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[摘 要]众所周知，我国电力生产主要源自于火力发电，火力发电的主要燃料煤绝大部分分布于内陆地区，尤其是山西内蒙地区，由于兴建火力发电厂需要大量的冷却水源，然这两个地区却严重缺水，因而水资源问题成为制约火力发电站发展的重要瓶颈。如何在富煤贫水地区合理利用资源大力发展火电站已经成为电力研究的重要课题。直接空冷技术的应用为解决这一问题提供了有效地措施。
[关键词]600mw直接空冷机组；阻塞背压；特性
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）38-0077-01
一、直接空冷机组背压的概念及分类
背压常指冷凝器的压力。由于采用直接空冷系统后，容易产生不同的解释，所以这里应统一理解背压为汽轮机低压缸的排汽压力。
背压分为理论背压和实际背压。
理论背压是设计汽轮机时计算或规定出来的背压，亦称作设计背压；实际背压汽轮机运行中实际所具有的背压，亦称作运行背压。
设计背压又可分为最高容许背压、最高满发背压、额定背压、阻塞背压。
1、最高容许背压——保证汽轮机长期、安全运行所许可的最高背压；或者说，在各种不利工况下容许汽轮机长期运行的最高背压。由于不同的进汽流量和参数，就有不同的最高容许背压，所以我们可以规定两个极限值：最高容许背压上限值和最高容许背压下限值。该二值分别对应于额定进汽参数下最大的进（排）汽流量和最小的进（排）汽流量。最高容许背压是汽轮机重要的安全技术指标之一。
2、最高满发背压——汽轮机在最大进汽流量下，可以达到额定功率时的最高背压。这是衡量汽轮机性能的重要技术指标之一。
额定背压——在额定工况下，汽轮机达到额定功率时的背压。平常所说的设计背压往往仅指额定背压。这是汽轮机本体设计和排汽冷却系统设计的重要参数之一。
在空冷汽轮机及其排汽冷却系统的设计中，合理选取当地大气温度（均指干球温度，下同）的某一个代表值进行设计计算是非常重要的，该代表值就叫作设计气温。选取设计气温不仅要有详实、可靠的能代表厂址区的多年气象资料，而且还应综合考虑装机性质、燃料价格、气候变化趋势、业主意见等多种情况。
初始温差（ITD）宜统一解释为汽轮机低压缸排汽温度tk与当时当地大气温度t1之差，即：ITD=tk-t1（1）设计条件下经优化后的ITD值（称为ITD设计值（压）所对应的汽轮机低压缸排汽温度与设计气温的差值。由（l）式不难看出，设计背压Pk所对应的排汽温度tk是由ITD设计值和设计气温所确定的。因此，选择和确定设计背压就要研究设计气温的选择和ITD设计值的确定。
直接空冷机组的阻塞背压特性与湿冷机组存在较大的差别，探讨直接空冷机组阻塞背压随负荷的变化规律。以一超临界、一次中间再热、单轴、二缸二排汽、直接空冷凝汽式汽轮机为例，给出了计算结果，并与湿冷机组作了比较。
二、直接空冷系统的原理和特性
1 直接空冷系统的工作原理
1.1系统的原理就是指汽轮机做完功的排汽直接进入空冷凝汽器的冷却元件——翅片管束，冷却空气在轴流风机的作用下以一定流速流过空冷凝汽器的翅片管束，将凝汽器内的汽轮机排汽直接冷凝结成水。
1.2直接空冷系统主要包括：排汽管道、空冷凝汽器、真空抽气系统、喷淋系统和冲洗系统。
1.3直接空冷系统的流程：汽轮机低压缸排出的乏汽，经由2根直径为6000mm的排汽管道引出厂房外，垂直上升到34m高度后，分出8根直径为2800mm的蒸汽分配管，乏汽由此引入空冷凝汽器顶部的配汽联箱。当乏汽通过联箱流经空冷凝汽器的翅片管束时，由轴流风机吸入的大量冷空气，通过翅片管的外部，与管束内的蒸汽进行表面换热，将乏汽的热量带走，从而使排汽凝结为水。凝结水由凝结水管收集起来，排至凝结水箱，然后由凝结水泵升压，送往汽机的热力系统，去完成热力循环。汽轮机的排汽有约70%-80%的乏汽在顺流式凝汽器中被冷却，形成凝结水，剩余的蒸汽随后在逆流式凝汽器中被冷却。在逆流管束的顶部设有抽真空系统，能够比较畅通地将系统中空气和不凝结气体抽出，同时空冷凝汽器的管束采用单排管（是目前单排管运行的最大单机容量），有效地防止了冬季运行中因流量不均造成的冻结。在设计中，逆流式凝汽器因为其中蒸汽和凝结水的流动是逆流的，这也保证了冷凝水不易在流动过程中发生过冷和冻结。
直接空冷凝汽器布置在汽机厂房A列外。机组空冷平台高40米、长92.7米、宽81.5米，坐落在直径为3.8米的16根空心清水砼柱子上。空冷凝汽器搁置在空冷平台之上，分8排7列共56组空冷凝汽器，即每一排有7组空冷凝汽器，其中5组为顺流，2组为逆流，逆流空冷凝汽器放在2、6列。每组空冷凝汽器由10个散热器管束组成，以接近60°角组成等腰三角形A型结构，两侧分别为5个散热器管束。凝汽器散热管束从防冻角度考虑，采用德国GEA公司最新研制的单排椭圆管散热管束，此技术的应用在国际上属于首例，其防冻能力要高于以往的各种形式的散热器。散热器布置在A型框架两侧，A型框架水平布置于空冷平台上。配置的56台轴流变频调速冷却风机设置在每组空冷凝汽器下部，每台轴。
2、空冷系统的特点
无论是直接空冷，还是间接空冷电厂，经过几十年的运行实践，证明均是可以的。但不排除空冷系统在运行中，存在种种原因引发的问题，如严寒、酷暑、大风、系统设计不够合理、运行管理不当等。这些问题有的已得到解决，从国内已投运的600MW空冷机组运行实践证明了这一点。
从运行电站空冷系统比较，直接空冷系统具有主要特点：
（1）背压高；
（2）风机电耗量大；
（3）真空系统庞大；
（4）节约用地；
（5）经济效益高
（6）造价相比经济：
（7）冬季防冻措施比较灵活可靠
三、直接空冷系统各组成部分的作用和特点
（1）排汽管道
对大容量空冷机组，排汽管道直径比较粗，从目前国内几个空冷电站设计情况来看，300MW机组排汽管道直径在DN5000多，600MW机组排汽管道在DN6000左右。排汽管道从汽机房A列引出后，横向排汽母管布置，目前有两种方式，一种为低位布置、一种为高位布置。大直径管道的壁厚优化和制造是难点，同时也是影响工程造价的重点之一。
（2）阻塞背压——在进汽流量和参数一定的情况下，汽轮机的功率随着背压的降低而增加，当背压降至某一值时，功率不会再增加，此时的背压就叫作阻塞背压。
总结： 阻塞背压——在进汽流量和参数一定的情况下，汽轮机的功率随着背压的降低而增加，当背压降至某一值时，功率不会再增加，此时的背压就叫作阻塞背压。在这种情况下了解600MW直接空冷机组阻塞的特性有利于提高发电厂的工作效率，最大限度的使其有更大的价值和更好的质量水准。
参考文献
[1]DL/T5153—2002火力发电厂厂用电设计技术规定.北京：中国电力出版社，20
[2]？马义伟.空冷器设计与应用.哈爾滨：哈尔滨工业大学出版社，1998.
[3]空冷机组背压变化对系统参数及协调控制影响 周忠伟；王利涛；怀玉明；刘月正；邱敬国；李华东《山东电力技术》
[关键词]600mw直接空冷机组；阻塞背压；特性
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）38-0077-01
一、直接空冷机组背压的概念及分类
背压常指冷凝器的压力。由于采用直接空冷系统后，容易产生不同的解释，所以这里应统一理解背压为汽轮机低压缸的排汽压力。
背压分为理论背压和实际背压。
理论背压是设计汽轮机时计算或规定出来的背压，亦称作设计背压；实际背压汽轮机运行中实际所具有的背压，亦称作运行背压。
设计背压又可分为最高容许背压、最高满发背压、额定背压、阻塞背压。
1、最高容许背压——保证汽轮机长期、安全运行所许可的最高背压；或者说，在各种不利工况下容许汽轮机长期运行的最高背压。由于不同的进汽流量和参数，就有不同的最高容许背压，所以我们可以规定两个极限值：最高容许背压上限值和最高容许背压下限值。该二值分别对应于额定进汽参数下最大的进（排）汽流量和最小的进（排）汽流量。最高容许背压是汽轮机重要的安全技术指标之一。
2、最高满发背压——汽轮机在最大进汽流量下，可以达到额定功率时的最高背压。这是衡量汽轮机性能的重要技术指标之一。
额定背压——在额定工况下，汽轮机达到额定功率时的背压。平常所说的设计背压往往仅指额定背压。这是汽轮机本体设计和排汽冷却系统设计的重要参数之一。
在空冷汽轮机及其排汽冷却系统的设计中，合理选取当地大气温度（均指干球温度，下同）的某一个代表值进行设计计算是非常重要的，该代表值就叫作设计气温。选取设计气温不仅要有详实、可靠的能代表厂址区的多年气象资料，而且还应综合考虑装机性质、燃料价格、气候变化趋势、业主意见等多种情况。
初始温差（ITD）宜统一解释为汽轮机低压缸排汽温度tk与当时当地大气温度t1之差，即：ITD=tk-t1（1）设计条件下经优化后的ITD值（称为ITD设计值（压）所对应的汽轮机低压缸排汽温度与设计气温的差值。由（l）式不难看出，设计背压Pk所对应的排汽温度tk是由ITD设计值和设计气温所确定的。因此，选择和确定设计背压就要研究设计气温的选择和ITD设计值的确定。
直接空冷机组的阻塞背压特性与湿冷机组存在较大的差别，探讨直接空冷机组阻塞背压随负荷的变化规律。以一超临界、一次中间再热、单轴、二缸二排汽、直接空冷凝汽式汽轮机为例，给出了计算结果，并与湿冷机组作了比较。
二、直接空冷系统的原理和特性
1 直接空冷系统的工作原理
1.1系统的原理就是指汽轮机做完功的排汽直接进入空冷凝汽器的冷却元件——翅片管束，冷却空气在轴流风机的作用下以一定流速流过空冷凝汽器的翅片管束，将凝汽器内的汽轮机排汽直接冷凝结成水。
1.2直接空冷系统主要包括：排汽管道、空冷凝汽器、真空抽气系统、喷淋系统和冲洗系统。
1.3直接空冷系统的流程：汽轮机低压缸排出的乏汽，经由2根直径为6000mm的排汽管道引出厂房外，垂直上升到34m高度后，分出8根直径为2800mm的蒸汽分配管，乏汽由此引入空冷凝汽器顶部的配汽联箱。当乏汽通过联箱流经空冷凝汽器的翅片管束时，由轴流风机吸入的大量冷空气，通过翅片管的外部，与管束内的蒸汽进行表面换热，将乏汽的热量带走，从而使排汽凝结为水。凝结水由凝结水管收集起来，排至凝结水箱，然后由凝结水泵升压，送往汽机的热力系统，去完成热力循环。汽轮机的排汽有约70%-80%的乏汽在顺流式凝汽器中被冷却，形成凝结水，剩余的蒸汽随后在逆流式凝汽器中被冷却。在逆流管束的顶部设有抽真空系统，能够比较畅通地将系统中空气和不凝结气体抽出，同时空冷凝汽器的管束采用单排管（是目前单排管运行的最大单机容量），有效地防止了冬季运行中因流量不均造成的冻结。在设计中，逆流式凝汽器因为其中蒸汽和凝结水的流动是逆流的，这也保证了冷凝水不易在流动过程中发生过冷和冻结。
直接空冷凝汽器布置在汽机厂房A列外。机组空冷平台高40米、长92.7米、宽81.5米，坐落在直径为3.8米的16根空心清水砼柱子上。空冷凝汽器搁置在空冷平台之上，分8排7列共56组空冷凝汽器，即每一排有7组空冷凝汽器，其中5组为顺流，2组为逆流，逆流空冷凝汽器放在2、6列。每组空冷凝汽器由10个散热器管束组成，以接近60°角组成等腰三角形A型结构，两侧分别为5个散热器管束。凝汽器散热管束从防冻角度考虑，采用德国GEA公司最新研制的单排椭圆管散热管束，此技术的应用在国际上属于首例，其防冻能力要高于以往的各种形式的散热器。散热器布置在A型框架两侧，A型框架水平布置于空冷平台上。配置的56台轴流变频调速冷却风机设置在每组空冷凝汽器下部，每台轴。
2、空冷系统的特点
无论是直接空冷，还是间接空冷电厂，经过几十年的运行实践，证明均是可以的。但不排除空冷系统在运行中，存在种种原因引发的问题，如严寒、酷暑、大风、系统设计不够合理、运行管理不当等。这些问题有的已得到解决，从国内已投运的600MW空冷机组运行实践证明了这一点。
从运行电站空冷系统比较，直接空冷系统具有主要特点：
（1）背压高；
（2）风机电耗量大；
（3）真空系统庞大；
（4）节约用地；
（5）经济效益高
（6）造价相比经济：
（7）冬季防冻措施比较灵活可靠
三、直接空冷系统各组成部分的作用和特点
（1）排汽管道
对大容量空冷机组，排汽管道直径比较粗，从目前国内几个空冷电站设计情况来看，300MW机组排汽管道直径在DN5000多，600MW机组排汽管道在DN6000左右。排汽管道从汽机房A列引出后，横向排汽母管布置，目前有两种方式，一种为低位布置、一种为高位布置。大直径管道的壁厚优化和制造是难点，同时也是影响工程造价的重点之一。
（2）阻塞背压——在进汽流量和参数一定的情况下，汽轮机的功率随着背压的降低而增加，当背压降至某一值时，功率不会再增加，此时的背压就叫作阻塞背压。
总结： 阻塞背压——在进汽流量和参数一定的情况下，汽轮机的功率随着背压的降低而增加，当背压降至某一值时，功率不会再增加，此时的背压就叫作阻塞背压。在这种情况下了解600MW直接空冷机组阻塞的特性有利于提高发电厂的工作效率，最大限度的使其有更大的价值和更好的质量水准。
参考文献
[1]DL/T5153—2002火力发电厂厂用电设计技术规定.北京：中国电力出版社，20
[2]？马义伟.空冷器设计与应用.哈爾滨：哈尔滨工业大学出版社，1998.
[3]空冷机组背压变化对系统参数及协调控制影响 周忠伟；王利涛；怀玉明；刘月正；邱敬国；李华东《山东电力技术》