nghiên cứu phân tích hệ thống phát điện từ thủy động lực với chu trình kết hợp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỖ HUỲNH THANH PHONG NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TỪ THỦY ĐỘNG LỰC VỚI CHU TRÌNH KẾT HỢP S K C 0 9 NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỖ HUỲNH THANH PHONG NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH HỆ THỐNG PHÁT ĐIỆN TỪ THỦY ĐỘNG LỰC VỚI CHU TRÌNH KẾT HỢP NGÀNH: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN - 605250 Hướng dẫn khoa học: TS LÊ CHÍ KIÊN Tp Hồ Chí Minh, tháng 04/2013 LVTN Lý lịch khoa học LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC Họ tên: Đỗ Huỳnh Thanh Phong Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 02/02/1983 Nơi sinh: Bến Tre Quê quán: Bến Tre Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 08 Hiền Vương Phường Phú Thạnh Quận Tân Phú Thành Phố Hồ Chí Minh Điện thoại: 093 365 910 E-mail:thanhphong20082008@yahoo.com.vn II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 2.1 Hệ đại học Hệ đào tạo: quy Thời gian đào tạo: 2004 đến 2008 Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, Quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh Ngành học: Điê ̣n khí hóa - Cung cấ p điê ̣n 2.2 Thạc sĩ: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/2010 đến 10/2012 Nơi học (trường, thành phố): ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Ngành học: Thiết bị, mạng nhà máy điện Tên luận văn: Nghiên Cứu Phân Tích Hệ Thống Phát Điện Từ Thủy Động Lực Với Chu Trình Kết Hợp Ngày & nơi bảo vệ luận văn: Tháng 04 năm 2013, ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM Người hướng dẫn: TS LÊ CHÍ KIÊN 2.3 Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Tiếng Anh trình độ B1 2.4 Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật đƣợc thức cấp; số bằng, ngày & nơi cấp: Bằng Kỹ Sư Điện Chứng sư phạm bậc 2, cấp ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM GVHD: TS Lê Chí Kiên Trang i HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Lý lịch khoa học III QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Thời gian 09/2008 - Nơi công tác Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Lý Tự Trọng Thành Phố Hồ Chí Minh GVHD: TS Lê Chí Kiên Trang ii Công việc đảm nhiệm Giảng Viên HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Lời cam đoan LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan công trình nghiên cứu Các kết nêu luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2013 Người cam đoan Đỗ Huỳnh Thanh Phong GVHD: TS Lê Chí Kiện Trang iii HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn thầy TS Lê Chí Kiên tận tình hướng dẫn hoàn thành luận văn Chân thành cảm ơn quí thầy cô Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM giảng dạy suốt hai năm học Và cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè động viên suốt trình học tập GVHD: TS Lê Chí Kiên Trang iv HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Tóm tắt TÓM TẮT Nguồn nhiên liệu hóa thạch ngày cạn kiệt dần năm gần bên cạnh việc nghiên cứu nguồn lượng để sản xuất điện lượng mặt trời, lượng gió, lượng sinh khối… Người ta tìm cách nâng cao hiệu suất nhà máy điện Một phương pháp nâng cao hiệu suất nhà máy điện dùng chu trình kết hợp thay cho chu trình đơn phân tích báo cáo nhiều hội thảo Luận văn phân tích chu trình kết hợp gồm máy phát điện từ thủy động lực dạng đĩa (MHD) phát điện w1, nguồn nhiệt lại sau máy phát MHD sử dụng đưa vào chu trình tuabin khí phát điện w2 Các kết mô phỏng, tính toán luận văn cho thấy hiệu suất chu trình kết hợp nâng lên đáng kể so với chu trình đơn, lớn hiệu suất chu trình kết hợp khác nghiên cứu trước GVHD: TS Lê Chí Kiên Trang v HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Abstract ABSTRACT Fossil fuel sources are depleting increasingly in recent years, so in addition to research new energy sources to produce electricity such as solar energy, wind energy, biomass energy, etc We also find methods to improve the performance of power plants One of the methods to improve power plant performance is to use combined cycle instead of single cycle were analyzed and reported at the conference This thesis presents analyzes the combined cycle consists of hydrodynamic generator from disk (MHD) power emitted w1, the remaining heat after MHD generator was put into use cycle gas turbine and generate electricity w2 The simulation results, calculated in the thesis shows combined cycle performance is improved significantly compared to the single cycle, not only that it is larger than the other combined cycle performance have been studied ago GVHD: TS Lê Chí Kiên Trang vi HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Mục lục MỤC LỤC Trang tựa Trang Quyết định giao đề tài Lý lịch khoa học i Lời cam đoan iii Lời cảm ơn iv Tóm tắt v Mục lục vii Danh sách chữ viết tắt x Danh sách bảng xii Danh sách hình xiii Chương Tổng quan 01 1.1 Đặt vấn đề 01 1.2 Tổng quan MHD kết nghiên cứu .02 1.3 Mục đích đề tài .09 1.4 Nhiệm vụ đề tài……………………………………………………….09 1.5 Phương pháp nghiên cứu 09 1.6 Giới hạn đề tài 09 1.7 Điểm đề tài 10 1.8 Giá trị thực tiễn .10 1.9 Bố cục đề tài 10 Chương 2: Cở sở lý thuyết 12 2.1 Nguyên lý phát điện máy phát MHD………………………………… 12 2.1.1 Định luật Ohm 13 2.1.2 Các phương trình 14 2.1.3 Hiệu suất máy phát………………………………………………… 15 2.1.4 Mối quan hệ ηg ηp……………………………………………….15 GVHD: TS Lê Chí Kiên Trang vii HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Mục lục 2.1.5 Hiệu suất điện………………………………………………………… 16 2.1.6 Quan hệ ηe ηp………………………………………………….16 2.2 Nguyên lý làm việc chu trình tuabin khí…………………………… 17 2.2.1 Máy nén 18 2.2.2 Thiết bị trao đổi nhiệt .19 2.2.3 Tuabin khí………………………………………………………………20 2.2.4 Hiệu suất chu trình tuabin khí…………………………………… 20 Chương 3: Phân tích chu trình 22 3.1 Xây Dựng Chu Trình MHD – Tuabin Khí .22 3.2 Các ký hiệu chu trình 23 3.3 Phân tích khối chu trình 24 3.3.1 Phân tích máy phát MHD……………………………………………….24 3.3.2 Phân tích thiết bị trao đổi nhiệt 25 3.3.3 Phân tích thiết bị làm lạnh……………………………………………….25 3.3.4 Phân tích máy nén……………………………………………………….25 3.3.5 Phân tích tuabin khí…………………………………………………… 27 3.3.6 Phân tích nhiệt lượng…………………………………………………….28 3.3.7 Tính entropy…………………………………………………………… 30 Chương 4: Tính toán mô thông số chu trình 32 4.1 Bài toán .32 4.1.1 Dữ liệu tính toán…………………………………………………………32 4.1.2 Kết tính toán .33 4.1.3 So sánh kết quả………………………………………………………… 35 4.1.4 Kết tính toán thay T3 = 20000K…………………………………36 4.1.5 Kết phân tích T3 = 24000K…………………………………… 38 4.1.6 So sánh kết quả………………………………………………………….40 4.2 Bài toán 41 4.2.1 Dữ liệu tính toán……………………………………………………… 42 4.2.2 Kết tính toán .42 GVHD: TS Lê Chí Kiên Trang viii HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Chương 4: Tính toán mô Hình 4.14 diễn tả phụ thuộc hiệu suất chu trình vào nhiệt độ môi chất vào máy nén, đồ thị giúp người đọc dễ dàng nhận xét kết phân tích chu trình kết hợp 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 300 350 400 Hình 4.14:Biểu đồ biểu thị mối quan hệ hiệu suất chu trình nhiệt độ vào máy nén (T6) 4.3 Nhận xét kết tính toán hai toán Từ kết mô tính toán hai toán thấy hiệu suất chu trình kết hợp cao chu trình đơn Hiệu suất phụ thuộc vào nhiệt độ môi chất vào máy phát MHD mà phụ thuộc vào nhiệt độ môi chất đưa vào máy nén Do tính toán thiết kế thiết bị chu trình người thiết kế cần lưu ý đến tính chất vật lý môi chất, quan hệ nhiệt độ entropy môi chất nút chu trình nhằm tính toán thiết bị xác để hiệu suất chu trình nâng cao góp phần giải toán lượng tương lai GVHD: TS Lê Chí Kiên Trang 47HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Chương 4: Tính toán mô Bên cạnh hiệu suất chu trình phụ thuộc lớn vào nhiệt độ môi chất vào máy nén khí sau làm lạnh Nếu môi chất làm lạnhcàng sâu hiệu suất chu trình cao nhiên việc làm lạnh môi chất có giới hạn vô tận phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường Ngoài yếu tố nhiệt độ tỷ số nén số tầng nén máy nén tác động đến hiệu suất chu trình GVHD: TS Lê Chí Kiên Trang 48HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Chương 5: Kết luận Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết Luận Luận văn “nghiên cứu phân tích hệ thống phát điện từ thủy động lực với chu trình kết hợp” dựa vào định luật, phương trình nhiệt động lực học Với công thức, phương trình trình bày chương kết mô tính toán chương 4, chương trình MATLAB phần phụ lục nhận thấy ưu điểm đáng kể sau:  Xây dựng chu trình kết hợp,công thức tính toán đơn giản hiệu  Thời gian thực thi chương trình nhanh, thuận lợi cho việc nghiên cứu thay đổi thông số dễ dàng  Kết tính toán hiệu suất chu trình phát điện tương đối cao, với kết ứng dụng chu trình phát điện nhà máy nhiệt điện kết hợp nhà máy điện hạt nhân Tuy nhiên nhận thấy số khuyết điểm sau:  Hiệu suất chu trình phụ thuộc đáng kể vào nhiệt độ lưu chất vào máy phát MHD phụ thuộc lớn vào nhiệt độ lưu chất trước vào máy nén Ngoài bị chi phối tỷ số nén máy nén số tầng nén máy nén  Việc nghiên cứu phân tích dựa vào định luật tính toán mô chưa đủ điều kiện thực nghiệm 5.2 Hướng Phát Triển Của Đề Tài Kết phân tích đề tài làm tài liệu tham khảo để hướng đến nghiên cứu thiết kế chi tiết máy phát MHD dạng đĩa tính chọn máy nén, tuabin, thiết bị trao đổi nhiệt động điện ứng dụng chu trình phát điện kết hợp nhằm nâng cao hiệu suất nhà máy điện từ góp phần vào việc giải toán lượng tương lai bên cạnh nghiên cứu tìm nguồn GVHD: TS Lê Chí Kiên Trang 49 HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Chương 5: Kết luận lượng Kết nghiên cứu đề tài mở định hướng thương mại hóa máy phát MHD dạng đĩa sử dụng kết hợp với tuabin khí không ngừng nâng cao mặt công nghệ kỹ thuật GVHD: TS Lê Chí Kiên Trang 50 HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTNTài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]Jack D.Mattingly“ Elements of Gas Turbine Propulsion” copyright 1996 by McGraw – Hill, Inc, Printed in Singapore, 960 pages [2] Richard J Rosa “ magnetohydrodynamic energy conversion” copyright 1987 by hemisphere publishing coporation, Printed in USA, 234 pages [3] Ron J Litchford and Nobuhiro Harada, 2011“ Multi-MW Closed Cycle MHD Nuclear Space Power Via Nonequilibrium He/Xe Working Plasma”, Proceedings of Nuclear and Emerging Technologies for Space 2011 [4] N Harada, et al., “Improvement of Enthalpy Extraction over 30% using a Disk MHD Generator with Inlet Swirl” Energy Conversion and Management, vol 36, no.5, pp 355-364, 1995 [5]Nobuhiro Harada “Magnetohydrodynamics For Advanced Power Generation System”The International Conference on Electrical Engineering 2008,No.O-043 [6]Motoo Ishikawa, Susumu Takebe, Fukasi Kumura Yoshitaka Inui and Juro Umoto“ Application of MHD – Brayton cycle to fusion reactors”vol4cap36 [7] Carlo A Borghi and Motoo Ishikawa “ New concepts of MHD power generation” [8] S.M.Ferdous, Enaiyat Ghani Ovy, Md Rezaul Hasan, Walid Bin Khaled, Md Nayeemul Hasan “An Overview of Technical and Economical Feasibility of Retrofitted MHD Power Plants from the Perspective of Bangladesh” Multidisciplinary Journals in Science and Technology, Journal of Selected Areas in Renewable and Sustainable Energy (JRSE), May Edition, 2011 [9] Andrea Lazzaretto and Andrea Toffolo “Analytical and Neural Network Models for Gas Turbine Design and Off-Design Simulation”Vol.4, (No.4), pp.173-182, December-2001 [10]Y Okuno, T Okamura, T Suekane, H Yamasaki, S Kabashima, and S Shioda “Magnetohydrodynamic Power Generation Experiments with Fuji-1 Blowdown Facility” Vol 19, No 5, September–October 2003 [11] Samim Anghaie and Angelo Ferrari “Nuclear Activation Enhanced MHD and GVHD: TS Lê Chí Kiên Trang51HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTNTài liệu tham khảo MPD Thruster” IEPC-2007-357 [12] Nob Harada, Le Chi Kien, and M Hishikawa “Basic Studies on Closed Cycle MHD Power Generation System for Space Application” AIAA 2004-2365 [13]Kazumi Tsunoda and Motofumi Tanaka“ numerical prediction of unsteady plasma flow in closed cycle disk MHD generators”vol2cap26 [14]K yoshikawa and S shioda, S Tsujiguchi and K F uruya“ Inert gas MHD triple combined cycle ”vol1cap22 [15] Le Chi Kien “ Analyses of the Thermal Efficiency and the Output Power in A Joule – Brayton ” Science & Technology Development, Vol 12, No.04 – 2009 GVHD: TS Lê Chí Kiên Trang52HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Phụ lục PHỤ LỤC Chương trình toán 1( matlab) clc clear all %phan tich MHD Qin=1.00e+008; nEE=0.35; nMHD=0.8; y=1.6667; p3=4.00e+005 T3=1800; T6=300; pic=7; N=3; ns=0.93; deltaQMHD=5.00e-003 p4=p3*(1-nEE/nMHD)^(y/(y-1)) T4=T3*(1-nEE-deltaQMHD) %phan tich thiet bi trao doi nhiet deltaQTDN=0.01; deltaTTDN=50; nTDN=1; %T1=378 toc=1+(1/ns)*(pic^((y-1)/(y*N))-1) T1=T6*toc T2=(T4-deltaTTDN-T1)*nTDN+T1 p5=p4*(1-deltaQTDN*nTDN) T5=T4-((T2-T1)/(1-deltaQTDN)) %phan tich thiet bi lam lanh deltaQLL=0.01; nLL=0.85; p6=p5*(1-deltaQLL*nLL) %phan tich may nen p1=pic*p6 piS=pic^(1/N) et=0.87; tos=1+(1/ns)*(piS^((y-1)/y)-1) T7=T1 T8=T6 T9=T1 T10=T6 p7=p6*piS GVHD: TS Lê Trí Kiên Trang 53 HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Phụ lục p8=p7 p9=p8*piS p10=p9 %phan tich tuabin %deltaTTDN=50; p2=p1*(1-deltaQTDN*nTDN) pit=p3/p2 %ty so ap suat - vao tuabin tot=pit^(et*(y-1)/y) % ty so nhiet vao tuabin T2A=T2*tot nt=(1-tot)/(1-pit^((y-1)/y)) %hieu suat cua tuabin %ec=0.88 %phan tich nhiet luong Cp=5196.5; G=Qin/(Cp*(T3-T2A)) %luu luong cua chat qua may phat MHD %nhiet luong tai tung nut chu trinh Q1=G*Cp*T1 Q2=G*Cp*T2 Q2A=G*Cp*T2A Q3=G*Cp*T3 Q4=G*Cp*T4 Q5=G*Cp*T5 Q6=G*Cp*T6 PMHD=Q3*nEE %Dien nang thoat khoi may phat MHD %Q4=Q3-Q3*nEE-Q3*deltaQMHD Pc=N*(T1-T6)*G*Cp %nang luong ma may nen yeu cau nion=0.5; MassNo=0.004; Seed=0.0001; Wion=G/(MassNo*Seed*60220*1620*12.13) Pion=Wion/nion W1=PMHD-Pc-Pion W2=Q2-Q2A n=(W1+W2)/Qin %tinh entropy p2A=p3; Tref=298; Pref=1.03e+005; S=(Cp*log(T3/Tref)-Cp*((y-1)/y)*log(p3/Pref))*G S3=S+(Cp*log(T3/T2A)-Cp*((y-1)/y)*log(p3/p2A))*G S4=S3+(Cp*log(T4/T3)-Cp*((y-1)/y)*log(p4/p3))*G S5=S4+(Cp*log(T5/T4)-Cp*((y-1)/y)*log(p5/p4))*G S6=S5+(Cp*log(T6/T5)-Cp*((y-1)/y)*log(p6/p5))*G S7=S6+(Cp*log(T7/T6)-Cp*((y-1)/y)*log(p7/p6))*G GVHD: TS Lê Trí Kiên Trang 54 HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Phụ lục S8=S7+(Cp*log(T8/T7)-Cp*((y-1)/y)*log(p8/p7))*G S9=S8+(Cp*log(T9/T8)-Cp*((y-1)/y)*log(p9/p8))*G S10=S9+(Cp*log(T10/T9)-Cp*((y-1)/y)*log(p10/p9))*G S1=S10+(Cp*log(T1/T10)-Cp*((y-1)/y)*log(p1/p10))*G S2=S1+(Cp*log(T2/T1)-Cp*((y-1)/y)*log(p2/p1))*G S2A=S2+(Cp*log(T2A/T2)-Cp*((y-1)/y)*log(p2A/p2))*G x=[S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S1 S2 S2A S3]; y=[T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10 T1 T2 T2A T3]; h=plot(x,y,'b-*'); grid xlabel('Truc Entropy') ylabel('Truc Nhiet Do (K)') …………………………………….End………………………………………… Chương trình toán ( matlab) clc clear all %phan tich MHD Qin=1.00e+008; nEE=0.35; nMHD=0.8; y=1.6667; p31=4.00e+005; T31=2400; T61=300; pic=7; N=3; ns=0.93; deltaQTDN=0.01; deltaTTDN=50; nTDN=1; deltaQLL=0.01; nLL=0.85; et=0.87; Cp=5196.5; nion=0.5; MassNo=0.004; Seed=0.0001; Tref=298; Pref=1.03e+005; deltaQMHD=5.00e-003; p41=p31*(1-nEE/nMHD)^(y/(y-1)); T41=T31*(1-nEE-deltaQMHD); GVHD: TS Lê Trí Kiên Trang 55 HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Phụ lục %phan tich thiet bi trao doi nhiet toc=1+(1/ns)*(pic^((y-1)/(y*N))-1); T11=T61*toc; T21=(T41-deltaTTDN-T11)*nTDN+T11; T51=T41-((T21-T11)/(1-deltaQTDN)); T71=T11; T81=T61; T91=T11; T101=T61; p51=p41*(1-deltaQTDN*nTDN); %phan tich thiet bi lam lanh p61=p51*(1-deltaQLL*nLL); %phan tich may nen p11=pic*p61; piS=pic^(1/N); tos=1+(1/ns)*(piS^((y-1)/y)-1); p71=p61*piS; p81=p71; p91=p81*piS; p101=p91; %phan tich tuabin %deltaTTDN=50; p21=p11*(1-deltaQTDN*nTDN); pit1=p31/p21; %ty so ap suat - vao tuabin tot=pit1^(et*(y-1)/y); % ty so nhiet vao tuabin T2A1=T21*tot; nt=(1-tot)/(1-pit1^((y-1)/y)); %hieu suat cua tuabin %phan tich nhiet luong G=Qin/(Cp*(T31-T2A1));%luu luong cua chat qua may phat MHD %nhiet luong tai tung nut chu trinh Q11=G*Cp*T11; Q21=G*Cp*T21; Q2A1=G*Cp*T2A1; Q31=G*Cp*T31; Q41=G*Cp*T41; Q51=G*Cp*T51; Q61=G*Cp*T61; PMHD=Q31*nEE; %Dien nang thoat khoi may phat MHD Pc1=N*(T11-T61)*G*Cp; %nang luong ma may nen yeu cau Wion=G/(MassNo*Seed*60220*1620*12.13); Pion=Wion/nion W11=PMHD-Pc1-Pion W21=Q21-Q2A1 GVHD: TS Lê Trí Kiên Trang 56 HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Phụ lục n1=(W11+W21)/Qin %tinh entropy p2A1=p31; S1=(Cp*log(T31/Tref)-Cp*((y-1)/y)*log(p31/Pref))*G; S31=S1+(Cp*log(T31/T2A1)-Cp*((y-1)/y)*log(p31/p2A1))*G; S41=S31+(Cp*log(T41/T31)-Cp*((y-1)/y)*log(p41/p31))*G; S51=S41+(Cp*log(T51/T41)-Cp*((y-1)/y)*log(p51/p41))*G; S61=S51+(Cp*log(T61/T51)-Cp*((y-1)/y)*log(p61/p51))*G; S71=S61+(Cp*log(T71/T61)-Cp*((y-1)/y)*log(p71/p61))*G; S81=S71+(Cp*log(T81/T71)-Cp*((y-1)/y)*log(p81/p71))*G; S91=S81+(Cp*log(T91/T81)-Cp*((y-1)/y)*log(p91/p81))*G; S101=S91+(Cp*log(T101/T91)-Cp*((y-1)/y)*log(p101/p91))*G; S11=S101+(Cp*log(T11/T101)-Cp*((y-1)/y)*log(p11/p101))*G; S21=S11+(Cp*log(T21/T11)-Cp*((y-1)/y)*log(p21/p11))*G; S2A1=S21+(Cp*log(T2A1/T21)-Cp*((y-1)/y)*log(p2A1/p21))*G; x1=[S31 S41 S51 S61 S71 S81 S91 S101 S11 S21 S2A1 S31]; y1=[T31 T41 T51 T61 T71 T81 T91 T101 T11 T21 T2A1 T31]; %thu nghiem T62 p32=4.00e+005; T32=2400; T62=350; p42=p32*(1-nEE/nMHD)^(y/(y-1)); T42=T32*(1-nEE-deltaQMHD); %phan tich thiet bi trao doi nhiet %toc=1+(1/ns)*(pic^((y-1)/(y*N))-1); T12=T62*toc; T22=(T42-deltaTTDN-T12)*nTDN+T12; T52=T42-((T22-T12)/(1-deltaQTDN)); T72=T12; T82=T62; T92=T12; T102=T62; p52=p42*(1-deltaQTDN*nTDN); %phan tich thiet bi lam lanh p62=p52*(1-deltaQLL*nLL); %phan tich may nen p12=pic*p62; %piS=pic^(1/N); %tos=1+(1/ns)*(piS^((y-1)/y)-1); p72=p62*piS; p82=p72; p92=p82*piS; p102=p92; GVHD: TS Lê Trí Kiên Trang 57 HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Phụ lục %phan tich tuabin %deltaTTDN=50; p22=p12*(1-deltaQTDN*nTDN); pit2=p32/p22; %ty so ap suat - vao tuabin tot=pit2^(et*(y-1)/y); % ty so nhiet vao tuabin T2A2=T22*tot; nt=(1-tot)/(1-pit2^((y-1)/y)); %hieu suat cua tuabin %phan tich nhiet luong G=Qin/(Cp*(T32-T2A2));%luu luong cua chat qua may phat MHD %nhiet luong tai tung nut chu trinh Q12=G*Cp*T12; Q22=G*Cp*T22; Q2A2=G*Cp*T2A2; Q32=G*Cp*T32; Q42=G*Cp*T42; Q52=G*Cp*T52; Q62=G*Cp*T62; PMHD=Q32*nEE; %Dien nang thoat khoi may phat MHD Pc2=N*(T12-T62)*G*Cp; %nang luong ma may nen yeu cau W12=PMHD-Pc2-Pion W22=Q22-Q2A2 n2=(W12+W22)/Qin %tinh entropy p2A2=p32; S2=(Cp*log(T32/Tref)-Cp*((y-1)/y)*log(p32/Pref))*G; S32=S2+(Cp*log(T32/T2A2)-Cp*((y-1)/y)*log(p32/p2A2))*G; S42=S32+(Cp*log(T42/T32)-Cp*((y-1)/y)*log(p42/p32))*G; S52=S42+(Cp*log(T52/T42)-Cp*((y-1)/y)*log(p52/p42))*G; S62=S52+(Cp*log(T62/T52)-Cp*((y-1)/y)*log(p62/p52))*G; S72=S62+(Cp*log(T72/T62)-Cp*((y-1)/y)*log(p72/p62))*G; S82=S72+(Cp*log(T82/T72)-Cp*((y-1)/y)*log(p82/p72))*G; S92=S82+(Cp*log(T92/T82)-Cp*((y-1)/y)*log(p92/p82))*G; S102=S92+(Cp*log(T102/T92)-Cp*((y-1)/y)*log(p102/p92))*G; S12=S102+(Cp*log(T12/T102)-Cp*((y-1)/y)*log(p12/p102))*G; S22=S12+(Cp*log(T22/T12)-Cp*((y-1)/y)*log(p22/p12))*G; S2A2=S22+(Cp*log(T2A2/T22)-Cp*((y-1)/y)*log(p2A2/p22))*G; x2=[S32 S42 S52 S62 S72 S82 S92 S102 S12 S22 S2A2 S32]; y2=[T32 T42 T52 T62 T72 T82 T92 T102 T12 T22 T2A2 T32]; %thu nghiem T63 p33=4.00e+005; T33=2400; T63=400; p43=p33*(1-nEE/nMHD)^(y/(y-1)); GVHD: TS Lê Trí Kiên Trang 58 HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Phụ lục T43=T33*(1-nEE-deltaQMHD); %phan tich thiet bi trao doi nhiet %toc=1+(1/ns)*(pic^((y-1)/(y*N))-1); T13=T63*toc; T23=(T43-deltaTTDN-T13)*nTDN+T13; T53=T43-((T23-T13)/(1-deltaQTDN)); T73=T13; T83=T63; T93=T13; T103=T63; p53=p43*(1-deltaQTDN*nTDN); %phan tich thiet bi lam lanh p63=p53*(1-deltaQLL*nLL); %phan tich may nen p13=pic*p63; piS=pic^(1/N); %tos=1+(1/ns)*(piS^((y-1)/y)-1); p73=p63*piS; p83=p73; p93=p83*piS; p103=p93; %phan tich tuabin %deltaTTDN=50; p23=p13*(1-deltaQTDN*nTDN); pit3=p33/p23; %ty so ap suat - vao tuabin tot=pit3^(et*(y-1)/y); % ty so nhiet vao tuabin T2A3=T23*tot; nt=(1-tot)/(1-pit3^((y-1)/y)); %hieu suat cua tuabin %phan tich nhiet luong G=Qin/(Cp*(T33-T2A3));%luu luong cua chat qua may phat MHD %nhiet luong tai tung nut chu trinh Q13=G*Cp*T13; Q23=G*Cp*T23; Q2A3=G*Cp*T2A3; Q33=G*Cp*T33; Q43=G*Cp*T43; Q53=G*Cp*T53; Q63=G*Cp*T63; PMHD=Q33*nEE; %Dien nang thoat khoi may phat MHD Pc3=N*(T13-T63)*G*Cp; %nang luong ma may nen yeu cau W13=PMHD-Pc3-Pion W23=Q23-Q2A3 n3=(W13+W23)/Qin GVHD: TS Lê Trí Kiên Trang 59 HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong LVTN Phụ lục %tinh entropy p2A3=p33; S3=(Cp*log(T33/Tref)-Cp*((y-1)/y)*log(p33/Pref))*G; S33=S2+(Cp*log(T33/T2A3)-Cp*((y-1)/y)*log(p33/p2A3))*G; S43=S32+(Cp*log(T43/T33)-Cp*((y-1)/y)*log(p43/p33))*G; S53=S42+(Cp*log(T53/T43)-Cp*((y-1)/y)*log(p53/p43))*G; S63=S52+(Cp*log(T63/T53)-Cp*((y-1)/y)*log(p63/p53))*G; S73=S62+(Cp*log(T73/T63)-Cp*((y-1)/y)*log(p73/p63))*G; S83=S72+(Cp*log(T83/T73)-Cp*((y-1)/y)*log(p83/p73))*G; S93=S82+(Cp*log(T93/T83)-Cp*((y-1)/y)*log(p93/p83))*G; S103=S92+(Cp*log(T103/T93)-Cp*((y-1)/y)*log(p103/p93))*G; S13=S102+(Cp*log(T13/T103)-Cp*((y-1)/y)*log(p13/p103))*G; S23=S12+(Cp*log(T23/T13)-Cp*((y-1)/y)*log(p23/p13))*G; S2A3=S22+(Cp*log(T2A3/T23)-Cp*((y-1)/y)*log(p2A3/p23))*G; x3=[S33 S43 S53 S63 S73 S83 S93 S103 S13 S23 S2A3 S33]; y3=[T33 T43 T53 T63 T73 T83 T93 T103 T13 T23 T2A3 T33]; %h2=plot(x2,y2,'b-*') h1=plot(x1,y1,'m-*',x2,y2,'bp ',x3,y3,'r+-') grid xlabel('Truc Entropy') ylabel('Truc Nhiet Do (K)') bar([T61,T62,T63],[n1,n2,n3],0.2) …………………………………… End…………………………………………… GVHD: TS Lê Trí Kiên Trang 60 HVTH: Đỗ Huỳnh Thanh Phong [...]... nguyên lý phát điện, lịch sử hình thành, trình bày các hướng nghiên trước đây, trình bày mục đích nghiên cứu, điểm mới, ý nghĩa, giới hạn và bố cục của đề tài 2 Chương 2: Cơ sở lý thuyết Trình bày cơ sở, đặc tính, nguyên lý phát điện từ thủy động lực (MHD) và phân tích động học chu trình phát điện tuabin khí 3 Chương 3: Phân tích chu trình Xây dựng chu trình phát điện, phân tích nhiệt động học của từng... suất của chu trình phát điện trong nhà máy nhiệt điện 1.4 Nhiệm vụ của đề tài Nhiệm vụ trọng tâm của đề tài là phân tích nguyên lý làm việc, tính toán mô phỏng các thông số của các khối và hiệu suất chu trình kết hợp Đề tài gồm các vấn đề sau:  Tìm hiểu nguyên lý phát điện từ thủy động lực học  Nghiên cứu cấu trúc chu trình phát điện MHD kết hợp tuabin khí  Tính toán, mô phỏng, phân tích quá trình. .. năm tới với chi phí sản xuất điện thấp và nguồn nhiệt tỏa ra rất lớn nếu chúng ta kết hợp nguồn nhiệt tỏa ra với chu trình kết hợp MHD – tuabin khí thì khi đó ta sẽ có được chu trình sản xuất điện năng khép kín với hiệu suất phát điện được nâng lên đáng kể, đó là nội dung nghiên cứu của đề tài này 1.2 Tổng quan về MHD và các kết quả đã nghiên cứu Máy phát điện từ thuỷ động lực (MHD) là hệ thống chuyển... nhiệt động trong chu trình kết hợp từ đó tính hiệu suất của chu trình 1.5 Phương pháp nghiên cứu Do ở nước ta vấn đề nghiên cứu hệ thống phát điện còn sơ khai, mới được tiến hành trong vài năm gần đây nên chưa có đủ điều kiện để thực nghiệm vì vậy tác giả đề tài chọn phương pháp nghiên cứu cấu trúc, mô phỏng, phân tích quá trình cân bằng nhiệt của chu trình dựa trên các nguyên lý, quá trình nhiệt động lực. .. [12]…………………… 35 Hình 4.4: Kết quả phân tích chu trình MHD – tuabin khí với T3 = 20000K 37 Hình 4.5: Đồ thị T –S với T3 = 20000K………………………………………… 37 Hình 4.6: Kết quả phân tích chu trình MHD – tuabin khí với T3 = 24000K 39 Hình 4.7: Đồ thị T –S với T3 = 24000K 40 Hình 4.8: Kết quả phân tích chu trình MHD – tuabin khí [6] 41 Hình 4.9 :Kết quả phân tích chu trình MHD – tuabin khí với T6 = 3500K ………43... của máy phát MHD MHD dựa vào nguyên lý từ trường có thể cảm ứng các dòng điện từ một lưu chất dẫn điện chuyển động, lực tác dụng lên lưu chất có thể thay đổi từ trường của chính nó Tập hợp các phương trình mô tả MHD là sự kết hợp của các phương trình liên tục,phương trình động lực, các phương trình Maxwell (của điện từ) và định luật Ohm Máy phát MHD chu trình kín thường sử dụng nhiên liệu từ lò phản... CDIF 4 Phương pháp tích hợp MHD từ nhà máy than được Westinghouse Electric nghiên cứu cùng với sự kết hợp của công ty điện lực Montana Chương trình thử nghiệm này đã kết thúc vào năm 1993 với hơn 4000 giờ hoạt động liên tục  Tại Nhật Bản : vào cuối những năm 1980 tại Nhật người ta tập trung vào máy phát điện MHD có chu trình kín Việc nghiên cứu đó phù hợp với điều kiện của Nhật Bản với công suất của... Tổng quan Tất cả các hệ thống phát điện MHD có thể được phát triển để đạt hiệu quả cao trong sản xuất điện năng với ưu điểm như giảm tiêu thụ nhiên liệu, không gây ô nhiễm không khí, hiệu suất cao 1.3 Mục đích của đề tài  Phân tích cấu trúc và hiệu quả của chu trình phát điện dùng MHD kết hợp với tuabin khí  Phân tích, tính toán các thông số tại các nút trong chu trình kết hợp từ đó đưa ra giải pháp... trong chu trình ( P, T,S,Q) từ đó tính toán các thông số của chu trình cũng như hiệu suất của chu trình phát điện kết hợp 4 Chương 4: Tính toán và mô phỏng các thông số của chu trình Trình bày bài toán ứng dụng tính toán chu trình với các thông số cụ thể, mô phỏng thông số ra của các khối, đồ thị biểu diễn mối quan hệ của các thông số đầu ra khi thay đổi dữ liệu đầu vào, trình bày kết quả nghiên cứu. .. điện năng, vì chúng có thể hoạt động ở nhiệt độ rất cao Bằng cách kết hợp sử dụng máy phát điện từ thủy động lực với hệ thống tái sử dụng nhiệt năng của khí thải (thông qua máy phát nhiệt điện truyền thống, như tuabin khí), hiệu suất của toàn bộ hệ thống có thể lớn hơn 60% Máy phát MHD dạng đĩa có dòng điện của hiệu ứng Hall chạy bên trong giữa điện cực gần tâm đĩa và điện cực phần rìa của đĩa Hiệu