Chidzidzo cheBrayton Cycle paMaindasitiri eGasi Turbines
Pendauluan
Maturbine egasi emaindasitiri imashini ekushandura simba anoshandiswa zvakanyanya mumafekitori emagetsi, indasitiri yemafuta negasi, uye mashandisirwo akasiyana-siyana emaitiro anoda simba guru remakanika uye mhinduro nekukurumidza. Kushanda kwekutanga kwematurbine egasi emazuva ano kunowanzo tevera Brayton Cycle, kutenderera kwethermodynamic kunotsanangura maitiro ekumanikidzwa kwemhepo, kuwedzerwa kupisa kuburikidza nekupisa, uye kuwedzera magasi anopisa kuti agadzire basa. Kudzidza nezveBrayton Cycle kwakakosha nekuti kubva pano ndipo panogona kunzwisiswa uye kunatsiridzwa mashandiro egasi, kushandiswa kwemafuta, mashandiro esimba, uye nzira dzekugadzirisa mashandiro egasi.
Pfungwa Yekutanga yeBrayton Cycle
Kutenderera kweBrayton kwakakodzera kune maitiro mana makuru, anowanzo shandiswa semaitiro maviri e-isentropic uye maitiro maviri e-constant-pressure. Mumaturbine egasi chaiwo, maitiro aya anosiyana nekuda kwekurasikirwa kwemakanika, kukweshana, kurasikirwa kwepressure, uye kushanda zvakanaka kwezvikamu. Zvisinei, modhi yakakodzera inoramba iri hwaro hunobatsira zvikuru hwekuongorora kwekutanga uye kuenzanisa mashandiro.
Maitiro mana akajairika eBrayton Cycle ndeaya:
1. Kudzvanywa kweIsentropic (1 → 2) mucompressor
2. Kuwedzera kupisa pakumanikidzwa kwakasimba (2 → 3) muimba yekubatidza
3. Kuwedzera kweIsentropic (3 → 4) muturbine
4. Kupisa kunoparadza nekumanikidzwa kwakasimba (4 → 1) kunzvimbo yakatenderedza (munguva yakavharwa) kana kuburikidza negasi rinobuda (munguva yakazaruka)
Mumaturbine egasi anoshandiswa zvakanyanya mumaindasitiri (open cycle), mhepo yemhepo inopinda mucompressor, uye mushure mekutsva, gasi rine simba rinowedzerwa muturbine roburitswa mumhepo kana kushandiswa kune mamwe maitiro akadai sekudziisa (cogeneration) kana kugadzira mhute (combined cycle).
Zvikamu Zvikuru uye Hukama Hwazvo neKutenderera
1. Kompresor
Compressor inokwidza kumanikidzwa kwemhepo kubva mumamiriro ayo ekupinda (kazhinji pedyo nekumanikidzwa kwemhepo) kuenda kudzvinyiriro yakakura. Maitiro ekudzvanya aya anoda basa guru, uye mumaturbine mazhinji egasi, chikamu chikuru chesimba returbine chinoshandiswa kufambisa compressor. Kushanda kwecompressor kunotarisa zvakanyanya kushanda kwecycle nekuti kana basa rekudzvanya rakakura, simba shoma remutoro rinowanikwa (generator kana mechanical load).
Zvakanaka, compression inofungidzirwa kuti isentropic, asi muchokwadi, entropy inowedzera nekuda kwekusachinjika. Kushanda zvakanaka kwecompressor isentropic chinhu chakakosha pakuongorora kuti compressor iri kushanda pedyo sei nemamiriro ezvinhu akanaka.
2. Kamuri Rekutsva (Chinobatidza)
Mukamuri rinopisa, mafuta (akadai segasi rechisikigo) anopinzwa uye anopiswa nemhepo ine simba guru. Kupisa uku kunowedzera zvakanyanya tembiricha yegasi painomanikidzwa nguva dzose, kunyangwe paine kurasikirwa kwesimba kusingadzivisike nekuda kwekukweshana uye dhizaini yekupisa.
Miganhu yekupisa kwemukamuri yekupisa inokanganiswa zvakanyanya nehunhu hwezvinhu zveturbine (kunyanya mashizha ekutanga) uye tekinoroji yekutonhodza. Mumagadzirirwo emazuva ano, tembiricha yekupinda muturbine (TIT) ndiyo inonyanya kukosha pakushanda zvakanaka uye kuwedzera kwesimba, asi inounzawo matambudziko ekuvimbika uye mutengo wezvinhu.
3. Turbine
Maturbine anoshandura simba rekupisa remagasi anopisa kuita basa remakanika kuburikidza nekuwedzera. Mamwe emabasa eturbine anoshandiswa kufambisa compressor, nepo mamwe ese achishandiswa sebasa remaindasitiri. Kufanana nemacompressor, maturbine anewo isentropic efficiencies anokanganisa simba rawo uye kushanda zvakanaka.
4. Sisitimu yeKuburitsa Utsi
Magasi emagetsi anobuda muturbine yegesi yeindasitiri anogona kuburitswa zvakananga mumhepo kana kushandiswazve. Kushandiswa kwekupisa kwemarara inzira yakakosha nekuti tembiricha yemagetsi anowanzo gara yakakwira. Apa ndipo panoshanda masisitimu emagetsi akabatana (turbine yegesi + turbine yemhepo) kana cogeneration/CHP (magetsi + kupisa kwemaitiro).
MaParamende Akakosha muBrayton Analysis
Kumanikidzwa kwehuwandu
Chiyero chekumanikidzwa kwecompressor (πc = P2/P1) imhando yedhizaini ine simba guru. MuBrayton cycle yakanaka, kuwedzera chiyero chekumanikidzwa kunowanzo wedzera kushanda zvakanaka kwekupisa kusvika pane imwe nzira yakakodzera, zvichienderana netembiricha yepamusoro yedenderedzwa. Mukuita, chiyero chekumanikidzwa chakakwira zvakanyanya chinogona kuwedzera basa recompressor zvakanyanya uye kuderedza simba rese, kunyanya kana kushanda zvakanaka kwecompressor kwakaderera kana paine kurasikirwa kukuru kwedzvinyiriro mukamuri rekupisa.
Tembiricha yekupinda muTurbine (TIT)
Kuwedzera TIT kunowanzo wedzera simba rinobuda uye kushanda zvakanaka, sezvo kuwedzera kunotanga padanho repamusoro resimba rinopisa. Zvisinei, izvi zvinogumira pazvinhu, masisitimu ekutonhodza mapanga, uye kuburitswa kweNOx, izvo zvinowanzo wedzera pakupisa kwakanyanya. Nokudaro, vagadziri vemagasi emagetsi vanoisa mari yakawanda mu superalloys, thermal barrier coating, uye matekiniki ekutonhodza emukati.
Kushanda Zvakanaka Kwezvikamu
Kushanda zvakanaka kwe compressors nema turbines kunowanzova musiyano mukuru pakati pekushanda zvakanaka uye kushanda chaiko. Kurasikirwa ne aerodynamic, kubviswa kwechinhu, kusvibiswa kwe compressor, uye kuparadzwa kwemashizha nekuda kwekukukurwa kwevhu uye ngura zvinoderedza kushanda zvakanaka nekufamba kwenguva.
Kurasikirwa kweKupisa kweKamuri uye Kumanikidzwa kwePaipi
Mumuenzaniso wakanaka, kuwedzera kupisa kunoitika kana paine kumanikidzwa kwakasimba. Zvisinei, muhurongwa hwechokwadi, kumanikidzwa kunodonha pamusoro pemoto nepamuchina wekufambisa. Kudzikira uku kunoderedza chiyero chekuwedzera chinoshanda mu turbine, nokudaro zvichideredza kushanda zvakanaka kwe turbine.
Kugadziriswa kweBrayton Cycle muIndustrial Gas Turbines
Kuti uvandudze mashandiro, Brayton Cycle inowanzo gadziriswa nenzira dzakasiyana siyana:
1. Kudzoreredza (Mushonga weKudzoreredza)
Kugadziriswazve kunoshandisa gasi rinopisa rinopisa kupisa mweya wakamanikidzwa usati wapinda mukamuri rinopisa. Izvi zvinoderedza kudiwa kwemafuta kuti uwane TIT yakafanana, nokudaro zvichiwedzera kushanda zvakanaka kwekupisa. Zvinodzoreredza simba zvinoshanda zvakanyanya mumaturbine egasi ane huwandu hwakaderera kusvika pakati nepakati hwekumanikidzwa, sezvo pahuwandu hwekumanikidzwa kwakanyanya, tembiricha yekubuda kwecompressor inosvika patembiricha yegasi rinopisa, zvichideredza mabhenefiti ekuvandudzwa.
2. Kutonhodza muviri
Kutonhodza kunoshandiswa pamatanho ekudzvanya nekutonhodza pakati. Kutonhodza uku kunoderedza kushanda kwekudzvanya, zvichigona kuwedzera simba remagetsi. Zvisinei, kutonhodza kunogona kuderedza kushanda zvakanaka kwekupisa kana kusingadzivisike nekudzoreredzwa, sezvo mhepo inotonhorera ichida kupisa kwakawanda mumoto kuti isvike kuTIT.
3. Dziisazve
Kudziisazve kunowedzera kudziisa gasi pakati pezvikamu zvekuwedzera kweturbine. Chinangwa ndechekuwedzera huwandu hwebasa returbine, nokudaro zvichiwedzera simba rese. Zvisinei, kudziisazve kunowanzo wedzera kushandiswa kwemafuta, saka kushanda zvakanaka kwekupisa kunogona kusagara kuchichinja, zvichienderana nekwakagadziriswa uye miganhu yekugadzira.
4. Kutenderera Kwakabatana
Kutenderera kwakabatana kunoshandisa kupisa kwemhepo kubva muturbine yegesi kugadzira utsi, iyo inozofambisa turbine yemhepo. Kurongeka uku kunogona kuwedzera kushanda zvakanaka kweplanti yemagetsi zvichienzaniswa nekutenderera kuri nyore kweBrayton. Padanho remagetsi eindasitiri, kutenderera kwakabatana ndeimwe yematekinoroji anokwikwidzana zvikuru nekuti inogona kuwana kushanda zvakanaka kwepamusoro nekuburitsa mweya wakaderera.
Zvinhu Zvinoita Kuti Basa Rifambe Zvakanaka: Kuora Kwemamiriro Ezvinhu Uye Mamiriro Ezvakatipoteredza
Maturbine egasi emaindasitiri anoshanda munzvimbo dzakasiyana siyana uye anowanzo sangana nematambudziko akadai sekupisa kwakanyanya kwemhepo inopinzwa, hunyoro, uye zvinhu zvinosvibisa (guruva, munyu, kana mafuta). Kupisa kwakanyanya kwemhepo inopinzwa kunoderedza huwandu hwemhepo, zvichikonzera kudzikira kwehuwandu hwemhepo uye simba shoma. Nokudaro, dzimwe nzvimbo dzinoshandisa kutonhora kwemhepo inopinzwa (evaporative coolers kana chillers) kuvandudza mashandiro ekunze kunopisa.
Kusvibiswa kwecompressor kunokonzerwa nezvidimbu zvidiki kunogona kuderedza kushanda zvakanaka uye chiyero chekumanikidzwa kunoshanda. Maitiro ekugadzirisa akadai sekusuka online/offline anoitwa kuti adzorere kushanda zvakanaka. Uyezve, mamiriro emutoro wechikamu anokanganisawo kushanda zvakanaka. Maturbine egasi anowanzo shanda zvakanaka kana paine mitoro yakawanda; kana paine mitoro yakaderera, kushanda zvakanaka kunoderera sezvo kudzora kupisa, shanduko muchiyero chekumanikidzwa kunoshanda, uye kurasikirwa kwakaenzana kunova kwakanyanya.
Kuburitsa Hutsi uye Kubudirira Sechinonyanya Kukosheswa Nemazuva Ano
Zvidzidzo zvemazuva ano zveBrayton Cycle hazvingotarise chete pamagetsi nekushanda zvakanaka asiwo pakubudisa utsi. Kupisa kwakanyanya kunowanzo buritsa huwandu hwakawanda hweNOx. Tekinoroji dzakadai seDry Low NOx (DLN) dzakagadzirwa kuderedza utsi nekugadzirisa musanganiswa wemhepo nemafuta kuti udzore zviri nani tembiricha yemoto pasina kukanganisa kugadzikana kwekupisa.
Uyezve, kubatanidzwa kwematurbine egasi nemaitiro ekubata kabhoni (CCS) kana kushandiswa kwemafuta ane kabhoni shoma senge hydrogen blends kuri kuva nyaya huru. Zvese izvi zvitsva zvinoramba zvakavakirwa pakunzwisisa kwakadzama kweBrayton Cycle, sezvo shanduko mumafuta uye mamiriro acho zvichizokanganisa tembiricha, chiyero chekumanikidzwa, uye hunhu hwekuyerera.
Mhedziso
Kutenderera kweBrayton ndiyo hwaro hwekuongorora turbine yegesi yeindasitiri, inosanganisira maitiro ekudzvanywa, kupiswa, kuwedzera, uye kurambwa kwekupisa. Zvimiro zvakaita sechiyero chekumanikidzwa, TIT, kushanda zvakanaka kwezvikamu, uye kurasikirwa nekumanikidzwa zvakakosha pakushanda chaiko. Kugadziriswa kwecycle - kugadziriswazve, kutonhora mukati, kudziyisazve, uye kunyange kutenderera kwakabatana - zvinopa nzira dzakasiyana dzekuvandudza kushanda nesimba zvichienderana nezvinodiwa zvekushandisa. Mukuita kweindasitiri, zvidzidzo zveBrayton cycle zvinofanirawo kufunga nezvekuora kwezvikamu, mamiriro ezvakatipoteredza, kushanda kwechikamu chemutoro, uye zvinodiwa zvekubudisa utsi. Nekunzwisisa kwakanaka, mainjiniya anogona kugadzirisa dhizaini yeturbine yegesi uye mashandiro ayo kuti ishande zvakanaka, ive yakavimbika, uye ive nehushamwari kune nharaunda.
