intTypePromotion=1

Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật: Chương 7 - TS. Nguyễn Minh Phú

Chia sẻ: Năm Tháng Tĩnh Lặng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

0
142
lượt xem
27
download

Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật: Chương 7 - TS. Nguyễn Minh Phú

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 7 giới thiệu về chu trình thiết bị động lực hơi nước với các nội dung cụ thể như sau: Khái quát chu trình thiết bị động lực hơi nước, chu trình cơ bản của thiết bị động lực nước (chu trình Rankine), chu trình quá nhiệt trung gian.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Nhiệt động lực học kỹ thuật: Chương 7 - TS. Nguyễn Minh Phú

  1. Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 7: CT THIEÁT BÒ ÑL HÔI NÖÔÙC CHU TRÌNH THIEÁT BÒ CHÖÔNG 7 ÑOÄNG LÖÏC HÔI NÖÔÙC 1. KHAÙI QUAÙT - Ñaây laø chu trình thuaän chieàu (nhaän nhieät q1, sinh coâng w), duøng nöôùc (hôi nöôùc) laøm chaát moâi giôùi. w - Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình   q1 - Söû duïng trong nhaø maùy nhieät ñieän CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -1-
  2. Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 7: CT THIEÁT BÒ ÑL HÔI NÖÔÙC 2. CHU TRÌNH CÔ BAÛN CUÛA THIEÁT BÒ ÑOÄNG LÖÏC NÖÔÙC (CHU TRÌNH RANKINE) Gh, kg/s 1 BOÄ QUAÙ MAÙY PHAÙT T ÑIEÄN 1 ~ NHIEÄT 5 TUABIN p1 HÔI 5 LOØ HÔI 2 tn2 4 BÌNH p2 NGÖNG Nöôùc giaûi nhieät 3 2 tn1 Gn, kg/s 4 3 BÔM S NÖÔÙC CAÁP Caùc thieát bò chính: - Loø hôi: saûn xuaát ra hôi nöôùc nhôø quaù trình ñoát chaùy nhieân lieäu. Nhieân lieäu sau khi chaùy seõ phaùt sinh nhieät vaø thoâng qua beà maët trao ñoài nhieät seõ truyeàn nhieät cho nöôùc bieán thaønh hôi baõo hoøa khoâ. - Boä quaù nhieät: bieán hôi nöôùc ôû traïng thaùi hôi baõo hoøa khoâ thaønh hôi quaù nhieät nhôø vaøo nhieät löôïng do nhieân lieäu bò ñoát chaùy. - Tuabin hôi: hôi quaù nhieät aùp suaát vaø nhieät ñoä cao sau khi ra khoûi boä quaù nhieät ñöôïc phun leân caùnh tuabin hôi laøm truïc tuabin quay keùo maùy phaùt ñieän. - Maùy phaùt: tieáp nhaän coâng sinh ra töø tuabin ñeå bieán thaønh ñieän. - Bình ngöng: laø thieát bò trao ñoåi nhieät coù nhieäm vuï bieán hôi nöôùc sau khi giaûn nôû sau tuabin thaønh traïi thaùi loûng baõo hoøa. Quaù trình naøy laø quaù trình ngöng tuï, hôi seõ nhaû nhieät cho nguoàn nöôùc giaûi nhieät beân ngoaøi. - Bôm nöôùc caáp: ñaây laø thieát bò neùn nöôùc sau khi ngöng tuï ôû aùp suaát thaáp ñeán aùp suaát cao ñeå ñöa trôû vaøo loø hôi. Nguyeân lyù hoaït ñoäng: hôi quaù nhieät sau khi ra khoûi boä quaù nhieät ôû traïng thaùi 1 giaõn nôû ñoaïn nhieät trong tuabin ñeán traïng thaùi hôi baõo hoøa aåm 2 aùp suaát p2 CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -2-
  3. Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 7: CT THIEÁT BÒ ÑL HÔI NÖÔÙC sau ñoù ñöôïc ñöa qua bình ngöng ñeå ngöng tuï ñaúng aùp ñeán traïng thaùi loûng soâi 3 sau ñoù ñöôïc bôm nöôùc caáp neùn nöôùc ñoaïn nhieät ñeán traïng thaùi 4 sau ñoù ñöôïc ñöa vaøo loø hôi ñeå gia nhieät ñaúng aùp ñeán traïng thaùi hôi baõo hoøa khoâ 5 roài qua boä quaù nhieät ñeå gia nhieät ñaúng aùp thaønh hôi quaù nhieät ôû traïng thaùi 1. Tính chu trình:  p1 t 1 Traïng thaùi 1: hôi quaù nhieät  s1 i1  p2 t  2 Traïng thaùi 2: hôi baõo hoøa aåm s2  s1 i 2  x  p3  p2 t  t 3 2 Traïng thaùi 3: loûng soâi  s3 i3  p4  p1 t 4 Traïng thaùi 4: loûng chưa soâi  s4  s3 i4  p5  p1  Traïng thaùi 5: hôi baõo hoøa khoâ t5 i 5 Goïi Gh (kg/s) laø saûn löôïng hôi sinh ra hay löu löôïng nöôùc (hôi nöôùc) tuaàn hoaøn trong chu trình. Nhieät löôïng caáp vaøo chu trình: q1 = i1 – i4, kJ/kg Coâng sinh ra cuûa tuabin: wT = i1 – i2, kJ/kg Naêng suaát giaûi nhieät cuûa bình ngöng q2 = i2 – i3, kJ/kg CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -3-
  4. Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 7: CT THIEÁT BÒ ÑL HÔI NÖÔÙC Q2 = Gh(i2 – i3) = Gncp(tn2 – tn1), kW Coâng caáp vaøo bôm: wp = i4 – i3, kJ/kg Coâng sinh ra cuûa chu trình: w = wT – wp = i1 – i2 – (i4 – i3) q1 = q2 + w w i1  i2  (i4  i3 ) Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình:    q1 i1  i4 Treân thöïc teá coâng caáp vaøo bôm nöôùc raát nhoû so vôùi coâng sinh ra cuûa tuabin do ñoù coù theå boû qua coâng naøy vaø xem i4  i3 T 1 p1 q1 = i1 – i3, kJ/kg 5 w i1  i2   q1 i1  i3 p2 3=4 2 S  CAÙC BIEÄN PHAÙP TAÊNG HIEÄU SUAÁT CHU TRÌNH RANKINE: (SGK) - Giaûm p2 - Taêng T1 - Taêng p1 CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -4-
  5. Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 7: CT THIEÁT BÒ ÑL HÔI NÖÔÙC 3. CHU TRÌNH QUAÙ NHIEÄT TRUNG GIAN Ñeå taêng ñoä khoâ ôû phaàn ñuoâi tuabin vaø taêng hieäu suaát nhieät cuûa thieát bò ngöôøi ta söû duïng bieän phaùp quaù nhieät trung gian. Gh, kg/s 1 CA HA ~ T 1 3 2 p1 QN QNTG 7 ptg 2 7 3 6 4 p2 LH tn2 5 4 BN tn1 S Gn, kg/s 5 6 Hôi töø loø hôi coù aùp suaát p1, nhieät ñoä t1 ñöôïc ñöa vaøo phaàn tuabin cao aùp, sau khi giaõn nôû ñeán traïng thaùi 2, hôi naøy seõ ñöôïc ñöa veà loø hôi, nhôø boä quaù nhieät trung gian hôi ñöôïc gia nhieät töø traïng thaùi 2 ñeán 3 vaø ñöa vaøo phaàn tuabin haï aùp ñeå giaûn nôû ñeán aùp suaát p2. Traïng thaùi 2 coù theå laø hôi baõo hoøa khoâ hoaëc hôi baõo hoøa aåm hoaëc hôi quaù nhieät. Nhieät löôïng caáp vaøo chu trình: q1 = i1 – i6 + i3 – i2, kJ/kg Coâng sinh ra cuûa tuabin: wT = i1 – i2 + i3 – i4, kJ/kg Naêng suaát giaûi nhieät cuûa bình ngöng q2 = i4 – i5, kJ/kg Q2 = Gh(i4 – i5) = Gncp(tn2 – tn1), kW Coâng caáp vaøo bôm: wp = i6 – i5, kJ/kg Coâng sinh ra cuûa chu trình: w = wT – wp = i1 – i2 + i3 – i4 – (i6 – i5), kJ/kg q1 = q2 + w w i1  i 2  i 3  i 4  ( i 6  i 5 ) Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình:    q1 i1  i6  i3  i2 CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -5-
  6. Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 7: CT THIEÁT BÒ ÑL HÔI NÖÔÙC 4. BAØI TAÄP  Khaûo saùt chu trình thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc laøm vieäc vôùi caùc thoâng soá sau : - Nhieät ñoä hôi nöôùc vaøo vaø ra khoûi tuabin laàn löôït laø : t1 = 6000C vaø t2 = 450C. - Löu löôïng nöôùc giaûi nhieät ñi qua bình ngöng laø 10 4 m3 / h, ñoä cheânh leäch nhieät ñoä nöôùc giaûi nhieät giöõa ñaàu ra vaø ñaàu vaøo cuûa bình ngöng laø 60C. - Aùp suaát laøm vieäc cuûa loø hôi laø 100 bar, hôi nöôùc ra khoûi bao hôi cuûa loø hôi ñöôïc xem laø baõo hoøa khoâ. a- Tính nhieät löôïng caáp vaøo loø hôi, nhieät löôïng caáp vaøo boä quaù nhieät vaø nhieät löôïng nhaû ra ôû bình ngöng. b- Xaùc ñònh hieäu suaát nhieät cuûa chu trình. c- Giaû söû caùc thoâng soá khaùc ñöôïc giöõ khoâng ñoåi, chæ thay ñoåi t 2 , xaùc ñònh coâng ñôn vò cuûa tuabin khi t2 = 400C. So saùnh vôùi coâng ñôn vò cuûa tuabin ôû tröôøng hôïp tröôùc.  Moät thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc hoaït ñoäng theo chu trình Rankine lyù thuyeát, thoâng soá hôi vaøo tuabin p1=80bar, t1=500oC, hôi ra khoûi tuabin coù p2=0,05bar. Heä thoáng bôm nöôùc giaûi nhieät cho bình ngöng ño ñöôïc caùc thoâng soá sau: nhieät ñoä nöôùc vaøo tn1=24oC, nhieät ñoä nöôùc ra tn2=31oC, löu löôïng bôm Vn=8726m3/h. 1. Veõ sô ñoà nguyeân lyù hoaït ñoäng cuûa thieát bò vaø bieåu dieãn chu trình treân ñoà thò T-s 2. Tính coâng suaát phaùt treân truïc tuabin N[kW] 3. Tính löu löôïng hôi Gh maø loø hôi cung caáp cho tuabin [T/h] 4. Tính hieäu suaát nhieät cuûa chu trình  t Khi tính xem nhieät dung rieâng cuûa nöôùc cpn=4,18kJ/kg.ñoä, khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc laø 1000kg/m3 vaø boû qua coâng tieâu hoa cuûa bôm caáp.  Moät thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc hoaït ñoäng theo chu trình quaù nhieät trung gian, caùc thoâng soá caàn thieát nhö sau; Hôi vaøo taàng ñaàu cuûa tuabin p1=10Mpa, t1=450oC Hôi vaøo boä quaù nhieät trung gian laø hôi baõo hoøa khoâ. Hôi ra khoûi boä quaù nhieät trung gian coù nhieät ñoä t3=450oC CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -6-
  7. Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 7: CT THIEÁT BÒ ÑL HÔI NÖÔÙC Aùp suaát ngöng tuï cuûa bình ngöng p4=0,05bar Khi tính coù theå boû qua coâng tieâu hao cuûa bôm caáp. 1. Bieåu dieãn chu trình treân ñoà thò i-s vaø T-s 2. Tính hieäu suaát nhieät cuûa chu trình 3. Neáu coâng suaát phaùt treân truïc tuabin laø T NT=100MW thì naêng suaát loø hôi laø bao 1 nhieâu T/h 4  Chu trình thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc coù ñoà thò T-s 3 nhö hình veõ treân. Cho bieát P4=80bar, t1=600oC, 2 P2=0,05bar. Xaùc ñònh hieäu suaát chu trình. S T Ñeå taêng hieäu suaát nhieät, ngöôøi ta thöïc hieän chu trình coù quaù nhieät trung gian vôùi ñoà thò T-s döôùi, 1 n 4 m trong ñoù caùc ñieåm 1, 3, 4 vaãn gioáng nhö hình treân. Cho bieát theâm: Pm=20bar, tn=600oC. Tính hieäu suaát 3 nhieät ôû tröôøng hôïp naøy. 2 S CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -7-
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2