Rankine tsikli: Bu nima? (Ideal vs. Faktiki + T-s diagramma)

Rankine tsikli nima?

Rankine tsikli bu par boshqaruvda istalgan energiya elektr stansiyalarda buhar bosim energiyasini turbin orqali mexanik energiyaga o'zgartirish uchun ishlatiladigan mexanik tsikldir. Rankine tsiklining asosiy komponentlari aylanuvchi buhar turbinasi, katel, qonong'iz va suv kattoki bo'ladi.

Katel buhar turbinasi talabiga mos keladigan kerakli bosim va haroratga suvni issitish uchun ishlatiladi.

Turbin chiqishi radial yoki aksial oqimli kondenser orqali yo'naltiriladi, bu yerda buhar suvga aylanadi va suv pomplari orqali katelga qaytarilib keyin bir bor ishitiladi.

Agar biz bir qadam ortga qo'shilamiz va tipikal energiya elektr stansiyasi tsiklini tushunib olsak, bu aniqroq bo'lishi mumkin.

Tipikal energiya elektr stansiyasi tsikli

Elektr energiyasi quyidagi shema asosida buhar tsikli energiya elektr stansiyalarida quyidagi yog'lar (Koks, lignit, dizel, og'ir katel yog'i) mavjudligi va narxi asosida ishlatiladi:

Butun energiya elektr stansiyasi quyidagi qismga ajratilishi mumkin.

• Qism A: Energiya elektr stansiyasining asosiy komponentlari (turbin, kondenser, pomp, katel) energiya ishlab chiqarish uchun.

• Qism B: Chimney, bu yerda savdo gazlar atmosferaga tortiladi.

• Qism C: Elektr generatori mexanik energiyani elektr energiyasiga o'zgartirish uchun.

• Qism D: Kondenserda rad etilgan buharning haroratini qabul qilish uchun suv sovutish tizimi.

Biz ushbu energiya elektr stansiyasi tsiklidagi Rankine tsikli bilan bog'liq qismni tahlil qilamiz.

Carnot tsikliga oid ko'plab amaliy cheklashlar Rankine tsiklida samarali bartaraf etilishi mumkin.

Ideal Rankine tsikli

Buhar tsiklida, agar ishlov beriladigan suv buhar tsiklida reversivlik va sur'at bosim tomsoni yo'q holda energiya elektr stansiyasining turli komponentlari orqali o'tsa, bu tsikl Ideal Rankine tsikli deb ataladi.

Rankine tsikli bu butun energiya elektr stansiyalari uchun asosiy ish rejimi, bu yerda ishlov beriladigan suv davra-davra suvdan buhargacha va aksincha o'zgaradi.

(p-h) va (T-s) diagrammalari Rankine tsiklini tushunishda yordam beradi:

1-2-3 Isobarik issiq o'tish yoki Katel orqali doimiy bosimda issiq o'tish

Katel - bu katta issiq o'tish vositasidir, bu yerda koks, lignit yoki neft kabi issiq o'tkazadigan yog' suvg'a ishlatiladi. Suv pompadan katelga kiradi, bu yerda 1-holatda suzg'ili suv bo'lib, 3-holatda issiq o'tish orqali saturatsiya haroratiga yetkaziladi.

Kateldagi energetik balans yoki buhar generatorida qo'shilgan energiya,
qin= h3-h1

3-4 Isentropik kengaytirish yoki Turbin orqali isentropik kengaytirish

Katel chiqishi turbin orqali 3-holatda kiradi, bu yerda buhar turbinning sabit va harakatlanuvchi lopchalar orqali isentropik ravishda kengaytiriladi, bu yerda turbin shaffining mexanik aylanishidan ish hosil qilinadi, bu shaff elektr generatoriga ulangan.
Turbin tomonidan taqdim etilgan ish (Muhit bilan issiq o'tishni hisobga olmagan)
Wturbine out= h3-h4

4-5 Isobarik issiq rad etish yoki Kondenser orqali doimiy bosimda issiq rad etish

4-holatda buhar kondenserga kiradi. Bu yerda fazaviy o'zgarish sodir bo'ladi, buhar doimiy bosimda kondenser orqali suvga aylanadi, bu yerda kondenser ichidagi suv oqimining harorati buharning haroratiga o'tkaziladi. Fazaviy o'zgarish kondenserda sodir bo'lib, ishlov beriladigan suv kondenserdan chiqqanda suv holatida bo'lib, 5-holat deb belgilanadi.
Kondenserda rad etilgan issiq, qout= h4-h5

5-1 Isentropik sinchish yoki Pomp orqali isentropik sinchish

Suv kondenserdan 5-holatda chiqadi va pompaga kiradi. Ushbu pomp suvning bosimini ish berish orqali oshiradi. Kichik hajmda va past xususiy hajmda, bu kichik ish buhar turbinidan hosil bo'lgan ishga nisbatan e'tiborsiz bo'lishi mumkin.
Pompa tomonidan suv kgiga ish berilgan, W51= h5-h1.