自然通風(fēng)直接空冷系統(tǒng)

自然通風(fēng)直接空冷系統(tǒng)簡介主要內(nèi)容國內(nèi)NDC的發(fā)展歷程2概述1目前NDC的最新發(fā)展方向34SPX公司的NDC介紹1.概述火力發(fā)電廠空冷系統(tǒng)的設(shè)想始于1938年，當(dāng)時德國的GEA公司首先提出，并在其魯爾工業(yè)區(qū)自備電站中實施，機組容量2.3MW，至今已有75年的歷史。我國1966年開始空冷系統(tǒng)研究工作，1968年開始西北院先后在侯馬電廠進行了1.5MW的直接空冷工業(yè)性試驗和25MW的直接空冷施工圖設(shè)計，因文革影響試驗成果和設(shè)計沒能得到推廣。直到80年代后期，大同二廠#5，#6號200MW機組，引進采用匈牙利間接空冷系統(tǒng)---海勒系統(tǒng)，并于87年88年投入運行。隨后豐鎮(zhèn)電廠4臺200MW機組海勒系統(tǒng)由內(nèi)蒙院設(shè)計，機組分別于９２年－９５年投運。同時期太原二熱兩臺200MW供熱機組表面間冷系統(tǒng)由山西院設(shè)計，９４年投產(chǎn)。２０世紀(jì)８０年代末９０年代初，我國通過引進２００MW間接空冷系統(tǒng)，

初步掌握了間接空冷系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)。近年來，國內(nèi)設(shè)計院通過自主研發(fā)和與國外公司聯(lián)合設(shè)計，逐步掌握了３００MW、６００MW間接空冷系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)。我國直接空冷系統(tǒng)設(shè)計同樣經(jīng)歷了與國外公司聯(lián)合設(shè)計到自主化設(shè)計的發(fā)展過程。大同二廠二期（２X600MW）擴建工程為我國投產(chǎn)的首座600MW大型直接空冷電廠，采用聯(lián)合設(shè)計模式，空冷系統(tǒng)由GEA能源技術(shù)有限公司負責(zé)基本設(shè)計和提供整體性能保證，華北院負責(zé)施工圖設(shè)計；通遼三期（1×600MW）工程為我國直接空冷系統(tǒng)國產(chǎn)化示范工程，空冷島全部由我院自主設(shè)計、哈空調(diào)自主制造，顧問集團公司牽頭與哈空調(diào)組成的聯(lián)合體共同承擔(dān)國產(chǎn)化示范工程的設(shè)計、關(guān)鍵設(shè)備供貨和性能保證等工作，該工程于2008年7月投產(chǎn)發(fā)電。空冷系統(tǒng)的機組容量已經(jīng)發(fā)展到1000MW。世界首臺1000MW直接空冷機組華電寧夏靈武二期于2010年12月28日正式發(fā)電。

火力發(fā)電每發(fā)一度電能，采用干式冷卻（又稱空冷），比采用濕式冷卻節(jié)省2.5kg的水。經(jīng)典的干式冷卻系統(tǒng)為表面間冷、混合間冷和直接空冷三種系統(tǒng)。1.1表面間冷 將常規(guī)火力發(fā)電廠的濕式冷卻系統(tǒng)的循環(huán)水封閉進管道和散熱器中，即構(gòu)成表面間冷系統(tǒng)。在汽機房內(nèi)安裝有（與濕式冷卻完全一樣的）表面式凝汽器，汽機房外建有自然通風(fēng)空冷塔。散熱器以冷卻三角的方式布置在塔周圈，冷卻三角的外側(cè)裝百葉窗，用于調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量，并且是防凍的主要手段。該系統(tǒng)還配有循環(huán)水泵、膨脹水箱和（散熱器停運放水）充氮防內(nèi)銹等設(shè)備。國內(nèi)該系統(tǒng)早期（1993.11）在山西太原二廠安裝，近期300MW和600MW機組大量安裝。表面間接空冷機組原則性汽水系統(tǒng)

1.2混和間冷 又名海勒系統(tǒng)。在汽機房內(nèi)安裝有噴射混合式凝汽器，汽機房外建有自然通風(fēng)空冷塔。散熱器一般也是以冷卻三角的方式布置塔外周圈，在冷卻三角的缺口處裝有百葉窗，該百葉窗用于調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)量，并且是防凍的主要手段。該系統(tǒng)還配有循環(huán)水泵、能量回收（兼調(diào)壓）水輪機和膨脹水箱等設(shè)備。

在國內(nèi)該系統(tǒng)早期（1987.11）在山西大同二廠安裝，近期在陜西寶雞第二發(fā)電廠2X660MW擴建工程采用，已于2011年1月~12月全部建成投入商業(yè)運行。也是世界首臺660MW機組混合式間接空冷系統(tǒng)。混和間冷存在問題：混合式間接空冷系統(tǒng)循環(huán)水屬于閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，水質(zhì)為除鹽水，系統(tǒng)運行要求的PH值應(yīng)在7.5至8.5范圍內(nèi)；汽輪機排汽冷卻后的凝結(jié)水與循環(huán)水匯流混合到一起，因此，凝結(jié)水經(jīng)過凝結(jié)水泵提升至凝結(jié)水處理系統(tǒng)處理，再送至鍋爐。對超臨界機組，鍋爐用水要求PH值應(yīng)在9至9.5范圍內(nèi)，這樣如何保證混合式間接空冷系統(tǒng)循環(huán)水與鍋爐用水的PH值在一定合適范圍內(nèi)就成一個問題。

1.３直接空冷直接空冷可以采用機械通風(fēng)形式（ACC），也可采用自然通風(fēng)形式（ＮＤＣ）。

ACC系統(tǒng)因系統(tǒng)簡單、運行靈活、初投資低，換熱次數(shù)少而效率高，受到青睞。但隨著環(huán)保要求的提升，ACC系統(tǒng)噪音擾民凸顯；ACC系統(tǒng)對大風(fēng)的風(fēng)向（比間冷）敏感，且風(fēng)扇耗能較大。經(jīng)典的直接干式冷卻系統(tǒng)ACC的原理圖：2.國內(nèi)NDC的發(fā)展歷程

1993年比利時HAMON-LUMMUS公司首先提出NaturalDraftCondenser的概念，即后來被廣泛談?wù)摰腘DC系統(tǒng)，它的核心概念就是用自然抽風(fēng)冷卻塔替代ACC系統(tǒng)的風(fēng)扇強制鼓風(fēng)。但該研究只停留在空冷凝汽器塔內(nèi)屋脊水平布置的層面上，簡單的說，就是去掉ACC系統(tǒng)的風(fēng)扇，把ACC擺到冷卻塔內(nèi)。該公司為新疆紅雁池二電廠的一臺200MW機組配備干式冷卻塔的概念設(shè)計為：塔全高H=94m，塔底部直徑D=83m，進風(fēng)口高度h=10m，未能進入實際應(yīng)用階段。

1994年德國GEA公司提出NaturalDraftAirCooledCondenser概念，即后來其圖形被廣泛復(fù)制的NDACC系統(tǒng)。1995年10月德國GEA公司為新疆紅雁池二電廠的一臺200MW機組配備干式冷卻塔的初步設(shè)計為：塔全高H=115m，塔底部直徑D=127m，進風(fēng)口高度h=14m，空冷凝汽器在塔內(nèi)仍呈屋脊?fàn)钏讲贾?，下部增設(shè)有百葉窗，但也未能進入實際應(yīng)用階段。

受表面間冷的啟發(fā)，國內(nèi)某公司在2009年提出了TZL系統(tǒng)（其實也就是NDC系統(tǒng)），并已申請了實用新型專利。該TZL系統(tǒng)已在陜西神木大柳塔電廠0.3MW機組濕冷改造直冷中實施。

TZL直接干式冷卻系統(tǒng)的原理圖：圖中繪制了3個完全相同的凝汽與冷卻單元。左右兩側(cè)單元的翅片管束板簡化為板狀繪制。為了突出重點，未畫冷卻塔環(huán)梁處的鋼筋混凝土斜挑板。３.目前NDC的最新發(fā)展

最近SPX公司提出了他們特有的自然通風(fēng)冷卻系統(tǒng)(NDC)，該系統(tǒng)正在專利申請中。該技術(shù)是基于現(xiàn)有成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上通過創(chuàng)新發(fā)展起來的:(１）自然通風(fēng)間接空冷塔的冷卻三角布置；（2）六角型直接冷卻的垂直SRC布置（3）ACC系統(tǒng)；（4）單排管(SRC--Si