راندمان توليد برق حرارتي

راندمان توليد برق حرارتي
يك چرخه رانكين با يك توربين بخار دو مرحله اي و يك آبگرمكن تغذيه اي واحد.بازده انرژي يك نيروگاه حرارتي معمولي به عنوان انرژي قابل فروش توليد مي شود كه به عنوان درصد ارزش گرمايش سوخت مصرف شده توليد مي شود. يك توربين گازي ساده با بهره مندي از پيشرفته ترين سوخت فسيلي ، بازده تبديل انرژي را از 20 به 35٪ مي رساند. نيروگاه هاي معمولي مبتني بر ذغال سنگ كه در فشار بخار 170 بار و 570 درجه سانتيگراد كار مي كنند و در بازده 35 تا 38٪ كار مي كنند گياهان با كارايي 46٪. سيستم هاي چرخه تركيبي مي توانند به مقادير بالاتر برسند. مانند تمام موتورهاي حرارتي ، كارايي آنها محدود است و تحت قوانين ترموديناميك تنظيم مي شود.
بازده كارنو حكايت از اين دارد كه با افزايش درجه حرارت بخار ، بازدهي بالاتري حاصل مي شود. نيروگاه هاي سوخت فسيلي تحت فشار بحراني مي توانند بازدهي 36-40٪ را بدست آورند. طرح هاي فوق بحراني داراي بازدهي در محدوده پايين تا متوسط ​​40٪ هستند ، با طرح هاي جديد "فوق العاده مهم" با استفاده از فشارهاي بالاتر از 4400 psi (30.3 MPa) و گرمايش چند مرحله اي به بازده 45-48٪ مي رسد. [4] بالاتر از نقطه بحراني آب 705 درجه فارنهايت (374 درجه سانتيگراد) و 3212 psi (22.06 مگاپاسكال) ، هيچ انتقال فازي از آب به بخار وجود ندارد ، بلكه فقط كاهش تدريجي چگالي وجود دارد.
در حال حاضر اكثر نيروگاه هاي هسته اي براي تأمين حاشيه ايمني محافظه كارانه تر در سيستم هايي كه گرما را از سوخت هسته اي پاك مي كنند ، بايد زير دما و فشارهايي كه نيروگاه هاي زغال سنگ ايجاد مي كنند كار كنند. اين ، به نوبه خود ، كارايي ترموديناميكي آنها را به 30-32 محدود مي كند. برخي از طرحهاي پيشرفته راكتور مورد مطالعه ، مانند راكتور با دماي بسيار بالا ، راكتور با گاز خنك كننده پيشرفته و راكتور آب فوق بحراني ، در دما و فشارهاي مشابه نيروگاههاي فعلي ذغال سنگ كار مي كنند و بازده ترموديناميكي قابل مقايسه اي توليد مي كنند.
انرژي يك نيروگاه حرارتي كه در توليد برق استفاده نمي شود ، بايد نيروگاه را به صورت گرما به محيط زيست منتقل كند. اين گرماي هدر رفته مي تواند از طريق يك كندانسور عبور كرده و با آب خنك كننده يا در برج هاي خنك كننده دفع شود. اگر به جاي آن از گرماي زائد براي گرمايش منطقه استفاده شود ، به آن توليد همزمان مي گويند. يك طبقه مهم از نيروگاه هاي حرارتي مربوط به امكانات آب شيرين كن است. اينها معمولاً در كشورهاي كويري با منابع زيادي از گاز طبيعي يافت مي شوند و در اين گياهان توليد آب شيرين و برق به همان اندازه از محصولات مشترك مهم هستند.
انواع ديگر نيروگاه ها با محدوديت هاي مختلف كارايي مواجه هستند. اكثر نيروگاه هاي برق آبي در ايالات متحده حدود 90 درصد در تبديل انرژي افتادن آب به برق كارآمد هستند در حالي كه بهره وري توربين بادي توسط قانون بتز محدود شده و به حدود 59.3 درصد رسيده و توربين هاي بادي واقعي كارايي كمتري را نشان مي دهند.مطالب علمي