海勒式间接空冷系统考察报告Word格式.docx

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”型散热器，系统中为中性冷却水，中性冷却水进入喷射式凝汽器与汽机排汽混合，并将其冷凝，大部份冷却水由循环泵送入冷却塔经与空气换热通过水轮机调压送入喷射式凝汽器进入下一循环，少部份通过精处置装置送到汽机回热系统。

其散热器垂直竖向布置在冷却塔通风底部。

海勒式空冷系统示用意见图1—1。

图1—1海勒式空冷系统示用意

过去人们熟悉海勒式间接空冷系统的要紧特点为：

尽管喷射式凝汽器换热效率高，端差小，空冷机组的煤耗较低，但存在系统复杂、设备多、水质操纵困难、系统操纵调剂困难等。

海勒式间接空冷系统至今只运用到300MW品级机组上，但通过这些年的进展，海勒式空冷系统已经有了较大的进步，EGI公司已经进展到第五代福哥型散热器、操纵系统能够更先进、喷射式凝汽器换热效率能够更高等。

作为间接空冷系统的一个重要形式，海勒式空冷系统在工程应用上应引发更多关注。

1、土耳其Bursa电站

Bursa电站位于土耳其西北部的布尔萨市，是一个燃气联合循环电站，总装机容量1400MW，共安装两套机组，每套由2台239MW燃机和1汽轮机组成。

燃汽轮机和汽轮机的供货商为日本三菱重工，空冷系统采纳海勒式间接系统，由匈牙利EGI公司设计和供应设备（包括喷射式凝汽器至空冷塔的全数设备和系统及辅助空冷系统），土耳其MHI-ENHA公司安装，全数机组于1999年11月、12月投产，电厂效率为55％，年发电量1200×

104MW。

Bursa电站全貌见图2—1。

图2—1Bursa电站全貌

Bursa电站的设计数据如下：

本地夏日最高气温460C，冬季最低气温－150C，设计温度150C，设计ITD值25.60C，设计背压7.6kPa，端差0.5～0.70C。

Bursa电站空冷塔高135m，底部直径122m，喉部直径67m，空冷塔共设有132个冷却三角，其中20米高冷却三角130个，15米高冷却三角2个（下部设有出入冷却塔的门），全塔冷却三角共分为六个冷却段，每一个冷却段22个冷却三角。

在气温较高时，为保证不阻碍机组出力，塔内还设有12个“w”型尖峰/预热冷却器，每段2个。

在环境气温达到260C时，投入尖峰冷却器，在环境气温达到320C时，尖峰冷却器启动喷水，湿工况运行，循环水温度能够降低20C。

2、Gebze/Adapazari电站

Gebze/Adapazari电站位于土耳其西北部，马尔马拉海的南面。

该电站是一个燃气联合循环电站，安装3套机组，每套容量为777MW，总装机容量2331MW。

每套由2台250MW燃气轮机机和1台277MW汽轮机组成。

燃汽轮机的供货商为美国GE公司，汽轮机的供货商为德国ALSTOM公司，空冷系统采纳海勒式间接系统，由匈牙利EGI公司供应要紧设备（包括喷射式凝汽器至空冷塔的全数设备和系统及辅助空冷系统），土耳其BECHTEL-ENHA公司安装，全数机组于2002年投产，电厂效率为56.9％。

Gebze/Adapazari电站全貌见图2—2。

图2—2Gebze/Adapazari电站全貌

Gebze/Adapazari电站的设计数据如下：

本地夏日最高气温360C，0C，设计ITD值26.90C，设计背压7.6kPa，端差0.5～0.70C。

0C时，一个发电单元出力为777MW，环境温度350C时，一个发电单元出力为690MW（设计值）。

Gebze/Adapazari电站空冷塔高135m，底部直径122m，喉部直径67m。

空冷塔共设有138个冷却三角，其中20米的冷却三角136个，15米高冷却三角2个（下部设有出入冷却塔的门），分为六个冷却段，每一个冷却段22个冷却三角。

塔内没有尖峰/预热冷却器。

该机组未设凝结水精处置装置，故在循环冷却水和锅炉给水的PH值操纵方面，电厂给予特殊重视，在散热器侧循环冷却水的PH值操纵在8.2~8.6，锅炉给水的PH值操纵为9.2，至今机组运行良好。

3、匈牙利Matra电站（脱硫装置布置在空冷塔内）

匈牙利Matra电站建成于1972年，共建有2台100MW海勒式间接空冷机组、1台200MW湿冷机组、2台200MW海勒式间接空冷机组，要紧的燃料为本地褐煤，该煤种发烧量仅为7000KJ/KG左右，水分高达50％，含硫量为1～2％，该厂年耗煤量800万吨，脱硫前年排放的SO2为15万吨。

依照匈牙利政府的要求，该厂若是在2005年前不能完成脱硫改造，将不能运行。

该厂投入0.54亿美元进行了脱硫改造，脱硫效率达到95％以上。

由于脱硫装置布置在空冷塔内，节省了脱硫厂房造价，同时能够不设GGH，靠脱硫塔的上拔力，烟气能够排到1000m以上。

空冷塔内脱硫装置见图2—3。

图2—3空冷塔内脱硫装置

该布置方式解决了老厂改造没有脱硫装置布置位置的问题，同时节省了造价。

进一步需要说明的是该厂15年后将完全停止运行，对一些不利因素的阻碍的考虑可能少一些，但关于新电厂那么需要慎重考虑脱硫装置布置在空冷塔内的不利因素的阻碍。

三、海勒式间接空冷系统设备与布置

海勒式间接空冷系统要紧由喷射式凝汽器和装有福哥型散热器的空冷塔组成，循环水泵将热水输送到空冷塔散热器进行冷却，温度降低后经水轮机回收能量后返回凝汽器。

1、铝管铝片散热器

铝管铝片散热器也称福哥型散热器，它是海勒式间接空冷系统的要紧设备。

福哥型散热器的传热元件由纯铝（99.5%）制成，具有传热效率高、加工制造简单、重量轻，运输方便、采纳MBV法处置后防腐成效好等优势。

福哥型铝管铝片散热器要紧技术数据如下：

温度范围：

-60~110℃

最高压力：

100kPa

散热器要紧尺寸：

翅片间距2.88，翅片厚度0.33mm，

翅片尺寸598mm×

150mm

翅片与铝管连接方式：

穿胀

管排数：

6；

管程数：

2

福哥型散热器冷却柱：

长×

宽×

高：

2.4×

×

5m

两个冷却柱以60°

夹角组成一个冷却三角。

三角形另外一边安装百叶窗，操纵进风量，在冬季低气温季节关闭百叶窗，爱惜散热器。

福哥型冷却三角见图3—1。

图3—1福哥型冷却三角

我国已于上世纪八十年代末期引进匈牙利的福哥型铝管铝片散热器的制造技术，生产的福哥型T-60型散热器已经取得匈方的验收认证。

福哥型铝管铝片散热器一样采纳在塔外垂直布置的方式，这种布置方式应考虑环境大风对空冷塔散热能力阻碍的防范方法。

2、空冷塔

空冷塔是海勒式间接空冷系统重要组成部份之一，要紧功能是布置和支撑散热器及有关管道，完成被冷却介质和冷却介质之间的热互换任务，为空冷散热器提供足足数量的空气流，并保证通过空冷散热器实现循环冷却水和空气之间的热量传递。

海勒式间接空冷系统一样采纳双曲线自然通风冷却塔，福哥型铝管铝片散热器一样采纳在塔外垂直布置。

福哥型冷却三角布置图见图3—2。

图3—2福哥型冷却三角布置图

空冷塔的塔体设计与水冷塔稍有不同。

表此刻以下三点：

一是，间接空冷塔塔型与湿冷塔相较，相同高度时体型显得较粗，双曲线线形转变更趋于平缓。

间接空冷塔外观图见图3—3。

图3—3间接空冷塔外观图

二是，由于进风口高度较高使支柱形成X型，且为了布置管道及运行、施工期利用方便，X型支柱的节点不在柱中心处而靠近上部（约在2/3处），使下部空间较大。

间接空冷塔X型支柱外观图见图3—4。

图3—4间接空冷塔X型支柱外观图

三是，脱硫装置布置在冷却塔内并通过空冷塔排放烟气的塔体，仅在其喉部以上涂有防腐涂料。

这一点与通过水冷塔排放烟气的塔体也有专门大不同，现在一样在塔体的内外侧均涂满防腐涂料。

间接空冷塔塔体内壁外观图见图3—5。

图片中显示的涂料已经历了4年多的运行考验，但据目测未发觉侵蚀迹象。

图3—5间接空冷塔塔体内壁外观图

3、水力机械（循环水泵和水轮机）

海勒式空冷系统循环水泵输送的介质是从喷射式凝汽器流出的冷却水和汽轮机排汽凝结水的混合物，水泵吸入侧直接与高真空的凝汽器连接，其工作状态与常规的凝结水泵相同，要知足必然的灌水高度。

为了减少空气的漏入及减少进水侧管道的水力损失，循环水泵宜尽可能靠近凝汽器布置，有利于缩短管道长度，举高泵的安装高度。

循环水泵在真空饱和温度下工作，其水温能够高达80℃左右，因此要求循环水泵具有良好的抗汽蚀性能和较低的NPSH值。

目前国内水泵生产厂家尚未同类型水泵的生产体会和业绩，建议循环水泵和同轴水轮机采纳入口设备。

循环水泵房示用意见图3—6。

图3—6循环水泵房示用意

土耳其Bursa电站的循环水泵布置在汽机房内，地下室底标高为－6m，水轮机和循环泵采纳同轴联合布置，凝结水升压泵布置在泵坑内。

见图3—7。

图3—7Bursa电站循环水泵房布置图

土耳其Gebze/Adapazari电站的循环水泵在汽机房外露天布置，地下室底标高为－6m，水轮机和循环泵采纳同轴联合布置，凝结水升压泵布置在泵坑内。

见图3—8。

图3—8Gebze/Adapazari电站的循环水泵房布置图

4、喷射式凝汽器

喷射式凝汽器是海勒式间接空冷系统的要紧配套设备，是海勒系统专利技术之一，它具有体积小、投资低、热效率高、端差小等优势。

喷射式凝汽器的要紧工作原理是：

将冷却水从喷嘴喷出，形成水膜，与汽轮机排汽直接接触进行热互换。

为了有效冷却汽气混合物中的蒸汽，要求后冷却器有过量的冷却水，形成凝汽器内过冷，过冷度为0.2～0.50C。

喷射式凝汽器工作原理图见图3—9。

图3—9喷射式凝汽器工作原理图

喷射式凝汽器由于喷嘴形成的水膜面积较大，凝汽器本身不需要太大的体积即可知足要求，但喷射式凝汽器的热井较大，需要容纳空冷塔中一个扇形段的水量，热井中由于贮存了大量的凝结水，能够幸免冷却塔在充水进程中水位波动过大而阻碍运行、热井水位波动小便于操纵调剂、可维持水泵净压头稳固。

喷射式凝汽器由：

外壳、水室、后冷却器、热井、支撑结构组成。

喷射式凝汽器结构示用意见图3—9。

图3—9喷射式凝汽器结构示用意

喷射式凝汽器的布置原那么与常规表面式凝汽器的布置原那么是一致的，它布置在主厂房内汽轮机尾部的机座底层。

由于喷射式凝汽器的外形尺寸较小，因此其安装高度能够通过调整其喉部长度来调整。

但喷射式凝汽器安装高度的确信需要考虑汽机本体疏水扩容器的疏水和汽机本体疏水是不是能够顺利输入凝汽器内，凝汽器的安装高度对循环泵地下室深度的阻碍。

喷射式凝汽器的喉部与表面式凝汽器的喉部很类似，末级低压加热器、低旁三级减温器均能够布置在喷射式凝汽器的喉部。

凝汽器与汽轮机的连接能够采纳膨胀节进行柔性连接或刚性连接，土耳其Bursa电站和Gebze/Adapazari电站均采纳膨胀节进行柔性连。

由于喷射式凝汽器内没有冷却管，因此不存在抽管的问题，不需要留出抽管空间。

土耳其Bursa电站和Gebze/Adapazari电站喷射式凝汽器均为单壳体凝汽器，末级低加未布置在喷射式凝汽器的喉部，低压旁路3级减温器布置在凝汽器喉部，冷却水经水轮机调压后，经布置在凝汽器双侧－6米深的管沟抬起后，从凝汽器的前后双侧喷入凝汽器。

经与EGI了解，从凝汽器前单侧喷入凝汽器一样能够达到较好的雾化成效。

凝汽器及周围循环冷却水管道布置图见图3-10。

图3-10凝汽器及周围循环冷却水管道布置图

5、预热/尖峰冷却装置

预热/尖峰冷却装置及其系统是在海勒式间接空冷系统的基础上附加的，其空气部份是由主冷却三角的底部经风道和风机与它连接起来，循环冷却水系统与主循环水系统进出口并联的。

这种装置作为预热设备是在冬季利用的，能够启动它把塔内的热风吹入冷却三角（这时主冷却三角百叶窗是关闭的）起到预热的作用；

在夏日风机反转，从塔外进来的冷空气由冷却三角底部吹入冷却装置，能够作为冷却设备利用，其实质是增大了热互换设备的换热面积，达到夏日满发和冬季防冻的成效。

其工作原理图见图3—11。

夏日作为尖峰冷却设备原理冬季作为预热防冻冷却设备原理

图3—11预热/尖峰冷却装置工作原理图

咱们参观的bursa电站空冷塔内设有12个“w”型尖峰/预热冷却装置。

见图3—12。

图3—12Bursa电站预热/尖峰冷却装置布置图

6、辅机冷却水系统采纳机力通风间接空冷塔

为了最大限度的节约用水，Bursa电站和Gebze/Adapazari电站辅机冷却水系统都采纳了机力通风间接空冷塔，机力通风间接空冷塔能够在干、湿不同工况下运行。

当环境气温在约30℃以下时，所有机力通风间接空冷塔在干工况下运行；

当环境气温在超过30℃时，所有机力通风间接空冷塔在湿工况下运行，启动喷水系统，采纳喷雾加湿的方式在高气温下降低循环水的温度。

Gebze/Adapazari电站辅机冷却水系统机力通风间接空冷塔见图3—13。

图3—13Gebze/Adapazari电站辅机冷却水系统机力通风间接空冷塔

四空冷散热器制造厂介绍

EGI空冷散热器工厂于1995年在匈牙利的马兹建厂，目前40％的散热器由该厂生产，使EGI公司的本钱大大降低，该厂目前的年生产能力为250万平米散热器，能够生产不锈钢基管套铝片散热器和全铝材质的散热器。

不锈钢基管套铝片散热器目前用于辅机冷却水系统。

该厂生产的是第五代全铝福哥型散热器，该散热器能够经受120bar压力的水力冲洗，并现场进行了演示，实测喷水压力接近120bar。

由于散热器进行了MBV处置，散热器的抗侵蚀、抗氧化能力大大提高，但关于尖峰散热器，在一年7000小时的运行时刻内，有1000小时需要水喷淋，为了维持表面清洁及避免盐分侵蚀，散热器表面还要涂一层环氧树脂进行爱惜。

第五代全铝福哥式散热器见图4—1。

图4—1第五代福哥型全铝散热器。

第五代全铝福哥式散热器的制作进程大致分为：

翅片加工、组合散热器管制（包括胀管）、MBV防腐处置、水压实验等。

第五代全铝福哥式散热器的单片长度为5m，便于运输和组合，能够组合成15m、20m的散热器片。

EGI工厂建有风洞实验台，对新开发的冷却元件能够进行热力特性和阻力特性的测试，同一种冷却元件能够进行干、湿不同工况下的冷却性能实验。

EGI工厂风洞实验台见图4—2。

图4—2EGI工厂风洞实验台

（一）海勒式间接空冷系统的运用是可行的。

海勒式间接空冷系统活着界上许多国家均有普遍的运用，并取得了较好的运行业绩。

通过近二十年的进展，海勒式间接空冷系统系统设计技术加倍成熟靠得住，通过增加预热/尖峰冷却器，在合理投资基点基础上，有效地解决了防冻、保证满负荷出力的问题。

散热器已进展到第五代产品，不管是产品的性能、寿命、制造工艺、运输条件等都有较大的改良。

通过所考察的几个电厂的运行情形看，该系统运行是稳固的，全都达到了设计性能，没有发生因侵蚀问题而引发的泄漏问题，要紧设备6年检修一次，匈牙利Matra电站运行30连年，散热器至今尚未改换，。

在经济方面，由于全铝散热器自身比钢铝散热器廉价、再加上热互换效率较高、散热成效较好，经济上要比钢铝散热器廉价35%左右，另外，冷却塔的底径和高度也能降低5%左右，因此，与其他间接空冷系统相较，海勒式间接空冷系统在经济上也有必然的竞争性，同时，较低的运行保护费用显示出了必然的优势

（二）运用海勒式间接空冷系统时，还要注意有关分系统的改良和设备采购供给治理。

一、海勒式间接空冷系统福哥型全铝制散热器垂直布置在空冷塔的周围，这种布置方式应充分考虑环境大风对空冷塔散热能力阻碍的防范方法和进一步的散热器防冻方法。

二、循环水泵及其同轴水轮机是海勒式空冷系统的要紧设备，循环水泵在真空饱和温度下工作，其水温能够高达80℃左右，因此要求循环水泵具有良好的抗汽蚀性能和较低的NPSH值。

3、空冷机组的出力受高温和大风阻碍较大，在夏日极端高气温条件下，空冷机组要降负荷运行，这是正常的。

若是一味追求高气温条件下空冷机组满负荷运行，空冷系统的投资将增加很多，是不经济的。

在进行充分的技术经济比较后，能够设计当气温达到某一确信温度时，采纳开启尖峰冷却系统或进而采取喷雾加湿方法在增加机组出力。

4、辅机冷却水系统采纳机力通风间接空冷塔在国外已经运行连年，技术成熟靠得住。

国内的空冷电站辅机冷却水系统普遍采纳湿冷塔，耗水量较大，采纳机力通风间接空冷塔能够进一步挖掘节水潜力。

针对不同水温要求的辅机设备，能够分系统设置机力通风间接空冷塔，能够降低设备造价。

五、通过考察能够确认，国外设计的空冷塔塔体与国内设计的塔体在计算理论和计算手腕上没有全然区别，因此，空冷塔塔体的结构设计国内相关设计单位能够承担。

（三）海勒式间接空冷系统尚没有完整的600MW运行业绩。

在前苏联时期，EGI公司曾为一座设在亚美尼亚的单机600MW电厂承包建造了空冷塔等空冷系统，可是由于受苏联解体阻碍，该电站未能按600MW运行。

目前，EGI公司拥有多台单机容量300MW左右的运行业绩。

固然，由于冷却能力和冷却水流量、散热器面积、IDT值等元素有关，关于不同的电厂，其冷却系统、冷却塔的体积等不是按等比例增加的。

联合循环电站设计背压较低，空冷系统设计ITD值较小，所参观的两个联合循环电站的设计ITD为25~27°

C左右，汽轮机的容量约300MW，空冷塔的热负荷尽管仅为420MW~520MW左右，但配置的空冷塔规模较大。

假设提高空冷系统的设计ITD值到35°

C左右，空冷塔的热负荷能够达到600MW~650MW左右。

阳城电厂二期工程间接空冷塔的排热量在800MW以上。

（四）选用海勒式间接空冷系统时，要充分考虑工程项目实际条件，应尽力提早招标。

选用海勒式间接空冷系统时，要充分考虑凝汽器的设备采购、制造进度情形，循环水泵、水轮机、凝结水泵等的布置要求与厂房、主变布置的许诺条件关系，水塔的布置条件等条件。

在工程实施进程中，应尽可能最大程度提早确信空冷系统方案，必要时可在主机设备招标中对凝汽器等设备单独招标，若是有条件在主体工程初步设计开始时完成空冷系统招标最好，以便于充分和谐设备采购和工艺设计的衔接问题。

（五）应踊跃推动我国火力发电厂空冷系统的多元进展战略，加速实现国内空冷系统自主进行工程设计承包目标。

在进行选用直接空冷仍是间接空冷系统比较时，应进行充分论证，在当前创建节约型社会情形下，更应充分考虑节电、减低煤耗等社会效益。

同时在承包商的选择上，应充分引入竞争，慢慢成立多元竞争的局面。

同时，应踊跃扶持国内相关企业加速消化吸收引进技术，尽快形成自主产权，以国内厂商为主体推行应用空冷技术。

被选用海勒式间接空冷系统时，在冷却塔内布置脱硫塔，实现烟塔合一的设计方案也是能够考虑的。

报告人：

中国大唐集团公司秦建明

山西国际电力集团公司郭钛星

大唐阳城发电有限责任公司康晓江

北京国电华北电力工程杨军、李京一、

柴靖宇、张哲军

二00五年七月二十日