直接空冷系统

直接空冷系统的优点是设备少，系统简单，基建投资少，占地少，空气量调节灵活。缺点是运行时粗大的排汽管道密封困难，维持排汽管内的真空困难，启动时抽真空需要的时间长。冬季运行时，管内容易结冰，需要作复杂的设计处理。此外，机力通风增加了厂用电，形成了噪声源。直接空冷系统一般配高背压机组。

无论采用何种空冷系统，由于冷却水不与空气直接接触，故冷却水温度的降低或蒸汽的凝结都靠空气与水或蒸汽之间的导热或对流换热，故其传热性能较差，而且起作用的是空气干球温度，所以冷却后的温度较湿冷要高，即采用空冷系统的汽轮机排汽压力要比湿冷机组高，热经济性低。空冷系统的缺点可归纳为金属消耗量多、投资大、真空低和煤耗高、盛夏时可能较大幅度地限制出力等。

可见装设空冷系统的适宜条件可概括为，建厂地区缺水，燃用当地劣质低价煤，海拔高度、环境温度、风向、风速和大气逆温层适当等。此外降低空冷系统散热器造价是大范围采用空冷系统的推广条件。 2100433B

图1（1-锅炉；2-过热器；3-汽轮机；4-空冷凝汽器；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-汽轮机排汽管道；13-轴流冷却风机；14-立式电动机；15-凝结水箱；16-除铁器；17-发电机）是直接空冷系统的原则性汽水系统简图，汽轮机的排汽通过粗大的排汽管道送到室外布置的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过散热器的外表面，将排汽冷却成水，凝结水再经凝结泵送回汽轮机的回热系统。

空冷凝汽器是由外表镀锌的椭圆管外套矩形钢翅片的若干管束组成的，这些管束也称散热器。空冷凝汽器分主凝汽器和分凝汽器两部分。主凝汽器多设计成汽水顺流式，它是空冷凝汽器的主体。分凝汽器一般设计成汽水逆流式，可造成空冷凝汽器的抽空区。

真空抽气系统是直接空冷系统的关键。在汽轮机启动和正常运行时，要使汽轮机低压缸尾部、空冷凝汽器、排汽管道、及凝结水箱等设备内部形成真空。通常采用的抽空气设备是蒸汽抽气器。在汽轮机启动时，投入出力大的一级蒸汽抽气器，以缩短抽真空的时间，加快启动速度。在汽轮机正常运行时，采用出力小的二级蒸汽抽气器，以维持排汽系统的真空。空冷凝汽器所有元件和排汽管道都采用双层焊接结构，焊接质量要求十分严格，以保证整个空冷系统的严密性。

发电厂空冷系统是指汽轮机的冷却系统以空 气作为冷却介质，有干式冷却塔或机力通风设备的空冷散热器的闭式循环系统。电厂空冷系统有三种：直接空冷系统、带混合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。

1、系统运行的比较

表面式间接空冷系统除空冷散热器外，由于与湿冷系统较接近，运行人员较熟悉，运行时主要应控制水压及水质，系统中投运的设备少(只有循环水泵)，要调整的项目较少，因此系统较为简单，设备故障率低。应该说这种系统最简单，最易运行。混合式间接空冷系统由于采用混合式凝汽器，使系统和运行都增加了复杂性。直接空冷系统较为简单，由于采用机力通风冷却，在运行操作时增加了对风机的控制技术，风机的调整控制虽较为复杂，但较易于掌握，不是运行的难点，而控制技术的设计。

2、防冻方面的比较

应该说空冷系统都存在如何防冻的问题。表面式间接空冷系统采用翅片椭圆型钢管，这种结构有利于防冻，另外发现结冰后还可采取化冰措施。直接空冷系统也采用翅片椭圆型钢管，同时在管束布置时，采用顺流和逆流按比例布置，因此较好地解决了防冻问题，使这种系统在防冻方面优于间接空冷系统。

2、严密性比较混合式间冷系统是用循环水泵将凝结水经空

冷塔散热器送至凝汽器喷嘴，与汽轮机排汽混合，系统严密性较差。表面式间冷系统的特点之一是完全封闭的循环系统，与湿冷电厂一样，只与凝汽器和真空系统有关，而不受冷却系统的影响。直接空冷系统由于排汽系统都是真空系统，体积大，易漏人空气，并且不易找漏，因此，这种系统在设计及安装时要采用更严格的措施。

间接空冷系统简介

表面式凝汽器间接空冷系统又称哈蒙式间接空冷系统。该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。由于海勒式间接空冷系统采用的喷射式凝汽器的实际运行端差与表面式凝汽器的端差相比没有明显减少，而且在喷射式凝汽器中，循环冷却水与锅炉给水是连通的，由于锅炉给水品质控制严格，系统中要求装设凝结水精处理装置。然而对于高参数大容量机组，给水水质的控制和处理相当困难，于是在单机容量300MW和600MW的火电机组发展了哈蒙式间接空冷系统与直接空冷系统。哈蒙式间接空冷系统如图2（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-全铝制散热器；15-空冷塔；16-除铁器；17-发电机）所示。

该系统由表面式凝汽器与空冷塔构成，与常规的湿式冷却系统基本相仿。不同之处是用空冷塔代替湿冷塔，用不锈钢管凝汽器代替铜管凝汽器，用除盐水代替循环水，用闭式循环冷却水系统代替开式循环冷却水系统。

在哈蒙式间接空冷系统回路中，由于冷却水在温度变化时体积发生变化，故需设置膨胀水箱。膨胀水箱顶部和充氮系统连接，使膨胀水箱水面上充满一定压力的氮气，既可对冷却水容积膨胀起到补偿作用，又可避免冷却水和空气接触，保持冷却水品质不变。

在空冷塔底部设有储水箱，并设置两台输水泵，可向冷却塔中的空冷散热器充水。空冷散热器及管道满水后，系统即可启动投运。

系统中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。散热器装在自然通风冷却塔中，冷却水采用自然通风方式冷却。

间接空冷系统哈蒙式间接空冷系统的优缺点

哈蒙式间接空冷系统类似于湿冷系统，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；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；空冷散热器在塔内布置，其带负荷的能力基本上不受大风影响。缺点是空冷塔占地大，基建投资多；系统中需要进行两次换热，且都属于表面式换热，使全厂热效率有所降低。哈蒙式间接空冷系统一般适用于核电站、热电站和调峰大电厂。 2100433B