Chuong 7 - Gia tich nhiet dong hoc chu trinh tua bin khi (2)

ảnh h ởng của nhiệt độ khôngkhí vào T3 và nhiệt độ khí vào T1 tới hệ số công suất có ích ϕ và công riêng có ích H.. Chu trình tuốc bin khí hở có bộ trao đổi nhiệt hồi nhiệt Ph ơng pháp

Trang 1

BÀI GIẢNG

TUA BIN HƠI NƯỚC

CHƯƠNG 6

CÁC CHU TRÌNH CƠ BẢN

CỦA THIẾT BỊ TUA BIN KHÍ

Người giảng: Nguyễn Đức Quyền

Trang 2

NỘI DUNG GIẢNG DẠY

6.1 Cỏc chu trỡnh nhiệt điển hỡnh và cỏc đặc điểm của chỳng

6.1.1 Chu trình tuốc bin khí đơn giản (chu trình hở)

6.1.2 Chu trình tuốc bin khí (hở) có bộ trao đổi nhiệt (hồi nhiệt) 6.1.3 Chu trình tuốc bin khí (hở) có cấp nhiệt trung gian và có

làm 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 của cỏc thụng số nhiệt động tới hiệu suất chu trỡnh

và vấn đề cỏc nụ hoỏ chu trỡnh nhiệt.

6.2.1 ảnh h ởng của nhiệt độ khôngkhí vào T3 và nhiệt độ khí vào T1 của thiết bị tuốc bin khí

6.2.2 ảnh h ởng của nhiệt độ khôngkhí vào T3 và nhiệt độ khí vào T1 tới hệ số công suất có ích ϕ và công riêng có ích H

6 2.3 ảnh h ởng của hiệu suất tuốc bin và máy nén tới H và ϕ

6.2.4 Vấn đề Các nô hoá các chu trình nhiệt.

Trao đổi thảo luận.

Trang 3

6.1.1 Chu trình tuốc bin khí đơn giản (chu trình hở - đẳng ỏp)

Máy nén 1; buồng đốt 4; bơm nhiên liệu 3; vòi phun 5.; tuốc bin khí 8 Chỉ có 20 ữ 40% không khí sơ cấp đ a vào vùng cháy 6.

Nhiệt độ của khí đốt có thể đạt tới 1600 ữ1800 0 C

Nhiệt độ cho phép của khí đốt theo điều kiện sức bền và tin cậy lúc này sẽ vào khoảng 700 ữ 1200 0 C

Công suất của tuốc bin 8

một phần dùng để truyền

động máy nén 1, phần còn

lại cấp cho hộ tiêu dùng

(kéo máy phát điện 2)

Khởi động tuốc bin khí

bằng động cơ điện 7.

Ưu điểm của chu trỡnh.

Trang 4

6.1.2 Chu trình tuốc bin khí (hở) có bộ trao đổi nhiệt (hồi nhiệt)

Ph ơng pháp nâng cao hiệu quả kinh tế của TBK là sử dụng nhiệt thải của khí đốt trong tuốc bin để sấy không khí đi vào buồng đốt Chu trình này có u điểm là

ngoài tính đơn giản thì

hiệu suất cao hơn,

sự biến thiên của hiệu suất

thoai thoải ở chế độ non tải.

nh ợc điểm là trọng l ợng

lớn, tốn nhiều diện tích

Trang 5

6.1.3 Chu trình tuốc bin khí (hở) có cấp nhiệt trung gian và có

làm mát không khí trung gian.

p a1 , T a1 - áp suất và nhiệt độ không khí ở đầu vào máy nén hạ áp (KHA) Không khí đ ợc nén trong máy nén hạ áp (KHA), rồi đi vào bình làm mát O Nhiệt độ không khí giảm từ T a1 xuống T a2 Tiếp theo, không khí đ ợc nén trong máy nén cao áp (KCA) Không khí th ờng đ ợc làm mát bằng n ớc và đem vào bình làm mát bề mặt.

Trang 6

6.1.3 Chu trình tuốc bin khí (hở) có cấp nhiệt trung gian và có

làm mát không khí trung gian.

Từ KCA không khí sẽ đi vào bình gia nhiệt R, rồi vào buồng đốt cao áp ĐCA ở đây nhiệt độ đ ợc nâng lên đến T C1 Sau khi khí bành tr ớng trong tuốc bin cao áp TCA sẽ đ ợc dẫn về buồng đốt hạ

áp THA, rồi về bình gia nhiệt (hay là xả ra ngoài trời, nếu không

có hồi nhiệt).

Qua việc phân tích và tính toán các sơ đồ TBK thấy rằng:

+ áp dụng làm mát trung gian sẽ giảm bớt công suất của máy nén + Khi làm mát trung gian làm tăng tỷ số áp suất tối u trong thiết

bị TBK có cũng nh không có hồi nhiệt.

+ Việc áp dụng cấp nhiệt trung gian cũng làm tăng công suất có ích, hiệu suất và tỷ số áp suất tối u trong thiết bị TBK.

Trang 7

6.1 Các chu trình nhiệt điển hình và các đặc điểm của chúng 6.1.3 Chu tr×nh tuèc bin khÝ (hë) cã cÊp nhiÖt trung gian vµ cã lµm m¸t kh«ng khÝ trung gian.

Trang 8

6.2 ảnh hưởng của cỏc thụng số nhiệt động tới hiệu suất chu trỡnh

và vấn đề cỏc nụ hoỏ chu trỡnh nhiệt.

6.2.1 ảnh h ởng của nhiệt độ khôngkhí vào T 3 và nhiệt độ khí vào

T 1 của thiết bị tuốc bin khí

Công suất riêng có ích H, tức là hiệu số công suất có ích của tuốc bin H T và công suất thực tế của máy nén H K do một đơn vị khối l ợng môi chất sinh ra, chỉ bằng một phần nhỏ của công suất do bản

thân tuốc bin khí phát ra (H = H T – H K) Phần công suất này đ ợc xác định bởi hệ số công riêng có ích ; đối với tuốc bin khí , nghĩa là bé hơn nhiều so với tuốc bin hơi với hệ số công suất có ích gần bằng một.

Hệ số công suất có ích càng thấp thì thiết bị càng nhạy cảm với sự thay đổi các tổn thất khởi động, cơ học và các tổn thất khác trong thiết bị

Qua lý thuyết và thực tế đã chứng minh rằng, khi giảm nhiệt độ không khí xuống thì sẽ làm tăng t ơng đối hiệu suất lên, và muốn

đạt kết quả cũng nh thế do thay đổi nhiệt độ ban đầu của khí, thì phải tăng nhiệt độ T 1 lên.

4 , 0 3

,

0 ữ

=

ϕ

Trang 9

6.2.2 ảnh h ởng của nhiệt độ khôngkhí vào T3 và nhiệt độ khí vào T1 tới hệ số công suất có ích ϕ và công riêng có ích H

Hệ số công suất có ích và công riêng có ích thay đổi nhiều hơn so với hiệu suất có thể lý giải rằng, khi nhiệt độ T 1 tăng, không chỉ

công của tuốc bin H T tăng lên, mà cả nhiệt đem vào cũng tăng Khi giảm T 3 sẽ giảm công của máy nén H K và tăng công riêng có ích H

= H T – H K , đồng thời tăng thêm nhiệt đem vào buồng đốt, bởi vì khi giảm T3 nhiệt độ không khí sau máy nén giảm và làm tăng l ợng nhiệt đem vào

Trang 10

6 2.3 ảnh h ởng của hiệu suất tuốc bin và máy nén tới H và ϕ.

Khi hiệu suất của tuốc bin hay máy nén thay đổi 1% sẽ

làm thay đổi công riêng có ích H đi là

Hiệu suất của máy nén ít ảnh h ởng tới H hơn là hiệu suất

của tuốc bin, vì công suất của máy nén bé hơn công suất của tuốc bin Cho nên khi công suất máy nén thay đổi

1% sẽ làm thay đổi công suất riêng có ích của thiết bị

TBK ít hơn so với khi thay đổi 1% công suất tuốc bin

Cũng theo những nguyên nhân ấy hệ số công có ích ϕ

phụ thuộc nhiều vào các tổn thất trong tuốc bin và máy nén.

)%

1 (

ϕ

Trang 11

Hiệu suất Cácnô là hiệu suất của quá trình nhiệt lý t ởng:

Trong đó:ηC- Hiệu suất Cácnô;

T 1 – Nhiệt độ nguồn nóng;

T 2 – Nhiệt độ nguồn lạnh.

Hiệu suất nhiệt của chu trình Cácnô thuận nghịch chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ nguồn nóng và nguồn lạnh mà không phụ thuộc vào tính chất của môi chất Khi tăng nhiệt độ nguồn nóng và giảm

nhiệt độ nguồn lạnh, tức là hiệu số nhiệt độ càng lớn, thì hiệu suất của chu trình Cácnô thuận nghịch càng tăng.

Hiệu suất của quá trình thực bao giờ cũng thấp hơn hiệu suất của chu trình Cácnô vì có tổn thất năng l ợng Cách tốt nhất để cải

thiện hiệu suất của quá trình là giảm bớt các tổn thất năng l ợng, làm cho hiệu suất của chu trình thực gần với chu trình có hiệu

suất cao nhất, tức là Cácnô hoá chu trình.

1

2 1

T

C

−

=

η

Trang 12

Những biện pháp Cácnô hoá chu trình có thể là:

+ Dùng bộ trao đổi nhiệt để hồi nhiệt một phần;

+ Giảm nhiệt độ ban đầu vào máy nén;

+ Nâng cao nhiệt độ ban đầu vào TBK;

+ Thực hiện 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 của chu trình trên;

+ ứng dụng chu trình kết hợp, ví dụ, khí - hơi;

+ Kết hợp các biện pháp kể trên–

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	1,2 MB