First, there’s the moniker: The Swiss replica rolex made fake Omega Speedmaster Chronoscope watches.

Ein "Chronoskop" uhren replica ist als Instrument für die genaue Messung kleiner Zeitintervalle definiert und ist der perfekte Deskriptor für diese billigen Omega Speedmaster -Kopieruhren.

Lò hơi siêu tới hạn

LÒ HƠI SIÊU TỚI HẠN

Hiệu suất năng lượng đỉnh cao

GIỚI THIỆU

Lò hơi siêu tới hạn ngày càng trở nên phổ biến tại các nhà máy nhiệt điện hiện đại. Cùng với quá trình quá nhiệt trung gian – tái nhiệt, lò hơi siêu tới hạn giúp nâng hiệu suất tổng của nhà máy nhiệt điện lên đến 50%, so với 33% của nhà máy thông thường. Vậy lò hơi siêu tới hạn là gì? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu chi tiết qua bài viết này.

1. Lò hơi siêu tới hạn là gì?

Chất lỏng được đẩy đến nhiệt độ và áp suất mà không còn phân biệt được giữa pha lỏng và pha khí sẽ trở thành chất lỏng siêu tới hạn. Đối với nước, nhiệt độ tới hạn là 374°C và áp suất tới hạn là 22 MPa. Khi vượt qua các thông số này, nước đạt đến pha siêu tới hạn.

Lò hơi siêu tới hạn hoạt động tại điều kiện mà nước ở trạng thái siêu tới hạn, mang lại hiệu suất năng lượng vượt trội.

2. Lịch sự phát triển

Năm 1822, nhà vật lý Charles Cagniard de la Tour khám phá ra điểm tới hạn của chất lỏng. Ông nhận thấy rằng ở nhiệt độ nhất định, mật độ pha lỏng và hơi không còn khác biệt. De la Tour đã đo đạc điểm tới hạn của nhiều chất như nước, rượu và ether.

Nhà vật lý học Charles Cagniard de la Tour (1777 – 1859)

Từ 1968 đến 1980, nghiên cứu về nước siêu tới hạn chủ yếu tập trung vào khả năng truyền nhiệt, tính tan và tính ăn mòn. E.U. France, người tiên phong trong lĩnh vực này, công bố nhiều nghiên cứu quan trọng. Từ đó, các nhà khoa học đánh giá khả năng dẫn nhiệt và tính phân ly ion của chất điện ly trong nước siêu tới hạn. Đến năm 2011, có hơn 3000 chủ đề nghiên cứu chi tiết về nước siêu tới hạn.

Nước siêu tới hạn có nhiều ứng dụng quan trọng như tổng hợp bằng phương pháp thủy nhiệt, dung môi xanh thân thiện với môi trường và quá trình oxy hóa để làm sạch nước thải. Trong nhà máy nhiệt điện, nước siêu tới hạn giúp quay turbine hơi, nâng hiệu suất chu trình hơi nước và giảm năng lượng cấp vào, từ đó giảm phát thải CO2.

3. Đặc tính của hơi nước siêu tới hạn

  3.1. Giải thích thông số trạng thái

Chất thuần khiết tồn tại ở nhiều pha khác nhau nhưng vẫn giữ nguyên thành phần hóa học. Xét trong một quá trình biến đổi đẳng áp của nước, các trạng thái bao gồm: lỏng chưa sôi, lỏng sôi, hơi bão hòa ẩm, hơi bão hòa khô và hơi quá nhiệt.

Trạng thái siêu tới hạn của nước xuất hiện khi nhiệt độ và áp suất vượt qua điểm tới hạn. Nhìn vào giản đồ pha dưới đây:

Giản đồ pha của nước

Đường bão hòa phân cách pha lỏng và pha hơi. Nước lỏng sôi (saturated liquid line) và hơi bão hòa khô (saturated vapor line) gặp nhau tại critical point – điểm tới hạn.

Hỗn hợp nước và hơi nước trong nồi áp suất cấp nhiệt sẽ minh họa rõ hơn:

Khi tăng nhiệt độ, hai hiện tượng xảy ra:

  1. Áp suất tăng: Hơi nước giãn nở, phân tử hơi nén chặt, mật độ pha hơi tăng.
  2. Nhiệt độ tăng: Phân tử nước di chuyển nhanh, tách xa nhau, mật độ pha lỏng giảm.

Khi mật độ pha lỏng và pha hơi bằng nhau, không phân biệt được lỏng hay hơi, đó là điểm tới hạn của nước. Điểm tới hạn của nước là 373,946 °C và 220,64 bar. Tại đây, thay đổi nhỏ về nhiệt độ hay áp suất gây thay đổi lớn về mật độ phân tử.

  3.2. Đặc tính của nước siêu tới hạn

Trong vùng cận điểm tới hạn, các tính chất vật lý của nước thay đổi đáng kể. Nước trong điều kiện bình thường gần như không thể nén, có hệ số giãn nở nhiệt thấp và là dung môi tuyệt vời cho chất điện phân. Gần điểm tới hạn, nước trở nên nén được, giãn nở, có hằng số điện môi thấp và dễ trộn hơn với các khí không phân cực.

Ở trạng thái siêu tới hạn, môi chất mang đặc tính của cả pha lỏng và khí, vừa thấm qua vật chất như chất lỏng, vừa khuếch tán như chất khí. Khi áp suất và nhiệt độ vượt qua điểm tới hạn, không có quá trình thay đổi pha rõ rệt, thể tích riêng tăng liên tục và luôn chỉ có một pha.

Không có sức căng bề mặt trong chất lỏng siêu tới hạn do không có ranh giới pha lỏng/khí. Bằng cách thay đổi áp suất và nhiệt độ, các đặc tính có thể được “điều chỉnh” để giống chất lỏng hoặc chất khí. Độ hòa tan của vật liệu trong chất lỏng siêu tới hạn thường tăng theo mật độ của chất lỏng.

4. Ứng dụng – Ưu và nhược điểm

Lò hơi siêu tới hạn giúp tăng hiệu suất chu trình tua-bin hơi và tiết kiệm nhiên liệu đốt, do không có quá trình sôi và không tốn nhiệt ẩn. Điều này làm giảm lượng phát thải CO2 của nhà máy nhiệt điện, chỉ từ 750 g CO2/kWh đến 850 g CO2/kWh.

Lò hơi siêu tới hạn trong nhà máy nhiệt điện giúp tăng hiệu suất và giảm phát thải

  4.1 Ưu Điểm

  • Hiệu suất cao: Nước siêu tới hạn trong lò hơi trực lưu hạn chế các vấn đề về tuần hoàn nước và truyền nhiệt không tốt. Hiệu suất nhiệt của các nhà máy nhiệt điện có thể đạt tới 45-50% với áp suất hơi 23,5-26 MPa và nhiệt độ tua-bin đầu vào 535-585°C.
  • Tiết kiệm nhiên liệu: Lò hơi siêu tới hạn giúp tiết kiệm nhiên liệu đốt, giảm chi phí vận hành và lượng phát thải CO2.

  4.2 Nhược Điểm

  • Chi phí đầu tư cao: Hệ thống sử dụng hơi siêu tới hạn yêu cầu đầu tư lớn để xây dựng và duy trì. Các thiết bị cần chịu được áp suất và nhiệt độ cao, làm tăng chi phí.
  • Khả năng vận hành phức tạp: Hệ thống cần kiểm soát và quản lý nhiệt độ, áp suất và dòng chảy với độ chính xác cao, đòi hỏi kỹ thuật viên chuyên nghiệp.

KẾT LUẬN

Lò hơi siêu tới hạn đóng vai trò quan trọng trong nâng cao hiệu suất và giảm phát thải của nhà máy nhiệt điện hiện đại. Mặc dù yêu cầu đầu tư và vận hành phức tạp, lợi ích mà lò hơi siêu tới hạn mang lại là không thể phủ nhận. Công nghệ này là bước tiến lớn trong việc tối ưu hóa sử dụng năng lượng và bảo vệ môi trường.

(Vn-Industry.)

Home: https://vn-industry.com/

Scroll to Top