2013年电站空冷设计技术的主要内容

      电站空冷系统的设计技术主要包括热力计算、大管道设计、翅片管优化设计、电气与控制系统设计等。

      ① 热力计算

      热力计算根据汽轮机排汽量、排汽焓、排汽压力等电站设计参数，结合大气压力、气温、相对湿度、风速等当地的自然气象条件，通过经验关联公式，对风机规格和数量、散热面积、平台高度、管道阻力、空冷管束长度、真空泵规格、蒸汽管道直径进行计算，并综合考虑地形、电站厂房布局、风沙尘土等因素。热力系统工艺计算通常得出多套设计方案，再通过系统性能和建设费用的综合权衡确定最优方案。为了简化计算过程，提高设计效率，空冷厂商通常根据既往项目经验编写了自己的工艺计算软件。

      ② 大管道设计

      大管道设计影响到汽轮机的排汽背压和散热面积。在直接空冷系统方面，蒸汽主排汽管道的直径可以超过8 米，常见的管道布置形式包括Y 型管道和加装导流片的T 型管道。在间接空冷系统方面，间冷塔布置的供回水管网，需要过水力计算使各个扇区的流量达到设计值，其母管的直径通常超过2 米。行业内目前普遍借助CFD 计算软件，采用计算流体力学的方法，设定湍流模型和高剖分精度的计算网格，对蒸汽流量分配、蒸汽阻力、水力阻力等进行计算。

      ③ 翅片管优化设计

      翅片管优化设计是提高电站空冷系统整体性能的重要办法，具体包括管束结构设计、换热能力初步计算、管束与钢结构的连接设计、基本换热单元换热系数测试等。空冷厂商通常借助于计算流体力学软件和风洞试验，结合当地的自然环境条件和电站参数，对翅片的形状、高度、间距和厚度进行优化处理。经过多年发展，翅片管得以不断创新，经历了多排管、两排管和单排管的发展历程。目前，大扁管单排钢铝翅片管已经成为行业公认的最优选择，具有流通截面积大、压力损失小、有利于汽液分离和防冻、外表面易于清洗等优点。

      ④ 电气与控制系统设计

      电气与控制系统是电站空冷系统正常运行的重要保障，通常直接纳入电站整体的DCS 控制系统，通过集中控制室实现集中监控和自动控制，完成工艺系统的程序启停、中断及单个设备的操作。控制系统借助于压力传感器、抽气温度传感器和凝结水温度传感器，实现对关键数据的采集工作。主排汽压力通常作为控制系统的主控制变量。当排汽压力改变时，集中控制室首先输出控制信号，风机转速相应改变，变频控制柜再将反馈信号送回集中控制室，实现反馈调节，以维持风机转速的最佳状态和电站运行的既定工况。