Ọmụmụ ihe gbasara injinịa Thermodynamics na sistemụ boiler ụlọ ọrụ mmepụta ihe
Pendahuluan
Igwe ọkụ ụlọ ọrụ mmepụta ihe bụ otu n'ime akụrụngwa kachasị mkpa n'ọtụtụ ngalaba dị iche iche—site na ụlọ ọrụ ike na ụlọ ọrụ kemịkalụ ruo na akwụkwọ na pulp, yana ọbụna ụlọ ọrụ nri na ihe ọṅụṅụ. Ọrụ ha bụ isi bụ ịtụgharị ike kemịkalụ site na mmanụ ụgbọala (ma ọ bụ ike eletriki n'ime boiler eletrik) ka ọ bụrụ ike okpomọkụ, wee bufee ya na mmiri iji mepụta uzuoku na nrụgide na okpomọkụ kpọmkwem. A na-eji uzuoku a eme ihe maka ikpo ọkụ, ịkpọ nkụ, ime ka ọ dị ọcha, ma ọ bụ dị ka mmiri ọkụ turbine na-arụ ọrụ. Ka sistemụ boiler wee rụọ ọrụ n'enweghị nsogbu, n'ụzọ akụ na ụba, na n'ụzọ dị irè, a chọrọ nnyocha zuru oke. nhazi thermodynamics injinia nke gụnyere nguzozi ike, arụmọrụ, mbelata okpomọkụ, na nyocha enweghị ike ịgbanwe agbanwe.
Echiche Ndị Dị Mkpa Thermodynamics na Boilers
N'okwu thermodynamic, a na-enyochakarị boilers dị ka sistemụ na-agbanwe agbanwe ebe oke mmiri nri na-abanye, na-enweta okpomọkụ site na ọkụ, wee pụọ dị ka uzuoku jupụtara ma ọ bụ uzuoku na-ekpo oke ọkụ. Iwu Mbụ nke Thermodynamics maka sistemụ na-agbanwe agbanwe (equation ike na-agbanwe agbanwe) nwere ike ịkọwa nke ọma:
\[
\dot{Q} – \dot{W} = \dot{m}(h_{out}-h_{in})
\]
N'ime boilers, a na-eleghara ọrụ shaft (\(\dot{W}\)) anya n'ihi na boilers anaghị emepụta ọrụ mekaniki ozugbo. Ike kinetic na ike nwere ike dịkwa obere ma e jiri ya tụnyere mgbanwe enthalpy , yabụ nha anya bara uru na-aghọ:
\[
\dot{Q} \approx \dot{m}(h_{steam}-h_{fw})
\]
Nke a bụ ebe enthalpy na-aghọ paramita dị mkpa. A na-enweta data enthalpy mmiri na uzuoku site na tebụl uzuoku ma ọ bụ eserese Mollier (h–s). Mmiri nri nwere ike ịbụ mmiri jụrụ oyi n'otu nrụgide, ebe ihe a na-emepụta nwere ike ịbụ uzuoku akọrọ, uzuoku mmiri mmiri (nwere àgwà uzuoku x), ma ọ bụ uzuoku ọkụ nke ukwuu.
Usoro nke Ịkpọ Mmiri Ọkụ n'ime Steam
N'ihe gbasara thermodynamics, ikpo mmiri n'ime boiler na-agafe ọtụtụ usoro:
1. Nye mmiri ọkụ (ọkụ dị mma)
A na-ebuli mmiri ahụ n'okpomọkụ site na ntinye ruo na okpomọkụ saturation mgbe nrụgide ọrụ gasịrị. Ike achọrọ dabere na ikike okpomọkụ na mmụba okpomọkụ.
2. Mmiri ozuzo (mgbanwe nke usoro / ikpo ọkụ zoro ezo)
N'ebe a na-emeju afọ, mgbakwunye okpomọkụ na-eme ka usoro mgbanwe site na mmiri mmiri gaa na uzuoku. N'oge a, okpomọkụ ahụ na-adịgide otu otu, mana enthalpy na-abawanye nke ukwuu n'ihi okpomọkụ zoro ezo nke uzuoku.
3. Ịkpo oke ọkụ (ọ bụrụ na e nwere ihe na-ekpo oke ọkụ)
A na-ekpokwu uzuoku juru eju iji bulie okpomọkụ ya elu karịa okpomọkụ saturation n'otu nrụgide ahụ. Okpomọkụ dị elu na-eme ka enthalpy dịkwuo elu ma na-ebelata iru mmiri nke uzuoku ahụ, nke bara uru maka ojiji turbine na arụmọrụ usoro.
N'ime atụmatụ boiler nke oge a, a na-eme ka mgbake okpomọkụ dịkwuo mma site na iji ihe ndị ọzọ dịka ndị na-emepụta ihe (ihe na-ekpo ọkụ mmiri nri), ihe na-ekpo ọkụ ikuku (ihe na-ekpo ọkụ ikuku ọkụ), na ihe na-ekpo ọkụ dị oke elu. Ebumnuche nke ọ bụla bụ ibelata mfu nke ikpo ọkụ ma mee ka arụmọrụ mbufe okpomọkụ dịkwuo elu .
Mpempe akwụkwọ nhazi ego Ike na Arụmọrụ Boiler
A na-akọwakarị arụmọrụ nke boiler dịka oke ike bara uru nke mmiri/uzuoku na-amịkọrọ na ike kemịkalụ nke mmanụ ọkụ a gbara ọkụ. Ụzọ abụọ a ma ama bụ:
1. Usoro kpọmkwem (usoro kpọmkwem / usoro ntinye-mpụta)
\[
\eta_{boiler}=\frac{\dot{m}_{steam}(h_{steam}-h_{fw})}{\dot{m}_{fuel}\times LHV}\times 100\%
\]
Site na LHV (Uru Okpomọkụ Dị Ala) ma ọ bụ HHV (Uru Okpomọkụ Dị Elu) dabere na ọkọlọtọ ejiri.
2. Usoro na-apụtaghị ìhè (usoro mfu okpomọkụ)
A na-agbakọ arụmọrụ site na 100% mwepu okpomọkụ zuru oke, dịka ọmụmaatụ:
- Mfu gas akọrọ
- Mfu sitere na uzu mmiri sitere na ọkụ hydrogen
- Mfu n'ihi mmanụ ọkụ na iru mmiri ikuku
- Mfu n'ihi carbon na-ereghị ọkụ
- Mfu radieshon na convection sitere na elu boiler
- Mfu nke ikuku
A na-ejikarị usoro ndị na-apụtaghị ìhè eme nnyocha ike n'ihi na ha na-enyere aka ịchọpụta isi ihe na-akpata enweghị ike ịrụ ọrụ nke ọma.
Mfu Okpomọkụ Dị Ukwuu n'Ọrụ Boiler
Ọmụmụ ihe thermodynamic Nke dị mma anaghị akwụsị n'ịgbakọ mmepụta-ntinye, kama ọ na-egosikwa mfu ike kachasị.
1. Mfu nke stack (mfu nke simini)
Gas ndị na-apụ n'ọkụ na-ebu nnukwu enthalpy. Enwere ike iji ihe ndị na-emepụta ihe na ihe ndị na-ekpo ọkụ ikuku mee ihe iji belata nke a, mana a ga-akpachara anya iji hụ na ha agaghị agafe ebe mmiri acid dị (karịsịa maka mmanụ ọkụ nwere sọlfọ) iji gbochie ire ere.
2. Mkpọda
Ọ dị mkpa ịgbapụ mmiri iji chịkwaa mkpokọta nke ihe siri ike agbazere agbaze (TDS) na drum boiler. Agbanyeghị, iwepụ mmiri ọkụ a na-egosi mfu nke enthalpy. Sistemụ mgbake okpomọkụ nke ịgbapụ mmiri nwere ike iji okpomọkụ a kpoo mmiri nri ma ọ bụ mmiri etemeete.
3. Ikuku gabigara ókè na ọkụ na-ezughị ezu
Ikuku gabigara ókè dị mkpa maka ọkụ kwụsiri ike, mana oke ikuku gabigara ókè na-eme ka oke ikuku flue dịkwuo elu, na-eme ka mfu nke stack dịkwuo elu. N'aka nke ọzọ, oke ikuku na-eduga na mmụba nke CO2 na mmanụ ọkụ na-agbaghị ọkụ—ha abụọ na-emebi ihe. A na-enweta nhazi kachasị mma site na njikwa flue gas O₂/CO2 na nhazi ọkụ.
4. Radiation na convection site n'elu
Mkpuchi okpomọkụ na-adịghị mma na-eme ka okpomọkụ daa gburugburu ebe obibi. Ndozi nke ihe ndị na-anaghị eguzogide mmiri na ihe ndị na-egbochi mmiri na-enwekarị mmetụta kpọmkwem. na arụmọrụ na nchekwa ọrụ.
Nnyocha Mmega Ahụ: Ịtụle Ogo Ike
E wezụga ike (Iwu nke Mbụ), Usoro thermodynamics nke injinia ọgbara ọhụrụ na-ejikarị nyocha eme ihe ọrụ iji nyochaa "ịdị mma" nke ike na enweghị ike ịgbanwe agbanwe (Iwu nke Abụọ). Exergy na-akọwa ọrụ kachasị elu enwere ike nweta mgbe e wetara sistemụ ahụ na ọnọdụ gburugburu.
Na boilers, nnukwu mgbanwe na-eme na:
- Usoro ọkụ (mmeghachi omume kemịkalụ na ngwakọta na oke okpomọkụ)
– Nnyefe okpomọkụ nwere nnukwu ọdịiche okpomọkụ, dịka ọmụmaatụ n'etiti ire ọkụ na elu paịpụ
- Esemokwu mmiri na akụkụ gas na mmiri/steam (mbelata nrụgide)
Site na nyocha ọrụ, ndị na-arụ ọrụ nwere ike ịchọpụta na ọ bụ ezie na a na-ebufe ụfọdụ okpomọkụ na mmiri, ịdị mma ike na-ebelata n'ihi na usoro ahụ enweghị ike ịgbanwe agbanwe. Nke a na-enyere aka ibute mmezi ụzọ: dịka ọmụmaatụ, imeziwanye nkesa ikuku na mmanụ ọkụ, ịbawanye mgbake okpomọkụ, ma ọ bụ ibelata oke ΔT dị elu na ihe mgbanwe okpomọkụ.
Mmetụta nke Ọnọdụ Ọrụ na Arụmọrụ thermal
Arụmọrụ nke boiler na-adabere na nrụgide, okpomọkụ na ịdị mma mmiri.
1. Nrụgide ọrụ
Ịbawanye nrụgide ahụ na-eme ka okpomọkụ saturation dịkwuo elu. Maka ụfọdụ ihe achọrọ maka usoro, nke a nwere ike ime ka njupụta ike nke uzuoku dịkwuo elu. Agbanyeghị, nrụgide dị elu chọrọ ihe siri ike na njikwa siri ike.
2. Nye mmiri okpomọkụ
Ka okpomọkụ mmiri nri dị elu, otú ahụ ka okpomọkụ nke ihe na-agba mmiri na-ebelata iji nweta ọnọdụ uzuoku achọrọ. Ya mere, ihe na-ebelata ihe na-eme ka ihe na-agba mmiri na ihe na-eme ka ihe na-arụ ọrụ dị mkpa.
3. Mmiri dị mma (ọgwụgwọ)
Ọkwa oxygen gbazere agbaze, ike siri ike, na TDS na-emetụta nhazi na ire ere. Nhazi na-eme ka iguzogide okpomọkụ dịkwuo elu, na-ebute mbufe okpomọkụ na-adịghị mma, mmụba okpomọkụ ígwè, mbelata arụmọrụ, na mmụba nke ihe egwu nke ịda ada na tube.
Atụmatụ Mmezi arụmọrụ dabere na Thermodynamics
Ụfọdụ usoro bara uru ndị metụtara kpọmkwem ọmụmụ nke thermodynamics gụnyere:
- Ntinye/imeziwanye ihe eji echekwa ego iji jiri okpomọkụ gas na-ekpo ọkụ kpoo mmiri nri.
- Igwe na-ekpo ọkụ ikuku iji mee ka okpomọkụ ikuku ọkụ dịkwuo elu, melite nkwụsi ike na arụmọrụ ire ọkụ.
– Njikwa O₂ iji mee ka ikuku gabiga ókè dị mma.
- Nhazi nke ikuku na mgbake okpomọkụ iji belata mfu enthalpy.
– Mmezi elu ebe a na-ebufe okpomọkụ (nhicha nsị/oke) iji mee ka ọnụọgụ mbufe okpomọkụ dị elu.
– Ezigbo mkpuchi na paịpụ uzuoku, drum na shei.
- Nleba anya na-aga n'ihu nke paramita thermodynamic (T, P, ọnụego mmiri, gas flue O₂/CO) maka nchọpụta mbụ nke ihe ndị na-adịghị mma.
Mmechi
Ọmụmụ ihe gbasara thermodynamics nke injinịa na sistemụ boiler ụlọ ọrụ na-enye usoro nyocha dị ike maka ịghọta otu esi agbanwe ike sitere na mmanụ ụgbọala ka ọ bụrụ uzuoku, ebe ọ na-achọpụtakwa ebe mfu na-ebelata arụmọrụ. Site n'itinye nguzozi ike (Iwu Mbụ) na ime ka ọ dịkwuo mma na echiche ọrụ (Iwu nke Abụọ), ndị injinia nwere ike ime mkpebi dabere na data iji melite arụmọrụ, belata oriri mmanụ, ịnọgide na-enwe ntụkwasị obi akụrụngwa, ma gbasaa ndụ ọrụ boiler. N'ikpeazụ, boiler nke a haziri nke ọma na thermodynamics abụghị naanị na-azọpụta ọnụ ahịa kamakwa ọ na-akwado mbelata ikuku na ọrụ ụlọ ọrụ na-adịgide adịgide.
