Chu kỳ Rankine: Điều gì là nó? (Tối ưu so với Thực tế + Biểu đồ T-s)

Electrical4u

Trường dữ liệu: Điện Cơ Bản

China

What Is Rankine Cycle

Chu kỳ Rankine là gì?

Chu kỳ Rankine là chu kỳ cơ học thường được sử dụng trong các nhà máy điện để chuyển đổi năng lượng áp suất của hơi nước thành năng lượng cơ thông qua tua-bin hơi. Các thành phần chính của chu kỳ Rankine bao gồm tua-bin hơi quay, bơm nồi hơi, ngưng tụ cố định và nồi hơi.

Nồi hơi được sử dụng để đun nước thành hơi ở áp suất và nhiệt độ yêu cầu theo nhu cầu của tua-bin cho việc phát điện.

Hơi thải từ tua-bin được hướng đến bộ ngưng tụ dòng kính hoặc dòng trục để ngưng tụ hơi thành nước ngưng và được tái chế trở lại nồi hơi thông qua bơm nồi hơi để đun nóng lại.

Điều này sẽ dễ hiểu hơn nếu chúng ta lùi lại một bước và hiểu về chu kỳ điển hình của một nhà máy điện.

Chu kỳ điển hình của nhà máy điện

Điện năng được tạo ra bằng cách sử dụng các nhà máy điện chạy hơi, sử dụng than, lignite, diesel, dầu mỏ nặng làm nhiên liệu tùy thuộc vào khả năng cung cấp và chi phí. Sơ đồ dòng chảy của chu kỳ hơi được trình bày dưới đây:
rankine cycle
Cả hệ thống nhà máy điện có thể được chia thành các hệ con sau đây.

Hệ con A: Phân loại là các thành phần chính của nhà máy điện (Tua-bin, Ngưng tụ, Bơm, Nồi hơi) cho việc phát điện.
Hệ con B: Phân loại là ống khói, nơi khí thải được thải ra không khí.
Hệ con C: Phân loại là máy phát điện để chuyển đổi năng lượng cơ thành năng lượng điện.
Hệ con D: Phân loại là hệ thống nước làm mát để hấp thụ nhiệt của hơi bị loại bỏ trong ngưng tụ và thay đổi pha của hơi thành lỏng (nước ngưng).

Chúng ta sẽ phân tích hệ con trong chu kỳ nhà máy điện này liên quan đến chu kỳ Rankine.

Nhiều hạn chế thực tế liên quan đến chu kỳ Carnot có thể được vượt qua thuận tiện trong chu kỳ Rankine.

Chu kỳ Rankine lý tưởng

Trong chu kỳ hơi, nếu chất làm việc trong chu kỳ hơi đi qua các thành phần của nhà máy điện mà không có bất kỳ sự không thể đảo ngược và mất áp suất do ma sát, thì chu kỳ được gọi là chu kỳ Rankine lý tưởng.

Chu kỳ Rankine là chu kỳ hoạt động cơ bản cho tất cả các nhà máy điện, nơi chất làm việc liên tục thay đổi pha từ lỏng sang hơi và ngược lại.

rankine cycle

Biểu đồ (p-h) và (T-s) hữu ích trong việc hiểu cách hoạt động của chu kỳ Rankine cùng với mô tả dưới đây:

1-2-3 Chuyển nhiệt đẳng áp hoặc Thêm nhiệt đẳng áp trong nồi hơi

Nồi hơi là một thiết bị trao đổi nhiệt lớn, nơi nhiên liệu như than, lignite hoặc dầu chuyển nhiệt gián tiếp cho nước ở áp suất không đổi. Nước vào nồi hơi từ bơm nồi hơi dưới dạng lỏng nén ở trạng thái 1 và được đun nóng đến nhiệt độ bão hòa như được hiển thị trong biểu đồ T-s ở trạng thái 3.

Cân bằng năng lượng trong nồi hơi hoặc năng lượng thêm vào trong máy phát hơi,
qin= h3-h1