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【摘 要】目前国内电厂采用直接空冷系统比较多，随着煤价的上涨，近年来一些电厂采用了间接空冷系统。本文分析了山西国金电力有限公司间接空冷系统的技术特点，以促进间接空冷的推广和应用。
【关键词】间接空冷；技术特点
1. 引言
山西国金电力有限公司一期工程为2×350MW超临界循环流化床间接空冷机组。空冷系统采用上海电气斯必克制造的表凝式间接空冷系统，为两机一塔布置，主要由表面式凝汽器、钢覆铝翅片冷却三角散热器（带百叶窗）、自然通风冷却塔、循环水泵组、贮水箱、充水泵组、稳压泵组、散热器清洗系统等设备构成，散热器水平（带有一定的坡度）布置。系统工艺流程如图1：
2.1 冷却塔整体描述。
（1）两台机组设计了1座自然通风、双曲线、钢筋混凝土冷却塔，管束分双层垂直布置在塔的周围。双流程设计主要是为了减小系统内水侧压降，降低循环水泵电耗，同时利用了管束内的双流程交叉流的热传遞效率高的优势。通过冷却三角双流程设计，冷却三角内的水侧压降为337mbar，塔内总压降为781 mbar。
（2）双层管束垂直布置使安装工作更容易。预制混凝土X柱立在环形基础上，支撑起整个双曲线塔壳。
（3）冷却水主分配管道和储水箱布置在塔内的地下。所有冷却三角分配成相同的相互独立的12个扇区。为避免阀门执行机构被淹，扇区环形管道的进/出隔离阀和排水阀布置在地面以上。
（4）百叶窗由电动执行机构步进式控制来调整进风量，避免在冬季发生结冻。当空气温度低于设计环境温度时，百叶窗可以调整进入冷却三角的空气流量使凝汽器温度保持在最佳水平。百叶窗是冷却三角的一部分。
（5）塔内设2个高位水箱，每台机组1个，在扇区充水前充满容量为一个扇区的水量。开始向扇区充水时，该扇区的疏水阀关闭，隔离阀和旁路阀打开，从塔内来水（热）环路流向扇区，同时高位水箱内的水流向回水（冷）环路，并流回凝汽器。冬季向扇区充水前，冷却水经一对旁路阀在主管道内循环，直至温度升高到安全的充水温度。
（6）尽管系统在正常运行时很少用到扇区的充排水，但采用了上述方法后，无论外界温度如何，都能安全操作。高位水箱内的水来自于地下储水箱，两个100%的潜水泵把水打到高位水箱，用时约10分钟。
2.2 紧急排水系统。 为防止系统故障造成的结冰危险，冷却水进/回水主管上各设一个紧急疏水阀。阀门打开时，冷却三角和配/集水管内的水流回到地下储水箱中。 重要的是，凝汽器和进/回水主管内的水不能排到地下储水箱中，它的容量只能承受冷却三角和配/集水管内的水。在进/回水管各设有一个带进/放空气阀的竖直回路。紧急疏水阀靠重力作用打开。打开紧急疏水阀的命令来自于机组控制器，通过按下主控制面板上的“紧急疏水”按钮实现，或在操作员没能在预先设定的时间内完成操作时，由机组的顺序控制系统自动完成。
2.3 冷却三角。
（1）冷却三角不易被电化学腐蚀，散热器采用钢覆铝散热器（基管为低碳钢，翅片为铝），基管的水侧是低碳钢，和铝管冷却器相比，钢材质的冷却器的优势之一在于可以解决化学腐蚀的问题。
（2） 冷却三角由12.5米高的管束按V字型组合在一起，翅片管为MCT-4Row。管束的联接采用的是交叉流方式。在水侧有两个管程。底部的联箱由纵向分隔将其分为入口部分和出口部分，上部联箱起着改变水流向的作用。
（3）冷却三角由4个管束和百叶窗组成，并配有共用的自支撑钢架，该钢架可用于水平和垂直方向的吊装和运输。也可用它们将冷却三角从水平位置提到垂直位置，或在特殊吊装和底部支撑时用。该钢架为菱形结构，可以经受自重、风荷载和地震产生的力量。冷却三角的最顶部通过固定部件连接在塔上。该固定部件是可以在热膨胀的情况下进行垂直方向的位移。冷却三角在电厂现场组装，然后通过吊车将其吊装到垂直位置。用螺栓将冷却三角固定在约2米高的环形通道的柱子上，冷却三角的布置是沿着塔外围 （其中的一个环形主管，百叶窗执行器和电缆等会安装在环形通道上）。
（4）低位冷却三角的冷却水来自地面环形主管道。每个冷却三角的顶部供水是由一对小口径管路组成（进水和回水管），该小口径管道连接到地面通用的环形主管。为了防止热胀产生的影响，在全部冷却三角的联接管道上均安装了可弯曲的连接件。
2.4 排气系统或充氮保护系统。当扇区需要充水时，为了排放出扇区内的空气，每个扇区都配备了环形空气搜集管道，所有冷却三角的顶部管箱均与之相连。每个扇区内的空气直接进入一根安置在环形空气搜集管道中部的立管，并通过立管顶部的开口端排入大气。立管的高度即使是在储水箱在充满状态下也不会使水溢出。当扇区排水时，空气会通过立管和扇区的环形空气搜集管道吸入到冷却三角和扇区的进出水管道内。氮气保存在地下水箱内，当扇区的水排到地下水箱时，氮气被打到排空的扇区内。向扇区充水时，则过程相反。
2.5 喷淋系统。喷淋系统所用的除盐水由电厂的水处理系统经主管道提供，通过水泵和过滤器送到塔内的环形主管，进而进入扇区分配管，当某扇区部分喷淋系统不能正常工作时，由扇区隔离阀将其隔开。带有喷嘴供水管和喷嘴的冷却三角分配管连接在扇区分配管上。喷嘴固定在水平布置的喷嘴供水管上。所有管道材料为聚丙烯。由环境温度决定喷淋系统水泵的启停。当夏季环境温度高时，喷淋系统自动启动，也可以手动操作。喷淋水在冷却空气接触散热器前直接蒸发到空气中。
2.6 防冻措施。由于散热面积巨大，间冷系统在冬季气温低时采取以下有效可靠的防冻保护：
（1）所有操作控制由电厂集控室的电子顺序控制系统完成，避免了人为操作失误。
（2）通过自动控制百叶窗角度调整空气量，保证水温在安全值以上，避免结冻。
（3）启动时，扇区总是注入在循环系统中被预热的水，且百叶窗完全关闭，进气量只是正常情况的1～2%。
（4）正常运行时，温度计安装在扇区的不同位置，在不同风向和风速情况下监测最低排水温度，并调整百叶窗角度以保持水温在安全设定值以上。
（5）扇区排空时，控制系统首先将百叶窗完全关闭，很快关闭扇区隔离阀，并打开排水阀。
（6）当冷却水循环停止或失电时，大尺寸紧急疏水阀在重力作用下打开，所有运行中的冷却器内的水全部在短时间（3～6分钟）内排掉。
（7）本项目采用MCT翅片管型，基管为扁管。如果因意外情况，发生管子冻结，管子会发生变形，但不会爆裂，避免了泄漏的可能。见图2：
2.7 传热表面的清洗。
（1）冷却三角内充满清洁的软化水，其PH值为9～9.5。因此水侧不需要清洗。空气中的颗粒，如灰尘、有机物和树木飞絮等，会使空气侧表面产生污垢，从而影响冷却三角的空气侧传热系数，造成冷却塔的散热能力下降。为消除这个问题，空气侧表面必须定期清洗，尤其在炎热的夏季到来之前。
（2）冷却塔配备有高效清洗装置，通过强力喷水去除空气侧表面的污垢。清洗装置由3个垂直的管子组成，上面配备有一系列的喷嘴。每根管子能清洗1/3高度的冷却三角，整个冷却三角可分3步清洗完成。垂直的清洗管还能围绕一根立轴相互独立地旋转并冲洗1/3高度的冷却三角。
（3）清洗管固定在一个铝质构架上，铝构架装在与冷却三角顶部螺栓连接的横梁上。两个工人就可以推动这个装有3根冲洗管的铝构架围绕冷却塔转。工人们可以将清洗装置停在每个冷却三角的中间，并依次旋转装有喷嘴的清洗管，从而完成每个冷却三角的冲洗。冲洗程序应该在每年的炎热夏季来临前执行。如果环境很脏，那么在夏季还需要反复清洗。
（4）间接空冷系统采用了MCT-4翅片管，它的4排管顺列布置，4排管共用一组翅片，清洗水可以通畅地穿过，相当于直接空冷的单排管，所以清洗效果比较好。见图3：
3. 结论
通过以上的分析，推动业内人士对表凝式间接空冷系统技术特点的掌握，促进间接空冷技术的发展。
参考文献
[1] 丁尔谋，发电厂空冷技术，北京。水利电力出版社，1992.
【关键词】间接空冷；技术特点
1. 引言
山西国金电力有限公司一期工程为2×350MW超临界循环流化床间接空冷机组。空冷系统采用上海电气斯必克制造的表凝式间接空冷系统，为两机一塔布置，主要由表面式凝汽器、钢覆铝翅片冷却三角散热器（带百叶窗）、自然通风冷却塔、循环水泵组、贮水箱、充水泵组、稳压泵组、散热器清洗系统等设备构成，散热器水平（带有一定的坡度）布置。系统工艺流程如图1：
2.1 冷却塔整体描述。
（1）两台机组设计了1座自然通风、双曲线、钢筋混凝土冷却塔，管束分双层垂直布置在塔的周围。双流程设计主要是为了减小系统内水侧压降，降低循环水泵电耗，同时利用了管束内的双流程交叉流的热传遞效率高的优势。通过冷却三角双流程设计，冷却三角内的水侧压降为337mbar，塔内总压降为781 mbar。
（2）双层管束垂直布置使安装工作更容易。预制混凝土X柱立在环形基础上，支撑起整个双曲线塔壳。
（3）冷却水主分配管道和储水箱布置在塔内的地下。所有冷却三角分配成相同的相互独立的12个扇区。为避免阀门执行机构被淹，扇区环形管道的进/出隔离阀和排水阀布置在地面以上。
（4）百叶窗由电动执行机构步进式控制来调整进风量，避免在冬季发生结冻。当空气温度低于设计环境温度时，百叶窗可以调整进入冷却三角的空气流量使凝汽器温度保持在最佳水平。百叶窗是冷却三角的一部分。
（5）塔内设2个高位水箱，每台机组1个，在扇区充水前充满容量为一个扇区的水量。开始向扇区充水时，该扇区的疏水阀关闭，隔离阀和旁路阀打开，从塔内来水（热）环路流向扇区，同时高位水箱内的水流向回水（冷）环路，并流回凝汽器。冬季向扇区充水前，冷却水经一对旁路阀在主管道内循环，直至温度升高到安全的充水温度。
（6）尽管系统在正常运行时很少用到扇区的充排水，但采用了上述方法后，无论外界温度如何，都能安全操作。高位水箱内的水来自于地下储水箱，两个100%的潜水泵把水打到高位水箱，用时约10分钟。
2.2 紧急排水系统。 为防止系统故障造成的结冰危险，冷却水进/回水主管上各设一个紧急疏水阀。阀门打开时，冷却三角和配/集水管内的水流回到地下储水箱中。 重要的是，凝汽器和进/回水主管内的水不能排到地下储水箱中，它的容量只能承受冷却三角和配/集水管内的水。在进/回水管各设有一个带进/放空气阀的竖直回路。紧急疏水阀靠重力作用打开。打开紧急疏水阀的命令来自于机组控制器，通过按下主控制面板上的“紧急疏水”按钮实现，或在操作员没能在预先设定的时间内完成操作时，由机组的顺序控制系统自动完成。
2.3 冷却三角。
（1）冷却三角不易被电化学腐蚀，散热器采用钢覆铝散热器（基管为低碳钢，翅片为铝），基管的水侧是低碳钢，和铝管冷却器相比，钢材质的冷却器的优势之一在于可以解决化学腐蚀的问题。
（2） 冷却三角由12.5米高的管束按V字型组合在一起，翅片管为MCT-4Row。管束的联接采用的是交叉流方式。在水侧有两个管程。底部的联箱由纵向分隔将其分为入口部分和出口部分，上部联箱起着改变水流向的作用。
（3）冷却三角由4个管束和百叶窗组成，并配有共用的自支撑钢架，该钢架可用于水平和垂直方向的吊装和运输。也可用它们将冷却三角从水平位置提到垂直位置，或在特殊吊装和底部支撑时用。该钢架为菱形结构，可以经受自重、风荷载和地震产生的力量。冷却三角的最顶部通过固定部件连接在塔上。该固定部件是可以在热膨胀的情况下进行垂直方向的位移。冷却三角在电厂现场组装，然后通过吊车将其吊装到垂直位置。用螺栓将冷却三角固定在约2米高的环形通道的柱子上，冷却三角的布置是沿着塔外围 （其中的一个环形主管，百叶窗执行器和电缆等会安装在环形通道上）。
（4）低位冷却三角的冷却水来自地面环形主管道。每个冷却三角的顶部供水是由一对小口径管路组成（进水和回水管），该小口径管道连接到地面通用的环形主管。为了防止热胀产生的影响，在全部冷却三角的联接管道上均安装了可弯曲的连接件。
2.4 排气系统或充氮保护系统。当扇区需要充水时，为了排放出扇区内的空气，每个扇区都配备了环形空气搜集管道，所有冷却三角的顶部管箱均与之相连。每个扇区内的空气直接进入一根安置在环形空气搜集管道中部的立管，并通过立管顶部的开口端排入大气。立管的高度即使是在储水箱在充满状态下也不会使水溢出。当扇区排水时，空气会通过立管和扇区的环形空气搜集管道吸入到冷却三角和扇区的进出水管道内。氮气保存在地下水箱内，当扇区的水排到地下水箱时，氮气被打到排空的扇区内。向扇区充水时，则过程相反。
2.5 喷淋系统。喷淋系统所用的除盐水由电厂的水处理系统经主管道提供，通过水泵和过滤器送到塔内的环形主管，进而进入扇区分配管，当某扇区部分喷淋系统不能正常工作时，由扇区隔离阀将其隔开。带有喷嘴供水管和喷嘴的冷却三角分配管连接在扇区分配管上。喷嘴固定在水平布置的喷嘴供水管上。所有管道材料为聚丙烯。由环境温度决定喷淋系统水泵的启停。当夏季环境温度高时，喷淋系统自动启动，也可以手动操作。喷淋水在冷却空气接触散热器前直接蒸发到空气中。
2.6 防冻措施。由于散热面积巨大，间冷系统在冬季气温低时采取以下有效可靠的防冻保护：
（1）所有操作控制由电厂集控室的电子顺序控制系统完成，避免了人为操作失误。
（2）通过自动控制百叶窗角度调整空气量，保证水温在安全值以上，避免结冻。
（3）启动时，扇区总是注入在循环系统中被预热的水，且百叶窗完全关闭，进气量只是正常情况的1～2%。
（4）正常运行时，温度计安装在扇区的不同位置，在不同风向和风速情况下监测最低排水温度，并调整百叶窗角度以保持水温在安全设定值以上。
（5）扇区排空时，控制系统首先将百叶窗完全关闭，很快关闭扇区隔离阀，并打开排水阀。
（6）当冷却水循环停止或失电时，大尺寸紧急疏水阀在重力作用下打开，所有运行中的冷却器内的水全部在短时间（3～6分钟）内排掉。
（7）本项目采用MCT翅片管型，基管为扁管。如果因意外情况，发生管子冻结，管子会发生变形，但不会爆裂，避免了泄漏的可能。见图2：
2.7 传热表面的清洗。
（1）冷却三角内充满清洁的软化水，其PH值为9～9.5。因此水侧不需要清洗。空气中的颗粒，如灰尘、有机物和树木飞絮等，会使空气侧表面产生污垢，从而影响冷却三角的空气侧传热系数，造成冷却塔的散热能力下降。为消除这个问题，空气侧表面必须定期清洗，尤其在炎热的夏季到来之前。
（2）冷却塔配备有高效清洗装置，通过强力喷水去除空气侧表面的污垢。清洗装置由3个垂直的管子组成，上面配备有一系列的喷嘴。每根管子能清洗1/3高度的冷却三角，整个冷却三角可分3步清洗完成。垂直的清洗管还能围绕一根立轴相互独立地旋转并冲洗1/3高度的冷却三角。
（3）清洗管固定在一个铝质构架上，铝构架装在与冷却三角顶部螺栓连接的横梁上。两个工人就可以推动这个装有3根冲洗管的铝构架围绕冷却塔转。工人们可以将清洗装置停在每个冷却三角的中间，并依次旋转装有喷嘴的清洗管，从而完成每个冷却三角的冲洗。冲洗程序应该在每年的炎热夏季来临前执行。如果环境很脏，那么在夏季还需要反复清洗。
（4）间接空冷系统采用了MCT-4翅片管，它的4排管顺列布置，4排管共用一组翅片，清洗水可以通畅地穿过，相当于直接空冷的单排管，所以清洗效果比较好。见图3：
3. 结论
通过以上的分析，推动业内人士对表凝式间接空冷系统技术特点的掌握，促进间接空冷技术的发展。
参考文献
[1] 丁尔谋，发电厂空冷技术，北京。水利电力出版社，1992.