THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC HƠI NƯỚC - Phần 1

Tham khảo tài liệu thiết bị động lực hơi nước - phần 1, kỹ thuật - công nghệ, cơ khí - chế tạo máy phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC HƠI NƯỚC - Phần 1THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC HƠI NƯỚC PHẦN I. CHU TRÌNH THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC HƠI NƯỚCI. CHU TRÌNH THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC HƠI NƯỚC CƠ BẢN – CHU TRÌNH RANKIN Chu trình thiết bị động lực hơi nước đang ngày càng đuợc sử dụng rộng rãi trên tàu thuỷ, nhất là các tàu lớn chở dầu, vì chu trình có khả năng sinh công lớn và các thiết bị phụ trên tàu được lai bởi các động cơ hơi nước nên an toàn trong khai thác. Ngoài ra chu trình thiết bị động lực hơi nước cho phép sử dụng được năng lượng nguyên tử-nguồn năng lượng dồi dào trong tương lai. Chu trình thiết bị động lực hơi nước cơ bản là chu trình Rankin. Chu trình Rankin có 2 quá trình nhận nhiệt và nhả nhiệt là 2 quá trình đẳng nhiệt nên gần giống với chu trình Cacnô. Chu trình Rankin còn có quá trình ngưng hơi hoàn toàn, nên khắc phục được nhược điển của chu trình Cacnô là ngưng hơi không hoàn toàn.1. Sơ đồ nguyên lý của chu trình Rankin 1 A B 2 3 D C 3 Hình 1.1. Chu trình thiết bị động lực hơi nước cơ bản – chu trình Rankin A – nồi hơi, B – tuabin hơi, C – bình ngưng, D - bơm T p 1 1 3 3 3 2 3 2 S v Hình 1.2. Chu trình động lực hơi nước cơ bản trên đồ thị P-V, T-S Trang 1THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC HƠI NƯỚC2. Nguyên lý làm việc của chu trình Rankin 1-2 : Quá trình giãn nở đoạn nhiệt của hơi trong tuabin từ trạng thái 1 có áp suất p1 , nhiệt độ t1, đến trạng thái 2 có áp suất p2 . Trong quá trình này tuabin sẽ sinh công là wt (kJ/ kg). 2-3 : Quá trình ngưng hơi đẳng áp trong bình ngưng. Hơi sau khi thoát ra khỏi phần đuôi tuabin có áp suất p2 là hơi bão hòa ẩm, nó được đẩy vào bình ngưng để nhả ẩn nhiệt hóa hơi r và biến thành nước bão hòa ở trạng thái 3 (việc thải ẩn nhiệt hóa hơi ra môi trường xung quanh nhờ lượng nước tuần hoàn còn được gọi là nước giải nhiệt). 3-3’ : Quá trình nén nước từ áp suất p2 ở bình ngưng vào lò hơi có áp suất p1 nhờ bơm cấp (quá trình được xem là đoạn nhiệt), nó tiêu hao một lượng công tương w ứng là p (kJ/kg) (thông thường công tiêu hao này rất nhỏ so với công sinh ra của tuabin). 3’-1 : Quá trình gia nhiệt đẳng áp từ nước chưa sôi ở trạng thái 3’ (áp suất p1) để biến thành hơi quá nhiệt ở trạng thái 1, sau đó hơi này được đẩy vào tuabin.3. Các thông số cơ bản của chu trình − Công sinh ra của tuabin lt (kJ/ kg). lt = i1 − i2 − Công tiêu hao trong quá trình nén nước của bơm l p = i3 − i3 = v ( p3 − p3 ) = v ( p1 − p3 ) − Công sinh ra của chu trình l l = lt − l p = (i1 − i2 ) − (i3 − i3 ) − Nhiệt lượng cấp vào của chu trình q1 q1 = i1 − i3 − Nhiệt lượng thải ra của chu trình q2 q2 = i2 − i3 − Hiệu suất nhiệt của chu trình l ( i1 − i2 ) − ( i3 − i3 ) ηt = = q1 ( i1 − i3 ) − Suất tiêu hao hơi d là lượng hơi cần thiết để sản xuất ra 1kWh điện năng 3600 d= i1 − i2 (kg/kWh) − Nếu tuabin hơi có công suất là N kW thì lượng hơi tiêu thụ Trang 2THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC HƠI NƯỚC D = N .d (kg/h)4. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất nhiệt của chu trình thiết bị động lực hơi nước Từ biểu thức tính hiệu suất của chu trình l ( i1 − i2 ) − ( i3 − i3 ) ηt = = q1 ( i1 − i3 ) Ta thấy: η t phụ thuộc vào i1, i2 và i3; như vậy hiệu suất của chu trình thiết bị động lực hơi nước phụ thuộc vào các thông số trạng ...