直接空冷技术

1、大型汽轮机直接空冷技术大型汽轮机直接空冷技术报告单位：汽轮机所报 告 人：白 永 军 主主 要要 内内 容容1. 1.直接空冷技术概述直接空冷技术概述2. 2.直接空冷系统组成部分直接空冷系统组成部分3. 3.直接空冷机组特点直接空冷机组特点4. 4.直接空冷机组的技术关键直接空冷机组的技术关键5. 5. 直接空冷机组代表电站、制造商列表直接空冷机组代表电站、制造商列表1、直接空冷技术概述、直接空冷技术概述 1.1 1.1 什么是直接空冷什么是直接空冷? 1.2 1.2 为何要采用直接空冷技术为何要采用直接空冷技术? 1.3 1.3 直接空冷技术发展概况直接空冷技术发展概况 1.11.1什么是

2、直接空冷什么是直接空冷? ? 直接空冷直接空冷 是干式冷却（空冷）系统的一种方式，区别于间接空冷。 汽轮机排汽经过排汽管道直接送入散热器（空冷凝汽器）冷却后凝结成水，散热器的热量由管外流过的空气带走，这种系统叫直接空冷系统。冷却方式分类冷却方式分类自自 然然 通通 风风（ 风风 筒筒 式式 ）机机 力力 通通 风风（ 风风 机机 强强 制制 通通 风风 ）湿湿 式式 （ 用用 水水 冷冷 却却 凝凝 汽汽 器器 ） - - -水水 冷冷海海 勒勒 式式（ 混混 合合 式式 凝凝 汽汽 器器 ）哈哈 蒙蒙 式式（ 表表 面面 式式 凝凝 汽汽 器器 ) )间间 接接 空空 冷冷(先 用 循 环

3、水 冷 却凝凝 汽汽 器器 ）（ 再再 用用 空空 气气 冷冷 却却 循循 环环 水水 ）A C C（ 风 机 强 制 通 风 ）N D C（ 自 然 通 风 带 风 筒 ）直直 接接 空空 冷冷 ( (G GE EA A式式 ）（ 用用 空空 气气 直直 接接 冷冷 却却 凝凝 汽汽 器器 ）干干 式式 - - -空空 冷冷干干 湿湿 式式冷冷 却却 塔塔 直接、间接空冷系统区别直接、间接空冷系统区别直直接接空空冷冷系系统统示示意意图图 T 去去 锅锅 排排汽汽装装置置 抽抽气气系系统统 炉炉 G E A 散散热热器器管管排排 风风机机 凝凝结结水水泵泵 间间接接空空冷冷系系统统示示意意图图

4、（海海勒勒式式） L P 空空冷冷塔塔 去去 凝凝汽汽器器 锅锅 炉炉 水水轮轮机机 凝凝结结水水泵泵 循循环环水水泵泵 L P G L P G 冷凝器冷凝器分凝器轴流风机蒸汽分配管蒸汽未凝结部分爆破膜汽轮机汽轮机膨胀节汽轮机排汽过渡段排水坑排汽管道均衡管线至给水箱凝结水下降管凝结水箱水环真空泵凝结水泵疏水管线 / 泵Deaerator1.21.2为何要采用直接空冷技术为何要采用直接空冷技术? ? 众所周知，我区以煤炭资源丰富煤炭资源丰富、土地资源广阔，以及邻近北京及京、津、唐电网等诸多优势，被国家列为能源、电力生产基地。 但是我区水资源相对匮乏，以及国家要求建设内蒙古绿色生态防线的要求，走可

5、持续发展的道路，节约用水节约用水、提高水资源利用率已成为新世纪内蒙电力工业发展的重大课题。 最近几年，国家审批的电厂项目反复强调优先批准空冷优先批准空冷机组机组，现在我区在建和准备建设的工程项目几乎全部为直接空冷机组，所以大力推广、应运空冷直接空冷技术迫在眉睫，也是大势所趋。 1.3直接空冷技术发展、应用概况直接空冷技术发展、应用概况v国外:电站使用直接空冷技术已有6060多年的历史多年的历史，期间经历了容量由小到大、技术逐渐成熟、应用地区逐步扩大的过程。1938年，世界上第一台第一台直接空冷机组安装于德国德国一个坑口电站，1.5MW；1958年，意大利的Citta di Roma 电站236

6、MW机组投运；1968年，西班牙Utrillas 燃煤电站160MW空冷机组投运；到目前为止，直接空冷直接空冷机组超过超过800800多台多台。 最早投入运行大型直接空冷机组的是德国GEA公司生产的1978年装于美国美国怀俄达克电站的365MW机组，是当时世界上单机容量最大的直接空冷机组。这台直接空冷机组已安全运行20多年。 目前，世界上已投运的最大的最大的直接空冷机组也是由德国GEA公司生产，已于1991年建成的南非南非MatimbaMatimba电站电站6665MW机组，最后投产的一台机组也已安全运行10年多。 v国内：山西山西漳三电厂漳三电厂2 2 300MW300MW直冷机组分别直冷机

7、组分别于于2004年年8月、月、9月投产。月投产。华能华能榆社电厂榆社电厂2300MW直冷直冷机组投产时间分别为机组投产时间分别为2004年年9月和月和2004年年10月。月。 山西、内蒙山西、内蒙直冷机组直冷机组在建在建规模、数量庞大，发展势头迅猛。规模、数量庞大，发展势头迅猛。2 2、直接空冷系统组成部分、直接空冷系统组成部分空冷凝汽器系统空冷凝汽器系统 椭圆翅片管束，蒸汽分配管，上、下管束联箱，以及支撑管束的钢构架；椭圆翅片管束，蒸汽分配管，上、下管束联箱，以及支撑管束的钢构架；空气供应系统空气供应系统 调速风机，电动机，减速箱，整流罩，保护网；调速风机，电动机，减速箱，整流罩，保护网；

8、排汽管道系统排汽管道系统 从汽轮机排汽装置到各空冷凝汽器蒸汽分配管道之间的管道，及管道中间从汽轮机排汽装置到各空冷凝汽器蒸汽分配管道之间的管道，及管道中间的膨胀补偿器、隔断阀、安全阀、爆破阀、疏放水管道的膨胀补偿器、隔断阀、安全阀、爆破阀、疏放水管道 凝集水系统凝集水系统 空冷凝汽器的汇水管，凝结水箱，凝结水泵空冷凝汽器的汇水管，凝结水箱，凝结水泵抽空气系统抽空气系统 真空泵或其他抽气器及相应管道真空泵或其他抽气器及相应管道空气冷凝器清洗系统空气冷凝器清洗系统 高压水泵及清洗管道等高压水泵及清洗管道等 3 3、直接空冷机组特点、直接空冷机组特点0 01010202030304040505060

9、60707080809090100100耗水率耗水率建厂条件建厂条件环保性能环保性能维护费用维护费用占地面积占地面积直冷直冷间冷间冷湿冷湿冷优优 点点 节水：节水： 空冷机组比湿冷机组节水空冷机组比湿冷机组节水65%以上；以上； 冷却介质：冷却介质： 空气可免费获取，无附加费用；空气可免费获取，无附加费用； 厂址：厂址： 无特殊限制；无特殊限制； 维护费用：维护费用： 空冷机组为湿冷机组的空冷机组为湿冷机组的2030%； 环保：环保： 废水可实现废水可实现0排放，无汽水飘滴现象，对周围电排放，无汽水飘滴现象，对周围电 气设备无影响。气设备无影响。运运 行行 对对 比比直接空冷直接空冷间接空冷间

10、接空冷（混合式凝汽器）（混合式凝汽器）间接空冷间接空冷（表面式凝汽器）（表面式凝汽器） 运行效果运行效果良好，不宜带尖良好，不宜带尖峰负荷，峰负荷，良好，可带尖峰良好，可带尖峰负荷负荷良好，不宜带尖良好，不宜带尖峰负荷峰负荷 防冻性能防冻性能经受经受-4343有一定防冻经验有一定防冻经验有一定防冻经验有一定防冻经验热风再循环问题热风再循环问题有有无无无无厂用电厂用电风机耗发电功率风机耗发电功率1.6%1.6% 泵耗发电功率的泵耗发电功率的0.3%泵耗发电功率的泵耗发电功率的0.3%0.3% 占地面积，占地面积，m2/MW1540-6040-60散热面积，散热面积，m211.31.41.3-1.

11、4初投资初投资 11.51.5缺缺 点点空冷系统体积庞大，但直接空冷占地为间接空冷的三分之一左右；空冷系统体积庞大，但直接空冷占地为间接空冷的三分之一左右；空冷散热器易受气温、大风、降雨等环境因素影响；空冷散热器易受气温、大风、降雨等环境因素影响；空冷散热器不能靠近大型建筑物，易形成热风再循环；空冷散热器不能靠近大型建筑物，易形成热风再循环；空冷散热器要求采用制造工艺较高的翅片管；空冷散热器要求采用制造工艺较高的翅片管；造价高，湿冷：直接空冷：间接空冷造价高，湿冷：直接空冷：间接空冷=2：3：6热耗率较高：背压高，厂用电率高，循环效率低热耗率较高：背压高，厂用电率高，循环效率低5%左右，热耗左

12、右，热耗率高率高6-9%4、直接空冷机组的技术关键直接空冷机组的技术关键。热风再循环热风再循环空冷机组空冷机组ITD值的选择值的选择排汽管道作用在排汽装置上的作用力（力矩）排汽管道作用在排汽装置上的作用力（力矩）风机调速方式，风机叶片防冷淬、防风沙措施风机调速方式，风机叶片防冷淬、防风沙措施空冷凝汽器的清洗问题空冷凝汽器的清洗问题真空系统的严密性真空系统的严密性排汽隔离阀排汽隔离阀性能考核试验性能考核试验其他（补水位置、供货范围、设计范围）其他（补水位置、供货范围、设计范围）4.1热风再循环热风再循环 热风再循环曾在马廷巴电厂每年引起热风再循环曾在马廷巴电厂每年引起1-21-2次因背压升高次因

13、背压升高导致汽轮机眺闸保护动作的事故。导致汽轮机眺闸保护动作的事故。 设计时，空冷凝汽器不能至于热源体的下风向。设计时，空冷凝汽器不能至于热源体的下风向。 设置挡风墙。设置挡风墙。 4.2空冷机组空冷机组ITD值的选择值的选择 ITDITD：Initial temperature differenceInitial temperature difference，初始温差，即，初始温差，即 汽轮机排汽温度与设计环境温度之差。汽轮机排汽温度与设计环境温度之差。 ITDITD值应优化选择：值应优化选择：取值大小对机组运行、初期投取值大小对机组运行、初期投 资影响甚大。资影响甚大。 初始温差初始温差I

14、TDITD的取值特点：的取值特点：国外国外ITDITD取值都较取值都较 高，高，VODAK=41.7 ,MATIBA=39.2 VODAK=41.7 ,MATIBA=39.2 。 4.3排汽管道作用在排汽装置上的作用力（力矩）排汽管道作用在排汽装置上的作用力（力矩） 管道系统直径、体积庞大，膨胀作用力（力矩）十分管道系统直径、体积庞大，膨胀作用力（力矩）十分强大。强大。 决不能将作用力完全强加与汽轮机或排汽装置上。决不能将作用力完全强加与汽轮机或排汽装置上。4.4风机调速方式，风机叶片防冷淬、防风沙措风机调速方式，风机叶片防冷淬、防风沙措施施 风机分为单速、双速，部分单速、部分双速，风机分为单

15、速、双速，部分单速、部分双速，全部变频调速等。全部变频调速等。 近年来国外电厂逐渐将双速改为变频。近年来国外电厂逐渐将双速改为变频。 寒冷、风沙大地区对风机叶片要求高。寒冷、风沙大地区对风机叶片要求高。4.5空冷凝汽器的清洗问题空冷凝汽器的清洗问题 设备选型应考虑容易清洗。设备选型应考虑容易清洗。 设计时应充分考虑附近电气设备（主变、厂变、设计时应充分考虑附近电气设备（主变、厂变、启备变、出线等）及清洗人员的安全。启备变、出线等）及清洗人员的安全。4.64.6真空系统的严密性真空系统的严密性 真空系统体积巨大，泄露查找非常困难。真空系统体积巨大，泄露查找非常困难。 安装时要全部采用焊接管段，严

16、格控制焊接质安装时要全部采用焊接管段，严格控制焊接质量。量。 4.74.7排汽隔离阀排汽隔离阀 排汽隔离阀作用：便于启动，防止冷冻等。排汽隔离阀作用：便于启动，防止冷冻等。 排汽隔离阀数量：可多可少无限制。排汽隔离阀数量：可多可少无限制。 供热机组需安装。供热机组需安装。4.84.8性能考核试验性能考核试验 分为汽机本体部分性能考核试验、空冷岛部分性能考分为汽机本体部分性能考核试验、空冷岛部分性能考核试验两部分。核试验两部分。 空冷岛部分性能考核试验国际标准：空冷岛部分性能考核试验国际标准：VGB-R131Me4.94.9其他（补水位置、设计范围、供货范围）其他（补水位置、设计范围、供货范围）

17、 补水位置无定论补水位置无定论 设计范围、供货范围等接口问题需注意。设计范围、供货范围等接口问题需注意。 国外： 德国德国GEA公司公司： 成立于20世纪初，以能源技术制造为主，兼营石化、食品加工设备。2000年 销售收入50亿马克。空冷设备是能源技术部的主要产品，年产散热器占世界总产量三分之二左右。 领先技术：领先技术： 单排管直冷散热器：采用钢制扁园管、外镀铝，在将铝翅片整体高温热压在管外。 代表电站：代表电站： 南非Matimba电站6665MW直冷机组 5、主要制造商列表。 国外国外哈蒙公司：哈蒙公司： 总部比利时布鲁塞尔，生产空冷设备、环保设备等有50年的历史，年销售额8亿美圆以上。

18、2003年被美国斯必克公司收购。领先技术：领先技术： 单排管直冷散热器：单排管直冷散热器：采用钢制扁园管、外镀铝，在将铝翅片整体高温热压在管外。 代表电站：代表电站： 比利时布鲁日电站2460MW直冷机组国内制造商 斯必克张家口冷却技术有限公司斯必克张家口冷却技术有限公司（原张家口巴克杜尔公司） 是斯必克公司最大的ACC生产基地，80%出口，20%供应国内。 业绩：业绩： 山西古交、平朔、武乡采用三排管，每个管束重9吨；河津、霍州、运城采用单排管，每个管束重4吨； 内蒙上都采用单排管，每个管束重5-6吨； 山西捷益热能设备厂山西捷益热能设备厂 德国GEA公司双排管生产技术，八五期间为国内间接空冷机组配套生产空冷器 。95年开始生产直接间接空冷机组配套生产空冷器 。性能优良，德国