直接空冷技術(shù)

大型汽輪機(jī)直接空冷技術(shù)報(bào)告單位：汽輪機(jī)所報(bào)告人：白永軍

主要內(nèi)容1.直接空冷技術(shù)概述2.直接空冷系統(tǒng)組成部分3.直接空冷機(jī)組特點(diǎn)4.直接空冷機(jī)組的技術(shù)關(guān)鍵5.直接空冷機(jī)組代表電站、制造商列表1、直接空冷技術(shù)概述

1.1什么是直接空冷?

1.2為何要采用直接空冷技術(shù)?

1.3直接空冷技術(shù)發(fā)展概況

1.1什么是直接空冷?

直接空冷

是干式冷卻（空冷）系統(tǒng)的一種方式，區(qū)別于間接空冷。汽輪機(jī)排汽經(jīng)過(guò)排汽管道直接送入散熱器（空冷凝汽器）冷卻后凝結(jié)成水，散熱器的熱量由管外流過(guò)的空氣帶走，這種系統(tǒng)叫直接空冷系統(tǒng)。冷卻方式分類直接、間接空冷系統(tǒng)區(qū)別``冷凝器冷凝器分凝器軸流風(fēng)機(jī)蒸汽分配管蒸汽未凝結(jié)部分爆破膜汽輪機(jī)汽輪機(jī)膨脹節(jié)汽輪機(jī)排汽過(guò)渡段排水坑排汽管道均衡管線至給水箱凝結(jié)水下降管凝結(jié)水箱水環(huán)真空泵凝結(jié)水泵疏水管線/泵Deaerator1.2為何要采用直接空冷技術(shù)?眾所周知，我區(qū)以煤炭資源豐富、土地資源廣闊，以及鄰近北京及京、津、唐電網(wǎng)等諸多優(yōu)勢(shì)，被國(guó)家列為能源、電力生產(chǎn)基地。但是我區(qū)水資源相對(duì)匱乏，以及國(guó)家要求建設(shè)內(nèi)蒙古綠色生態(tài)防線的要求，走可持續(xù)發(fā)展的道路，節(jié)約用水、提高水資源利用率已成為新世紀(jì)內(nèi)蒙電力工業(yè)發(fā)展的重大課題。最近幾年，國(guó)家審批的電廠項(xiàng)目反復(fù)強(qiáng)調(diào)優(yōu)先批準(zhǔn)空冷機(jī)組，現(xiàn)在我區(qū)在建和準(zhǔn)備建設(shè)的工程項(xiàng)目幾乎全部為直接空冷機(jī)組，所以大力推廣、應(yīng)運(yùn)空冷直接空冷技術(shù)迫在眉睫，也是大勢(shì)所趨。

1.3直接空冷技術(shù)發(fā)展、應(yīng)用概況

國(guó)外:電站使用直接空冷技術(shù)已有60多年的歷史，期間經(jīng)歷了容量由小到大、技術(shù)逐漸成熟、應(yīng)用地區(qū)逐步擴(kuò)大的過(guò)程。1938年，世界上第一臺(tái)直接空冷機(jī)組安裝于德國(guó)一個(gè)坑口電站，1.5MW；1958年，意大利的CittadiRoma電站2×36MW機(jī)組投運(yùn)；1968年，西班牙Utrillas燃煤電站160MW空冷機(jī)組投運(yùn)；到目前為止，直接空冷機(jī)組超過(guò)800多臺(tái)。最早投入運(yùn)行大型直接空冷機(jī)組的是德國(guó)GEA公司生產(chǎn)的1978年裝于美國(guó)懷俄達(dá)克電站的365MW機(jī)組，是當(dāng)時(shí)世界上單機(jī)容量最大的直接空冷機(jī)組。這臺(tái)直接空冷機(jī)組已安全運(yùn)行20多年。目前，世界上已投運(yùn)的最大的直接空冷機(jī)組也是由德國(guó)GEA公司生產(chǎn)，已于1991年建成的南非Matimba電站6×665MW機(jī)組，最后投產(chǎn)的一臺(tái)機(jī)組也已安全運(yùn)行10年多。`國(guó)內(nèi)：山西漳三電廠2×300MW直冷機(jī)組分別于2004年8月、9月投產(chǎn)。華能榆社電廠2×300MW直冷機(jī)組投產(chǎn)時(shí)間分別為2004年9月和2004年10月。

山西、內(nèi)蒙直冷機(jī)組在建規(guī)模、數(shù)量龐大，發(fā)展勢(shì)頭迅猛。2、直接空冷系統(tǒng)組成部分空冷凝汽器系統(tǒng)

橢圓翅片管束，蒸汽分配管，上、下管束聯(lián)箱，以及支撐管束的鋼構(gòu)架；空氣供應(yīng)系統(tǒng)

調(diào)速風(fēng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)，減速箱，整流罩，保護(hù)網(wǎng)；排汽管道系統(tǒng)

從汽輪機(jī)排汽裝置到各空冷凝汽器蒸汽分配管道之間的管道，及管道中間的膨脹補(bǔ)償器、隔斷閥、安全閥、爆破閥、疏放水管道

凝集水系統(tǒng)

空冷凝汽器的匯水管，凝結(jié)水箱，凝結(jié)水泵抽空氣系統(tǒng)

真空泵或其他抽氣器及相應(yīng)管道空氣冷凝器清洗系統(tǒng)

高壓水泵及清洗管道等

3、直接空冷機(jī)組特點(diǎn)`優(yōu)點(diǎn)

節(jié)水：空冷機(jī)組比濕冷機(jī)組節(jié)水65%以上；冷卻介質(zhì)：空氣可免費(fèi)獲取，無(wú)附加費(fèi)用；廠址：無(wú)特殊限制；維護(hù)費(fèi)用：空冷機(jī)組為濕冷機(jī)組的20~30%；環(huán)保：廢水可實(shí)現(xiàn)0排放，無(wú)汽水飄滴現(xiàn)象，對(duì)周圍電氣設(shè)備無(wú)影響。運(yùn)行對(duì)比`直接空冷間接空冷（混合式凝汽器）間接空冷（表面式凝汽器）運(yùn)行效果良好，不宜帶尖峰負(fù)荷，良好，可帶尖峰負(fù)荷良好，不宜帶尖峰負(fù)荷

防凍性能經(jīng)受-43℃—43℃有一定防凍經(jīng)驗(yàn)有一定防凍經(jīng)驗(yàn)熱風(fēng)再循環(huán)問(wèn)題有無(wú)無(wú)廠用電風(fēng)機(jī)耗發(fā)電功率1.6%

泵耗發(fā)電功率的0.3%泵耗發(fā)電功率的0.3%

占地面積，m2/MW1540-6040-60散熱面積，m211.3—1.41.3--1.4初投資

11.51.5缺點(diǎn)空冷系統(tǒng)體積龐大，但直接空冷占地為間接空冷的三分之一左右；空冷散熱器易受氣溫、大風(fēng)、降雨等環(huán)境因素影響；空冷散熱器不能靠近大型建筑物，易形成熱風(fēng)再循環(huán)；空冷散熱器要求采用制造工藝較高的翅片管；造價(jià)高，濕冷：直接空冷：間接空冷=2：3：6熱耗率較高：背壓高，廠用電率高，循環(huán)效率低5%左右，熱耗率高6-9%4、直接空冷機(jī)組的技術(shù)關(guān)鍵。熱風(fēng)再循環(huán)空冷機(jī)組ITD值的選擇排汽管道作用在排汽裝置上的作用力（力矩）風(fēng)機(jī)調(diào)速方式，風(fēng)機(jī)葉片防冷淬、防風(fēng)沙措施空冷凝汽器的清洗問(wèn)題真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性排汽隔離閥性能考核試驗(yàn)其他（補(bǔ)水位置、供貨范圍、設(shè)計(jì)范圍）4.1熱風(fēng)再循環(huán)熱風(fēng)再循環(huán)曾在馬廷巴電廠每年引起1-2次因背壓升高導(dǎo)致汽輪機(jī)眺閘保護(hù)動(dòng)作的事故。設(shè)計(jì)時(shí)，空冷凝汽器不能至于熱源體的下風(fēng)向。設(shè)置擋風(fēng)墻。

4.2空冷機(jī)組ITD值的選擇ITD：Initialtemperaturedifference，初始溫差，即汽輪機(jī)排汽溫度與設(shè)計(jì)環(huán)境溫度之差。ITD值應(yīng)優(yōu)化選擇：取值大小對(duì)機(jī)組運(yùn)行、初期投資影響甚大。初始溫差I(lǐng)TD的取值特點(diǎn)：國(guó)外ITD取值都較高，VODAK=41.7℃,MATIBA=39.2℃。

4.3排汽管道作用在排汽裝置上的作用力（力矩）管道系統(tǒng)直徑、體積龐大，膨脹作用力（力矩）十分強(qiáng)大。決不能將作用力完全強(qiáng)加與汽輪機(jī)或排汽裝置上。4.4風(fēng)機(jī)調(diào)速方式，風(fēng)機(jī)葉片防冷淬、防風(fēng)沙措施風(fēng)機(jī)分為單速、雙速，部分單速、部分雙速，全部變頻調(diào)速等。近年來(lái)國(guó)外電廠逐漸將雙速改為變頻。寒冷、風(fēng)沙大地區(qū)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片要求高。4.5空冷凝汽器的清洗問(wèn)題設(shè)備選型應(yīng)考慮容易清洗。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮附近電氣設(shè)備（主變、廠變、啟備變、出線等）及清洗人員的安全。4.6真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性真空系統(tǒng)體積巨大，泄露查找非常困難。安裝時(shí)要全部采用焊接管段，嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量。4.7排汽隔離閥排汽隔離閥作用：便于啟動(dòng)，防止冷凍等。排汽隔離閥數(shù)量：可多可少無(wú)限制。供熱機(jī)組需安裝。4.8性能考核試驗(yàn)分為汽機(jī)本體部分性能考核試驗(yàn)、空冷島部分性能考核試驗(yàn)兩部分?？绽鋶u部分性能考核試驗(yàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：VGB-R131Me4.9其他（補(bǔ)水位置、設(shè)計(jì)范圍、供貨范圍）補(bǔ)水位置無(wú)定論設(shè)計(jì)范圍、供貨范圍等接口問(wèn)題需注意。

國(guó)外：

德國(guó)GEA公司：成立于20世紀(jì)初，以能源技術(shù)制造為主，兼營(yíng)石化、食品加工設(shè)備。2000年銷售收入50億馬克?？绽湓O(shè)備是能源技術(shù)部的主要產(chǎn)品，年產(chǎn)散熱器占世界總產(chǎn)量三分之二左右。領(lǐng)先技術(shù)：

單排管直冷散熱器：采用鋼制扁園管、外鍍鋁，在將鋁翅片整體高溫?zé)釅涸诠芡狻?/p>

代表電站：

南非Matimba電站6×665MW直冷機(jī)組

5、主要制造商列表。國(guó)外哈蒙公司：總部比利時(shí)布魯塞爾，生產(chǎn)空冷設(shè)備、環(huán)保設(shè)備等有50年的歷史，年銷售額8億美圓以上。2003年被美國(guó)斯必克公司收購(gòu)。領(lǐng)先技術(shù)：

單排管直冷散熱器：采用鋼制扁園管、外鍍鋁，在將鋁翅片整體高溫?zé)釅涸诠芡?。代表電站?/p>

比利時(shí)布魯日電站2×460MW直冷機(jī)組國(guó)內(nèi)制造商斯必克張家口冷卻技術(shù)有限公司（原張家口巴克杜爾公司）

是斯必克公司最大的ACC生產(chǎn)基地，80%出口，20%供應(yīng)國(guó)內(nèi)。

業(yè)績(jī)：

山西古交、平朔、武鄉(xiāng)采用三排管，每個(gè)管束重9噸；河津、霍州、運(yùn)城采用單排管，每個(gè)管束重4噸；內(nèi)蒙上都采用單排管，每個(gè)管束重5-6噸；`山西捷益熱能設(shè)備廠

德國(guó)GEA公司雙排管生產(chǎn)技術(shù)，八五期間為國(guó)內(nèi)間接空冷機(jī)組配套生產(chǎn)空冷器。95年開(kāi)始生產(chǎn)直接間接空冷機(jī)組配套生產(chǎn)空冷器。性能優(yōu)良，德國(guó)本土檢測(cè)表明達(dá)到或超過(guò)國(guó)外同類產(chǎn)品。業(yè)績(jī)：太二2×200MW，新豐2×300MW，山西左云2×50MW

哈爾濱空調(diào)機(jī)廠哈爾濱空氣調(diào)節(jié)機(jī)廠始建于1952年，公司為國(guó)內(nèi)最大的電站空冷囂、石化空冷器、電站(核電站)空氣處理機(jī)組專業(yè)生產(chǎn)廠家和出口基地，其中石化空冷器國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率為50%以上。公司