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4.1海勒式空冷系统的热传导是怎样进行的？

4.2冷却柱的回水为何设在塔外侧？

4.3在冬季运行中如何进行冷却柱的检查？

4.4冷却柱泄漏哪些情况最危险？

4.5冷却柱结合面密封圈损坏的原因是什么？

如何避免？

4.6扇形段空气系统的作用是什么？

4.7什么是扇形段的回流管？

4.8扇形段百叶窗的作用是什么？

4.9冷却柱泄漏需加堵，其操作程序是什么？

4.10百叶窗不同步的原因及危害是什么？

4.11为什么冷却塔设计成双曲线型？

4.12空冷塔进风口高度的选择？

4.13风速对空冷塔换热影响的原理？

4.14扇形段充排水时为什么要注意水路的对称？

4.15在循环泵正常运行中，水轮机程控启动程序？

4.16水轮机停运操作程序？

4.17水轮机启动失败的原因？

4.18液压阀压力油系统储能器的工作原理？

4.19安全排水阀、过量排水阀、扇形段放水总门及塔旁路阀各有何作用？

4.20竖管加热装置的工作原理？

4.21扇形段在充排水过程中的注意事项？

4.22循环泵启动前后空冷塔的检查项目？

4.23空冷段失电的现象及处理？

4.24空冷系统运行中安全排水阀检修的安全措施？

4.25空冷系统运行中循环泵出口阀检修的安全措施？

4.26冬季扇形段充水前后的检查项目？

4.27运行中扇形段自动排水的原因及处理？

4.28冬季空冷系统停运后的检查项目？

4.29扇形段进出口阀更换门圈的检修措施？

4.30扇形段排水阀更换门圈的检修措施？

4.31扇形段水冲洗的必要条件？

4.32扇形段水冲洗的安全措施？

4.33扇形段大修安全措施？

434空冷塔的建筑规范？

435是什么人？

受什么设备的启发，而发明的空冷系统？

436为什么电厂发电，不发钱？

437为什么当官？

不当人？

1.1.1空冷盘、空冷塔值班员在行政上受汽机班长领导，在生产上服从班长及司机的指挥，协助司机保证机组安全，经济运行和文明生产。

1.1.2严格执行各项有关规章制度

1.1.3认真做好事故预想，在运行中空冷系统发生异常时，应及时汇报司机，并能正确地判断异常原因，果断进行处理。

1.1.4按规定认真抄表并进行分析

1.1.5做好本岗位各种记录（交接班记录、设备缺陷登记）

1.2.1工作经历：

空冷盘值班员：

在空冷塔独立值班后，空冷盘岗位学习2—3个月，经班组、专业技能考试合格后方可值班。

空冷塔值班员：

在空冷塔学习1—2个月，经班组、专业技能考试合格后方可值班。

1.2.2专业理论：

经中级技术培训合格。

经初级技术培训合格。

1.3实际技能：

1.3.1熟知本机空冷系统

1.3.2熟知本岗位各项经济运行指标

1.3.3熟练掌握《运行规程》、《电力工业技术管理法规》、《电业安全工作规程》中的有关部分及空冷系统的防暑过夏、防冻措施。

1.3.4熟练掌握空冷系统各设备的启、停操作及联锁、信号装置的作用，并能单独进行空冷系统的试验工作。

1.3.5熟悉空冷系统PCL的控制程序。

1.3.6熟悉空冷系统各液压阀的工作原理。

1.3.7能够独立处理空冷系统事故。

循环泵、水轮机、节流阀、凝汽器、空冷盘

空冷塔及其相关系统

2.应知部分：

2.1.1空冷技术简介：

发电厂采用翅片管式的空冷散热器，直接或间接用环境空气来冷却凝汽器的排汽，称为发电厂空冷。

研究空冷新装置及其使用的一系列技术，被称作发电厂空冷技术。

采用空冷技术的冷却系统称为空冷系统。

发电厂空冷技术是一种节水的火力发电技术，其空冷系统也称干冷系统，它是相对于常规发电厂湿冷系统而言的。

湿冷系统的冷却塔是把塔内的循环水以“淋雨”的方式与空气直接接触进行热交换的，其整个过程处于“湿”的状态，故称为湿冷系统。

空冷发电厂的空冷塔，其循环水与空气是通过散热器间接进行热交换，整个冷却过程处于“干”的状态，故称为空冷系统。

2.1.2空冷技术发展概况：

我国的空冷技术始于1966年的哈尔滨工业大学试验电站，进入80年代，庆阳石化总厂自备电站投运了3MW的直接空冷系统，1987和1988年，山西大同第二发电厂投运了两台200MW引进匈牙利的海勒式间接空冷机组，1993—1997年，丰镇发电厂投运了4台200MW我国自己生产的海勒式空冷机组，使我国的火电厂空冷技术的发展进入一个新的阶段。

2.2.1当采用间接空冷系统时，汽轮机的排汽通过粗大的排汽母管送至各个翅片管式散热（亦称凝汽器）与空气进行热交换，放出热量凝结成水。

2.2.2当采用间接空冷系统时，汽轮机的排汽直接排入凝汽器与空冷系统的循环冷却水进行直接或间接换热，使其凝结成水，而该循环水的冷却是通过空冷塔散热器将其热量排入大气。

空冷系统主要分三种，即直接空冷系统，带表面式凝汽器的间接空冷系统和带喷射凝汽器的间接空冷系统。

2.3.1直接空冷系统

直接空冷系统又称空气冷凝系统。

直接空冷是指汽轮机的排汽直接用空气来冷凝，空气与蒸汽间进行热交换。

所需冷却空气通常由机械强迫通风方式供应。

直接空冷的凝汽设备称为空冷凝汽器。

它是由外表面镀锌的椭圆形钢管外套、矩形钢翅片的若干个管束组成，这些管束亦称散热器。

直接空冷系统的流程如图

（1）所示：

图

（1）：

直接空冷机组原则性汽水系统

1、锅炉2、过热器3、汽轮机4、空冷凝汽器5、凝结泵

6、精处理7、凝结水升压泵8、低压加热器9、除氧器

10、给水泵11、高压加热器12、汽轮机排汽管道13、轴流风机

14、立式电动机15、凝结水箱16、除铁器17、发电机

直接空冷系统的优点：

设备少，系统简单，占地少无冷却塔。

该系统一般与高背压汽轮机配套。

直接空冷系统的缺点：

运行时粗大的排汽管道密封困难，维持排汽管内的真空困难，启动时，抽真空时间较长。

2.3.2海勒式间接空冷系统

海勒式间接空冷系统如图

（2）所示：

图

（2）：

海勒式空冷机组原则性汽水系统

1、锅炉2、过热器3、汽轮机4、喷射式凝汽器5、凝结泵

10、给水泵11、高压加热器12、冷却水循环泵13、调压水轮机

14、全铝制散热器15、空冷塔16、旁路节流阀17、发电机

该系统主要由喷射式凝汽器和装有福哥型散热器的空冷塔构成。

系统中的冷却水是高纯度的中性水（PH=6.8—7.2）。

中性冷却水进入凝汽器直接与汽轮机排汽混合并将其冷却凝结成水。

受热后的冷却水97—98%，由循环水泵送至空冷塔散热器，经与空气对流换热冷却后，通过水轮机或节流阀送至喷射式凝汽器进入下一个循环。

受热的循环冷却水2—3%由凝结泵送至精处理装置处理后经凝升泵送至汽轮机回热系统中。

海勒式间接空冷系统的优点是以微正压的低压水系统运行，较易掌握。

可与中背压汽轮机配套。

机组煤耗较低。

缺点是设备多，系统复杂，冷却水循环泵泵坑较深，自动控制系统复杂，全铝制散热器的防冻性能差。

2.3.3带表面式凝汽器的间接空冷系统

该系统又称哈蒙式间接空冷系统，是在海勒式间接空冷系统的运行实践基础上发展起来的新系统。

由于该系统的循环冷却水与凝结水相互独立，对循环水的水质要求不高。

锅炉给水品质较好保证。

该系统在300MW和600MW的大容量机组上得到了广泛应用。

如图（3）所示：

图（3）：

哈蒙式空冷机组原则性汽水系统

1、锅炉2、过热器3、汽轮机4、表面式凝汽器5、凝结泵

10、给水泵11、高压加热器12、循环水泵13、膨胀水箱

14、全钢制散热器15、空冷塔16、除铁器17、发电机

哈蒙式间接空冷系统由表面式凝汽器与空冷塔构成。

该系统与常规的湿冷系统基本相仿，不同之处是用空冷塔代替了湿冷塔，用不锈钢管凝汽器代替了铜管凝汽器，用闭式循环冷却水系统代替了开敞式循环冷却水系统。

该系统采用自然通风方式冷却，将散热器装在自然通风冷却塔中。

其散热器是由椭圆形钢管外套矩形钢翅片的管束组成。

哈蒙式空冷系统的优点是：

节约厂用电，设备少，冷却水系统与汽水系统分开，两者水质可按各自要求控制。

缺点是：

空冷塔占地大，基建投资多，系统中的两次换热都是表面式换热，使全厂热效率有所降低。

2.4空冷系统的特点：

发电厂空冷系统有：

直接空冷系统、海勒式间接空冷系统和哈蒙式间接空冷系统三种。

2.4.1空冷系统的共同特点：

2.4.1.1传热学特点是低温位，即热介质温度较低，温差小。

2.4.1.2循环冷却水系统为闭式循环。

2.4.1.3需配置高、中背压的空冷汽轮机。

2.4.1.4冷却性能受（气温、风速、风向）影响很大，因此，汽轮机运行背压范围较湿冷机大。

2.4.1.5要求自动化程度高。

2.4.1.6基建投资和年运行费用高于湿冷系统。

2.4.2海勒式空冷系统的工艺系统特征：

2.4.2.1系统中有两次换热：

第一次在喷射式凝汽器里进行的冷凝，属混合式换热；

第二次在空冷塔内进行冷却水的冷却，属表面式换热。

2.4.2.2主管道内流动的介质是中性的高纯度除盐水。

2.4.2.3系统的真空容积小。

2.4.2.4在扇形段充水时，散热器内的空气靠水压顶至排空气系统，然后经竖管集中排入大气。

2.4.2.5散热器出口水温依靠空冷塔百叶窗开度，调节进塔空气量来控制。

2.4.2.6不论机组容量大小，均要设置凝结水精自理装置。

2.4.3海勒式空冷系统的主设备特征：

2.4.3.1采用喷射式凝汽器。

2.4.3.2采用自然通风的空冷塔。

散热器属全铝制的，且冷却三角是竖直布置。

2.4.3.3采用循环泵与水轮机作为输送机械，该循环泵消耗功率大，且要求泵坑较深。

2.4.3.4采用双曲线型自然通风冷却塔的高大通风筒内外空气密度差形成的抽力使空气流通。

2.5影响空冷塔出力的主要因素：

2.5.1地理位置的影响

空冷塔所在地的海拔高度将影响空气密度，环境温度和降雨量，由于空气密度小，要求有更多的空气进入塔内，当进风量一定时，其冷却效果下降，因此，地理位置越高，空冷塔的出力就越低。

2.5.2环境温度的影响

当空冷塔进风量一定时，环境温度越高，循环水温与大气温度差值越小，二者换热能力就越差，空冷塔的出力就越低。

2.5.3风的影响

风对自然通风空冷塔性能的影响主要是风速，根据试验，风速在4m/s以内时对空冷塔无影响。

风速在5m/s时对空冷塔冷却效果的影响相当于环境温度升高2℃。

2.5.4其它因素，如：

空冷塔的严密性、循环泵及扇形段的投入数量、散热器表面的脏污程度，系统总压力的高低等均会造成空冷塔出力的变化。

散热器是空冷系统中热量交换的主要设备。

按材料分，散热器分为铝管铝翅片散热器，铝管铝翅片散热器也称为福哥型散热器，它是海勒式间接空冷系统的主要设备，其主要技术数据如下：

温度范围：

-60℃—110℃

最高压力：

1×

10²

KPa

钢管钢翅片散热器按钢管形状分，有圆管式和椭圆管式两种。

该种散热器不仅适用于间接空冷系统，而且也适用于直接空冷系统，它的作用和工作原理与福哥型散热器基本相同，在此不作祥细介绍。

所谓散热器就指循环水与空气进行热交换的设备,也称为冷却柱。

散热器的最基本组成元件是铝管、铝翅片。

现将其组成部件分述如下：

2.6.1.1管束：

图（4）：

冷却管束

1、冷却管2、翅片3、加强板

如图4所示：

管束长4840mm，宽599mm，厚150mm每个管束由60根长4840mm、φ17.75×

0.75mm的圆铝管和1666片铝翅片及5块加强板组成。

60根铝管分6排错列布置。

其中三排铝管为进水侧，另三排铝管为回水侧。

2.6.1.2冷却元件：

图（5）：

冷却元件

1、冷却管束2、管板

如图5所示，四个冷却管束由两端管板并联构成一个冷却元件，每个冷却元件宽2404mm，厚度仍为150mm。

2.6.1.3冷却柱：

2

图（6）：

冷却柱

1、冷却元件2、连接板3、底部水室4、顶部水室

如图6所示，它是由1—4个冷却元件串联组成。

如我厂的冷却柱是由3个冷却元件串联组成的，其长度为15m。

冷却元件串联时，用螺栓与连接板固定，两端铝管连接处均装有“O”形橡胶圈密封。

冷却柱上下两端分别与顶部水室及底部水室相连，水室与冷却元件管板间用“U”形螺栓固定。

下部水室设有进水口与出水口，中间设有隔板，使水流进入一半（三排）管子，至上部水室后折回另三排管子，形成双流程。

上部水室留有排汽口，以便连接母管排空气系统。

2.6.1.4冷却三角：

°

图（7）：

冷却三角顶视图

1、冷却柱2、百叶窗，空气通道

如图7所示，用一个夹角为60°

左右的三角形钢构架的两边固定两个冷却柱，第三边为空气通道，设置百叶窗，用来调节冷却柱的通风量，即调节冷却性能，避免冬季冷却水温过低冻坏散热器。

因其结构为三角形，故称作冷却三角，冷却三角是由冷却柱、百叶窗及其执行机构、盖板、底板、四个支承螺栓、四根进出水短管及底部人孔、冲洗车轨道等部件组成。

2.6.1.5扇形段：

由多个冷却三角沿自然通风冷却塔外围竖直布置组成，为了运行

操作调节方便，将这些冷却三角分成若干组。

每组设有进出水母管，母管上装有

电动阀及放水阀。

其充水系统、放水系统及控制系统均以一组为一个单元。

由于

每组冷却三角在塔内呈扇形布置，故简称扇形段。

防止空冷系统散热器冻坏的措施多种多样，但用得最多和最有效的措施是在

进风口装设百叶窗。

每两个百叶窗由一个执行机构通过马达连杆驱动，以实现其开、关调整。

百叶窗执行机构可实现远方操作和就地调节。

通过调节百叶窗的开度控制扇形段的进风量，从而达到调节、控制扇形段出水温度的目的。

因此，环境温度最低在0℃以下的电厂，其散热器应装设百叶窗。

2.6.3铝管、铝翅片散热器的维护

2.6.3.1进入冬季的维护：

2.6.3.1.1应定期检查散热器5m、10m上、下联箱结合面的“O”型胶圈是否泄漏。

如有泄漏应及时消除，否则将其对应百叶窗关闭并断电。

2.6.3.1.2检查冷却柱上联箱空气管及空气环管保温良好，无泄漏。

2.6.3.1.3检查冷却柱进、回水胶管（或金属管）结合面有无泄漏。

2.6.3.1.4检查冷却柱回水侧温度是否正常，一般手摸应有热的感觉。

2.6.3.1.5检查调整百叶窗必须同步，防止过开造成冷却柱结合面泄漏。

2.6.3.1.6检查冷却柱间密封条良好，无漏风现象。

2.6.3.1.7检查回流管温度应正常，手摸有热的感觉。

2.6.3.2进入夏季的维护

福哥型铝管铝翅片散热器的翅片间距很小，只有2.88mm，由于大气中含有尘埃、在流经翅片时，尘埃易沉积在翅片上，减小了流通截面，增加传热热阻，使冷却效果降低，并加剧翅片表面腐蚀。

因此，在夏季到来之前，应对其进行低压（0.6mpa）水清洗。

冲洗水应是经过处理的对散热器表面不结垢的软化水。

由于我厂采用工业水进行冲洗，因此，在冲洗前应将扇形段退出运行，并将扇形段内的水全部排空，使铝管、铝翅片的温度达到环境温度后方可进行清洗，其主要目的是防止铝管铝翅片表面在冲洗中结垢。

清洗时间一般每年一次，在炎热的夏季，清洗后的散热器出口水温一般可下降2—3℃，机组功率可提高6%左右。

2.7.1循环水泵

2.7.1.1循环水泵的功能和技术特性

循环水泵的主要功能是将凝汽器热井中的热水输送到空冷塔散热器内进行冷却，温度降低后成为冷却水经水轮机回收能量后返回凝汽器。

凝汽器的冷却水喷射压头由水轮机或其旁路节流阀调节，同时使空冷塔散热器的最高点充水，形成水循环，维持系统为微正压运行。

循环水泵在真空饱和温度下工作，其入口水温最高可达70℃，因此要求循环水泵具有良好的抗汽蚀性能和较低的转速。

另外，循环水泵的扬程应根据散热器的安装高度来确定，并能保证散热器顶部在微正压状态下运行，系统中配备两台50%容量的循环泵，不设备用。

2.7.1.2循环水泵的类型

循环水泵分为立式和卧式两种，我厂采用立式双侧进水型循环水泵。

双侧进水结构可以平衡轴向推力，获得较单侧进水涡轮更高的效率和减小吸入侧流速，改善汽蚀性能。

2.7.2.1水轮机的作用

海勒式间接空冷系统中的水轮机安装于该系统回水管路中，由于散热器顶部要维持微正压，而凝汽器又在真空状态下运行，加上散热器顶部与凝汽器喷咀之间有一较大的水位差，因此循环水在进入凝汽器前有剩余压头。

水轮机的主要作用就是回收从空冷塔返回喷射式凝汽器中冷却水的剩余压头，驱动水轮发电机发出电能，用以减小循环水泵实耗功率。

2.7.2.2水轮发电机

水轮发电机为异步交流发电机，当水轮机启动后，其导叶未开启时，水轮发电机为电动机，它从系统中吸收功率，当导叶开启后，水轮机在水力的冲击下转速升高超过发电机的转速后，水轮发电机此时由电动机转变为发电机，它将发出电能，送入6KV系统中。

2.7.2.3水轮机的能量转换过程

在水轮机入口的循环水管道中将位能转变成动能，在水轮机中将动能转变成机械能，在发电机中将机械能转变成电能。

2.7.3.1节流阀

海勒式空冷系统正常运行时，由水轮机调节系统总压力。

当水轮机故障时，则由其旁路节流阀代替水轮机的调压功能。

水轮机与节流阀之间设有联锁装置，在机组正常运行时当水轮机投入后，节流阀在关闭状态备用。

2.7.3.2蝶阀

海勒式空冷系统主要采用蝶阀，按开关传动方式分，蝶阀有电动、液动、手动等传动形式。

由于空冷系统控制的自动化程度较高，蝶阀开关都是按照一定的控制程序进行的，所以通常都采用电动蝶阀，其电动开关时间为30—40s。

在特殊情况下需要蝶阀快速开关时，则采用液压蝶阀，依靠重锤的作用，蝶阀可迅速开启或关闭，蝶阀的密封材料为橡胶，它具有良好的密封性能，且磨损后更换也很方便。

200MW机组海勒式空冷系统所用蝶阀如下：

（1）DN1600电动蝶阀有2个，用于水轮机进出口阀门。

（2）DN1200电动蝶阀有2个，用于两台循环泵进水阀门。

（3）DN700电动蝶阀有14个，用于六个扇形段的进、出口阀门及系统中的两个旁路阀门。

（4）DN400电动蝶阀有14个，其中12个用于六个扇形段的放水阀门两个用于凝结泵入口的冷、热水阀门。

（5）DN1200电动液压蝶阀有2个，用于两台循环泵出口阀门。

（6）DN500电动液压蝶阀有2个，用于系统紧急放水阀。

（7）DN700手动蝶阀有2个，用于#1、2、6与#3、4、5扇形段的放水总门。

2.8.1空冷塔的功能

空冷塔是空冷系统中重要的组成部分之一，其主要功能是布置和支承散热器及有关管道、完成被冷却介质（循环冷却水）与冷却介质（空气）之间的热交换任务，为冷却散热器提供足够数量的空气流，并保证通过冷却散热器实现循环冷却水与空气之间的热量传递。

2.8.2空冷塔的分类

空冷塔按气流产生的方式分为三类，即：

机械通风空冷塔、带有辅助风机的自然通风空冷塔和双曲线自然通风空冷塔。

2.8.3空冷塔塔筒采用双曲线外形的优点

塔筒采用双曲线外形不仅可以减小塔壳表面积，节约材料，而且具有抗强风的优良力学性能，在外荷载作用下，壳体表面所产生的内力主要是压力、拉力和剪力，弯矩很小。

所以，在海勒式空冷系统中的空冷塔主要采用双曲线自然通风塔。

其结构如图8所示

图（8）：

海勒式系统空冷塔示意

1、水管2、散热器3、百叶窗4、托梁5、塔壳6、封板7、X形支柱

2.8.4海勒式系统空冷散热器的布置

在海勒式间接空冷系统中采用铝制散热器，由于铝材的强度较低，所以铝制散热器一般都采用塔外垂直布置方式。

海勒式系统空冷散热器的布置方式如图9所示

图（9）：

海勒式空冷散热器的典型布置

（a）立面图；

（b）平面图；

（C）纵剖面图

1、冷却三角支架2、散热器3、百叶窗4、百叶窗传动机构5、空气排出管

2.8.5海勒式空冷系统塔内附属设备

2.8.5.1贮水箱

一个空冷塔内设有两个贮水箱，其容积为2×

250吨，直径3m，其作用是贮存空冷散热器内的排水，同时也是散热器充水时的备用水源。

2.8.5.2输送泵

一个空冷塔内设有两台输送泵，均布置在#6阀门室。

其作用有二：

一是当空冷塔扇形段投运时，可将贮水箱内的冷却水充入扇形段。

二是向系统补水，当凝汽器水位降至一定值时，输送泵能自动投入运行，将贮水箱中的水补入系统，当凝汽器水位升高至一定值或贮水箱水位低于标准水位时，自动停泵。

2.8.5.3其它附属设施

每个扇形段均设有冷、热水环形母管，每个扇形段设有两根，靠近塔外为冷水母管。

百叶窗传动机构设于塔内侧，每一台传动机构带两组百叶窗，其操作装置设在塔内，可实现单操和总操，同时也可远方操作及程控动作。

在塔外围配置一套清洗设备，用以清洗散热器铝管翅片，以保持散热器的清洁和传热效果。

2.9.1调节控制的任务和控制方式：

2.9.1.1调节控制的任务是：

在一定的环境温度和给定的机组负荷范围内，保持较高的汽轮机凝汽器真空和正常水位，在严寒的冬季，避免散热器冻坏。

2.9.1.2冷却系统的调节有三种方法，即：

A、改变扇形段投入的数目。

B、改变散热器通过的空气流量。

C、改变通过散热器的冷却水流量。

2.9.1.3电动阀门和转动机械的控制系统有三种控制方式，即A、由PLC进行自动控制。

B、在单元控制室进行远方操作。

C、在就地电气操作板上进行电动操作。

注：

各种控制系统的运行方式由安装在就地电气操作板上的钥匙开关位置选择。

钥匙开关在“远程”位置时，PLC投入运行，所有水泵、电动机、阀门的启停、开关以及运行全部由PLC监控。

当控制系统出现故障时，PLC会自动进行处理，当钥匙开关切在“就在”位置时，由于系统有自锁功能，正在运行的设备不会停下来，阀门将维持原来的位置，这时保护失去作用。

2.9.2调节控制的内容

控制系统按调节对象分为12个调节控制系统，只要条件具备，PLC就可按照事先编定的程序控制。

这12个顺序控制分别是：

（1）凝汽器水位控制；

（2）循环水泵启停程控；

（3）空冷系统总压力调节；

（4）水轮机和节流阀启停程控；

（5）百叶窗控制；

（6）扇形段充排水程控；

（7）扇形段旁路阀控制；

（8）贮水箱水位控