Ojiji nke Rankine Cycle na Steam Power Plants
Ụlọ Ọrụ Ike Uzuoku (PLTU) bụ otu n'ime teknụzụ mmepụta ọkụ eletrik a na-ejikarị eme ihe n'ụwa. Ụkpụrụ ọrụ ha na-eji ike okpomọkụ agbanwe mmiri ka ọ bụrụ uzuoku dị elu na nke dị elu, wee gbanwee ike uzuoku ka ọ bụrụ ike igwe site na turbine, nke generator na-agbanwe ka ọ bụrụ ike eletriki. Isi ihe dị na usoro mgbanwe ike na PLTU bụ Rankine Cycle, usoro thermodynamic nke e mere kpọmkwem maka sistemụ ike uzuoku. Isiokwu a na-atụle ojiji nke Rankine Cycle na PLTU, ihe ndị bụ isi ya, usoro usoro, na mmezi arụmọrụ nkịtị na omume.
Echiche Dị Mkpa nke Usoro Rankine
Okirikiri Rankine bụ okirikiri thermodynamic nke e mere ka ọ dị mma nke na-akọwa mgbanwe ike na mmiri na-arụ ọrụ (nke na-abụkarị mmiri/uzuoku) na sistemụ mechiri emechi. Okirikiri a bụ ntọala nke imewe ụlọ ọrụ ike ọkụ coal n'ihi na ọ dabara adaba maka imepụta ike site na iji usoro mmiri na uzuoku. N'ụdị ya kacha mma, okirikiri Rankine nwere usoro anọ bụ isi: ịpụ mmiri nri, ikpo ọkụ ya na boiler ka ọ bụrụ uzuoku, ịgbasa uzuoku ahụ na turbine iji mepụta ọrụ, na ime ka uzuoku ahụ laghachi n'ime mmiri na condenser.
Ọ bụ ezie na n'eziokwu enwere mfu ike (mgbagwoju anya, mbelata nrụgide, nnyefe okpomọkụ na-ezughị oke), ụdị Rankine Cycle bụ ntụaka maka inyocha arụmọrụ na ịchọpụta ebe ọrụ dị irè.
Isi ihe dị na ụlọ ọrụ ike steam na usoro Rankine
Itinye Rankine Cycle n'ọrụ n'ime ụlọ ọrụ ike ọkụ coal gụnyere ọtụtụ ihe dị mkpa:
1. Ọkpọmkpọ (Ọkpọmkpọmkpọm mmiri nri)
Ọrụ ya bụ ime ka nrụgide nke mmiri condensate si n'ebe dị ala (ebe a na-esi na condenser outlet) ruo n'ebe dị elu ka o wee banye na boiler. Ebe ọ bụ na ịgba mmiri mmiri anaghị achọ ọrụ dị ukwuu ma e jiri ya tụnyere ịgba gas, ọrụ mgbapụta na Rankine Cycle na-adịkarị obere karịa ọrụ turbine.
2. Boiler (Steam Generator)
Igwe mmiri na-etinye okpomọkụ n'ime mmiri nrụgide dị elu ruo mgbe ọ ga-aghọ uzuoku. A na-emepụta okpomọkụ ahụ site na mmanụ ọkụ (kol, biomass, mmanụ, ma ọ bụ gas) ma ọ bụ site na ebe ndị ọzọ, dị ka okpomọkụ sitere na ihe nrụpụta nuklia dị n'ime ụlọ ọrụ ike nuklia. N'ime ụlọ ọrụ ike nkịtị nke na-eji kol eme ihe, ihe ndị na-agba ọkụ nwere ọtụtụ mpaghara: ihe na-eme ka akụ na ụba (preheating), ihe na-agba ọkụ (evaporation), na ihe na-ekpo ọkụ (superheater).
3. Turbine uzuoku
Turbines na-agbanwe ike okpomọkụ na nrụgide uzuoku ka ọ bụrụ ọrụ igwe site na mgbasawanye. A na-ejikọ ogwe turbine ahụ na jenereta iji mepụta ọkụ eletrik. Turbines na-enwekarị ọtụtụ usoro iji mee ka arụmọrụ mgbasawanye dịkwuo mma.
4. Kọndensata
Ihe na-eme ka ikuku ikuku nke turbine dị jụụ, na-agbanwe ya ka ọ bụrụ mmiri. Site n'ịmepụta obere nrụgide ikuku (ihe na-anaghị ekpo ọkụ), ihe na-eme ka ikuku oyi na-enyere aka ime ka arụmọrụ turbine ka mma na arụmọrụ zuru oke. A na-ejikarị mmiri mmiri, mmiri osimiri, ma ọ bụ sistemụ ụlọ elu oyi eme ihe.
Usoro Usoro Rankine Cycle na Ụlọ Ọrụ Ike Steam
Enwere ike ịkọwa ojiji nke Rankine Cycle site na usoro usoro anọ ndị a:
1) Usoro mgbapụta mmiri (1 → 2)
Mmiri mmiri si na condenser ahụ dị obere ma dịkwa obere okpomọkụ. Mmiri mmiri mmiri ahụ na-eme ka nrụgide ahụ dịkwuo elu ruo n'ọrụ nke boiler. N'oge a, okpomọkụ na-arị elu ntakịrị, mana isi mgbanwe bụ mmụba nke nrụgide. Ike nke ọkpọ mmiri chọrọ sitere na ike dị n'ime nke jenereta ahụ, mana ntinye aka ya dị obere ma e jiri ya tụnyere ike nke turbine na-emepụta.
2) Usoro Mgbakwunye Okpomọkụ n'ime Boiler (2 → 3)
Mmiri nrụgide dị elu na-abanye na boiler ma kpoo ya ọkụ. Nke mbụ, a na-ekpo ọkụ mmiri ahụ ruo mgbe ọ ga-esi (ọkụ dị mma), wee gbanwee usoro ya ka ọ bụrụ uzuoku juru eju (ọkụ na-adịghị ọcha), na ọtụtụ nhazi ụlọ ọrụ ike ọkụ coal, a na-ekpo ọkụ uzuoku ahụ ka ọ bụrụ uzuoku dị oke ọkụ. Okpomọkụ dị oke mkpa n'ihi na uzuoku kpọrọ nkụ na-abanye na turbine ahụ na-ebelata ihe ize ndụ nke mbuze nke agụba turbine site na mmiri mmiri.
Nke a bụ ebe a na-agbanwe ike kemịkalụ nke mmanụ ọkụ ka ọ bụrụ ike okpomọkụ n'ime mmiri ọrụ. Arụmọrụ ọkụ, nnyefe okpomọkụ, na nhazi boiler na-emetụta arụmọrụ nke ụlọ ọrụ ahụ nke ukwuu.
3) Usoro Mgbasawanye na Turbine (3 → 4)
Uzuoku dị elu na-abanye n'ime turbine ahụ ma gbasaa, na-ebelata nrụgide na okpomọkụ ya ma na-emepụta ọrụ igwe n'elu ogwe ahụ. Ọrụ a na-akwali jenereta ahụ. N'ọnọdụ dị mma, a na-ewere mgbasawanye ahụ dị ka isentropic (entropy na-adịgide adịgide), mana n'ọnọdụ dị adị, enweghị ike ịgbanwe agbanwe na-ebelata ọrụ turbine ahụ.
Ọkwa uzuoku n'ọnụ turbine bụ ihe dị oke mkpa. Ọ bụrụ na uzuoku ahụ dị oke mmiri mmiri, ntapụ mmiri nwere ike ịkụtu agụba turbine ahụ ma mee ka ọ ghara ire ere/mgbaze. Ya mere, ụlọ ọrụ ike na-agba mbọ ịnọgide na-enwe ọkwa uzuoku dị ala na ebe turbine ahụ si apụta.
4) Usoro Mkpọchi n'ime ihe na-eme ka ihe dị nro (4 → 1)
Uzu ikuku nke turbine ahụ na-abanye na condenser ma na-ewepụta okpomọkụ gaa na ihe na-ajụ oyi, na-eme ka ọ ghọọ mmiri. Usoro a na-eme na obere nrụgide. N'ihe gbasara ike, okpomọkụ a jụrụ na condenser na-anọchite anya "mfu" okpomọkụ nke a na-apụghị ịgbanwe ka ọ bụrụ ọrụ, mana ọ ka dị mkpa ka usoro ahụ wee megharịa ma nọgide na-enwe obere nrụgide ikuku, nke na-eme ka arụmọrụ turbine dịkwuo elu.
Mmiri ahụ a kpọkọtara akpọnwụ na-alaghachi na ọkpọkọ ahụ iji mee ka usoro ahụ dịghachi ọzọ.
Ihe Mere Usoro Rankine Ji Dị Irè Maka Osisi Ike Steam
Usoro Rankine dị irè nke ukwuu n'ihi na:
– Iji mmiri eme ihe dị ka mmiri mmiri na-arụ ọrụ nke dị ọnụ ala, dị nchebe ma nwee ezigbo njirimara okpomọkụ.
– Na-eji mgbanwe nke mmiri mmiri na uzuoku eme ihe nke na-enye ohere maka nnabata nke nnukwu okpomọkụ.
– Enwere ike ime ka ọ dịkwuo mma site n'ịbawanye okpomọkụ na nrụgide nke uzuoku na-abanye na turbine, na ibelata nrụgide condenser.
– Na-akwado mmejuputa teknụzụ ndị na-eme ka arụmọrụ dịkwuo mma, dịka imegharị ọkụ na imegharị ọkụ.
Mmezi arụmọrụ: Mgbanwe nke okirikiri Rankine
N'ọrụ, ụlọ ọrụ ike ọkụ na-eji kol anaghị eji usoro Rankine dị mfe eme ihe. A na-ejikarị ọtụtụ mgbanwe eme ihe iji melite arụmọrụ ma nọgide na-enwe ntụkwasị obi na akụrụngwa:
1) Igwe na-ekpo ọkụ nke ukwuu na nke kachasị elu
Ịkwalite okpomọkụ nke uzuoku tupu turbine (oke okpomọkụ) na-eme ka arụmọrụ okpomọkụ dịkwuo elu site n'ịbawanye ọdịiche ike nke enwere ike iwepụta na turbine. Ụfọdụ ụlọ ọrụ ike ọgbara ọhụrụ nke na-eji kol arụ ọrụ na-arụ ọrụ n'ọnọdụ dị oke njọ ma ọ bụ nke dị oke njọ, na-arụ ọrụ n'ọnọdụ dị elu na okpomọkụ nke na enweghị oke mmiri mmiri na uzuoku doro anya na boiler. Teknụzụ a nwere ike ịbawanye arụmọrụ mana ọ chọrọ ihe ndị nwere ike iguzogide okpomọkụ/nrụgide dị elu.
2) Kpoo ọkụ ọzọ
N'ime usoro ọkụ ọkụ ọzọ, a na-eweghachi uzuoku gbasaara nke ọma na turbine nwere nrụgide dị elu na boiler ka e kpoo ya ọkụ ọzọ, wee nye ya na turbine nwere nrụgide dị ala/nke dị ọkara. Ebumnuche bụ:
- mụbaa ọrụ turbine niile,
– belata iru mmiri uzuoku n'oge ikpeazụ nke turbine ahụ,
- melite arụmọrụ okirikiri.
3) Ịkpọ ọkụ mmiri nri ọhụrụ
A na-esi n'ọkwa turbine ụfọdụ (steam na-agba ọbara) enweta ụfọdụ uzuoku iji kpoo mmiri nri tupu ọ banye na boiler site na ihe na-ekpo ọkụ mmiri nri. Site n'ịkwalite okpomọkụ mmiri nri, ihe achọrọ maka okpomọkụ nke boiler na-ebelata ma na-abawanye arụmọrụ. Sistemụ a nwere ike iji ihe na-ekpo ọkụ mepere emepe (deaerator) ma ọ bụ ihe na-ekpo ọkụ mechiri emechi (ihe na-ekpo ọkụ mechiri emechi).
4) Mmezi nke Condenser na Sistemụ Jụụ
Iweda nrụgide condenser (ịbawanye oghere ikuku) ga-eme ka mbelata enthalpy dị na turbine ahụ dịkwuo elu ma mee ka mmepụta ike dịkwuo elu. Agbanyeghị, nke a dabere na ikike sistemụ oyi nwere ịgbasa okpomọkụ. Ya mere, ịdị mma nke condenser, ịdị ọcha nke tube, na okpomọkụ mmiri oyi dị oke mkpa maka arụmọrụ.
Ihe ịma aka ọrụ na mmejuputa usoro Rankine
E wezụga uru ndị dị na ya, itinye Rankine Cycle n'ọrụ na PLTU na-eche nsogbu ihu:
- Mfu ike n'ihi mmiri ọkụ, mmiri na-agbapụta, na mbufe okpomọkụ na-adịghị mma.
– Ogo mmiri na nchara: a ga-emeso mmiri nri nke ọma iji gbochie oke na nchara na boilers na turbines.
– Mbelata na gburugburu ebe obibi: n'ime ụlọ ọrụ ike ọkụ coal, ọkụ na-emepụta CO₂, SOx, NOx, na ihe ndị na-adịghị mkpa, yabụ achọrọ akụrụngwa njikwa mwepụta.
– Mmachi ihe: mmụba okpomọkụ na nrụgide chọrọ ihe pụrụ iche dị oke ọnụ ma dị mgbagwoju anya iji lekọta.
Mmechi
Usoro Rankine dị n'etiti ọrụ ụlọ ọrụ ike ọkụ coal (PLTU) n'ihi na ọ na-enye ohere maka mgbanwe ugboro ugboro nke ike okpomọkụ ka ọ bụrụ ike mekaniki na ike eletrik site na usoro anọ bụ isi: mgbapụta, ikpo ọkụ, mgbasawanye, na condensation. Na mmejuputa n'ezie, a na-eji teknụzụ dịka ihe na-ekpo ọkụ dị elu, ihe na-ekpo ọkụ, ihe na-ekpo ọkụ ọhụrụ, na nhazi condenser iji mee ka arụmọrụ dịkwuo mma ma nọgide na-enwe ntụkwasị obi turbine. N'agbanyeghị ihe ịma aka ndị metụtara mfu ike, ịdị mma mmiri, na mmetụta gburugburu ebe obibi, mmejuputa usoro Rankine ka bụ nhọrọ mbụ maka ụlọ ọrụ ike uzuoku n'ihi mgbanwe ya, ntozu okè teknụzụ, na ikike ịbawanye arụmọrụ dịka ọ dị mkpa.
Ọ bụrụ na ịchọrọ, enwere m ike itinye eserese usoro ma ọ bụ nkọwa dabere na usoro T–s (Okpomọkụ-Entropy) iji mee ka okirikiri ahụ dịkwuo anya na teknụzụ.
