Ранкіне цикл: Неге болады? (Идеалды vs. Желікті + T-s диаграммасы)
Ранкин циклі деген не?
Ранкин циклі - бұл күрделі электр станцияларында пардың басын механикалық энергияға айналдыру үшін жиі қолданылатын механикалық цикл. Ранкин циклінің негізгі компоненттері: айналу пар турбинасы, котел су пампы, стационар конденсатор және котел.
Котел - пар турбинасының энергия өндіру үшін талап еткен басы мен температура бойынша суды қытыту үшін қолданылады.
Турбина құбырларынан шыққан пар радиальды немесе аксиальды ағыс конденсаторға барып, тамырланады. Нәтижеде, пара суға айналады және котел пампалары арқылы котелге қайта қайтарылады.
Бұл, егер біз кейінірек қадамдарды қайта қарағанда, типтік электр станциясының циклі қандай көрінетінін түсіну үшін маңызды болады.
Типтік электр станциясының циклі
Электр энергиясы камыс, лигнит, дизель, же күміс керогаз қолданылған пардық электр станциялары арқылы өндіріледі. Пардық энергия циклінің схемасы төмендегідей берілген:
Барлық электр станциясы төмендегі қызметтерге бөлінеді.
Қызмет A: Электр өндіру үшін (турбина, конденсатор, пампа, котел) электр станциясының негізгі компоненттеріне жатады.
Қызмет B: Жабық құбырға, оның ішінде қалдық газдар атмосферге шығарылады.
Қызмет C: Механикалық энергияны электр энергиясына айналдыратын электр генераторы.
Қызмет D: Конденсаторда реттеу үшін қолданылатын суытқыш система.
Біз бұл электр станциясының циклінде Ранкин циклімен байланысты қызметтерді талдаймыз.
Карно циклімен байланысты көптеген практикалық шектеулер Ранкин циклінде ыңғайлау мен қолданылуы мүмкін.
Идеалды Ранкин циклі
Егер пардық циклде иштетуші зат арқылы электр станциясының барлық компоненттерінен өткенде терісірлікті және басын төмендету үшін фрикциясы болмаса, онда бұл цикл Идеалды Ранкин циклі деп аталады.
Ранкин циклі - бұл барлық электр станцияларында иштетуші зат ұзақ уақыт ішінде су болып, параға, ал пара суға өзгеріп отыратын негізгі өндірістік цикл.
(p-h) және (T-s) диаграммалары Ранкин циклінің қалыптасуын түсіну үшін пайдалы болады:
1-2-3 Изобарлық жылу ауыстыру немесе Котелде тұрақты басында жылу қосылуы
Котел - бұл үлкен жылу ауыстырушы, оның ішінде камыс, лигнит немесе мұнай сияқты жылу қояды. Су котел пампасы арқылы котелге енеді және T-s диаграммасында көрсетілгендей қанағаттандырылған температурға ыңғайлауы үшін жылу қосылады.
Котелде энергия қосылуы, qin= h3-h1
3-4 Изентроптық кеңейту немесе Тұрбинада изентроптық кеңейту
Котелдің шығысынан турбинаға енгізілетін пар 3 нүктеде турбина құбырларында изентроптық түрде кеңейеді. Турбина құбырларында механикалық айналу үшін иш жасалады, ол электр генераторына қосылатын турбина құбырына байланысты.
Турбинадан берілетін иш (қорыту аймағымен жылу ауыстыруын ескермеу)
Wturbine out= h3-h4
4-5 Изобарлық жылу қайтару немесе Конденсаторда тұрақты басында жылу қайтару
4 нүктеде пара конденсаторға енеді. Конденсаторда пара тұрақты басында суға айналады. Конденсаторда фазалық өзгеріс болады және иштетуші зат конденсатордан шығып, су болып қалады және 5 нүктесі ретінде белгіленеді.
Конденсаторда қайтарылған жылу, qout= h4-h5
5-1 Изентроптық сымыту немесе Пампада изентроптық сымыту
