Takip ng mga Teknik para sa Pagpapabuti ng Kahusayan ng Siklo ni Rankine

Ang mga pianta ng kapangyarihan ng buhangin ay patuloy na ang pundasyon ng kabuuang paglikha ng enerhiya sa rehiyon ng Asya Pasipiko. Kaya kahit isang maliit na pagpapabuti sa anyo ng pagtaas ng epektibidad ay may malaking epekto sa pagbabawas ng gastos sa fuel at din sa pagbabawas ng paglabas ng greenhouse gases.

Kaya hindi dapat mawalan ng oportunidad upang makahanap ng mga paraan at pamamaraan upang taasin ang epektibidad ng siklo ng kapangyarihan ng buhangin.

Ang ideya sa likod ng anumang pagpapabuti o pagbabago ay upang taasin ang termal na epektibidad ng plantang pang-enerhiya. Kaya ang mga teknik sa pagpapabuti ng termal na epektibidad ay:

• Sa pamamagitan ng pagbawas ng average na temperatura kung saan inilalabas ang init mula sa working fluid (buhangin) sa condenser. (Paggababa ng Presyur ng Condenser)

• Sa pamamagitan ng pagtaas ng temperatura ng buhangin na papasok sa turbine

Paggababa ng Presyur ng Condenser

Ang buhangin ay umalis mula sa turbine at pumasok sa condenser bilang isang saturated mixture na naka-align sa kasalukuyang presyur ng buhangin sa condenser. Ang paggababa ng condenser pressure laging nakakatulong sa pagbibigay ng mas maraming network sa turbine dahil mas maraming expansion ng buhangin sa turbine ay posible.

Sa tulong ng T-s diagram, ang epekto ng paggababa ng presyur ng condenser sa performance ng siklo ay maaaring makita at maintindihan.

Mga Positibong Epekto ng Paggababa ng Presyur ng Condenser

Upang makinabang sa mataas na epektibidad, ang Rankine Cycle ay kailangang mag-operate sa mas mababang presyur ng condenser karaniwang ibaba ng atmospheric. Ngunit ang limitasyon para sa mas mababang presyur ng condenser ay inilalarawan ng temperatura ng cooling water na katugon sa saturation-pressure ng lugar.

Sa itaas na T-s diagram maaaring madaling makita na ang kulay na lugar ay ang pagtaas ng net work output dahil sa paggababa ng presyur ng condenser mula P4 hanggang P4’.

Mga Negatibong Epekto ng Paggababa ng Presyur ng Condenser

Ang epekto ng paggababa ng presyur ng condenser ay hindi nagdudulot ng anumang side effects. Kaya ang mga sumusunod ang mga negatibong epekto ng paggababa ng presyur ng condenser:

• Karagdagang heat input sa boiler dahil sa pagbaba ng temperature ng condensate re-circulation (epekto ng mas mababang presyur ng condenser)

• Sa mas mababang presyur ng condenser, ang posibilidad ng pagtaas ng moisture content sa buhangin sa huling yugto ng expansion ng turbine ay tumataas. Ang pagbaba ng dryness fraction ng buhangin sa huling yugto ng turbine ay hindi kailangan dahil ito ay nagreresulta sa kaunti pang pagbaba ng epektibidad at erosion ng mga blade ng turbine.

Net Effects ng Paggababa ng Presyur ng Condenser

Ang kabuuang net effect ay mas positibo, dahil ang pagtaas ng heat input requirement sa boiler ay marginal pero ang pagtaas ng net work output ay mas mataas dahil sa pagbaba ng presyur ng condenser. Ang dryness fraction ng buhangin sa huling yugto ng turbine ay hindi pinapayagan na bumaba hanggang 10-12%.

Pagpapainit ng Buhangin sa Mas Mataas na Temperatura

Ang superheating ng buhangin ay ang fenomeno kung saan ang init ay ipinapadala sa buhangin upang superheatin ang buhangin sa mas mataas na temperatura habang pinapanatili ang constant pressure sa boiler.

Ang shaded area sa itaas na T-s diagram ay nagpapakita ng pagtaas ng net work (3-3’-4’-4) dahil sa pagtaas ng superheat temperature ng buhangin.

Karagdagang heat input sa anyo ng enerhiya, lumiliko ang cycle bilang trabaho i.e. ang pagtaas ng work output ay lumampas sa karagdagang heat input at heat rejection. Ang termal na epektibidad ng rankine cycle ay tumataas dahil sa pagtaas ng temperatura ng buhangin.

Mga Positibong Epekto ng Pagtaas ng Temperatura ng Buhangin

Isang kagustuhan na epekto ng pagtaas ng temperatura ng buhangin ay ito ay hindi pinapayagan na ang last stage moisture % ng buhangin ay tumataas. Ang epekto na ito ay maaaring madaling makita sa T-s diagram (Fig:2) sa itaas.

Mga Negatibong Epekto ng Pagtaas ng Temperatura ng Buhangin

Ang pagtaas ng temperatura ng buhangin ay nagresulta sa maliit na pagtaas ng heat input. May limitasyon sa kung hanggang saan ang buhangin ay maaaring superheated at gamitin sa power cycle. Ang mga limitasyong ito ay may kaugnayan sa metallurgical proveness sa mataas na temperatura at ekonomikal na viability.

Ngayon, sa mga supercritical power generating units, ang temperatura ng buhangin sa turbine inlet ay nasa paligid ng 620oC. Ang desisyon tungkol sa anumang karagdagang pagtaas ng temperatura ng buhangin ay maaaring maaring judiciously taken lamang pagkatapos ng pagkakaroon ng metallurgical due diligence at evaluation ng cost-implications.

Net Effects ng Pagtaas ng Temperatura ng Buhangin

Mula sa T-s diagram (Fig:2) ang net effect ng pagtaas ng temperatura ay mas positibo, dahil ang gain mula sa network output ay lumampas sa pagtaas ng heat input at kaunti pang pagtaas ng heat rejection. Kaya ito ay laging beneficial na itaas ang temperatura ng buhangin pagkatapos ng pag-access ng reliability at economic viability.

Pinagtaasan ang Pressure ng Boiler sa Sub Critical Parameters

Alternatibong paraan ng pagtaas ng epektibidad ng siklo ng Rankine ay sa pamamagitan ng pagtaas ng operating pressure ng boiler at sa isang paraan may kaugnayan sa temperatura kung saan ang boiling ay nangyayari sa boiler. Kaya ang termal na epektibidad ng siklo ay tumataas.
Sa tulong ng T-s diagram, ang epekto ng pagtaas ng presyur ng boiler sa performance ng siklo ay maaaring malinaw na makita at maintindihan.

Dahil sa pagtaas ng presyur ng boiler, ang siklo ng Rankine ay unti-unting lumilipat pakanan tulad ng ipinapakita sa Fig:3 sa T-s diagram at kaya ang mga sumusunod ay maaaring matutunan dito:

• Substancial na pagtaas ng net-work, tulad ng ipinapakita sa pink color shaded area ng itaas na larawan.

• Bilang ang siklo ay unti-unting lumilipat pakanan, may pagbawas sa net work sa panahon ng expansion ng buhangin sa turbine. (tulad ng ipinapakita sa itaas na fig:3 shaded sa gray color.

• Pagbawas sa heat-rejection sa cooling water sa condenser.

Kaya ang net-effect ay marked na pagtaas ng termal na epektibidad ng siklo dahil sa mga hakbang na ito.

Pinagtaasan ang Pressure ng Boiler sa Super Critical Parameters

Upang mapataas ang termal na epektibidad ng siklo ng Rankine, ginagamit ang super-critical pressure sa steam-generators na ginagamit sa kasalukuyang panahon. Kapag ang steam generators ay gumagana sa itaas ng 22.06Mpa, ang mga steam generators ay tinatawag na super-critical steam-generators at ang planta ay tinatawag na super-critical power generation plant. Dahil sa mas mataas na operating pressures, ang mga planta na ito ay kilala para sa pagbibigay ng mas mataas na epektibidad.

Re-Heat Rankine Cycle

Re-Heat Rankine cycle ay para sa pagkuha ng benepisyo ng pagtaas ng epektibidad ng siklo sa mas mataas na presyur ng boiler nang walang kompromiso sa moisture content ng buhangin sa huling yugto ng turbine.

Mas mataas na epektibidad ng siklo ay posible sa re-heating cycle na ito naman nang walang kompromiso sa dryness fraction. Ito ay posible sa pamamagitan ng pag-expand ng buhangin sa turbine sa dalawang yugto sa pamamagitan ng re-he