Rankinecykel för slutna spärrvattenvärmare och Rankinecykel koförening

Rankine-cykel med stängda försörjningsvattenvärmare

Rankine-cykeln med stängda försörjningsvattenvärmare har sina fördelar och används vanligtvis i alla moderna kraftverk. Stängd försörjningsvattenvärmare använder indirekt värmeöverföring, det vill säga extraherat ång eller blodång från turbinen överför sitt värme indirekt till försörjningsvattnet i en skal- och rörs värmbyte. Eftersom ång och vatten inte blandas direkt, så ligger både ång- och vattencirkuiterna på olika tryck. En stängd försörjningsvattenvärmare i en cykel visas i T-s-diagram som visas nedan i Figur 1.

Teoretiskt eller idealiskt bör värmeöverföringen i en stängd försörjningsvattenvärmare ske på ett sådant sätt att temperaturen hos försörjningsvattnet ökas till den av ångens saturations temperatur (uppvärmning av försörjningsvattnet).

Men under faktisk drift i ett kraftverk är den maximala temperaturen som försörjningsvattnet kan nå normalt sett något lägre än den saturations temperaturen för ången. Anledningen kan vara att ett antal grader temperaturgradient krävs för effektiv och effektiv värmeöverföring.


Detta kondensat eller kondenserade ång från värmarens skal ska överföras till nästa värmare (lågtryck) i cykeln eller ibland till kondensatorn.

Skillnad mellan öppna och stängda försörjningsvattenvärmare

Öppna och stängda försörjningsvattenvärmare kan skiljas åt enligt följande:

Alla moderna kraftverk använder en kombination av öppna och stängda försörjningsvattenvärmare för att maximera cyklens termiska effektivitet.

Kogenerering fenomen

Ingenjörstermodynamik tittar på omvandlingen av energi (värme) till arbete. I kraftverk görs detta genom att överföra den till arbetsmediet vatten. Syftet är att undvika slöseri med ångens värme i ångturbinens kondensatorer. Detta är möjligt om man hittar sätt att använda lågtrycksången som går in i kondensatorn.

Kogenerering är konceptet att använda ångens värme för ett nyttigt ändamål, snarare än att slösa bort den (som för närvarande slösas i kondensatorerna).

Kogenerering innebär Sammanlagd Värme och Kraft (CHP) vilket är generering av värme och kraft samtidigt för industrier som kräver processvärmeång. I en kogenereringsanläggning används både värme och kraft på ett välavvägt sätt, så att effektiviteten kan vara så hög som 90% eller mer. Kogenerering erbjuder energi besparingar.

Kogenerering ger en minskning av det stora mängden ång som slösas bort och samma kan användas i många enheter i form av värme. De flesta industrier som papper och massa, kemikalier, textil och fiber samt cement beror på kogenereringsanläggningar för processvärmeång. Processvärmeångsbehov i ovanstående industrier ligger på nivån 4 till 5 kg/cm2 vid en temperatur runt 150 till 180oC.

Pappers-, kemiska- och textilindustrier kräver både elektrisk ström och processång för att uppnå sina mål. Detta behov kan enkelt uppfyllas genom installation av en kogenereringskraftanläggning.

Temperaturen inuti kokaren ligger på 800oC till 900oC och energin överförs till vattnet för att producera ång med trycket 105 bar och temperatur runt 535oC för kogenereringskraftanläggningar. Ång vid dessa parametrar anses vara av mycket god kvalitet som energikälla och används därför först i ångturbinen för att producera ström, och turbinens utsläpp (lågkvalitativ energi) används för att uppfylla behovet av processång.

Kogenereringsanläggning är känd för att uppfylla strömbehoven samtidigt som den uppfyller processångsbehoven för industriella processer.

Ideell ångturbin-kogenerering visas i figur 2 ovan. Låt oss säga att processvärmebehovet Qp är 5,0 Kg/cm2 vid cirka 100 kW. För att uppfylla processångsbehovet vid 5,0 Kg/cm2 expanderas ången i turbinen tills ångens tryck sjunker till 5,0 Kg/cm2 och producerar därigenom ström runt 20 kW.

Kondensaten från processvärmaren återvinns tillbaka till kokaren för cyklisk drift. Pumparbete som krävs för att höja trycket på försörjningsvattnet i cykeln anses vara litet och tas inte med.

All energi som överförs till arbetsmediet i kokaren används antingen i ångturbinen eller i processanläggningen, så att utnyttjandegraden för kogenereringsanläggningen är:

<