第一版空冷技术导水工则Word格式文档下载.docx

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11空冷系统热工自动化

12直接空冷土建结构

13间接空冷土建结构

14空冷系统防冻措施

15直接空冷装置噪声防治

16空冷装置有关防火规定

17空冷设备招标文件编制及设备采购原则

18性能考核

附录A（标准的附录）本导则用词说明

条文说明

1.0.1本导则适用于华能集团公司所属的合资子公司和控股子公司安装大型和中型汽轮发电机组，汽轮机排汽采用空冷系统的火力发电工程。

大型汽轮发电机组的范围：

单机容量≥300MW，亚临界及以上参数。

中型汽轮发电机组的范围：

300MW>

单机容量≥125MW,超高压及以上参数。

1.0.2装设燃气蒸汽联合循环发电机组、整体煤气化联合循环发电机组的电厂以及其它采用空冷汽轮机的电厂可参照。

1.0.3本导则只对空冷系统涉及到有关部分做出规定，其它仍按有关规程规定执行。

下列标准所包含的条文通过在本导则中引用而成为本导则的条文。

凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本导则，然而，鼓励根据本导则达成共识的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是未注日期的引用文件，其最新版本适用于本导则。

GBZ1-2002工业企业卫生设计标准

GB12348-90工业企业厂界噪声标准

GB3096-93城市区域环境噪声标准

GB102工业循环水冷却设计规范

GB/T700－1988碳素结构钢

GB1591－1988低合金结构钢

GB8923－1988涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级

GB50017－2003钢结构设计规范

GB4053.1-4固定式工业钢平台、防护栏杆、直梯、斜梯安全技术条件

GB50009－2001建筑结构荷载规范

GB50010－2002混凝土结构设计规范

GB50011－2001建筑抗震设计规范

GB50007-2002建筑地基设计规范

GB50057建筑物防雷设计规范

GB50229－96火力发电厂与变电所设计防火规范

GB50046工业建筑防腐蚀设计规范

GB50191－93构筑物抗震设计规范

GB50204－2002混凝土结构工程施工及验收规范

GBJ22－87厂矿道路设计规范

DL5000-2000火力发电厂设计技术规程

DL5022-93火力发电厂土建结构设计技术规定

DL/T5054-1996火力发电厂汽水管道设计技术规定

DL/T712-2000火力发电厂凝汽器管选材导则

DL/T552-95火力发电厂空冷塔及空冷凝汽器试验方法

DL/T783－2001火力发电厂节水导则

DL/T5072-1997火力发电厂保温油漆设计规程

DL/T5153-2002火力发电厂厂用电设计技术规定

DL/T5175-2003火力发电厂热工控制系统设计技术规定

DLGJ102-91火力发电厂环境保护设计规定（试行）

DL5053-1996火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程

DL5031－94电力建设施工及验收技术规范（管道篇）

DL/T5057－1996水工混凝土结构设计规范

DL5073－2000水工建筑物抗震设计规范

DL5077－1997水工建筑物荷载设计规范

DL/T5082－1998水工建筑物抗冰冻设计规范

NDGJ16-89火力发电厂热工自动化设计技术规定

NDGJ5火力发电厂水工设计技术规定

SD268-1988燃煤电站锅炉技术条件

SD269-1988固定式发电用凝汽汽轮机技术条件

SD270-1988汽轮发电机技术条件

GB50140-2005建筑物灭火器配置设计规范

VGB-R131me<

真空状态下空冷凝汽器验收试验测量及运行监控VGB

导则>

BSEN45510-6-5:

2000<

电站设备采购导则>

6-5部分汽轮机辅机－干冷系统

3.0.1空冷电站：

电站汽轮机排汽采用空气作为冷却介质、空气与排汽或冷却水不直接接触的电站称为空冷电站。

3.0.2空冷汽轮机：

空冷电站使用的汽轮机称为空冷汽轮机。

3.0.3空冷机组：

空冷电站使用的汽轮发电机组称为空冷机组。

3.0.4空冷系统：

空冷系统亦称作干冷系统，其工艺型式分为：

机械通风式直控空冷系统（简称直接空冷系统）；

带混合式凝汽器间接空冷系统（简称混凝式间接空冷系统）；

带表面式凝汽器间接空冷系统（简称表凝式间接空冷系统）。

将直接空冷凝汽器布置在自然通风冷却塔的空冷系统称为带自然通风冷却塔的直接空冷系统。

3.0.5直接空冷系统是直接以环境空气作为冷源，通过空冷凝汽器将汽机的排汽直接冷凝成水的系统。

3.0.6间接空冷系统是以环境空气作为冷源、以密闭的循环水作为中间介质，将汽轮机排汽的汽化潜热传给循环水，密闭循环水通过空冷散热器将热量传给大气。

3.0.7采用空冷和湿冷联合冷却系统称为干湿联合系统。

3.0.8空冷凝汽器（AirCooledCondenser简称ACC），是直接空冷系统中的空冷装置,将汽轮机的排汽直接排到该装置中冷凝成凝结水，故称为空冷凝汽器。

3.0.9空冷散热器:

间接空冷系统中的空冷装置,它是将循环水中的热量散发到大气中，故称为空冷散热器。

3.0.10管束（bundles）:

是组成空冷凝汽器工厂供货的最小散热元件。

3.0.11冷却单元：

直接空冷系统中由几个管束和一套风机组组成的一个功能单元。

3.0.12初始温差ITD（InitialTemperatureDifference）：

直接空冷系统是指空冷凝汽器入口排汽温度与冷却空气入口温度的差值。

间接空冷系统是指空冷塔入口循环水温度与冷却空气入口温度的差值。

3.0.13散热面积：

是指与空气接触的所有传热元件的总外表面积，不包括输送排汽或循环水的管道和其他附件的外表面积。

3.0.14总传热系数：

是指平均每平米散热面积、每度对数平均温差所能散发的热量。

3.0.15凝结水温度：

是指空冷凝汽器下部凝结水收集管内凝结水的温度。

3.0.16抽真空温度：

是指空冷凝汽器逆流管束顶部抽空冷管内不凝气体的温度。

3.0.17过冷度：

汽机排汽饱和汽温与凝结水箱入口凝结水温度的差值。

3.0.18外界风设计风速：

是指在此外界风风速以下汽轮机出力不受影响。

3.0.19设计气温（干球气温）：

根据典型年“气温一小时”分布确定的温度小时全年加权平均值。

3.0.20设计背压：

是指通过空冷系统优化后对应上述“设计气温”下的背压值。

3.0.21满发气温：

根据空冷系统优化或电网要求，在夏季某一高温条件下保证机组发额定功率（TRL工况）时的气温。

3.0.22满发背压：

对应“满发气温”条件下保证机组发出额定工率（TRL工况）时的背压值。

3.0.23迎面风速：

是指冷空气通过空冷凝汽器（散热器）管束有效平面区域内的平均风速。

3.0.24排汽联合装置：

指布置在汽轮机低压缸下部的设备。

相当于常规湿冷汽轮机凝汽器布置的位置。

其功能和作用有：

1）起到连接汽轮机低压缸和排汽管道，使排汽管道推力不直接作用于低压缸上的作用。

2）具有凝结水箱的功能，可接纳凝结水和汽轮机补水。

3）具有疏水箱的功能，可接纳汽轮机本体疏水、管道疏水、高、低加紧急放水。

4.0.1为了在华能集团火力发电厂建设中更好地贯彻国家的基本建设方针，体现国家节约用水和保护水资源的政策，统一和明确空冷机组的建设标准，保证空冷机组电厂的安全可靠、经济适用，符合国情和满足可持续发展要求，以合理的投资获得最佳的经济效益和社会效益，特制定本导则。

4.0.2是否采用空冷机组，一般按下列原则考虑。

1）根据国家政策，在富煤缺水地区建设火电站时；

2）地方政府有特殊要求，或环保部门对保护当地水资源有特殊要求时；

3）水资源费高，水源工程量过大，投资过高，经技术经济比较认为采用空冷机组合理时；

4）坑口电站。

4.0.3确定采用空冷机组后，还应根据具体的条件，对几种不同的空冷系统进行全面的技术经济比较后，择优选择采用哪种型式的空冷系统。

4.0.4在初步可行性研究阶段应研究确定是否采用空冷机组，初步选择空冷系统型式，研究是否需要设立现场气象观测站。

现场气象观测站主要考虑风向、风速及温度对空冷系统的影响。

4.0.5是否设立现场气象观测站，一般按以下原则考虑：

1）在平原地区，当地气象站距离厂址20公里以上，厂址处气象资料可能与气象站资料不符时应考虑设现场气象观测站。

2）在山区，当地气象站与厂址之间有高山阻隔，高差较大时应考虑设现场气象观测站。

4.0.6在可行性研究阶段，应根据当地气象资料和布置条件，研究确定空冷系统型式和总图布置格局。

对空冷系统进行初步优化，选择合理的汽轮机参数和空冷系统参数，提出推荐方案，确定空冷系统的招标原则。

研究是否需要进行风洞物模试验（或数模试验）。

风洞物模试验（或数模试验）的目的是为了研究大风对空冷系统的影响，采取何种防风措施，确定直接空冷系统平台高度。

4.0.7进行物模试验（或数模试验），一般按以下原则考虑。

1）大风天气较多，需要考虑对空冷凝汽器出力的影响时；

2）不利风向对直接空冷凝汽器的布置影响较大；

3）周围高大障碍物较多，对风场有干扰时；

4）山区；

5）直接空冷机组连续布置2台以上，且沿空冷平台纵向风频较高时；

6）采用间接空冷需要合理确定冷却塔通风阻力时；

4.0.8在一个主厂房内布置的空冷机组不宜超过四台。

一个电厂内的空冷系统型式不宜超过两种。

4.0.9对采用直接空冷系统的电厂，当连续建设的机组台数超过四台时，主厂房及空冷凝汽器应脱开布置；

当扩建不同容量系统的机组时，主厂房及空冷凝汽器应脱开布置，脱开布置的距离以不受大风和热回流影响为宜。

4.0.10当湿冷机组电厂再扩建直接空冷机组时，主厂房宜脱开一定的距离，防止已有建构筑物对空冷凝汽器散热的影响。

4.0.11空冷电厂应采取全面的节水措施，综合耗水指标应控制在每百万千瓦0.18m3/s以下（干除灰、湿法脱硫、不供热）。

4.0.12燃气蒸汽联合循环发电厂，其汽轮机排汽宜优先考虑采用空冷系统。

辅机冷却水系统也宜考虑采用空冷系统或带蒸发冷却塔的冷却系统。

4.0.13本导则做为企业指导性标准，如与国家强制性标准矛盾时，应按国家强制性标准执行。

5.1空冷系统工艺的选择及要求

5.1.1应根据总图布置条件，厂址处气温、风向、风速等气象条件，环境噪音要求等条件，经充分论证后，合理选择空冷系统工艺型式。

一般情况下，建议选择原则如下：

1）在极其寒冷地区，宜优先考虑采用直接空冷系统。

2）在风场流态较稳定的地区，宜采用直接空冷系统。

3）受场地条件限制、无法布置较大冷却塔、且外界风风向、风速对空冷总体布置有利时，宜采用直接空冷系统。

4）受总图布置条件限制，当采用直接空冷系统风向极不合理时，宜采用间接空冷系统。

5）受周围环境条件限制，噪音标准要求很高，如采用直接空冷系统降噪措施造价较高，经济上不合理时，宜采用间接空冷系统。

6）在暴风雨较多、风场流态紊乱复杂的地区，宜采用间接空冷系统。

7）在极其寒冷且外界风较大的地区，可考虑研究采用带自然通风冷却塔的直接空冷系统。

该系统理论上是可行的，但目前世界范围内还没有使用的先例，造价也较高，有待进一步对技术细节进行深入探讨。

5.1.2空冷机组宜设置单独的辅机冷却水系统。

采用何种形式的辅机冷却系统应通过技术经济比较确定。

当电厂同时装有空冷机组和多台常规湿冷机组时，视湿冷塔循环水温和水量情况、施工改造的难易程度，空冷机组的辅机冷却用水也可取自常规湿冷机组。

当大容量机组设计汽动给水泵，并且小汽机设置单独冷却系统时，应与辅机冷却水统筹考虑。

5.2空冷电站对环境气象资料的深度要求

5.2.1空冷电站设计应取得厂址所在地的常规气象资料，近十年的风频、风速资料，近五年的典型年“气温一小时”分布资料。

5.2.2根据最近10年的气象资料，统计多年年平均气温，多年的夏季三个月的平均气温，然后用此气温与最近5年内的每年年平均气温以及每年夏季三个月平均气温对比，最接近的并为正偏差的年份为气温典型年。

最终给出典型年气温由高到低排序的相应的出现小时数、累计出现小时数、累计频率。

气温分级划分为：

30℃及以上每隔0.5℃；

25℃及以上每隔1℃；

25℃以下每隔2℃。

5.2.3外界风资料统计要求

1）根据最近10年的气象资料统计的多年全年风玫瑰图和统计表（风向、平均风速、最大风速、风频）。

2）根据最近10年的气象资料统计的多年夏季风玫瑰图和统计表（风向、平均风速、最大风速、风频），

3）根据最近10年的气象资料统计的夏季逐时内10分钟平均风速≥3m/s、平均风速≥4m/s、平均风速≥5m/s并且气温≥25℃的风向、风频、气温、平均风速、最大瞬间风速、总次数逐点对应统计表和风玫瑰图。

4）应统计出50年一遇10m高10分钟平均最大风速。

5.2.4在初可研阶段如果难以取得上述气象资料的，可采用相近电厂的气象资料或采用相近气象站的气象资料进行分析整理后使用。

在可行性研究阶段应取得厂址最终的气象资料。

5.2.5当确定需在厂址处设立现场气象观测站时，气象观测站宜设在厂址处有代表性的位置，并与相近气象站进行同期同步观测。

应至少取得一个完整年的观测资料，并将观测站观测资料与附近相关性好的气象站的同期观测资料进行相关分析，推导出厂址处近10年气象资料。

对直冷系统当根据地形情况需要测量高空环境资料时，其测量高度原则上按空冷凝汽器分配管高度确定。

5.3空冷机组设计参数的确定

5.3.1设计气温

根据气温典型年小时排序表，采用＋5℃及以上气温小时数加权平均的经验方法求出设计气温并取整。

或者，根据典型年小时排序表，采用＋8℃以上气温小时数加权平均、＋8℃以下气温小时数按＋5℃计入的经验方法求出设计气温并取整。

5.3.2满发气温

考虑空冷机组出力受外界气象条件的影响较大，为能够达到或与湿冷机组基本持平，在外界风风速设计条件下，直接空冷系统的不满发小时宜按100小时左右考虑，间接空冷系统不满发小时宜按130～150小时考虑，据此确定“计算满发气温”。

5.3.3设计背压、满发背压、冬季运行最低背压的确定

采用空冷系统时，对采用的初始温差值应根据当地气象条件与汽轮机特性因素进行优化，以确定汽轮机额定背压和装设适量的散热器。

根据电厂机组的特定条件，采用THA流量下的变工况特性（补水率为0%）进行优化计算。

或者采用TMCR流量下的变工况特性（补水率为0%）进行优化计算。

对于直接空冷系统，冬季最低运行背压应考虑防冻、过冷度以及实际运行情况，如采用单排管时，在+5℃以下气温时宜按平均最低运行背压9～10kPa取值；

如采用双排管、三排管时，在+5℃以下气温时宜按平均最低运行背压10～12kPa取值。

对于供热机组，根据具体供热工况合理确定最低运行背压，但不宜低于8kPa。

对于间接空冷系统在+5℃以下气温时宜按平均最低运行背压7～8kPa取值。

优化计算中方案不宜少于5个（即5种不同的ITD值），采用年总费用最小法进行。

对优化计算结果经综合分析后，选取合理的优化方案，在优化方案数据表中，查出对应设计气温的背压值取整后作为汽轮机的设计背压。

查出对应“计算满发气温”的背压值取整后作为汽轮机的满发背压。

满发背压应与汽机厂推荐的末级叶片变工况性能相协调，满发背压应与机炉容量匹配相协调。

满发背压还应结合已有空冷电站运行经验合理选择。

5.3.4外界风速设计标准的确定

对于直接空冷系统，外界风设计风速系指蒸汽分配管顶1m高处的风速；

对于间接空冷系统，外界风设计风速系冷却塔外10m高处的风速并通过经验公式换算到塔顶处风速。

空冷系统外界风风速的设计标准应根据厂址处气象统计资料选择，一般可根据气温大于等于25℃且10分钟的平均风速每年平均不超过50次的对应风速选取。

5.3.5散热器设计迎面风速选取

直接空冷系统：

单排管宜采用1.8～2.2m/s；

双排管宜采用2.0～2.5m/s，三排管宜采用2.5～3.0m/s。

间接空冷系统：

宜采用1.6~1.9m/s。

5.3.6顺、逆流比例的确定

直接空冷系统，顺流管束的数量与逆流管束的数量比例应根据电厂的气象条件确定，在我国北方地区，对于单排管，逆流管束数量不宜少于15%，对于双排管、三排管，逆流管束数量不宜少于20%。

间接空冷系统无顺、逆流设置。

5.3.7循环冷却倍率

间接空冷系统的循环冷却倍率需经优化计算确定，一般为50倍左右。

5.3.8排汽管道/循环水管管径的确定

直接空冷系统排汽管道的直径确定，按TMCR流量下，管内体积流速宜控制在60～70m/s范围内，最低运行背压条件下，管内流速不宜超过100m/s，分支管流速不宜大于主管流速。

对于300MW～600MW，排汽管道直径一般不超过6m。

间接空冷系统循环水管径根据循环水量按流速2.0～3.0m/s确定，小于1.6m直径按1.5~2.0m/s确定。

5.3.9空冷系统散热裕量考虑

由于散热器在使用过程中，会产生污垢、以及设计、制造、安装等误差，所以必须考虑一定的散热裕量，可以考虑采用下列其中的一项或几项。

a）空冷系统热力计算中，散热器实验室试验数据应考虑安全使用系数，对于总传热系数值，宜采用不大于0.8的折减系数，对于阻力值，宜采用不小于1.1的放大系数。

b）直接空冷系统采用变频风机时,风机宜留出不小于10%的风量裕量（风机电动机和变频器应满足要求）。

c）采用附加气温裕量的措施。

d）采用预留背压裕量的措施。

e）采用在迎面风速不变的前提下，增加适当面积裕量的措施。

f）间接空冷系统在散热器迎面风速不变的前提下，可留出10%左右冷却三角形数量裕量。

5.5空冷工艺系统技术要求

5.5.1直接空冷系统

1）汽机排汽管道设计应满足其对汽机推力和力矩的要求。

排汽管道系统应分别按不同荷载组合进行管系应力、稳定、强度计算，确定补偿装置的形式及安装位置以及支吊架形式，管系内的受力复杂管件宜进行有限元分析计算。

2）排汽管道底部应设置疏水点，将管道内的凝结水排入凝结水箱。

3）风机桥架。

它是支撑风机装置的平台兼作通行步道。

风机装置及风机桥的振动频率应避开空冷平台固有频率。

4）风机导风筒及安全防护网。

导风筒材质应为玻璃钢制成的钟型整流罩，它与风机叶片端部的间隙与风机直径的比值（2S/Dfan）不宜大于0.008。

风筒下方应设置安全防护网，供安装检修风机部件和防止叶片断裂落下使用，安全网荷载一般为1000N/m2，材质为镀锌钢丝网。

5）每个风机单元应设置单元分隔墙，防止不同风机单元之间的互相影响。

6）每一列A型框架内部空间设一套起吊装置，供检修风机装置之用，在空冷管束外的空冷平台步道一侧设置起吊装置，可使被检修的设备运送到0m场地上。

7）为防止空冷凝汽器出口高温空气回流到风机吸风口、外界大风对空冷凝汽器管束散热的影响以及防冻考虑，应设置挡风墙。

一般情况下，挡风墙高度与空冷管束上端取齐（即蒸汽分配管下方）。

特殊情况下，挡风墙高度可与蒸汽分配管顶端取齐。

8）空冷凝汽器冲洗系统

每台机组空冷凝汽器应设置高压水冲洗系统。

一般采用除盐水和不锈钢管道，移动部分的管道采用软管。

冲洗泵宜设在地面0m处，在冲洗时安装。

移动式冲洗装置可采用手动、或半自动。

9）阀门

a）寒冷地区的直接空冷系统，应根据防冻需要在蒸发分配支管上安装隔离阀。

阀门数量应根据机组冬季运行负荷以及冷态启动最小流量和时间确定；

抽真空管道上宜设可调节流量的电动球阀或手动球阀；

凝结水管道上可设阀门。

大口径管道宜采用三元乙炳橡胶软密封阀门，两端对焊连接，小口径管道可采用金属硬密封阀门。

所有阀门法兰压力等级不应小于6bar。

大口径阀门应采用电伴热防冻措施。

b）排汽管路上应设置爆破门，爆破门的起爆压力不宜大于1.45bara，数量不少于两个，总排量宜按VWO工况流量计算。

如设置安全阀，安全阀的释放压力不宜大于1.30bara，其流量按10%VWO工况流量计算，按90%VWO工况流量计算设置爆破门。

5.5.2表面式凝汽器间接空冷系统（简称表凝式间接空冷系统）

1）一般采用两台50%容量的循环水泵。

循环水泵应考虑高水温的汽蚀要求。

2）应设低位充放水箱，水箱有效容积应按冷却元件的水容积及供放水管线容积及补水量确定。

3）间接空冷系统宜设2台100%容量的充水泵和2台100%容量的补水泵。

充水泵的容量可按2-3小时充满水容积考虑。

4）应设高位膨胀水箱及充氮系统。

5）应设置对空冷散热器的手动水冲洗装置。

6）间接空冷系统阀门宜采用金属硬密封阀门，法兰连接。

7）应考虑安装检修散热器的起吊空间，但不设置固定起吊设备。

8）表面式凝汽器宜采用不锈钢管，其换热面积应与空冷散热器、循环水量、循环倍率等因素综合优化确定。

9）间接空冷自然通风冷却塔采用钢筋混凝土结构，其尺寸应结合工艺系统优化确定。

5.5.3混合式凝汽器间接空冷系统（简称混凝式间接空冷系统）

1）循环水泵 

（同表凝式间接空冷系统）

2）低位充放水箱 

3）充放水泵（同表凝式间接空冷系统）

4）应设置对空冷散热器的水平移动轨道式水冲洗装置。

5）混凝式间接空冷系统宜设置回收循环水富裕压头的水轮机及其旁路调节阀。

其水轮机组可为水轮发电机组，也可与循环水泵同轴。

7）混合式凝汽器间接空冷系统的空气排空管宜加防冻伴热装置。

8）混合式凝汽器的容量应通过优化确定。

9）间接空冷自然通