电厂空冷方式比较

1、GEA EGI亿吉埃冷却系统贸易(北京)有限公司空冷系统简介及目前应用的情况空冷系统简介及目前应用的情况空冷系统分为直接空气冷却系统和间接空气冷却系统l直接空气冷却系统根据通风方式分为机械通风和自然通风l间接空气冷却系统根据通风方式分为机械通风和自然通风l间接空气冷却系统根据配用的凝汽器不同分为表面式凝汽器和直接接触喷射式凝汽器(也称为混合式或海勒式),其中采用表面式凝汽器的间冷系统根据热交换器的布置方式不同又分为水平式布置方式和垂直式布置方式。随着间冷技术的发展,垂直式布置散热器的方式已经逐渐成为主要布置方式。详见下图：表面式凝汽器间接空气冷却系统表面式凝汽器间接空气冷却系统是指汽轮机排汽以

2、水为中间介质，将排汽与空气之间的热交换分为两次进行：一次为蒸汽与冷却水之间在表面式凝汽器中的换热；另一次为水和空气在空冷塔内的换热，也是属于表面式换热。系统流程伟：汽轮机排汽进入表面式凝汽器由凝汽器管束内的冷却水进行表面换热，换热之后的热水进入空冷塔内的空冷散热器并和空气进行表面换热。从空冷塔冷却后的冷却水再进入表面式凝汽器进行下一个循环换热，其整个过程为闭式循环。现在的空冷散热器一般都采用垂直布置在空冷塔的四周。直接接触喷射式凝汽器间接空冷系统(海勒系统或混合式)直接接触喷射式凝汽器采用具有凝结水水质的循环水，在喷射式凝汽器中通过喷嘴的作用形成水膜从而和汽轮机来的排汽进行混合换热。受热后的混

3、合热水绝大部分都由冷却水循环泵送至空冷塔散热器内，经与空气进行换热后通过能量回收式水轮机将冷却水送至直接接触喷射式凝汽器进行下一个循环。受热后的有大约2%的混合热水经过凝结水精处理装置处理后送至汽轮机回热循环。Booster PumpTurbine Exhaust SteamDC Condenserto CondensateCoolingTowerRecoveryCW PumpWater to AirHeat ExchangerDryTurbine直接空冷系统直接空冷是指汽轮机的排汽直接由空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换，所需的冷却空气通常由机械通风方式供应。汽轮机排汽通过粗大的排汽管道送到

4、室外的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过散热器外表面，将排汽冷凝成水，凝结水再经泵送回到汽轮机的回热系统。最新一代：第六代福哥型管束4年前开发的单金属 铝制热交换器特性: 1-inch 管子, 改进的翅片结构O型环的使用寿命与电厂的寿命相同（无变化)适用于冷却水量大的单机150 MW到 1000 MW 火电机组; 适用于采用表面式凝汽器或直接接触喷射式凝汽器; 适用于自然通风和机械通风冷却器; 也适用于核电站。特殊的板翅设计采用4排或6排管，全部采用双流程叉-逆流方式相对于单流程叉流式热交换器，第六代福哥式热交换器防冻性能更好如获得同样的换热效果,相对于单流程热交换器,采用第六代福哥式热交换

5、器所需的气侧面积更小适用于低空气流速坚硬的管板铝翅片和普通的铝管连接具有“弹簧效应”气侧和水侧表面覆盖有稳定的铝-氧层保护层无气侧和水侧腐蚀在电厂寿命期内不存在气侧性能劣化现象由于采用连续的翅片面积从而易于清洗超过30年的使用寿命间接空气冷却系统的主要特点汽轮机运行背压较低 与直接空冷系统不同，间接空冷机组，汽轮机的排汽进入凝汽器，排汽阻力低于直接空冷的大型排汽管道，使得间接空冷机组可以在较低的背压下运行。循环冷却水与汽水系统完全分开 采用表面式凝汽器，循环水与汽水系统完全分开，两者水质可按各自要求控制。减轻了锅炉补给水处理的负荷，同时也简化了系统设备防腐处理的难度。通过调节百叶窗可以对大风的

6、影响进行调控 为了减少自然界大风对空冷系统的影响，在空冷塔进风口的外缘均设置了百叶窗，百叶窗的开、关可以进行自动控制，减小了自然界不同风向的大风对空冷系统的影响。 间接空气冷却系统的主要特点-续设备较少 与直接空冷系统比较，采用表面式间接空冷系统，其设备较少，设备的运行管理和检修都相对简便。冷却水量可以根据气温的变化调节，节省厂用电量 在间接空冷系统中，汽轮机的排汽通过循环水冷却水进行冷却换热。当大气温度较低时，可以通过百叶窗的开度调节以及空冷散热器的运行组数来减少循环水的运行水量。这样，在每年的冷季可以大大的减少电厂的自用电率。序号序号比较项目比较项目直接空冷系统直接空冷系统间接空冷系统间接

7、空冷系统1布置形式汽泵的冷却与主机分开，汽泵的排汽不能进入主机冷却系统，一般需要单独配置间冷系统做为辅机冷却系统。直冷系统的主要设备必须布置在离主厂房位置比较近的区域里。采用表面式凝汽器或直接接触喷射式凝汽器，铝管铝翅片塔内垂直布置方式，小机排汽可以引入主机凝汽器，不需要单独配置辅机冷却系统。并且间冷系统的设备布置方式比较灵活，可以靠近主厂房也可以布置在离主厂房较远的距离。2防冻性能直接空冷系统需要采用适当的顺逆流比例配置，同时采用调频电机，通过程序控制风机，调节空冷凝汽器的进风量，达到防冻的目的。对于间冷系统的防冻只需通过百叶窗的开度来调节循环水系统的水温，达到防冻的目的。并且现在GEAEG

8、I公司的最新热交换器技术-第六代福哥式热交换器采用双通道叉逆流形式，其相对于单通道叉流形式，能大大提高防冻效果。3噪声问题直接空冷系统由于大量风机的采用，造成噪音过大，不能满足环保的要求间接空冷塔基本无噪声，能够满足环保要求。序号序号比较项目比较项目直接空冷系统直接空冷系统间接空冷系统间接空冷系统4运行检修直接空冷系统简单，设备少，但大型轴流风机多，所以检修维护工作量很大。间冷系统增加了中间的冷却环节，所以系统比较复杂，但是由于设备不含风机等易损件，并且间冷系统技术已经成熟可靠，尤其是采用直接接触喷射式凝汽器，因凝汽器内部不含有管子，所以不存在管子泄露维护的问题，因此检修工作量很小。5夏季热风

9、直接空冷机组存在着夏季热风再回流的影响，国内外均出现过夏季因热回流造成机组跳闸的现象调节空冷塔进风口的百叶窗，可以大大减少风对间冷系统的影响。夏季防范热风的能力强于直接空冷。6节能减排直接空冷系统为了满足夏季满发的优化设计，在大气温度为30的时候，汽机背压为30kpa,最低背压一般在10kpa左右。间冷系统为了满足夏季满发的优化设计，在大气温度为30的时候，汽轮机背压小于30kpa,实际运行值为27.5kpa，最低背压可以达到6-7kpa。背压相对于直冷系统可以大大降低。从目前国内外投运的空冷电站来看，直接空冷系统和带表面式凝汽器的间接空冷系统都有600MW等级的机组在运行。为了便于对两种空冷

10、系统进行更深入细致的比较，这里选择了已经投产运行并处于同一省市的两项目(2台600MW)作为调研对象, 同时两个项目都采用同一汽轮机厂商生产的亚临界空冷汽轮机,汽轮机特性基本相同,夏季满发气温相同, 而两个系统设备的总投资价格是以最近(2009年)2台600MW机组项目做为根据以上的设定条件, 我们下面进行直冷和间冷经济性的比较。序序号号比较项目比较项目单位单位直接空冷系统直接空冷系统间接空冷系统间接空冷系统( (一机一塔方案）一机一塔方案）1初期投资万元27000万元(对于直冷系统,其供货范围只包括散热器管束、百叶窗以及风机）23000万元(对于表面式间冷系统,其包括空冷塔内所有设备,例如散

11、热器、百叶窗、空冷塔内阀门、管道以及输水泵、塔内电气设备等)2空冷塔塔体建设万元0 (直冷系统不需要建混凝土冷却塔)6000万元 (空冷塔塔体建设）3小汽机冷却设备投资万元一般采用间接空冷系统做为辅机冷却系统，一般为7000-8000万元。如做为辅机冷却系统，间冷的投资一般为7000-8000万元，但如采用间接空冷系统作为主机冷却系统，可以将小汽机排汽引入主机冷却系统，此部分投资就不存在了。4钢结构(直冷系统自身的支撑钢结构)万元6000万元0(间冷系统钢结构就是塔体包含的钢结构，其价格已计入空冷塔塔体建设投资中）序序号号比较项目比较项目单位单位直接空冷系统直接空冷系统间接空冷系统间接空冷系统

12、5占地费用如存在占地费用的问题，直接空冷系统存在了输煤占地的问题。如电厂厂址存在占地费用的问题，间接空冷系统的空冷塔占地费用和直冷系统输煤占地的费用基本持平。6年固定投资费用直接空冷基本和间接空冷系统持平直接空冷基本和间接空冷系统持平二年运行成本比较1空冷系统厂用电费万元大约1200-1300万元基本保持在大约800万元2机组发电标煤耗g/kwh332.31329.053机组发电标煤耗率差g/kwh3.260注(以上表格）：1. 表中成本电价按照152元/MWh计,标准煤价按196元/t计;年利用小时数按5500小时计；2. 直接空冷系统一台机56台风机全部风机电耗约7392kw3. 间接空冷

13、系统一台机需三台功率为1600kw的循环水泵4. 煤耗率差参考了位于同一省市的两个电厂(2台600MW采用直冷和间冷)序序号号比较项目比较项目单位单位直接空冷系统直接空冷系统间接空冷系统间接空冷系统4年总发电量GWh660066005年耗标煤量t2151606年耗标煤量费用差万元421.71(以间冷作为基准，此值为直冷和间冷的差）0.07年运行费用万元约1700万元约800万元表中初期投资的价格参考,我们提供的是最近(2009)两台600MW机组项目的实际价格。其中直接空冷系统的27000万元的供货范围只包括散热器、百叶窗以及风机,而间冷系统的23000万元的供货范围包括了空冷塔内的所有设备,

14、例如：散热器、百叶窗、空冷塔内的阀门、塔内电气设备、输水泵等。如表中所示, 直冷系统自身钢结构支撑和间冷系统的空冷塔塔体建设基本持平。因此如直冷系统再加上阀门、电气设备等的投资应该比间冷系统高出5000-5000-60006000万元万元。因现在空冷机组由于经济性原因基本都采用汽泵系统,而对于直接空冷系统来说,小汽机的冷却系统无法引入主机冷却系统，所以其要单独配置间冷系统作为辅机冷却。因此, 考虑到小汽机冷却因素, 间接空冷系统的设备总投资就比直接空冷系统的设备总投资又少70007000万元左右,如电厂不采用汽泵而采用电泵,那么厂用电就会增加很多, 那么直冷系统的运行成本就会更高,间冷系统优势

15、更明显。以上表格的比较中，间接空冷系统采用一机一塔方案,并没有采用烟塔合一的方案。而GEA EGI公司的间冷系统更多的采用烟塔合一的方案，也就是利用空冷塔内部剩余的空间将烟囱和(或)脱硫装置布置在空冷塔内。可以用布置在空冷塔内大约50米高的烟囱来代替传统250米高的烟囱，并可以同时将脱硫装置布置在空冷塔内节省空间。从而不论是从工艺还是投资成本方面来讲,间冷系统设备初期投资比直冷系统更低, 更有优势更有市场竞争力。从年运行成本来看间接空冷系统更具有优越性, 主要原因在于以下两个方面：1. 间接空冷系统主要的耗功在于循环水泵的耗功,两台机组的循环水泵耗功率大约为9600kw,而直接空冷机组风机耗功更大,一台机按56台风机考虑,两台机耗功率大约为14784kw,发电成本按152元/MWh计算,直接空冷系统年耗电费用比间冷系统机组多433433万元。2. 从运行背压来看,间接空冷机组的年平均运行背压比直接空冷机组低约2kpa,相应节约标煤约3g/kwh。则在发电量相同的情况下,间接空冷机组每