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1、汽轮机排汽空冷系统概述汽轮机排汽采用直接空气冷却技术冷却，空冷岛主要设备由斯必克斯冷却技术（北京）有限公司设计、供货。直接空冷系统由空冷凝汽器、空冷风机、凝汽器抽真空系统及空冷散热器清洗系统等组成。汽轮机共有2个低压缸，每个低压缸各有2个排汽口。每个低压缸下方装设一个排汽装置，每个排汽装置出口经一根DN6020mm排汽主管道穿过汽机房A列外，两根排汽主管道之间有一DN2020mm的汽平衡管道。每一主排汽管道上在汽机房内靠近A列的位置上都有一个DN426mm手动真空破坏阀。每一排汽主管道竖直向上至33.29米高度处转为水平管，从每一水平管分别接出4根DN3020mm排汽支管，随着蒸汽分配进入各排
2、汽支管，水平管管径逐渐由DN6020mm过渡到DN5220mm、DN4220mm和DN3020mm。在第四列、第五列排汽支管上各安装有2个安全隔膜，每个安全膜直径750mm，安全膜处标高46.2米。排汽支管竖直向上至56.4米接至每组空冷凝汽器顶部与空冷凝汽器蒸汽分配管连接。随着蒸汽分配进入各空冷凝汽器，该联箱管径逐渐由DN3020mm过渡到DN2820mm和DN2020mm。空冷器风墙顶部标高59米，下部至空冷器平台。空冷凝汽器搁置在空冷平台之上，平台标高45.0m，每台机组的平台面积为89.480.1m。布置在主厂房A列外。空冷平台下的柱子从南向北布置成4排，柱子间距22.35m，空冷平台
3、南、北边缘均为外挑布置，柱子中心与空冷平台边缘距离11.175m。空冷平台下的柱子从西向东布置成4排，柱子间距22.88m，空冷平台东边缘为外挑布置，柱子中心与空冷平台边缘距离11.44m。空冷平台边缘距离主厂房A列外16.2m。#3、#4号机组空冷平台之间留有6.6m的走廊。2台机组空冷凝汽器平台平面尺寸长宽=186.60m80.1m。为了防止热风再回流，在空冷平台的周围设有挡风板，高度从平台到蒸汽分配管顶部。空冷平台下布置主变压器、厂用变压器、轴流风机配电间等设施。每台机组空冷岛内设一座客货两用电梯。每台机组空冷平台上共安装有56组（8列7排）空冷凝汽器，分为8排冷却单元垂直A列布置，每排
4、有7组空冷凝汽器，其中第3、第6组为逆流凝汽器，其余5组为顺流凝汽器。每组空冷凝汽器由10个散热器管束组成，以接近60角组成等腰三角形A型结构，两侧分别布置5个散热器管束。散热器管束为单排扁平翅片管，采用镀铝防腐工艺处理。顺流散热器管束是冷凝蒸汽的主要部分，逆流散热器管束主要是为了将系统内空气和不凝结气体排出，防止运行中在管束内部的某些部位形成死区，避免冬季形成冻结的情况。每组空冷凝汽器下部设置1台轴流变频调速冷却风机，共装设56台轴流风机，每台风机的直径为9.754m，风机的轴功率为69kW，电机经过变频器后，转速为71r/min，通过变频器调整风机的转速，为使夏季机组能够满发，风机可以超频
5、运行，风机的电机功率为110 kW。冷却风机使空气流过散热器管束外表面将排汽凝结成水，流回到排汽装置水箱。风机由叶轮（轮毂和叶片）、风筒、减速器、电动机等部件组成。减速器安装在风机桥架的支板上，叶轮吊挂在减速器下端输出轴上，由减速器轴端挡板与螺栓将叶轮紧固。电机安装在减速器上方通过联轴器与减速器输入轴相联，风机的变速依靠变频器来实现。风机叶片设计采用宽厚机翼翼形，材料为玻璃钢复合材料（FRP），具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优点。迎气流看风机时，叶轮应顺时针方向旋转。变频调速具有超速110的能力。风机配有变频调节装置，风机转速能够在30-110%范围内任意调速，当环境气温大于20时，风机组可以在
6、110%转速下长时间工作，逆流空冷器单元风机可切换至反转运行，反转转速范围为30-100%，顺流空冷器单元风机有防止反转措施。接收DCS来的4-20mA 模拟量控制信号，自动调节风机转速，输出(4-20mA)风机转速反馈信号送至DCS，同时接受DCS系统来的风机启动、停止指令；向DCS输出风机运行、停止、故障状态反馈信号等干接点信号。所有变频器接口信号配隔离器。抽空气管道接到每个冷却单元逆流空冷凝汽器的上部，运行中不断将空冷凝汽器中的空气和不凝结气体抽出，保持系统真空。汽轮机排汽装置及整个空冷凝汽器及相关管道的容积约为2550m3。在三台真空泵全部投入的条件下，空冷凝汽器从大气压达到35kPa
7、的时间不超过1小时。空冷散热翅片管束表面脏污、翅片堵塞杂物都会导致换热效果下降，进而影响机组出力带负荷,每台机组空冷系统配置一套空冷器高压水清洗系统。每台机组设一台清洗水泵，水泵出口压力8Mpa，水源取自除盐水母管。清洗系统包括高压清洗泵及控制系统、不锈钢管道，带有桁架和喷嘴的清洗头、电动机、导轨、活动软管及接头、支吊架、阀门、进、出口压力表、清洗装置控制箱等。该系统能够在机组运行或停运时人工对空冷凝汽器进行清洗。下图为空冷系统蒸汽、凝结水流程图：空冷汽轮机允许背压值的确定满发最高背压满发最高背压是指允许机组达到额定功率时的最高背压。这里要考虑机组的热力特性，又要兼顾到末级叶片的强度要求，如背
8、压超过这个数值机组就要降负荷运行。湿冷机组满发最高背压按冷却水最高计算温度确定，冷却水最高计算温度按湿球温度频率统计方法夏季三个月频率10的气象条件来计算。过去我国汽轮机制造厂大多取冷却水进水温度33作为满发最高冷却水温。空冷机组的背压取决于环境温度，参考湿冷电厂冷却水温的标准，并根据电厂条件确定满发最高环境温度，也就相应地确定了满发最高背压及不满发小时数。二期工程设计的机组的背压定为在环境温度18时，机组的满发背压为15kPa，当环境温度32时，背压为28kPa时机组能够满发。允许最高背压在最高环境温度时，由制造厂根据机组特性及考虑机组安全提供汽轮机最高运行背压值及相应的汽轮机可能达到的功率。二期工程机组正常运行最高背压60Kpa，背压达到65kPa时，发报警信号，当背压大于65kPa时ETS动作跳闸。允许最低背压（阻塞背压）当汽轮机背压降到一定数值时，由于末级叶片通流部分产生汽阻，即使再降低背压，出力也不能再增加了，此时的背压值称为允许最低背压。二期工程机组设计的允许最低背压（阻塞背压）为5.78kPa。