【文章內(nèi)容簡介】 第 17 頁 帶噴射式混合凝汽器的空冷系統(tǒng)是由匈牙利 EGI的海勒教授所創(chuàng)建，故又稱海勒（Heller）系統(tǒng)，目前在發(fā)電廠應(yīng)用 Heller系統(tǒng)的空冷散熱器均為福哥型。其特點(diǎn)是基管及翅片均為純鋁（﹪）制成，在集束基管上配以大面積的板式翅片代替通用的每根基管配置翅片的制造工藝。立式布置間接空冷系統(tǒng)指空冷散熱器垂直布置在冷卻塔進(jìn)風(fēng)口外側(cè)。（ACC）機(jī)械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng)是以布置在主廠房外的空氣冷卻凝汽器（Air Cooled Condenser 簡稱 ACC）代替布置在汽輪機(jī)下方的常規(guī)的水冷卻凝汽器。到目前為止，所有投產(chǎn)的 ACC系統(tǒng)都是以機(jī)械通風(fēng)方式供給凝結(jié)排汽用的空氣。凝汽器由許多翅片管組成。大型空氣冷卻凝汽器及風(fēng)機(jī)布置在汽機(jī)房外側(cè)高度為 20~45m的上方，不影響變壓器及出線的布置。 機(jī)械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng)的熱力系統(tǒng)簡圖見圖1。汽輪機(jī)排汽通過粗大的排氣管道送至室外的空氣冷卻凝汽器內(nèi)。軸流風(fēng)機(jī)使空氣流過凝汽器翅片管束的外側(cè)，將排汽冷凝為水。凝結(jié)水靠重力自流匯集于布置在下方的凝水箱內(nèi)，由凝結(jié)水泵送回汽輪機(jī)的回?zé)嵯到y(tǒng)。 機(jī)械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng)見圖 32。圖 32 機(jī)械通風(fēng)直接空冷系統(tǒng)流程圖其中: 1—鍋爐，2—過熱器，3汽輪機(jī)，4空氣凝汽器，5凝結(jié)水泵，6凝 第 18 頁 結(jié)水精處理裝置，7凝結(jié)水升壓泵，8低壓加熱器，9除氧器，10給水泵，11高壓加熱器，12汽輪機(jī)排汽管道，13軸流冷卻風(fēng)機(jī)，14立式電動機(jī)，15凝結(jié)水箱，16除鐵器，17—發(fā)電機(jī) 國內(nèi)外間接空冷系統(tǒng)運(yùn)行、生產(chǎn)概況 ACC 系統(tǒng)目前國內(nèi)在建和投產(chǎn)的 600MW 等級空冷機(jī)組大多采用 ACC 系統(tǒng)。國外也有較多業(yè)績。眾已周知，不一一列舉。 在八、九十年代前，建設(shè)的單機(jī)容量小，混合式間接空冷系統(tǒng)在國外多用于100～200WM 機(jī)組，國內(nèi) 19871988年建成投產(chǎn)的大同 X發(fā)電廠 6 號機(jī)組；19931995年建成投產(chǎn)的豐鎮(zhèn)電廠 3～6 號機(jī)組和近期投產(chǎn)的卓資發(fā)電廠 1～4 機(jī)組均為200MW容量的混合式間接空冷系統(tǒng)。近年來隨著單機(jī)容量增加，在國外海勒系統(tǒng)技術(shù)也有較大發(fā)展，國外已有用于相當(dāng)于 200～550MW 凝汽式汽輪機(jī)的發(fā)電廠業(yè)績，尚有土耳其 Bursa2700MW聯(lián)合循環(huán)機(jī)組和 Gebze amp。 Adapazari的 3777MW聯(lián)合循環(huán)機(jī)組（均相當(dāng)于凝汽輪機(jī)的 300MW等級冷卻負(fù)荷）。亞美尼亞 2300MW電廠采用兩機(jī)一塔方案，冷卻塔的散熱能力與 600MW機(jī)組容量相當(dāng)。而海勒系統(tǒng)的福哥式散熱器已用于在建的山西陽城發(fā)電廠的 2600MW表面式間接空冷系統(tǒng)的機(jī)組。 國內(nèi)外間接空冷系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)情況主要設(shè)備制造（1）ACC 系統(tǒng)空冷凝汽器可以是國外技術(shù)國內(nèi)制造，也可以完全國產(chǎn)，它們價格基本持平；風(fēng)機(jī)可以國產(chǎn)，也可以進(jìn)口品牌、國內(nèi)生產(chǎn)；齒輪箱需著名進(jìn)口或進(jìn)口品牌產(chǎn)品；其它如電動機(jī)、變頻器、真空隔絕閥等可以進(jìn)口也可以國產(chǎn)或進(jìn)口品牌，但有一定性價差距。在國內(nèi)能制造該散熱器的制造廠有哈空調(diào)、江蘇雙良、現(xiàn)屬 SPX公司的原德國BDT公司、德國 GEA公司、山西捷益等。（2）海勒間接空冷系統(tǒng)目前在發(fā)電廠應(yīng)用的該空冷散熱器均為福哥型散熱器，該散熱管束原由匈牙利 EGI 第 19 頁 公司開發(fā)研制，現(xiàn) EGI公司已歸屬于德國 GEA公司。其特點(diǎn)是基管及翅片均為純鋁（﹪）制成，在集束基管上配以大面積的板式翅片代替通用的每根基管配置翅片的制造工藝。由于立式布置散熱器長度等原因，目前尚無其他型式空冷散熱器在立式布置方式應(yīng)用的情況。但國內(nèi)的混合式間接空冷系統(tǒng)設(shè)計、制造能力基本停留在 90 年代初的 200MW 機(jī)組水平上，尚無大型機(jī)組應(yīng)用的業(yè)績。系統(tǒng)的主要設(shè)備：混合式凝汽器、散熱器、循環(huán)泵水輪機(jī)組、閥門、百葉窗控制機(jī)構(gòu)則需進(jìn)口或進(jìn)口技術(shù)制造。4 間接空冷系統(tǒng)優(yōu)化和計算根據(jù)本工程的廠址條件同步分別進(jìn)行了 ACC系統(tǒng)和海勒系統(tǒng)的優(yōu)化計算，得出了兩個系統(tǒng)的優(yōu)化方案，由于海勒系統(tǒng)最優(yōu)方案的 ITD值較低、設(shè)計背壓較低、因此投資較高，為此增加計算了海勒系統(tǒng)采用與 ACC系統(tǒng)相同設(shè)計背壓條件下（下簡稱“海勒高背壓”）的配置方案，該方案對海勒系統(tǒng)雖然從投資和運(yùn)行綜合經(jīng)濟(jì)性考慮不是最優(yōu)方案，但是在與 ACC全年機(jī)組出力基本相當(dāng)?shù)那闆r下（不包括冷卻系統(tǒng)耗電）是海勒系統(tǒng)投資最低方案，此外海勒系統(tǒng)為電廠采用煙塔合一乃至部分主要脫硫裝置進(jìn)塔提供了條件。因此對海勒系統(tǒng)又增加了煙塔合一和主要脫硫裝置進(jìn)空冷塔方案，為論證方便，各方案編號如下：（1） 方案 1：ACC 優(yōu)化方案+常規(guī)煙囪方案（2） 方案 2：海勒系統(tǒng)方案? 方案 21：海勒高背壓方案+常規(guī)煙囪方案? 方案 22：海勒高背壓方案+煙塔合一方案? 方案 23：海勒優(yōu)化方案+常規(guī)煙囪方案? 方案 24：海勒優(yōu)化方案+煙塔合一方案方案比較中，ACC 系統(tǒng)小機(jī)冷卻采用濕冷，海勒系統(tǒng)優(yōu)化方案的小機(jī)冷卻進(jìn)入海勒系統(tǒng)。 設(shè)計基礎(chǔ)資料 主機(jī)資料為參考值，本階段最終目的是進(jìn)行 ITD 初步優(yōu)化以確定比較合理主機(jī)背壓。 2022 年 9 月出版的可研階段《水文氣象報告》統(tǒng)計,主要數(shù)據(jù)如下： 第 20 頁 ? 設(shè)計氣溫為 15℃；? 夏季滿發(fā)氣溫為 32℃；? 10m 高平均環(huán)境風(fēng)速 2m/s。成本電價： 元/上網(wǎng)電價： 元/年固定費(fèi)率：%；年利用運(yùn)行小時數(shù)：5500h，即將每一方案的一次投資分?jǐn)偟侥?，分?jǐn)偮士紤]工程的經(jīng)濟(jì)服務(wù)年限和投資利潤率，加上各方案每年的運(yùn)行費(fèi)用（包括機(jī)組出力、輔機(jī)耗電等）和折舊費(fèi)用，得到該方案的年總費(fèi)用，取年總費(fèi)用最小的方案作為最優(yōu)方案。年運(yùn)行小時數(shù) 5500h，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行年限 20 年。 各系統(tǒng)方案優(yōu)化和計算 ACC 系統(tǒng)和海勒系統(tǒng)方案設(shè)計及優(yōu)化以下計算、配置均為 1 臺 660MW 機(jī)組數(shù)據(jù)，根據(jù)主機(jī)招標(biāo)結(jié)果如汽機(jī)參數(shù)與本次計算的參考值有出入，則有關(guān)配置參數(shù)會有相應(yīng)修改。 方案 1——ACC 系統(tǒng)（1）系統(tǒng)優(yōu)化本次根據(jù)參考的汽機(jī)資料對 ACC 系統(tǒng)方案進(jìn)行了初步優(yōu)化，以期確定 ACC 系統(tǒng)合理優(yōu)化的主機(jī)背壓?？绽湎到y(tǒng)的規(guī)?？梢杂?ITD 值體現(xiàn)，ITD 是排汽溫度與大氣干球溫度之差，ITD 高空冷系統(tǒng)一次性投資小，但機(jī)組的凈發(fā)電量減少，因此國內(nèi)外對空冷系統(tǒng)的總體方案優(yōu)化均采用 ITD 比選。首先按經(jīng)驗(yàn)選取 ITD=333341℃等五個方案進(jìn)行優(yōu)化計算。優(yōu)化結(jié)果見下圖 41。圖 41 ACC 系統(tǒng)優(yōu)化曲線 第 21 頁 由上圖可知，本工程 ACC 系統(tǒng)最優(yōu) ITD 范圍在 36~38℃，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果 ITD 最終選定為 38℃，相應(yīng) ACC 系統(tǒng)主機(jī)設(shè)計背壓為 15KPa，滿發(fā)背壓為 32KPa。（2）系統(tǒng)方案配置散熱器總冷卻面積：163~170 萬 m2迎風(fēng)面積為：13250~13820m 2冷卻段數(shù)：56順、逆流段面積比：:1迎風(fēng)面風(fēng)速： ~風(fēng)機(jī)型式：軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)直徑：風(fēng)機(jī)風(fēng)量：~520 m3/s風(fēng)機(jī)靜壓：~90Pa 第 22 頁 電機(jī)功率：132KW空冷平臺高度：45m2X600MW 等級平面占地尺寸：（3）系統(tǒng)布置ACC 系統(tǒng)圖見 41。ACC 布置圖見 42~4。 方案 2——海勒系統(tǒng)以下海勒系統(tǒng)技術(shù)方案設(shè)計和優(yōu)化是在 EGI 公司技術(shù)專家配合下完成的。（1）海勒高背壓方案設(shè)計（方案 11）該方案采用與 ACC 優(yōu)化方案相同的 ITD 和設(shè)計背壓進(jìn)行系統(tǒng)配置，具體見表 41。（2）海勒優(yōu)化方案設(shè)計（方案 13）本次根據(jù)參考的汽機(jī)資料對海勒式間接空冷系統(tǒng)方案進(jìn)行了初步優(yōu)化，以期確定海勒系統(tǒng)合理優(yōu)化的主機(jī)背壓。首先按經(jīng)驗(yàn)選取 ITD=2 23340℃等五個方案進(jìn)行優(yōu)化計算。優(yōu)化結(jié)果見下圖 45： 第 23 頁 第 1 頁 第 2 頁 第 3 頁 第 4 頁 第 1 頁 由上圖可知，本工程海勒系統(tǒng)最優(yōu) ITD 范圍在 ~℃，在此范圍內(nèi)年總費(fèi)用相差無幾，為減少一次性投資，本工程 ITD 根據(jù)優(yōu)化結(jié)果選定為 ℃，相應(yīng)設(shè)計背壓為 ，取整設(shè)計背壓定為 11KPa，滿發(fā)背壓為 24KPa。（3）海勒系統(tǒng)的煙塔合一方案為充分利用海勒冷卻塔內(nèi)空地，煙塔合一方案中塔內(nèi)還布置脫硫吸收塔、循環(huán)泵、氧化風(fēng)機(jī)等。冷卻散熱系統(tǒng)配置與常規(guī)方案相同，考慮煙道進(jìn)入尺寸和排煙要求，塔底部直徑和高度略有增加。（4）方案 2 系統(tǒng)主要配置如下表 41：（下表配置僅供本專題分析、比較用，最終配置根據(jù)主機(jī)招標(biāo)結(jié)果調(diào)整）表 41 海勒系統(tǒng)各方案主要配置一覽表海勒高背壓方案 海勒優(yōu)化方案序號項(xiàng) 目方案 21：常規(guī)煙囪方案 22：煙塔合一方案 23：常規(guī)煙囪方案 24：煙塔合一1 總散熱冷卻面積（萬 m2） ~110 ~110 ~150 ~1502 散熱單元個數(shù)（個） ~176 ~176 ~176 ~1763 冷卻塔底部散熱器外側(cè)直徑（m） ~144 ~150 ~144 ~1504 冷卻塔總高（m） 140~155 145~160 155~170 158~1705 噴射式混合凝汽器數(shù)量（臺） 2 2 2 26 設(shè)計背壓點(diǎn)端差（℃） 7 冷卻倍數(shù) 35~40 35~40 35~40 35~408 循環(huán)水管直徑（mm） ~DN2600 ~DN2600 ~DN2600 ~DN26009 設(shè)計背壓/滿發(fā)背壓（KPa） 15/32 15/32 11/24 11/24．ACC 系統(tǒng)和 Heller 系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較分析（1）ACC 系統(tǒng)和 Heller 系統(tǒng)技術(shù)比較見表 42。 第 2 頁 表 42 ACC 系統(tǒng)和 Heller 系統(tǒng)技術(shù)比較表序號 比較項(xiàng)目 方案 1——ACC 系統(tǒng) 方案 2——海勒系統(tǒng)1 散熱器及凝汽器空冷散熱器即為凝汽器。根據(jù)國內(nèi)經(jīng)驗(yàn)，ACC 系統(tǒng)可以采用單排管或多排管。單排管為覆鋁鋼管釬焊鋁翅片結(jié)構(gòu)，單排扁平管規(guī)格為21919mm，壁厚為；翅片規(guī)格為19019mm，壁厚為，翅片間距 。采用福哥式散熱器，由16~18mm 圓形鋁管套以600150mm 的大片鋁翅片，片距 ，垂直布置在自然通風(fēng)冷卻塔進(jìn)風(fēng)口外側(cè)。凝汽器采用噴射式混合凝汽器。2 防凍控制及運(yùn)行通過控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和開啟臺數(shù)。容易控制。冬季過冷度大，最低運(yùn)行背壓在 8~9KPa，影響運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。切斷部分冷卻單元和控制百葉窗開啟度調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量進(jìn)行防凍控制。比較容易控制。冬季運(yùn)行端差在 ~1℃，最低運(yùn)行背壓在 ~，可以利用低溫環(huán)境獲得經(jīng)濟(jì)性。3 環(huán)境條件影響受大氣溫度變化影響大；尤其受環(huán)境風(fēng)影響大（影響進(jìn)風(fēng)排風(fēng)條件，不利風(fēng)向會出現(xiàn)大幅熱回流，高溫時影響機(jī)組安全）。受大氣溫度變化影響比較大；對環(huán)境風(fēng)的