Giáo trình Nhiệt động lực học kỹ thuật - Chương 6: Chu trình thiết bị động lực hơi nước

CBGD: Nguyeãn Thò Minh Trinh

1.CHU TRÌNH THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC HƠI NƢỚC CƠ BẢN

(CHU TRÌNH RANKINE)

1

5

C

B

A

2

3

4

D

F

3'

E

C - Maùy phaùt ñieän

D - Bình ngöng hôi E - Bôm tuaàn hoaøn F - Bôm caáp

A - Loø hôi

B - Tuabin hôi

Chu trình có xét tới công tiêu hao

cho bơm cấp

Chu trình không xét tới công tiêu hao

cho bơm cấp

T

K

1

q₁

5

4

₁= const

p

₁= const

p

3'

3

₂= const

p

₂= const

p

3

2

q₂

x = 1

x = 0

x = 1

x = 0

s

1. Nhiệt lượng cần cung cấp cho lò hơi

kJ/kg

1. Nhiệt lượng cần cung cấp cho lò hơi

kJ/kg

q₁ i₁i_3'

Q₁ G_hi₁i_3'

q₁ i₁ i₃

Q₁ G_hi₁i₃









2. Nhiệt lượng nhả ra ở bình ngưng

q₂ i₂i₃

Q₂ G_hi₂i₃

kJ/kg

q₂ i₂i₃

Q₂ G_hi₂i₃

kJ/kg









3. Công sinh ra của tuabin

w_T i₁i₂

W_T G_h

i₁i₂



W_T G_h

i₁i₂



Chu trình thiết bị động lực hơi nước

- 1 -

CBGD: Nguyeãn Thò Minh Trinh

4. Công cung cấp cho bơm cấp

w_b i_3'i₃kJ/kg

W_b G_hi_3'i₃

Không có





5. Công sinh ra của chu trình

W  W_T

w  w_T w_b (i₁i₂)  i_3'i₃

W  W_T W_b

6. Hiệu suất chu trình

W

w

i₁ i₂



i₁ i₂



 i_3' i₃

W

w

 



 



Q₁q₁i₁ i₃

Q₁q₁

i₁ i_3'

7. Hiệu suất lớn nhất của chu trình

T T₂

1

_max _Carnot



_max _Carnot

T

1

8. Suất tiêu hao hơi (Lượng hơi cần thiết để

sản xuất ra 1 kWh điện năng)

8. Suất tiêu hao hơi (Lượng hơi cần thiết để

sản xuất ra 1 kWh điện năng)

3600 3600

3600

d 



, kg/kWh

d 



, kg/kWh

w

(i₁ i₂)  i_3' i₃

w

i₁ i₂

Chú ý đôn vò:

Neáu G_h– kg

 Q₁, Q₂, W – kJ

 Q₁, Q₂, W – kJ/s = kW (Công suất thiết bị)

Neáu G_h– kg/s (Naêng suaát loø hôi)

Phƣơng trình cân bằng nhiệt trong lò hơi Phƣơng trình cân bằng nhiệt trong lò hơi

Q₁ G_h



i₁i_3'



 _LH.B.q_nl

- kW

Q₁ G_h

Với: _LH– Hiệu suất lò hơi



i₁i₃ _LH.B.q_nl- kW



Với: _LH– Hiệu suất lò hơi

B – Lượng tiêu hao nhiên liệu, kg/s

_nl–Nhiệt trị thấp của nhiên liệu, kJ/kg

Phƣơng trình cân bằng nhiệt trong bình ngƣng

B – Lượng tiêu hao nhiên liệu, kg/s

q

_nl–Nhiệt trị thấp của nhiên liệu, kJ/kg

q

Q₂ _BNG_h



i₂i₃ G_nc_pnt_n- kW



Với: _BN– Hiệu suất bình ngưng

_n– Lưu lượng nước giải nhiệt qua bình ngưng, kg/s

_pn– Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp của nước, kJ/kgK

t_n– Độ chênh lệch nước giải nhiệt vào và ra khỏi bình ngưng, ⁰C

G

c

Chu trình thiết bị động lực hơi nước

- 2 -

CBGD: Nguyeãn Thò Minh Trinh

2.CHU TRÌNH THIẾT BỊ ĐỘNG LỰC HƠI NƢỚC CÓ QUÁ NHIỆT TRUNG GIAN

1

5

7

C

B₁

B₂

2

3

6

A

4

D

F

3'

E

C - Maùy phaùt ñieän

F - Bôm caáp

A - Loø hôi

D - Bình ngöng hôi

B₁- Tuabin cao áp

B₂- Tuabin haï áp

E - Bôm tuaàn hoaøn

Chu trình có xét tới công tiêu hao

Chu trình không xét tới công tiêu hao

cho bơm cấp

T

K

7

1

7

1

q₁

5

4

p_tg

6

3'

3

₂= const

p

₂= const

p

3

2

q₂

x = 1

x = 0

x = 1

x = 0

s

1. Nhiệt lượng cần cung cấp

q₁



i₁ i_3'









i₇ i₆



kJ/kg

q₁



i₁i₃









i₇i₆



kJ/kg

Q₁ G_h

2. Nhiệt lượng nhả ra ở bình ngưng

kJ/kg



i₁i_3'



i₇i₆





Q₁ G_h

2. Nhiệt lượng nhả ra ở bình ngưng

kJ/kg



i₁i₃



i₇i₆





q₂ i₂i₃

Q₂ G_h

3. Công sinh ra của tuabin

w_T i₁i₆i₇i₂

W_T G_hi₁i₆i₇i₂



i₂ i₃



Q₂ G_h

3. Công sinh ra của tuabin

w_T i₁i₆i₇i₂

W_T G_hi₁i₆i₇i₂



i₂ i₃



















































Chu trình thiết bị động lực hơi nước

- 3 -

CBGD: Nguyeãn Thò Minh Trinh

4. Công cung cấp cho bơm cấp

w_b i_3'i₃

kJ/kg

W_b G_hi_3'i₃

Không có





5. Công sinh ra của chu trình

W  W_T

w  w_T w_bkJ/kg

W  W_T W_b

6. Hiệu suất chu trình



i₁ i₆







i₇ i₂



W

w



i₁ i₆







i₇ i₂



 i_3' i₃

W

w

 



 



Q₁q₁



i₁ i₃



i₇ i₆

Q₁q₁

i₁ i_3'i₇ i₆









7. Hiệu suất lớn nhất của chu trình

T T₂

1

_max _Carnot



_max _Carnot

T

1

8. Suất tiêu hao hơi (Lượng hơi cần thiết để sản 8. Suất tiêu hao hơi (Lượng hơi cần thiết để

xuất ra 1 kWh điện năng) sản xuất ra 1 kWh điện năng)

3600

d 



d 



, kg/kWh

w

(i₁ i₆) 



i₇ i₂



 i_3' i₃

w



i₁ i₆i₇ i₂









Chú ý đôn vò:

Neáu G_h– kg

 Q₁, Q₂, W – kJ

 Q₁, Q₂, W – kJ/s = kW (Công suất thiết bị)

Phƣơng trình cân bằng nhiệt trong lò hơi Phƣơng trình cân bằng nhiệt trong lò hơi

Neáu G_h– kg/s (Naêng suaát loø hôi)

Q₁ G_h





i₁i₃







i₇i₆ _LH.B.q_nl





Q₁ G_h





i₁i_3'







i₇i₆ _LH.B.q_nl





Với: _LH– Hiệu suất lò hơi

B – Lượng tiêu hao nhiên liệu, kg/s

_nl–Nhiệt trị thấp của nhiên liệu, kJ/kg

Với: _LH– Hiệu suất lò hơi

B – Lượng tiêu hao nhiên liệu, kg/s

_nl–Nhiệt trị thấp của nhiên liệu, kJ/kg

Phƣơng trình cân bằng nhiệt trong bình ngƣng

q

Q₂ _BNG_h



i₂i₃ G_nc_pnt_n- kW



Với: _BN– Hiệu suất bình ngưng

_n– Lưu lượng nước giải nhiệt qua bình ngưng, kg/s

_pn– Nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp của nước, kJ/kgK

t_n– Độ chênh lệch nước giải nhiệt vào và ra khỏi bình ngưng, ⁰C

G

c

Chu trình thiết bị động lực hơi nước

- 4 -

Giáo trình Nhiệt động lực học kỹ thuật - Chương 6: Chu trình thiết bị động lực hơi nước - Nguyễn Thị Minh Trinh