（滿洲力神能源佛山市新澤昌不銹鋼有限公司）介紹了風(fēng)冷式冷凝器冷卻元件的歷史發(fā)展過程，提出了直接空冷式冷卻元件管數(shù)的合理選擇方案最后得出直接空冷冷凝器選用單排管可以提高直接空冷機組的抗凍能力和經(jīng)濟性的結(jié)論。 直接空冷冷凝器 Two-row tube -row tube air 也稱空冷系統(tǒng)，即汽輪機排汽直接用空氣冷卻，空氣與空氣之間進行表面熱交換和排出的蒸汽。 所需的冷卻空氣通常通過機械通風(fēng)提供。 直接風(fēng)冷的冷凝設(shè)備稱為風(fēng)冷式冷凝器。 由表面鍍鋅矩形帶翅片橢圓鋼管束或大直徑扁管釬焊蛇形翅片管束組成。 這些管束也稱為散熱器。 目前，在西北地區(qū)，很少采用這種風(fēng)冷方式。 冷卻元件的發(fā)展也經(jīng)歷了一個逐步完善的過程。 在這個過程中，圓管和圓翅片作為電站空冷發(fā)展的初級階段得到了應(yīng)用。 發(fā)展過程主要經(jīng)歷圓管、圓翅片、四排管三個階段； 帶兩排管的矩形翅片橢圓管； 大直徑扁鋼單排釬焊蛇形翅片管。 三個發(fā)展過程如圖1所示。翅片管是空冷器的核心和關(guān)鍵元件，其性能的好壞直接影響到空冷器的性能和應(yīng)用。 翅片管的基本要求是：傳熱性能好。 耐熱性好。 良好的抗熱震性。 良好的耐大氣腐蝕性能。 降低制造成本。 容易獲得的金屬材料。

管內(nèi)有足夠的耐壓能力，管內(nèi)壓降小。 抵抗力好？ 穸芰 Α? 空氣阻力較小。 容易清理污垢。 3.1 三排管風(fēng)冷管束中的三排管（包括四排管和多排管），每排管的放熱量不同。 迎風(fēng)面第三排接觸第二排上部出口的熱風(fēng)，第二排接觸第一排出口的熱風(fēng)。 如圖2所示，三排管道存在壓力差。 對于蒸汽和空氣，第一排溫差較大。 當(dāng)然，熱交換量增加，冷凝蒸汽量也增加。 冷凝量最大的第一排管道的壓力損失最大。 由于每排的壓力損失不同，所以出汽壓力為第一排<第二排<第三排。 三排管道內(nèi)不凝性氣體的聚集 由于三排管道內(nèi)的壓力差，第二排和第三排的出口蒸汽流入第一排的出口側(cè)（逆流）。 也就是說第一排從管子的兩側(cè)流入蒸汽。 由于蒸汽中含有少量惰性氣體（空氣），氣體聚集在第一排斜線處，因此該區(qū)域不僅不能進行熱交換，而且在冬天可能會因結(jié)冰而造成損壞。 3.2 二排管兩排管在國內(nèi)外寒冷地區(qū)有多年運行經(jīng)驗，但也存在熱負(fù)荷分布不均、管內(nèi)不凝性氣體和凝結(jié)水結(jié)冰的風(fēng)險。 兩排管子的熱負(fù)荷不均勻，因為迎風(fēng)側(cè)第一排管子的翅片比比第二排小，全風(fēng)速下，第一排管子雖然進入冷空氣，但可以仍然是兩排管子的平均熱分布使得進入兩排管子的蒸汽流量基本相等。 這樣就避免了因熱負(fù)荷分布不均造成管內(nèi)冷凝水結(jié)冰。

當(dāng)風(fēng)速減小時，兩排管道的熱負(fù)荷分布不均勻，如圖3所示。根據(jù)風(fēng)冷冷凝器設(shè)計的一般規(guī)律，當(dāng)環(huán)境溫度高于設(shè)計溫度時，風(fēng)機應(yīng)該全速運行。 當(dāng)環(huán)境溫度低于設(shè)計氣溫時，部分風(fēng)扇需要減速運行。 滿洲里直接空冷機組設(shè)計溫度Ta12，根據(jù)典型年氣象資料年溫度Ta>12，為8760℃，占典型年的29%。 也就是說不銹鋼盤管查漏，在滿洲里，如果在71左右的工況下采用雙排管或多排管，熱負(fù)荷分布會不均勻。 在嚴(yán)寒的冬季，迎風(fēng)側(cè)第一排管的空氣溫度最低，可凝結(jié)大部分蒸汽，因此管出口壓降較大，如圖4中AB線所示。第二排接受通過第一排管道的較高空氣溫度，蒸汽冷凝部分較少，因此壓降較小。 線段AC，由于兩排管道有一個共同的后管箱，且C點壓力高于B點，導(dǎo)致第二排管道出口的蒸汽通過后部進入第一排管箱，直至壓力曲線的D點達到平衡。 此時，第一行“EH”部分產(chǎn)生死區(qū)。 不凝性氣體聚集并膨脹直到管長“G—H”。 同時，不凝性氣體從“H”點排出。 在嚴(yán)寒地區(qū)，不凝性氣體聚集區(qū)（死區(qū)）結(jié)冰問題仍然是對多排管的威脅，而且管排越多，威脅越大。 不凝性氣體附著在管內(nèi)表面，會降低傳熱效果。 在某些特殊條件下，會出現(xiàn)不凝氣聚集區(qū)。 當(dāng)?shù)谝慌爬淠恼羝嘤诹硪慌艜r，就會出現(xiàn)回流現(xiàn)象。 這種現(xiàn)象會產(chǎn)生兩個不好的結(jié)果：管內(nèi)的冷凝水容易結(jié)冰，增加管子開裂的風(fēng)險，降低熱性能。

3.4 單排管單排管采用大截面扁平基管，釬焊蛇形鋁翅片或熱鍍鋅鋼翅片。 單排管是為滿足電站空冷冷凝器的防凍要求而提出的。 單排管與多排（含兩排）管比較以增加蒸汽的入口速度。 單排管截面積比雙排管大33%，管內(nèi)蒸汽壓降降低，管內(nèi)不凝性氣體能及時抽出，防凍性能好。 在迎風(fēng)面尺寸相同的情況下，雙排管束的外面積比單排管大13，在相同的換熱面積下，雙排管束的占地面積比單排管小。 單排管適用于機械通風(fēng)和自然通風(fēng)不銹鋼盤管查漏，有利于減少蒸汽和空氣側(cè)阻力； 有利于降低噪音和風(fēng)扇功耗。 與多排管相比，單排管不易在氣流通道內(nèi)沉積污物，且易于清潔、便于檢查泄漏、消除泄漏和維護，有利于提高換熱效率。 多排（含兩排）的單排管背壓低，經(jīng)濟性好。 對于不同環(huán)境溫度下的單排管和多排管（含兩排）空冷凝汽器，汽輪機排汽背壓特性曲線如圖5所示。整個排汽背壓曲線多排管風(fēng)冷冷凝器呈碗狀，最低為0。據(jù)此計算，單排管全年排氣背壓較多排可降低3kpa以上管，可提高機組的經(jīng)濟性。 賓汽輪機廠提供的滿洲里神能達賚湖空冷機組VWO工況與最大全功率工況（相同進汽量，不同背壓）工況對比。 年沖擊背壓大于3Kpa，按年3Kpa計算，年利用小時數(shù)為6000小時8760小時，使用壽命按30年計算，電價0.247元/千瓦。 .8元/個。

兩臺機組的收益為：..6元 該收益未考慮因采用單排風(fēng)機而降低過冷度對機組熱效率提高和風(fēng)機節(jié)電的影響管道。 七、結(jié)語 綜上所述，從冷卻元件的冷卻效果、空凝器蒸汽的安全性、防凍性能、汽輪機運行的經(jīng)濟性、維修方便性等方面的長遠(yuǎn)考慮，是一種合理選擇直接空冷機組選擇單排管道。 參考文獻 國外空冷電站設(shè)計與施工 美國—FLO型空冷凝汽器翅片管及翅片管束600MW火電機組直接空冷技術(shù)開發(fā)研究 Hamon—lumm． 新開發(fā)風(fēng)冷冷凝器SRC翅片管自然通風(fēng)空氣冷凝器 作者簡介：蘭州西固熱電有限公司設(shè)備部汽輪機專家韓振國赴滿洲力神能源佛山新澤昌不銹鋼有限公司工作。有限公司于2004年提供技術(shù)服務(wù)，主要負(fù)責(zé)汽輪機空冷凝汽器的采購和招標(biāo)工作。 聯(lián)系方式：蘭州西固鼓浪路78號（佛山市新澤昌不銹鋼有限公司設(shè)備部）