- 23 - Baớng 1-1 Cọng suỏỳt vaỡ hióỷu suỏỳt cuớa tuọỳc bin Hióỷu suỏỳt Hióỷu suỏỳt tổồng õọỳi Hióỷu suỏỳt tuyóỷt õọỳi Cọng suỏỳt Cuớa tuọỳc bin lyù tổồớng 1 t = h ii i ok ' P o = G.h o Trong oi = h h i o i = t oi P i = G.h i =P o oi Hióỷu duỷng oe = oi m e = t oe P e = G.h i m =P o oE ióỷn oE = oi m G E = t oe P E = G.h i m G =P o oE Khi õaùnh giaù hióỷu quaớ cuớa toaỡn nhaỡ maùy õióỷn cỏửn phaới tờnh thóm tọứn thỏỳt nhióỷt trong loỡ hồi, tióu hao nng lổồỹng keùo bồm cỏỳp nổồùc, tọứn thỏỳt aùp suỏỳt vaỡ tọứn thỏỳt nhióỷt trong caùc ọỳng dỏựn hồi,v.v Trong thổỷc tóỳ tờnh toaùn cọng suỏỳt õổồỹc do bũng W(J/s) hay laỡ bũng kW vaỡ kyù hióỷu bũng chổợ P. Sổỷ lión kóỳt giổợa lổu lổồỹng khọỳi lổồỹng cuớa hồi G, kg/s, cọng cuớa 1kg hồi vaỡ cọng suỏỳt (do bũng kW) nhổ sau : P i = G.l i = G.h i [J/s] = 10 -3 h i G [kW] (2-16) Nóỳu nhióỷt giaùng h i tờnh bũng kJ/kg thỗ lổu lổồỹng hồi trong mọỹt giỏy õóứ sinh ra cọng suỏỳt trong : G = oioi i i h P h P = [kg/s] (2-17) Vaỡ lổu lổồỹng trong mọỹt giồỡ : D = 3600.G [kg/h] ọỳi vồùi tuọỳc bin ngổng hồi thổồỡng hay duỡng phọứ bióỳn õaỷi lổồỹng suỏỳt tióu hồi laỡ lổồỹng hồi õóứ saớn sinh ra1 KWh trón õỏửu dỏy maùy phaùt, laỡ : d e = 3600. . G h ooE = 3600. G h ooimG [kg/kWh] (2-18) Hióỷu quaớ kinh tóỳ cuớa tuọỳc bin ngổng hồi õổồỹc õaùnh giaù theo suỏỳt tióu hao nhióỷt laỡ lổồỹng nhióỷt õóứ saớn sinh ra 1kWh vaỡ tờnh theo cọng thổùc : q E = d E (i o - i k ) = 3600. E - 24 - Trong õoù : i o - Entanpi cuớa hồi mồùi. kJ/kg i k - Entanpi cuớa nổồùc ngổng hồi thoaùt kJ/kg Hay q E = 1 E (2-19) laỡ õaỷi lổồỹng nghởch õaớo cuớa hióỷu suỏỳt õióỷn tuyóỷt õọỳi. 2-3. Caùc bióỷn phaùp nỏng cao hióỷu suỏỳt nhióỷt cuớa chu trỗnh tuọỳc Sổỷ phuỷ thuọỹc cuớa hióỷu suỏỳt nhióỷt vaỡo caùc thọng sọỳ hồi taỷi caùc õióứm khaùc nhau cuớa chu trỗnh õổồỹc trỗnh baỡy trón õọử thở T-s (Hỗnh.2.4). óứ thỏỳy roợ hồn tọỳt nhỏỳt ta thay chu trỗnh Renkin bũng chu trỗnh Caùcnọ tổồng õổồng. Trong chu trỗnh Renkin, nhióỷt õem vaỡo khi õun nổồùc cỏỳp õóỳn nhióỷt õọỹ baợo hoỡa (õổồỡng ab Hỗnh 2.4), khi bọỳc hồi (õổồỡng bc) vaỡ khi quaù nhióỷt hồi (õổồỡng cd) õổồỹc tióỳn haỡnh vồùi nhióửu nhióỷt õọỹ khaùc nhau. Coỡn sổỷ thaới nhióỷt trong bỗnh ngổng ồớ vuỡng hồi ỏứm trong chu trỗnh naỡy cuợng nhổ trong chu trỗnh Caùcnọ dióựn ra vồùi nhióỷt õọỹ T k khọng õọứi (õổồỡng ea). Vỏỷy thỗ, õóứ thay chu trỗnh Renkin bũng chu trỗnh Caùcnọ tổồng õổồng chố cỏửn thay nhióỷt õọỹ thay õọứi T trón õoaỷn cỏỳp nhióỷt bũng nhióỷt õọỹ tổồng õổồng khọng õọứi T td . õỏy dióỷn tờch cuớa chu trỗnh tổồng õổồng seợ bũng dióỷn tờch õổồỹc giồùi haỷn bồới õổồỡng vióửn cuớa chu trỗnh Renkin. Tổùc laỡ hióỷu suỏỳt cuớa chu trỗnh Renkin t seợ bũng hióỷu suỏỳt cuớa chu trỗnh Caùcnọ tổồng õổồng : t = C = ( ) TT T td k td (2-20) Tổỡ õỏỳy : T td = () T k t 1 (2-21) 2.3.1. Nỏng cao aùp suỏỳt ban õỏửu p o Vồùi nhióỷt õọỹ hồi thoaùt T k vaỡ nhióỷt õọỹ hồi mồùi T o khọng õọứi, nóỳu tng aùp suỏỳt hồi ban õỏửu P o thỗ nhióỷt õọỹ hồi baợo hoaỡ hoỡa seợ tng, do õoù nhióỷt õọỹ tổồng õổồng cỏỳp nhióỷt seợ tng tổỡ T td õóỳn T td1 (Hỗnh 2.5). Theo cọng thổùc (2-20) hióỷu suỏỳt tuyóỷt õọỳi cuớa chu trỗnh seợ tng lón. Nhổng caỡng tng aùp suỏỳt ban õỏửu, nhióỷt õọỹ tổồng õổồng cuớa chu trỗnh T td luùc õỏửu tng sau õoù do tng phỏửn nhióỷt duỡng õóứ õun nổồùc tồùi nhióỷt õọỹ baợo hoaỡ nón nhởp õọỹ tng ỏỳy chỏỷm dỏửn, nóỳu tióỳp tuỷc tng aùp lón nổợa thỗ seợ laỡm giaớm T td vaỡ hióỷu quaớ kinh tóỳ cuớa chu trỗnh. - 25 - Nhióỷt giaùng sổớ duỷng cuớa tuọỳc bin h o seợ cuỡng tng vồùi P o cho õóỳn luùc õổồỡng tióỳp tuyóỳn ab vồùi õổồỡng õúng nhióỷt (trón õọử thở i-s ,t o = const song song vồùi õoaỷn õúng aùp P k = const (Hỗnh 2.6). Nóỳu tióỳp tuỷc tng P o nhióỷt giaùng seợ bừt õỏửu giaớm. tổỡ õọử thở i-s (Hỗnh 2.6) roợ raỡng laỡỡ entanpi i o cuớa hồi mồùi vồùi t o = const seợ giaớm khi coù tng P o . ióửu õoù cuợng lyù giaới õổồỹc taỷi sao laỷi õaỷt õổồỹc hióỷu suỏỳt t cổỷc õaỷi khi coù aùp suỏỳt hồi P o cao hồn so vồùi luùc coù nhióỷt giaùng cổỷc õaỷi. Tuy vỏỷy khi nỏng aùp suỏỳt ban õỏửu P o vồùi nhióỷt õọỹ t o õaợ cho vaỡ aùp suỏỳt cuọỳi P k khọng õọứi thỗ seợ laỡm tng õọỹ ỏứm cuọỳi cuớa hồi xem (Hỗnh 2.5) vaỡ (Hỗnh 2.6). Nhổ vỏỷy seợ laỡm giaớm hióỷu suỏỳt trong tổồng õọỳi oi cuớa tuọỳc bin. Mỷt khaùc õọỹ ỏứm tng laỡm cho caùnh quaỷt bở rọự, maỡi moỡn, õọỹ ỏứm cuọỳi khọng õổồỹc vổồỹt quaù 14%. Cho nón khi tng aùp suỏỳt ban õỏửu cuợng cỏửn tng nhióỷt õọỹ ban õỏửu hay laỡ aùp duỷng quaù nhióỷt trung gian. Vờ duỷ : õọỳi vồùi tuọỳc bin ngổng hồi khọng coù quaù nhióỷt trung gian, vồùi aùp suỏỳt hồi mồùi P o = 3,5ữ4 MPa, nhióỷt õọỹ ban õỏửu khọng õổồỹc dổồùi 400ữ435 o C, coỡn vồùi aùp suỏỳt P o = 9MPa - khọng õổồỹc dổồùi 500 o C. Vỗ vỏỷy õóứ nng cao hióỷu suỏỳt cuớa chu trỗnh cỏửn phaới õọửng thồỡi nỏng cao nhióỷt õọỹ hồi mồùi. 2.3.2. Nỏng cao nhióỷt õọỹ hồi ban õỏửu T o Anh hổồớng cuớa nhióỷt õọỹ hồi ban õỏửu tồùi hióỷu suỏỳt nhióỷt õổồỹc thỏỳy roợ õọử thở T- s. Tng nhióỷt õọỹ hồi ban õỏửu tổỡ T o tồùi T o1 seợ laỡm tng nhióỷt õọỹ cỏỳp nhióỷt trung bỗnh tổỡ T s 1 2 e e' c dd' b a 3 bc' tõ1 T T tõ2 T = T o o' Hỗnh.2.5. So saùnh caùc chu trỗnh lyù tổồớng vồùi aùp suỏỳt ban õỏửu khaùc nhau trón õọử thở T-S i s x = 1 h o h o h o h o (max) p o p k t o a Hỗnh.2.6 Sổỷ thay õọứi nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt h o - 26 - T tâ âãún T tâ’ (Hçnh 2.7) khi nhiãût âäü håi thi T k giỉỵ khäng âäøi, tỉång ỉïng, hiãûu sút ca chu trçnh s tàng lãn. Vç trong chu trçnh âáưu nhiãût âäü cáúp nhiãût trung bçnh T tâ tháúp hån nhiãût âäü trung bçnh T tâ’ ca chu trçnh sau, cn nhiãût âäü håi thi ca hai chu trçnh thç bàòng nhau, nãn hiãûu sút ca chu trçnh sau s cao hån hiãûu sút ca chu trçnh âáưu. Nãúu quạ trçnh gin nåí kãút thục åí vng håi áøm thç khi náng nhiãût âäü ban âáưu lãn âäü áøm ca håi trong cạc táưng cúi ca túc bin s gim. Do âọ khi náng cao nhiãût âäü ban âáưu khäng nhỉỵng tàng hiãûu sút nhiãût m hiãûu sút trong tỉång âäúi ca túc bin cng tàng lãn. Nãúu tiãúp tủc náng nhiãût âäü ban âáưu lãn nỉỵa, quạ trçnh gin nåí cọ thãø kãút thục åí vng håi quạ nhiãût. Trong trỉåìng håüp ny nhiãût âäü ca nhiãût thi trung bçnh tàng lãn chụt êt. Nhỉng vç cạc âỉåìng âàóng ạp åí vng håi quạ nhiãût phán k theo hçnh quảt vãư phại trãn v phêa phi, nãn nhiãût âäü cáúp nhiãût ca chu trçnh s tàng lãn. Nhỉ váûy l, khi tàng nhiãût âäü ban âáưu ca håi s lm tàng hiãûu sút tuût âäúi ca chu trçnh. Nhåì cọ âäư thë i-s dãù dng khàóng âënh ràòng khi tàng nhiãût âäü ban âáưu ca håi quạ nhiãût, nhiãût giạng l thuút bao giåì cng tàng theo. Trong cạc thiãút bë nhiãût hiãûn âải, ngỉåìi ta â ạp dủng räüng ri quạ nhiãût håi tåïi 545÷565 o C nhàòm náng cao hiãûu sút. Nhỉng våïi nhiãût âäü cao, giåïi hản chy ca kim loải s gim, cn täúc âäü ro s tàng. Cho nãn khi tàng nhiãût âäü ban âáưu ca håi thç phi sỉí dủng thẹp chëu nhiãût täút cho bäü quạ nhiãût, cạc âỉåìng äúng dáùn håi v pháưn âáưu ca bn thán túc bin v âỉång nhiãn, giạ thnh ca nhì mạy âiãûn s phi tàng lãn âạng kãø. 2.3.3. Gim ạp sút håi thoạt p k Nãúu gim ạp sút håi thoạt P k khi cacï thäng säú håi ban âáưu P o v t o khäng âäøi s lm gim nhiãût âäü ngỉng tủ ca håi, tỉïc l nhiãût âäü thi T k . Nhiãût âäü cáúp nhiãût trung bçnh T tâ s gim khäng âạng kãø. Cho nãn khi gim ạp sút cúi bao giåì cng lm tàng hiãûu nhiãût âäü trung bçnh ca nhiãût cáúp vo v thi ra, tàng nhiãût giạng l s T o' a b c d d' e'e 1 2 2' T o tâ T T tâ' H çnh.2.7. So sạnh cạc chu trçnh nhiãût l tỉåín g cọ nhiãût âäü håi ban âáưu khạc nhau - 27 - thuyóỳt vaỡ tng hióỷu suỏỳt nhióỷt chu trỗnh. ióửu õoù coù thóứ dóự nhỏỷn thỏỳy õổồỹc khi ta nghión cổùu hai chu trỗnh nhióỷt chố coù aùp suỏỳt cuọỳi khaùc nhau trón õọử thở T-s (Hỗnh2.8). Dióỷn tờch abcdea (ổùng vồùi chu trỗnh thổù nhỏỳt) lồùn hồn dióỷn tờch abcdea cuớa chu trỗnh thổù hai vồùi aùp suỏỳt cuọỳi cao hồn vaỡ ổùng vồùi mọỹt õaỷi lổồỹng bũng dióỷn tờch phỏửn gaỷch cheùo aaeea. Vỏỷy laỡ, nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt trong chu trỗnh thổù nhỏỳt lồùn hồn nhióỷt giaùng trong chu trỗnh thổù hai: h o = (T k - T k ) (s o - s k ) Nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt tng khi giaớm aùp suỏỳt cuọỳi cuợng coù thóứ thỏỳy roợ trón õọử thở i-s. Giồùi haỷn giaớm aùp suỏỳt trong chu trỗnh do nhióỷt õọỹ baợo hoaỡ (ồớ aùp suỏỳt p k ) xaùc õởnh, maỡ nhióỷt õọỹ naỡy khọng thóứ thỏỳp hồn nhióỷt õọỹ caùc mọi trổồỡng xung quanh. Trong trổồỡng hồỹp ngổồỹc laỷi thỗ khi hồi ngổng tuỷ khọng coù khaớ nng truyóửn nhióỷt cho mọi trổồỡng chung quanh. Nhióỷt õọỹ baợo hoaỡ cuớa hồi thoaùt õổồỹc xaùc õởnh tổỡ õúng thổùc t k = t 1b + t + t (2-22) Trong õoù : t 1b - Nhióỷt õọỹ cuớa nổồùc laỡm maùt - nổồùc tuỏửn hoaỡn khi vaỡo bỗnh ngổng. t - ọỹ hỏm nổồùc laỡm maùt trong bỗnh ngổng. t - Hióỷu cuớa nhióỷt õọỹ hồi baợo hoỡa t k ( ồớ aùp suỏỳt P k ) vaỡ nhióỷt õọỹ cuớa nổồùc ra khoới bỗnh ngổng t 2b , coỡn õổồỹc goỹi laỡ õọỹ chónh nhióỷt õọỹ (t = t k - t 2b ). ọỹ chónh t naỡy rỏỳt cỏửn õóứ truyóửn nhióỷt tổỡ hồi cho nổồùc qua vaùch ọỳng bỗnh ngổng. Nhióỷt õọỹ cuớa nổồùc laỡm maùt t 1b phuỷ thuọỹc vaỡo daỷng cung cỏỳp nổồùc vaỡ caùc õióửu kióỷn khờ hỏỷu. Nóỳu laỡ cung cỏỳp nổồùc trổỷc lổu thỗ chỏỳp nhỏỷn t 1b = 10 ữ15 o C, ổùng vồùi P k =0,03ữ0,04 bar, nóỳu laỡ cung cỏỳp nổồùc tuỏửn hoaỡn thỗ t 1b = 20ữ25 o C, ổùng vồùi P 2 = 0,05 ữ0,07 bar. ọỹ hỏm nổồùc laỡm maùt t õổồỹc xaùc õởnh tổỡ phổồng trỗnh cỏn bũng nhióỷt cuớa bỗnh ngổng : T s a b c d e' e 1 2 2' k T T' k a' 1' s o s k s' k H ỗnh.2.8. So saùnh caùc chu trỗnh nhióỷt lyù tổồớng vồùi caùc aùp suỏỳt cuọỳi khaùc nhau . tổồng õọỳi oi cuớa tuọỳc bin. Mỷt khaùc õọỹ ỏứm tng laỡm cho caùnh quaỷt bở rọự, maỡi moỡn, õọỹ ỏứm cuọỳi khọng õổồỹc vổồỹt quaù 14%. Cho nón khi tng aùp suỏỳt ban õỏửu cuợng cỏửn tng nhióỷt. giåïi hản chy ca kim loải s gim, cn täúc âäü ro s tàng. Cho nãn khi tàng nhiãût âäü ban âáưu ca håi thç phi sỉí dủng thẹp chëu nhiãût täút cho bäü quạ nhiãût, cạc âỉåìng äúng dáùn håi v pháưn âáưu. nhióỷt giaùng cổỷc õaỷi. Tuy vỏỷy khi nỏng aùp suỏỳt ban õỏửu P o vồùi nhióỷt õọỹ t o õaợ cho vaỡ aùp suỏỳt cuọỳi P k khọng õọứi thỗ seợ laỡm tng õọỹ ỏứm cuọỳi cuớa hồi xem (Hỗnh 2.5)