸入，并吹间换热器翅片。风机采用变频控制，系统可通过控制启停风机台数和对风机转速进行调整来控制进风量，能灵活的适应机组变工况运行，并且起到很好的防冻作用。
抽真空系统由3×1O0%水环真空泵组成。泵连接逆流管束的顶部和主排汽管道。在启动的时候，不凝气体在抽真空系统中被压缩，并排到大气中。在部分排汽支路管道上设置蒸汽隔离阀，当冬季汽轮机低负荷运行或启动时，切断某几个散热端的阀门，将热量集中在剩余的散热端中，增加热负荷达到防冻目的。为防止灰尘附着凝汽器翅片影响系统散热效果，设立冲洗系统，冲洗系统由冲洗水泵以及管道阀门组成。
为减少系统容积，大型机组的空冷凝汽器一般布置在紧靠汽机房A列柱外的平台上。为适应机组变工况运行相维护，空冷凝汽器被分为几组，每组由相同冷却单元组成，每个冷却单元由"人"型的冷却器排架构成，每个冷却单元下面设一台轴流风机。
直接空冷系统为一次冷却，直接空冷系统的主要优点有:不需中间换热介质，换热温差大，冷凝效果好;冬季防冻措施比较灵活可靠; 占地少;节省投资。不足之处是:汽轮机背压变幅大;真空系统庞大;风机群噪声大;厂用电高。 直接空冷机组原则性汽水系统见图1。
1、锅炉;2、过热器;3、汽轮机;4、发电机:5、凝结水泵;6、凝结水精处理装置:7、凝结水升压泵:8、低压加热器;9、除氧器:10、给水泵:11、高压加热器:12、汽轮机排汽管道;13、轴流冷却风机;14、凝结水箱;15、空冷凝汽器;
2×300MW直接空冷机组共两套空冷凝汽器(ACC)，每台机组ACC共有6排冷凝器，每排冷凝器包括4个顺流管束和1个逆流管束以及5个单元空气供应系统(包括变频风机)。共计24个顺流管束、6个逆流管束和30台风机。
2.2 间接空冷系统
间接空冷系统又分为带棍合式凝汽器(海勒式)和带表面式凝汽器(哈蒙式)的两种系统。
2.2.1 混合式间接空冷系统(海勒式)
混合式间接空冷系统工艺流程是汽轮机尾部排汽排至安装在汽机房内的辊合式凝汽器内与喷射咸水膜的循环水直接接触冷却，混合的冷凝水一小部分经精处理后送至再热系统，其余的经循环水泵升压后回至室外的空冷塔，进入安装在塔底部的表面式空冷凝汽器内与空气进行表面式换热冷却，冷却后的循环水通过水轮机或节流阀调压后回至混合式凝汽器循环使用。
混合式凝汽器的间接空冷系统主要由喷射式凝汽器相空冷塔构成。系统中的冷却水是高纯度的中性水，中性冷却水进入凝汽器直接与汽轮机排汽混合并将其冷凝，受热后的冷却水绝大部分由冷却水循环泵送至空冷却塔散热器，经与空气对流换热冷却后通过调压水轮机将冷却水再送至喷射式凝汽器进入下一个循环。空冷塔散热器外侧装有百叶窗，百叶窗的开度可调，可控制通风量，从而控制冷却性能。当环境温度较低时，关闭百叶窗，防止散热器冻坏。
系统特点:两次换热、凝结水与循环水棍合冷却、运行分正压和微正压两部分，因此，需要设大规模的精处理设备，与其它空冷方式相比增设了水轮机和调节阀这样的大型设备，系统复杂，循环水泵必须紧靠凝汽器布置，为防止水泵汽蚀需设大型泵坑，需设大型冷却塔，因此，基建投资高，优点是年平均背压低。
带混合式凝汽器的间接空冷系统的优点是以微正压的低压水系统运行，较易掌握。缺点是设备多、系统复杂、需要凝结水精处理装置、自动控制系统复杂、全铝制散热器的防冻性能差。
混合式间接空冷机组原则性汽水系统见图2。
1、锅炉:2、过热器;3、汽轮机;4、喷射式凝汽器;5、凝结水泵;6、凝结水精处理装置:7、凝结水升压泵;8、低压加热器;9、除氧器:10、给水泵;11、高压加热器:12、冷却水循坏泵;13、调压水轮机;14、全铝制散热器;15、空冷塔;16、旁路截流阀;17、发电机
2.2.2 表面式间接空冷系统(哈蒙式)
表面式间接空冷系统与常规湿冷系统基本相同，不同的是空冷塔代替湿冷塔。工艺流程为汽轮机尾部排汽排至安装在汽机房内的表面式凝汽器内，经与循环水换热后，由凝结水泵升压回至再热系统，换热后的循环水回至安装在室外空冷塔内的表面凝汽器内，与空气换热后经循环水泵升压，送回至汽机房内的表面式凝汽器循环使用。
该系统由表面式凝汽器与空冷塔构成。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，通常用不锈钢管凝汽器代替铜管瘫汽器，用碱性除盐水代替循环水，用密闭式循环冷却水系统代替开敞式循环冷却水系统。
该系统采用自然通风方式冷却，将散热器装在自然通风冷却塔中。
系统特点:循环水与凝结水分为两个系统，两水质可按各自的要求分别处理，系统简单、设备少，缺点是因两次换热，热效率相对较低，需要大量的冷却面积、设大型冷却塔，因此基建投资高。
带表面式凝汽器的间接空冷系统类似于湿冷系统，其优点是节约厂用电，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。缺点是空冷塔占地大，基建投资多，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。
表面式间接空冷机组原则性汽水系统见图3。
1、锅炉:2、过热器;3、汽轮机:4、表面式凝汽器;5、凝结水泵;6、凝结水精处理装置:7、凝结水升压泵;8、低压加热器;9、除氧器;10、给水泵:11、高压加热器;12、循环水泵;13、膨胀水箱; 14、全钢制散热器h5、空冷塔;16、发电机 三、空冷控制系统
目前建设的电厂空冷控制系统大多直接纳入机组DCS系统，空冷系统采用独立的冗余CPU。控制系统功能包括数据采集和处理系统(DAS)、顺序控制系统(SCS)、模拟量控制系统(MCS)。
空冷系统在集中控制室实现集中监控，由DCS的操作员站完成对其工艺系统的程序启/停、中断控制及单个设备的操作。
3.1 直接空冷控制系统
本文以2×3OOMW空冷机组为例，介绍直接空冷系统的控制。
3.1.1 主要监控测点:
(1)排汽压力
(2)环境温度
(3)大气压力
(4)风速风向
(5)凝结水温度
(6)抽气温度
(7)抽气压力
(8)排汽管道凝结水收集装置液位
(9)阀门位置显示和控制
(10)空冷风机变频控制
(11)抽真空系统
(12)ACC清洗系统
3.1.2 主要监控内容:
控制系统通过控制启停风机台数和改变风机转速来改变通过冷凝器换热片的空气流量，从而控制ACC性能。
三个压力传感器测量排汽管道压力。在正常运行时，排汽压力是主控制变量。
控制系统通过排汽压力控制变频风机，当排汽压力改变时，风机转速也改变，以确保提前设定的运行工况。
ACC的压力控制器和抽气温度控制器/凝结水温度控制器联合工作。如果压力是主控变量，温度控制器最小选择器被启动。一旦实际测得的温度降到设定值以下，这一排的温度控制器会覆盖压力控制器的信号，转为温度控制。其他排只要是凝结水/抽气温度还没有到达设定值之下，仍然是压力控制。每个覆盖行为都会显示在人机界面上。
当排汽压力是主控制变量时，只要其在设定值范围内，控制系统就能正常运行。为了避免单个单元凝结水过冷，控制变量排汽压力能自动被凝结水温度/抽气温度取代。在温度控制模式下，依据抽气温度和凝结水管道的凝结水温度来调节风机转速。
检测环境温度可以保护ACC不被冻结。在更差的工况，风机全部关闭，然后关闭个别的蒸汽隔离阀以减少换热面积。
为了加强系统监控，在冬季寒冷期，系统运行必须为自动控制。在冬季运行中如出现异常，控制系统及时发出指令，调整运行，同时发出警报，提请运行人员注意。
3.1.3 风机变频控制
每台300MW机组共30台变频控制柜，负责控制空冷机组30台风机的启停和转速调节。其中控制逆流管束单元风机变频柜6台，控制顺流管束单元风机变频柜24台。
该控制装置具有调节风机转速的功能，并具有自动、手动两种控制方式。当在手动工作状态时，可以通过空冷平台的就地按钮对风机手动启停。也可以通过控制柜上变频器操作面板对风机的运行进行控制以及变频器参数的设定。当在自动工作状态时，变频器投入运行，在集中控制室可以自动控制风机的最佳运行状态。由集中控制室输出频率控制信号对风机的转速进行控制，变频控制柜反馈电流和频率信号送入集中控制室。
直接空冷机组间接空气尖峰冷却技术研究
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直接空冷机组间接空气尖峰冷却技术研究
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直接空冷机组FCB工况背压及给水温度控制方式改进
直接空冷机组FCB工况背压及给水温度控制方式改进
周菁;张蓓;段学友;沈昕
【摘 要】分析了直接空冷机组FCB运行工况对背压及给水温度的影响.介绍了各类型机组的背压控制方式,根据直接空冷机组背压控制特点,优化了机组FCB工况下的背压控制策略;改进了FCB动作时锅炉给水温度的控制方式.优化改进后的试验证明,FCB工况下机组背压及给水温度未发生大幅波动,解决了机组FCB动作后背压及给水温度等主要运行参数的控制难题,保证了机组在FCB工况下的安全稳定运行.
【期刊名称】《内蒙古电力技术》
【年(卷),期】2014(032)006
【总页数】4页(P75-78)
【关键词】超超临界直接空冷机组;FCB;背压;给水温度;控制逻辑
【作 者】周菁;张蓓;段学友;沈昕
【作者单位】内蒙古电力科学研究院,呼和浩特010020;内蒙古电力科学研究院,呼和浩特010020;内蒙古电力科学研究院,呼和浩特010020;内蒙古电力科学研究院,呼和浩特010020
【正文语种】中 文
【中图分类】TM621.4
火电机组FCB（Fast Cut Back）是指机组在电网或线路出现故障情况下，机组自动甩负荷转为只带厂用电运行的1种特殊工况。具备FCB功能的机组在甩荷过程中，能保证各主要运行参数在安全范围内变化而不引起停机、停炉保护动作，保证设备的安全；在只带本机厂用电定速运行时，如果电网具备条件可随时再并网[1]。大型直接空冷机组FCB运行工况对机组各运行参数都有显著影响，其中背压和给水温度的调节控制在FCB工况下十分重要，开展其控制方式的研究工作非常必要[2]。
锅炉为超超临界、直流、单炉膛、一次再热、平衡通风、全封闭、固态排渣、Π型机组。汽轮机为660MW超超临界、一次中间再热、单轴、3缸2排汽、直接空冷凝汽式机组。
机组配置4套25%额定容量的可调式再热器安全阀，可有效缓解因锅炉启停引起的固体颗粒侵蚀，缩短机组启动时间，有利于机组FCB功能的实现。
大型直接空冷机组冷端优化运行
大型直接空冷机组冷端优化运行
大型直接空冷机组冷端运行
优化研究技术方案
直接空冷机组正常运行时通过调节空冷风机的转速（频率）来控制机组背压，风机频率变化范围一般在20～50Hz，超频运行时可达55Hz。在大幅调整空冷风机频率的同时，机组背压可以在大范围内连续变化，与湿冷机组相比，空冷机组背压调整更灵活。理论上，通过调整空冷风机的频率，可以使机组在最佳背压下运行。
背压变化，汽轮机功率变化与空冷风机耗功变化的差值为最大时的背压称凝汽器的最佳背压（最有利背压）,也称经济背压。本项目根据最佳背压理论，通过现场试验并利用目前正在使用的耗差系统计算出最佳背压所对应的风机频率，并给出运行调整建议。
一、研究内容和实施方案
（一）、通过现场试验得出空冷机组微增出力曲线。
（二）、通过试验得出不同负荷、不同环境温度下空冷风机转速与背压的关系。
（三）、根据试验得出空冷风机转速与功率的关系。
（四）、利用耗差系统计算出汽轮机功率增量与空冷风机功率增量之差最大时对应的空冷风机频率，并给出调整建议。
（五）、记录调整前后机组背压引起的耗差与空冷变电率引起的耗差之和，对比调整前后耗差之和的变化趋势，对优化结果校核，并根据校核情况重新给出调整建议。
二、试验方法
（一）、通过现场试验绘制机组微增出力曲线
根据机组微增出力试验可以得到机组在不同负荷下背压与出力变化的关系，如图1：
(1)
式中：—机组出力变化，kW； —机组负荷，MW；
—机组背压，kPa。
图1：不同负荷下背压与机组微增出力的关系
1、试验目的
通过试验得出不同负荷下机组的微增出力ΔN T随背压变化趋势，并通过试验数据整合数学模型得到机组微增出力ΔN T与机组背压和低压缸排汽流量的函数关系式：
=f（） (2)
—热平衡图上机组功率所对应的排汽流量，t/h。
(3)
N —机组功率，MW；
m,d —系数。
2、试验要求
1）、取5组负荷工况进行试验，每组负荷工况至少取4个背压点。
提高空冷机组夏季出力的方法及改进建议
提高空冷相组夏季出力的方法及改进建议
内蒙古电力勘测设计院赵耀周晓丽
［摘要］本文通过对空冷机组（直接空冷、间接空冷方式）运行情况的调研，介绍直接空冷凝汽器目前多采用的加装水喷雾的方法
并提出改进建议；介绍一种用于提高间接空冷机组出力的尖峰冷却装置。
［关键词］水喷雾冷却 尖峰冷却装置
从上世纪５０年代开始，火力发电厂汽轮机排汽冷凝逐步采用空气 冷却方式，基本上分为直接空气冷却和间接空气冷却两种方式简称为
直接空冷和间接空冷。
在夏季特别是高温天气时，空冷方式系统中凝汽设备（直接空冷系
统）和冷却散热设备（间接空冷系统）受气温升高出现散热能力下降的
情况。
根据实际运行情况，介绍提高系统散热能力的几种措施。
１．直接空冷凝汽器喷雾装置
为了使直接空冷机组能够在夏季高温时实现低背压运行，加装凝 汽器水喷雾装置。比较两种不同的喷头布置形式对机组背压的影
响。
１．１装置简介
在空冷凝汽器Ａ形单元内部装设若干喷嘴组成喷雾设施。第一种
布置形式，喷头布置在空冷风机出口侧。
在风机出口布置水雾喷头，压力水通过喷头形成的水雾以一定的
喷射角向其周围喷射，与风机出口的空气接触混合，通过传热，形成气、
汽、水的混合物。如果接触时间充分，水雾使空气得到加湿温度降低， 当空气湿度达到饱和时空气温度就不再降低。这种布置，目的是用水
雾通过加湿空气将其降温，再由空冷去冷却空冷凝汽器。部分未蒸发
的水雾借助风机提供的风力在通过凝汽器换热面时还会起到强化换热
的效果。
第二种布置形式，喷头沿空冷凝汽器散热面布置，与散热面平行。
沿凝汽器散热面布置喷头，压力水通过喷头形成的水雾形成一定
的面积覆盖在散热面上，空气通过是提高凝汽器管束表面的换热效果。
１．２运行效果比较
第一种布置形式，每个冷却单元布置喷头数量大约为１０～１６个，每 台机的喷水量约为ｌＯＯｍ ／ｈ，喷头人口压力为１．０ＭＰａ。
在实际运行中，当环境气温在２０℃～３Ｏ．３４℃时，开启喷淋系统前
空冷机组冬季防冻的方法及改进建议
空冷机组冬季防冻的方法及改进建议
摘 要：通过对空冷机组（直接空冷、间接空冷方式）运行情况的调研，介绍总结运行防冻经验，并提出一些改进建议。
关键词：防冻 空冷凝汽器 空冷散热器 空冷管束
中图分类号：tm621 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2013）008-045-02
从上世纪50年代开始，火力发电厂汽轮机排汽冷凝逐步采用空气冷却方式，基本上分为直接空气冷却和间接空气冷两种方式简称为直接空冷和间接空冷。空冷方式的发电机组在运行过程因为凝汽设备（直接空冷系统）和冷却散热设备（间接空冷系统）布置在室外露天场所，在冬季时易发生过度冷却，进而发生结冰冻坏的情况。下面对两种空冷方式的冻结原因进行分析以及对防止措施进行总结，提出改进建议。
1 冻结原因分析
1.1 直接空冷凝汽器的管束内过冷结冰
当空冷凝汽器管束内的蒸汽在冷却进中出现了过度冷却的情况，当这种情况持续较多时间，蒸汽在凝结成冷却水后继续冷却就会被过度冷却而在管束内壁发生结冰的现象。
在机组启动和不满发运行时，此时汽轮机组排汽量较少，或者凝汽器管束的截面较小通过的蒸汽量减少时，导致通过的蒸汽流量减少，蒸汽在流经凝汽器管束过程中，因为与外界（环境大气）有温差就会不断的放热被冷凝冷却，蒸汽冷凝成凝结水，和未被冷凝蒸汽沿管束壁向下流动。如果环境问题低于水的结冰点温度，蒸汽凝结水还在管束内则会被多度冷却，在管束的末端即管束与凝结水箱连接部位出现结冰情况，当这种情况出现后是的管束截面逐渐变狭小，甚至使管束堵塞导致后续蒸汽不能流动，致使整个管束内的蒸汽被过度冷凝，凝结水结冰膨胀导致管束变形开裂损坏，当管道变形发生管束与上部蒸汽分配管以及下部凝结水联箱的焊接封口就容易出现裂缝，造成整个空冷凝汽器真空度下降，系统内的不凝气体增加，使空冷器换热系效率大大下降，导致机组被压升高影响到整个系统的正常运行。
同样在直接空冷凝汽器管束内的蒸汽通过流量如果满足要求的量，但是如果风机供风过大或负压系统（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，直接空冷凝汽器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，当在这种情况发生时，空冷凝汽器管束内部也同样会出现过冷现象，严重时发生结冰。
火力发电厂直接空冷系统运行中存在的问题及应对措施分析
火力发电厂直接空冷系统运行中存在的问题及应对措施分析
[摘要]自从人类进入到电气时代以来，各类发电工厂不断涌现，然而火力发电自始至终都是人类社会发展电力行业的首选。在弘扬循环经济、建设和谐社会的大环境中，人们在采取火力发电的时候，除了需要考虑此种发电模式对周围环境以及非可再生资源的影响外，还应同时兼顾它对社会经济带来的影响。鉴于此，尽快找出并解决火力发电运行尤其是直冷系统运行过程中出现的问题，迅速增强火力技术、提升火力发电效率、满足社会经济的实际需求，是当前亟待探讨解决的重要课题之一。本文作者主要就现阶段火力发电厂直接空冷系统运作环节中出现的各类问题及相应的解决策略展开了全面、深入的论述，这对于火力发电效率的提升、相关技术的增强、可持续经济与和谐社会目标的早日实现等均具有至关重要的现实意义。
[关键词]火力发电、直接空冷系统、问题及对策
现如今，伴随着国内众多火力发电厂大容量、高参数汽轮机组数目的迅速增多，使得水资源短缺的现象愈发显著。在此情势下，直接空冷技术的节水功效便能够发挥更明显的效用，尤其是对那些水资源严重匮乏的干旱区域而言，大力发展依托于大型直接空冷机组为主的电力已然演变为一种必然趋势。然而，尽管直接空冷技术拥有节约水源、占地小、运作自由灵活等诸多方面的优势，但该系统运行的稳定性、经济性等同样会受到一系列因素的限制和影响，更严重还会导致电网事故的出现。因此，我们必须对可能出现的问题及其解决对策进行更加深入、系统的研究。
1.
火力发电厂直接空冷系统运行过程中出现的主要问题
1. 空冷岛回水不畅
一旦出现空冷岛回水不畅的问题，便会造成空冷岛凝结水不断堵塞于联箱和管道当中，在水位升高的情况下不可避免的淹没一些换热管束，进一步造成机组背压的迅速升高，因为汽水失衡状况的出现将会令排汽设备水位降低，最终对整个机组的安全稳定运行产生极大的不利影响。除此之外，在凝结水出现温度骤降的时候，排汽设施水位必然会随之出现非正常的下降，再加上一些人为操作的不当，如空冷岛回水阀开启过大等，会加重管道的腐蚀程度、对凝结水溶氧造成较大的影响。
间接空冷(哈蒙)
1、哈蒙式间接空冷系统的流程
表面式凝汽器间接空冷系统（哈蒙式空冷系统）是在海勒式间接空冷系统的运行实践基础上发展起来的。
哈蒙式间接空冷系统是由表面式凝汽器，空冷塔和卧式小管径钢制椭圆翅片管散热器构成。
该系统与常规的湿冷系统基本相同，不同之处是用空冷塔代替湿冷塔，用不锈钢凝汽器代替铜管凝汽器，用除盐水代替循环水，用密闭式循环冷却水系统代替敞开式循环冷却水系统。
系统的散热器由椭圆形钢管外缠绕椭圆形翅片或套嵌矩形钢翅片的管束组成。椭圆形钢管及翅片表面进行整体热镀锌处理。即可有效地保护外表面不腐蚀，又能保证翅片与基管的接触紧密，大大减少接触热阻。
散热器采用径向卧式布置，因此受大风的影响较小，同时在散热器停用时有利于冷凝水外排，减少对散热器的腐蚀。
表面式凝汽器间接系统是指汽轮机的排汽，以水为中间冷却介质，将排汽与空气之间的热交换分两次：
1）蒸汽与冷却水之间在表面式凝汽器里换热；
（2）冷却水和空气之间在空冷塔里换热。两次换热均属表面式换热。
该系统的流程是汽轮机的排汽进入温水型表面式凝汽器里与碱性冷却水（PH=10-10.5）通过金属管群间接接触，使排汽冷凝经泵打至汽轮机回热系统。 哈蒙式空冷系统的散热器由椭圆形钢管外缠绕椭圆形翅片或套嵌矩形钢翅片的管束组成。椭圆形钢管及翅片外表面进行整体热镀锌处理。
哈蒙式间接空冷系统由表面式凝汽器与空冷塔构成，用碱性除盐水作为冷却水，可加防冻液。系统采用自然通风方式冷却，将散热器装在自然通风冷却塔中。
其系统如图所示：
2、 哈蒙式间接空冷系统特点
优点：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；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以防冻液防冻。 缺点：空冷塔占地大，基建投资多；系统中需进行两次换热，
发电厂直接空冷机组防冻安全策略
浅谈发电厂直接空冷机组防冻安全策略
[摘 要]对霍林河坑口发电有限责任公司2×600mw直接空冷机组冬季运行经验，浅析直接空冷机组在低温环境下运行中存在的问题，提出直接空冷机组，在低温环境中安全运行需要采取的安全措施，重点检查部位及时检查调整，防止机组冬季冰冻现象的发生。
[关键词]直接空冷机组 防冻措施 检查调整
中图分类号：tu855 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）14-0319-02
前言
我国富源辽阔，矿产资源北方居多，而水利资源却恰恰相反，又伴随着全球气候变暖，近20年来我国北方降水量减少，从原来周期性缺水变为终年缺水。直接空冷机组成为我国北方缺水富煤地区电力企业建厂的必然选择，另一方面某些电力企业为了降低生产成本，保证电力企业持续发展，也相应发展直接空冷机组。根据已投运生产单位统计，与同容量机组比较，直接空冷机组比湿冷机组节水70%左右，与间接空冷相比，具有占地面积小、环保等优点，但是直接空冷机组仍然存在在冬季低温环境下机组启停或者低负荷运行时容易结冻等问题，直接影响到机组的安全稳定运行，成为直接空冷机组发展的瓶颈。
1 直接空冷机组
霍林河坑口发电有限责任公司2×600mw为两台国产亚临界参数直接空冷燃煤机组。汽轮机选用按照引进技术进行设计和制造的亚临界参数、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。空冷岛共设计56个空冷单元，每7个空冷单元（顺5、逆2）组成一列a型框架，每列框架上有一根蒸汽分配联箱组成，总共组成8列a型框架。空冷岛标高45m。
2 直接空冷机组冬季运行存在的问题
在环境温度极低的冬季，直接空冷机组在启、停过程或低负荷运行时，空冷凝汽器易发生集水联箱、管路、阀门冻结现象，直接影响到机组的安全稳定运行。
2.1 蒸汽流量和热力分配不均
2.1.1 机组启动阶段
在锅炉、汽机均为冷态启动时，汽压和汽温会不匹配，可能出现汽压低、汽温高，蒸汽流量小的现象，难以同时满足汽机冲转和空冷最低进汽量的要求；同时大量疏水进入本体疏水扩容器，70%左右疏水通过本体疏水泵加压后排入凝结水箱，30%左右扩容蒸汽则排入空冷凝汽器系统；而且并网前期发电机空负荷试验时间较长，进入空冷凝汽器系统的蒸汽量较少。因此，在冬季环境温度低的情况下，如此少量的蒸汽进入庞大的空冷岛系统，必然造成空冷散热器内结冰，破坏正常的汽水循环流动，不及时处理，导致排汽管道积水冲击振动以及大面积冰冻而造成设备损坏。
直接空冷机组空冷散热管束冬季冻结原因分析及防范措施
， 技 盆
直接空冷栅组空 散热管束冬季冻结原因分析及昕范措旋
大同煤矿集团大唐热电有限公司发电部李伟华
［摘 要］本文结合几个电厂冬季空冷系统的实际运行情况，对引起空冷散热片冻结的原因进行探讨。针对空冷散热片冻结的几个
主要原因逐一进行分析，并提出相应的防范措施。结合实际运行经验，力求通过一些简单、实用的方法，解决冬季直接空冷机组散热
片冻结的问题。
［关键词］冻结原因 负压系统严密性 空冷运行方式 直接空冷机组冬季启动 凝结水温度
一、概述 为了减少水资源的消耗，解决北方富煤缺水地区水资源短缺的问 题，直接空冷机组得到了广泛的应用。空冷系统分为直接空冷和间接
空冷两种，这其中又以直接空冷系统所占比例较大。但直接空冷机组
冬季散热片的冻结问题非常普遍，成为空冷机组冬季运行的一大安全 隐患。目前直接空冷机组的空冷散热片多采用单排或多排扁平钢（铝）
制芯管、蛇形铝合金翅片作为散热片，虽有耐冻优越性，但必须在运行
中加以控制，避免管束表面温度过低而造成冻结的问题。
从理论上讲，保证空冷散热片不出现冻结问题的条件是：进入空冷
散热片的热量Ｑ，＞＝空冷散热片的散热量Ｑ 。理论上虽然相对简单，但
在实际运行中，由于机组负荷、环境温度、风向、真空、空冷运行方式等
都处于时时变化中，多变量之间互相耦合，因此很难通过理论计算来解 决空冷防冻问题。很多电厂在投产初期由于缺乏运行经验，出现了空
冷散热片冻结的问题，甚至出现了散热片冻裂被迫停机的现象。
通过这几年的空冷运行经验来看，空冷散热片冻结的主要原因有：
负压系统的严密性不合格；低负荷期间空冷风机运行方式调整、控制不 合理；高寒期防冻措施不到位等。下面结合几个电厂空冷系统在冬季
的实际运行情况，对引起空冷散热片冻结的原因进行分析，结合实际运 行经验提出相应的防范措施。
二、负压系统严密性对空冷防冻的影响及解决方法
负压系统的严密性对真空的影响非常大，对空冷的防冻构成很大
直接空冷机组尖峰冷却器装置
直接空冷机组尖峰冷却器装置
一、直接空冷系统简介及主要特点
目前国内外电站空冷是二大类：一是间接空气冷却系统，二是直接空气冷却系统。其 中间接空气冷却系统又分为混合式空气冷却系统和表面式空气冷却系统。
世界上第一台直接空冷机组，投运已有 60多年的历史，全世界空冷机组的装机容量中,
直接空冷机组的装机容量占 60%，间接空冷机组约占 40%。
(1) 背压高，真空相对水冷机组很差；
(2) 由于强制通风的风机，耗电大，风机产生噪声大；
(3) 效益要比间接冷却系统大 30%左右，散热面积要比间冷少 30%左右;
- 直接空冷系统的组成和范围
1、直接空冷系统的热力系统见图一
直接空冷系统，即汽轮机排汽直接进入
空冷凝汽器，其冷凝水由凝结水泵排入汽
轮机组的回热系统。
2、 直接空冷系统的组成和范围
自汽轮机低压缸排汽口至凝结水泵入口范围内的设备和管道，主要包括：
(1) 汽轮机低压缸排汽管道； (2)空冷凝汽器管束； (3)凝结水系
统； (4)抽气系统；
(5)疏水系统； (6)通风系统； (7)直接空冷支撑结构； (8)
自控系统； (9)清洗装置。
3、 直接空冷系统各组成部分的作用和特点
冷却元件：
冷却元件即翅片管，它是空冷系统的核心，其性能直接影响空冷系统的冷却效果。 每台机组布置成垂直、平行汽机房方向有列、行之分。一般 300MW机组布置6列5行
单元数，单元总数为30； 600MW机组布置8列6行、7行或8行单元数，单元总数有48、56、 64散热单元。
4、空冷机组的匹配关系
(1)锅炉容量与汽机 VWOE况进汽量相匹配；
(2) 发电机最大连续功率与机组相匹配；
(3) 空冷装置匹配关系应同时满足下列条件：
a. 空冷装置容量应保证在规定的夏季某气温条件下的 T— MCRT况发额定功率，
并留有一定空冷单元或相当风量裕量；
b. 空冷装置在典型年最高温条件下，机组进汽量为VWOt况汽量的背压值与机 rei I 肯揺亞褛机址原刚性热九奈吨圏