Vaporaj energiigiloj ankoraŭ estas la kolono de la tuta energioproduktado en la Azia Pacifiko. Tial eĉ malgranda plibonoro en la formo de efektivecoaŭstigo havas grandegan efekton sur la konservadon de kombustmaterialo kaj ankaŭ reduktadon de emisiĝo de varmĉambrogaŝoj.
Do oni ne devus perdi ajnan okazon por malkovri la manierojn kaj rimedojn por pliigi la efektivecon de la vaporaj energiigiloj.
La ideo post ĉiu plibonoro aŭ modifo estas pliigi la termalajn efektivecon de la energiigilo. Do la teknikoj por pliigi la termalan efektivecon estas:
Per malpliiĝo de la meza temperaturo je kiu la varmo estas forĵetata el la laboranta fluo (vaporo) en la kondensilo. (Malaltigo de la presion de la kondensilo)
Per pliiĝo de la vaportemperaturo eniras la turbinon
Vaporo lasas la turbinon kaj eniras la kondensilon kiel satura miksaĵo laŭ la respondanta presion de la vaporo en la kondensilo. Malaltigo de la kondensilo presion ĉiam helpas en liverado de pli da netlaboro en la turbinon, ĉar pli vasta ekspansio de la vaporo en la turbinon estas ebla.
Per la helpo de la T-s diagramo, la efekto de malaltigo de la kondensilpresion sur la operacio de la ciklo povas esti vidita kaj komprenita.
Por profiti de pli alta efektiveco, la Rankine Ciklo devas funkcii kun malalta kondensilpresion kutime sub atmosfera. Sed la limo por malalta kondensilpresion estas difinita per la refreŝigakvotemperaturo korespondanta al la satura presion de la regiono.
En la supre T-s diagramo oni povas facile vidi, ke la kolorita areo estas la pliigo de la neta labora produktaĵo pro la malaltigo de la kondensilpresion de P4 al P4’.
La efekto de malaltigo de la kondensilpresion ne venas sen flankaj efektoj. Tial jen la nedezirindaj efektoj de malaltigo de la kondensilpresion:
Plia varma enigo en la ketelo pro malaltigo de la rekirciga kondensatemperaturo (efekto de malalta kondensilpresion)
Per malalta kondensilpresion la eblo de pliigo de la humida enhavo en la vaporo en la fina etendaĵo de la turbinon pligrandigas. Malpliigo de la sekecfrazo de la vaporo en la lastaj stadioj de la turbinon estas nedezirinda, ĉar ĝi rezultas en ioma malpliigo de efektiveco kaj erozio de la turbinflankoj.
La tuta neta efekto estas pli pozitiva, ĉar la pliigo de la varma eniga bezono en la ketelo estas marginala, sed la pliigo de la neta labora produktaĵo estas pli pro la malaltigo de la kondensilo presion. Ankaŭ la sekecfrazo de la vaporo en la lastaj stadioj de la turbinon ne estas permesita faladi pli ol 10-12%.
Superekscedo de vaporo estas fenomeno, en kiu varmo estas transdonita al la vaporo por superekscedi la vaporo al pli alta temperaturo per daŭrigado de konstanta presion en la ketelo.
La ombrita areo en la supre T-s diagramo klare montras la pliigon de la neta laboro (3-3’-4’-4) pro la pliigo de la supereksceda temperaturo de la vaporo.
Plia varma enigo en formo de energio, forlasas la ciklon kiel laboro, do la pliigo de la labora produktaĵo superas la plian varman enigon kaj varmon forĵetitan. La termala efektiveco de la Rankine ciklo pligrandiĝas pro la pliigo de la vaportemperaturo.
Unu dezirinda efekto de pliigo de la vaportemperaturo estas, ke ĝi ne permesas al la lasta stadio de la vaporo pliigi la humidan procenton. Ĉi tiu efekto povas facile vidiĝi en la T-s diagramo (Fig:2) supre.
Pliigo de la vaportemperaturo rezultas en malgranda pliigo de varma enigo. Estas limo, ĝis kiu la vaporo povas esti supereksceda kaj uzata en la produktadciklo. Ĉi tiuj limigantaj faktoroj rilatas al metalurgia pruvo je alta temperaturo kaj ekonomia viablaĵo.
Aktuale en superkritika energioproduktada unuoj, la vaportemperaturo en la turbinenirejo estas ĉirkaŭ 620oC. Decido pri ĉiu plia pliigo de la vaportemperaturo povas esti judicie farita nur post farado de la metalurgia duediligenco kaj evaluo de la kostimplico.
El la T-s diagramo (Fig:2) la neta efekto de temperaturpliigo estas pli pozitiva, ĉar la gajno de la neta labora produktaĵo superas la plian varman enigon kaj lepton pliigon de varmomforĵeto. Do ĝi estas ĉiam utila pliigi la vaportemperaturo post akcesado de la fidindeco kaj ekonomia viablaĵo.
Alternativa maniero pliigi la Rankine ciklo efektivecon estas per pliigo de la ketelo funkciiganta presejon kaj tial en iu maniero rilatas kun la temperaturo, je kiu la bolado okazas en la ketelo. Tial la termala efektiveco de la ciklo pligrandiĝas.
Per la helpo de la T-s diagramo la efekto de pliigo de la ketelopresion sur la operacio de la ciklo povas klare vidiĝi kaj kompreniĝi.
Pro la pliigo de la ketelopresion, la Rankine ciklo ŝanĝiĝas iomete maldekstre kiel montrite en la Fig:3 en la T-s diagramo, kaj do sekvas el ĝi:
Signifa pliigo de la neta laboro, kiel montrite en la rozkolora ombrita areo de la supra figuro.
Ĉar la ciklo ŝanĝiĝas iomete maldekstre, do estas malpliigo de la neta laboro dum la ekspansio de la vaporo en la turbinon. (kiel montrite en la supra fig:3 ombrita en griza koloro.
Malpliigo de la varmomforĵeto al la refreŝigakvo en la kondensilo.
Tial la neta efekto estas marka pliigo en la termala efektiveco de la ciklo pro ĉi tiuj mezuroj.
Por pliigi la termalan efektivecon de la Rankine ciklo, superkritika presion estas uzata en la vapor-generantoj uzataj en la aktuala tempo. Kiam la vapor-generantoj funkcias super 22.06Mpa, tiam la vapor-generantoj estas nomitaj superkritikaj vapor-generantoj kaj la planto estas nomita superkritika energioproduktada planto. Pro la pli alta funkciiganta presio, ĉi tiuj plantoj estas konataj pro donado de pli alta efektiveco.
Reĉeda Rankine ciklo estas por profit
