Циклус на Ранкин: Што е тоа? (Идеален во споредба со реален + T-s дијаграм)
Што е Ранкинов циклус?
Ранкиновиот циклус е механичен циклус често користен во електрани за претворање на притисната енергија на пар во механичка енергија преку парни турбини. Главните компоненти на Ранкиновиот циклус вклучуваат ротирачка парна турбина, помпа за котлон, стационарна кондензаторска јама и котлон.
Котлонот се користи за загревање на водата до пар при потребен притисок и температура според барањето на турбината за производство на енергија.
Изходот од турбината се насочува кон радијалната или аксијалната потоцина кондензаторска јама за кондензирање на парот во кондензат и повторно враќање на котлонот преку помпи за котлон за повторно загревање.
Ова може да има повеќе смисла ако се отстраниме малку и разбереме како изгледа типичниот циклус на електрана.
Типичен циклус на електрана
Електричната енергија се генерира со користење на парни електрани со користење на угљеник, лигнит, дизел, тешка пещна масло како гориво во зависност од достапноста и цената. Шемата на протокот на парниот циклус е дадена подолу:
Целиот комплекс на електрани може да се раздели на следните подсистеми.
Подсистем A: Класифициран како главни компоненти на електраната (турбина, кондензатор, помпа, котлон) за производство на енергија.
Подсистем B: Класифициран како димна кула, од која се истичуваат отпадните гасови во атмосферата.
Подсистем C: Класифициран како електрична генераторска установа за претворање на механичка енергија во електрична енергија.
Подсистем D: Класифициран како систем за хладење на вода за апсорбирање на топлината на отфрлените парови во кондензаторот и менување на фазата на парот во течност (кондензат).
Ќе анализираме подсистемот внатре во овој циклус на електраната кој се занимава со Ранкиновиот циклус.
Многу од практичните ограничувања поврзани со Карновиот циклус можат удобно да се надминат во Ранкиновиот циклус.
Идеален Ранкинов циклус
Во парниот циклус, ако работната течност минува низ различните компоненти на електраната без необратливи процеси и пад на притисок поради триенje, тогаш циклусот се нарекува Идеален Ранкинов циклус.
Ранкиновиот циклус е основниот оперативен циклус за сите електрани каде што работната течност непрекинато менува својата фаза од течност во пар и обратно.
Дијаграмите (p-h) и (T-s) се корисни за разбирање на работата на Ранкиновиот циклус заедно со дадениот опис:
1-2-3 Изобарско пренесување на топлина или Константно пренесување на топлина во котлон
Котлонот е голем преводник на топлина каде што горивата како угљеник, лигнит или масло пренесуваат топлина индиректно на водата при константен притисок. Водата влиза во парниот котлон од помпата за котлон како стисната течност во состојба-1 и се загрева до температурата на насытување како што е прикажано на дијаграмот T-s како состојба-3.
Балансот на енергија во котлонот или добавена енергија во парниот генератор,
qin= h3-h1
3-4 Изентропска експанзија или Изентропска експанзија во турбина
Парот од излезот на котлонот влиза во турбината во состојба 3, каде што се експандира изентропски преку фиксирани и движечки лопти на турбината за да произведе работа во формата на механичко ротирање на валот на турбината, кој е поврзан со електричниот генератор.
Произведена работа од турбината (Занемарувајќи пренесување на топлина со околината)
Wturbine out= h3-h4
4-5 Изобарско отфрлување на топлина или Константно отфрлување на топлина во кондензатор
Во состојба-4, парот влиза во кондензаторот. Се случува промена на фаза, бидејќи парот се кондензира во течност при константен притисок во кондензаторот со пренесување на топлината на парот на циркулирачката вода која теке низ цевите на кондензаторот. Промената на фаза се случува во кондензаторот, и работната течност која напушта кондензаторот е во состојба на течност и е обележана како точка 5.
Отфрлена енергија во кондензаторот, qout= h4-h5
5-1 Изентропска компресија или Изентропска компресија во помпа
Водата напушта кондензаторот во состојба 5 и влиза во помпа. О
