Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 7: CT THIEÁT BÒ ÑL HÔI NÖÔÙC
CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -1-
CHÖÔNG 7
C
CH
HU
U
T
TR
RÌ
ÌN
NH
H
T
TH
HI
IE
EÁÁT
T
B
BÒ
Ò
Ñ
ÑO
OÄÄN
NG
G
L
LÖ
ÖÏÏC
C
H
HÔ
ÔI
I
N
NÖ
ÖÔ
ÔÙÙC
C
1. KHAÙI QUAÙT
- Ñaây laø chu trình thuaän chieàu (nhaän nhieät q1, sinh coâng w), duøng nöôùc
(hôi nöôùc) laøm chaát moâi giôùi.
- Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình
1
q
w
- Söû duïng trong nhaø maùy nhieät ñieän
Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 7: CT THIEÁT BÒ ÑL HÔI NÖÔÙC
CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -2-
2. CHU TRÌNH CÔ BAÛN CUÛA THIEÁT BÒ ÑOÄNG LÖÏC NÖÔÙC
(CHU TRÌNH RANKINE)
~
1
2
3
4
5
Nöôùc giaûi
nhieät
BÌNH
NGÖNG
BÔM
NÖÔÙC CAÁP
LOØ HÔI
TUABIN
HÔI
BOÄ QUAÙ
NHIEÄT
S
T
1
2
3
5
MAÙY PHAÙT
ÑIEÄN
p1
p2
4
Gh, kg/s
Gn, kg/s
tn1
tn2
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
Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 7: CT THIEÁT BÒ ÑL HÔI NÖÔÙC
CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -3-
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:
Traïng thaùi 1: hôi quaù nhieät
1
1
1
1
i
s
t
p
Traïng thaùi 2: hôi baõo hoøa aåm
x
i
ss
t
p
2
12
2
2
Traïng thaùi 3: loûng soâi
3
3
23
23
i
s
tt
pp
Traïng thaùi 4: loûng chưa soâi
4
34
4
14
i
ss
t
pp
Traïng thaùi 5: hôi baõo hoøa khoâ
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
Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 7: CT THIEÁT BÒ ÑL HÔI NÖÔÙC
CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -4-
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
Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình:
41
3421
1ii
iiii
q
w
)(
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
S
T
1
2
3 = 4
5
p1
p2
CAÙC BIEÄN PHAÙP TAÊNG HIEÄU SUAÁT CHU TRÌNH RANKINE: (SGK)
- Giaûm p2
- Taêng T1
- Taêng p1
q1 = i1 – i3, kJ/kg
31
21
1ii
ii
q
w
Baøi giaûng Nhieät ñoäng hoïc kyõ thuaät CHÖÔNG 7: CT THIEÁT BÒ ÑL HÔI NÖÔÙC
CBGD: TS. NGUYEÃN MINH PHUÙ -5-
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.
BN
QNTG
QN
LH
1
4
5
6
7
S
T
1
45
7
p1
p2
6
Gh, kg/s
Gn, kg/s
tn1
tn2
CA HA ~
2
32
3
ptg
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
Hieäu suaát nhieät cuûa chu trình:
23611 iiiiq
w
)ii(ii ii 56 4321