3.1. Phân tích chu trình
3.1.1. Xây dựng chu trình MHD hỗn hợp sử dụng năng lượng sinh khối
Chu trình MHD hỗn hợp này là một chu trình kín dựa trên chu trình Brayton bao gồm:
- Nguồn nhiệt hoạt động (Bộ thu và xử lý năng lượng sinh khối): cung cấp nhiệt lượng cho chu trình hoạt động (Qin) với nhiệt độ của chất khí từ 15000K đến 25000K.
- Máy phát MHD: sử dụng loại máy phát dạng đĩa có hiệu suất ηEE từ 35% đến 46% tạo ra điện năng W1.
- Thiết bị trao đổi nhiệt: nhận nhiệt lượng cịn lại của máy phát MHD sau đó thực hiện q trình trao đổi nhiệt cấp nhiệt cho chu trình tuabin hơi hoạt động.
- Máy nén khí: sử dụng máy nén với nhiều tầng nén để nâng áp suất chất khí trước khi đưa vào máy phát MHD và tuabin khí để phát điện.
- Tuabin khí: nhận năng lượng vào với áp suất cao biến đổi nhiệt năng thành điện năng phát ra trên lưới điện W2.
- Tuabin hơi: chuyển năng lượng của hơi nước thành điện năng W3.
- Động cơ: nhận năng lượng từ bộ điều phối năng lượng có nhiệm vụ kéo máy nén và tuabin hoạt động.
Luận văn tốt nghiệp
Từ các thiết bị trên ta có chu trình kết hợp như sau:
Hình 3.1: Chu trình kết hợp MHD hỗn hợp dùng NLSK
M là ký hiệu cho chu trình MHD. B là ký hiệu cho chu trình Brayton. Trong đó:
- Qi : Nhiệt lượng tại nút thứ i (MW). - Ti : Nhiệt độ tại nút thứ i (0K). - Pi : Áp suất tại nút thứ i (at).
- Cp : Nhiệt dung riêng của chất khí (J/KgK). - γ : Hệ số nhiệt của chất khí. - η : Hiệu suất . - ΔQ : Tổn thất nhiệt lượng. - Πc : Tỉ số của máy nén. - Πs : Tỉ số nén của các tầng nén. - N : Số tầng nén.
- τc : Tỉ số nhiệt độ ra– vào máy nén. - τs : Tỉ số nhiệt độ ra – vào các tầng nén. - ΔT : Độ chênh lệch nhiệt độ.
Luận văn tốt nghiệp
- Πt : Tỉ số áp suất ra - vào tuabin. - τt : Tỉ số nhiệt độ ra – vào tuabin.
- G : Lưu lượng của chất khí qua máy phát MHD. - PMHD : Điện năng ra khỏi máy MHD.
- Pc : Năng lượng máy nén cần.
- Pion : Năng lượng cần thiết để ion hóa chất khí. - W1 : Điện năng đưa lên lưới của chu trình MHD. - W2 : Điện năng đưa lên lưới sau chu trình Tuabin khí. - W3 : Điện năng đưa lên lưới sau chu trình Tuabin hơi. - Tref : Nhiệt độ lấy mẫu (0K).
- Pref : Áp suất lấy mẫu (at). - Si : Entropy.