Nghiên cứu chu trình kết hợp tuabin hơi nâng cao hiệu suất nhà máy điện MHD

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN HỮU NHẬT NGHIÊN CỨU CHU TRÌNH KẾT HỢP TUABIN HƠI NÂNG CAO HIỆU SUẤT NHÀ MÁY ĐIỆN MHD NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 S K C0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN HỮU NHẬT NGHIÊN CỨU CHU TRÌNH KẾT HỢP TUABIN HƠI NÂNG CAO HIỆU SUẤT NHÀ MÁY ĐIỆN MHD NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN - 60520202 Hƣớng dẫn khoa học: TS LÊ CHÍ KIÊN Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015 LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Trần Hữu Nhật Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 22/09/1988 Nơi sinh: TP Hồ Chí Minh Quê quán: TP Hồ Chí Minh Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 276C, Tỉnh lộ 15, Ấp Phú Lợi, Xã Phú Hòa Đông, Huyện Củ Chi, TP Hồ Chí Minh Điện thoại: 0977080171 Email: tranhuunhat@gmail.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Nơi học (trƣờng, thành phố): Ngành học: Thời gian đào tạo từ ……/…… đến ……/ …… Đại học: Hệ đào tạo: Đại học quy Thời gian đào tạo từ: 09/2007 đến 4/2013 Nơi học (trƣờng, thành phố): Đại học Tôn Đƣ́c Thắ ng TP Hồ Chí Minh Ngành học: Hê ̣ Thố ng Điê ̣n Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án thi tốt nghiệp: Ngƣời hƣớng dẫn: ii LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 10 năm 2015 Trần Hữu Nhật ii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành với trân trọng lòng biết ơn sâu sắc đến quý lãnh đạo nhà trường Đặc biệt, em xin cám ơn Thầy TS LÊ CHÍ KIÊN, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM, tận tình hướng dẫn để em có thể hoàn thành luận văn Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể quí Thầy Cô khoa Điện – Điê ̣n tử trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Tp HCM tận tình , hết lòng giúp đỡ tạo điều kiện cho em thời gian học tập thực luận văn Xin cảm ơn gia đình , bạn bè động viên , ủng hộ giúp đỡ suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn Một lần nữa, em xin kính chúc quý thầy cô, bạn bè gia đình hạnh phúc tràn đầy sức khỏe./ Học viên thực Trần Hữu Nhật iii TÓM TẮT Việt nam quốc gia phát triển kinh tế nên nhu cầu lƣợng ngày phát triển theo phải kể đến lƣợng điện Nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày cạn kiệt Các nguồn lƣợng nhƣ: lƣợng gió, lƣợng mặt trời, lƣợng địa nhiệt,… Các nguồn lƣợng đƣợc nghiên cứu đầu tƣ ứng dụng nhiều nƣớc giới nƣớc ta Trong tƣơng lai thay hoàn toàn cho nguồn lƣợng hóa thạch Để đáp ứng đƣợc nhu cầu điện năng, đồi hỏi ngƣời ta phải tìm cách nâng cao hiệu suất nhà máy điện tận dụng nguồn lƣợng Một phƣơng pháp nhằm nâng cao hiệu suất nhà máy điện dùng chu trình kết hợp thay cho chu trình đơn đƣợc phân tích báo cáo nhiều hội thảo Nhiệm vụ luận văn phân tích chu trình kết hợp gồm máy phát điện từ thủy động lực (MHD) dạng đĩa phát điện W1, nguồn nhiệt lại sau khỏi máy phát MHD kết hợp với nguồn nhiệt mặt trời đƣợc đƣa vào chu trình tuabin khí phát điện W2, nguồn nhiệt sau khỏi tuabin khí cao đƣợc đƣa vào chu trình tuabin phát điện W3 Các kết tính toán mô luận văn cho thấy hiệu suất chu trình kết hợp đƣợc nâng lên đáng kể so với chu trình kết hợp khác chu trình đơn đƣợc nghiên cứu trƣớc iii ABSTRACT Vietnam is a developing country where it demands the growth of the economy energy which includes electrical energy Fossil fuels are running out Clean energy sources such as wind energy, solar energy, geothermal energy, etc The source of this energy is being invested in research and applications in many countries and in our country In the future, it can completely replace fossil energy sources In order to meet electricity demand, which requires people to find ways to improve the efficiency of power plants and make use of new energy sources One of the methods to improve power plant efficiency is to use combined cycle alternative with single cycle This method was analyzed and reported a lot in the seminar The task of this essay is to analyze the combined cycle generator consists of magnetohydrodynamic (MHD) disc and emits power W1, remaining heat source after MHD generator combined with solar heat source is included in the gas turbine cycle and emits power W2, after the heat source from the gas turbine is still highly used, it is put into the steam turbine cycle and emits power W3 The results of the simulation calculations in this thesis shows that combined cycle performance is improved substantially compared with other combined cycle or single cycle has been studied previously v MỤC LỤC Trang LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv ABSTRACT v MỤC LỤC vi DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHƢ̃ VIẾT TẮT vii DANH SÁCH CÁC HÌNH viii DANH SÁCH CÁC BẢNG ix Chƣơng TỒNGQUAN 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.2 CÁC VẤN ĐỀ ĐÃ ĐƢỢC NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT ĐỀ TÀI 1.3 NHIÊM ̣ VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU .6 1.5 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CƢ́U 1.6 CÁC BƢỚC TIẾN HÀNH 1.7 ĐIỂM MỚI CỦA ĐỀ TÀI 1.8 GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 KHÁI NIỆM VỀ TỪ THỦY ĐỘNG LỰC HỌC 2.2 MÁY PHÁT TƢ̀ THỦY ĐỘNG LƢ̣C HỌC 2.3 CÁC LOẠI MÁY PHÁT .10 2.3.1 Máy phát Faraday 10 2.3.2 Máy phát Hall 11 2.3.3 Máy phát dạng đĩa .12 2.4 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY PHÁT MHD 12 2.5 HỆ THỐNG MHD DÙNG THAN .14 vi 2.6 HIỆU SUẤT ĐIỆN 15 2.7 HIỆU SUẤT CỦA MÁY PHÁT 17 2.8 MÁY NÉN 17 2.9 CHU TRÌNH MHD 18 2.10 HỆ THỐNG NHIỆT MẶT TRỜI 19 2.10.1 Nhà máy điện thu nhiệt mặt trời dạng máng parabol .19 2.10.2 Nhà máy điện thu nhiệt mặt trời dạng tháp 23 2.10.3 Nhà máy điện thu nhiệt mặt trời dạng đĩa 27 2.10.4 Nhà máy điện thu nhiệt mặt trời dạng ống khói .28 Chƣơng PHÂN TÍCH CHU TRÌNH 31 3.1 HỆ THỐNG MHD DỰA TRÊN CHU TRÌNH KẾT HỢP 31 3.2 CHU TRÌNH RANKINE .33 3.3 XÂY DỰNG CHU TRÌNH MHD - TUABIN HƠI .34 3.4 PHÂN TÍCH CÁC KHỐI TRONG CHU TRÌNH .37 3.4.1 Phân tích máy phát điện MHD 37 3.4.2 Phân tích gia nhiệt từ mặt trời 39 3.4.3 Phân tích thiết bị làm lạnh 40 3.4.4 Phân tích máy nén .40 3.4.5 Phân tích tuabin khí .42 3.4.6 Phân tích chu trình 43 3.5 TÍNH ENTROPY 45 Chƣơng TÍNH TOÁN VÀ MÔ PHỎNG CÁC THÔNG SỐ CHU TRÌNH 47 4.1 BÀI TOÁN 47 4.1.1 Dữ liệu ban đầu 47 4.1.2 Kết tính toán 48 4.1.3 Hiệu suất chu trình 49 4.1.4 So sánh kết 50 4.1.5 Kết tính toán T3=2100°K 50 4.1.6 Kết tính toán T3=2400°K 52 4.1.7 So sánh kết 53 4.2 BÀI TOÁN 55 4.2.1 Dữ liệu ban đầu 55 4.2.2 Kết tính toán T6=350°K .56 4.2.3 Kết tính toán T6=400°K 58 4.2.4 Nhận xét kết đạt đƣợc toán 59 4.3 NHẬN XÉT HAI BÀI TOÁN .61 vi Chƣơng KẾT LUẬN 62 5.1 KẾT LUẬN 62 5.2 HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .63 TÀI LIỆU THAM KHẢO .64 PHỤ LỤC 66 vi DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT MHD: magnetohydrodynamic u: thành phần vận tốc E: điện trƣờng B: từ trƣờng (T) U: nội chất khí J: mật độ dòng điện  : điện dẫn suất  :tổng điện trƣờng suất điện động từ trƣờng quay w: tần số cyclotron pe: áp suất electron Te: nhiệt độ electron  : khối lƣợng riêng d: đạo hàm R: số chất khí (R=k/m)  : độ nhớt h: enthalpy A: tiết diện M: khối lƣợng lƣu chất W: điện K: hệ số tải(K=E/uB)  e : hiệu suất điện  g : hiệu suất máy phát  p : hiệu suất polytropic vii v: vectơ vận tốc Qi: nhiệt lƣợng nút thứ i (MW) Ti: nhiệt độ nút thứ i (oK) Pi : Áp suất nút thứ i (at) Cp : Nhiệt dung riêng chất khí (J/KgK)  : Hệ số nhiệt chất khí  : Hiệu suất Q : Tổn thất nhiệt lƣợng C : Tỉ số nén máy nén  S : Tỉ số nén tầng nén N : Tầng số nén To: Tỉ số nhiệt độ ra- vào máy nén Ts: Tỉ số nhiệt độ ra- vào tầng nén Tt: Tỉ số nhiệt độ ra- vào tuabin Tts: Tỉ số nhiệt độ ra- vào tuabin  t : Tỉ số áp suất ra- vào tuabin  tS : Tỉ số áp suất ra- vào tuabin G : Lƣu lƣợng chất khí qua máy phát MHD T : Độ chênh lệch nhiệt độ PMHD : Điện khỏi máy phát MHD PC : Năng lƣợng máy nén cần Pion : Năng lƣợng cần thiết để ion hóa chất khí W1 : Điện lên lƣới sau chu trình MHD W2 : Điện lên lƣới sau chu trình Brayton (tuabin khí) W3 : Điện lên lƣới sau chu trình Rankine (tuabin hơi) Tref : Nhiệt độ lấy mẫu (°K) Pref : Áp suất lấy mẫu (at) Si : Entropy vii DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống phát điện MHD chu trình kín .4 Hình 1.2: Hệ thống phát điện MHD kết hợp tuabin khí Hình 2.1: Cấ u ta ̣o máy phát điê ̣n MHD .8 Hình 2.2: Nguyên lý máy phát MHD 10 Hình 2.3: Máy phát Faraday 11 Hình 2.4: Máy phát Hall .11 Hình 2.5: Máy phát dạng đĩa 12 Hình 2.6: Sơ đồ mạch nhà máy MHD 15 Hình 2.7: Máy nén ly tâm .17 Hình 2.8: Máy nén dòng chảy dọc trục 18 Hình 2.9: Cấu tạo nhà máy điện dạng hình máng parabol 19 Hình 2.10: Bộ thu ánh sáng lƣợng mặt trời 20 Hình 2.11: Nguyên lý hoạt động 21 Hình 2.12: Nhà máy điện đảm bảo cung cấp điện ngày với hỗ trợ bồn nhiệt 22 Hình 2.13: Loại bình chứa không áp suất 24 Hình 2.14: Nhà máy điện với bình chứa áp suất .25 Hình 2.15: Năng lƣợng mặt trời dạng tháp kết hợp chu trình Brayton-Rankine 25 Hình 2.16: Nhà máy điện Almeria, Tây Ban Nha .26 Hình 2.17: Nhà máy 10 kW Almeria Tây Ban Nha 28 Hình 2.18: Nhà máy điện thu nhiệt mặt trời dạng ống khói 30 Hình 3.1: Sơ đồ hệ thống MHD dựa chu trình kết hợp .31 Hình 3.2: Chu trình rankine 33 vii Hình 3.3: Đồ trị T-S chu trình Rankine 33 Hình 3.4: Hệ thống MHD kết hợp tuabin 35 Hình 4.1: Đồ thị T-S với T3=1800°K .49 Hình 4.2: Đồ thị T-S với T3=2100°K 51 Hình 4.3: Đồ thị T S với T3=2400°K 53 Hình 4.4: Biểu đồ thể quan hệ hiệu suất chu trình nhiệt độ vào máy phát MHD (T3) .54 Hình 4.5: Đồ thị T-S với T6=350°K .57 Hình 4.6: Đồ thị T-S với T6=400°K 59 Hình 4.7: Đồ thị T-S chu trình với T6=300°K(xanh dƣơng), 350°K (xanh lục), 400°K(đỏ) .60 Hình 4.8: Biểu đồ thể quan hệ hiệu suất chu trình nhiệt độ vào máy nén (T6) 60 vii DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang Bảng 4.1: Dữ liệu ban đầu toán 47 Bảng 4.2: Kết tính toán với T3=1800°K .48 Bảng 4.3: Kết tính toán với T3=2100°K 50 Bảng 4.4: Kết tính toán với T3=2100°K .52 Bảng 4.5: Dữ liệu ban đầu toán 55 Bảng 4.6: Kết tính toán với T6=350°K 56 Bảng 4.7: Kết tính toán với T6=400°K 58 ix LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Lê Chí Kiên Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Việt nam quốc gia phát triển kinh tế nên nhu cầu lƣợng ngày phát triển theo phải kể đến lƣợng điện Để đáp ứng đƣợc nhu cầu điện năng, Chính phủ Việt Nam đề mục tiêu cụ thể sản xuất nhập cho ngành điện Trong giai đoạn 2010-2020 tầm nhìn 2030 mục tiêu bao gồm: Sản xuất nhập tổng cộng 194-210 tỉ kWh đến năm 2015, 330-362 tỉ kWh năm 2020, 695-834 tỉ kWh năm 2030 Đẩy nhanh chƣơng trình điện khí hoá nông thôn miền núi đảm bảo đến năm 2020 hầu hết số hộ dân nông thôn có điện Đa dạng hoá nguồn sản xuất điện nội địa bao gồm nguồn điện truyền thống (nhƣ than ga) nguồn điện (nhƣ Năng lƣợng tái tạo điện nguyên tử), phát triển cân đối công suất nguồn miền: Bắc Trung Nam, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện hệ thống điện miền nhằm giảm tổn thất truyền tải, chia sẻ công suất nguồn dự trữ khai thác hiệu nhà máy thuỷ điện mùa, phát triển nguồn điện đôi với đổi công nghệ nhà máy vận hành, đa dạng hoá hình thức đầu tƣ phát triển nguồn điện nhằm tăng cƣờng cạnh tranh nâng cao hiệu kinh tế Các nguồn lƣợng nhƣ: lƣợng gió, lƣợng mặt trời, lƣợng địa nhiệt,… Các nguồn lƣợng đƣợc nghiên cứu đầu tƣ ứng dụng nhiều nƣớc giới nƣớc ta, tƣơng lai thay hoàn toàn cho nguồn lƣợng hóa thạch nhƣng giá thành cao nên lƣợng hóa thạch nguồn lƣợng chiếm mạnh nƣớc ta Cơ cấu nguồn điện cho giai đoạn 2010-2020 tầm nhìn 2030, Nguồn điện quan trọng than nhiệt điện Nguồn lƣợng hóa thạch, quà quý báu thiên nhiên ban tặng cho ngƣời ngày cạn kiệt Do việc sử dụng tốt nguồn nhiệt vô quan trọng để nâng cao hiệu suất nhà máy điện Từ đề tài HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Lê Chí Kiên nghiên cứu chu trình kết hợp tuabin nâng cao hiệu suất nhà máy điện MHD (Magnetohydrodynamics) 1.2 CÁC VẤN ĐỀ ĐÃ ĐƢỢC NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT ĐỀ TÀI Trong nghiên cứu hệ thống phát điện MHD có nhiều nghiên cứu đƣợc công bố, có nghiên cứu [1] Lê Chí Kiên, Hishikawa, Nob Harada đại học Nagaoka Niigata nhật vấn đề hệ thống phát điện MHD chu trình kín đƣợc báo cáo với hiệu suất dự kiến 55,2% Nghiên cứu cho thấy hệ thống phát điện MHD chu trình kín phù hợp với lò phản ứng hạt nhân với nhiệt độ cao không gây ô nhiễm môi trƣờng Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống phát điện MHD chu trình kín Tất hệ thống phát điện MHD đƣợc nghiên cứu phát triển để đạt hiệu cao sản xuất điện với ƣu điểm hiệu suất đƣợc nâng cao lên, không ô nhiễm môi trƣờng, công suất điện lên lƣới cao Điển hình nghiên cứu [3] Đỗ huỳnh HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Lê Chí Kiên phong đƣợc báo cáo trƣờng đại học sƣ phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh vấn đề hệ thống phát điện MHD kết hợp tuabin khí Nghiên cứu dựa sở nghiên cứu hệ thống phát điện MHD chu trình kín Lê Chí Kiên, Hishikawa, Nob Harada đại học Nagaoka Niigata nhật Nghiên cứu nâng cao hiệu suất kết hợp với tuabin khí Qin Nguồn nhiệt ION Điện lên lưới W1 MHD Điều phối 2A Trao đổi nhiệt Điện lên lưới W2 Làm lạnh Máy nén Máy phát tuabin khí Động Hình 1.2: Hệ thống phát điện MHD kết hợp tuabin khí Lƣợng nhiệt sau qua tuabin khí cao nên đề xuất cần phải tận dụng tối đa nguồn nhiệt để nâng cao sản xuất điện Từ mà đề tài nghiên cứu hệ thống phát điện MHD kết hợp tuabin đƣợc nghiên cứu để nâng cao sản xuất điện lên lƣới hiệu suất toàn nhà máy 1.3 NHIỆM VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI  Nghiên cƣ́u nguyên lý phát điện từ thủy động lực học  Nghiên cƣ́u nhƣ̃ng thành phầ n chu trình phát điện MHD kết hợp tuabin HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Lê Chí Kiên  Phân tích trình truyền nhiệt chu trình, tính toán, mô từ tính hiệu suất nhà máy điện MHD-tuabin  Đề tài phân tích, tính toán mô mô hình số, đủ điều kiện để thực nghiệm, chủ yếu phân tích trình truyền nhiệt, không phân tích cấu tạo MHD 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU  Nghiên cƣ́u nguyên lý phát điện từ thủy động lực học , nhƣ̃ng thành phầ n chu trình phát điện MHD kết hợp tuabin hơi, phân tích trình truyền nhiệt chu trình, tính toán, mô từ tính hiệu suất nhà máy điện MHD 1.5 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CƢ́U  Thu thâ ̣p, đo ̣c hiể u nhƣ̃ng tài liệu , nhƣ̃ng bài báo nƣớc và quố c tế , nhƣ̃ng tài liệu từ internet liên quan  Phân tích, tổ ng hơ ̣p 1.6 CÁC BƢỚC TIẾN HÀNH  Thu thâ ̣p, chọn lọc, đo ̣c hiể u nhƣ̃ng tài liê ̣u liên quan  Nghiên cƣ́u, phân tích nhƣ̃ng da ̣ng chu trình, nhƣ̃ng thành phầ n chu trình  Xây dƣ̣ng chu trình, phân tích, tính toán mô thông số chu trình 1.7 ĐIỂM MỚI CỦ A ĐỀ TÀ I  Phân tić h nhƣ̃ng thành phần ảnh hƣởng đế n chu trình làm việc  Tính toán hiệu suất chu trình tuabin từ đề xuất giải pháp nâng cao hiệu suất nhà máy HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Lê Chí Kiên 1.8 GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI  Kế t quả đề tài nghiên cƣ́u có thể áp du ̣ng cho công tác nghiên cƣ́u nâng cao hiệu suất nhà máy điện MHD - tuabin  Tài liệu kết nghiên cứu đƣợc phục vụ nghiên cứu mức độ cao HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Lê Chí Kiên Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 KHÁI NIỆM VỀ TỪ THỦY ĐỘNG LỰC HỌC Máy phát điện từ thủy động lực học (hay máy phát từ thủy động học) hệ thống chuyển nhiệt hay động trực tiếp thành điện năng, dựa nguyên lý từ thủy động học Chúng thƣờng có khả làm việc nhiệt độ cao không cần có chi tiết phải bôi trơn Khí thải hệ thống nhƣ thƣờng plasma nóng tái sử dụng để cung cấp nhiệt cho hệ thống nhiệt điện truyền thống (nhƣ máy phát điện nƣớc) Trong máy phát điện từ thủy động học, chuyển động dòng chất dẫn điện plasma đƣợc sử dụng để tạo dòng điện Mặc dù đƣợc phát triển để sử dụng cho nguồn nhiên liệu hóa thạch thông dụng để cung cấp nhiệt cho hoạt động, phƣơng pháp phát điện truyền thống chiếm ƣu công nghệ rẻ hơn[13] Về mă ̣t nhiê ̣t đô ̣ng lƣ̣c ho ̣c các máy phát điê ̣n tƣ̀ thủy đô ̣ng lƣ̣c thƣờng hoa ̣t đô ̣ng theo chu kỳ Brayton và có hiê ̣u suấ t tƣơng đƣơng với chu trin ̀ h carnot điề u kiê ̣n lý tƣởng Hiê ̣u suấ t của MHD phu ̣ thuộc vào chênh lê ̣ch nhiê ̣t đô ̣ giƣ̃a nguồ n nóng và nguồ n lạnh Hình 2.1: Cấu tạo máy phát điện MHD HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t [...]... Chí Kiên nghiên cứu chu trình kết hợp tuabin hơi nâng cao hiệu suất nhà máy điện MHD (Magnetohydrodynamics) 1.2 CÁC VẤN ĐỀ ĐÃ ĐƢỢC NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT ĐỀ TÀI Trong các nghiên cứu về hệ thống phát điện MHD thì có rất nhiều nghiên cứu đã đƣợc công bố, trong đó có nghiên cứu [1] của Lê Chí Kiên, Hishikawa, Nob Harada tại đại học Nagaoka Niigata nhật bản về vấn đề hệ thống phát điện MHD chu trình kín... xuất điện năng Từ đó mà đề tài nghiên cứu về hệ thống phát điện MHD kết hợp tuabin hơi đƣợc nghiên cứu để nâng cao sản xuất điện năng lên lƣới và hiệu suất toàn nhà máy 1.3 NHIỆM VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI  Nghiên cƣ́u nguyên lý phát điện của từ thủy động lực học  Nghiên cƣ́u nhƣ̃ng thành phầ n trong chu trình phát điện MHD kết hợp tuabin HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t hơi 5 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD:... nhật bản Nghiên cứu này đã nâng cao hiệu suất hơn khi kết hợp với tuabin khí Qin Nguồn nhiệt ION 3 Điện lên lưới 4 W1 MHD Điều phối 2A Trao đổi nhiệt 2 Điện lên lưới W2 5 1 Làm lạnh Máy nén Máy phát 6 tuabin khí Động cơ Hình 1.2: Hệ thống phát điện MHD kết hợp tuabin khí Lƣợng nhiệt sau khi qua tuabin khí vẫn còn rất cao nên đề xuất cần phải tận dụng tối đa nguồn nhiệt để nâng cao sản xuất điện năng... đƣợc báo cáo với hiệu suất dự kiến là 55,2% Nghiên cứu này cho thấy hệ thống phát điện MHD chu trình kín phù hợp với lò phản ứng hạt nhân với nhiệt độ cao và không gây ô nhiễm môi trƣờng Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống phát điện MHD chu trình kín Tất cả các hệ thống phát điện MHD có thể đƣợc nghiên cứu phát triển để đạt hiệu quả cao hơn trong sản xuất điện năng với ƣu điểm hiệu suất đƣợc nâng cao lên, không... sau chu trình MHD W2 : Điện năng lên lƣới sau chu trình Brayton (tuabin khí) W3 : Điện năng lên lƣới sau chu trình Rankine (tuabin hơi) Tref : Nhiệt độ lấy mẫu (°K) Pref : Áp suất lấy mẫu (at) Si : Entropy vii DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 1.1: Sơ đồ hệ thống phát điện MHD chu trình kín .4 Hình 1.2: Hệ thống phát điện MHD kết hợp tuabin khí 5 Hình 2.1: Cấ u ta ̣o máy phát điê ̣n MHD. .. nhƣ̃ng tài liê ̣u liên quan  Nghiên cƣ́u, phân tích nhƣ̃ng da ̣ng chu trình, nhƣ̃ng thành phầ n chu trình  Xây dƣ̣ng chu trình, phân tích, tính toán và mô phỏng thông số chu trình 1.7 ĐIỂM MỚI CỦ A ĐỀ TÀ I  Phân tić h nhƣ̃ng thành phần ảnh hƣởng đế n chu trình làm việc  Tính toán hiệu suất chu trình tuabin hơi từ đó đề xuất giải pháp nâng cao hiệu suất nhà máy HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t... Kế t quả đề tài nghiên cƣ́u có thể áp du ̣ng cho công tác nghiên cƣ́u nâng cao hiệu suất nhà máy điện MHD - tuabin hơi  Tài liệu và kết quả nghiên cứu có thể đƣợc phục vụ nghiên cứu ở mức độ cao hơn HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t 7 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Lê Chí Kiên Chƣơng 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 KHÁI NIỆM VỀ TỪ THỦY ĐỘNG LỰC HỌC Máy phát điện từ thủy động lực học (hay máy phát từ thủy động... 2.12: Nhà máy điện đảm bảo cung cấp điện cả ngày với sự hỗ trợ của bồn nhiệt 22 Hình 2.13: Loại bình chứa không áp suất 24 Hình 2.14: Nhà máy điện với bình chứa áp suất .25 Hình 2.15: Năng lƣợng mặt trời dạng tháp kết hợp chu trình Brayton-Rankine 25 Hình 2.16: Nhà máy điện ở Almeria, Tây Ban Nha .26 Hình 2.17: Nhà máy 10 kW ở Almeria Tây Ban Nha 28 Hình 2.18: Nhà. .. quá trình truyền nhiệt của chu trình, tính toán, mô phỏng từ đó tính hiệu suất của nhà máy điện MHD -tuabin hơi  Đề tài chỉ phân tích, tính toán và mô phỏng trên mô hình số, không có đủ điều kiện để thực nghiệm, chủ yếu là phân tích quá trình truyền nhiệt, không phân tích về cấu tạo MHD 1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU  Nghiên cƣ́u nguyên lý phát điện của từ thủy động lực học , nhƣ̃ng thành phầ n trong chu trình. .. không ô nhiễm môi trƣờng, công suất điện lên lƣới cao hơn Điển hình là nghiên cứu [3] của Đỗ huỳnh HVTH: Trầ n Hƣ̃u Nhâ ̣t 4 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS Lê Chí Kiên thanh phong đã đƣợc báo cáo tại trƣờng đại học sƣ phạm kỹ thuật ở thành phố Hồ Chí Minh về vấn đề hệ thống phát điện MHD kết hợp tuabin khí Nghiên cứu này dựa trên cơ sở nghiên cứu về hệ thống phát điện MHD chu trình kín của Lê Chí Kiên,