tưởng
- Với nhiệt độ hơi ban đầu và nhiệt độ hơi thải không đổi, nếu tăng sâu hơi ban
đầu p1 thì nhiệt độ hơi bão hòa sẽ tăng và hiệu suất của chu trình tăng dần rồi sau đó sẽ
giảm.
- Khi tăng nhiệt độ ban đầu của hơi trong khi nhiệt độ hơi thải được giữ không
đổi thì hiệu suất chu trình sẽ tăng (độ ẩm của hơi trong các tầng cuối của tuabin sẽ
giảm).
- Khi giảm áp suất hơi thải (chỉ có thể giảm đến một giới hạn nhất định) trong khi các thông số hơi ban đầu không đổi, nghĩa là nhiệt độ ngưng tụ của hơi giảm, sẽ
làm tăng hiệu suất nhiệt của chu trình.
Do đó, để nâng cao t, cần nâng cao thông số hơi trước tuabin, giảm áp suất trung bình ngưng tụ và nâng cao nhiệt độ nước cấp trong nồi hơi.
6.7.2- Các giải pháp nâng cao hiệu suất nhiệt của chu trình
6.7.2.1- Nâng cao thông số hơi ban đầu
Nâng cao thông số hơi ban đầu bao giờ cũng là một trong những hướng chính của sự phát triển kỹ thuật thiết kế thiết bị năng lượng hơi nước vì nó nâng cao chỉ tiêu kinh tế - năng lượng, giảm kích thước và khối lượng thiết bị.
Hiệu suất nhiệt của chu trình Renkin cũng có thể biểu thị bằng hiệu suất chu trình Carno tương đương:
12 2 1 max T T carno t t (6.1)
Từ công thức (6.1) trên đây ta thấy: hiệu suất nhiệt của chu trình khi giảm nhiệt
độ trung bình T2tb của quá trình nhả nhiệt trong bình ngưng hoặc tăng nhiệt độ trung bình T1tb của quá trình cấp nhiệt trong nồi hơi.
1/. Giảm nhiệt độ trung bình của quá trình nhả nhiệt T2tb
Hình 6.13 biểu diễn chu trình Renkin có áp suất cuối giảm từ p2 xuống p2o , khi nhiệt độđầu T1 và áp suất đầu p1 không thay đổi.
Khi giảm áp suất ngưng tụ p2 của hơi trong bình ngưng, thì nhiệt độ bão hòa Ts cũng giảm theo, do đó nhiệt độ trung bình T2tb của quá trình nhả nhiệt giảm xuống. Theo công thức (6.1) thì hiệu suất nhiệt ηt của chu trình tăng lên.
Tuy nhiên, nhiệt độ Ts bị giới hạn bởi nhiệt độ nguồn lạnh (nhiệt độ nước làm mát trong bình ngưng), do đó áp suất cuối của chu trình cũng không thể xuống quá thấp, thường từ 2 kPa đến 5 kPa tùy theo điều kiện khí hậu từng vùng. Mặt khác, khi giảm áp suất p2 xuống thì độ ẩm của hơi ở các tầng cuối tuabin cũng giảm xuống, sẽ
làm giảm hiệu suất và tuổi thọ tuabin, do đó cũng làm giảm hiệu suất chung của toàn thiết bị.
Hình 6.13- Ảnh hưởng của áp suất cuối
2/. Nâng cao nhiệt độ trung bình của quá trình cấp nhiệt T1tb
Theo công thức (*) ta thấy khi nhiệt độ trung bình T1 của quá trình cấp nhiệt 3451 tăng lên, thì hiệu suất ηt chu trình sẽ tăng lên. Để nâng nhiệt độ trung bình của quá trình cấp nhiệt T1tb, có thể tăng áp suất đầu p1 hoặc nhiệt độđầu T1.
Hình 6.14- Ảnh hưởng của nhiệt độđầu Hình 6.15- Ảnh hưởng của áp suất đầu
Nếu giữ nguyên áp suất hơi quá nhiệt p1 và áp suất cuối p2, tăng nhiệt độ đầu T1 (hình 6.14) thì nhiệt độ trung bình T1tb của quá trình cấp nhiệt 3451 cũng tăng lên.
Nếu giữ nguyên nhiệt độ hơi quá nhiệt T1 và áp suất cuối p2, tăng áp suất đầu p1 (hình 6.15) thì nhiệt độ sôi của quá trình 4-5 tăng, do đó nhiệt độ trung bình T1tb của quá trình cấp nhiệt 3451 cũng tăng lên trong khi T2tb giữ nguyên, dẫn đến hiệu suất nhiệt ηt của chu trình tăng lên.
Khi tăng nhiệt độ đầu thì độ ẩm giảm, nhưng tăng áp suất đầu thì độ ẩm tăng. Do đó trên thực tế người ta thường tăng đồng thời cả áp suất và nhiệt độ đầu để tăng hiệu suất chu trình mà độ ẩm không tăng, nên hiệu suất của chu trình Renkin thực tế sẽ
tăng lên. Chính vì vậy, ứng với một giá trị áp suất đầu người ta sẽ chọn nhiệt độ đầu tương ứng, hai thông số này gọi là thông số kết đôi.
6.7.2.2- Quá nhiệt hơi trung gian
Sơđồ thiết bị tuabin hơi có quá nhiệt trung gian (quá nhiệt lần thứ hai) được thể
hiện trên hình 6.16.
Hình 6.16- Sơđồ thiết bị tuabin hơi có quá nhiệt trung gian
a) Sơđồ thiết bị
1. Phần tuabin cao áp; 2. Bộ sấy hơi; 3. Phần tuabin thấp áp; 4. Máy phát điện;
5. Bình ngưng; 6. Bơm cấp; 7. Nồi hơi