我国电站空冷技术的发展.pdf

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1、第32卷第6期东北电力大学学报Vo1．32．No．62012年12月JournalOfNortheastDianliUniversityDeo．．2012文章编号：1005—2992(2012)06—0038一O5我国电站空冷技术的发展陈立军，杨赵辉，邹晓旭，杨善让(东北电力大学自动化工程学院，吉林吉林132012)摘要：：电站空冷技术的发展为“富煤缺水”地区建设大型火电站提供了有效途径。我国电站空冷技术的发展始于上世纪八十年代，在短短的不到30年取得了世界瞩目的成就。回顾了世界空冷技术的发展历史，介绍了国内空冷技术的发展和

2、创新，简要分析了得以高速发展的原因，提出了发展中存在的问题，并给出了我国空冷技术发展趋势。关键词：电站空冷技术；发展现状；发展趋势中图分类号：TK264．1文献标识码：A随着中国经济的快速增长，中国的电力工业也得到迅猛发展。在我国电源结构中，资源秉赋决定了火电占绝对优势的地位在今后一段时间内不会发生大的改变。我国煤炭资源主要分布在东北、华北、西北等北方地区，建设坑口电站，变“输煤为输电”是最佳的选择⋯。然而建设传统的湿冷机组，需要消耗大量的水资源，我国中西部富煤地区同时也是严重缺水地区，水资源短缺已经成为限制发电装机容量提高

3、的主要瓶颈。采用空气冷却的空冷机组的节水效果非常显著，发展空冷技术已成为当前发电厂建设中的一个热门课题2J。截至2010年9月，我国电力装机总容量已经达到9．26亿千瓦，其中火电装机总容量达到了6．86亿千瓦，占总装机容量的74．08％，而空冷机组装机容量达到近85000Mw，超过火电装机总量的10％，且年新装机的比例不断增加j。目前中国空冷机组单机容量和总量均居世界第一位，已经成为了发展空冷技术的中心。1电站空冷技术的发展历史电站空冷技术起源于欧洲，已用于发电厂的有直接空冷和混凝式间接空冷系统(亦称海勒式或混问冷)和表凝式

4、间接空冷系统(亦称哈蒙式或表间冷)三种基本型式。1938年德国GEA公司首先提出直接空冷技术，并应用于德国的一台1．5MW汽轮机，由此开始了直冷技术的发展；随后匈牙利人海勒(Heiler)于1956年提出混凝式间接空冷系统，1960年用于匈牙利Danube钢厂自备电厂的16MW机组；1975年比利时人福哥(Forgo)在海勒式空冷系统的基础上提出了表凝式间接空冷系统，并于1977年在南非Grootvlei的200MW机组上得到应用。至此三种基本型式的空冷全部出现。直接空冷出现最早，但发展并不顺利，在发电厂中实际很少应用。其主

5、要原因是直接空冷设备投资大，配套机组效率低、煤耗高且当时欧洲有充足的冷却水源，环保要求不高。在20世纪六、七十年代，混间冷得到广泛的应用，一度占到当时总装机容量的73．7％，表间冷也得到较快的发展和应用。直到上收稿日期：2010—09—07基金项目：国家重点基础研究发展规划基金项目(2007CB206904)；东北电力大学博士基金项目(BSJXM-201005)作者简介：陈立军(1968一)，男，河北石家庄井陉人，东北电力大学自动化工程学院教授，博士，主要研究方向：节能理论、技术及其经济评价，检测新技术以及先进控制理论仿真研

6、究等的教学与科研工作．第6期陈立军等：我国电站空冷技术的发展39世纪90年代，单排管凝汽器(SRC)的研制成功，从而解决了直接空冷管束散热面积不足的问题，使得直接空冷技术在全球获得较大发展，并成为空冷系统的主流，与间冷系统的比例达到6：4。这三种主要方式目前均有应用，仍在继续发展之中，其中以直冷和表问冷为主。空冷电站总体经济性劣于湿冷电站。为提高空冷系统经济上的竞争力，研究者进行了不懈的努力。提出了包括干湿联合空冷、改进换热表面、采用塑料塔以及周期干冷塔等先进的概念和设计]。美国电力研究所(EPRI)提出的相变空冷系统，作为

7、美国电力工业的重大研究课题，在上世纪八十年代进行了为期四年的工业试验，获得了有益的经验和大量的数据8一；文献[11—12]将压缩机和膨胀机引入相变空冷系统，增强了系统的环境适应能力和经济性。但都没有后续工业应用的报道。南非由于地理气候以及严重缺水的原因，使其成为世界上开发大容量空冷机组的较早、较多的国家之一。上世纪八十年代末和九十年代初分别建成投产了当时世界上最大的直接空冷电站Matimba发电厂(总装机容量6X665MW机械通风直冷系统，仍是目前规模最大)和Majuba发电厂(3X665MW自然通风直冷系统)；1988～1

8、993年，建成的6×686MWKendal发电厂，采用了表面式凝汽器，仍是目前世界上最大表问冷电站。大型空冷电站的投产标志着空冷技术的成熟。截至目前，全世界空冷电站总装机容量达到1．3亿kW的规模。单机容量最大的分别是中国华电灵武二期1000MW超超临界直接空冷机组，南非Kendal电厂的