近日，德国GEA集团和山东信发集团信发·新疆4×1100MW超超临界直接空冷项目签约。据悉，信发·新疆4×1100MW超超临界直接空冷项目建成后，将成为世界上单机容量最大的直接空冷项目，同时也是中国总装机容量最大的空冷项目，是中国乃至世界超大型直接空冷行业发展的又一个里程碑。
空冷机组具备良好的节水功能，而我国西北部地区煤炭富集，但水资源明显短缺，所以技术的推广应用将给予该地区火电发展以极大助力。
为干旱地区火电节水
受能源结构的影响，我国电源结构在相当长的时期内都将以煤电为主。由于我国煤电的比重大，所以在进行电源规划时，特别是进行燃煤电站规划时，必须同时做好煤炭发展和运输的规划，将煤、电、运输和环境保护的规划统一起来，协调发展。我国西部和北部广大地区煤炭资源丰富，但交通运输不便，建立坑口电厂是实现协调发展的首选。
但是大多数富煤地区水资源严重匮乏，制约了这些地区的火电发展。据中国煤矿规划研究院调查，全国13个煤炭基地，98个矿区已开发正开发和待开发的矿区，有70%矿区缺水，其中40%严重缺水。专家认为，发展空冷技术，利用其突出的节水特点，能够很好地解决火电发展中的水资源瓶颈问题。
“循环冷却系统是电力生产过程中的重要环节。用于电厂机组冷却的空冷系统主要有直接空冷系统和间接空冷系统，间接空冷系统又分为带表面式凝汽器和带混合式凝汽器的两种系统。以上三种空冷方式在国际上都得到广泛的应用，技术均成熟可靠。采用空冷技术的机组大大减少了电厂耗水，为水源的落实和项目的成立提供了便利条件。特别对缺水地区，有着重要的意义。”中国能建集团山西电建四公司中钢项目部安监部部长郭海鑫说。
“对于空冷机组来讲，冷却水在循环过程中完全为密闭循环运行，基本不产生水的损耗，理论上该系统耗水为零。”郭海鑫说。据了解，与湿冷技术比较，直接空冷技术的节水优势是显而易见的。数据显示，对于同容量的机组，采用直接空冷技术的机组比湿冷发电机组节水约75%至80%，1台600MW的机组节水量达2000 t/h以上。“节约用水是我国的一项基本国策，采用空冷技术是火力发电厂非常有效的一项节水措施。建设空冷机组较同等级的湿冷机组可节约用水量2/3左右，非常适合我国北方及西部干旱少雨地区。”
直接空冷更适合寒冷干旱地区
此外，“空冷机组还具备设备少，系统简单，占地面积少，系统调节较灵活;冷却水系统与凝结水系统分开，水质按各自标准处理，冷却系统采用除盐水，且闭式运行，基本杜绝凝汽器管束内结垢堵塞情况，大大提高换热效率;循环水系统处于密闭状态，循环水泵扬程低，消耗功率少，厂用电率低等特点。”据郭海鑫介绍。
“在空冷技术中，间接空冷技术的优点是因为有水，所以换热效果比直接空冷好，受季节的影响也比直接空冷的少，缺点是要耗费一定的水，需要建冷却塔，投资大，厂用电率高，因为要设置循环泵，系统比较复杂。”郭海鑫说，“而且，直接空冷技术的冬季防冻措施可靠，防冻效果好。特别是空冷风机和变频技术的发展，为防止系统发生冰冻提供了更为灵活的控制手段。”
除此之外，由于没有庞大的水冷塔，相对湿冷机组来说，直冷机组还有占地面积小的优势。直接空冷机组，仅需要建空冷岛，且可以选择的地方也多，岛下很多地方还可以再利用。资料显示，大同二电厂二期扩建的2×600MW间接空冷机组占地面积为直接空冷机组的3.2倍。
记者从冷发电技术发明者GEA集团获悉，“与间接空气冷却相比，直接空冷机组由于其防冻性能好、节水、占地面积小、投资低、更环保等特点，所以适于我国寒冷的地区运行，更适合新建的单机大容量机组，尤其适合寒冷、缺水地区的西部、北部电力发展应用。”
大容量、高参数空冷机组经济环保
直接空冷技术还存在着一些不足，发电煤耗高。原电力部生产司教授级高级工程师、国际大电网CIGRE 和美国IEEE会员蒙定中，在2010年8月份发表在《中国能源报》的文章表示，600MW空冷燃煤机组的煤耗要比600MW超临界、600MW超超临界、1000MW超超临界机组的平均煤耗高12.8%。
但随着电力工业发展迅速，大容量、高参数的大型火电机组日益增多，燃料利用率和发电效率大大提高。“我国‘贫油、少气、多煤’的一次能源结构特点，决定了在今后相当长的时间内，燃煤火力发电仍将在我国发电领域占主导地位。发展超超临界燃煤机组有利于提高机组热效率、降低发电煤耗，同时可减少二氧化碳和其他大气污染物的排放，其经济和社会效益非常显著。”郭海鑫说。
据了解，由于大型超超临界发电机组发电效率的提高，能够在很大程度上降低单位发电量的资源消耗;而发展大型空冷机组，是以有限的水资源来支撑火电发展的有效技术途径之一，因此发展大型超超临界空冷发电机组是解决降低资源消耗、节水和电力需求日益增长之间矛盾的最佳途径。
“我国水资源日益匮乏，尤其在北方煤炭资源丰富地区缺水情况十分严重。利用空冷技术是在这些地区建立火电发电厂的最有效的节水措施。目前，在北方缺水地区山西电建四公司承建的大型火力发电厂大部分均采用了空冷机组，发展大型空冷机组对节约水资源和电力工业可持续发展具有重大意义。”郭海鑫说。
资料显示，1000MW超超临界空冷机组供电标准煤耗将比600MW亚临界空冷机组降低约15g~25g/kWh，因此发展高参数大型空冷机组是非常经济而有效的措施。
