
วงจรแรงคีนที่มีเครื่องทำความร้อนน้ำป้อนแบบปิดมีประโยชน์และถูกใช้ในโรงไฟฟ้าสมัยใหม่ทั้งหมด เครื่องทำความร้อนน้ำป้อนแบบปิด ใช้วิธีการถ่ายเทความร้อนทางอ้อม กล่าวคือ ไอน้ำที่ถูกดึงออกมาหรือไอน้ำที่ถูกปล่อยออกจากกังหันจะถ่ายเทความร้อนทางอ้อมไปยังน้ำป้อนในแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหลอดและท่อ เนื่องจากไอน้ำและน้ำไม่ผสมกันโดยตรง ดังนั้นวงจรของไอน้ำและน้ำจึงอยู่ภายใต้ความดันที่ต่างกัน การแสดงเครื่องทำความร้อนน้ำป้อนแบบปิดในวงจรจะแสดงบนแผนภูมิ T-s ดังแสดงในรูปที่ 1 ด้านล่าง
ตามทฤษฎีหรือในทางปฏิบัติ การถ่ายเทความร้อนในเครื่องทำความร้อนน้ำป้อนแบบปิดควรทำให้อุณหภูมิน้ำป้อนเพิ่มขึ้นเป็นอุณหภูมิอิ่มตัวของไอน้ำที่ถูกดึงออก (ในการทำความร้อนน้ำป้อน)
แต่ในการดำเนินงานของโรงไฟฟ้าจริง อุณหภูมิสูงสุดที่น้ำป้อนสามารถเข้าถึงได้มักจะน้อยกว่า อุณหภูมิอิ่มตัว ของไอน้ำ สาเหตุอาจเนื่องจากจำเป็นต้องมี ความแตกต่างของอุณหภูมิ หลายองศาเพื่อการถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพ

น้ำควบแน่นหรือไอน้ำที่ควบแน่นจากฝาครอบเครื่องทำความร้อนจะถูกส่งต่อไปยังเครื่องทำความร้อนต่อไป (ความดันต่ำ) ในวงจรหรือบางครั้งส่งไปยังคอนเดนเซอร์
เครื่องทำความร้อนน้ำป้อนแบบเปิดและ เครื่องทำความร้อนน้ำป้อนแบบปิด สามารถแยกแยะได้ดังนี้:
เครื่องทำความร้อนน้ำป้อนแบบเปิด |
เครื่องทำความร้อนน้ำป้อนแบบปิด |
เปิดและง่าย |
ซับซ้อนในการออกแบบ |
มีคุณสมบัติการถ่ายเทความร้อนที่ดี |
การถ่ายเทความร้อนไม่มีประสิทธิภาพเท่าไหร่ |
การผสมผสานไอน้ำที่ถูกดึงออกและน้ำป้อนโดยตรงในภาชนะความดัน |
การผสมผสานน้ำป้อนและไอน้ำทางอ้อมในแลกเปลี่ยนความร้อนแบบฝาครอบและท่อ |
ต้องใช้ปั๊มเพื่อส่งน้ำไปยังขั้นตอนถัดไปในวงจร |
เครื่องทำความร้อนน้ำป้อนแบบปิดไม่จำเป็นต้องใช้ปั๊มและสามารถทำงานด้วยความแตกต่างของความดันระหว่างเครื่องทำความร้อนต่าง ๆ ในวงจร |
ต้องใช้พื้นที่มาก |
ต้องใช้พื้นที่น้อย |
ราคาถูก |
ราคาแพง |
โรงไฟฟ้าสมัยใหม่ทั้งหมดใช้การผสมผสานระหว่างเครื่องทำความร้อนน้ำป้อนแบบเปิดและแบบปิดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางความร้อนของวงจร
วิศวกรรมเทอรโมไดนามิกส์มองหาการแปลงพลังงานที่มีค่า (ความร้อน) เป็นงาน ในโรงไฟฟ้า นี่ทำโดยการถ่ายเทไปยังของเหลวทำงานที่เรียกว่าน้ำ ดังนั้นจุดประสงค์คือเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียความร้อนของไอน้ำในคอนเดนเซอร์กังหันไอน้ำ นี่เป็นไปได้หากเราหาวิธีการใช้ไอน้ำความดันต่ำที่กำลังเข้าคอนเดนเซอร์
การผลิตพลังงานร่วม คือแนวคิดของการใช้ความร้อนของไอน้ำเพื่อวัตถุประสงค์ที่มีประโยชน์ แทนที่จะปล่อยให้สูญเสีย (ปัจจุบันสูญเสียในคอนเดนเซอร์)
การผลิตพลังงานร่วมหมายถึง การผลิตความร้อนและพลังงานไฟฟ้าพร้อมกัน (CHP) สำหรับอุตสาหกรรมที่ต้องการความร้อนจากไอน้ำในการประมวลผล ในโรงไฟฟ้าการผลิตพลังงานร่วม ทั้งความร้อนและพลังงานไฟฟ้าถูกใช้งานอย่างประหยัด ดังนั้นประสิทธิภาพของมันสามารถสูงถึง 90% หรือมากกว่านั้น การผลิตพลังงานร่วมเสนอ การประหยัดพลังงาน.
การผลิตพลังงานร่วมช่วยลดการสูญเสียไอน้ำในปริมาณมาก และสามารถใช้ในอุปกรณ์ต่าง ๆ รูปแบบความร้อน ส่วนใหญ่ของอุตสาหกรรมเช่น กระดาษและเยื่อ, เคมี, ผ้าและเส้นใย, และซีเมนต์ ขึ้นอยู่กับโรงไฟฟ้าการผลิตพลังงานร่วมสำหรับความร้อนในการประมวลผล ความต้องการความร้อนจากการประมวลผลในอุตสาหกรรมดังกล่าวอยู่ในระดับ 4 ถึง 5 กก./ซม.² ที่อุณหภูมิประมาณ 150 ถึง 180°C.
อุตสาหกรรมกระดาษ, เคมี, และผ้าต้องการทั้งไฟฟ้าและไอน้ำในการประมวลผล เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ ความต้องการนี้สามารถตอบสนองได้ง่ายโดยการติดตั้งโรงไฟฟ้าการผลิตพลังงานร่วม
อุณหภูมิภายในหม้อไอน้ำอยู่ที่ประมาณ 800°C ถึง 900°C และพลังงานถูกถ่ายเทไปยังน้ำเพื่อผลิตไอน้ำความดัน 105 บาร์ และอุณหภูมิประมาณ 535°C สำหรับโรงไฟฟ้าการผลิตพลังงานร่วม ไอน้ำที่มีพารามิเตอร์เหล่านี้ถือว่าเป็นแหล่งพลังงานที่มีคุณภาพดีมาก และถูกใช้ในกังหันไอน้ำเพื่อผลิตพลังงาน และไอน้ำที่ออกจากกังหัน (พลังงานที่มีคุณภาพต่ำ) ถูกใช้เพื่อตอบสนองความต้องการของความร้อนในการประมวลผล
โรงไฟฟ้าการผลิตพลังงานร่วมเป็นที่รู้จักในการตอบสนองความต้องการพลังงานในขณะที่ตอบสนองความต้องการของความร้อนในการประมวลผลอุตสาหกรรม.
โรงไฟฟ้าการผลิตพลังงานร่วมที่เหมาะสมแสดงในรูปที่ 2 ด้านบน สมมติว่าความต้องการความร้อนในการประมวลผล Qp อยู่ที่ 5.0 กก./ซม.² ที่ประมาณ 100 KW เพื่อตอบสนองความต้องการของความร้อนในการประมวลผลที่ 5.0 กก./ซม.² ไอน้ำถูกขยายในกังหันจนกระทั่งความดันของไอน้ำลดลงมาที่ 5.0 กก./ซม.² และผลิตพลังงานประมาณ 20 KW
น้ำควบแน่นจากเครื่องทำความร้อนกระบวนการถูกนำกลับไปยังหม้อไอน้ำเพื่อการทำงานแบบวงจร งานที่ต้องการของปั๊มในการเพิ่มความดันของน้ำป้อนในวงจรถือว่าน้อยและไม่ได้คำนึงถึง
พลังงานทั้งหมดที่ถ่ายเทไปยังของเหลวทำงานในหม้อไอน้ำถูกใช้ในกังหันไอน้ำหรือในโรงงานประมวลผล ดังนั้นปัจจัยการใช้งานของโรงไฟฟ้าการผลิตพลังงานร่วมคือ: