概述
此节简单描述了GEA 公司的机械通风空气冷凝器即通常所称的空气冷凝器或ACC 。

GEA 公司的空气冷凝器由下列部件构成： ∙ 排气管道 (1) 和 配汽管道 (2) ∙ 翅片管换热器 (3) ∙ 支撑结构和平台 (4) ∙ 风扇及其驱动装置 ∙ 抽真空系统 (5) ∙ 排水和凝结水系统 (6) ∙ 控制系统和仪表
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冷凝过程
GEA 公司的空气冷凝器将采用屋顶结构（或称A 型框架结构）。

来自汽轮机的尾气通过排汽管道和配汽管道输送到翅片管换热器。

配汽管道连接到汽轮机的排汽管道和位于上部的翅片管换热器。

蒸汽被直接送入换热器的翅片管道内。

蒸汽携带的热能由经过换热器翅片表面的冷却空气带走，冷却空气是由置于管束下面的轴流风机驱动的。

换热器采用GEA 公司发明的KD 布置方式，即顺流冷凝－反流冷凝的布置方式。

70％到80％的蒸汽在通过由上部的配汽管道到顺流冷凝的换热器中被冷凝成凝结水，凝结水流到底部的蒸汽/凝结水联箱中。

顺流管束称为冷凝管束或称K 管束。

其余的蒸汽在称为D 管束的反流管束中被冷凝，蒸汽是由蒸汽/凝结水联箱向上流动的，而凝结水由冷凝的位置向下流到蒸汽/凝结水联箱中并被排出。

这种KD 形式的布置方式确保了在任何区域内蒸汽都与凝结水有直接的接触，因此将保持凝结水的水温与蒸汽温度相同，从而避免了凝结水的过冷、溶氧和冻害。

从汽轮机到凝结水箱的整个系统都是在真空状态下。

由于采用全焊接结构，从而保证整个系统的气密性。

由于在与汽轮机连接的法兰处不可避免地会有空气漏进冷凝系统中，为了保持系统的真空，在反流管束的上端未冷凝的蒸汽和空气的混合物将被抽出。

通过在上端部位的过冷冷却，使不可冷凝蒸汽的汽量被减小了。

反流（D ）部分的设计应保证在任何运行条件下，不会在顺流（K ）部分造成完全冷凝，以避免过冷和溶氧以及冻害的危险。

在不同热容量和环境温度下，通过调节空气流量的变化来控制汽轮机尾气的排汽压力。

换热器
热浸镀锌钢翅片管束
热浸镀锌翅片管具有从管子到翅片良好的导热性能。

这是由于在翅片根部和管子的间隙被充满锌而具有的毛细作用。

由于钢制管子和钢制翅片是同种材质，从而避免热应力的产生，而热应力对热传导不利。

由于翅片管束必须承受极大的阻力，它们必须具有很高的强度。

钢制翅片可以抵抗典型的机械冲击，比如冰雹、清洗设备的高压水（200bar ），或维护工人的体重。

在运输和安装过程中不易损坏。

由于钢制翅片管束具有较短的深度，因此更能适宜清洗设备的高压水的冲击。

而且，热浸镀锌翅片管具有良好的防腐性能和长达超过25年的使用寿命。

支撑结构和平台
根据实际经验，屋顶型结构的空气冷凝器具有可靠的凝结水排水功能并且减少了占地面积。

支撑结构由可组合的全钢的支撑梁和加强拉条的框架构成， 钢结构用于支撑：
- 由圆形风机座的平台构成的冷凝器平台 - 安装换热器管束的屋顶型结构（A 型框架）（支撑在冷凝器平台上） - 带栏杆的通道（通到平台）
- 四周的风墙，用于防止热空气回流和自然风影响
A 型框架结构内装有用于分隔各台风机/换热器单元的隔墙，以便防止冷凝器平台上冷却空气的回流。

风墙和隔墙是用波纹钢板制成。

通过步道或/和楼梯可通往冷凝器平台。

在屋顶型结构的顶部配备有在单轨或横梁上滑动的吊车，用于安装或拆卸像风扇和驱动机构等沉重的设备。

风扇和驱动装置
利用风扇安装梁，机械驱动轴流风扇被安装在换热器下面的风扇平台上。

每个风机单元由风扇，电机和传动机构（齿轮或三角皮带传动）组成，并配有防逆转机构。

一般采用双速电机。

但为了避免太大的压力波动和/或减少辅机的能耗，通常采用单速电机并利用变频器控制电机的转速。

（见控制和仪表系统）
为了降低的进风处的空气阻力和气流的噪音，风机的扇环被直接安装在平台的下面。

风扇的型式可以根据全厂的噪声控制要求选定。

从标准型到极低噪音型均可由不同的生产厂家得到。

扇叶的材质可以是玻璃纤维增强塑料（FRP ）或铝质以适应不同的性能要求。

排汽管道和配汽管道
在夏季和冬季运行时，蒸汽（对应于排汽压力）比容的变化会导致蒸汽流速的升高和降低以及相应的压力损失。

蒸汽的流速是其密度的函数，通常为40－80 m/s 。

在投资较少的条件下，通过蒸汽排汽管道和换热器表面积的优化设计，可以将对应于较小初始温差（ITD ）的压力损失降低到最小。

配汽管道的直径的设计与翅片管内的流速有关，以便确保相同的蒸汽流量进入到各翅片管中。

由于管道采用完全焊接的碳钢结构，因此不会有泄露发生。

自1972年以来，高达5.5m 直径的管道一直在使用中。

排汽管道始于汽轮机的排汽口，其截面通常为长方形，通过一个过渡件与管道的直径段相连。

直段的管道配备有加强环。

管道上的不锈钢膨胀节用于减小由于管道的热膨胀和位移导致的汽轮机法兰的应力和位移。

配备的人孔用于常规检查。

排汽管道还配备所有必须的固定和浮动支座。

为了保护冷凝系统，以免管道承受过高压力，安全隔膜和安全阀被安装在由平台可以接近的管道上。

抽真空系统
抽真空系统用于在启动时和正常运行时从冷凝系统中除去不可冷凝的气体。

若非特别指定，启动系统将被设计成在60分钟内使蒸汽汽封的系统到达100mbar 的真空。

启动程序必须根据锅炉和汽轮机的启动程序而定，并且不同的电厂会有不同的解决方案（如垃圾焚烧电站，联合循环电厂等）。

对于正常运行时的抽气，配备一套冗余的真空保持系统（2 x 100%）。

设计泄露量根据HEI 标准确定。

抽真空系统使用射汽抽气器或水环式真空泵，或组合起来使用。

在大多数情况下使用射汽抽气器，因为其不易发生故障（没有旋转部件）。

射汽抽气器仅需少量的维护工作，而且价格低。

射汽抽气系统由一台装备有消声器的启动射汽抽气器，和在大多数情况下，配备有表面式冷凝器的两级真空保持射汽抽气器组成。

在其管侧，这些冷凝器由来自凝结水箱的凝结水进行冷却，通过加热凝结水，蒸汽的能量被部分地回收. 水环式真空泵比射汽抽气器更昂贵，并需要一些维护工作，但具有较低的能耗。

由于需要冷却水，水环式真空泵需要比汽轮机/冷凝器压力下的饱和温度低13－15︒C 的冷却水。

排水和凝结水系统
在排汽管道的最低点，设置了一个排水箱（热井）用于排出在管道中收集的凝结水。

凝结水靠重力从蒸汽/凝结水联箱的管路经过凝结水管路流到凝结水箱， 对于使用射汽抽气器的抽真空系统，凝结水也来自于表面冷凝器。

凝结水箱配备有液位计、必要的管接头、检查孔和箱体固定地脚装置。

凝结水箱的容量设计成可收集5－10分钟期间的凝结水。

正常运行的液位是其直径的50％。

如果不能实现靠重力将凝结水收集到凝结水箱，则需要在热井下方配备排水泵以便将凝结水输送到凝结水箱。

2 x 100 % ( 或
3 x 50 %)配置的凝结水泵被设置在凝结水箱的下方以便将凝结水送回电厂的凝结水系统（限于ACC 系统），并且如果有的话，会通过抽真空系统的表面冷凝器。

凝结水箱位于蒸汽/凝结水联箱管路下方，同时其位置应比凝结水泵的位置尽可能地越高越好，以便提供充分的吸入压力从而可以使用标准的水平布置的水泵。

由于一台凝结水泵在保持长期运行（用于保证有充足的冷却水流过射汽抽气器的冷凝器），一套排水/回水控制阀和管路构成的凝结水系统被用来确保即使在低负荷的运行条件下，凝结水箱中也有充足的水位。

在泵的吸入侧的阀都是真空密封的。

控制和仪表系统
对于非设计条件下的运行状态和特殊运行方式（设计条件指正常运行状态），比如启动、旁路运行、防冻措施和停机等，需要仪表和控制系统来控制冷凝器机组安全地运行，并且满足汽轮机需要的运行条件。

辅助设备如泵、抽真空系统和水箱必须配备就地检测仪表
控制系统至少由下列部分构成： - 蒸汽背压和蒸汽温度检测
- 在蒸汽/凝结水联箱管路中的温度检测 基本上，直接空冷系统的控制和仪表系统用来控制在需要的背压下风扇的转速。

在正常运行条件下，电厂的控制系统会设定一个背压值，它与ACC 控制系统的背压值进行比较。

如果实际的背压值高于设定值，则风机被调节到较高转速，如果低于设定值，则调节到较低转速。

单速或双速电机可以通过接线线路进行转换，从而给电机一个的启动时间间隔。

利用变频器可以实现风机转速的无级调速，它也可被选用于控制系统并有下列优点：
- 当只有少量风机时可以连续调节汽轮机的排汽压力从而避免了大的压力波动。

- 可以将风机的转速调节到需要值从而减少风机能耗。

控制单元可以设计成利用PLC 控制，其主要构成包括一个主控单元、有缓冲电池的电源单元、有存储模块的CPU 单元、模拟输入、数字输入、数字输出、手动转换开关、显示单元以及如果需要的话，一组用于与电厂控制系统进行数据交换的数据总线。

另外一种方案是将ACC 的控制系统和整个电厂的过程控制系统结合在一起。