Siklo ng Rankine para sa mga Closed Feed Water Heaters at Siklo ng Rankine Cogeneration

Rankine Cycle na may Closed Feed Water Heaters

Ang Rankine cycle na may closed feed water heaters ay mayroong mga benepisyo at ito ang kadalasang ginagamit sa lahat ng modernong power plants. Ang closed feed water heater ay gumagamit ng indirect mode ng heat transfer, i.e. ang extracted steam o bleed steam mula sa turbine ay nagbibigay ng heat indirectly sa feed water sa shell and tube heat exchanger. Dahil hindi direktang nagsasalo ang steam at tubig, ang parehong circuits ng steam at tubig ay may iba't ibang presyon. Ang closed feed water heater sa isang cycle ay inirerepresenta sa T-s diagram bilang ipinapakita sa ibaba sa Fig:1.

Teoretikal o ideyal na ang heat transfer sa closed feed water heater ay dapat gawin sa paraan na ang temperatura ng feed water ay dapat tumaas hanggang sa saturation temperature ng extraction steam (heating the feed water).

Ngunit sa aktwal na operasyon ng planta, ang pinakamataas na temperatura na maabot ng feed water ay karaniwang mas kaunti kaysa sa saturation-temperature ng steam. Ang dahilan dito ay ang ilang degree ng temperature gradient na kinakailangan para sa epektibong at efektibong heat transfer.


Ang condensate o condensed steam mula sa heater shell ay dapat ilipat sa susunod na heater (low-pressure) sa cycle o minsan sa condenser.

Pagkakaiba ng Open at Closed Feed Water Heater

Ang open at closed feed water heaters ay maaaring ipaghiwalay bilang sumusunod:

Ang lahat ng modernong power plants ay gumagamit ng kombinasyon ng open at closed feed water heaters upang makamit ang pinakamataas na thermal efficiency ng cycle.

Cogeneration Phenomenon

Ang engineering thermodynamics ay tumitingin sa pag-convert ng mahalagang anyo ng enerhiya (heat) sa trabaho. Sa mga power plants, ito ay ginagawa sa pamamagitan ng paglipat nito sa working fluid na tinatawag na tubig. Kaya ang layunin ay upang iwasan ang pagkasayang ng init ng steam sa steam turbine condensers. Ito ay posible kung makahanap ng paraan upang gamitin ang low-pressure steam na pumapasok sa condenser.

Cogeneration ay ang konsepto ng paggamit ng init ng steam para sa isang magandang layunin, kaysa sa pagkasayang nito (kasalukuyang nasasayang sa condensers).

Ang cogeneration ibig sabihin ay Combined Heat and Power (CHP) na ang pag-generate ng init at power na pare-pareho para sa industriya na nangangailangan ng process heating steam. Sa cogeneration plant, ang parehong init at power ay maingat na ginagamit kaya ang efficiency nito ay maaaring mataas hanggang 90% o higit pa. Ang co-generation ay nagbibigay ng energy savings.

Ang cogeneration ay nagbibigay ng pagbabawas sa pagkasayang ng malaking halaga ng steam at ang parehong ito ay maaaring gamitin sa maraming device sa anyo ng init. Ang karamihan sa mga industriya tulad ng paper at pulp, chemical, textile at fiber, at cement ay umaasa sa co-generation plant para sa process heating steam. Ang requirement ng process heat steam sa nabanggit na industriya ay nasa order ng 4 hanggang 5 kg/cm2 sa temperatura na nasa paligid ng 150 hanggang 180oC.

Ang papel, chemical, at textile industries ay nangangailangan ng parehong electric power at process steam upang matupad ang kanilang layunin. Kaya ang pangangailangan na ito ay maaaring madaling matugunan sa pamamagitan ng pag-install ng cogeneration power plant.

Ang temperatura sa loob ng boiler ay nasa order ng 800oC hanggang 900oC at ang enerhiya ay inililipat sa tubig upang lumikha ng steam na may presyon ng 105 bar at temperatura na nasa paligid ng 535oC para sa co-generation power plants. Ang steam sa mga parameter na ito ay itinuturing na napakaganda na source ng enerhiya at ito ang una na ginagamit sa steam turbine para sa paggawa ng power at ang exhaust ng turbine (low quality energy) ay ginagamit upang tugunan ang requirement ng process steam.

Ang cogeneration plant ay kilala para sa pagtugon sa requirement ng power habang tugon din sa requirement ng process steam ng mga Industrial processes.

Ang ideal na steam-turbine co-generation ay ipinapakita sa figure 2 sa itaas. Sabihin natin na ang process heat requirement Qp ay nasa 5.0 Kg/cm2 sa paligid ng 100 KW. Upang tugunan ang requirement ng process steam sa 5.0 Kg/cm2 ang steam ay inilalahad sa turbine hanggang sa bumaba ang presyon ng steam sa 5.0 Kg/cm2 at kaya naglilikha ng power na nasa paligid ng 20 KW.

Ang condensate mula sa process heater ay ibinalik sa boiler para sa cyclic operation. Ang pump work na kinakailangan upang itaas ang presyon ng feed water sa cycle ay itinuturing na maliit kaya hindi ito inconsider.

Ang lahat ng enerhiyang inililipat sa working fluid sa boiler ay ginagamit sa steam turbine o sa process plant, kaya ang utilization factor ng cogeneration plant ay:

Kung saan,
Qout Heat rejected in the.
Kaya sa kasabsihan ng condenser, ang heat utilization factor ng cogeneration plant ay 100%.