ការសិក្សាអំពីទែរម៉ូឌីណាមិកវិស្វកម្មលើប្រព័ន្ធឡចំហាយឧស្សាហកម្ម

ការសិក្សាអំពីទែរម៉ូឌីណាមិកវិស្វកម្មលើប្រព័ន្ធឡចំហាយឧស្សាហកម្ម

Pendahuluan
ឡចំហាយឧស្សាហកម្មគឺជាឧបករណ៍មួយក្នុងចំណោមឧបករណ៍សំខាន់បំផុតនៅក្នុងវិស័យផ្សេងៗ - ចាប់ពីរោងចក្រថាមពល និងរោងចក្រគីមី រហូតដល់ក្រដាស និងសូម្បីតែឧស្សាហកម្មម្ហូបអាហារ និងភេសជ្ជៈ។ មុខងារចម្បងរបស់ពួកវាគឺបំលែងថាមពលគីមីពី ប្រេងឥន្ធនៈ (ឬថាមពលអគ្គិសនីនៅក្នុងឡចំហាយអគ្គិសនី) ទៅជាថាមពលកម្ដៅ បន្ទាប់មកផ្ទេរវាទៅទឹកដើម្បីបង្កើតចំហាយទឹកនៅសម្ពាធ និងសីតុណ្ហភាពជាក់លាក់មួយ។ បន្ទាប់មក ចំហាយទឹកនេះត្រូវបានប្រើសម្រាប់កំដៅដំណើរការ ការសម្ងួត ការក្រៀវ ឬជាសារធាតុរាវដំណើរការរបស់ទួរប៊ីន។ ដើម្បីឱ្យប្រព័ន្ធឡចំហាយដំណើរការដោយសុវត្ថិភាព សន្សំសំចៃ និងមានប្រសិទ្ធភាព ការសិក្សាដ៏ទូលំទូលាយមួយគឺត្រូវបានទាមទារ។ ទែរម៉ូឌីណាមិកវិស្វកម្ម ដែលរួមមានតុល្យភាពថាមពលប្រសិទ្ធភាព ការបាត់បង់កំដៅ និងការវិភាគភាពមិនអាចត្រឡប់វិញបាន។

គោលគំនិតជាមូលដ្ឋាន ទែរម៉ូឌីណាមិកនៅក្នុងឡចំហាយ
ជាទូទៅ ឡចំហាយត្រូវបានវិភាគថាជាប្រព័ន្ធលំហូរស្ថិរភាព ដែលម៉ាស់ទឹកចំណីចូល ទទួលកំដៅពីចំហេះ ហើយបន្ទាប់មកចេញជាចំហាយឆ្អែត ឬចំហាយកំដៅខ្លាំង។ ច្បាប់ទីមួយនៃទែរម៉ូឌីណាមិកសម្រាប់ប្រព័ន្ធលំហូរស្ថិរភាព (សមីការថាមពលលំហូរស្ថិរភាព) អាចត្រូវបានបញ្ជាក់យ៉ាងសាមញ្ញថា៖

\[
\dot{Q} – \dot{W} = \dot{m}(h_{out}-h_{in})
\]

នៅក្នុងឡចំហាយ ការងារអ័ក្ស (\(\dot{W}\)) ជាធម្មតាត្រូវបានគេមិនអើពើ ពីព្រោះឡចំហាយមិនបង្កើតការងារមេកានិចដោយផ្ទាល់។ ថាមពលចលនា និងថាមពលសក្តានុពលក៏មានទំហំតូចផងដែរ បើប្រៀបធៀបទៅនឹង ការប្រែប្រួលអង់តាល់ពី ដូច្នេះសមីការជាក់ស្តែងក្លាយជា៖

\[
\dot{Q} \approx \dot{m}(h_{steam}-h_{fw})
\]

នេះជាកន្លែងដែលអង់តាល់ពីក្លាយជាប៉ារ៉ាម៉ែត្រសំខាន់។ ទិន្នន័យអង់តាល់ពីទឹក និងចំហាយទឹកត្រូវបានទទួលពីតារាងចំហាយទឹក ឬដ្យាក្រាម Mollier (h–s)។ ទឹកចំណីនៅសម្ពាធដែលបានផ្តល់ឱ្យអាចជាទឹកត្រជាក់រង ខណៈដែលទឹកទិន្នផលអាចជាចំហាយទឹកស្ងួតឆ្អែត ចំហាយទឹកសើម (ដែលមានគុណភាពចំហាយទឹក x) ឬចំហាយទឹកឡើងកំដៅខ្លាំង។

ដំណើរការនៃការកំដៅទឹកទៅជាចំហាយទឹក
តាមទែរម៉ូឌីណាមិក កំដៅទឹកនៅក្នុងឡចំហាយឆ្លងកាត់ដំណាក់កាលជាច្រើន៖

១. កំដៅទឹកចំណី (កំដៅសមហេតុផល)
សីតុណ្ហភាពទឹកត្រូវបានកើនឡើងពីច្រកចូលដល់សីតុណ្ហភាពឆ្អែតនៅសម្ពាធប្រតិបត្តិការ។ ថាមពលដែលត្រូវការគឺសមាមាត្រទៅនឹងសមត្ថភាពកំដៅ និងការកើនឡើងសីតុណ្ហភាព។

2. ការហួត (ការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាល / កំដៅមិនទាន់រលាយ)
នៅចំណុចឆ្អែត ការបន្ថែមកំដៅបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលពីរាវទៅជាចំហាយ។ នៅក្នុងដំណាក់កាលនេះ សីតុណ្ហភាពនៅតែថេរ ប៉ុន្តែអង់តាល់ពីកើនឡើងគួរឱ្យកត់សម្គាល់ដោយសារតែកំដៅមិនទាន់ឃើញច្បាស់នៃការហួត។

៣. ការឡើងកំដៅខ្លាំង (ប្រសិនបើមានឧបករណ៍ឡើងកំដៅខ្លាំង)
ចំហាយទឹកឆ្អែតត្រូវបានកំដៅបន្ថែមទៀតដើម្បីបង្កើនសីតុណ្ហភាពរបស់វាឱ្យខ្ពស់ជាងសីតុណ្ហភាពឆ្អែតនៅសម្ពាធដូចគ្នា។ ការឡើងកំដៅខ្លាំងបង្កើនអង់តាល់ពី និងកាត់បន្ថយសំណើមនៃចំហាយទឹក ដែលមានប្រយោជន៍សម្រាប់ការប្រើប្រាស់ទួរប៊ីន និងប្រសិទ្ធភាពដំណើរការ។

នៅក្នុងការរចនាឡចំហាយទំនើប ការទាញយកកំដៅមកវិញជារឿយៗត្រូវបានបង្កើនជាមួយនឹងសមាសធាតុបន្ថែមដូចជា ឧបករណ៍សន្សំសំចៃ (ឧបករណ៍កម្តៅទឹកចំណី) ឧបករណ៍កម្តៅខ្យល់ជាមុន (ឧបករណ៍កម្តៅខ្យល់ចំហេះ) និងឧបករណ៍កម្តៅខ្លាំង។ នីមួយៗមានគោលបំណងកាត់បន្ថយការខាតបង់ជង់ និង បង្កើន ប្រសិទ្ធភាពនៃការផ្ទេរកំដៅ។

តារាងតុល្យការ ថាមពល និង ប្រសិទ្ធភាពឡចំហាយ
ប្រសិទ្ធភាពឡចំហាយជាទូទៅត្រូវបានកំណត់ថាជាសមាមាត្រនៃថាមពលមានប្រយោជន៍ដែលស្រូបយកដោយទឹក/ចំហាយទឹកទៅនឹងថាមពលគីមីនៃឥន្ធនៈដែលបានដុត។ វិធីសាស្រ្តពេញនិយមពីរគឺ៖

១. វិធីសាស្ត្រផ្ទាល់ (វិធីសាស្ត្រផ្ទាល់ / វិធីសាស្ត្របញ្ចូល-បញ្ចេញ)
\[
\eta_{boiler} = \frac{\dot{m}_{steam}(h_{steam}-h_{fw})}{\dot{m}_{fuel}\ដង LHV}\ដង 100\%
\]
ជាមួយ LHV (តម្លៃកំដៅទាប) ឬ HHV (តម្លៃកំដៅខ្ពស់) អាស្រ័យលើស្តង់ដារដែលបានប្រើ។

2. វិធីសាស្ត្រប្រយោល (វិធីសាស្ត្របាត់បង់កំដៅ)
ប្រសិទ្ធភាពត្រូវបានគណនា ពី 100% ដកការបាត់បង់កំដៅសរុប ឧទាហរណ៍៖
- ការបាត់បង់ឧស្ម័នផ្សងស្ងួត
- ការខាតបង់ដោយសារចំហាយទឹកពីការចំហេះអ៊ីដ្រូសែន
- ការបាត់បង់ដោយសារប្រេងឥន្ធនៈ និងសំណើមខ្យល់
- ការខាតបង់ដោយសារកាបូនដែលមិនទាន់ឆេះ
– ការខាតបង់ដោយវិទ្យុសកម្ម និងចរន្តខ្យល់ពីផ្ទៃឡចំហាយ
- ការបាត់បង់ការបំភាយ

វិធីសាស្ត្រប្រយោលត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់សម្រាប់ការធ្វើសវនកម្មថាមពល ពីព្រោះវាជួយកំណត់អត្តសញ្ញាណប្រភពសំខាន់ៗនៃភាពគ្មានប្រសិទ្ធភាព។

ការបាត់បង់កំដៅសំខាន់ៗក្នុងប្រតិបត្តិការឡចំហាយ
ការសិក្សាអំពីទែរម៉ូឌីណាមិក ការគណនាល្អមួយមិនឈប់ត្រឹមការគណនាទិន្នផល-បញ្ចូលនោះទេ ប៉ុន្តែវាក៏គូសផែនទីការខាតបង់ថាមពលលេចធ្លោផងដែរ។

១. ការបាត់បង់ជង់ (ការបាត់បង់ទៅបំពង់ផ្សែង)
ឧស្ម័នផ្សងដែលចេញនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់មានអង់តាល់ពីខ្ពស់។ ការខិតខំប្រឹងប្រែងដើម្បីកាត់បន្ថយបញ្ហានេះអាចត្រូវបានធ្វើឡើងជាមួយឧបករណ៍សន្សំសំចៃ និងឧបករណ៍កម្តៅខ្យល់ជាមុន ប៉ុន្តែត្រូវយកចិត្តទុកដាក់ដើម្បីធានាថាពួកវាមិនលើសពីចំណុចទឹកសន្សើមអាស៊ីត (ជាពិសេសសម្រាប់ឥន្ធនៈដែលមានផ្ទុកស្ពាន់ធ័រ) ដើម្បីការពារការច្រេះ។

២. ការបំផ្លិចបំផ្លាញ
ការផ្លុំចេញគឺចាំបាច់ដើម្បីគ្រប់គ្រងកំហាប់សារធាតុរឹងរលាយ (TDS) នៅក្នុងស្គរឡចំហាយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការដកទឹកក្តៅចេញនេះតំណាងឱ្យការបាត់បង់អង់តាល់ពី។ ប្រព័ន្ធស្តារកំដៅផ្លុំចេញអាចប្រើប្រាស់កំដៅនេះដើម្បីកំដៅទឹកចំណី ឬទឹកបង្កើត។

៣. ខ្យល់លើស និងចំហេះមិនពេញលេញ
ខ្យល់លើសគឺចាំបាច់សម្រាប់ចំហេះដែលមានស្ថេរភាព ប៉ុន្តែខ្យល់លើសច្រើនពេកបង្កើនម៉ាសនៃឧស្ម័នផ្សង ដែលបង្កើនការបាត់បង់ជង់។ ផ្ទុយទៅវិញ ខ្យល់មិនគ្រប់គ្រាន់នាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃ CO2 និងឥន្ធនៈដែលមិនទាន់ឆេះ - ទាំងពីរនេះបង្កគ្រោះថ្នាក់។ ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពត្រូវបានសម្រេចតាមរយៈការគ្រប់គ្រង O₂/CO2 នៃឧស្ម័នផ្សង និងការលៃតម្រូវឧបករណ៍ដុត។

៤. វិទ្យុសកម្ម និង ចរន្តខ្យល់ពីផ្ទៃ
អ៊ីសូឡង់កម្ដៅមិនល្អបង្កើនការបាត់បង់កំដៅដល់បរិស្ថាន។ ការជួសជុលធន់នឹងកំដៅ និងអ៊ីសូឡង់ជាទូទៅមានផលប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់។ លើប្រសិទ្ធភាព និងសុវត្ថិភាពការងារ។

ការវិភាគ Exergy៖ ការវាយតម្លៃគុណភាពថាមពល
ក្រៅពីថាមពល (ច្បាប់ទី ១) ទែរម៉ូឌីណាមិកវិស្វកម្មសម័យទំនើបច្រើនតែប្រើការវិភាគ អ៊ិចស៊ើរជី ដើម្បីវាយតម្លៃ "គុណភាព" នៃថាមពល និងភាពមិនអាចត្រឡប់វិញបាន (ច្បាប់ទីពីរ)។ អ៊ិចស៊ើរជីពិពណ៌នាអំពីការងារអតិបរមាដែលអាចទទួលបាននៅពេលដែលប្រព័ន្ធត្រូវបាននាំយកទៅក្នុងលក្ខខណ្ឌព័ទ្ធជុំវិញ។

នៅក្នុងឡចំហាយ ភាពមិនអាចត្រឡប់វិញបានដ៏សំខាន់កើតឡើងនៅ៖
- ដំណើរការចំហេះ (ប្រតិកម្មគីមី និងការលាយនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់)
– ការផ្ទេរកំដៅដែលមានភាពខុសគ្នានៃសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ឧទាហរណ៍រវាងអណ្តាតភ្លើង និងផ្ទៃបំពង់
– ការកកិតលំហូរលើផ្នែកឧស្ម័ន និងទឹក/ចំហាយទឹក (សម្ពាធធ្លាក់ចុះ)

ជាមួយនឹងការវិភាគអឺសឺជី ប្រតិបត្តិករអាចរកឃើញថា ទោះបីជាកំដៅមួយចំនួនកំពុងត្រូវបានផ្ទេរទៅទឹកក៏ដោយ គុណភាពថាមពលត្រូវបានចុះខ្សោយដោយសារតែភាពមិនអាចត្រឡប់វិញបាននៃដំណើរការនេះ។ នេះជួយផ្តល់អាទិភាពដល់ការកែលម្អ៖ ឧទាហរណ៍ ការកែលម្អការចែកចាយខ្យល់-ឥន្ធនៈ ការបង្កើនការស្តារកំដៅឡើងវិញ ឬការកាត់បន្ថយ ΔT ខ្ពស់ហួសហេតុនៅក្នុងឧបករណ៍ផ្លាស់ប្តូរកំដៅ ។

ឥទ្ធិពលនៃលក្ខខណ្ឌប្រតិបត្តិការលើការអនុវត្ត កម្ដៅ
ដំណើរការឡចំហាយត្រូវបានជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងដោយសម្ពាធ សីតុណ្ហភាព និងគុណភាពទឹក។

១. សម្ពាធប្រតិបត្តិការ
ការបង្កើនសម្ពាធធ្វើឱ្យសីតុណ្ហភាពឆ្អែតកើនឡើង។ សម្រាប់តម្រូវការដំណើរការជាក់លាក់ វាអាចបង្កើនដង់ស៊ីតេថាមពលនៃចំហាយទឹក។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សម្ពាធខ្ពស់តម្រូវឱ្យមានសម្ភារៈរឹងមាំជាង និងការគ្រប់គ្រងកាន់តែតឹងរ៉ឹង។

2. សីតុណ្ហភាពទឹកចំណី
សីតុណ្ហភាពទឹកចំណីកាន់តែខ្ពស់ ឡចំហាយត្រូវការកំដៅតិចដើម្បីសម្រេចបាននូវលក្ខខណ្ឌចំហាយទឹកដែលចង់បាន។ ដូច្នេះ ឧបករណ៍បន្សុទ្ធខ្យល់ និងឧបករណ៍សន្សំសំចៃដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់។

៣. គុណភាពទឹក (ការព្យាបាល)
កម្រិតអុកស៊ីសែនរលាយ ភាពរឹង និង TDS មានឥទ្ធិពលលើការកកិត និងការច្រេះ។ ការកកិតបង្កើនភាពធន់នឹងកម្ដៅ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការផ្ទេរកំដៅមិនល្អ សីតុណ្ហភាពលោហៈកើនឡើង ប្រសិទ្ធភាពថយចុះ និងហានិភ័យនៃការខូចបំពង់កើនឡើង។

យុទ្ធសាស្ត្រកែលម្អប្រសិទ្ធភាពផ្អែកលើទែរម៉ូឌីណាមិក
ជំហានជាក់ស្តែងមួយចំនួនដែលទាក់ទងដោយផ្ទាល់ទៅនឹងការសិក្សាអំពីទែរម៉ូឌីណាមិករួមមាន៖

– ការដំឡើង/ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃម៉ាស៊ីនសន្សំសំចៃ ដើម្បីប្រើប្រាស់កំដៅឧស្ម័នផ្សង ដើម្បីកំដៅទឹកចំណី។
- ឧបករណ៍កម្តៅខ្យល់ជាមុន ដើម្បីបង្កើនសីតុណ្ហភាពខ្យល់ចំហេះ បង្កើនស្ថេរភាពអណ្តាតភ្លើង និងប្រសិទ្ធភាព។
– ការគ្រប់គ្រង​ការ​កាត់​បន្ថយ O₂ ដើម្បី​រក្សា​ខ្យល់​លើស​ឲ្យ​បាន​ល្អ​បំផុត។
– ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការបក់ខ្យល់ និងការស្តារកំដៅឡើងវិញ ដើម្បីកាត់បន្ថយការបាត់បង់អង់តាល់ពី។
– ការថែទាំផ្ទៃផ្ទេរកំដៅ (សម្អាតផេះ/កំទេចកំទី) ដើម្បីរក្សាមេគុណផ្ទេរកំដៅឱ្យខ្ពស់។
– អ៊ីសូឡង់ល្អលើបំពង់ចំហាយទឹក ស្គរ និងសំបក។
– ការត្រួតពិនិត្យជាបន្តបន្ទាប់នៃប៉ារ៉ាម៉ែត្រទែរម៉ូឌីណាមិក (T, P, អត្រាលំហូរ, ឧស្ម័នផ្សង O₂/CO) សម្រាប់ការរកឃើញគម្លាតដំបូង។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
ការសិក្សាអំពីទែរម៉ូឌីណាមិកវិស្វកម្មនៅក្នុងប្រព័ន្ធឡចំហាយឧស្សាហកម្មផ្តល់នូវក្របខ័ណ្ឌវិភាគដ៏មានឥទ្ធិពលមួយសម្រាប់ការយល់ដឹងពីរបៀបដែលថាមពលពីឥន្ធនៈត្រូវបានបំប្លែងទៅជាចំហាយទឹក ខណៈពេលដែលក៏កំណត់ចំណុចបាត់បង់ដែលកាត់បន្ថយប្រសិទ្ធភាពផងដែរ។ តាមរយៈការអនុវត្តតុល្យភាពថាមពល (ច្បាប់ទីមួយ) និងបំពេញបន្ថែមវាជាមួយនឹងទស្សនៈវិស័យថាមពល (ច្បាប់ទីពីរ) វិស្វករអាចធ្វើការសម្រេចចិត្តដោយផ្អែកលើទិន្នន័យដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាព កាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ប្រេងឥន្ធនៈ រក្សាភាពជឿជាក់នៃឧបករណ៍ និងពង្រីកអាយុកាលប្រតិបត្តិការឡចំហាយ។ នៅទីបំផុត ឡចំហាយដែលបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងតាមទែរម៉ូឌីណាមិកមិនត្រឹមតែជួយសន្សំសំចៃថ្លៃដើមប៉ុណ្ណោះទេ ថែមទាំងគាំទ្រដល់ការកាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័ន និងប្រតិបត្តិការឧស្សាហកម្មប្រកបដោយនិរន្តរភាពជាងមុនផងដែរ។