大型直接空冷电站的设计和运行情况
电厂直接空冷系统方面的问题分析
电厂直接空冷系统方面的问题分析作者：刘志枫来源：《中国科技博览》2014年第07期[摘要]我国华北、西北、东北地区普遍寒冷缺水，电站建设往往受制于水源。
作为一项在富煤缺水地区很有前途的生产方式，空冷技术已经显示出巨大的发展潜力。
空气冷却分为间接冷却和直接空冷两种，与间接空气冷却相比，直接空冷机组更适于寒冷的地区运行，其最大特点是防冻性能好、节水、占地面积小、投资低、更环保。
[关键词]发电厂直接空冷空冷技术中图分类号：TM621.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）07-0039-01引言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。
采用空冷技术的冷却系统成为空冷系统。
采用空冷系统的汽轮机机组成为空冷机组。
采用空冷技术的发电厂称为空冷电厂。
发电厂空冷系统也称干冷系统。
它是相对于常规发电厂的湿冷系统而言。
常规发电厂的湿冷冷却塔（凉水塔）是把塔内的循环水以“淋雨”方式与空气直接接触进行热交换的，其整个过程处于“湿”的状态，其冷却过程称为湿冷系统。
空冷发电厂的冷却塔，其循环水与空气是通过散热器间接进行热交换的，整个过程处于“干”的状态，所以空冷塔又成为干式冷却塔或干冷塔。
1.我国火电厂直接空冷系统1.1 直接空冷系统的特点无论是直接空冷，还是间接空冷电厂，经过几十年的运行实践，证明均是可行的。
但不排除空冷系统在运行中，存在种种原因引发的问题，如严寒、酷暑、大风、系统设计不够合理、运行管理不当等。
这些问题有的已得到解决，从国内已投运的200MW空冷机组运行实践证明了这一点。
从运行电站空冷系统比较，直接空冷系统具有主要特点：背压高；由于强制通风的风机，使电耗大；强制通风的风机产生噪声大；钢平台占地，要比钢筋混凝土塔为小；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；造价相比经济。
2.直接空冷系统的组成和范围2.1 直接空冷系统的热力系统直接空冷系统，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。
600MW亚临界直接空冷机组的经济性运行
600MW亚临界直接空冷机组的经济性运行我国大部分直接空冷机组都分布在富煤缺水的华北和西北地带，而这些地带也属于我国高寒地带，冬、夏季环境温度相差很大（部分地区甚至达70℃）造成机组正常运行工况相差很大。
600MW亚临界直接空冷机组在日常运行过程中，通过合理控制600MW亚临界直接空冷机组的运行方式，提高机组运行经济性，实现高效益发电。
因此，本文从不同角度入手客观阐述了600MW亚临界直接空冷机组的经济性运行。
标签：600MW亚临界直接空冷机组经济性运行近几年来，我国能源结构发生变化，以及对化石能源消费的战略调整，火电机组利用小时数不断减少，电力市场出现“供过于求”现象，降低火电机组运行成本，提高供电效率与经济性已成为当下火电领域关注的焦点，特别是大型火电机组经济性运行。
在日常运行过程中，通过科学诊断600MW亚临界直接空冷机组在运行中经济性，准确把握高能耗的关键点，通过不同路径控制机组能耗，提高机组运行效益。
1 600MW亚临界直接空冷机组经济性运行分析在日常运行过程中，通过从不同角度入手客观诊断600MW亚临界直接空冷机组运行经济性，明确机组经济性提高的关键点，采用多样化手段方法，从根本上提高机组运行经济性。
在运行过程中，600MW亚临界直接空冷机组“高压、中压、低压”缸效率都会影响其运行经济性，体现在多个方面，比如，热耗、煤耗。
如果“高压、中压、低压”缸效率降低，汽轮机汽缸效率是影响机组运行经济性的关键性要素。
同时，轴封以及门杆系统的间隙也会直接影响600MW亚临界直接空冷机组运行经济性。
一旦轴封间隙增大，轴封漏气量明显增加，再加上门杆漏汽量的增加，机组运行经济性会大幅度降低。
在此基础上，汽轮机通流部分性能高低也会影响600MW亚临界直接空冷机组运行效率。
通过客观分析机组的各个汽口状态的过程曲线图，明确抽汽口状态参数，通过实验数据分析运行参数是否偏离规定范围，客观分析高压、中压以及低压缸各段抽汽温度较高的影响因素，明确具体原因，是由于叶顶汽封间隙比较大，低压缸还因为机组低压焊接隔板套变形加重，低压缸内部结合面存在内张口问题，导致高温蒸汽窜入各个抽汽口中。
直接空冷电站的冬季运行保护
设计压力为: 一 1 MPa/+0.065 MPa， 。 设计 冷却塔， 其优点是技术比较成熟， 投资费用 温度120 ℃， 管束迎风面积1 445.76 m2 、 较小。但湿式冷却堪最大的缺点是需要大量 总散热面积 146 836 ml 。排汽管道 t 装有 的补充水( 占 循环水量的1 5% 一 )， 3% 且塔 国 GEA 公司的直接空冷技术，漳山电厂 减温减压器， 每根管道1 台。 每套ACC (主冷 顶逸出的汽雾会影响环境。随着火电厂容量 2 x 3。 。MW 机组采用的是德国巴克杜尔 凝汽器)有3 列， 每列有3 个单元， 每列都有 不断增大，耗水量明显增加， 而我围煤炭资 公司技术， 这两家引进技术比较成熟。 下面 1 条中央供汽管道有换热器翅片管束的A型 源最为丰富的 “ 三北” 地区( 华北、 东北， 西 以山西同煤集团大唐综合利用热电公司 结构项部。每组空冷凝汽器由8 个管束以接 北 )水资源又日益紧张。 为解决这一矛盾， 采 4 x 50 MW 直接空冷机组为 分析德国 近600 角组成的等腰三角形 ” 型结构构 A" 例， 用空冷凝汽技术是一条比较好的技术途径。 GEA 公司的直接空冷凝汽系统。 咸，””型两侧分别为4 个管束。空冷凝汽 干塔冷却系统和湿塔冷却系统相比较，有利 直接空冷系统由于汽机排汽压力较常规 器采用钢管绕片三排管空冷凝汽器。在A 型 因素是可使发电补给水量减少2/3 以上，从 湿冷机组有一定程度升高，汽机排汽经过一 结构的每一侧均有1只凝结水管箱。 A形构架 而可把电厂建在矿上，减少铁路运输费用， 根大直径的排汽管道引出主厂房外，分成数 的中心是变频电 机驱动的风机。每列3 个单 对环境的影响也小。但是不利因素是基建投 根支管进入空冷凝汽器，每根支管对应一列 元中， 有2个单元与顶部的蒸气管箱相连， 凝 资大， 空冷塔体积大、 冷却元 件耗用金属材 冷却草元。在排汽的下方设有疏水罐， 供机 结水管箱在底部。中间单元叫分凝器(空气逆 料多， 安装施工技术要求高， 运行费用高， 机 组启动和正常运行时收集排汽管中的疏水。 流凝汽器}， 在底部与凝结水管箱相连， 但在 组背压高， 机组效率低，夏季不能满发，年 排汽管道上装有真空破坏A , 防止排汽管道 项部有真空泵与之相连。直接空冷机组凝汽 利用小时数有所降低等 超压的爆破膜、 检修专用人孔门， 排汽管道 器连接图如图 1 所示
直接空冷系统主要设计参数确定
２ 空冷机组设计气温与设计背压
选择合理的设计气温和设计背压对空冷电 厂有着重要意义。它直接影响到空冷机组选型 电厂的投资及运行效益。 排汽背压所对应的排汽温度是由Ｉ Ｔ Ｄ值和
１ ． ４ 汽轮机末级叶片
汽轮机末级叶片长度主要由汽轮机制造厂
： － 力勘测＇ ａ ｍ ｒ 计２ Ｍ 年一 均月 ｎ弓 期 １ １
上汽 东汽 哈汽 上汽 上汽 东汽 哈汽 上汽 二缸 二缸 二缸 二缸 Ｊｆ ｆ Ｓ
６ ６ ５ ６ ４ ５ ６ ２ ０ ６ ６ ５
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１ ４ ５ ７ １ ６ ７ ６ ． ４ １ ７ ０ ０
准。其中，设计背压 和设计气温是机组最重 要的设计参数 。
略， 确定符合我国国情的空冷系统设计参数不仅
会为电厂带来巨大的经济效益及社会效益。本文
主要探讨空冷系统优化和设计气温、 设计背压等 主要设计参数的确定。
１ ． １ 空冷机组与湿冷机组一致的问题
在湿冷机组设计中明确汽轮机的三种工况： 分别为设计 （ 额定）工况、满发 （ 能力）工况 和最大连续工况。空冷机组同样应对应上述三 种工况来确定机组的背压和气温。
进行优化工作，设计院配合。汽轮机背压值的 确定则由设计院根据具体工程气象条件结合冷 却系统的优化完成。设计院优化确定的汽轮机 设计背压会影响到汽轮机的选型，而汽轮机末 级叶片的长短则反映了汽轮机是否适合该工程 的气象条件。 空冷汽轮机是相对常规湿冷汽轮机而言， 二者的主要区别是由于其尾部排汽冷却所采用 的冷却方式不同，引起尾部运行参数的变化， 从而导致汽轮机结构等设计必须改变。空冷汽 轮机运行的显著特点是背压较高，变幅较大， 变化频繁。为了适应这种特点，需要对其采用 新的先进的技术和方法进行设计，诸如：优选 末级叶片高度， 采用短而粗的新线性末级叶片， 优化高、中、低压缸通流部分，处理好轴系稳 定性、安全 自 动保护问题等。直接空冷汽轮机 就是为适应空气直接冷却排汽所带来的高背压、 大变幅、多频次等特殊要求而设计的一种新型
直接空冷机组空冷系统的运行和维护管理
直接空冷机组空冷系统的运行和维护管理摘要：直接空冷机组以其优秀的节水效果在我国有了良好的发展势头，提高直接空冷系统的运行和维护管理水平具有重大的现实意义，通过在运行调整、设备维护、冬季防冻等方面采取有效措施，确保机组安全高效运行。
关键词：直接空冷机组；空冷系统；运行；维护1、直接空冷系统的常见问题分析1.1、受季节及天气情况的影响直接空冷机组在运行中对气象条件的变化及其敏感，故在夏季高温大负荷时段，要求运行机组必须留出一定的背压裕量来，防止发生由于气候条件突变，背压急剧升高，机组保护动作跳闸故障。
在冬季环境温度低于0℃时，由于空冷凝汽器的散热器各管排间的热负荷分配不均匀，以及大量的不凝结气体的存在，运行调整不当，就会发生管内流体凝结、堵塞和冻结，使空冷凝汽器的传热性能降低、空冷风机电耗增加、经济性大幅下降，如果处理不及时会发生空冷凝汽器冻结损坏，甚至导致机组停运。
1.2、机组漏真空直接空冷机组除具有湿冷机组原有的真空容积外，又增加了新的真空容积，构成的真空系统与同容量湿冷机组相比容积增大约5-6倍，由于这些设备制造、安装、运行等原因，使得庞大的真空容积漏真空几率大大增加。
系统漏真空会使不凝结气体增多，排汽压力和温度升高，降低机组经济性，还会造成凝结水含氧量增加，加剧管道腐蚀，空气积聚在空冷系统内部还会形成空气阻，降低传热效果。
1.3、空冷凝汽器冷却风机故障空冷凝汽器冷却风机是直接空冷系统的核心部件，主要有电动机、减速机、风叶和变频调节装置四部分组成，空冷凝汽器冷却风机故障将直接影响机组背压，威胁机组的安全、经济运行。
1.4、空冷散热器翅片污染受沙尘、环境灰尘以及杨柳絮的影响，会造成空冷散热器翅片积垢、污染等情况，空冷散热器表面脏污将增加散热器风阻，同时降低换热系数，大大影响机组的经济性，所以及时对空冷散热器进行清洗也是空冷机组日常维护的重要工作。
2、直接空冷系统运行维护管理措施2.1、空冷系统夏季运行调整措施机组在高背压运行期间，应保持控制背压值与背压保护曲线间留出15kpa的余量，防止大风产生的热风回流造成背压高保护掉机故障的发生。
直接空冷机组空冷岛优化运行研究
一、引言
一、引言
随着全球能源危机和环境问题的日益严重，节能减排已成为当前社会发展的 重要任务。直接空冷机组作为一种高效、环保的冷却系统，在电力、化工等领域 得到了广泛应用。然而，在实际运行过程中，空冷岛的运行效率受到多种因素的 影响，如环境温度、风速、散热器布置等。因此，对直接空冷机组空冷岛运行进 行优化，提高其运行效率，对于降低能源消耗、提高经济效益具有重要意义。
二、直接空冷机组基本概念和原 理
二、直接空冷机组基本概念和原理
直接空冷机组是一种利用空气冷却技术进行发电的设备。在发电过程中，冷 却水在汽轮机中做功后，通过管道进入空冷岛进行冷却。空气通过风机的作用， 从底部进入空冷岛，与冷却水进行热交换，将热量带走。冷却后的水再次进入汽 轮机进行循环利用。
三、直接空冷机组空冷岛运行过 程中的主要问题
二、直接空冷机组空冷岛运行优 化的研究
1、环境温度对空冷岛运行效率 的影响
1、环境温度对空冷岛运行效率的影响
环境温度是影响直接空冷机组空冷岛运行效率的重要因素之一。在高温环境 下，散热器表面的温度升高，空气与散热器之间的传热系数降低，导致散热器传 热效率下降。因此，在高温环境下，应采取相应的措施降低散热器表面的温度， 如增加散热器的通风 rate、改变散热器的布置方式等。
三、结论
3、通过优化直接空冷机组空冷岛的运行参数和布置方式，可以提高其运行效 率，降低能源消耗，提高经济效益。
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2、风速对空冷岛运行效率的影 响
2、风速对空冷岛运行效率的影响
风速也是影响直接空冷机组空冷岛运行效率的重要因素之一。在低风速环境 下，空气与散热器之间的传热系数降低，导致散热器传热效率下降。因此，在低 风速环境下，应采取相应的措施提高空气与散热器之间的传热系数，如增加风扇 的数量、改变风扇的布置方式等。
超临界直接空冷机组调试及运行技术
2.超临界空冷机组的结构特点： 2.1表面凝汽式间接空冷系统（哈蒙系统） 由表面式凝汽器与空冷塔构成，冷却水系统为 密闭式循环，其散热器是由外表面镀锌的椭圆形钢 管外套矩形钢翅片的若干个管束组成的。 优点：设备少，系统比较简单，节约厂用电； 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：冷却水进行两次交换，传热效果差；在 同样设计气温下，汽轮机背压较高，导致经济性下 降。
3.2凝汽系统结构特点 鉴于直接空冷机组的真空容积较大，是同类型湿 冷机组的3～4倍，凝结水温度在夏季工况下可达到5065℃，较同类型湿冷机组高20-30℃，为保证凝结水中 钠、氧含量达到运行设备要求，空冷机组一般在凝结 水回水管道上设计低压除氧器或在凝结水回水进入排 汽装置内部设计有特制的雾化喷头，对凝结水进行初 步除氧，以提高凝结水品质。
在本体结构方面目前主要采用的技术包括：低 压通流部分采用光滑的斜通道型式，从而增大通流 轴向间隙；各级静叶为反扭可控涡型式，控制静叶 出气边厚度，减少尾迹损失；次末级及次次末级采 用蜂窝式气封，起到除湿与提高效率的作用；末级 叶片的线型使叶型损失随气流速度的变化较小并采 用高强度的能承受交变应力的材料；采用较湿冷机 组更短的末级叶片等。
3.3辅机系统结构特点 直接空冷机组系统变频空冷风机（如600MW等级 超临界直接空冷机组一般配备56台），另有辅机循环 水系统对闭冷水及冷油器等设备进行冷却，辅机循环 水配备单独的湿冷水塔或机力冷却塔。
3.4超临界直接空冷机组给水泵配备特点 一般的直接空冷机组常规设计配备三台50%容量 的电动给水泵，但对于超临界空冷机组而言，由于主 汽参数高，要求给水泵出口压力要达到30MPa以上， 50%容量给水泵流量达到1000t/h以上。目前该参数的 电动给水泵电机及耦合器造价很高。因此，目前超临 界直接空冷机组配备给水泵采用了多种灵活的方案。
火电厂直接空冷系统运行问题与应对措施
火电厂直接空冷系统运行问题与应对措施发表时间：2019-05-20T15:00:18.017Z 来源：《电力设备》2018年第32期作者：黎强[导读] 摘要：文章介绍目前直接空冷系统的应用背景和发展趋势，针对目前此种类型的空冷系统在火电厂中应用时所容易出现的稳定性、安全性和经济性方面的问题，且针对这些问题分析其原因并提出相应的预防和应对措施。
(国电兰州热电有限公司甘肃省兰州市 730020)摘要：文章介绍目前直接空冷系统的应用背景和发展趋势，针对目前此种类型的空冷系统在火电厂中应用时所容易出现的稳定性、安全性和经济性方面的问题，且针对这些问题分析其原因并提出相应的预防和应对措施。
关键词：火电厂；直接空冷系统；问题；应对措施1引言在目前我国经济快速发展以及人们生活水平在不断提高的形势下，人们生产和生活中用电设备数量的增多也使得我国社会的用电负荷在不断增长，给发电企业带来极大的压力。
火电厂作为我国目前主要的发电企业，目前也在不断扩大规模和增加机组参数和容量来满足人们日益增长的电能需求。
但是同时也出现了较高容量和参数机组运行中的水资源短缺的问题。
针对此问题则需要对直接空冷技术进行利用来减少对水资源的利用，而且此技术在缺水或者干旱地区也成为火电厂的首要选择方式和必然的发展趋势。
虽然此种火电厂直接空冷系统具有上述优点，但是在运行中也由于受到多种因素的影响而出现各种类型的问题，对火电厂的安全、经济和稳定运行造成告饶，甚至会导致电力系统安全事故的发生。
因此就需要针对不同问题寻找相应的应对措施。
2凝结水溶氧问题2.1机组真空严密性的影响机组具有较好的严密性就证明其存在较少的负压区漏点，这也会降低凝结水的溶氧值。
但是，如果单元设备或管道中存在泄漏点，特别是在空冷岛散热表面的位置，则发生上述泄漏点，或者当执行阀门操作时，阀门关闭不严以及误开等问题。
都会导致真空系统中混入空气。
这就需要通过真空严密性试验来对真空系统是否存在泄露问题进行试验以及对真空泄露点进行查找和处理。