1、火力发电厂空冷系统的优选分析研究摘要：我国是一个水资源匮乏的国家，尤其在东北、华北、西北地区缺水更为严重。合理利用水资源已成为国家可持续发展的先决条件，空冷发电机组的发展，大大节约了水资源的使用，本文对火力发电厂空冷系统从投资、运行成本、水资源使用、当地气象条件等方面的分析，提供缺水地区选择不同空冷方式提供参考。 关键词：火电厂空冷技术、直接空冷、间接空冷。 中图分类号：TM621 文献标识码： A 1、空冷系统概述 我国空冷技术研究工作开始于上世纪 60 年代，1964 年由哈尔滨空调机厂、兰洲石油机械研究所、北京石油设计院共同开发研制的首台空气冷却器装在锦西石油五厂投入运行。1966 年在
2、哈尔滨工业大学试验电站的 50kW 机组上，首次进行了直接空冷系统的试验。1967 年在山西侯马电厂 1.5MW 机组上进行了直接空冷系统的工业性试验。20 世纪 80 年代庆阳石化总厂自备电站 3MW 机组的直接空冷系统投运。我国应用的大型空冷技术项目是在 20 世纪 80 年代末期，1987 年采用引进混凝式间接空冷系统，同时引进混凝式间接空冷技术的 2200MW 混凝式间接空冷机组在山西大同第二发电厂投产，这为国产化大型空冷机组的运行提供了工程实践经验。 我国从 1990 年开始了 200MW 级机组混凝式空冷系统的设计工作。1993 年在内蒙丰镇电厂投产的 4200MW 混凝式间接空冷
3、机组以及 1993年在山西太原第二热电厂投产 的 2200MW 表凝式间接空冷系统（采用黄铜管 HSn70-1A 表面式凝汽器，散热器是引进德国 GEA 公司技术生产的钢管钢翅片散热器）是国家“八五”攻关的两个课题，两个项目的第一台机组均在 1993 年投入生产运行。 2004 年 10 月华能山西榆社投产了 2300MW 亚临界直接空冷机组，是当时我国单机容量为最大的直接空冷机组； 2005 年 4 月在山西大同二电厂投产了 2600MW 亚临界直接空冷机组，是当时我国单机容量为最大的直接空冷机组。截止到 2009 年底，国家发改委核准的空冷机组容量已经达到了近 85000MW，我国空冷机组
4、的总装机容量达到了近 78000 MW，订货超过了 100000MW。在建或准备建设的 1000MW 超超临界空冷机组超过 10 台，可以说无论在数量上还是在单机容量上我国的空冷机组都走在了世界前列。 2、电厂空冷系统的分类 （1）直接空冷系统: 直接空冷技术的发展主要是围绕直接空冷凝汽器管束进行的，汽轮机排汽将几乎全部在凝汽器中冷凝成冷凝水。汽轮机排出的蒸汽在凝汽器翅片管束内流动，空气的流动也对蒸汽起到了直接冷却的作用。此外，由于直接空冷凝汽器的突出特点，已经逐渐在世界各国进行了技术研究并得到了广泛的推广。在现有运行的机组中，强制的通风方式其可调控性能较好，因此也被应用到各领域中去。由于间接
5、空冷凝汽器系统相对于直接空冷凝汽器系统设备多、维修量大、运行的难度也大。所以只能是水冷凝汽器系统和直接空冷凝汽器系统之间的一个过渡，而直接空冷凝汽器则是今后发电系统的发展方向。 （2）混合式（海勒式）间接空冷机组： 汽轮机排汽进入混合式凝汽器通过大量循环水混合冷却（循环水水质和凝结水水质相同） ，少部分水进入正常的回热系统，大部分水进入布置在空冷塔的散热管束，被空气冷却。 （3）表面式（哈蒙式）间接空冷系统：汽轮机排汽进入表面式凝汽器通过大量循环水将其冷却，循环水再进入布置在空冷塔周围的管束，被空气冷却。 由于我国空冷机组多建在北方缺水地区，冬季寒冷对防冻要求较高，凝结水温和背压不能过低；夏季
6、高温天气历时较短，因此在新建工程中，大多数采用了直接空冷系统。 直接空冷系统受环境风的风向及风速等气象因素的影响也较明显。国内已发生过因强对流气象条件导致汽轮机跳闸的事故。不利风向将影响进风、排风条件，产生热回流，直接影响机组效率。间接空冷系统对环境气象条件的敏感性和受环境气象条件影响变化较小。 空冷系统技术比较（以两台 330MW 为例） 2330MW 机组的配置方案 表面式间接空冷系统按对环境风敏感程度较低的散热器在塔内水平布置方案考虑，如采用立式布置散热器，冷却塔尺寸与混合式间接空冷系统基本相当。 3.1 投资费用比较 3.2 耗水量运行费用比较（以两台 330MW 为例） 3.3 耗电
7、量运行费用比较（以两台 330MW 为例） 3.4 年总费用差比较 4结论 我国是一个严重缺水的国家，人均淡水资源只有世界平均值得 1/5,我国东北、华北、西北地区缺水更为严重。随着人口的增长，人均淡水资源占有率不断地下降，对水的需求量却不断地增加，节水已成为我国国计民生的大事，水资源的可持续利用是社会可持续发展的先决条件，各行各业节约用水、合理用水已成为国家的一项战略国策。我国的工业用水中，湿冷机组冷却用水构成占较大比重，一台 1000MW 的湿冷机组日耗水量 11 万吨之多，如果机组建设大量湿冷机组，水资源的矛盾将日趋激烈，水资源的平衡将被打破，将会严重威胁社会发展和人类生存，而空冷机组尽管煤耗稍高，但无废水排放和水的蒸发，故在我国富煤缺水的地区建设空冷发电机组，变输煤为输电，节约大量的淡水资源符合我国发展的战略方针、政策。 参考文献： 1王秀英，浅谈在我国发展大型直接空冷机组的意义，2004 年世界工程师大会电力和能源分会场论文集。 2 柴靖，宇火电厂空冷技术的应用及技术经济分析，火力发电节水技术研讨会，2006.10
