直接空冷的背压高于间接空冷，且直接空冷采用风机强制通风冷却，变工况运动灵活，防冻性能较优，因此适宜年温差大的地区和供热机组。直接空冷占地面积小，初投资低，但主厂房与空冷道的布置受风向的影响，使厂区总布置受到一定限制。考虑到今后煤价上涨是总趋势，煤价将成为成本电价的敏感性因素，因而从年总费用考虑，间接空冷会更优，另外间接空冷不存在噪声问题。

综上所述，间接空冷系统与直接空冷系统技术都已成熟，也有运行经验，具体采用哪种形式设计应根据建厂的具体条件，通过技术经济比较提出建议。

在选取空冷方式时，有以下问题需要考虑。

1.管束的选择

管束是空冷器的主要元件，世界电厂空冷系统普遍采用的冷却元件有：①圆形铝管镶铝翅片；②热浸锌椭圆钢管套矩形翅片；③大直径热浸锌椭圆钢管套矩形翅片；④大直径扁管钎焊蛇形铝翅片（见图8-23）。

在管排上，20世纪50年代空冷电厂多采用多排管。80年代改为双排管，90年代后采用单排管。世界上空冷电厂采用最多的空冷管束为德国GEA公司生产的大直径热浸锌椭圆钢管套矩形翅片，其具体尺寸为：椭圆钢管长度、外径为100 mm×20 mm，壁厚1.5 mm；矩形钢翅片长宽为119 mm×49 mm，片厚0.6 mm，片距4 mm（冷空气侧）、2.5 mm（热空气侧）；每片散热器外形尺寸，长8.95 m，宽2.95 m，厚0.52 m，每片散热器内有2排管错列布置，纵向节距125 mm，横向节距50 mm，每片散热器共有115根管。考虑迎风面积的折减系数为0.91。

图8-23　扁管钎焊蛇形翅片

翅片制造技术是电厂空冷系统的关键制造技术之一，通过自动输送装置将金属带材送至高精度组合成型机成型，再通过光电跟踪计量装置计量，最后通过自动断料切割，从而制造出符合设计精度要求的翅片。翅片随后进行表面处理，以满足相应工况下30年的使用要求。翅片和换热管连接方式主要包括钎焊工艺技术、胀接工艺技术等。钎焊工艺技术通过合理的助焊剂配方、严格的炉温和炉内气氛控制、精确的焊接时间将翅片和钢铝复合管进行焊接。优良的钎焊工艺可以降低接触热阻，增强换热效果，提升空冷系统的整体性能。胀接工艺技术通过专业设备、特定工艺将翅片和换热管紧密贴合。优良的胀接技术可以提升系统整体的换热效果。管束总成技术是将翅片管与管板、管箱连接的工艺技术，对管束强度和密封性的要求较高。

电厂空冷系统是大型系统工程，涉及的设备种类较多。核心设备空冷管束，一般由空冷厂商生产制造；电机、风机、减速机、变频器、清洗系统等配套设备，一般由空冷厂商对外采购。

2.变工况的问题

直接空冷的空冷器受气候的影响很大，因此必须考虑变工况的问题。图8-24、图8-25和图8-26分别为600 MW机组的环境温度变工况、排气热负荷变工况和迎面风速变工况图。

图8-24　600 MW机组环境温度变工况

图8-25　600 MW机组排气热负荷变工况

图8-26　600 MW机组迎面风速变工况

3.直接空冷的防冻措施

当环境温度低于2℃时，空冷系统进入冬季运行，凝结水的过冷保护成为空冷凝汽器运行的重要内容。凝结水过冷很容易因结冰导致空冷散热器的堵塞，如果频繁发生，散热器就可能变形甚至被损坏。因此，直接空冷机组在低于冰点的温度下运行期间，要严格采取措施避免出现凝结水过冷现象。在正常运行期间，当环境温度低于某一结霜点时，在逆流凝结管的上部会结霜。如果这种状况持续一段时间，比如在24 h内环境温度始终低于冰点，就可能逐渐地堵塞逆流散热器基管的下端，并且妨碍不可凝气体的排出。启停机过程中以及低负荷运行状态下，空冷防冻措施显得尤为重要。

空冷散热器管束冻结的原因有：①气象条件；②空冷凝汽器的进汽量、进汽参数、进汽时间；③空冷风机的运行方式的控制；④排汽参数的控制；⑤旁路系统及疏水系统的配合。

设备制造商提供的主要的防冻措施包括：

（1）如果在环境温度低于2℃时，某凝结水的温度低于20℃，排气压力相应提高3 kPa。如果半小时后局部过冷现象仍然存在，第二台水环真空泵应投入使用。

（2）当环境温度低于2℃时，逆流区风机反转程序启动，间隔30 min（此数据可以调整）关闭2个逆流风机，并以反方向15 Hz（30％）的速度运行5 min（此数据可以调整），其他风机保持在开启状态。5 min加热周期结束后，此逆流风机停运，过一段时间，将逆流风机调整为与其他风机方向、速度均相同。半小时后，第二排2个逆流风机按照上述同样进行操作，其他排的逆流风机逐一进行。

（3）如果排气温度和所有未隔离的抽空气的平均温度之差大于15℃，且持续时间大于10 min，则第2台真空泵启动。如果上述温差小于6℃且持续5 min以上，第2台真空泵关闭。

（4）启停机过程中空冷进气蝶阀开启数量的多少，对最小热负荷和最小排量有很大的影响。在4个蒸汽隔离蝶阀阀体上加装伴热带及保温，防止阀内结冰无法开关。(www.daowen.com)

实际实施时还采取以下防冻措施：

（1）在16个逆流区抽空气管道支管加装保温；

（2）在凝结水管道上加保温，减少凝结水的过冷；

（3）在补水管道上加装电加热，冬季运行一直投运；

（4）将每台机组第一列和最后一列散热器下联箱处加装保温及铝皮进行防冻，在最外侧两列散热器上铺帆布进行防风；

（5）冬季风机停运时，封闭风筒入口。

冬季空冷的注意事项包括：

（1）在12个逆流区抽空气管道加装伴热带及保温，系统运行中必须投入；

（2）在4个抽空气阀体加装伴热带，系统运行中必须投入以防阀结冰无法开关；

（3）机组在低负荷下长期运行，通过运行采取调整措施仍有部分散热器过冷时，应将产生过冷的散热器用帆布盖好保温，并将其对应风机的风筒用帆布封堵，减少散热器的通风量，从而避免散热器的进一步过冷；

（4）机组在冬季启动前（环境温度低于2℃），应检查空冷凝结器各列进汽隔离阀是否关闭，如果阀门关闭不严密，应及时查明原因并进行处理；

（5）在空冷系统投运前2 h确认空冷凝汽器进汽隔离阀电加热投入运行，确保阀门开关灵活。空冷系统停运前1 h确认空冷凝汽器进汽隔离阀电加热投入运行，待停机后4 h停运电加热；

（6）在空冷系统投入运行后，逆流抽空气管道伴热带必须投入运行，机组停运2 h后停运抽空气管道伴热带；

（7）机组正常运行中，检查空冷凝汽器各列凝结水温度，应控制在45℃以上运行。检查空冷凝汽器各列逆流区抽空气温度，应控制在35℃以上运行；

（8）空冷凝汽器投运后，确认各列散热器之间的隔离门已关闭，防止窜风；

（9）冬季运行期间应定期就地实测各列散热器上、下、中部的温度，且各列散热器上、中、下部温差不得超过5℃，顺流散热器下部温度不得低于50℃，尤其应注意各列凝结水温度测点对应侧的联箱温度不得低于50℃（防止空冷散热器在运行中造成局部过冷）；

（10）冬季启停机过程中，应设专人对空冷凝汽器各列散热器迎风面下联箱（凝结水温度）及散热器管束进行就地温度实测；

（11）在机组停机过程中，随着负荷的降低，结合凝结水温度的下降，逐渐进行降转速、停风机的操作，保证凝结水温度在45℃以上。随着机组负荷的降低，当风机全部停运后，应逐渐停止单列散热器运行；

（12）如遇可预见的特殊天气，应提前做好防护措施（如加负荷、增加背压等），特殊天气应增加就地检查的次数；

（13）做好各种记录，为防冻工作提供充足的一手资料。

对于直接空冷机组，目前还无法避免极个别散热器冻结的现象，遇到个别特殊气象条件仍然会严重威胁空冷岛的安全运行。在个别特殊情况下，应在保证机组安全的前提下，牺牲一部分经济效益，确保空冷岛的安全稳定运行。