Ang Rankine cycle na may closed feed water heaters ay mayroong mga benepisyo at ito ang pinakakaraniwang ginagamit sa lahat ng modernong power plants. Ang closed feed water heater ay gumagamit ng indirect mode ng heat transfer, kung saan ang extracted steam o bleed steam mula sa turbine ay nagsasalamin ng kanyang init sa feed water sa pamamagitan ng shell and tube heat exchanger. Dahil hindi diretso ang paghalo ng steam at tubig, ang parehong circuit ng steam at tubig ay nasa 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.
Sa teorya o ideyal, ang heat transfer sa closed feed water heater ay dapat gawin sa paraan na ang temperatura ng feed water ay tataas 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 mahusay na heat transfer.
Ang kondensadong steam mula sa heater shell ay dapat ilipat sa susunod na heater (low-pressure) sa cycle o minsan sa condenser.
Ang open at closed feed water heaters ay maaaring mapagkakaibaan sa sumusunod:
Open feed water heater |
Closed feed water heater |
Open and simple |
More complex in design |
Good heat transfer characteristics |
Less effective heat transfer |
Direct mixing extraction steam and feed water temperature in a pressure vessel |
In-direct mixing feed water and steam in a shell and tube type heat exchanger. |
Pump is required to transfer the water into next stage in the cycle. |
Closed feed water pumps don’t require pump and can operate with the pressure difference between the various heaters in the cycle. |
Requires more area |
Requires less area |
Less expansive |
More expensive |
Ang lahat ng modernong power plants ay gumagamit ng kombinasyon ng bukas at saradong feed water heaters upang makamit ang pinakamataas na thermal efficiency ng cycle.
Ang engineering thermodynamics ay tumitingin sa pag-convert ng mahalagang anyo ng enerhiya (init) sa gawain. Sa mga power plants, ito ay ginagawa sa pamamagitan ng paglipat nito sa working fluid na tinatawag na tubig. Kaya ang layunin ay iwasan ang sayang sa init ng steam sa condensers ng steam turbine. Ito ay posible kung mahanap ang paraan upang gamitin ang low-pressure steam na pumapasok sa condenser.
Cogeneration ang konsepto ng paggamit ng init ng steam para sa isang kapaki-pakinabang na layunin, hindi ito sayangin (kasalukuyang nasayang sa condensers).
Ang cogeneration ay nangangahulugan ng Combined Heat and Power (CHP) na ang pag-generate ng init at lakas nang magkasabay para sa industriya na nangangailangan ng process heating steam. Sa cogeneration plant, ang parehong init at lakas ay maingat na ginagamit kaya ang epektibidad nito ay maaaring mataas hanggang 90% o higit pa. Ang co-generation ay nagbibigay ng energy savings.
Ang cogeneration ay nagbibigay ng pagbabawas sa sayang 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 papel at pulp, kemikal, tekstil at fiber, at semento ay umaasa sa co-generation plant para sa process heating steam. Ang pangangailangan ng process heat steam sa mga nabanggit na industriya ay nasa order ng 4 hanggang 5 kg/cm2 sa temperatura na humigit-kumulang 150 hanggang 180oC.
Ang industriya ng papel, kemikal, at tekstil ay nangangailangan ng parehong electric power at process steam upang matupad ang kanilang layunin. Kaya ang pangangailangan na ito ay maaaring madali na tugunan 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 inilipat sa tubig upang lumikha ng steam na may presyon na 105 bar at temperatura na humigit-kumulang 535oC para sa cogeneration power plants. Ang steam sa mga parameter na ito ay itinuturing na napakagandang kalidad ng source ng enerhiya at kaya unang ginagamit ito sa steam turbine para lumikha ng lakas at ang exhaust ng turbine (low quality energy) ay ginagamit upang tugunan ang pangangailangan ng process steam.
Ang cogeneration plant ay kilala sa pagtugon sa pangangailangan ng lakas habang sinusunod ang pangangailangan ng process steam ng mga proseso ng industriya.
Ang ideal na steam-turbine co-generation ay ipinapakita sa larawan sa itaas. Sabihin natin na ang pangangailangan ng process heat Qp ay nasa 5.0 Kg/cm2 sa paligid ng 100 KW. Upang tugunan ang pangangailangan ng process steam sa 5.0 Kg/cm2 ang steam ay in-expand sa turbine hanggang ang presyon ng steam ay bumaba sa 5.0 Kg/cm2 at kaya lumilikha ng lakas na humigit-kumulang 20 KW.
Ang kondensadong mula sa process heater ay iniriklyklo pabalik sa boiler para sa cyclic na operasyon. Ang trabahong kailangan ng pump upang itaas ang presyon ng tubig na ipinapakain sa cycle ay itinuturing na maliit kaya hindi ito itinuturing.
Ang lahat ng enerhiyang inilipat 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 pagkawala ng condenser, ang heat utilization factor ng cogeneration plant ay 100%.
Pahayag: Respeto sa orihinal, mabubuting artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may infringement pakiusap lumapit upang i-delete.
