直接空冷系统

图1 直接空冷发电厂的示意图图1（1-锅炉；2-过热器；3-汽轮机；4-空冷凝汽器；5-凝结水泵；6-凝结水精处理装置；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-轴流冷却风机；14-立式电动机；15-凝结水箱；16-除铁器；17-发电机）是直接空冷系统的原则性汽水系统简图，汽轮机的排汽通过粗大的排汽管道送到室外布置的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过散热器的外表面，将排汽冷却成水，凝结水再经凝结泵送回汽轮机的回热系统。^[1]

空冷凝汽器是由外表镀锌的椭圆管外套矩形钢翅片的若干管束组成的，这些管束也称散热器。空冷凝汽器分主凝汽器和分凝汽器两部分。主凝汽器多设计成汽水顺流式，它是空冷凝汽器的主体。分凝汽器一般设计成汽水逆流式，可造成空冷凝汽器的抽空区。^[1]

真空抽气系统是直接空冷系统的关键。在汽轮机启动和正常运行时，要使汽轮机低压缸尾部、空冷凝汽器、排汽管道、及凝结水箱等设备内部形成真空。通常采用的抽空气设备是蒸汽抽气器。在汽轮机启动时，投入出力大的一级蒸汽抽气器，以缩短抽真空的时间，加快启动速度。在汽轮机正常运行时，采用出力小的二级蒸汽抽气器，以维持排汽系统的真空。空冷凝汽器所有元件和排汽管道都采用双层焊接结构，焊接质量要求十分严格，以保证整个空冷系统的严密性。^[1]

直接空冷系统的优点是设备少，系统简单，基建投资少，占地少，空气量调节灵活。缺点是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，启动时抽真空需要的时间长。冬季运行时，管内容易结冰，需要作复杂的设计处理。此外，机力通风增加了厂用电，形成了噪声源。直接空冷系统一般配高背压机组。^[1]

无论采用何种空冷系统，由于冷却水不与空气直接接触，故冷却水温度的降低或蒸汽的凝结都靠空气与水或蒸汽之间的导热或对流换热，故其传热性能较差，而且起作用的是空气干球温度，所以冷却后的温度较湿冷要高，即采用空冷系统的汽轮机排汽压力要比湿冷机组高，热经济性低。空冷系统的缺点可归纳为金属消耗量多、投资大、真空低和煤耗高、盛夏时可能较大幅度地限制出力等。^[1]

可见装设空冷系统的适宜条件可概括为，建厂地区缺水，燃用当地劣质低价煤，海拔高度、环境温度、风向、风速和大气逆温层适当等。此外降低空冷系统散热器造价是大范围采用空冷系统的推广条件。^[1]