摘要：空自空冷技术诞生以来，就因其显著的节水效果受到了广泛的重视和应用，随着全球水资源危机的日益加剧以及对环境保护的日益重视，空冷技术已成为我国“富煤少水”地区的首选。而相继发展的混凝式间接空冷、表面式间接空冷以及直接空冷三种冷却方式为火电厂的建设提供了更加优异的选择空间。本文进一步分析了火电厂空冷系统的优化问题，以供同仁参考借鉴。
关键词：火电厂；空冷系统；优化问题
1火电厂空冷系统种类及特征
1.1直接的空冷体系
火电厂的具体工作需要空冷系统的充分支持和功能辅助，在实际的生产工作当中进行相关设备的生产质量完善，能够实现对环境和生产设备的制冷需求，进行良好的冷处理直接影响到生产效率的提升需求。从火电厂生产的空冷体系运作进行分析，主要是侧重于设备的种类和型号、样式等众多内容。直接的空冷设备体系支出了整体的生产工作结构。由多方面设备组成的空冷体系涉及到钢材制造的凝汽器和排风装置等，还需要进行钢材制造的大管道进行设备的气体排放，以及实际的设备散热和冷处理工作循环。
1.2表层凝汽器的间接空冷体系
观察空冷系统的实际工作内容，能够发现表层凝汽器的运作重要性，它是间接进行空冷工作准备的一项闭路工作流程。表层工作的具体开展需要根据凝汽器在实际工作中的应用展开流程的设计，主要是进行冷却层的处理，通过汽轮机的运作实现对金属设备的热度调节和缓解，进而将水蒸气运转到设备底部，最后实现对设备系统的系统使用。
1.3混合方式的凝汽器的间接空冷体系
通过对混合方式的凝汽器进行运作，稻城间接的空冷设备应用，保证实际工作运作的准确性。工作流程整体涉及到对铝材质的设备使用，并经由冷却设备实现对三角区域的冷却散热。通过充水泵的体系实现对水资源的循环操作，经过储备箱达成对相关预热及冷却的处理。到达尖峰的冷却处理工作程序当中，实现对设备冷却的凝结水膜操作。直接将凝结的物质进行冷却，保证将处理其的底部位置进行热处理，通过塔内的操作实现会热操作。
2空冷系统主要设计参数
以某工程火电燃煤空冷机组为例，对其空冷系统进行优化，从而确定最佳空冷系统设计参数及配置方案。
2.1机组参数
直接空冷系统机组大汽轮机尾部主要参数为：1号机型背压为12kPa，排汽量为1648.33t/h，机组功率为1000MW；2号机型背压为13kPa，排汽量为1672.53t/h，机组功率为1000MW；3号机型背压为14kPa，排汽量为1684.73t/h，机组功率为1000MW。直接空冷系统给水泵汽轮机尾部主要参数为：背压为9kPa，排汽量为169.74t/h，排汽焓为2438.1kj/kg。
间接空冷系统，大机采用表面式凝汽器间接空冷系统，小机的排汽进入大机表面式凝汽器间接空冷系统中进行冷却，同时每台机组设置一个自然通风冷却塔。间接空冷系统机组大汽轮机尾部主要参数为：4号机型背压为10kPa，排汽量为1613.31t/h，机组功率为1000MW；5号机型背压为11kPa，排汽量为1622.93t/h，机组功率为1000MW；6号机型背压为12kPa，排汽量为1632.43t/h，机组功率为1000MW。
2.2气象条件
该火电厂所处地区为温带极干旱气候，冬季寒冷，夏季十分燥热，雨水比较少，水分蒸发量比较大，湿度比较小，该地区的气象条件如下表所示：
2.3自然风设计风速
自然风设计风速是指自然风对空冷系统影响的设计标准值，空冷系统的自然风设计风速需要根据厂址的实际情况进行分析。一般情况下，对于直接空冷系统，相关规定自然风设计风速为3m/s，但该标准并不满足实际需求；对于间接空冷系统，冷却塔周围地面高10m处，取10min平均风速，并根据公式： 计算自然风设计风速。
3空冷系统的优化原则
（1）根据实际工程的气象资料，采用科学、合理的计算方法，确定空冷系统的气温典型年、设计气温、环境风设计风速等主要基础设计参数。
（2）结合总平面布置，与相关专业密切配合，从总平面布置的协调性、合理性和初步空冷方案实施的技术可行性等方面考虑，初步分析可采用的空冷系统型式。对于不同容量机组，如采用间接空冷系统时，还应根据工程实际情况考虑是否采用两机一塔、两机三塔或者一机两塔等不同的冷却塔方案，以及是否采用烟塔合一或者三塔合一的方案等，以节约建设用地、节约工程造价。
（3）根据上述确定的优化用基础数据，采用科学、合理的优化计算方法，对实际工程拟采用的不同空冷系统型式及其方案设计进行多方案优化计算。
（4）对优化的各方案进行综合技术、经济比较与分析，最终确定技术可靠、经济合理、运行安全的空冷系统型式及方案。
4火电厂空冷系统的优化方法分析
我国现阶段，冷空气系统的优化方法有很多，很多都是在相关的规范下进行空冷系统优化的投资，每年按照固定的年利率在一定的时间内完成，这个分摊值和机组的年使用费用就是该年度的成本消耗总值，年成本消耗最少的方案就可以作为空冷系统优化工作的最合适的方案。
在一些实际的工程项目中，空冷系统的优化方法和工程的环境、条件以及成本都具有很大的联系。在制定优化方案的时候必须要考虑三点问题。一是可以先选择相对科学的空冷汽轮机排气压力，也就是制定合理的空冷系统的初始温差。二是要结合冷凝汽器的面积、冷却的规格、风速以及设备的直径还有风机的数量确定冷散热器的面积和冷却的面积的具体大小，对水进行充分而有效的利用，可以采用循环水泵的功能对凝汽器的类型和面积进行一个初步的方案设计，从而希望可以通过对该方案的认真核算，可以达到对空冷系统的优化配置，节省资金。
从有关人员对这几种的空冷系统的研究我们可以知道，我国现阶段的空冷机组总的容量已经接近上限，未来的空冷技术必须加大对技术手段的研究，才可以获得更多的发展。在电力工业的发展中，该技术可以有效对水资源加以利用，随着我国可利用水资源的不断减少，该技术也在工程建设中发挥更多的作用，达到节能的功效。另外，在实际的工程中空冷系统的类型选择也可以对系统方案的优化设计提供一定的参考，空冷技术的研究也必须科学化和合理化，研究人员对此必须加以重视。特别是随着空冷设备的大量使用，在使用中也出现了一些问题，燃煤资源的价格上涨也对冷却系统的使用造成了一定的影响，这也增加了工程的成本，但是不能因为燃煤的增加就否定空冷系统对工程的现实意义。
5结语
空冷系统技术的最大特点是能对资源进行有效地应用，空冷系统设备具有良好的节水性能和环保性能，能促进火电厂的可持续发展。因此，火电厂要不断优化空冷系统，找出空冷系统投资和能量高效利用的最佳匹配关系，从而确定空冷系统的最佳设计参数。
参考文献：
[1]吕洋.火电厂空冷系统优化及综合技术经济比较[J].科技创业家，2013，（22）：144-145.
[2]刘轶斌.火电厂空冷系统优化及综合技术经济比较[D].华北电力大学，2012
作者介绍：
吕建春（1984.12.24），性别：男；籍贯：陕西；民族：汉；学历：本科、学士、在读硕士；职称：工程师；职务：技术管理主管；研究方向：核电新项目，前期选址；单位：中广核工程有限公司
论文作者:吕建春
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/6
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