TỈÛ ÂÄÜNG HỌA QUẠ TRÇNH NHIÃÛT - PHÁƯN II 104 2.2- Bäü âiãưu chènh ạp sút thỉûc hiãûn qui lût âiãưu chènh I. Nhiãûm vủ giỉỵ P 2 = const 1- Mng ân häưi 2- Thanh dáùn 3- Van tiãút lỉu 4- Tay ân 5- Âäúi trng * P 2 tàng => P tàng -> âọng van => P 2 gim v ngỉåüc lải * Trảng thại cán bàòng P = q m P = P 2 . f q = a bG. => P 2 = f G a b . Váûy âäúi våïi bäü âiãưu chènh cho trỉåïc thç P 2 = const Khi thay âäøi âäü måí van 3 => ta thay âäøi täúc âäü chuøn dëch ca van âiãưu chènh. Váûy âãø thay âäøi trë säú K I ta thay âäøi âäü måí van 3 P1 P2 P q 1 3 2 4 a o b 5 P2 D(h) . Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III 141 CHặNG 2. MĩT S H THNG IệU CHẩNH THIT Bậ PHU TRONG PHN XặNG TUC BIN 1.1: Hóỷ thọỳng tổỷ õọỹng bỗnh khổớ khờ: Phaới giổợ mọi chỏỳt trong bỗnh ồớ traỷng thaùi baớo hoỡa => ta phaới giổợ caùc thọng sọỳ : Nhióỷt õọỹ baớo hoỡa: t bh ( Pbh) vaỡ mổùc nổồùc H Maỡ quaùn tờnh cuớa nhióỷt õọỹ lồùn hồn quaùn tờnh cuớa aùp suỏỳt. Nón Ta thổồỡng lỏỳy tờn hióỷu laỡ Pbh (mỷt khaùc vỗ Pbh phỏn bọỳ õióửu hồn) T BC mổùc nổồùc T Nổồùc ngổng Hồi Nổồc họứn hồỹp bọứ sung BC aùp suỏỳt P Hóỷ thọỳng õióửu chốnh mổùc nổồùc H trong bỗnh khổớ khờ . Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III 142 2.2: Hóỷ thọỳng õióửu chốnh tổỷ õọỹng bọỹ giaớm ọn giaớm aùp 2.3: Hóỷ thọỳng õióửu chốnh tổỷ õọỹng bỗnh gia nhióỷt Thọng sọỳ õióửu chốnh laỡ mổùc nổồùc trong bỗnh gia nhióỷt óứ õo mổùc nổồùc phaới duỡng phổồng phaùp khaùc Bĩ GIAM N GIAM AẽP BC nhióỷt õọỹ BC aùp suỏỳt Hồi nổồùc Nổồùc laỷnh T T P,t óỳn họỹ tióu duỡng T BC mổùc nổồùc Sang bỗnh khaùc BGN . Tặ ĩNG HOẽA QUAẽ TRầNH NHIT - PHệN III 143 BGN Bồm nổồùc P P = const . - 17 - CHặNG 2 CHU TRầNH NHIT VAè HIU SUT TUYT I CUA THIT Bậ TUC BIN HI NặẽC. 2.1- Chu trỗnh nhióỷt: Sồ õọử nguyón lyù cuớa thióỳt bở tuọỳc bin hồi nổồùc (Hỗnh 2.1) Mọi chỏỳt laỡm vióỷc laỡ hồi nổồùc. Sổỷ thay õọứi traỷng thaùi hồi trong chu trỗnh Renkin lyù tổồớng õổồỹc bióứu thở trón (Hỗnh 2.2). Bồm nổồùc cỏỳp 1 nỏng aùp suỏỳt cuớa nổồùc tồùi aùp suỏỳt P a vaỡ dỏựn vaỡo loỡ hồi 2. Cọng tióu hao cho 1 kg nổồùc cỏỳp laỡ L B . Quaù trỗnh neùn õúng entrọpi trong bồm õổồỹc bióứu thở trón õọử thở T-s bũng õổồỡng aa. Trong loỡ hồi nổồùc õổồỹc õun lón dổồùi aùp suỏỳt khọng õọứi õóỳn nhióỷt õọỹ sọi (õổồỡng ab) vaỡ bọỳc hồi (õổồỡng bc). Sau õoù hồi õi vaỡo bọỹ quaù nhióỷt 3, ồớ õoù nhióỷt õọỹ tng lón õóỳn T o . Quaù trỗnh cung cỏỳp nhióỷt trong bọỹ quaù nhióỷt dióựn ra dổồùi aùp suỏỳt khọng õọứi P o , cho nón lổồỹng nhióỷt cỏỳp vaỡo q 1 truyóửn cho nổồùc vaỡ hồi hoaỡn toaỡn õổồỹc tióu phờ cho vióỷc nỏng entanpi cuớa hồi vaỡ õọỳi vồùi 1 kg hồi seợ laỡ : q 1 = i o - i a Trong õoù : i o - Entanpi cuớa hồi khi ra khoới bọỹ quaù nhióỷt, kJ/kg i a - Entanpi cuớa nổồùc cỏỳp vaỡo loỡ hồi kJ/kg Nhióỷt truyóửn cho hồi trong loỡ hồi vaỡ trong bọỹ quaù nhióỷt õổồỹc bióứu thở bũng dióỷn tờch 1abcd21. L 3 4 5 6 2 1 q q 2 L 1 p , , , ti p , , i p , , p i a, a, i' Hỗnh.2.1. Sồ õọử nguyón lyù cuớa thióỳt bở nhióỷt nng 1 - Bồm nổồùc cỏỳp 2 - Loỡ hồi 3 - Bọỹ quaỳ nhióỷt 4 - Tuọỳc bin 5 - Bỗnh ngổng 6 - Maùy phaùt õióỷn T s 1 2 a a' b c d e T T Hỗnh.2.2. Chu trỗnh Renkin trón õọử thở T-s - 18 - Khi ra khoới bọỹ quaù nhióỷt vồùi entanpi i o hồi õổồỹc dỏựn vaỡo tuọỳc bin 4, giaợn nồớ vaỡ sinh cọng L T . ọỳi vồùi tuọỳc bin laỡm vióỷc khọng coù tọứn thỏỳt vaỡ khọng coù trao õọứi nhióỷt vồùi mọi trổồỡng bón ngoaỡi, quaù trỗnh giaợn nồớ hồi laỡ quaù trỗnh õoaỷn nhióỷt (õổồỡng de). Hồi thoaùt khoới tuọỳc bin seợ õi vaỡo bỗnh ngổng 5. õỏy vồùi aùp suỏỳt p k khọng õọứi seợ dióựn ra quaù trỗnh hồi nhaớ nhióỷt cho nổồùc laỡm maùt tuỏửn hoaỡn, hồi õổồỹc ngổng tuỷ laỷi thaỡnh nổồùc coù entanpi i k (quaù trỗnh ea) vaỡ õổồỹc bồm 1 bồm vaỡo loỡ hồi. Nhổ vỏỷy chu trỗnh cuớa hồi nổồùc trong nhaỡ maùy nhióỷt õióỷn laỡ mọỹt chu trỗnh kheùp kờn. Nhióỷt lổồỹng nhaớ ra tổỡ 1 kg hồi khi aùp suỏỳt trong bỗnh ngổng giổợ khọng õọứi õổồỹc xaùc õởnh bồới hióỷu sọỳ cuớa entanpi. q 2 = i k - i kt Trong õoù : i kt - Entanpi cuớa hồi thoaùt tổỡ tuọỳc bin sau khi giaợn nồớ õúng entrọpi i k - Entanpi cuớa nổồùc ngổng Cọng coù ờch lyù thuyóỳt cuớa 1 kg hồi bũng : l = q 1 - q 2 = (i o - i a ) - (i kt - i k ) = (i o - i kt ) - (i a - i k ) = l T - l B (2-1) Trong õoù : l T = i o - i kt - Cọng cuớa 1 kg hồi trong tuọỳc bin lyù tổồớng, vaỡ õổồỹc goỹi laỡ cọng lyù thuyóỳt. l B = i a - i k - Cọng tióu hao õóứ bồm 1 kg nổồùc vaỡo loỡ hồi. Dióỷn tờch coù gaỷch cheùo trón õọử thở T-s tổồng õổồng vồùi cọng l (H 2.2) 2.2- Hióỷu suỏỳt tuọỳc bin: Hióỷu suỏỳt tuyóỷt õọỳi Tyớ sọỳ cuớa cọng tuọỳc bin lyù tổồớng trón lổồỹng nhióỷt cỏỳp vaỡo goỹi laỡ hióỷu suỏỳt tuyóỷt õọỳi hay laỡ hióỷu suỏỳt nhióỷt, tổùc laỡ : t = 1 q l = ao kakto ii )'ii()ii( (2-2) Nóỳu thóm vaỡ bồùt õi õaỷi lổồỹng i k ồớ mỏựu sọỳ, ta coù : t = )'ii()'ii( )ii()ii( kako kakto Nóỳu boớ qua cọng duỡng õóứ keùo bồm thỗ hióỷu suỏỳt tuyóỷt õọỳi cuớa chu trỗnh lyù tổồớng seợ laỡ : t = ii ii okt ok ' (2-3) - 19 - Trong õoù : h o = i o - i kt - Nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt cuớa tuọỳc bin õổồỹc xaùc õởnh dóự daỡng trón õọử thở i-s (Hỗnh 2.3) Khi quaù trỗnh giaợn nồớ hồi kóỳt thuùc ồớ vuỡng hồi ỏứm thỗ nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt cuợng coù thóứ tờnh theo cọng thổùc : h o = i o - i k - T k (s o - s k ) Caùc kyù hióỷu xem hỗnh (H.2.4). Vaỡ t = 1 - Ts s ii ko k ok () ' ' (2-4) Nóỳu quaù trỗnh giaợn nồớ kóỳt thuùc ồớ vuỡng hồi quaù nhióỷt thỗ coù thóứ tờnh h o theo phổồng trỗnh cuớa khờ lyù tổồớng : h o = k k pv p p oo k o k k 1 1 1 (2-5) ọỳi vồùi hồi quaù nhióỷt k = 1,3 p o v o - Tờch cuớa caùc thọng sọỳ hồi ban õỏửu, õổồỹc xaùc õởnh theo baớng hồi nổồùc p k - Aẽp suỏỳt cuọỳi cuớa quaù trỗnh giaợn nồớ õoaỷn nhióỷt. T a a' b c d e 1 2 s T S - s e' 2' S' Hỗnh.2.4. Chu trỗnh nhióỷt thổỷc tóỳ trón õọử thở T-s T i i i t p t p t i a h o = i o - i k t h i = i o - i k s Hỗnh.2.3. Quùa trỗnh giaợn nồớ hồi trong tuọỳc bin trón õọử thở i-s - 20 - Hióỷu suỏỳt trong tổồng õọỳi Trong thổỷc tóỳ quaù trỗnh giaợn nồớ hồi trong tuọỳc bin laỡ quaù trỗnh khọng thuỏỷn nghởch, bồới vỗ sổỷ chuyóứn õọỹng cuớa hồi trong phỏửn chaớy luọn keỡm theo tọứn thỏỳt cọng õaùng kóứ. Cho nón õổồỡng quaù trỗnh giaợn nồớ trón õọử thở i-s lóỷch khoới õổồỡng thúng entrọpi (Hỗnh 2.3) vaỡ trón õọử thở T-s (Hỗnh 2.4) vóử hổồùng tng entrọpi. Do tng entrọpi cuớa hồi thoaùt khi aùp suỏỳt khọng thay õọứi nón entanpi cuớa noù tng lón, hióỷu sọỳ cuớa entanpi õỏửu vaỡ cuọỳi õỷc trổng cho cọng thổỷc tóỳ do 1 kg hồi trong tuọỳc bin sinh ra seợ giaớm xuọỳng vaỡ bũng : l i = h i = i o - i k Cọng thổỷc tóỳ do 1 kg hồi trong tuọỳc bin sinh ra õổồỹc goỹi laỡ nhióỷt giaùng sổớ duỷng cuớa tuọỳc bin (h i ) Trón õọử thở T-s quaù trỗnh giaợn nồớ thổỷc õổồỹc bióứu thở bũng õổồỡng de (Hỗnh2.4). Nhióỷt cỏỳp cho loỡ hồi bũng dióỷn tờch 1abcd21, nhióỷt cỏỳp cho nổồùc laỡm maùt (nổồùc tuỏửn hoaỡn) bỗnh ngổng , q 2 = 1ae21, tng so vồùi nhióỷt cuớa chu trỗnh lyù tổồớng, coỡn cọng do hồi trong tuọỳc bin sinh ra seợ giaớm vaỡ bũng h i = q 1 - q 2 hay laỡ bũng hióỷu sọỳ cuớa caùc dióỷn tờch : aabcdea - 2e e22 h o - T k s (2-6) Dióỷn tờch sau cuỡng laỡ nhióỷt lổồỹng cỏỳp cho nổồùc tuỏửn hoaỡn, õỷc trổng cho caùc tọứn thỏỳt khi hồi giaợn nồớ trong tuọỳc bin. Trong trổồỡng hồỹp naỡy, khi õióứm cuọỳi cuớa quaù trỗnh giaợn nồớ nũm ồớ vuỡng hồi ỏứm, thỗ nhióỷt lổồỹng ỏỳy seợ bũng T k s, trong õoù, s - Gia sọỳ entrọpi do tọứn thỏỳt khi hồi giaợn nồớ trong tuọỳc bin gỏy nón . Tyớ sọỳ cuớa nhióỷt giaùng sổớ duỷng h i trón nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt h o goỹi laỡ hióỷu suỏỳt trong tổồng õọỳi cuớa tuọỳc bin. oi = h h l l i o i o = (2-7) ọỳi vồùi trổồỡng hồỹp giaợn nồớ trong vuỡng hồi ỏứm oi = 1 - Ts h k o ọửng thồỡi cuợng coù thóứ bióứu thở s = h T o k (1 - oi ) Hióỷu suỏỳt trong tổồng õọỳi cuợng coù thóứ tỗm õổồỹc bũng caùch so saùnh cọng suỏỳt do hồi sinh ra trong tuọỳc bin vồùi cọng suỏỳt lyù tổồớng cuớa maùy. oi = o i o i P P Gl Gl = - 21 - Hióỷu suỏỳt trong tuyóỷt õọỳi Tyớ sọỳ cuớa nhióỷt giaùng sổớ duỷng trón nhióỷt lổồỹng cung cỏỳp cho 1 kg mọi chỏỳt trong loỡ hồi q 1 goỹi laỡ hióỷu suỏỳt trong tuyóỷt õọỳi cuớa tuọỳc bin. i = l q i i = h ii i ok ' = () hh hi i io oo k ' = oi t (2-8) Cuợng coù thóứ dióựn õaỷt theo tyớ sọỳ cọng suỏỳt trong cuớa tuọỳc bin trón nhióỷt lổồỹng trong mọỹt giỏy Q cỏỳp cho mọi chỏỳt trong loỡ hồi : i = Gq Gl i i = Gq P i i = Q P i (2-8') Hióỷu suỏỳt cồ khờ: Khọng phaới tỏỳt caớ cọng suỏỳt do hồi sinh ra õóửu õổồỹc cung cỏỳp cho họỹ tióu thuỷ, vỗ mọỹt phỏửn cọng suỏỳt phaới chi phờ õóứ thừng caùc tọứn thỏỳt cồ khờ P m . Cọng suỏỳt hióỷu duỷng P e trón khồùp truỷc nọỳi tuọỳc bin vồùi maùy õổồỹc truyóửn õọỹng beù hồn cọng suỏỳt trong tuọỳc bin P i mọỹt õaỷi lổồỹng bũng giaù trở cuớa caùc tọứn thỏỳt cồ khờ P m . Pe = P i - P m Tyớ sọỳ cuớa cọng suỏỳt hióỷu duỷng trón cọng suỏỳt trong goỹi laỡ hióỷu suỏỳt cồ khờ : m = i e P P (2-9) Hióỷu suỏỳt hióỷu duỷng tổồng õọỳi: Cọng suỏỳt lyù thuyóỳt cuớa tuọỳc bin lyù tổồớng õổồỹc xaùc õởnh theo phổồng trỗnh : P o = G.h o (2-10) Trong õoù : h o - Nhióỷt giaùng lyù thuyóỳt Tyớ sọỳ cuớa cọng suỏỳt hióỷu duỷng trón cọng suỏỳt lyù thuyóỳt goỹi laỡ hióỷu suỏỳt hióỷu duỷng tổồng õọỳi. moi io ei o e oe PP PP P P === (2-11) Hióỷu suỏỳt hióỷu duỷng tuyóỷt õọỳi : Tyớ sọỳ cọng suỏỳt hióỷu duỷng cuớa tuọỳc bin trón lổồỹng nhióỷt cung cỏỳp trong loỡ hồi goỹi laỡ hióỷu suỏỳt hióỷu duỷng tuyóỷt õọỳi thióỳt bở tuọỳc bin : - 22 - oetmoitmi i eie e QP PP Q P ===== (2-12) Hióỷu suỏỳt maùy phaùt õióỷn: Nóỳu trong tuọỳc bin duỡng õóứ truyóửn õọỹng maùy phaùt õióỷn thỗ cọng suỏỳt P E phaùt ra tổỡ õỏửu dỏy maùy phaùt seợ beù hồn cọng suỏỳt hióỷu duỷng mọỹt õaỷi lổồỹng bũng giaù trở tọứn thỏỳt P G cuớa maùy phaùt : P E = P e - P G Tyớ sọỳ cuớa cọng suỏỳt õióỷn ồớ õỏửu dỏy maùy phaùt trón cọng suỏỳt hióỷu duỷng goỹi laỡ hióỷu suỏỳt maùy phaùt õióỷn. e E G P P = (2-13) Hióỷu suỏỳt õióỷn tổồng õọỳi Tyớ sọỳ cuớa cọng suỏỳt õióỷn cuớa maùy phaùt trón cọng suỏỳt lyù thuyóỳt cuớa tuọỳc bin lyù tổồớng goỹi laỡ hióỷỷu suỏỳt õióỷn tổồng õọỳi. GmoiGoe o e e o e oG P P P P ==== (2-14) Hióỷu suỏỳt õióỷn tuyóỷt õọỳi Tyớ sọỳ cuớa cọng suỏỳt õióỷn (tờnh bũng õồn vở nhióỷt) trón nhióỷt lổồỹng cung cỏỳp vaỡo loỡ hồi goỹi laỡ hióỷu suỏỳt õióỷn tuyóỷt õọỳi GmoitGe e G E E Gq P Gq P ==== 11 (2-15) Tổỡ (2-15) thỏỳy rũng : coù hai con õổồỡng tng hióỷu quaớ kinh tóỳ cuớa thióỳt bở. Con õổồỡng thổù nhỏỳt laỡ tng hióỷu suỏỳt nhióỷt cuớa chu trỗnh bũng caùch nỏng cao hióỷu sọỳ nhióỷt õọỹ trung bỗnh khi cung cỏỳp nhióỷt vaỡo loỡ hồi (nguọửn noỳng) vaỡ nhióỷt õọỹ khi thaới nhióỷt trong bỗnh ngổng (nguọửn laỷnh). Con õổồỡng thổù hai laỡ hoaỡn thióỷn cỏỳu taỷo cuớa tuọỳc bin vaỡ maùy phaùt, chuớ yóỳu laỡ giaớm bồùt tọứn thỏỳt trong phỏửn chaớy cuớa tuọỳc bin, cuợng nhổ giaớm tọứn thỏỳt cồ khờ vaỡ tọứn thỏỳt trong maùy phaùt. Ngổồỡi vỏỷn haỡnh coù nhióỷm vuỷ baớo õaớm hióỷu suỏỳt tọỳi õa cuớa thióỳt bở trong thồỡi gian laỡm vióỷc lỏu daỡi. Muọỳn vỏỷy phaới duy trỗ caù c thọng sọỳ õởnh mổùc cuớa quaù trỗnh nhióỷt, trọng coi cỏứn thỏỷn vaỡ õởnh kyỡ sổớa chổợa tuọỳc bin. Nhổợng hióỷu suỏỳt vaỡ cọng suỏỳt õaợ phỏn loaỷi trón kia õổồỹc ghi trong baớng 1-1 . Hỗnh.2.3. Quùa trỗnh giaợn nồớ hồi trong tuọỳc bin trón õọử thở i-s - 20 - Hióỷu suỏỳt trong tổồng õọỳi Trong thổỷc tóỳ quaù trỗnh giaợn nồớ hồi trong tuọỳc bin laỡ quaù trỗnh khọng. i a Trong õoù : i o - Entanpi cuớa hồi khi ra khoới bọỹ quaù nhióỷt, kJ/kg i a - Entanpi cuớa nổồùc cỏỳp vaỡo loỡ hồi kJ/kg Nhióỷt truyóửn cho hồi trong loỡ hồi vaỡ trong bọỹ. - PHệN III 141 CHặNG 2. MĩT S H THNG IệU CHẩNH THIT Bậ PHU TRONG PHN XặNG TUC BIN 1.1: Hóỷ thọỳng tổỷ õọỹng bỗnh khổớ khờ: Phaới giổợ mọi chỏỳt trong