122
ok
k0
q
l= k
ct
η lµ hiÖu suÊt cña chu tr×nh ng−ng h¬i thuÇn tóy (kh«ng cã trÝch h¬i),
okk
n
1
trtr
ok
n
1
tr
hg
hg
l
l∑∑ == Atr lµ hÖ sè n¨ng l−îng cña dßng h¬i trÝch,
Khi ®ã ta cã hiÖu suÊt cña chu tr×nh cã trÝch h¬i gia nhiÖt n−íc cÊp lµ:
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
+
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
+
=
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
+
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎜
⎜
⎝
⎛
+
=
+
+
=η
∑
∑
∑
∑
∑
∑
okk
ok
ok
n
1
trtr
0k
n
1
trtr
ok
0
okk
n
1
trtr
0k
n
1
trtr
ok
0
n
1
trtrk0k
n
1
trtr0k
tr
ct
qg
hg
hg
hg
1
hg
hg
1
q
h
qg
hg
1
hg
hg
1
q
h
hgqg
hghg
(10-33)
hay:
tr
ct
η=k
ct
ηk
cttr
tr
A1
A1
η+
+
(10-34)
v× k
ct
η< 1 do ®ã (1 + Atr) > (1 + Atr)k
ct
η, nghÜa lµ k
cttr
tr
A1
A1
η+
+> 1
hay:
tr
ct
η > k
ct
η , (10-35)
C«ng thøc (10-35) chøng tá hiÖu suÊt cña chu tr×nh cã trÝch h¬i gia nhiÖt n−íc
cÊp lu«n lu«n lín h¬n hiÖu suÊt cña chu tr×nh ng−ng h¬i thuÇn tóy (kh«ng cã trÝch h¬i
gia nhiÖt).
10.3.3. Qu¸ nhiÖt trung gian h¬i
Nh− ®· ph©n tÝch ë trªn, ®Ó n©ng cao hiÖu suÊt chu tr×nh cña nhµ m¸y ta cã thÓ
t¨ng ®ång thêi c¶ ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é ®Çu cña h¬i qu¸ nhiÖt. Nh−ng thùc tÕ kh«ng thÓ
123
t¨ng nhiÖt ®é T0 lªn m·i ®−îc v× bÞ h¹n chÕ bëi søc bÒn cña kim lo¹i chÕ t¹o c¸c thiÕt
bÞ, nÕu chØ t¨ng ¸p suÊt p0 lªn th«i th× ®é Èm cña h¬i cuèi tuèc bin t¨ng lªn, lµm gi¶m
hiÖu suÊt tuèc bin, t¨ng kh¶ n¨ng mµi mßn vµ ¨n mßn c¸c c¸nh tuèc bin. §Ó kh¾c
phôc t×nh tr¹ng nµy, ng−êi ta cho h¬i d·n në sinh c«ng trong mét sè tÇng ®Çu cña
tuèc bin råi ®−a trë l¹i lß h¬i qu¸ nhiÖt mét lÇn n÷a (gäi lµ qu¸ nhiÖt trung gian h¬i)
®Ó t¨ng nhiÖt ®é h¬i, sau ®ã ®−a trë l¹i c¸c tÇng tiÕp theo cña tuèc bin vµ tiÕp tôc d·n
në sinh c«ng ®Õn ¸p suÊt cuèi pk (QNTG).
H×nh 10.11. S¬ ®å nguyªn lý cña chu tr×nh cã qu¸ nhiÖt trung gian.
1- B¬m nuíc cÊp; 2- Lß h¬i; 3-Bé qu¸ nhiÖt ; 4- PhÇn cao ¸p tuèc bin;
5- Bé qu¸ nhiÖt trung gian; 6- PhÇn h¹ ¸p tuèc bin; 7- B×nh ng−ng
H×nh 10.11 biÓu diÔn s¬ ®å nguyªn lý cña chu tr×nh cã qu¸ nhiÖt trung gian.
Môc ®Ých cña qu¸ nhiÖt trung gian lµ gi¶m bít ®é Èm cuèi tuèc bin vµ t¨ng
nhiÖt ®é h¬i vµo c¸c tÇng tiÕp theo. NhiÖt ®é h¬i ra khái bé qu¸ nhiÖt trung gian cã
thÓ lªn ®Õn b»ng nhiÖt ®é h¬i ban ®Çu (tr−íc khi vµo tuèc bin).
Cã thÓ xem chu tr×nh qu¸ nhiÖt trung gian gåm hai chu tr×nh, chu tr×nh chÝnh
(chu tr×nh ban ®Çu) vµ chu tr×nh phô.
Chu tr×nh ban ®Çu tiªu thô mét l−îng nhiÖt lµ q0 vµ sinh c«ng lµ l0 ,
Chu tr×nh phô tiªu thô mét l−îng nhiÖt lµ ∆qtg vµ sinh c«ng lµ ∆ltg.
HiÖu suÊt chu tr×nh cã qu¸ nhiÖt trung gian cã thÓ viÕt lµ:
tg0
tg0
tg
ct qq
ll
∆+
∆+
=η =
0
tg
0
tg
0
0
q
q
1
l
l
1
q
l
∆
+
∆
+
(10- 36)
trong ®ã:
0
0
q
l= k
ct
ηlµ hiÖu suÊt chu tr×nh ban ®Çu kh«ng cã qu¸ nhiÖt trung gian,
tg
tg
l
l∆= A lµ hÖ sè n¨ng l−îng cña chu tr×nh phô, cã thÓ viÕt l¹i:
124
tg
ct
η=
tg
tg
0
0
0
tg
0
tg
0
0
q
l
q
l
l
l
1
l
l
1
q
l
∆
∆
∆
+
∆
+
=
,
ct
k
ct
k
ct
A1
A1
η
η
+
+
η (10- 37)
Tõ (10-37) ta thÊy:
qn
ct
η > k
ct
η khi (1+A) > (1+A
ct
k
ct
'η
η) nghÜa lµ k
ct
η< η'ct,
Tãm l¹i qu¸ nhiÖt trung gian lµm cho hiÖu suÊt chu tr×nh t¨ng lªn khi η'ct > k
ct
η
tøc lµ khi hiÖu suÊt chu tr×nh phô lín h¬n hiÖu suÊt chu tr×nh ban ®Çu. Nh− vËy muèn
n©ng cao hiÖu suÊt chu tr×nh b»ng qu¸ nhiÖt trung gian th× ph¶i chän gi¸ trÞ ¸p suÊt
h¬i tr−íc khi ®i qu¸ nhiÖt trung gian vµ nhiÖt ®é h¬i sau khi qu¸ nhiÖt trung gian hîp
lý ®Ó nhiÖt ®é t−¬ng ®−¬ng cña chu tr×nh phô lín h¬n chu tr×nh ban ®Çu, tho¶ m·n
®iÒu kiÖn η'ct > k
ct
η
Thùc tÕ chøng tá r»ng: Qu¸ nhiÖt trung gian ®em l¹i hiÖu qu¶ tèi ®a chØ khi ¸p
suÊt h¬i ®i qu¸ nhiÖt trung gian b»ng (0,25-0,3) ¸p suÊt h¬i míi ptg.
10.3.4. Më réng nhµ m¸y víi th«ng sè cao
ViÖc x©y dùng nhµ m¸y ®iÖn tr−íc hÕt nh»m ®¸p øng yªu cÇu vÒ c«ng suÊt hiÖn
t¹i. Nh−ng nhu cÇu vÒ ®iÖn n¨ng sÏ kh«ng ngõng t¨ng lªn, do ®ã ®Ó cã thÓ ®¸p øng
®−îc phÇn nµo nhu cÇu cña nh÷ng n¨m tiÕp theo cña s¶n xuÊt, ngay tõ giai ®o¹n thiÕt
kÕ nhµ m¸y ®· ph¶i tÝnh ®Õn nh÷ng ®iÒu kiÖn ®Ó cã thÓ më réng nhµ m¸y cho nh÷ng
n¨m tiÕp theo nh−: nguån n−íc, vÞ trÝ vµ diÖn tÝch ®Êt, h−íng më réng . . . .
Trong thùuc tÕ, song song víi viÖc x©y dùng míi c¸c nhµ m¸y cã c«ng suÊt vµ
th«ng sè lín h¬n, ng−êi ta cßn tiÕn hµnh më réng c¸c nhµ m¸y cò b»ng c¸ch ®Æt thªm
c¸c thiÕt bÞ cã c«ng suÊt vµ th«ng sè lín h¬n. ViÖc më réng c¸c nhµ m¸y cò cã thÓ
tiÕn hµnh theo hai ph−¬ng ¸n:
10.3.4.1. Më réng nhµ m¸y ®iÖn b»ng ph−¬ng ph¸p ®Æt chång
Më réng nhµ m¸y ®iÖn b»ng ph−¬ng ph¸p ®Æt chång ®−îc biÓu diÔn trªn h×nh 10.12.
Néi dung cña ph−¬ng ph¸p ®Æt chång lµ ®−a mét bé phËn hay toµn bé nhµ m¸y
®iÖn ®ang vËn hµnh víi th«ng sè thÊp lªn nhµ m¸y cã th«ng sè cao. X©y dùng chång
ngoµi ý nghÜa më réng c«ng suÊt cßn bao hµm ý nghÜa hiÖn ®¹i hãa mét nhµ m¸y cã
tr×nh ®é kü thuËt cßn thÊp.
Muèn x©y dùng chång ng−êi ta ®Æt thªm tuèc bin vµ lß h¬i th«ng sè cao. Tuèc
bin cao ¸p th× cã thÓ chän lo¹i ®èi ¸p hay lo¹i trÝch h¬i vµ ®−îc cÊp h¬i tõ lß h¬i míi.
ë ®©y ta chØ xÐt ph−¬ng ¸n dïng tuèc bin ®èi ¸p ®Ó ®Æt chång.
125
H¬i tho¸t cña tuèc bin ®Æt chång ph¶i cã ¸p suÊt b»ng ¸p suÊt h¬i míi cña tuèc
bin cò ®ang vËn hµnh, nhiÖt ®é h¬i thoat nÕu trïng th× tèt nhÊt, nÕu nhá h¬n th× ph¶i
¸p dông qu¸ nhiÖt trung gian tr−íc khi ®−a vµo tuèc bin cò..
Thùc hiÖn ®Æt chång cao ¸p th× hiÖu suÊt nhµ m¸y sÏ t¨ng lªn.
§Æt chång cã thÓ thùc hiÖn mét phÇn hoÆc thùc hiÖn hoµn toµn, nghÜa lµ tuèc
bin cò chØ nhËn mét phÇn hoÆc toµn bé h¬i tõ tuèc bin ®Æt chång, khi ®Æt chång mét
phÇn th× lß h¬i cò vÉn ph¶i lµm viÖc, cßn thùc hiÖn hoµn toµn th× lß h¬i cò chØ ®Ó dù
phßng hoÆc cã thÓ th¸o ®i. HiÖu suÊt chu tr×nh khi cã ®Æt chång kh«ng hoµn toµn sÏ
b»ng :
0
ch
0
ch
0
0
ch0
ch0
ch
ct
q
l
1
l
l
1
q
l
lq
ll
+
+
=
+
+
=η
k
ctch
ch
k
ct
ch
ct A1
A1
η+
+
η=η (10-38)
Trong ®ã:
0
0
ch
ct q
l
=η lµ hiÖu suÊt cña chu tr×nh ban ®Çu (thiÕt bÞ cò).
Ach lµ hÖ sè n¨ng l−îng cña ®Æt chång.
(
)
Aii
ii
ch
ch ch
K
=−
−
α0
0
(10-39)
αch lµ tû lÖ gi÷a l−îng h¬i míi ®−a vµo so víi l−îng h¬i cña tuèc bin cò
i
ch, i0 vµ iK lµ Entanpi cña h¬i ë tr−íc tuèc bin ®Æt chång, tr−íc tuèc bin cò vµ
sau tuèc bin cò.
Do ®Æt chång nªn hiÖu suÊt cña chu tr×nh t¨ng lªn ®−îc mét l−îng lµ.
3
7
6
1
5
4
9
8
2
H×nh 10-12. S¬ ®å ®Æt
chång
1, 2, 3, 4, 5-B¬m n−íc
cÊp, lß h¬i, tuèc bin, m¸y
p
h¸t vµ b×nh ng−ng cña hÖ
thèng cò.
6, 7, 8, 9-B¬m n−íc cÊp,
lß h¬i, tuèc bin vµ m¸y
p
h¸t cña hÖ thèng míi,
126
(
)
k
ctch
k
ctch
k
ct
k
ct
ch
ch
.A1
1A
η+
η−
=
η
η−η
=η∆ (10-40)
Qua ®©y ta thÊy r»ng hiÖu qu¶ cña viÖc ®Æt chång cµng lín nÕu k
ct
η cµng thÊp
vµ Ach cµng cao. HÖ sè n¨ng l−îng Ach lín nhÊt khi αch= 1 nghÜa lµ khi ®Æt chång
hoµn toµn.
10.3.4.2. Më réng nhµ m¸y ®iÖn b»ng ph−¬ng ph¸p ®Æt kÒ
Më réng nhµ m¸y ®iÖn b»ng ph−¬ng ph¸p ®Æt kÒ ®−îc biÓu diÔn trªn h×nh
10.13. Néi dung cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ ®Æt thªm mét hÖ thèng lß, tuèc bin cã ®Çy
®ñ c¸c thiÕt bÞ phô bªn c¹nh hÖ thèng cò .
NÕu hÖ thèng míi cã th«ng sè cao h¬n th× nèi víi víi hÖ thèng cò ph¶i qua bé
gi¶m «n gi¶m ¸p.
10.4. Khö khÝ trong nhµ m¸y ®iÖn
Khö khÝ cho n−íc cÊp lµ lo¹i trõ ra khái n−íc nh÷ng chÊt khÝ hßa tan trong
n−íc, chñ yÕu lµ khÝ O2. KhÝ nµy cã lÉn trong n−íc sÏ g©y ra hiÖn t−îng ¨n mßn bªn
trong c¸c bÒ mÆt ®èt cña lß vµ c¸c thiÕt bÞ. Ph−¬ng ph¸p th«ng dông ë nhµ m¸y ®iÖn
lµ khö khÝ b»ng nhiÖt.
Theo ®Þnh luËt Henry th× møc ®é hoµ tan trong n−íc cña mét chÊt khÝ phô
thuéc vµo:
- NhiÖt ®é cña n−íc.
- ¸p suÊt riªng phÇn cña chÊt khÝ Êy ë phÝa trªn mÆt n−íc.
NÕu gäi Gkh lµ l−îng khÝ hoµ tan trong n−íc, kkh lµ hÖ sè hoµ tan cña chÊt khÝ
trong n−íc vµ pkh lµ ¸p suÊt riªng phÇn cña chÊt khÝ Êy ë phÝa trªn mÆt tho¸ng th×:
Gkh = kkh .pkh (10-41)
Theo ®Þnh luËt Dalton th× ¸p suÊt cña mét hçn hîp khÝ b»ng tæng ¸p suÊt riªng
phÇn cña tõng chÊt khÝ thµnh phÇn. NÕu coi kho¶ng kh«ng trªn mÆt n−íc lµ buång
chøa hçn hîp khÝ th× h¬i n−íc còng lµ mét chÊt khÝ thµnh phÇn trong hçn hîp ®ã. V×
vËy ta cã thÓ viÕt:
H×nh 10-13 S¬ ®å ®Æt kÒ
1, 2, 3, 4, 5-
B
¬m n−íc cÊp,
lß h¬i, tuèc bin, m¸y ph¸t vµ
b×nh ng−ng cña hÖ thèng cò.
6, 7, 8, 9-B¬m n−íc cÊp, lß
h¬i, tuèc bin vµ m¸y ph¸t
cña hÖ thèng míi,
1
5
4
3
2
1
9
8
6
7
12