空冷岛培训教材7.17.doc

1、国华呼伦贝尔发电有限公司一期工程2×600MW超临界空冷机组项目空冷岛培训教材国华呼伦贝尔发电有限公司空冷岛培训教材生产准备部二00八年七月十日前 言根据生产准备培训需要，为在短时间内尽快提升生产准备人员空冷系统理论知识水平和操作技能特编辑此教材，教材从空冷系统概述出发，分别介绍空冷系统组成、原理、运行特性、逻辑关系、以及变工况运行措施等内容，为直接空冷机组运行、检修提供一定的理论依据。教材第一章介绍空冷机组概述（空冷机组概况、空冷机组简介、直接空冷机组汽轮机结构特点、直接空冷凝汽器运行特点、空冷汽轮机的运行工况）；第二章空冷系统介绍（空冷系统蒸汽流程及空冷系统组成）；第三章直接空冷

2、系统启动、停止、维护（直接空冷系统启动，直接空冷系统报警、联锁与保护，空冷风机运行模式，ACC控制系统的控制功能，空冷逻辑，空冷凝汽器冷、热态水清洗措施）；第四章介绍空冷凝汽器各种变工况措施（空冷凝汽器冻结原因分析，空冷凝汽器冬季启动、停止、运行的防冻措施及注意事项，空冷机组夏季运行注意事项，直接空冷系统溶氧高分析，空冷机组真空严密性）。本教材在策划、收集资料、编写过程中收到了各级领导的大力支持和帮助，在此表以衷心的感谢！由于本教材编写时间仓促，我厂部分设备技术协议没有签订，难免存在不足之处，肯诚希望各级领导不吝赐教，提出批评指正。在此真诚的希望与您携手打造空冷岛培训教材的精品！目 录第一章

3、空冷机组概述5第一节 空冷机组概况5第二节 空冷机组简介6一、空冷系统形式6第三节 直接空冷机组汽轮机结构特点8一、直接空冷系统概念及特点8二、空冷机组汽轮机叶片、轴承特点8第四节 直接空冷凝汽器运行特点10一、直接空冷系统冬季易冻结10二、自然界大风对空冷机组的影响10三、空冷机组真空系统严密性问题10四、空冷凝汽器污垢问题10五、空冷机组背压变幅大10六、超临界直接空冷机组凝结水精处理系统特点11七、凝结水溶氧量高11八、电厂整体占地面积小11九、运行中强制通风机产生噪声大11第五节 空冷汽轮机的运行工况12一、空冷机组运行工况12二、空冷机组匹配关系13三、空冷机组特有参数13第二章 空

4、冷系统介绍14第一节 空冷系统蒸汽流程及空冷系统组成14一、空冷系统介绍14二、空冷系统蒸汽流程14三、空冷系统组成15四、上都空冷模型（仅供参考）25第三章 直接空冷系统启动、停止、维护26第一节 直接空冷系统启动26一、直接空冷系统启动方式26二、直接空冷系统启动前检查和准备26三、直接空冷系统启动27四、直接空冷系统运行维护30五、直接空冷系统停止31六、空冷风机跳闸处理31第二节 直接空冷系统报警、联锁与保护 32一、水环真空泵联锁保护32二、空冷凝汽器报警和保护32三、空冷风机报警和保护32四、空冷风机齿轮箱电加热器报警和联锁32第三节 空冷风机运行模式33一、空冷风机三种运行模式3

5、3第四节 ACC控制系统的控制功能34一、空冷凝汽器控制任务34二、ACC控制系统控制功能34三、空冷系统主要包括的控制回路34四、冬季保护措施35第五节 空冷逻辑39一、空冷控制面板按钮功能39二、各逻辑说明39第六节 空冷凝汽器冷、热态水清洗措施47一、清洗目的47二、空冷系统冷态清洗47三、空冷系统热态清洗47第四章 空冷凝汽器各种变工况措施50第一节 空冷凝汽器冻结原因分析50一、空冷凝汽器易冻部位及形成机理50二、凝结水“过冷度”概念及冬季运行控制数值51三、真空抽气口温度51四、空冷凝汽器发生冻结现象及分析51五、空冷凝汽器参数及监控指标52六、空冷凝汽器运行中监控项目及相关参数的

6、确定54第二节 空冷凝汽器冬季启动、停止、运行的防冻措施及注意事项58一、空冷机组冬季运行期间防冻主要任务58二、启动过程中应遵守规定58三、停机过程中应遵守规定59四、机组运行中应遵守规定60五、空冷凝汽器发生冻结后采取的处理措施61第三节 空冷机组夏季运行注意事项62一、防高温方面62二、防大风方面62三、空冷岛结构方面存在的弊端及危险源63四、直接空冷机组渡夏运行措施63五、喷淋系统投退步骤67第四节 直接空冷系统溶氧高分析69一、空冷机组凝结水水质特点69二、凝结水溶氧超标原因69三、凝结水溶氧量高危害69四、凝结水补水三种形式优、缺点比较69第五节 空冷机组真空严密性71一、真空泄漏

7、原因71二、真空严密性对策71三、空冷机组真空试验71四、真空检漏方法（氦泄漏检测法）72第一章 空冷机组概述第一节 空冷机组概况火力发电机组主要燃用大量煤炭，同时，也耗用大量水资源。常规湿冷火电厂全厂耗水量按设计装机容量计算，每百万千瓦约为一吨每秒。按年运行8000小时计，年耗水量约3000万吨，可供一座中型城市50万居民的生活用水。如果火力发电厂汽轮机采用空气冷却系统(简称发电厂空冷系统)作为冷源，其耗水量仅为常规湿冷火电厂的三分之一，同样使用一吨每秒的水量，可建三百万千瓦的空冷电站。空冷机组年节水量约2000万吨，按每吨水价1元至2元计，可节省2000-4000万元，五年可节省1亿至2亿

8、元。随着从计划经济逐步过渡到市场经济，势必利用经济杠杆即用调整供水费和水资源费去调节各部门、各行业、各方面的用水量，达到合理配置和有效开采利用宝贵的水资源的目的。这在缺水地区发电用水将要花较高代价，随着水价的上涨，代价也将越来越大。这种情况特别适合发展节水、高效、低排放的空冷电站，以扩大电站的机组容量，满足电力增长需求，节省日益宝贵的水，恢复植被和生态环境等建设，实现与环境协调与可持续发展。电站直接空冷系统（空冷岛），由于具有环保、节能、节水等主要特点，电站空冷技术特别是直冷技术在国内外火力发电厂的建设中得到广泛应用。目前国内外电站空冷是三大类：一是带混合式凝汽器的间接空冷系统亦称海勒系统，二

9、是带表面式凝汽器的间接空冷系统，三是直接空气冷却系统。世界上第一台1500KW直接空冷机组，于1938年在德国一个坑口电站投运，已有60多年的历史，几个典型空冷机组是：1958年意大利空冷电站2X36MW机组投运、1968年西班牙160MW电站空冷 机组投运、1978年美国怀俄明州Wodok电站365MW空冷机组投运、1987年南非Matimba电站6X665MW直接空冷机组投运。当今采用表面式冷凝器间接空冷系统的最大单机容量为南非肯达尔电站6X686MW；采用混合式凝汽器间接空冷系统的最大单机容量为300MW级，目前在伊朗投运的325MW(哈尔滨空调股份有限公司供货)运行良好。全世

10、界空冷机组的装机容量中，直接空冷机组的装机容量占60，间接空冷机组约占40。我国第一台直接空冷600MW机组为山西大同二电厂于2005年4月投产，相继内蒙古托克托电厂（三、四期）、上都电厂、丰镇三期、达旗电厂、岱海电厂（二期）、陕西铜川等600MW直接空冷机组也相继投产发电。第二节 空冷机组简介一、空冷系统形式常规火力发电厂的循环冷却水系统中，由于水在湿冷塔中直接与空气接触后蒸发冷却，所以有冷却水的蒸发、风吹损失；为维持系统水质稳定，还要排出少部分浓缩后的水，为使系统正常运行，须补充这三部分损失的新鲜水量，其量约占循环水量的2左右。空冷机组，是以空气作为冷却介质冷却汽轮机排汽的，这样的冷却系统

11、称之空冷系统以区别于常规火电机组以循环水冷却的湿冷系统。发电厂空冷系统主要有三种类型：(一)、直接空冷系统利用空气使汽轮机排汽直接在翅片管式空冷凝汽器中凝结成水。一般由大管径排汽管道、空冷凝汽器、轴流冷却风机和凝结水泵等组成。（二）、带混合式凝汽器的间接空冷系统（海勒系统）汽轮机排汽在混合式凝汽器中与循环水混合冷凝，循环水再通过空冷塔中的翅片管式散热器由空气冷却。一般由混合式凝汽器、凝结水泵、泵坑深的循环水泵、全铝制散热器与空冷塔、调压水轮机、节流阀和管道等组成。（三）、带表面式凝汽器的间接空冷系统。汽轮机排汽采用普通的表面式凝汽器，循环水再通过空冷塔中的翅片管式散热器由空气冷却。一般由表面式

12、凝汽器、凝结水泵、泵坑浅的循环水泵、全钢制散热器与空冷塔和管道等组成这三种空冷机组的原则性汽水系统示意图见图l、图2和图3。3333333435572173很崇拜333直接看哦个第三节 直接空冷机组汽轮机结构特点一、直接空冷系统概念及特点发电厂采用翅片管式空冷散热器，直接用环境空气来冷凝汽轮机排汽的冷却系统,称为直接空冷系统。采用空冷系统的汽轮发电机组简称为空冷机组。根据理论计算和实测结果，与同容量湿冷机组相比，空冷机组冷却系统本身可节水97以上。全厂性节水约65，即相同数量的水，可建设的空冷机组比湿冷机组的规模大三倍。所以，空冷机组是“富煤缺水”地区或干旱地区建设火力发电厂的最佳选择。大型直

13、接空冷机组因其投资少、占地面积小、节水、防冻和夏季运行方式灵活可靠等得到快速发展并逐渐占据领先地位。空冷汽轮机组相对于湿冷机组，由于排汽的冷却方式不同，因而在结构上也有特殊要求。湿冷600MW机组的背压一般为4-28KPa（绝对压力），而空冷机组的背压最高可以达到65KPa。二、空冷机组汽轮机叶片、轴承特点空冷机组的背压高、背压变化范围大和背压变化频繁的特点对汽轮机叶片和机组轴承提出了特殊的要求：（一）、空冷机组汽轮机的末级叶片设计的比较短末级叶片选用长度只有665mm，此种叶片有效提高了空冷机组的适应性与经济性，根据实验曲线，叶片高度与热耗值在不同背压的关系如下：由此图可以得到：较长末叶L的

14、修正曲线较陡峭，变工况性能较差；较短末叶S的修正曲线较平坦，变工况性能较好；两条修正曲线有一交点K，对应背压Pk称为同效背压，在此背压下运行具有相同的经济性；背压高于Pk，则较短末叶运行经济性优于较长末叶，反之则反；曲线都有一最低点，此点背压对末叶称为极限背压（表示斜切部分膨胀能力已用尽），对排汽缸称为阻塞背压（进口正好达到临界），必有PBPA，ba 。对于空冷机组，正需要较短叶片来适应高背压且变化范围较大的情况。（二）、空冷专用末级叶片在叶型上的特点空冷专用末叶的外形特征是短、粗、壮，其强度、振动设计的主要任务是千方百计地降低高背压小容积流量工况下的动应力峰值，尽可能消除叶片发生颤振的可能性

15、。（三）、背压的变化也引起排汽温度随之大幅变化，机组轴承采用落地结构传统的低压轴承采用不落地的“座缸式”方案，它的优点很诱人：可以简化结构，明显缩短机组长度，增加排汽轴向扩压效果，比如上汽厂的600MW湿冷机组：发电机2#低压缸1#低压缸高中压缸上汽湿冷汽机本体膨胀图绝对死点相对死点这种轴承布置缺点是随着排汽温度的变化，轴承中心线会随之上下升降，导致轴承负荷的重新分布，并进而影响轴系稳定性。若用于湿冷机组，因背压变化范围小，相应排汽温度变化幅度也小，因此即使不采取其他配套措施，也不会明显影响轴系稳定性。若用于空冷场合，不采取其它配套措施，则轴承中心线将随排汽温度大幅度变化而处于较大幅度的升降之

16、中，足以使轴承负荷作较大幅度的重新分配，因而有可能诱发机组振动，这是不允许的。而落地式布置使轴系稳定性问题与低压轴承布置脱钩，使空冷机组轴系运行条件比座缸式湿冷机组更简单更优越，如下图：发电机高中压缸调端励端上汽空冷汽机本体膨胀图上图竖直方向的虚线为汽缸与轴承座各自膨胀的绝对死点，竖直加黑的虚线为汽轮机转子与2#轴承座的相对死点。这种布置使低压轴承的高度不再受排汽温度的影响，保持了轴系的稳定性，较多采用于空冷机组。第四节 直接空冷凝汽器运行特点一、直接空冷系统冬季易冻结直接空冷系统的散热器绝大多数采用鼓风式机械通风，而且以高架式布置呈“A字型”暴露在大气环境中。散热器的冷却能力在一定热负荷与风

17、量的条件下，取决于空气干球温度。如果空冷系统设计不合理，在冬季低温时，散热器诸翅片管内的饱和蒸汽等温冷凝段缩短，凝结水冷凝段增加，过冷度增大。若气温继续下降到零度以下某一限度，翅片管内的凝结水可能过冷却甚至发生冻结现象。轻者会使传热性能大大降低，重者管束被冰块堵塞、真空下降，就会被迫停机，甚至会冻裂翅片管或使翅片管变形，造成永久性损害。发生冰冻的原因是蒸汽已在前段凝结完毕，在后段很快地被冷却到管壁及外界空气的温度而结冰。这些管段称为“死区”。这在国外或国内已投运的空冷系统上已经发生过，所以对在寒冷地区的直接空冷系统的防冻问题应引起足够的重视。二、自然界大风对空冷机组的影响在夏季，自然气温普遍较

18、高，如在这一时段再受到自然大风的影响，必然对机组的运行产生影响。各电厂在夏季高温段遇到外界大风时，均有不同程度的降负荷现象，甚至机组跳闸。自然大风影响是一个世界性难题，对直接空冷机组影响是很大的。但是，自然大风的影响又是很难人为克服的。因此，一般电厂在厂房顶部安装了测风装置采集数据，在进行相关数据分析的基础上，做出空冷机组应对自然大风的预案，尽量将因大风影响造成的损失降至最低。三、空冷机组真空系统严密性问题特别是有一个奇怪的现象，就是有些电厂在机组刚投运时，空冷系统的严密性较好，但通过运行一年半载后，出现了反常现象。由于空冷机组的真空容积庞大，汽轮机泄漏、安装焊接等原因，都会在很大程度上影响真

19、空系统的严密性，致使机组背压提高，增大了煤耗，降低了机组带负荷的能力。针对上述情况，各电厂都采取了一些措施，如通过查漏检查，找到漏点并补漏；调整汽轮机轴端汽封等措施，尽量减小泄漏量，这些措施都取得了很好的效果。四、空冷凝汽器污垢问题北方地区风沙大、污染较为严重，再加上夏季电厂周边树木的飞絮、昆虫等（站在风机桥架上，可看到翅片管、风筒和钢结构上沾有柳絮、蜻蜓、飞蛾、灰尘），使空冷凝汽器翅片管的翅片间间隙减小，甚至堵塞，严重影响了空冷凝汽器的通风能力，导致背压升高。所以，必须通过清洗系统严格、细致、频繁的冲洗，才能保证空冷凝汽器的性能。现在，电厂技术人员对清洗系统的使用持非常肯定的态度，但对清洗系

20、统清洗次数、所用水质有些看法，参照国外经验，清洗次数一般每年23次，实际环境空气质量较差时，冲洗次数应相应增多。 直接空冷系统是将汽轮机排出的乏汽，由管道引入称之为空冷凝汽器的钢制散热器中，由环境空气直接将其冷却为凝结水，减少了常规二次换热所需要的中间冷却介质，换热温差大，效果好。五、空冷机组背压变幅大汽轮机排汽直接由空气冷凝，其背压随空气温度变化而变化，我国北方地区一年四季乃至昼夜温差都较大，故要求汽轮机要有较宽的背压运行范围。真空系统庞大。汽轮机排汽要有大直径的管道引出，用空气作为直接冷却介质通过钢制散热器进行表面换热，冷凝排汽需要较大的冷却面积，因而导致真空系统的庞大。空冷机组需要根据机

21、组负荷的不同来设定不同的真空保护值。为了使系统更可靠，一般采用三台电泵做为给水泵。背压高，煤耗较大，大型风机多，厂用电也高，所以运行费较高，厂用电率高于湿冷机组。六、超临界直接空冷机组凝结水精处理系统特点直接空冷机组中的凝结水不存在循环冷却水泄漏的污染，由于空冷机组的空冷器冷却表面十分庞大， 水系统中不可避免的存在大量铁的腐蚀产物，加之空气漏入的可能性加大，水中可能融入二氧化碳等溶解杂质，另超临界机组的给水标准要求很高。所以必须采用一套既能高效除铁，又能保证高品质出水水质的精处理设备。鉴于呼伦贝尔地区的气象条件，空冷系统的设计气温为10，相应的汽轮机设计背压为11KPa，对应的凝结水温度为47

22、.3。因此，凝结水精处理系统的正常运行温度小于47.3。而夏季机组满发的最高温度为26，相当于全年不满发小时为192小时，对应的背压为27.5，对应的凝结水温度为66.7。因此，凝结水精处理系统的最高运行温度小于69。应该说对凝结水精处理系统的阴阳离子影响不大。七、凝结水溶氧量高由于直接空冷机组的真空系统庞大，易出现负压系统氧气吸入，又由于机组背压偏高，易出现凝结水过冷度偏大，进一步加大了凝结水中溶氧的含量。八、电厂整体占地面积小由于空冷凝汽器一般都布置在汽机房前的高架平台上，平台下仍可布置电气设备等，空冷凝汽器占地得到综合利用，使得电厂整体占地面积减少。九、运行中强制通风机产生噪声大第五节

23、空冷汽轮机的运行工况一、空冷机组运行工况（一）、能力（TRL）工况（铭牌出力工况）汽轮发电机组能在下列条件下安全连续运行，发电机输出铭牌功率（当采用静态励磁时，指扣除所消耗的功率）工况称为能力工况（TRL），此工况也称铭牌出力工况。此工况条件如下：1、额定主蒸汽参数及再热蒸汽参数所规定的汽水品质。2、背压为35KPa。3、补给水率为3%。4、对应该工况的设计给水温度。5、全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽。6、采用电动给水泵。7、发电机效率为99.0%，额定功率因数为0.9（滞后），额定氢压。此工况为机组出力保证值的验收工况，此工况的进气量称为汽轮机铭牌进汽量。（二）、汽轮机最大连续出力

24、（TMCR）工况汽轮机进汽量等于能力工况的进汽量（铭牌进汽量），下列条件下安全连续运行，此工况下发电机输出功率（当采用静态励磁时，指扣除所消耗的功率）称为最大连续出力（TMCR），如600MW机组输出功率值为641975KW。此工况条件如下：1、额定主蒸汽参数及再热蒸汽参数所规定的汽水品质。2、背压为15KPa。3、补给水率为0%。4、最终给水温度。5、全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽。6、采用电动给水泵。7、发电机效率为99.0%，额定功率因数为0.9（滞后），额定氢压。此工况也是机组出力保证值的验收工况。（三）、调节阀门全开（VWO）工况汽轮发电机组应能在调节阀全开，其他条件同TM

25、CR时，汽轮机的进气量不少于105%的能力工况进汽量（铭牌进汽量），此工况称为阀门全开（VWO）工况。如600MW机组汽轮发电机组在阀门全开工况下的输出功率值为667193KW。此工况为汽轮机进汽能力保证值的验收工况。（四）、THA工况（额定工况）当机组功率（当采用静态励磁时，指扣除所消耗的功率）为额定时，除进汽量以外，其他条件同TMCR时，称为机组的热耗率验收（THA）工况，此工况为热耗率保证值的验收工况，如600MW机组热耗率保证值为8063.6KJ/(KW.h)。（五）、阻塞背压工况汽轮机进汽量等于能力工况的进汽量（铭牌进汽量），下列条件下，当外界气温下降，引起机组背压下降到某一个数值时

26、，再降低背压也不能增加机组出力时的工况，称为铭牌进汽量下的阻塞背压工况。汽轮机能在此工况条件下安全连续运行，此时，汽轮机的背压称作铭牌进汽量下的阻塞背压。此工况条件如下：1、额定主蒸汽参数及再热蒸汽参数所规定的汽水品质。2、补给水率为0%。3、对应该工况的设计给水温度。4、全部回热系统正常运行，但不带厂用辅助蒸汽。5、采用电动给水泵。6、发电机效率为99.0%，额定功率因数为0.9（滞后），额定氢压。二、空冷机组匹配关系（一）、锅炉最大容量与汽机VWO工况进汽量相匹配；（二）、发电机最大连续功率与机组相匹配；（三）、空冷装置匹配关系应同时满足下列条件：1、空冷装置容量应保证在规定的夏季某气温条

27、件下的TMCR工况发额定功率，并留有一定空冷单元或相当风量裕量；2、空冷装置在典型年最高温条件下，机组进汽量为VWO工况汽量的背压值与机组安全限制背压之间留有15kpa以上的裕量，以适应不利的环境风速变化下安全运行；3、当一个空冷单元风机停运或检修时，机组正常运行背压在限制背压以内。三、空冷机组特有参数（一）、空冷汽轮机的“设计气温”（干球气温）指空冷机组在100%负荷模式下运行的年“气温时间”分布的加权平均值。（二）、空冷汽轮机的“设计背压”指适合空冷电站特定条件，并通过空冷装置优化后对应上述“设计气温”的背压值。（三）、空冷汽轮机在TRL工况的气温（俗称满发气温）指电网要求在夏季某一高温条

28、件下保证机组发额定功率时的气温。（四）、空冷汽轮机在TRL工况的背压（俗称满发背压）指该汽轮机在额定进汽参数条件下，根据电网要求在夏季某较高气温条件下保证发额定功率的背压。（五）、空冷机组的阻塞背压指空冷汽轮机末级叶片出口处的蒸汽流速接近该处音速的背压值。为了规范汽轮机技术条件，这里特指TMCR流量条件下的阻塞背压值。（六）、初始温差ITD指汽轮机排汽的饱和温度减去汽轮机排汽管道的降温以后，与空气干球温度之差（直接空冷），或汽轮机排汽的饱和温度减去凝汽器的端差以后与空气干球温度之差（间接空冷）。第二章 空冷系统介绍第一节 空冷系统蒸汽流程及空冷系统组成一、空冷系统介绍空冷岛布置现场海拔高度为6

29、50-680米，大气压力为94200帕。空冷平台由4 X 5共20根空心混凝土柱支撑，混凝土柱尺寸 ：OD 4250 X 400 mm、 OD 3500 X 350 mm ，主桁架面积12.355 m x 11.400 m，平台面积91.2 m x 98.84 m，高度为49米，两空冷机组间距0.60米。蒸汽分配管轴线标高58.602 m，风墙顶标高60.100 m,下方布置的轴流风机盖板标高47.000 m。二、空冷系统蒸汽流程空冷凝汽器（ACC）通过向大气释放热量对汽机排汽或汽机旁路的减温过热蒸汽进行冷凝。直接空冷系统，即汽轮机排汽直接进入空冷凝汽器，其冷凝水由凝结水泵排入汽轮机组的回热系

30、统。空冷凝汽器由“A”屋顶型翅片管排构成，管束从顶部到底部被三角形结构支撑（A型框架）。每组管排包含7个模块（5个顺流模块和2个逆流模块）。每个模块由10个翅片管束构成，每个管束包含36根管道。下方布置的轴流风机迫使冷却空气流过翅片，模块间有隔墙，空冷器管束外围周圈被风墙包围着，外围风墙板包围整个空冷器岛，以将热空气出口与冷空气入口分开，阻止排出的热空气被短路吸入。蒸汽通过2组大孔径管道流入凝汽器。主蒸汽排气管道被支撑在大约40米高处的钢结构悬臂梁处。为限制2组排汽装置之间的压力，安装了1个平衡管。每个管道系统分流成4个上升管和沿每组管排的顶部布置的蒸汽分配管，蒸汽通过蒸汽分配管进入顺流冷凝管

31、束顶部的翅片管道。蒸汽在管道内下行的过程中已经被部分冷凝。凝结水和非冷凝蒸汽通过“A型”屋顶结构底部的大尺寸蒸汽凝结水联箱收集。大约80的蒸汽通过顺流管束冷凝（蒸汽和凝结水自上而下同向流动），大约20剩余蒸汽通过与蒸汽凝结水联箱的底部连接的逆流冷凝管束，蒸汽通过逆向流动冷凝，即：剩余蒸汽和不可冷凝的气体向上流动，而凝结水向下流入蒸汽凝结水联箱。通过这种方式，凝结水总能从蒸汽获得热能，避免发生过冷现象。不可冷凝的气体在逆流冷凝管束顶部附近汇集，被吸入逆流冷凝管束顶部布置的空气集管内。这些集管与抽真空系统相连，以便从空冷凝汽器内抽走不可冷凝的气体。蒸汽凝结水联箱内收集的凝结水在重力作用下排入汽轮机

32、排汽装置下的凝结水箱，由凝结水泵输送至除氧器。为防止冬天冻结，除第4、5列外，都有蝶阀控制进汽。（为达到更好的防冻效果也有电厂只除4列或5列外，其余列都有进汽蝶阀。）流程原理图如下：直接空冷系统的主要组成部分三、空冷系统组成空冷凝汽器包含下述功能组:蒸汽管道、带有风机单元的蒸汽冷凝器、凝结水箱、抽真空系统、清洗系统、蝶阀。实际建筑图如下：（一）、蒸汽管道蒸汽管道系统包括 :2根OD6020排汽管；1根平衡管OD2020；8个OD3020蒸汽立管和蒸汽分配集管（OD3020、OD2820、OD2520、OD2120、OD1820、OD1420）；蒸汽压力控制和保护系统；（4个DN900安全爆破膜

33、，整定压力为44.2KPa（g），每只爆破膜最大泻放能力为97.7kg/s,爆破膜安装在A排外的主蒸汽管道立管上。）1、仪表主管道压力变送器10MAG01/02 CP101、30MAG01/02 CP102、30MAG01/02 CP103用于监督控制、报警、跳闸。压力开关10MAG01/02 CP001、30MAG01/02 CP002、30MAG01/02 CP003，温度开关10MAG01/02 CT001、30MAG01/02 CT002、30MAG01/02 CT003用于报警、关闭汽机旁路阀。 压力指示器10MAG01/02 CP501、温度指示器10MAG01/02 CT501、

34、主管道温度元件10MAG01/02 CT101、30MAG01/02 CT102、10MAG01/02 CT103用于监视、报警、跳闸。2、报警及跳闸汽机背压分别由在主蒸汽管道10MAG01 BR001上的压力变送器10MAG01 CP001/002/003和主蒸汽管道10MAG02 BR001上的压力变送器10MAG02 CP001/002/003按照3选2原则测量，并且由此计算每组主蒸汽管道的平均背压值。当两组平均值的差小于 KPa，则这两组管道平均值将用于控制风机运行。如果差异较大，则控制室会收到报警，而较低压力凝汽器的风机转速会降到 Hz。如果在 分钟后, 压差不能降到 KPa，警报会

35、发送到SCS。操作员可再一次降低较低压力凝汽器的风机转速 Hz。如果压力超过80 kPa(a)，控制室将收到一个报警信号。过压保护通过安装在主蒸汽管道30MAG01 BR001上的压力开关10MAG01 CP101/102/103和主蒸汽管道10MAG02 BR001上的压力开关10MAG02 CP101/102/103实现。开关将依据每组主蒸汽管道3选2逻辑。如果背压115KPa，SCS将关闭旁路阀门阻止蒸汽通过。温度测量元件的功能是通过关闭旁路阀避免凝汽器过热。通过安装在主蒸汽管道10MAG01 BR001上的温度变送器10MAG01 CT301/302/303和主蒸汽管道10MAG02

36、BR001上的温度变送器10MAG02 CT301/302/303实现。变送器将依据每组主蒸汽管道3选2逻辑。如果排汽温度120，SCS将关闭旁路阀门阻止蒸汽通过。使用复合型爆破膜保护ACC免于在控制系统失效时产生过压。安全爆破膜被设计为在高压情况下爆破全开减压、排汽。蒸汽压力点名保护描述保护动作10MAG01 CP00110MAG01 CP002 3取210MAG01 CP00310MAG02 CP00110MAG02CP002 3取210MAG02CP003 115KPa汽轮机旁路阀门关闭、DCS报警 80 KPaDCS报警蒸汽温度10MAG01 CT30110MAG01 CT302 3取

37、210MAG01 CT30310MAG02 CT30110MAG02 CT302 3取210MAG02 CT303>110°C超过60秒蒸汽旁路阀门关闭报警>115°C超过30秒蒸汽旁路阀门关闭>120°C蒸汽旁路阀门关闭为了避免振荡现象，旁路阀关闭配置如图所示带延时功能的调节装置。当连续的时间（与主蒸汽管道测量的超温值为函数）超过超温的连续时间限制时(见图)，汽机跳机并且关闭所有旁路蒸汽阀。（二）、空冷凝汽器空冷凝汽器由铝钢单排按列布置椭圆翅片管束组成。出、入口联箱采用平管板碳钢。单排管(SRC) 裸管为椭园形，尺寸（219 x 19 x 1.

38、5mm）、ASTM A36或同等材料，外层铝涂层，内部无涂层。翅片管为波纹型、尺寸（98 x 10 x 901 mm x 2059 mm ）、铝材料、翅距2.8 mm裸管到翅片铜焊、管到管板焊接，铝翅片可以用管束清洗设备方便有效的清洗干净。流程如下：（三）、空冷风机技术规范：项 目单 位规 范风机型 号直 径mm9144叶片数片7转 速rpm77转 向顺时针制造商电机型 号鼠笼感应电机电 压V380功 率KW132转 速rpm1000制造商SIEMENS变频器型 号减速率12.8控制范围30120制造商负载60HZ3/41/21/450HZ功率(KW流(A)23519

39、313285131功率因数0.850.820.750.510.751、风机布置为空气无障碍通过叶轮外套。叶片数量7片，直径9144 mm、叶片角度 17.2度，叶片温度范围20 +100°.通过洁净饱和湿空气，无水滴。设计风机速度76.9RPM，所有风机可以以120%额定速度运转。叶轮包括一个装有可静止调节叶片的毂盘，叶片材质是强化聚酯玻璃钢(GRP). 叶轮用连接法兰和锁板固定。数量8 x7台，其中逆流2 x 8台，减速箱不安装防逆转设施，可逆转。2、减速箱齿轮箱为并联轴型。减速齿轮箱及其轴承设计考虑了连续不平衡力及半径回转运动不平衡力。一旦风机叶片失灵，风机将立即减速至停止状态，

40、该力只在很短时间内存在。除低速轴承用油脂润滑外，齿轮及轴承用合成油或矿物油润滑。减速箱上部的轴承通过一个油泵润滑，该油泵受压力开关保护。压力开关用来检测油润滑故障，布置在润滑油管中。减速箱还配置了一个外部油量计控制油面。油量计设置在减速箱上面，从维护平台容易到达。3、风机驱动电机风机经减速齿轮箱通过配置变频器的异步电机驱动(VFD) 。电机垂直布置在减速箱上面。功率132kw,转速1000Rpm，减速比12.8，保证55Un下可启动，4、仪表（1）三个Pt100电机绕组温度 （2）风机支撑结构震动开关（3）齿轮箱温度（4）齿轮箱油量（油压）5、报警及跳闸（1）齿轮箱油量（油压）过低：风机跳闸、

41、控制室报警（2）风机支撑结构振动过大：振动5mm/s控制室报警，振动6.3mm/s风机跳闸。（3）电机绕组温度过高：温度135控制室报警；温度 145或者温度达到135达 5分钟以上风机跳闸（4）齿轮箱温度过高：温度100 DCS报警；温度110 风机组跳闸（5）当齿轮箱油温为+5时温度元件打开电加热器，当油温达到+10时加热器关闭。当齿轮箱油温低于-16报警将通知操作员加热器有故障发生。当油温再次达到+5时报警关闭。（四）、排汽装置凝结水箱汽机下方的排汽装置收集空冷凝汽器的凝结水、低加疏水和汽机排汽装置的蒸汽凝结水。凝结水管线上的水回路可以避免汽机排汽装置的任何蒸汽回流。在停机期间，水回路通

42、过小孔径管道进行疏水，避免在寒冷的季节结冰。为补充系统汽水消耗，设有凝补水管道。排汽导流板上开口，两水箱间有连通管，以平衡两侧和汽水测的压力。下方有凝泵入口管和水箱放水。（五）、抽真空系统1、抽真空系统的组成：在每列空冷凝汽器的2、6排分别设有抽真空管，以建立或维持凝汽器的真空。在每列抽空气管上均设有一台隔离阀。除5列外还设有旁路阀，其目的是：当蒸气隔离阀全关，对应的凝结水隔离阀和真空隔离阀都关闭后，通过旁路阀维持被隔离管排处于真空状态。设启动抽气管线，直接连接一台凝结水集箱和抽真空系统。一套真空抽气装置，包括真空泵，电机，管道，入口蝶阀，分离器，热交换器，仪表真空泵起动后，蝶阀(10MAJ0

43、7/08/09 AA051)必须打开。真空泵停运前，蝶阀(10MAJ07/08/09 AA051)必须关闭。在运行时突然跳闸和在达到所需抽真空压力之前，真空泵入口的止回阀(10MAJ07/08/09 AA501)用于防止空气逆流至冷凝器。位于真空系统气动蝶阀(30MAJ07/08/09 AA051)后的压力开关(10MAJ07/08/09 CP101是用于联启备用泵。位于真空泵入口气动阀10MAJ07/08/09 AA051前的压力开关(10MAJ07/08/09 CP102)是用于启泵后开启入口蝶阀。空气和部分运行水一起通过湿压力管道(10MAJ07/08/09 BR003)到达分离器 (1

44、0MAJ07/08/09 BB001)，水由此处从空气中机械地分离出来。空气在大气压力下排放，分离出来的水通过经换热器(10MAJ07/08/09 AC001)再循环至真空泵，因压缩产生的热量以及随空气吸入的蒸汽冷凝产生的热量由运行水排除掉。在换热器前后设有就地温度计(10MAJ07/08/09 CT501/CT502)。分离器溢流装置用于连续清除泵抽出的冷凝蒸汽和不凝气体。供水通过法兰与供水调节器(10MAJ07/08/09 AA052)连接，将水供给了分离器和泵并维持到要求的水位。为能快速供水，可打开阀门(10MAJ07/08/09 AA003)，但在运行时必须关闭。分离器上的水位是由水位

45、指示器(10MAJ07/08/09 CL501)显示，溢流装置通过管道(10MAJ07/08/09 BR401)排出多余的水。截流阀(10MAJ07/08/09 AA402/403/405)用于分离器(10MAJ07/08/09 BB001)和板式换热器(10MAJ07/08/09 AC001)的完全排水。泵(10MAJ07/08/09 AP001)可通过截流阀(10MAJ07/08/09 AA404)，经管道30MAJ07/08/09 BR404 排水。2、仪表每套抽真空装置必需配备以下设备或与控制系统接线。（1）在装置进口两台压力指示器10MAJ0 7/8/9 CP501/502 （2）在

46、装置进口2台压力开关10MAJ0 7/8/9 CP101/102 （3）空气/蒸汽真空系统进口处的气动阀门30MAJ 07/08/09 AA051及电磁阀。 （4）水环真空泵驱动电机1MAJ 02/03/04 AP001（5）分离器水箱10MAJ0 7/8/9 BB001 （6）分离器箱水位指示器10MAJ0 7/8/9 CL501（7）两个分离器箱的水位开关10MAJ0 7/8/9 CL101/102（8）一台热交换器 10MAJ0 7/8/9 AC001（9）热交换器上2个温度指示器10MAJ0 7/8/9 CT501/502（10）热交换器排放压力指示器 10MAJ0 7/8/9 CP5

47、02（11）一个补充水电磁阀10MAJ0 7/8/9 AA052（12）平旋逆止阀，疏水阀及隔离阀3、报警和跳闸（1）分离器箱内水位过高1060mm： 报警、关闭补水阀10MAJ07/08/09 AA401（2）分离器箱内水位低990mm：打开补水阀10MAJ07/08/09 AA401 （3）分离器箱内水位过低：真空泵跳闸、关闭抽空气隔绝阀门(10MAJ02/03/04 AA331)对于凝汽式汽轮机组，需要在汽轮机的汽缸内和凝汽器中建立一定的真空，正常运行时也需要不断地将由不同途径漏入的不凝结气体从汽轮机及凝汽器内抽出，真空系统就是用来建立和维持汽轮机组的低背压和凝汽器的真空。低压部分的轴封

48、和低压加热器也依靠真空抽气系统的正常工作才能建立相应的负压或真空。4、真空泵工作原理真空抽气系统主要包括汽轮机的密封装置、真空泵以及相应的阀门、管路等设备和部件。其主要设备是真空泵，真空泵的工作原理如下：真空泵的壳体内有一个圆柱体空间，叶轮偏心地装在这个空间内，同时在壳体侧面的适当位置上开有吸气口和排气口，实现轴向吸气和排气。水环泵工作之前需要向泵内灌注一定数量的水，这些水起着传递能量的媒介作用，故也把这些水称为工质。当叶轮在原动机带动下旋转时，工质在叶片的推动下获得圆周速度，由于离心力的作用，将水甩向外径形成一个贴在圆柱体内表面的水环。由于叶轮与壳体是偏心的，水环的内表面也就与叶轮偏心。壳体

49、内的水形成了一个与圆柱体同心的圆筒形水环，其结果是水环内表面、叶轮的内表面、轮毂表面和壳体的两个端面围成了许多互不相同的小空间。由于叶轮与水环是偏心的，所以处于不同位置的小空间，其容积是不同的。也就是说，对于某一指定的小空间，随着叶轮的转动，它的容积也是不断由小变大，再由大变小。在小空间由小变大的区段，壳体端面开有吸气口，使之与吸气管相通，于是气体不断被吸入；在小空间由大变小的大部分区段，使它密封，这样吸进来的气体随着小空间容积的缩小而被压缩。当小空间的容积减小到一定程度，也即气体被压缩到一定程度时，它从壳体侧面的开口处与排气管相通，排出已被压缩的气体。此时，水环泵就完成了吸气、压缩、排气的全

50、部工作过程。由于水环式真空泵是利用水作为工质进行工作的，所以泵体内的水温决定了各小室内空间在旋转过程中所能达到的真空。也就是说，最高真空是由水的汽化压力所决定的，而水的汽化压力就是当时当地水温下的饱和蒸汽压。因此，作为工质的水应当及时予以冷却，使其尽可能地保持能够达到的最低温度。水环真空泵结构示意图如下：抽真空过程为：系统接通电源后，真空泵开始运行，当入口气动门前后的压差大于一定值时，该气动门自动打开，气体进入真空泵，压缩后经排气管进入汽水分离器，经过汽水分离后气体排至大气，工作水重新进入抽吸过程。每一台真空泵的设计出力为140公斤/小时空气及蒸汽（ACC流入空气量40+汽机部分流入空气量90

51、+空气流入富裕量10140kg/h）。当启动时，三台泵(10MAJ07/08/09 AP001)同时运行的情况下，将16270 m³ (空冷器容量+汽轮机部件的容量=14050+2220=16270 m³) 的空气从86.72kPa抽到35 kPa空气需要最多40分钟；在运行中，仅需一台真空泵。在冬天（环境温度低于-3）启动时为了防止冻结，在蒸汽进入前必须达到最低的真空度（大约6 kPa）同时在启动时辅助蒸汽通入除氧器以实施启动时的凝结水除氧。5、抽真空系统运行（1）机组启动 在启动过程中，3台真空泵并列运行，打开旁路阀10MAJ05AA051以便完全清除备中空气，参照步骤

52、00开启所有蒸汽/凝结水/抽真空隔离阀。在大气温度 > -3时，主蒸汽管道上的压力变送器10MAG01/02 CP001/002/003达到最低35 kPa 的背压，完成启动前的抽真空工作。在蒸汽进入空冷凝汽器之前，冷凝器控制系统要设置到步骤 00，所有蒸汽隔离阀打开，蒸汽通过汽机旁路进入冷凝器，空冷凝汽器可在35kPa压力下缓慢启动。在蒸汽开始进入前，抽真空旁路应该关闭。当抽出空气温度10MAJ10/20/30/40/50/60/70/80 CT301/302充分升高至超过环境温度10以上，可维持1台运行。为了在增加冷凝器热负荷之前让全部空气排空，应稍慢注入蒸汽，控制蒸汽流量不超过额定

53、流量的20，以保证没有气包（冷区）存在，在增加凝汽器热负荷之前，可以完全形成真空。启动工序00，所有蒸汽隔离阀打开及所有风机关闭，风机自动控制投入，按照风机转速配置图的顺序，所有风机将逐步投入运行。在大气温度 < -3时，主蒸汽管道上的压力变送器10MAG01/02CP001/002/003达到最低6kPa的背压，完成启动前的抽真空工作。在蒸汽进入空冷凝汽器之前，冷凝器控制系统设置在步骤0，所有7个蒸汽隔离阀关闭，所有风机停止，抽真空旁路关闭，空冷凝汽器启动准备就绪。蒸汽通过汽机旁路阀注入冷凝器。当抽出空气温度充分升高可决定停止3真空泵的其中一台。启动工序0，风机自动控制投入。（2）机组

54、运行一台或两台真空泵投运。在以下特殊情况下：低荷载、凝汽器堵塞、夏季环境温度高、凝汽器泄漏、真空低于68KPA（可调）或排放蒸汽和抽真空空气之间的温度差异过大，可使用两台真空泵抽气。（3）停机顺序随着流入凝汽器的蒸汽减少，凝结容量自动减少，旁路关闭后，可以关闭真空保持单元。所有蒸汽/冷凝水/空气抽空要设在步序 00 ，在真空到0时，停止汽封。长时间停机应该对抽真空系统、泵和清洗系统进行排水。（六）、爆破膜名称尺寸(mm)每一爆破膜容量(t/h)数量总流量(t/h)汽机爆破膜 7602004800空冷凝汽器爆破膜9002174868总容量1668汽机旁4个Ø900 mm爆破膜，爆破压力

55、范围0.0340.04MPa(表压)；空冷凝汽器的爆破膜设定压力0.044 MPa(g)，爆破压力范围0.0390.049MPa(g)。 （七）、水清洗系统系统包括每纵冷凝器两侧的可移动扶梯、安装在扶梯上的水流分配集管及安装在集管上方的雾化喷嘴。水流通过一软管供给至扶梯。由于扶梯可平行于管束表面由人工移动，这样水流分配均匀，清洁工作持续有效。先清洗冷凝器一侧，然后再清洗另一侧。每一侧应清洗6遍。(每个扶梯安放6个集管，1/6的管道可被同时清洗，这样作的目的是为了限制清洁用水的水流量。) 清洁应自上而下，从顶部母管开始，至中间母管，最后清洁底部母管。高压水喷嘴均匀分布并与水流分配集管固定，全部垂直于管束，并通过一软管与供水装置/泵连接。最好在机组停运、ACC处于真空状态下实施清洁，在机组运行时也可实施清洁。当清洗管束位于变压器或高压线上方时,需特别注意在这些设备上限制水流量,例如防水油布遮盖风机盖板的敞开区域,每列清洗系统只使用一个清洁头。当外部环境温度低于+5时，清洗系统禁止操作运行。