Chu kỳ Rankine cho máy làm nóng nước cấp kín và hệ thống đồng phát điện từ chu kỳ Rankine

Chu trình Rankine với bộ làm nóng nước cấp kín

Chu trình Rankine với bộ làm nóng nước cấp kín có nhiều lợi ích và được sử dụng phổ biến trong tất cả các nhà máy điện hiện đại. Bộ làm nóng nước cấp kín sử dụng chế độ truyền nhiệt gián tiếp, tức là hơi nước được rút ra hoặc chảy từ tua-bin chuyển nhiệt gián tiếp cho nước cấp trong bộ trao đổi nhiệt dạng vỏ và ống. Vì hơi nước và nước không pha trộn trực tiếp, nên các mạch hơi nước và nước ở áp suất khác nhau. Bộ làm nóng nước cấp kín trong chu trình được biểu diễn trên đồ thị T-s như hình dưới đây (Hình 1).

Theo lý thuyết, quá trình truyền nhiệt trong bộ làm nóng nước cấp kín phải tăng nhiệt độ của nước cấp lên đến nhiệt độ bão hòa của hơi nước rút ra (làm nóng nước cấp).

Tuy nhiên, trong thực tế, nhiệt độ tối đa mà nước cấp có thể đạt được thường thấp hơn một chút so với nhiệt độ bão hòa của hơi nước. Lý do có thể là cần một số độ độ chênh lệch nhiệt độ nhỏ để đảm bảo hiệu quả và hiệu suất truyền nhiệt tốt.


Nước ngưng tụ hoặc hơi nước ngưng tụ từ vỏ bộ làm nóng sẽ được chuyển đến bộ làm nóng tiếp theo (áp suất thấp) trong chu trình hoặc đôi khi đến bộ ngưng tụ.

Phân biệt giữa bộ làm nóng nước cấp mở và kín

Các bộ làm nóng nước cấp mở và kín có thể phân biệt như sau:

Tất cả các nhà máy điện hiện đại đều sử dụng kết hợp bộ làm nóng nước cấp mở và kín để tối đa hóa hiệu suất nhiệt của chu trình.

Hiện tượng đồng phát điện-nhiệt

Thermodynamics kỹ thuật xem xét việc chuyển đổi năng lượng quý giá (nhiệt) thành công. Trong các nhà máy điện, điều này được thực hiện bằng cách chuyển nó sang chất làm việc gọi là nước. Mục đích là tránh lãng phí nhiệt của hơi nước trong bộ ngưng tụ tua-bin. Điều này có thể xảy ra nếu tìm được cách sử dụng hơi nước áp suất thấp đi vào bộ ngưng tụ.

Đồng phát điện-nhiệt là khái niệm sử dụng nhiệt của hơi nước cho mục đích hữu ích, thay vì lãng phí nó (hiện đang bị lãng phí trong bộ ngưng tụ).

Đồng phát điện-nhiệt nghĩa là Sản xuất Đồng thời Nhiệt và Điện (CHP), đó là việc sản xuất nhiệt và điện cùng một lúc cho ngành công nghiệp yêu cầu hơi nước đun sôi. Trong nhà máy đồng phát, cả nhiệt và điện đều được sử dụng một cách khéo léo, do đó hiệu suất của nó có thể lên đến 90% hoặc cao hơn. Đồng phát cung cấp tiết kiệm năng lượng.

Đồng phát giúp giảm thiểu việc lãng phí một lượng lớn hơi nước và có thể sử dụng chúng trong nhiều thiết bị dưới dạng nhiệt. Hầu hết các ngành công nghiệp như giấy và bột giấy, hóa chất, dệt may và sợi, xi măng đều phụ thuộc vào nhà máy đồng phát để cung cấp hơi nước đun sôi. Yêu cầu về hơi nước đun sôi trong các ngành công nghiệp trên thường nằm trong khoảng 4 đến 5 kg/cm2 ở nhiệt độ khoảng 150 đến 180oC.

Các ngành công nghiệp giấy, hóa chất và dệt may cần cả điện và hơi nước đun sôi để hoàn thành mục tiêu. Do đó, yêu cầu này có thể dễ dàng đáp ứng thông qua việc lắp đặt nhà máy đồng phát điện.

Nhiệt độ bên trong lò hơi khoảng 800oC đến 900oC và năng lượng được chuyển đến nước để tạo ra hơi nước có áp suất 105 bar và nhiệt độ khoảng 535oC cho các nhà máy đồng phát. Hơi nước ở các thông số này được coi là nguồn năng lượng có chất lượng rất tốt và do đó được sử dụng đầu tiên trong tua-bin hơi nước để tạo ra điện và hơi thải từ tua-bin (năng lượng chất lượng thấp) được sử dụng để đáp ứng yêu cầu về hơi nước đun sôi.

Nhà máy đồng phát được biết đến với việc đáp ứng yêu cầu về điện trong khi đáp ứng yêu cầu về hơi nước đun sôi của các quy trình công nghiệp.

Đồng phát điện-nhiệt lý tưởng được thể hiện trong Hình 2 phía trên. Giả sử yêu cầu về nhiệt Qp là 5.0 Kg/cm2 ở khoảng 100 KW. Để đáp ứng yêu cầu về hơi nước đun sôi ở 5.0 Kg/cm2, hơi nước được mở rộng trong tua-bin cho đến khi áp suất của hơi nước giảm xuống 5.0 Kg/cm2 và do đó tạo ra điện khoảng 20 KW.

Nước ngưng tụ từ bộ làm nóng quá trình được tái chế trở lại lò hơi cho quá trình tuần hoàn. Công việc của bơm cần thiết để nâng áp suất của nước cấp trong chu trình được coi là nhỏ nên không được xem xét.

Tất cả năng lượng được chuyển đến chất làm việc trong lò hơi được sử dụng hoặc trong tua-bin hơi nước hoặc trong nhà máy, do đó hệ số sử dụng năng lượng của nhà máy đồng phát là:

Trong đó,
Qout Nhiệt bị loại bỏ.
Vì vậy, trong trường hợp không có bộ ngưng tụ, hệ số sử dụng nhiệt của nhà máy đồng phát là 100%.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.