火电厂空冷技术探讨
徐婷婷，郭洋
（内蒙古电力科学研究院锅炉技术研究所，内蒙古呼和浩特010020）
摘要：根据我国水资源和煤矿资源分布特点，空冷技术在火电厂应用对节水减排起重要作用，是解决我国多煤缺水地区发电的有效措施.文中从多方面分析三种空冷系统的特点，比较了各种空冷系统的适用条件，得出间接空冷的优势要大于直接空冷技术.
关键词：空冷：电厂；对比
中图分类号：TV831.3.7文献标志码：B文章编号：1009-3230（2011)09-0041-04
Discussion on Air CoolingTechnology ofPower Plant
XU Ting-ting GUO Yang( Inner Mongolia Electric Power Research Institute Hohhot 010020 China)
Abstract: Acording to distribution features our nation‘s water resources and coal resources airregion of lack of wster resources. This article analyzed and discused the features of air cooling. At d g sn ao o pre uodun am np u souuoduduoothe same time air cooling technologies applicable conditions are pared with each other so aconclusion thst indiret ir cooling better than diret air cooling.
Key words: Air Cooling: Power plsnt; Comparison
电，国电电力大同发电有限责任公司2x600MW直接空冷机组为国内首台600MW空冷机组，中国近几年的空冷机组正逐步向大机组方向发展，除了较多的600MW机组之外，中国拟建的华电宁夏灵武发电有限公司二期2×1000MW是世界最大的直接空冷机组，内蒙古大唐国际克什克腾组“. 发电厂2×1000MW则是世界最大的间接空冷机
0引言
水和煤是火力发电厂发电根本，也是火力发电厂建厂的优先考虑条件，面我国的西北部存在的煤多水少问题产重制约了当地的电力发展.近年来，随着我国空冷技术的日益成熟，在国内大力发展的空冷机组大大的改善了西北地区的发电问题，同时也符合国家提出的”节能减排”和”建设节水型社会”的政策.
2空冷系统筒介及性能特点
1我国空冷技术发展概况
简单的来说空冷就是用空气冷却汽轮机排气，由于空冷系统的结构不同，它可分为直接空冷 系统和间接空冷系统，其中间接空冷系统又可分为海勒式空冷（带混合式凝汽器的间接空冷系统）和哈蒙式空冷（带表面式凝汽器的间接空冷系统）.图1为各种空冷系统原理图.
空冷技术在国内起步较晚，1987年、1988年在大同第二发电厂投产两台国产200MW空冷机组，这是国内首次引进甸牙利海勒式间接空冷系统.2003年大唐大同热电厂200MW机组的运行，是国内将直接空冷首次用于较大规模火力发
图1三种空冷系统原理图
2.1各空冷系统性能特点
表1
直接空冷和间接空冷特点对比
序号 比较项目 ACC系统 表面式哈蒙系统采用福哥式散热器，根据空冷散热器材质和布散热器及凝汽器 空冷散热器即为汽器.根据国内经验， ACC系统可以采用单排管或多排管. 置不同，空冷散热器可分为水平或竖直布置冷却塔内.冷凝器采用表面式极汽器.2 运行稳定性、安全性 机组运行稳定性一般，夏季运行安全性受环机组运行稳定性较ACC好，夏季运行安全性 较ACC高.境风影响大. 切断部分冷却单元和控制百叶窗开启度调节防冻控制 主要通过控制风机转速和开启台数控制. 进风量进行防冻控制.比ACC系统简单.冬季过冷度大，最低运行背压在8-9KP， 冬季运行竭差在0.8-1℃，最低运行背压在冬季运行条件 影响运行经济性. 5.5-6.5kP，可利用低温环境获得经济性.受大气温度变化影响大：尤其受环境风影响受大气温度变化影响比较大；对环境风的敏感5 环境条件影响 大（对风机出力有影响，不利风向会出现大 程度低于ACC系统，环境风对冷却塔进风条幅热风回流，高温时影响机组安全）. 件有影响，但基本不存在热风回流问题.噪声 运行时产生噪声. 基本无噪声.脏污影响程度一般，容易清洗.ACC布置在 胜污影响程度较ACC大，比较容易清洗.散散热器脏污影响和 45=高的平台上，沉积在散热器表面的脏污 热器在塔外从距地面1.5m高度垂直布置，脏清洗性能 主要来自空气中的粉尘和少量飞扬絮状物. 污来源除了空气中粉尘和少量飞扬絮状物、还 会截留少量地面杂质.真空系统 系统规模大. 系统规模小.9 占地 少 大，比直接空冷占地大.10 耗水量 少 与直接空冷相当.维护量 空冷风机维护量大，冬季防冻需要就地测11 温. 相对于直接空冷维护量较小.
冷系统还有由于冷却系统的不同而形成的差异， 除上述自身特点外，直接空冷系统与间接空详细说明如下.
2.1.1热力系统方案比较（直接空冷参数仅为初步值，仅用于方案论证）
直接空冷和间接空冷热力系统对比
汽机冷却方式 单位 直接空冷 表面式间接空冷305%电动 250%汽动给水泵30%电动给水泵主要系统配置 无胶球清洗系统 给水泵 无胶球清洗系镜有排汽装置 表面式发汽器无 与常规翟冷较相近有播环水泵房小机冷却方式 无小机 1939 小机排汽排至哈蒙表面式间冷豪汽器 1910主汽压力 进汽量 KFs 24.2 24.2主汽酱度 566 566功率 660 660TRL工况低压虹排汽背压 26额定工况低压虹排汽背压 机组保证工况下的热耗 /kw.h S69L 13 7884 10
注：1.锅炉效率按93.65%.2.管道效率为99%
对直接空冷技术[2-和间接空冷技术的厂用电率进行对比结果见表3.
直接空冷和间楼空冷厂用电率对比
项目 2660MW直接空冷系统（ACC） 2660MW间接空冷系统（哈蒙式间冷）序号 设备 单台设备电动机铭障功率（kw） 数量 设备 单台设备电动机铭牌项率（kW） 数量循环水泵 3台*22 电动给水泵 0000 3台23 空冷风机 110 6台*2 汽泵前置系 560 2台▪24 厂用电率 9.15% 厂用电率 6.06%
2.1.4水化学工况和凝结水精处理系统
2.1.3低压缸末级叶片的比较
在水化学工况方面，直接空冷系统的冷却设备与冷凝设备合为一体，并一般采用全钢制空冷散热器，其系统材质单一.试验证明，钢在碱性介质中最稳定.因此机组热力系统和冷却水系统需在藏性水工况下运行，才能保证管道腐蚀量最少.碱性水工况时.一般维持给水PH值为9.0~9.5（无钢系统）、8.8-9.3（有钢系统），氢电导率（25℃）为<0.30μS/cm，氧含量≤7wg/L.面表面式间接空冷系统循环水管道材质为碳钢，摄汽器的材质为不锈钢管，空冷系统采用铝管散热器，则循环冷却系统应采用中性工况运行，据资料和一些电厂的运行经验看，冷却水应控制PH在8 对于直接空冷而言，低压缸的额定排汽背压一般为12kPa~15kPa左右，夏季排汽背压一般为32kPa~35kPa左右，哈汽低压缸均采用空冷专用低压缸和空冷末叶. 对于间接空冷面言，低压缸的排汽背压界于直接空冷和常规湿冷之间，排汽背压较直接空冷低，额定排汽背压一般为8kPa~12kPa左右，夏季排汽背压一般为25kPa~27kPa左右.到目前为至，哈尔滨汽轮机厂没有用于间冷的专用低压缸和末叶.从低压缸末级叶片来看，由于间接空冷没有自己专用的末级叶片，所以间接空冷的优势稍低于直接空冷（. .以下.面热力系统由于设有凝结水处理装置，可的热风再循环和炉后风的影响直接威胁到直接空况. 以来用中性水汽工况，也可采用藏性水汽工冷机组的安全稳定运行，某些直接空冷电广因为大风面造成了机组的非停，为了避免大风造成机组非停的事故，对直接空冷岛系统增加真空RB的逻辑.在高温天气，直接空冷机组的满发也是防止大风影响背压面造成机组停运”]. 比较困难的，运行时机组背压要留有一定的余量， 在凝结水精处理系统方面，由于直接空冷系统的空冷器钢冷却表面较混合式间冷系统还要庞大，夏季凝结水温度69℃-70℃，较间冷系统64℃-65℃还要高，因此水系统中存在的铁的腐蚀产物，较间冷系统要高：加之空气漏入的可能性 加大，水中溶入的CO，等溶解杂质，进一步促使冷却器内表面腐蚀的发生.凝结水中的杂质以铁腐蚀产物为主，加之超临界机组的汽水品质要求很高，所以必须对凝结水进行100%的过滤、除盐处理，且过滤器除铁功能和树脂耐温性较间冷系统要求更高.由于表面式间接空冷机组的循环水与热力系统的凝结水不接触，面且循环水水质又是除盐水，所以即使凝汽器发生渗漏，由于循环水水质好，对于凝结水的污染也是非常小.所以对于这类机组，热力系统的水化学工况控制较为容易. 就没有那么明显，大风会破坏间接空冷塔的空气 相对直接空冷面言，大风对间接空冷的影响动力场，从而影响间接空冷的效率.所以，间接空冷对大风、高温的抗干扰能力要优于直接空冷. 3结论 通过上述对直接空冷系统和哈蒙间接空冷系统的运行特点、热力系统方案、厂用电率、运行背压、低压缸末级叶片、凝结水精处理、防冻能力、抗大风能力等一系列的对比，可得出间接空冷的优势要大于直接空冷. 参考文献 2.1.5空冷防冻对比 [1]王圣，来法年，火电厂空冷机组水耗及煤耗性能分析[J].环境科学和管理 2008 33（5）：46-48.[2]杨桂积，电站直接空冷风机的设计目标和影响因 素[J].应用能源技术，2009（5）：22-24.[3]杨桂航直接空冲风机的选型原则和乡骤[J].应用能源技术，2009（3）：32-35.[4] SHI JIinyusn YANG Yu SUN Qing WEI Qi etal.Technical Versions snd Crieria Conceming the Desigof Air Cooled Supereritical and Uit-Supereritical StesmTurbines [ J]. Jourmal of Power Engineering 2007 27 (6) :825 830.[5]树于进，汪德皮，衰洋祝，等，超临界直接空冷凝结水精处理系统的研究[C].长沙：凝结水处理专题技术研讨会会议论文集2008：39-43.[6]郭钰降，基华，于达仁，等.冷却空气迎面风速和温度对直接空冷系统动态特性的影响[门].中国电机工程[7]来予东，尚星，环境园素对直接空冷机组的影响[J]. 牛报，2008 28（29）：22-27.应用能源技术，2010（2）：22-27. 直接空冷的防冻首先是要保证空冷的严密性合格，利用对空冷风机的启停和反转进行防冻保护，如冬季机组负荷太低时，需要将外侧的风机人 口封堵，减少空气对流来防冻.直接空冷在冬季对空冷散热器的就地测温是一项必须的防冻工作，需要较多的人力. 间接空冷的防冻相对于直接空冷要容易一些，只是国内投产的间接空冷较少，相对于直接空冷的防冻经验来说比较欠缺一些.但间接空冷的防冻只要控制好百叶窗保证好扇区出水温度，在扇区冲、泄水时严格执行防冻技术措施，空冷塔的安全稳定运行应该可以保证. 只要完全掌握了间接空冷的运行特性，在空冷的防冻方面来说，间接空冷比直接空冷更具有防冻性. 2.1.6大风、高温对空冷的影响 众所周知，大风对直接空冷的影响要比对间接空冷的影响大的多，大风天气对直接空冷带来
