Rankine Цикъл за затворени подгрявачи на питателна вода и когенерация с Rankine Цикъл

Цикъл на Ранкин с затворени нагреватели за питателна вода

Цикълът на Ранкин с затворени нагреватели за питателна вода има свои предимства и се използва най-често в съвременните електроцентрали. Затворен нагревател за питателна вода използва индиректен начин на преход на топлина, т.е. откъснатата пара или извлеченият парен поток от турбината прехвърля своята топлина индиректно към питателната вода в топлообменник с корпус и тръби. Тъй като парата и водата не се смесват директно, циркулациите на пара и вода са при различни налягания. Затвореният нагревател за питателна вода в цикъла е представен на диаграмата T-s, както е показано по-долу на фиг. 1.

Теоретично или идеално, преходът на топлината в затворен нагревател за питателна вода трябва да бъде такъв, че температурата на питателната вода да бъде увеличена до насыщаващата температура на извлечения парен поток (отгряване на питателната вода).

Но в реалната експлоатация на установката максималната температура, която питателната вода може да достигне, обикновено е леко по-ниска от насыщаващата температура на парата. Причината може да бъде, че се изисква няколко градуса температурен градиент за ефективен и ефикасен преход на топлина.


Този кондензат или кондензирана пара от корпуса на нагревателя трябва да бъде прехвърлен към следващия нагревател (с ниско налягане) в цикъла или понякога към кондензатора.

Различие между отворен и затворен нагревател за питателна вода

Отворените и затворените нагреватели за питателна вода могат да бъдат различени по следния начин:

Всички съвременни електроцентрали използват комбинация от отворени и затворени нагреватели за питателна вода, за да максимизират термичната ефективност на цикъла.

Феномен на когенерация

Инженерната термодинамика разглежда преобразуването на ценна форма на енергия (топлина) в работа. В електроцентрали това се извършва, като се прехвърля към работната течност, наречена вода. Целта е да се избегне загубата на топлина на пара в кондензаторите на парните турбини. Това е възможно, ако намерим начин да използваме нисконапредната пара, която влиза в кондензатора.

Когенерацията е концепцията за използване на топлината на пара за полезна цел, вместо да се губи (в момента се губи в кондензаторите).

Когенерацията означава Комбинирана топлина и мощност (CHP), което е генерирането на топлина и мощност едновременно за индустрии, които изискват топлинна пара за процеса. В когенерационната станция, както топлината, така и мощността се използват умело, така че ефективността й може да бъде до 90% или повече. Когенерацията предлага спестяване на енергия.

Когенерацията предлага намаление на голяма загуба на пара, която може да бъде използвана в много устройства във формата на топлина. Много индустрии, като хартиената, химическата, текстилната и цементната, зависят от когенерационната станция за топлинна пара за процеса. Изискването за топлинна пара в гореспоменатите индустрии е от 4 до 5 кг/см2 при температура около 150 до 180°C.

Хартиената, химическата и текстилната индустрии изискват както електрическа мощност, така и топлинна пара, за да постигнат своите цели. Така че това изискване може лесно да бъде удовлетворено чрез инсталиране на когенерационна електроцентрала.

Температурата в котела е от порядъка на 800°C до 900°C и енергията се прехвърля към водата, за да се произведе пара с налягане 105 бара и температура около 535°C за когенерационните електроцентрали. Пара с тези параметри се счита за изключително добър източник на енергия и е първо използвана в парната турбина за производство на мощност, а изхлопът от турбината (низкокачествена енергия) се използва за удовлетворяване на изискванията за топлинна пара.

Когенерационната станция е известна с това, че удовлетворява изискванията за мощност, докато удовлетворява изискванията за топлинна пара на индустриалните процеси.

Идеалната когенерационна станция с парна турбина е показана на фиг. 2 по-горе. Да кажем, че изискването за топлина Qp е при 5.0 кг/см2 при около 100 кВт. За да се удовлетвори изискването за топлинна пара при 5.0 кг/см