Bab 2. Loji Kuasa Stim

Transcript

1 Bab Loji Kuaa Stim tujuan - penjanaan tenaga elektrik bendalir kerja iala air baan api arang batu, ga ali, minyak komponen utama dandang, turbin, pemeluwap, pam air uapan. Pretai Loji Penggunaan tim tentu pt kadar alir jiim tim diperlukan untuk mengailkan atu unit kuaa beri pt 600 w kg K. jam dimana w kerja keluaran beri kj/kg Niba kerja r w kerja keluaran beri dibaagi dengan kerja keluaran kaar r w w w beri kaar w beri kerja turbin kerja pam atau pemampat w kaar kerja turbin Kecekapan aba kerja keluaran beri dibaagi dengan jumla bekalan aba Kerja keluaran beri Jumla bekalan aba. Kitar Carnot Enjin aba unggul, kecekapan makimum Maala tim keluar dari turbin dengan kelembapan tinggi, meroakkan bila turbin mengawal proe pemeluwapan ukar untuk dapatkan titik proe buruk untuk pemampat Q Proe pengembangan eentropi Proe penyingkiran aba euu Proe pemampatan eentropi Proe pembekalan aba euu Q Carnot - - Q Q S S S S S

2 . Kitar Rankine Kelemaan kitar Carnot Niba kerja renda Pemampatan dua faa tidak praktikal Kitar Rankine pembaikan kitar Carnot iaitu proe pemeluwapan tim lengkap, dan pam digunakan untuk tingkatkan tekanan cecair tepu kepada tekanan dandang.. ga pembakaran. urbin Dandang. Pam Pemeluwap.baanapi +.udara air penyejuk S Analii pam v.dp v p p. kj/kg kerja diperlukan pam Q kj/kg aba dibekalkan di dandang kj/kg kerja ole turbin Q kj/kg aba diingkir dipemeluwap Conto. Sebua loji kuaa tim bekerja antara tekanan dandang 0 bar dengan tekanan pemeluwap 0.0 bar. Kira kecekapan aba, niba kerja dan penggunaan tim tentu jika : i kitar Carnot digunakan dengan penggunaan tim baa ii kitar Carnot dengan kecekapan eentropi pemampat dan turbin 8 % iii kitar Rankine dengan tim tepu kering mauk ke turbin iv kitar Rankine dengan kecekapan eentropi turbin 8 % Lakarkan raja kitar pada raja - dan kira juga kecekapan makimum

3 i g, 0 bar 79 kj/kg 0 bar g, 0 bar.97 kj/kgk f + x fg, 0.0 bar x 8.0 x bar f + x fg, 0.0 bar kj/kg f, 0 bar.9 kj/kgk f + x fg, 0.0 bar x 8.0 x 0. f + x fg, 0.0 bar kj/kg f, 0 bar kj/kg turbin Q pemampat r w turbin kaar pemampat 0.77 pt 600 / +.98 kg/kj ii turbin 0.8 turbin ebenar kj/kg pemampat 0.8 pemampat ebenar 0.8 kj/kg Q kj/kg r w pt urbinebenar beriebenar turbinebenar 600 beriebenar Q pemampatebaenar / kg/kj

4 iii 0 bar 0.0 bar v p kj/kg pam p + pam kj/kg r w pt turbin pam Q kg/kj 0.7 iv 0 bar 6.9 o C 6.7 o C 0.0 bar turbin ebenar ien kj/kg 0. pt 600. kg/k.j r w K, 99.7 K, Carnot - 0.

5 . Kitar Rankine Pana Lampau Merupakan pembaikan kepada kitar Rankine Stim tepu dari dandang dipanakan di dalam tiub pemana lampau upereater tube. Ini meningkatkan uu tim yang memauki turbin tanpa memerlukan peningkatan tekanan yang tinggi Kecekapan aba kitar meningkat pt berkurangan dibandingkan dengan kitar Rankine pecaan kekeringan tim ekzo turbin meningkat Conto. entukan kecekapan kitar Rankine dan pt jika loji dalam conto. dibekalkan tim pana lampau pada 00 o C. Abaikan kerja pam. 00 o C. 0 bar 0.0 bar kj/kg 6.97 kj/kgk f + x fg, 0.0 bar x 8.0 x 0.8 f + x fg, 0.0 bar kj/kg f, 0.0 bar kj/kg turbin Q 6. kj/kg kj/kg 6. / 0.0 kerja pam diabaikan : pt 600 / kg/kj

6 6. Kitar Pana Semula Reeat Cycle Pembaikan kepada kitar Rankine Pana Lampau Pengembangan peringkat dengan pemanaan emula tim yang keluar dari turbin tekanan tinggi, ebelum memauki turbin tekanan renda Pretai loji meningkat, kualiti tim keluar turbin tekanan renda tinggi. turbin turbin tekanan 6. tekanan renda. tinggi dandang pemeluwap 7 pam 6 pana emula Analii Haba dibekal, Q v p p Kerja kaar, kaar Kerja pam, pam Conto. Untuk ebua kitar Rankine pana emula, tim meninggalkan dandang dan memauki turbin pada 0 bar dan 00 o C. Selepa pengembangan di dalam turbin tekanan tinggi, tim dipanakan emula kepada uu 00 o C dan dikembangkan di dalam turbin tekanan renda kepada tekanan pemeluwap 0.0 bar. Anggapkan tim adala tepu kering emaa meninggalkan turbin tekanan tinggi. Dengan mengabaikan kerja pam, tentukan kecekapan kitar dan penggunaan tim tentu. Raja - eperti di ata, kecuali titik berada di ata garian wap tepu. kj/kg, 6.97 kj/kgk 6.97 g, p Menggunakan kaeda penentudalaman, p.7 bar, 77. kj/kg kj/kg, kj/kgk.. pada.7 bar, 00 o C Pada 0.0 bar, g 8. kj/kgk, 7 6 < 8. maka keadaan 7 campuran f + x 7 fg, 0.0 bar x x , 7 8 f, 0.0 bar kj/kg urbin kj/kg Q bekal Q kj/kg 707. / pt 600 / kg/kj

7 7.6 Kitar Penjanaan Semula regenerative cycle Pembaikan kitar-kitar ebelum ini, untuk meningkatkan pretai loji Stim dijuju bleed keluar daripada turbin dan dicampur dengan air daripada pemeluwap ebelum di uap kepada dandang. Ini mengurangkan aba yang perlu dibekal di dandang Proe percampuran tim jujuan dan air pemeluwap menggunakan jeni penukar aba yang dinamakan pemana air uapan terbuka dan tertutup.6. Kitar Penjanaan emula dengan pemana air uapan terbuka.. ga pembakaran 7. urbin 6 t juju 8. 7 Dandang y 8. pemeluwap.. - y..baanapi + 6.udara pam pemana pam S. terbuka tim keluar pemana terbuka CECAIR EPU Analii - Pemana air uapan y m m juju dandang m juju 8 + m pemeluwap mdandang y. 8 + y. Haba dibekal Q 6 Kerja ole turbin + y urbin 8 8 Kerja diperlukan pam + y pam ekanan jujuan ditentukan eperti berikut : 6 v pdandang p juju + y v p juju p pemeluwap t juju t pemeluwap + t tepu..dandang p juju tekanan tepu pada t juju ******* y dipili upaya keadaan di titik cecair tepu **************************

8 8 Conto. Sebua kitar Rankine pemanaan emula dengan atu pemana air uapan terbuka bekerja di antara tekanan dandang 0 bar dan tekanan pemeluwap 0.0 bar. Stim memauki turbin pada 00 o C. entukan kecekapan kitar dan pt. Pada tekanan dandang 0 bar, t 6.9 o C Pada tekanan pemeluwap 0.0 bar, t 6.7 o C Suu juju o C dan nilai terampir untuk p. bar p 8 p p kj/kg, 6.97 kj/kgk 8 Pada p 8. bar, g kj/kgk 8 > g,. bar itik 8 faa wap pana lampau Menggunakan kaeda penentu dalaman, 8 7 kj/kg itik berada dalam keadaan campuran, < g, 0.0 bar 086 kj/kg liat conto. mengabaikan kerja pam 6 6 kj/kg y. 8 + y. y Q bekal 6 89 kj/kg beri + y / % pt 600 /.9 kg/kj kj/kg 00 o C. 0 bar 7 6. bar 8 y. 0.0 bar y

9 9.6. Kitar Penjanaan emula dengan pemana air uapan tertutup Setiap pemana terbuka perlukan tambaan pam ko meningkat! Penggunaan pam dielakkan jika pemana tertutup digunakan.. ga pembakaran. urbin 7 6. Dandang y 6. pemeluwap 8. pemana. tertutup pam - y..baanapi +.udara S 7 8 injap Analii Pemana : m m m + m 7 7 dengan m 6 m 7 m juju m m m dandang Baagikan dengan m y. + + y.. digunakan untuk mendapatkan y cecair tepu pada p juju t.. untuk penukar aba unggul t 7.. proe pendikitan 7 8. kerana cecair termampat, f, t 7 Haba dibekal Q Kerja turbin + y urbin Kerja diperlukan pam pam 6 6 v p dandang p pemeluwap Kaeda penentuan tekanan jujuan ama eperti kitar dengan pemana terbuka.

10 0 Conto. Sebua kitar Rankine pemanaan emula dengan atu pemana air uapan tertutup bekerja di antara tekanan dandang 0 bar dan tekanan pemeluwap 0.0 bar. Stim memauki turbin pada 00 o C. entukan kecekapan kitar dan pt. kj/kg, 6 7 p 6. bar, kj/kg, abai kerja diperlukan pam 7 6 kj/kg, 8 pendikitan, 7 Untuk pemana tertutup, peramaan tenaga aliran mantap, y y. 7 y Q bekal 6 70 kj/kg urbin 6 + y kj/kg 08.8 / % pt 600 / kg/kj Pemana ertutup.. ga pembakaran. urbin 8 y Dandang y 0. pemeluwap.. pam y y..baanapi + 6.udara S y injap dengan :. 7 + y y y. 9 + y + y...

11 Conto.6 Stim meninggalkan dandang pada 0 bar dan 0 o C. Stim kemudianya memauki turbin peringkat pertama dan keluar pada tekanan 0 bar. Sebaagian tim yang keluar dari turbin ini dibekalkan kepada ebua pemana air uapan tertutup, dan elebinya dipanakan emula kepada uu 0 o C. Stim yang dipanakan emula memauki turbin peringkat kedua dan dikembangkan kepada tekanan pemeluwap 0. bar. Sebaagian tim dijuju dari turbin peringkat kedua pada tekanan 7 bar untuk digunakan ole pemana air uapan terbuka. Stim jujuan daripada turbin peringkat pertama memeluwap apabila ia melalui pemana tertutup dan didikitkan ke pemana terbuka pada 7 bar. Cecair tepu air yang meninggalkan pemana terbuka melalui ebua pam yang meningkatkan tekanan kepada 0 bar ebelum memauki pemana tertutup dan dialirkan kepada dandang. Dengan anggapan kitar adala unggul dan mengabaikan kerja pam, tentukan a peratu tim memauki turbin peringkat pertama yang memauki pemana tertutup, b peratu tim memauki turbin peringkat kedua yang dialirkan kepada pemana terbuka, dan c kecekapan kitar.. 0 o C. ga pembakaran 8.. -y urbin 0 bar bar y. 0. C 7. Dandang 9 - y -y 6. 7 bar y y y. pemeluwap. 0. bar. pam pam. - y y.baanapi udara S y 0 itik 8 p 8 0 bar, t 8 0 C. PL , 8 6. itik p 0 bar, 8 6. > g, 0 bar PL 07. itik p 0 bar, t 0 C.. PL 90.8, 7. itik p 7 bar, 7. > g, 7 bar. PL itik x p 0.08 bar, f, 0. bar < 7. < g, 0. bar.. campuran f,0.bar fg,0.bar f + fg, 0. bar itik p 0. bar cecair tepu.. f, 0. bar 9, itik abaikan kerja pam itik itik 7 p 7 bar cecair tepu.. f, 7 bar 697, itik 6 cecair termampat t 7 t f, 0 bar abaikan kerja pam itik 0 p 0 0 bar cecair tepu, 0 f, 0 bar itik 0 proe pendikitan, itik 9 titik, y. + + y. + y + y y Pemana tertutup : y Pemana terbuka : y 0. 0 y 0. 6 a y % b peratu y 00. % y c beri 8 + y + y y. Q bekal y %