Chuong 6 - Cac chu trinh co ban cua thiet bi tua bin khi

BÀI GIẢNG TUA BIN KHÍ CHƯƠNG CÁC CHU TRÌNH CƠ BẢN CỦA THIẾT BỊ TUA BIN KHÍ Người giảng: Nguyễn Đức Quyền NỘI DUNG GIẢNG DẠY 6.1 Các chu trình nhiệt điển hình đặc điểm chúng 6.1.1 Chu trình tuốc bin khí đơn giản (chu trình hë) 6.1.2 Chu tr×nh tuèc bin khÝ (hë) cã bé trao đổi nhiệt (hồi nhiệt) 6.1.3 Chu trình tuốc bin khÝ (hë) cã cÊp nhiƯt trung gian vµ cã lµm mát không khí trung gian 6.1.4 Chu trình tuốc bin khí (hở) với qúa trình cháy đẳng tích (gt) 6.2 ảnh hưởng thông số nhiệt động tới hiệu suất chu trình vấn đề nơ hố chu trỡnh nhit 6.2.1 ảnh hưởng nhiệt độ khôngkhí vào T3 nhiệt độ khí vào T1 thiết bị tuốc bin khí 6.2.2 ảnh hưởng nhiệt độ khôngkhí vào T3 nhiệt độ khí vào T1 tới hệ số công suất có ích công riêng có Ých H 2.3 ¶nh h­ëng cđa hiƯu st tc bin máy nén tới H 6.2.4 Vấn đề Các nô hoá chu trình nhiệt Trao i thảo luận NỘI DUNG GIẢNG DẠY 6.1 Các chu trình nhiệt điển hình đặc điểm chúng 6.1.1 Chu trình tuốc bin khí đơn giản (chu trình hở - ng ỏp) Máy nén 1; buồng đốt 4; bơm nhiên liệu 3; vòi phun 5.; tuốc bin khí Chỉ có 20 ữ 40% không khí sơ cấp đưa vào vùng cháy Nhiệt độ khí đốt đạt tới 1600 ữ1800 0C Nhiệt độ cho phép khí đốt theo điều kiện sức bền tin cậy lúc vào khoảng 700 ữ 1200 0C Công suất tuốc bin phần dùng để truyền động máy nén 1, phần lại cấp cho hộ tiêu dùng (kéo máy phát điện 2) Khởi động tuốc bin khí động điện u im chu trình NỘI DUNG GIẢNG DẠY 6.1 Các chu trình nhiệt điển hình đặc điểm chúng 6.1.2 Chu tr×nh tuèc bin khÝ (hë) cã bé trao đổi nhiệt (hồi nhiệt) Phương pháp nâng cao hiệu kinh tế TBK sử dụng nhiệt thải khí đốt tuốc bin để sấy không khí vào buồng đốt Chu trình có ưu điểm tính đơn giản hiệu suất cao hơn, biến thiên hiệu suất thoai thoải chế độ non tải nhược điểm trọng lượng lớn, tốn nhiều diƯn tÝch NỘI DUNG GIẢNG DẠY 6.1 Các chu trình nhiệt điển hình đặc điểm chúng 6.1.3 Chu tr×nh tc bin khÝ (hë) cã cÊp nhiƯt trung gian có làm mát không khí trung gian pa1, Ta1 - áp suất nhiệt độ không khí đầu vào máy nén hạ áp (KHA) Không khí nén máy nén hạ áp (KHA), vào bình làm mát O Nhiệt độ không khí giảm từ Ta1 xuống Ta2 Tiếp theo, không khí nén máy nén cao áp (KCA) Không khí thường làm mát nước đem vào bình làm mát bề mỈt NỘI DUNG GIẢNG DẠY 6.1 Các chu trình nhiệt điển hình đặc điểm chúng 6.1.3 Chu tr×nh tc bin khÝ (hë) cã cÊp nhiƯt trung gian có làm mát không khí trung gian Từ KCA không khí vào bình gia nhiệt R, vào buồng đốt cao áp ĐCA nhiệt độ nâng lên đến TC1 Sau khí bành trư ớng tuốc bin cao áp TCA dẫn buồng đốt hạ áp THA, bình gia nhiệt (hay xả trời, hồi nhiệt) Qua việc phân tích tính toán sơ đồ TBK thấy rằng: + áp dụng làm mát trung gian giảm bớt công suất máy nén + Khi làm mát trung gian làm tăng tỷ số ¸p st tèi ­u thiÕt bÞ TBK cã cịng hồi nhiệt + Việc áp dụng cấp nhiệt trung gian làm tăng công suất có ích, hiệu suất tỷ số áp suất tối ưu thiÕt bÞ TBK NỘI DUNG GIẢNG DẠY 6.1 Các chu trình nhiệt điển hình đặc điểm chúng 6.1.3 Chu tr×nh tc bin khÝ (hë) cã cÊp nhiƯt trung gian có làm mát không khí trung gian NỘI DUNG GIẢNG DẠY 6.2 ảnh hưởng thông số nhiệt động tới hiệu suất chu trình vấn đề nơ hố chu trình nhiệt 6.2.1 ¶nh h­ëng nhiệt độ khôngkhí vào T3 nhiệt độ khí vào T1 thiết bị tuốc bin khí Công suất riêng có ích H, tức hiệu số công suất có ích tuốc bin HT công suất thực tế máy nén HK đơn vị khối lượng môi chất sinh ra, phần nhỏ công suất thân tuốc bin khí phát (H = HT HK) Phần công suất xác định hệ số = 0,3 ữ 0,4, nghĩa bé công riêng có ích ; ®èi víi tc bin khÝ nhiỊu so víi tc bin với hệ số công suất có ích gần Hệ số công suất có ích thấp thiết bị nhạy cảm với thay đổi tổn thất khởi động, học tổn thất khác thiết bị Qua lý thuyết thực tế đà chứng minh rằng, giảm nhiệt độ không khí xuống làm tăng tương đối hiệu suất lên, muốn đạt kết thay đổi nhiệt độ ban đầu khí, phải tăng nhiệt độ T1 lên NI DUNG GING DY 6.2.2 ảnh hưởng nhiệt độ khôngkhí vào T3 nhiệt độ khí vào T1 tới hệ số công suất có ích công riêng có ích H Hệ số công suất có ích công riêng có ích thay đổi nhiều so với hiệu suất lý giải rằng, nhiệt độ T1 tăng, không công tuốc bin HT tăng lên, mà nhiệt đem vào tăng Khi giảm T3 giảm công máy nén HK tăng công riêng có ích H = HT HK, đồng thời tăng thêm nhiệt đem vào buồng đốt, giảm T3 nhiệt độ không khí sau máy nén giảm làm tăng lượng nhiệt đem vào NI DUNG GING DY 2.3 ảnh hưởng hiệu suất tuốc bin máy nén tới H Khi hiệu suất tuốc bin hay máy nén thay đổi 1% làm thay đổi công riêng có ích H ( )% Hiệu suất máy nén ảnh hưởng tới H hiệu suất tuốc bin, công suất máy nén bé công suất tuốc bin Cho nên công suất máy nén thay đổi 1% làm thay đổi công suất riêng có ích thiết bị TBK so với thay đổi 1% công suất tuốc bin Cũng theo nguyên nhân hệ số công có ích phụ thuộc nhiều vào tổn thất tuốc bin máy nén NI DUNG GING DY 6.2.4 Vấn đề Các nô hoá chu tr×nh nhiƯt T1 − T2 η = HiƯu st Cácnô hiệu suất trình nhiệt lý tưởng: C T1 Trong đó:C- Hiệu suất Cácnô; T1 Nhiệt ®é ngn nãng; T2 – NhiƯt ®é ngn l¹nh HiƯu suất nhiệt chu trình Cácnô thuận nghịch phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn nóng nguồn lạnh mà không phụ thuộc vào tính chất môi chất Khi tăng nhiệt độ nguồn nóng giảm nhiệt độ nguồn lạnh, tức hiệu số nhiệt độ lớn, hiệu suất chu trình Cácnô thuận nghịch tăng Hiệu suất trình thực thấp hiệu suất chu trình Cácnô có tổn thất lượng Cách tốt để cải thiện hiệu suất trình giảm bớt tổn thất lượng, làm cho hiệu suất chu trình thực gần với chu trình có hiệu suất cao nhất, tức Cácnô hoá chu trình NI DUNG GING DY 6.2.4 Vấn đề Các nô hoá chu trình nhiệt Những biện pháp Cácnô hoá chu trình là: + Dùng trao đổi nhiệt để hồi nhiệt phần; + Giảm nhiệt độ ban đầu vào máy nén; + Nâng cao nhiệt độ ban đầu vào TBK; + Thực chu trình có nén, có làm mát nhiều cấp, để giảm bớt nhiệt độ nguồn lạnh; + áp dụng chu trình đốt nhiều lần để nâng nhiệt độ vào chu trình trên; + ứng dụng chu trình kết hợp, ví dụ, khí - hơi; + Kết hợp biện pháp kể ... DẠY 6. 1 Các chu trình nhiệt điển hình đặc điểm chúng 6. 1.1 Chu tr×nh tuốc bin khí đơn giản (chu trình hở) 6. 1.2 Chu trình tuốc bin khí (hở) có trao đổi nhiệt (håi nhiƯt) 6. 1.3 Chu tr×nh tc bin. .. GIẢNG DẠY 6. 1 Các chu trình nhiệt điển hình đặc điểm chúng 6. 1.1 Chu tr×nh tuèc bin khí đơn giản (chu trình hở - ng ỏp) Máy nén 1; buồng đốt 4; bơm nhiên liệu 3; vßi phun 5.; tuèc bin khÝ ChØ... (kéo máy phát điện 2) Khởi động tuốc bin khí động điện u im ca chu trỡnh NỘI DUNG GIẢNG DẠY 6. 1 Các chu trình nhiệt điển hình đặc điểm chúng 6. 1.2 Chu tr×nh tc bin khÝ (hë) cã bé trao ®ỉi nhiƯt