清水川電廠空冷機組優勢簡析

【摘 要】目前國內外電站空冷是二大類：一是間接空氣冷卻系統，二是直接空氣冷卻系統。其中間接空氣冷卻系統又分為混合式空氣冷卻系統和表面式空氣冷卻系統。電站空冷系統節水優勢明顯，適用于缺水地區，因此，近年來隨著我國水資源的日益匱乏和國家節水環保標準的不斷提高，電站空冷行業有著廣闊的市場發展前景。

【關鍵詞】直接空冷；翅片；冷卻塔

0 概述

目前國內外電站空冷是二大類，一是間接空氣冷卻系統，二是直接空氣冷卻系統。其中間接空氣冷卻系統又分為混合式空氣冷卻系統和表面式空氣冷卻系統。世界上第一臺1500KW直接空冷機組，于1938年在德國一個坑口電站投運，已有60多年的歷史，幾個典型空冷機組是：1958年意大利空冷電站2X36MW機組投運、1968年西班牙160MW電站空冷機組投運、1978年美國懷俄明州Wodok電站365MW空冷機組投運、1987年南非Matimba電站6X665MW直接空冷機組投運。當今采用表面式冷凝器間接空冷系統的最大單機容量為南非肯達爾電站6X686MW；全世界空冷機組的裝機容量中，直接空冷機組的裝機容量占60%，間接空冷機組約占40%。

1 直接空冷系統的組成和范圍

直接空冷系統的范圍自汽輪機低壓缸排汽口至凝結水泵入口范圍內的設備和管道，主要包括：（1）汽輪機低壓缸排汽管道；（2）空冷凝汽器管束；（3）凝結水系統；（4）抽氣系統；（5）疏水系統；（6）通風系統； （7）直接空冷支撐結構；（8）自控系統；（9）清洗裝置。

2 清水川電廠空冷系統簡介

表1

我廠2×300MW火力發電機組，汽機主機采用上海汽亞臨界、單軸、中間再熱、雙缸雙排汽、空冷凝汽式汽輪機，我廠采用德過GEA技術，減速機采用德國SEW，電機采用ABB變頻電機，風機采用豪頓。直接空冷系統亦稱為ACC（Air Cooled Condenser）系統，它是指汽輪機的排汽引入室外空冷凝汽器內直接用空氣來冷凝。其工藝流程為汽輪機排汽通過大直徑的排氣管道引至室外的空冷凝汽器內，布置在空冷凝汽器下方的軸流冷卻風機驅動空氣流過冷卻器外表面，將排汽冷凝為凝結水，凝結水再經泵送回汽輪機的回熱系統。基于防凍的要求，直接空冷系統一般需設置順流凝汽器和逆流凝汽器。直接空冷系統中大部分的蒸汽在順流凝汽器中被冷凝，剩余的小部分蒸汽再通過逆流凝汽器被冷凝。在逆流凝汽器中，由于蒸汽和凝結水的運動方向相反，凝結水不易凍結。在逆流凝汽器的頂部設有抽真空系統，可將系統內的空氣和不凝結氣體抽出。空冷系統的主要設計參數：

我廠直接空冷系統主要技術參數如表1。

3 空冷系統優勢

3.1 節水優勢

電站空冷系統是電站的重要生產設備，業內稱這為空冷電站除鍋爐、汽輪機、發電機外的“第四主機”，是提高火電站節水能力的主要選擇。由于電站空冷系統節水優勢明顯，適用于缺水地區，因此，近年來隨著我國水資源的日益匱乏和國家節水環保標準的不斷提高，電站空冷行業有著廣闊的市場發展前景。按常規濕冷電站耗水量計，1座中等規模火電站（2×300MW）的耗水量將達到每年750萬噸。這相當于我國近10萬城鎮居民1年的生活用水，在缺水地區建造濕冷電站將面臨與民爭水的局面，不利于經濟發展和社會和諧穩定。相關資料還表明，空冷機組相比濕冷機組節水75%-80%。也就是說，建造一座濕冷電站用水量相當于建造5座以上空冷電站用水量。而造價方面，空冷機組要高于濕冷機組，盡管空冷系統建設時會有較高投入，但在電站建成運行后，節約了大量水資源，環境和社會綜合成本有效降低。我廠我廠一期裝機容量2×300MW一年相對同容量濕冷機組節水750×75%=562.5萬噸，每噸水按5元，年節約費用2812.5萬元。

3.2 直接空冷造價及節能優點

3.2.1 鋼平臺占地，要比鋼筋混凝土塔為小

3.2.2 效益要比間接冷卻系統大30%左右，散熱面積要比間冷少30%左右

3.2.3 造價相比經濟

3.2.4 采用變頻電機變頻，變頻范圍在10%-110%，節能40%左右

4 結束語

空冷島系統對汽輪機組來說至關重要，尤其對保證汽輪機組背壓和機組效率，只有它正常的發揮作用，才能保證所有的保護參數有效。是提高火電站節水能力的主要選擇，因此，近年來隨著我國水資源的日益匱乏和國家節水環保標準的不斷提高，電站空冷行業有著廣闊的市場發展前景。

[責任編輯：劉帥]