د بخارۍ د برېښنا په فابریکو کې د رینکین سایکل کارول
د بخار د برېښنا فابریکې (PLTU) په نړۍ کې د برېښنا تولید لپاره یو له خورا پراخه کارول شویو ټکنالوژیو څخه دي. د دوی کاري اصل د تودوخې انرژي کاروي ترڅو اوبه په لوړ فشار او لوړ تودوخې بخار بدل کړي، بیا د توربین له لارې د بخار انرژي په میخانیکي انرژي بدلوي، چې بیا د جنراتور لخوا په بریښنا انرژي بدلیږي. په PLTU کې د انرژۍ د تبادلې پروسې اصلي برخه د رینکین سایکل دی، یو ترموډینامیک سایکل چې په ځانګړي ډول د بخار د برېښنا سیسټمونو لپاره ډیزاین شوی. دا مقاله په PLTU کې د رینکین سایکل پلي کولو، د هغې اصلي برخو، د پروسې ترتیب، او په عمل کې د عام موثریت ښه والي په اړه بحث کوي.
د رینکین سایکل اساسي مفهوم
د رینکین دوره یوه مثالي ترموډینامیک دوره ده چې په یوه تړلي سیسټم کې د کار کولو مایع (معمولا اوبه/بخار) کې د انرژۍ بدلونونه بیانوي. دا دوره د ډبرو سکرو څخه جوړ شوي بریښنا فابریکې ډیزاین بنسټ دی ځکه چې دا د مایع او بخار دواړو مرحلو په کارولو سره د بریښنا تولید لپاره مناسب دی. په خپل مثالي بڼه کې، د رینکین دوره څلور اصلي پروسې لري: د فیډ اوبو پمپ کول ، په بویلر کې یې د بخار لپاره تودوخه کول، د کار تولید لپاره په توربین کې د بخار پراخول، او په کنډنسر کې د بخار بیرته اوبو ته کنډنس کول.
که څه هم په حقیقت کې د انرژۍ ضایع (رګ، د فشار کمښت، د تودوخې نیمګړتیا) شتون لري، د رینکین سایکل ماډل د فعالیت تحلیل او د اغیزمن عملیاتي نقطو ټاکلو لپاره یوه حواله ده.
د رینکین دورې کې د بخار بریښنا فابریکې اصلي برخې
د ډبرو سکرو په بریښنا فابریکه کې د رینکین سایکل کارول څو مهمې برخې لري:
۱. پمپ (د اوبو پمپ)
د دې دنده دا ده چې د کنډنسیټ اوبو فشار د ټیټ فشار (کنډینسر آوټ لیټ) څخه لوړ فشار ته لوړ کړي ترڅو بویلر ته ننوځي. ځکه چې د مایع پمپ کول د ګاز د فشارولو په پرتله نسبتا لږ کار ته اړتیا لري، د رینکین سایکل کې د پمپ کار عموما د توربین کار څخه کم وي.
۲. بویلر (د بخار جنراتور)
بویلر اضافي تطبیق کوي په لوړ فشار اوبو کې تودوخه تر هغه چې په بخار بدل شي. د تودوخې سرچینه له هغه ځایه راځي د موادو سوځول د سونګ موادو (سکاره، بایوماس، تیل، یا ګاز) یا د نورو سرچینو څخه لکه د اټومي ریکټر څخه د اټومي بریښنا په فابریکو کې تودوخه. په دودیزو ډبرو سکرو بریښنا فابریکو کې، بویلر څو زونونه لري: اقتصاد کوونکی (مخکې تودوخه)، تبخیر کوونکی (بخار کول)، او سوپر هیټر (سوپر تودوخه).
۱. د بخار توربین
توربینونه د تودوخې انرژي او بخار فشار د انبساط له لارې په میخانیکي کار بدلوي. د توربین شافټ د بریښنا تولید لپاره جنراتور سره وصل دی. توربینونه معمولا د انبساط موثریت زیاتولو لپاره ډیری مرحلې لري.
۴. کنډنسر
کنډنسر د توربین د بخار سړه کوي، او بیرته یې په اوبو بدلوي. د ټیټ اخراج فشار (نسبي خلا) په رامینځته کولو سره، کنډنسر د توربین فعالیت او ټولیز موثریت ښه کولو کې مرسته کوي. یخ کول معمولا د سمندري اوبو، سیند اوبو، یا د یخولو برج سیسټم په کارولو سره ترلاسه کیږي.
په بخارۍ برېښنا فابریکه کې د رینکین دورې پروسې ترتیب
د رینکین دورې تطبیق د لاندې څلورو پروسې مرحلو له لارې تشریح کیدی شي:
۱) د پمپ کولو پروسه (۱ → ۲)
د کنډنسر څخه کنډنسیټ په ټیټ فشار او نسبتا ټیټ حرارت کې دی. پمپ فشار د بویلر عملیاتي فشار ته زیاتوي. پدې مرحله کې، تودوخه یو څه لوړیږي، مګر اصلي بدلون د فشار زیاتوالی دی. د پمپ لخوا اړین انرژي د جنراتور داخلي ځواک څخه راځي، مګر د توربین لخوا تولید شوي انرژۍ په پرتله د هغې ونډه نسبتا کوچنۍ ده.
۲) په بویلر کې د تودوخې اضافه کولو پروسه (۲ → ۳)
د لوړ فشار اوبه بویلر ته ننوځي او تودوخه کیږي. لومړی، اوبه د جوش نقطې ته تودوخه کیږي (د احساس وړ تودوخه)، بیا دا مرحله په سنتر شوي بخار (مخفي تودوخه) بدلوي، او د ډبرو سکرو څخه جوړ شوي ډیری بریښنا فابریکو ډیزاینونو کې، بخار نور هم ډیر ګرم شوي بخار ته تودوخه کیږي. ډیر تودوخه مهمه ده ځکه چې وچ بخار چې توربین ته ننوځي د اوبو څاڅکو څخه د توربین تیغ تخریب خطر کموي.
دا هغه ځای دی چې د سونګ موادو کیمیاوي انرژي په کاري مایع کې په حرارتي انرژي بدلیږي. د احتراق موثریت، د تودوخې لیږد، او د بویلر ډیزاین د نبات په فعالیت باندې د پام وړ اغیزه لري.
۳) په توربین کې د انبساط پروسه (۳ → ۴)
د لوړ فشار بخار توربین ته ننوځي او پراخیږي، د شافټ په اړه میخانیکي کار تولیدولو پرمهال د هغې فشار او تودوخه کموي. دا کار بیا جنراتور چلوي. د مثالي شرایطو لاندې، پراخوالی ایزنټروپیک (ثابت انټروپي) ګڼل کیږي، مګر په حقیقي نړۍ شرایطو کې، نه راګرځیدونکی د توربین کار کموي.
د توربین په څوکه کې د بخار کیفیت یوه جدي اندیښنه ده. که بخار ډیر لندبل وي، د اوبو څاڅکي کولی شي د توربین تیغونو سره ټکر وکړي او د زنګ وهلو/تخریب لامل شي. له همدې امله، د بریښنا فابریکې معمولا هڅه کوي چې د توربین په بهر کې د ټیټ رطوبت بخار کچه وساتي.
۴) په کنډنسر کې د کنډنسیشن پروسه (۴ → ۱)
د توربین د خارجولو بخار کنډنسر ته ننوځي او تودوخه د یخولو منځني ته خوشې کوي، چې په اوبو کې یې کنډنسر کوي. دا پروسه په ټیټ فشار کې ترسره کیږي. د انرژۍ له پلوه، په کنډنسر کې رد شوی تودوخه د تودوخې "ضایع" استازیتوب کوي چې په کار نشي بدلیدلی، مګر بیا هم د دورې د تکرار او د ټیټ خارجولو فشار ساتلو لپاره اړین دی، کوم چې د توربین فعالیت زیاتوي.
بیا کنډیشن شوې اوبه پمپ ته راستنیږي ترڅو دوره تکرار کړي.
دلیلونه چې ولې د رینکین دوره د بخار بریښنا فابریکو لپاره اغیزمنه ده
د رینکین دوره ډیره اغیزمنه ده ځکه چې:
- د اوبو کارول د کاري مایع په توګه چې ارزانه، خوندي او ښه حرارتي ځانګړتیاوې لري.
- د مایع-بخار پړاو بدلون کاروي کوم چې د تودوخې لوی مقدار جذبولو ته اجازه ورکوي.
- د توربین ته د ننوتلو بخار د تودوخې او فشار په زیاتولو او د کنډنسر فشار کمولو سره اصلاح کیدی شي.
- د موثریت لوړولو ټیکنالوژیو پلي کولو ملاتړ کوي، لکه بیا تودوخه او بیا تولیدي تودوخه.
د موثریت ښه والی: د رینکین تعدیل شوی دوره
په عمل کې، د ډبرو سکرو څخه جوړ شوي بریښنا فابریکې په ندرت سره د ساده رینکین دورې څخه کار اخلي. ډیری تعدیلات معمولا د موثریت ښه کولو او د تجهیزاتو اعتبار ساتلو لپاره کارول کیږي:
۱) سوپر هیټر او الټرا سوپر کریټیکل
د توربین (سوپرهیټ) د زیاتوالي دمخه د بخار د تودوخې زیاتوالی د تودوخې موثریت ځکه چې دا د انرژۍ توپیر زیاتوي چې په توربین کې استخراج کیدی شي. ځینې عصري ډبرو سکرو بریښنا فابریکې سوپر کریټیکل یا الټرا سوپر کریټیکل شرایط کاروي، په دومره لوړ فشار او تودوخې کې کار کوي چې په بویلر کې د مایع-بخار پړاو روښانه حد شتون نلري. دا ټیکنالوژي کولی شي موثریت زیات کړي مګر داسې موادو ته اړتیا لري چې د لوړې تودوخې او فشارونو سره مقاومت وکړي.
۲) بیا ګرمول
د بیا تودوخې په دوره کې، د لوړ فشار توربین کې جزوي پراخ شوی بخار بیرته بویلر ته د بیا تودوخې لپاره بیرته ورکول کیږي، بیا د منځني / ټیټ فشار توربین ته ورکول کیږي. هدف دا دی چې:
- د توربین ټول کار زیات کړئ،
- د توربین په وروستیو مرحلو کې د بخار رطوبت کم کړئ،
- د دورې موثریت ښه کول.
۳) د اوبو د بیا تولیدولو تودوخه
د ځینو توربین مرحلو (د بخار د وینې بهیدو) څخه یو څه بخار اخیستل کیږي ترڅو د فیډ واټر هیټر له لارې بویلر ته د ننوتلو دمخه د فیډ واټر ګرم کړي. د فیډ واټر د تودوخې لوړولو سره، د بویلر د تودوخې اړتیاوې کمیږي او موثریت زیاتیږي. دا سیسټم کولی شي خلاص هیټر (ډیریټر) یا تړل شوی هیټر (تړل شوی هیټر) وکاروي.
۴) د کنډنسر ترمیم او د یخولو سیسټم
د کنډنسر فشار کمول (د خلا زیاتول) به په توربین کې د انتالپي کمښت زیات کړي او د بریښنا تولید به زیات کړي. په هرصورت، دا پورې اړه لري د یخولو سیسټم د تودوخې د تحلیل وړتیا باندېله همدې امله، د کنډنسر کیفیت، د ټیوب پاکوالی، او د یخولو اوبو تودوخه د فعالیت لپاره خورا مهم دي.
د رینکین دورې پلي کولو کې عملیاتي ننګونې
د ګټو سربیره، په PLTU کې د رینکین سایکل پلي کول له ننګونو سره مخ دي:
- د رګونو د جریان، لیکیدو، او غیر مثالي تودوخې لیږد له امله د انرژۍ ضایعات.
- د اوبو کیفیت او زنګ وهل: د خوړو اوبه باید په کلکه درملنه شي ترڅو په بویلرونو او توربینونو کې د پیمانه او زنګ وهلو مخه ونیول شي.
– اخراج او چاپیریال: د ډبرو سکرو په بریښنا فابریکو کې، احتراق CO₂، SOx، NOx، او ذرات تولیدوي، نو د اخراج کنټرول تجهیزاتو ته اړتیا ده.
– د موادو محدودیتونه: د تودوخې او فشار زیاتوالی ځانګړو موادو ته اړتیا لري چې ګران او ساتل یې پیچلي وي.
پایله
د رینکین دوره د ډبرو سکرو څخه جوړ شوي بریښنا فابریکو (PLTU) عملیاتو په زړه کې ده ځکه چې دا د څلورو اصلي پروسو له لارې د تودوخې انرژي په میخانیکي او بریښنایی انرژي کې د تکرار بدلون ته اجازه ورکوي : پمپ کول، تودوخه کول، پراخول، او کنډیشن. په حقیقي پلي کولو کې، دا دوره د ټیکنالوژیو لکه سوپر هیټرونو، ریهیټرونو، بیا تولیدونکي تودوخې، او کنډنسر اصلاح کولو سره تعدیل شوې ترڅو موثریت زیات کړي او د توربین اعتبار وساتي. د انرژۍ ضایعاتو، د اوبو کیفیت، او چاپیریالي اغیزو پورې اړوند ننګونو سره سره، د رینکین دوره پلي کول د بخار بریښنا فابریکو لپاره د هغې د انعطاف، ټیکنالوژیکي پختګۍ، او د اړتیا سره سم د فعالیت اندازه کولو وړتیا له امله لومړنی انتخاب پاتې دی.
که تاسو وغواړئ، زه کولی شم د پروسې جریان ډیاګرام یا د T–s (د تودوخې – انټروپي) منحني پر بنسټ توضیحات هم اضافه کړم ترڅو دوره نوره هم بصري او تخنیکي کړي.
