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直接空冷与间接空冷系统特点比较

发布时间：2011/1/20 阅读次数：2109 字体大小: 【小】【中】【大】

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1）直接空冷系统特点

目前国内、外已经运行的600MW级的直接空冷机组较多，其运行特点可归纳如下：

a）汽轮机背压变动幅度大。汽轮机排汽直接由空气冷凝，其背压随环境空气温度变化而变化，本电厂所处地区一年四季温差较大，要求汽轮机要有较宽的背压运行范围。

b）真空系统庞大。汽轮机低压缸排汽通过大直径的管道引出，用空气作为冷却介质通过钢制散热器进行表面换热，冷凝排汽需要较大的冷却面积，导致真空系统容积庞大。

c）电厂整体占地面积小。由于直接空冷凝汽器一般采用机械通风，而且布置在汽机房A列外高架平台上，平台下面仍可布置变压器、出线架构和空冷风机配电间等建构筑物，占地空间得到充分利用，使得电厂整体占地面积相对减少。

d）厂用电耗较高。直接空冷系统所需空气由大直径的风机提供，2台1000MW机组整个空冷系统需要大直径轴流风机数量在160台左右，其能耗高于常规湿冷系统。

e）防冻措施灵活可靠。直接空冷系统可通过改变风机转速、停运部分或全部风机来调节空冷凝汽器的进风量，或使风机反转吸取热风来防止系统冻结，调节相对灵活，效果好而且可靠。

f）给水泵采用汽动，为了达到电厂的耗水指标，汽泵的冷却需采用间接空冷，2台机组需要建设1座间接空冷塔。

2）间接空冷系统特点

与直接空冷比较，间接空冷系统有以下特点：

a）汽轮机背压变动幅度较小。汽轮机排汽在凝汽器和空冷塔内通过水作为中间介质进行冷却，对环境温度变化的带来的影响产生了一定的抑制作用。

b）真空系统小。汽轮机设有凝汽器，和湿冷机组相近，真空系统很小。

c）电厂整体占地面积大。间接空冷塔为自然通风冷却，散热器全部布置在空冷塔内，塔的直径较大，占地面积较多，但是脱硫设施和烟囱可以布置在空冷塔内使得间接空冷系统占地相对减少，但总体占地还是大于直接空冷系统。

d）厂用电耗较低。间接空冷塔为自然通风，与直接空冷系统比较虽然增加了循环水泵的电耗，但是与直接空冷系统风机的耗电比较，间接空冷系统总体电耗还是减少了。

e）目前，国内对大直径空冷塔的结构设计正在研究之中。

f）防冻性能较差。间接空冷散热器管束的直径远小于直接空冷散热器，防冻性能较差，除了设计防冻措施外，在寒冷地区还必须加强散热器防冻的管理。

g）汽动给水泵的排汽可以进入主机排汽系统，和主机共用1座间接空冷塔。

对于1000MW机组来说，主机和汽动给水泵的冷却采用同1座间接空冷塔，塔的直径将大于200m，对于空冷塔直径大于200m的设计，目前我公司正在深入研究之中。

3）直接空冷和间接空冷系统技术特性比较

在本设计阶段按照本工程的特点，对直接空冷和间接空冷系统进行初步的技术特性比较，比较情况见下表。

表5.9-1 直接间接空冷系统技术特性比较

序号	比较　　项目	间接空冷系统　　（表面式凝汽器）	直接空冷系统
1	占地　　面积	表凝式凝汽器间接空冷系统每台机配置一座空冷塔。汽动给水泵的排汽直接进入主机，与主机共用1座空冷塔，空冷塔底部直径约228m，两座空冷塔之间留有一定的间距(空冷塔直径的一半以上)。	直冷系统空冷凝汽器高架布置在主厂房A列外场地上，2台机空冷凝汽器平台长×宽=240×102m²。空冷凝汽器平台下面可以布置变压器、出线架构等设施。汽动给水泵的排汽单独设置间接空冷塔，2台机组的汽动给水泵共用1座间接空冷塔，空冷塔底部直径约90m。　　直冷系统冷却设施的占地约为表凝式间接空冷系统的1/3。
2	机组　　背压	机组的背压高于湿冷机组。处于湿冷和直接空冷机组之间。机组的运行经济性略高于直接空冷机组。	与间接空冷系统比较，直接空冷系统的排汽阻力较大，机组的背压较高。
3	防冻　　性能	表凝式间接空冷系统在空冷塔进风口装设百叶窗及启闭执行机构，并用程序控制百叶窗开启角度调节进风量。冬季可以通过控制百叶窗的开度来调节循环水系统的水温，达到防冻的目的。国内内蒙地区已经运行的间接空冷系统均成功的度过了严寒，运行正常。同时，积累了间接空冷系统在寒冷地区运行的经验。	直接空冷系统采用适当的顺逆流比例配置，在低气温和低负荷工况下，能有效地防止蒸汽过冷却和凝结水结冰，避免空冷凝汽器损坏；大直径轴流风机采用调速电机，通过程序分组控制风机，调节空冷凝汽器的进风量，也能达到防冻的目的。

4	噪声　　问题	表面式凝汽器间接空冷塔基本无噪声，能够满足环保要求。	直接空冷系统距空冷凝汽器平台周围150~250m处噪音控制在55分贝左右，满足环保要求。同时可以采用低噪音轴流风机、降低通过空冷凝汽器的迎面风速来进一步降低风机的噪音，但投资会加大。
5	运行　　检修	表面式凝汽器间冷系统由于增加了中间的冷却环节，所以系统比较复杂，设备较多，运行操作麻烦。	直接空冷系统简单，设备少，控制系统也不复杂，因此运行调整比较简便。　　直冷系统抽真空系统庞大，大型轴流风机多，所以检修维护工作量略大，但不频繁。
6	夏季　　热风	调节空冷塔进风口的百叶窗，可以减少大风对空冷系统的影响。夏季防范热风的能力强于直接空冷。	据国内外已经运行的直冷机组的经验，直接空冷机组存在着夏季热风再回流的影响。国外曾出现过夏季因热回流造成机组停机的现象。
7	整体　　布置	空冷机组主厂房的布置方位不受风向的影响	为了减少夏季热风对空冷系统的影响，主厂房锅炉间布置的朝向应尽量避开热季的主导风向
8	初步　　经济　　比较	投资：因为有较大直径的间接空冷塔，间接空冷系统的初投资大于直接空冷系统。运行费用：间接空冷机组可以在较低的背压下运行，所以系统运行的经济性好于直接空冷系统。	投资：投资低于间接空冷系统。　　运行费用：直接空冷机组的背压较高，而且夏季受大风的影响较大。所以，机组运行的经济性不如间接空冷系统。

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