3、排汽压力的最佳值： 降低排汽焓值，提高理想焓降，可以提高效率。 但不是排汽压力越低越好。这是因为： (1）当降低排汽压力，则比容v 增加，汽轮机排汽部分的尺 寸增大，成本上升。而且制造困难，材料也受到限制。 (2）当降低排汽压力，则比容v 增加，凝汽器的冷却面积增 大，冷却水量增大，厂用电增大。 因此，对排汽压力和其他几个方面要作技术经济对比而 定。一般，最佳排汽压力为 pc ? 0.03~0.07atm ，通常取 0.05atm 。
第四章 汽轮机的凝汽系统及设备
第一节 凝汽设备的工作原理和任务
一、凝汽设备的工作原理 1、工作原理：
根据汽轮发电机组的热效率进行分析
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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其中 ， ? H t 为整机理想焓降； h0 为蒸汽初焓； h0 ? h'fw 为每kg蒸汽在锅炉中的吸热量。
非常有效的措施。
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降低排汽压力的最有效的办法是：使 排汽在密封容器中、在温度较低的条件下 ? Ht1 受到冷却而凝结成水，体积突然缩小（如 在0.0049Mpa 下，蒸汽比水的容积大28000 倍）而形成真空。同时再用抽气器或者真 空泵将漏入空气不断地抽出，保持真空。 在凝结中生成的凝结水，经汇集以后，又 重新送入锅炉作为给水，反复循环使用。 这就是凝汽设备的工作原理。
hc 为排汽焓；
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为给水焓。
分析上式：要提高效率，则提高理想焓降，即提高新蒸汽的
初焓，降低排汽焓（压力）。本章只是讨论降低排汽焓值的问题 。
要降低排汽焓值，就得降低排汽压力。
一般来说，排汽压力每降低2 kpa，循环
热效率就可以提高约3.5 %。所以，降低
排汽压力对提高火电厂循环热效率是一个
空冷凝器系统
直接空冷系统 间接空冷系统
带表面式凝汽器的间接 空冷系统（哈蒙系统）
带喷射式凝汽器的间接 空冷系统（海勒系统）
（1）直接空气冷却系统： 用空气作为冷却工质的凝汽器称为空气直接冷却式凝汽
系统，如图 。 汽轮机的排汽送到热交换器管束内直接凝结成水。热交
换器管束外侧则利用强制通风带走蒸汽凝结时放出的汽化潜 热。由于空气传热系数小、则要求冷却面积大。因此，这种 空气直接冷却式凝汽器体积庞大，无法和普通凝汽器一样安 装在汽轮机的下部，而是要远离汽轮机安装在 厂房外面或厂 房顶部。因此，其汽轮机的排汽管道很长。这种空气直接冷 却式凝汽系统，在世界各国已有较多采用，占空冷凝器系统 发电机组的 60％以上，目前最大机组已超过 600MW 。 采用 的冷却单元有多排管、双排管、单排管。目前主要生产公司 有德国GEA 、美国SPX、国内哈空调、江苏双良等。
水冷凝器系统
第二节、凝汽系统
开式循环水系统：借助天然水源。 闭式循环水系统：用冷却塔冷却循环水。
1、最简单的凝汽设备原则性系统图（图4-1）。 （1）汽轮机；（2）发电机； （3）凝汽器：使排汽在凝汽器3中不断地凝结成水，建立高度 真空；将凝结时放出的热量排出、将生成的凝结水汇集送走； （4）循环水泵：为凝汽器提供冷却水； （5）凝结水泵：不断地把蒸汽凝结时生成的凝结水从凝汽器底 部热井中抽出，并送往给给水回热加热系统； （6）抽气器：抽出漏入凝汽器内的空气，以维持高度真空。
第三节 凝汽器
凝汽器有混合式和表面式凝汽器两大类。
一、混合式凝汽器
混合式凝汽器(图 4-4 )是使排汽在 冷却水中直接冷却而凝结成水。在混合 式凝汽器内，从汽轮机中排出的乏汽直 接与冷却水混合而得到凝结。冷却水从 安装在混合式凝汽器上部周围的喷嘴喷 出，排汽由上部进汽口进入，与冷却水 混合而得到凝结，凝结水与冷却水一起 用水泵抽走。不凝结的空气，用抽气器 或者真空泵不断地抽出。这种凝汽器结 构简单，冷却效果好，制造成本低。
（2）间接空气冷却系统：空气冷却式凝汽系统如图所示。其主 要设备有：混合式凝汽器、凝结水泵、循环水泵、空气冷却塔、 空气冷却器等。其中，空气冷却塔是一个巨大的建筑物，呈双 曲旋转形，空气冷却器布置在空气冷却塔下部周围墙体上。利 用高低压力差，将冷风通过空气冷却器吸入塔内，形成自然对 流。由于流过空气冷却器的空气的自然对流，将循环水中的热 量带走。循环水的温度在空气冷却器中得到降低之后，送入混 合式凝汽器中去凝结汽轮机的排汽。
1、表面式凝汽器的结构 如图4-5所示，凝汽器的外壳通常钢 板做成圆柱形、椭圆形或者方箱形。外壳两端连接着形成水室的
端盖2和3，外壳内的两端又装有管板4，管板4上装有很多冷却管。 凝汽器内部空间被冷却管分隔成两部分： 蒸汽空间（汽侧 ）和
这种空气冷却式凝汽系统，设备、建筑费用高，但可以节 约大量的水。 我国山西大同第二发电厂有两台200MW 汽轮发 电机组用了 此系统 。
Hamon间接空冷系统
Heller 系统
空气冷 却式凝 汽系统
直接空 气冷却 系统
2、运行对凝汽设备的要求： （1）凝汽器冷却管应具有较好的传热系数，保证良好的传 热效果，获得较高的真空度，同时尽可能的减少换热面积。 （2）凝结水温度不应低于排汽压力对应的饱和温度 ，以免 增加过冷度。这和供水方式、季节、地理位置有关； （3）蒸汽在凝汽器内的流动阻力要小，以降低排汽口压力 和减少凝结水过冷度。
二、表面式凝汽器
在表面式凝汽器内，冷却工质与蒸汽由冷却表面隔开。根据冷 却工质不同，表面式凝汽器又分为 空气冷却和水冷却两种。 用水作为冷却工质的凝汽器简称为 表面凝汽器。
由于水的传热 系数比空气大， 能保证凝汽器 内维持高度真 空和获得洁净 的凝结水。因 此，国内外火 电厂主要采用 这种凝汽器。
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2、主要任务： （1）建立并维持高度真空，即降低排汽焓值，提高理想 焓降，使蒸汽中较多的热能转变为机械能。 （2）将蒸汽凝结成水，并将凝结水回收到锅炉作为给水。 （3）利用热力除氧原理真空除氧，提高凝结水品质。 （4）起到热力系统蓄水作用，是热力系统稳定调节的缓 冲器。 为了完成上述任务，必须采用凝汽系统，保证以下几 个平衡： ?热量平衡－>循环水泵； ?质量平衡－>凝结水泵； ?空气平衡－>抽气设备；