【正文】 則調(diào)解到較低轉(zhuǎn)速。 控制系統(tǒng)至少由下列部分構(gòu)成： －蒸汽背壓和蒸汽溫度檢測 －在蒸汽 /凝結(jié)水箱管路中地溫度檢測 基本上，直接空冷系統(tǒng)地控制和議表系統(tǒng)用來控制在需要的背壓下風(fēng) 扇的轉(zhuǎn)速。 控制和儀表系統(tǒng) 對于非設(shè)計(jì)條件下的運(yùn)行狀態(tài)和特殊運(yùn)行方式（設(shè)計(jì)條件指正常運(yùn)行狀態(tài)），比如啟動、旁路運(yùn)行、防凍措施和停機(jī)等，需要儀表和控制系統(tǒng)來控制冷凝器機(jī)組安全地運(yùn)行，并且滿足汽輪機(jī)需要的運(yùn)行條件。 凝結(jié)水箱位于蒸汽 /凝結(jié)水聯(lián)箱管路下方，同時(shí)其位置應(yīng)比凝結(jié)水泵的位置盡量可能地越高越好，以便提供充分的吸入壓力從而可以使用標(biāo)準(zhǔn)的水平布置的水泵。 如果不能實(shí)現(xiàn)靠重力將凝結(jié)水收集到凝結(jié)水箱，則需要在熱井下方配備排水泵以便將凝結(jié)水輸送到凝結(jié)水箱。凝結(jié)水箱的容量設(shè)計(jì)成可收集 5－ 10分鐘期間的凝結(jié)水。凝結(jié)水靠重力從蒸汽 /凝結(jié)水聯(lián)箱的管路經(jīng)過凝結(jié)水管路流到凝結(jié)水箱，對于使用射汽抽氣器的抽真空系統(tǒng)，凝結(jié)水也來自于表面冷卻器。 當(dāng)系統(tǒng)真空降低到比設(shè)定值還大 10KPa 時(shí)，可通過壓力開關(guān)PS 使備用泵自動投入運(yùn)行；當(dāng)抽吸壓力達(dá)到設(shè)定值 10～ 30KPa 時(shí)，則由 PS 的作用又使備用泵停下，這樣就保證了抽氣壓力在規(guī)定范圍內(nèi)運(yùn)行。在蝶閥的前后裝有壓差開關(guān) (PDS)， 只有當(dāng)氣動蝶閥的前后壓差小于 3kPa (有的電廠為 ，此值可以 調(diào)整 )時(shí)， 氣動蝶閥 開啟 ，冷凝器氣側(cè)的氣體被接通 經(jīng)氣動蝶閥抽入真空泵 。 冷卻器冷卻水一般可直接取自凝汽器冷卻水進(jìn)口，出水接入凝汽器冷卻水出口。 泵組系統(tǒng)工作流程見圖 27，由凝汽器抽吸來的氣體 進(jìn)入 氣體吸人口 1， 經(jīng)過常開式氣動蝶閥 2， 沿泵吸氣 管道 3，進(jìn)入 水環(huán)真空泵 5，該泵由低速電動機(jī) 7通過聯(lián)抽器 6驅(qū)動，由真空泵排出的 混合氣體經(jīng)泵出口管 道 9，進(jìn)入氣水分離器 8， 分離后的氣體經(jīng)氣體排出口 10 排向大氣。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，則保持一到二臺運(yùn)行，維持系統(tǒng)真空。 抽真空系統(tǒng)中設(shè)有真空破壞閥門，當(dāng)需要破壞系統(tǒng)真空時(shí)，可開啟真空破壞閥。在汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，采用出力較小的主抽氣器，以維持排汽系統(tǒng)的真空。 國外該系統(tǒng)多采用射汽抽氣器。同時(shí)使空氣的分壓力增加，由于空氣的溶解度與其分壓力成正比，由 此造成更多的空氣溶入水中，而使凝結(jié)水含氧量增加。 是否能保持最有利的真空，是衡量抽真空設(shè)備運(yùn)行好壞的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，對汽輪機(jī)的安全性和經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。在正常運(yùn)行時(shí)及時(shí)抽掉蒸汽和疏水中以及泄漏入真空系統(tǒng)的空氣和其他不凝結(jié)氣體，以維持空冷凝汽器真空和減少對設(shè)備等的腐蝕。抽真空系統(tǒng) 的作用就是 建立和維持汽輪機(jī)組的低背壓和凝 汽器的真空。 抽真空系統(tǒng) 抽真空系統(tǒng)是直接空冷系統(tǒng)的重要組成部分。 為使整體空冷裝置的噪聲符合《工廠企業(yè)廠 界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》（ GB1234890）的要求，空冷風(fēng)機(jī)采用大直徑、慢轉(zhuǎn)速、低噪聲的風(fēng)機(jī)，并配備低電壓變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速，達(dá)到節(jié)能降噪的目的。 （ 4） 較高的靜壓全壓比：要求比值達(dá) ～ 。 （ 2） 高靜壓效率要求：η s≥ 58～ 66%（風(fēng)機(jī)群運(yùn)行的能耗水平）。每組空冷 凝汽器配置一臺軸流式風(fēng)機(jī)。 圖 25 空冷元件發(fā)展的三個(gè)階段 第 16 頁 圖 26 單排管示意圖 冷卻風(fēng)機(jī) 和抽真空系統(tǒng) 冷卻風(fēng)機(jī) 冷卻風(fēng)機(jī)的作用是為空冷凝汽器提供冷卻汽輪機(jī)排汽所需的介質(zhì) — 空氣。 （ 5） 換熱面更加緊湊，設(shè)備占地面積減少。 （ 3） 解決了管束內(nèi)不凝結(jié)氣體積聚的問題，凝結(jié)水流動更加順暢，減少了凝結(jié)水的過冷度和發(fā)生冬季冰凍的危險(xiǎn)。 單排管束與多排管束相比具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1） 因?yàn)楣苁鴥蓚?cè)換熱面積被充分利用，空冷凝汽器總換熱面積減小，因而造價(jià)降低，同時(shí)也縮短了制造周期。 目前生產(chǎn)鋼制多排管的主要是德國巴 克杜爾 (BDT)公司，國內(nèi)生產(chǎn)基 地位于張家口市；生產(chǎn)雙排管的主要是德國基伊埃 (GEA)公司，國內(nèi)生產(chǎn)基地在太原市捷益公司、哈爾濱空調(diào)股份有限公司；原比利時(shí)哈蒙 (HAMON)公司生產(chǎn)單排管，國內(nèi)沒有生產(chǎn)線， 2020 年被 BDT 第 15 頁 公司總部購并后，與 BDT 合并為同一家公司，于 2020 年在天津上了兩條生產(chǎn)線，到目前為至，三種管型均在國內(nèi)有了合資生產(chǎn)線，或獨(dú)立生產(chǎn)。從減少管內(nèi)阻力和防凍考慮，管徑要選的大一些。以下主要介紹應(yīng)用于直接空冷系統(tǒng)的冷卻元件。 （一）冷卻元件分類 根據(jù)散熱器光管及翅片所用金屬材料的不同，可以將應(yīng)用于空冷電廠的散熱器分為鋁管鋁翅片散熱器（也稱為福哥型散熱器）、鋼管鋼翅片散熱器和鋼管鋁翅片散熱器三類。從目前的資料看鋼結(jié)構(gòu)支架應(yīng)用的多一些 圖 22 空冷島單列流程圖 第 13 頁 圖 23 空冷構(gòu)架模擬圖 散熱管束 冷卻元件即翅片管，它是空冷系統(tǒng)的核心，其性能直接影響空冷系統(tǒng)的冷卻效果。這若干片管束組成一組空冷凝汽器。 空冷凝汽器管束按管內(nèi)凝結(jié)水與乏汽流向關(guān)系分為順流管束和逆流管束。大型火電機(jī)組的空冷凝汽器通常布置在緊靠汽機(jī)廠房的 A 列柱外側(cè)且平行于A列。主凝汽器多設(shè)計(jì)成汽水順流式，它是空冷凝汽器的主體；分凝汽器則設(shè)計(jì)成汽水逆流式，可造成空冷 凝汽器的抽空氣區(qū)。 （四） 據(jù)冷卻元件材質(zhì)與形狀 直接空冷凝汽器可分為 熱浸鋅橢圓鋼管套矩形翅片管、大口徑熱浸鋅橢圓鋼管繞橢圓翅片管、大直徑扁鋼管釬焊鋁蛇形翅片管、扁鋼管上熱浸鋅鋼翅片管等 空冷凝汽器。 （三） 據(jù)組成 管束的翅片管的排數(shù) 直接空冷凝汽器可分為單排翅片管空冷凝汽器和多排翅片管空冷凝汽器。與自然通風(fēng)直接空冷凝汽器相比，存在大直徑軸流風(fēng)機(jī)制造工藝要求高，風(fēng)機(jī)耗能大，噪聲控制要求嚴(yán)等技術(shù)問題，但因其具有占地面積小，基建投資小，冷卻風(fēng)量易于控制等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛的應(yīng)用。如對于 600MW 級直接空冷凝汽器由于自然通風(fēng)的 空冷塔尺寸太大，很難在汽輪機(jī)房外地段上找到布置廠地； 300MW級直接空冷凝汽器，由于目前其配備散熱面積、風(fēng)機(jī)臺數(shù)以及噪聲水平都達(dá)到最佳狀態(tài)，因而也限制了自然通風(fēng)直接空冷凝汽器的使用。 自然通風(fēng)直接空冷凝汽器 空冷凝汽器管束布置在自然通風(fēng)塔內(nèi)，通過自然通風(fēng)方式供給冷卻用空氣。 （二）據(jù)冷卻空氣的提供方式 直接空冷凝汽器的冷卻用空氣可通過自然通風(fēng)和強(qiáng)制通風(fēng)的方式供給。逆流式空冷凝汽器雖沒有凝結(jié)水過冷卻和冰凍現(xiàn)象，但由于散熱管管內(nèi)凝結(jié)水液膜較厚，汽阻大，故傳熱效果差。過冷卻還有導(dǎo)致冰凍的危險(xiǎn)。但在低負(fù)荷或低氣溫條件下，凝結(jié)水箱內(nèi)可能出現(xiàn)凝結(jié)水過冷卻現(xiàn)象。 順流式 第 11 頁 汽輪機(jī)排汽沿配汽管由上而下進(jìn)入空冷凝汽器被冷凝，冷凝后的凝結(jié)水的流動方向與蒸汽流動方向相同， 稱之為順流式空冷凝汽器。 直接空冷凝汽器中，汽輪機(jī)排出的蒸汽在裝有翅片管束的橢圓形或扁形管內(nèi)流動 ,冷空氣在翅片管外對蒸汽直接冷卻。 本章主要針對上述對空冷系統(tǒng)起重要作用的設(shè)備進(jìn)行闡述。冷卻單元又可分成順流管束冷卻單元和逆流管束冷卻單元。 圖 15 采用冷卻劑代替水的間接冷卻系統(tǒng) 1— 汽輪機(jī)； 2— 表面式凝汽器； 3— 凝結(jié)水泵； 4— 散熱器； 5— 自然通風(fēng)塔； 6— 汽液分離器； 7— 發(fā)電 機(jī) 第 10 頁 這些設(shè)備直接關(guān)系到直接空冷系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。主要包括：汽輪機(jī)排汽管道和膨脹節(jié)；蒸汽分配管及空冷器管束；凝結(jié)水系統(tǒng)；抽空氣系統(tǒng)；疏水系統(tǒng) ；空氣供應(yīng)系統(tǒng)；鋼構(gòu)架組成的空冷平臺；自控系統(tǒng)及儀表；各種管制件；系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備；清洗系統(tǒng)。組成空冷凝汽器的若干管束稱為散熱器。所需冷卻空氣，通常由機(jī)械通風(fēng)方式供應(yīng)。因此，目前這種冷卻系統(tǒng)尚處于探討之中，雖然有一些文章對此進(jìn)行了論述，但是無大型機(jī)組應(yīng)用實(shí)例報(bào)道。 低沸點(diǎn)冷卻介質(zhì)與空氣進(jìn)行熱交換可以省去循環(huán)水泵、系統(tǒng)比較簡單、傳熱性能好。其特點(diǎn)是：（ 1）冷卻水在循環(huán)過程中完全為密閉循環(huán)運(yùn)行，不產(chǎn)生水的損耗，理論上該系統(tǒng)耗水為零，是一種節(jié)水型的冷卻水系統(tǒng)；（ 2）該系統(tǒng)采用表面式凝汽器，冷 圖 14 SCAL 間接空冷機(jī)組原則性汽水系統(tǒng) 1— 鍋爐； 2— 過熱器； 3— 汽輪機(jī)； 4— 表面式凝汽器； 5— 凝結(jié)水泵； 6— 凝結(jié)水精處理裝置； 7— 低壓加熱器； 8— 除氧器； 9— 給水泵； 10— 高壓加熱器； 11— 膨脹水箱； 12— 冷卻水循環(huán)泵； 13— 鋁管鋁翅片散熱器； 14— 空冷塔； 15— 發(fā)電機(jī) 第 9 頁 卻水與凝結(jié)水有各自的系統(tǒng)，水質(zhì)按各自的標(biāo)準(zhǔn)處理，冷卻水系統(tǒng)采用除鹽水，且閉式運(yùn)行，凝汽器管束內(nèi)結(jié)垢堵塞的情況幾乎沒有，提高了表面式凝汽器的換熱效率；（ 3）表面式凝汽器采用不銹鋼管，福哥型散熱器為鋁材質(zhì)，控制循環(huán)水系統(tǒng)的 pH 值，可以成功控制兩種材質(zhì)的腐蝕速率，保證 使用壽命；（ 4）循環(huán)水系統(tǒng)處于密閉狀態(tài)，循環(huán)水泵揚(yáng)程低，消耗功率少，取消了水輪機(jī)和調(diào)壓裝置；（ 5) 采用鋁管鋁翅片散熱器，換熱效果好，散熱器面積較小，冷卻三角垂直布置在空冷塔外圍，空冷塔體型?。唬?6）系統(tǒng)簡單，操作方便，基建投資省。冷卻水在自然通風(fēng)塔周邊垂直布置的空冷散熱器中與空氣對流換熱，冷卻后的循環(huán)水經(jīng)循環(huán)水泵再送回到表面式凝汽器中冷卻汽輪機(jī)排汽，完成一個(gè)閉路循環(huán)，其流程如圖 14所示 。該系統(tǒng)由不銹鋼管的表面式凝汽器和空冷塔底部垂直布置的福哥型鋁管鋁翅片散熱器組成，并在空冷系統(tǒng)回路中設(shè)置了對冷卻水膨脹起補(bǔ)償作用的膨脹水箱。 哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)適用于核電站、熱電站和調(diào)峰大電廠。 哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)類似于濕冷系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是：①節(jié)約廠用電， 設(shè)備少，冷卻水系統(tǒng)與汽水系統(tǒng)分開，兩者水質(zhì)可按各自要求控制；②冷卻水量可根據(jù)季節(jié)調(diào)整，在高寒地區(qū)，冷卻水系統(tǒng)中可充以防凍液防凍；③空冷散熱器在塔內(nèi)布置，其帶負(fù)荷能力基本上不受大風(fēng)影響。哈蒙氏空冷系統(tǒng)的散熱器有橢圓形鋼管外纏繞橢圓形翹片或套嵌矩形鋼翅片的管束組成，橢圓形鋼管及翅片外表面進(jìn)行整體熱鍍鋅處理。 在空冷塔底部設(shè)有儲水箱，并設(shè)置兩臺輸水泵可向冷卻塔中的空冷散熱器充水。在哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)回路中，由于冷卻水在溫度變化時(shí)體積發(fā)生變化，故需設(shè)置膨脹水箱。哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)由表面是凝汽器與空冷塔構(gòu)成。鑒于海勒式間接空冷系統(tǒng)采用 的噴射式凝汽器，其運(yùn)行端差實(shí)際值和表面是凝汽器端差相比較沒有明顯減少。 （中性除鹽水水質(zhì)） 補(bǔ)充水 圖 12 海勒式空冷機(jī)組原則性汽水系統(tǒng) 1— 鍋爐； 2— 過熱器； 3— 汽輪機(jī)； 4— 噴射式凝汽器； 5— 凝結(jié)水泵； 6— 凝結(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— 冷卻水循環(huán)泵； 13— 調(diào)壓水輪機(jī)； 14— 全鋁制散熱器； 15— 空冷塔； 16— 旁路節(jié)流閥； 17— 發(fā)電機(jī) 第 7 頁 哈蒙氏間接空冷系統(tǒng)如圖 13 所示。海勒式間接空冷系統(tǒng)適合與氣候溫和、無大風(fēng)地區(qū)，帶基本負(fù)荷。 海勒式間接空冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：①以微正壓的低壓水系統(tǒng)運(yùn)行，較易掌握，可與中背壓汽輪機(jī)配套；②冷卻系統(tǒng)消耗動力稍低，廠用電稍少，約為 90%；③基建投資中等 ，為120%；④占地面積中等，為 156%。調(diào)壓水輪機(jī)在此空冷系統(tǒng)中的連接方式有兩種：一種是在許多空冷電廠已采用過的立式水輪機(jī)與立式異步交流發(fā)電機(jī)連接，另一種連接是臥式水輪機(jī)與臥式冷卻水循環(huán)泵、臥式電動機(jī)的同軸連接。受熱的循環(huán)冷卻水中的極少部分經(jīng)凝結(jié)水精處理后送至汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)。中性冷卻水進(jìn)入凝汽器直接與汽輪機(jī)排氣混合，并將其冷凝。由外表面經(jīng)過 防腐處理的圓形鋁管、套以鋁制翹片的管束所組成的“∧”形排列的散熱器，稱為缺口冷卻三角，在缺口處裝上百葉窗就成為一個(gè)冷卻三角。汽輪機(jī)排汽，在混合式凝汽器中與噴嘴噴射出來的冷卻水形成的水膜，直接接觸進(jìn)行換熱凝結(jié)，蒸汽凝結(jié)水與冷卻水混合在一起，除用凝結(jié)水泵將其中約 2%的水送回到回?zé)嵯到y(tǒng)外，其余的水用循環(huán)水泵送到干式冷卻塔中裝設(shè)的散熱器中，由空氣進(jìn)行冷卻，然后通過調(diào)壓水輪機(jī)回收部分能量后又被送回到混合式凝汽器中進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，其流程如圖 12 所示。 直接空冷適用于各個(gè)環(huán)境條件和各類燃煤電廠，要求煤價(jià)低廉，最好帶基本負(fù)荷。④系統(tǒng)的負(fù)壓區(qū)域大，制造、施工必須精心，以維持高度的嚴(yán)密性。②風(fēng)機(jī)群消耗動力大約為 100%，維修工作量大。由于直接空冷機(jī)組的真空系統(tǒng)龐大，易出現(xiàn)負(fù)壓系統(tǒng)氧氣吸入，又由于機(jī)組背壓偏高，易出現(xiàn)凝結(jié)水過冷度偏大，進(jìn)一步加大了凝結(jié)水中溶解氧的含量。已有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明。間接空冷系統(tǒng)的主要防凍手段是設(shè)置百葉窗來調(diào)節(jié)和隔絕進(jìn)入散熱器的空氣量，若百葉窗關(guān)閉不嚴(yán)或驅(qū)動機(jī)構(gòu)出現(xiàn)機(jī)械或電氣故障，將導(dǎo)致散熱器凍結(jié)。 ⑷電廠整體占地面積小。 ⑶ 耗能大。 ⑵ 真空系統(tǒng)龐大。汽輪機(jī)排汽直接由空氣冷凝，其背壓隨空氣溫度變化而變化。每個(gè)單元組 由多個(gè)主凝汽器與一個(gè)分凝汽器組成“人”字形排列結(jié)構(gòu)，并在每個(gè)單元機(jī)組下部設(shè)置一臺大直徑軸流風(fēng)機(jī)。 在直接空冷系統(tǒng)中，空冷凝汽器的布置與風(fēng)向、風(fēng)速及電廠主廠房朝向都有密切關(guān)系。本系統(tǒng)的作用是 在機(jī)組啟動時(shí)將一些汽水管道系統(tǒng)和設(shè)備中積集的空氣抽掉，一邊加快