汽輪機冷端係統—空冷係統簡介
技術交流
作者：劉東
摘要：汽輪機冷端係統是電廠重要的輔助係統，主要作用是冷卻在汽輪機中做完功的乏汽，影響到火力發電廠汽輪機安全、穩定、經濟運行。從國家的節能減排政策和節約用水兩方麵考慮，對於冷端係統的運行優化對火力發電廠發展是至關重要的，文章對汽輪機冷端係統—空冷係統進行了介紹。
關鍵詞：汽輪機冷端係統；空冷係統；發電廠；冷卻原理；散熱器翅片 文獻標識碼：A
中圖分類號：TK264 文章編號：1009-2374（2015）21-0072-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.21.036
1 概述
我國南方水資源較豐富，但中西部地區水資源比較匱乏，隨著中西部地區經濟建設的發展，水資源逐漸成為製約我國中西部地區發展的重要因素。火電機組采用空冷技術後，電廠的耗水量比濕式循環冷卻係統耗水量要降低75%～85%，節水效果十分顯著。
隨著我國中西部地區經濟建設的快速發展，意識到節約用水對經濟建設和發展的重要性，近年來我國中西部地區許多火電機組采用直接空氣冷卻係統，發電廠的發電成本和發電用水大幅降低，直接空氣冷卻係統得到了推廣和應用。但目前我國直接空氣冷卻係統機組在這方麵還處於摸索和起步階段。因此，國內直接空氣冷卻係統機組設備的製造和研發，需要通過各火力發電廠在安裝、調試、實際運行中收集的各項數據和積累的經驗，對直接空氣冷卻係統不斷進行技術革新，為火力發電產機組的安全、穩定、經濟運行做出貢獻。
2 發電廠空冷係統的方式
2.1 直接空氣冷卻係統
直接空氣冷卻係統，又稱為直接空氣冷卻凝結係統。汽輪機作完功的乏汽經排汽大管道送至布置在室外的空氣凝汽器的空冷散熱器中，由冷卻風扇將空氣送至空冷散熱器外流動，冷卻管內的排汽，使排汽凝結成水，冷凝的凝結水再由凝結水泵送至熱力係統中進行循環。
2.2 間接空氣冷卻係統
由於直接空氣冷卻係統在環境空氣溫度變化時對汽輪機的排汽背壓影響較大，對機組的安全、穩定運行存在一定的隱患。近年來部分火電機組采用濕冷與直接空冷相結合的間接空氣冷卻係統。根據結構和型式不同的凝汽器及所采用冷卻介質的不同，間接空氣冷卻係統可分為以下三類：
2.2.1 汽輪機做完功的乏汽與冷卻水混合換熱的間接空氣冷卻係統。汽輪機做完功的乏汽排入混合式凝汽器中，與進入混合式凝汽器的冷卻水（除鹽水）混合，冷卻水帶走乏汽的熱量，乏汽遇到溫度低的冷卻水凝結成凝結水。部分凝結水與除鹽水混合的水，用凝結水泵送至熱力係統中進行循環。絕大部分凝結水與除鹽水混合的水用循環水泵送到間接冷卻塔中的散熱器內，由空氣進行自然冷卻，冷卻後的水再次進入混合式凝汽器中進行循環。
2.2.2 汽輪機做完功的乏汽與冷卻水表麵換熱的間接空氣冷卻係統。這種空冷係統與傳統的濕冷係統相似，汽輪機做完功的乏汽排入表麵式凝汽器內，乏汽流過凝汽器中不鏽鋼管與管內流動的冷卻水進行表麵換熱，乏汽冷凝後，用凝結水泵送至熱力係統中進行循環。管內流動的冷卻水帶走熱量，通過循環泵升壓後，送入間冷塔內的熱水環管，通過熱水環管將熱水再送入間冷塔四周布置的空冷散熱片中，雙曲線構造設計的間冷塔通過自抽力，將塔外的冷空氣抽入塔內，空冷散熱器中與空氣對流換熱。溫度降低的冷卻水通過冷水環管，重新進入凝汽器中冷卻汽輪機排出的乏汽。
2.2.3 采用冷卻劑的間接空冷係統。這種冷卻方式是通過低沸點工質（如氟裏昂等）代替水作為中間冷卻介質。低沸點冷卻介質與空氣進行熱交換可以省去循環水泵，係統比較簡單，傳熱性能好，但冷卻劑價格昂貴，還有一些其他問題有待進一步解決。
3 直接空氣冷卻機組的特點和係統組成
目前，隨著直接空冷技術的不斷成熟，直接空冷機組得到較廣泛的應用，我國哈爾濱空調股份有限責任公司已經製造出300MW級機組空冷塔，實現設備國產化，使空冷造價降低，對直接空冷的廣泛應用起到了良好的推動作用。因此，結合筆者工作實際，主要對直接空冷機組運行中真空的影響因素和相應的處理措施進行探討。
3.1 直接空氣冷卻係統的冷卻原理