摘要：直接空冷科技是使用大气中的空气的媒介作用，对发电组实施冷却的科技，在水分紧缺区域也是该项科技发挥巨大作用的地区。并且，系统运转的功效受大气中风速、风向、环境气温等元素的作用，在直接空冷系统运转阶段，需要订立管控策略，进而确保直接空冷设备的稳定、高效运转。
关键词：直接空冷；系统运转；难题；解析；策略
伴随水资源的紧缺，在火力发电阶段，直接空冷设备的作用得以发挥。直接空冷机组使用大气中的空气为媒介，冷却汽轮设备。所以，节省了不少水资源，是科技领域的较为先进的科技。特别是在我国水资源紧缺的北部区域，直接空冷机组的使用是大势所趋，直接空冷机组在运转阶段会出现真空渗漏、管束积尘、寒冷开裂等难题，假如不采取应对举措，就会让直接空冷设备无法稳定运转。所以，需要对难题实施解读，并确保系统运转的流畅性。
1直接空冷机组的概念
发电机组空冷设备是指，透过特殊的设备将排出的热气冷却成凝结水。而直接空冷设备通常使用能够多次循环使用的空气为冷却媒介。汽机的排汽通常要使用空气冷凝，而汽机排泄的饱和蒸汽通过排气管道安放在房屋外的空气凝汽器内，最终传送到锅炉，进而完成二次使用。
2我国直接空冷机组的发展历程
我国是一个水资源短缺的国家，水资源时空分布不均。目前我国城市有65%缺水，12%严重缺水，煤炭基地有多半集中在缺水地区，所以在“富煤缺水”的华北、东北、西北发展电力工业，采用直接空冷技术建设节水型电厂是非常有效的节水途径。我国电厂空冷技术起步并不晚，于60年代开始火电空冷技术装备的研制和选点进行现场试验。1966年在哈尔滨工业大学试验电站的50kW机组上首次进行了直接空冷系统的试验。1967年在山西侯马电厂的1.5MW机组上又进行了工业性直接空冷系统的试验。进入80年代后，庆阳石化总厂自备电站3MW机组上投运了直接空冷系统。近几年我国直接空冷机组得到突飞猛进的发展，大批大容量机组相继投产运行，相关设备和技术也逐渐成熟。通过国家“十五”863计划的支持，国内三大汽轮机制造商已经形成了具有自己特色的超超临界百万千瓦湿冷汽轮机技术，600MW超临界机组空冷技术也比较成熟，两者均具有了成功的运行经验。截至2005年底，直接空冷机组装机容量达5.8GW，全部空冷装机容量为7.6GW。在2008年就有20余个空冷项目投产。灵武一期2×600MW亚临界直接空冷机组，成为西北地区首座600MW级空冷电站。同时灵武发电公司二期工程两台1000MW超超临界空冷机组可行性研究报告也通过中国国际工程咨询公司组织的审查，计划于2008年开工建设，2011年全部建成投产。建成后将成为世界上首座百万超超临界空冷机组。同时国家规划到2010年将在华北、西北、东北的“三北”地区，建设单机容量600MW级燃煤直接空冷机组群与直接空冷装置群，计有34台，装机容量为20.4GW。这批大型燃煤直接空冷机组投入后，将会进一步改善我国大机组的比重与空冷机组的占有率。预计全国空冷机组总装机容量约有40GW，届时我国将是全球的空冷王国。
3直接空冷系统运转难题与预防策略
3.1真空渗漏
3.1.1真空渗漏的原由
直接空冷系统的排气管内径偏大，所以焊装位置面积偏大、焊缝过长、密闭情况不良，特别是在拐弯位置，极易导致真空渗漏；直接空冷系统散热设备通常使用管状构造，管子数目庞大并且自带散热翅片，这部分翅片通常透过焊装与管子联接，而且翅片极为单薄，只要输送不慎或遭到外力破坏就会形成形变，翅片与管子相连的位置极易脱焊而致使管道损坏渗漏；此外，空冷岛占地规模大，构造繁杂，装设阶段无法全部密闭，装设完成后也缺乏大规模检测渗漏的办法。综上所述，能够发现直接空冷系统在运转阶段形成真空渗漏的难题，极难规避。
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3.1.2预防真空渗漏的策略
要预防真空渗漏，第一步应在排气管道焊装阶段，使用前卫的焊装科技，例如无缝焊装等，让焊装位置能够被糅合成一个系统，解决焊装导致的密闭情况不佳的难题；第二步，应有效设计散热设备，要设计管子与翅片融合的散热设备或降低翅片变形对管子造成损伤的几率；空冷岛的装设要严格依照图纸完成，规避在运送途中或装设阶段损毁，并研发出能够检验大规模真空渗漏的办法，让空冷岛在装设后可以第一时间检测真空度，方便检查出故障并予以化解。
3.2管束积尘难题与预防方法
3.2.1管束积尘的原由
直接空冷机组通常在我国的北部区域运用较为频繁，特别是西北水资源紧缺区域，通常空气污染度较高、沙暴偏多。因为空冷机组是裸露于户外的，这让空冷机组任意方位均与外部环境对接，特别是管束位置，因为遗留了很多散热翅片，而且散热翅片间的距离不大，导致空气内大批的粉尘与外部环境的联系被中断，不能和冷空气完成热互换。所以，大批的热能无法释放，会导致空冷机组运转不流畅。
3.2.2管束积尘的应对方法
第一步，应合理设计散热设备，包含散热设备的形态与散热翅片的构造与大小，让其既能够确保与外部环境充分接触，又能够不积淀灰尘；第二步，应改良清灰设备，例如运用高压水力清灰的模式，并依照空气质量状况，编排清灰时间，让散热设备上的灰尘无法左右散热功效，并最大程度地节省清灰使用水。
3.3管道冻裂难题与预防方法
3.3.1管道冻裂难题的原由
在北部冬天较为严寒，所以假如管壁的气温位于零下，那么凝结水在管壁中移动会导致结冰。而伴随时间的过去，结冰现象会越加严重。所以，比较脆弱的管壁会形成冻裂问题。只要管壁被冻裂，就会对直接空冷机组造成损害。
3.3.2管道冻裂的预防方法
第一步，应变更散热设备管道的构造，例如使用椭圆状钢铁管壁，其能够高效降低内壁冻结形成的对管道的压力；第二步，应合理规划管道的顺流与逆流的面积，让不凝气体被顺畅的排泄，预防蒸汽往回流动，缓解冻结现象。另外，应挑选单排管散热设备，以预防不凝性气体聚拢。
3.4生态破坏的难题与预防方法
因为直接空冷系统是要全部依靠生态环境进行的，所以，生态环境的温度、风速、风向等都会直观地左右直接空冷系统运转。其预防方法是：最为重要的是，在环境温度相对偏高的节气，要让系统稳定、高效运转，应让空冷系统在未满荷状态运转，继而通过减少热消耗来减少凝汽设备的压力，然而非满荷载运转的模式会让系统运转的成本增多。所以，能够通过在散热设备端口位置喷雾增湿的模式来减少端口空气，进而减少凝汽器的凝结气温，确保系统满荷载运转。
4结束语
直接空冷系统在运转阶段会产生真空渗漏、冻裂、积尘等情况，这部分情况会降低系统安全运转的效率。笔者认为，可以通过优化规划、改善工艺、质量管控与定时检修等模式来化解这部分难题。而且，环境气温、风速、风向等也会导致直接空冷系统的凝结，所以必须使用对应策略，减少散热器端口空气气温并提升系统空气流动量，让空冷机组能够稳定、优质地工作。此外，对形成的空冷岛来说，通过规划部署，让空冷岛朝向夏天主导风向并排部署，减少空冷岛间的互相作用也较为关键。
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论文作者:柴永富
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/20
标签：机组论文; 系统论文; 设备论文; 难题论文; 凝汽器论文; 真空论文; 管道论文; 《基层建设》2019年第24期论文;