Chu trình ranke

chu trình ranke

Chng 9: Chu trình thit b đng lc hi nc Ngi son: TS. Hà anh Tùng HBK tp HCM 1/2009 p.1 p.1 Ü 9.2 Chu trình c bn ca thit b đng lc hi nc Ü 9.1 Khái nim chung (Chu trình RANKINE) Ü 9.3 Chu trình quá nhit trung gian Ngi son: TS. Hà anh Tùng HBK tp HCM 1/2009 p.2 p.2 9.1 Khái nim chung Ü Hi nc đc s dng trong các nhà máy nhit đin å IN NNG Ngi son: TS. Hà anh Tùng HBK tp HCM 1/2009 p.3 p.3 9.2 Chu trình c bn ca thit b đng lc hi nc (Chu trình RANKINE) Ü 1-2 : quá trình giãn n ON NHIT trong Tuabin: s 1 = s 2 sinh công w T p.4 p.4 Ngi son: TS. Hà anh Tùng HBK tp HCM 1/2009 Ü Sđ nguyên lý ca chu trình Rankine 3’ Lò hi Bm nc Tuabin Bình ngng 1 2 3 q 1 q 2 w T w P T s 1 2 3 3’ p 1 > p 2 p 2 Ti3: lng sôi x 3 = 0 Ü 2-3 : quá trình ngng hi å lng sôi NG ÁP trong Bình ngng: thi nhit q 2 p 2 = p 3 = p s T 2 = T 3 = T s Ü 3-3’ : quá trình nén nc t áp sut p 2 å p 1 dùng bm nhn công w p Ü 3’-1 : quá trình gia nhit NG ÁP trong lò hi p 3’ = p 1 nhn nhit q 1 p 3 = p 2 p 3’ = p 1 s 3 = s 3’ Ngi son: TS. Hà anh Tùng HBK tp HCM 1/2009 p.5 p.5 Ü Nguyên tc tính toán Bc1: Quan trng nht là phi v đúng đ th T-s t các d liu ca đ bài Bc2: Tđ th T-s hiu đc các các đim 1, 2, 3 và 3’ nm trong vùng nào ca hi nc: -Hi bão hòa m ?? -Lng sôi (x = 0) ?? -Hi bão hòa khô (x =1) ?? T s x = 1 x = 0 x = c ons t -Hi quá nhit ?? -Lng cha sôi ?? Bc3: tra bng hi nc tng ng đ tính các thông s trng thái ti 1, 2, 3, 3’ Nc cha sôi và hi quá nhit Nc và hi nc bão hòa Bc4: T các thông s i 1 , i 2 , i 3 , i 3’ đãxácđnh å tính q 1 , q 2 , w T , w p Ngi son: TS. Hà anh Tùng HBK tp HCM 1/2009 p.6 p.6 Kho sát chu trình thit b đng lc hi nc nh hình v. Bit: nhit đ và áp sut ca hi trc khi vào tuabin là t = 500 o C và p = 120 bar, áp sut cahi sau khi ra khi tuabin là p = 0.045 bar…. p 1 = 120 bar Bng nc và hi nc bão hòa T 1s = 324.63 o C 1 là trng thái hi quá nhit Bng nc cha sôi và hi quá nhit i 1 , s 1 s T 1 2 3 4 p 1 > p 2 p 2 Tđ bài suy ra: t 1 = 500 o C p 1 = 120 bar p 2 = 0.045 bar Bng nc và hi nc bão hòa dokgkJs dokgkJs ./431.8 ./4507.0 2 2 = ′′ = ′ p 2 = 0.045 bar (s 2 = s 1 )  khô 22 22 2 ss ss x ′ − ′′ ′ − = 22222 )1( ixixi ′′ + ′ −= im 4: im 3: i 3 = i’ 2 s 3 = s’ 2 s 4 = s 3 p 4 = p 1 * Ví d 1: “ Bài 4 trong đ thi KT cui HK I ngày 15/1/2006” ( s 3) Ngi son: TS. Hà anh Tùng HBK tp HCM 1/2009 p.7 p.7 Chu trình Rankine lý tng làm vic vi hi bão hòa, áp sut hi vào tuabin p 1 = 8 MPa, hi ra khi tuabin vào bình ngng có áp sut p 2 = 0.008 MPa … T s 1 2 3 3’ p 1 > p 2 p 2 Vì chu trình làm vic vi hi bão hòa 1 nm trên đng hi bão hòa khô p 1 = 8 MPa = 80 bar kgkJii /2758 11 = ′′ = dokgkJss ./745.5 11 = ′′ = im 2: barp 08.0 2 = 12 ss =  khô x 2 i 2 im 3: lng sôi  cùng áp sut vi đim 2: im 3’: lng cha sôi  cùng áp sut vi đim 1: 23 pp = 23 ii ′ = 23 ss ′ = Tra bng i 3’ 1'3 pp = 3'3 ss = Hoc tính i 3’ theo pt: ( ) 3'333'3 ppvii −+= * Ví d 2: ví d 9.2 trong sách “Nhit đng lc hc k thut” Ngi son: TS. Hà anh Tùng HBK tp HCM 1/2009 p.8 p.8 Ü Tính công, nhit lng và hiu sut nhit ca chu trình 3’ Lò hi Bm nc Tuabin Bình ngng 1 2 3 q 1 q 2 w T w P Ü Công do 1 kg hi sinh ra ti Tuabin: )/( 21 kgkJiiw T −= Ü Công tiêu hao cho 1 kg nc đi qua Bm: ( ) () )/( 213 3'333'3 kgkJppv ppviiw P −= −=−= Ü Nhit lng do 1 kg hi cp vào ti Lò hi : )/( 31 '311 kgkJii iiq −≈ −= (Chú ý: vì i 3’ ~ i 3 å w P rt nh so vi w T , nên thung có th b qua công tiêu hao cho bm ) Ü Nhit lng do 1 kg hi nc thi ra ngoài ti Bình ngng : )/( 322 kgkJiiq −= Ngi son: TS. Hà anh Tùng HBK tp HCM 1/2009 p.9 p.9 Ü Hiu sut nhit ca chu trình: η t a) Nu tính c công tiêu hao ca bm nc: 3’ Lò hi Bm nc Tuabin Bình ngng 1 2 3 q 1 q 2 w T w P ()( ) '31 3'321 1 1 ii iiii q ww P t − −−− = − = η b) Nu b qua công tiêu hao ca bm nc: 31 21 '31 21 1 1 ii ii ii ii q w t − − ≈ − − == η Ü Nu gi G (kg/h) là lng hi di chuyn trong chu trình trong mi gi Công sut Tuabin là: ( ) () kW iiGwG N T 36003600 211 − == Ü Sut tiêu hao hi (lng hi cn thit đ sn xut 1 kWh đin nng là: kWhkg ii d / 3600 21 − = Ngi son: TS. Hà anh Tùng HBK tp HCM 1/2009 p.10 p.10 * Ví d 3: “ Bài 4 trong đ thi KT cui HK I ngày 15/1/2006” ( s 3) Kho sát chu trình thit b đng lc hi nc nh hình v. Bit: nhit đ và áp sut ca hi trc khi vào tuabin là t = 500 o C và p = 120 bar, áp sut cahi sau khi ra khi tuabin là p = 0.045 bar. Lu lng hi tun hoàn G = 100 tn/h - Tính hiu sut nhit ca chu trình ? (B qua công bm) - Tính lu lng nc gii nhit cho bình ngng nubit đ chênh nhit đ nc vào và ra bình ngng là 6 o C T 1 2 3 4 p 1 > p 2 p 2 T ví d 1 å xác đnh đc các thông s trng thái ca các đim 1, 2, 3, 4 Hiu sut nhit ca chu trình (B qua công bm) là: 31 21 ii ii t − − = η Lu lng nc gii nhit cho bình ngng là: ( ) hkg T iiG Tc Q Q n npn n / *186.4 32 2 Δ − = Δ = . 2 13 3&apos ;33 3&apos ;3 kgkJppv ppviiw P −= −=−= Ü Nhit lng do 1 kg hi cp vào ti Lò hi : )/( 31 &apos ;31 1 kgkJii iiq −≈ −= (Chú ý: vì i 3 ~ i 3 å. nguyên lý ca chu trình Rankine 3 Lò hi Bm nc Tuabin Bình ngng 1 2 3 q 1 q 2 w T w P T s 1 2 3 3’ p 1 > p 2 p 2 Ti3: lng sôi x 3 = 0 Ü 2 -3 : quá trình