بخصوص توليد الطاقة باستخدام البخار المشبع ذو الضغط المنخفض، مسألة اختيار وحدات التوليد

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة gjn1970 في تاريخ 2018-2-22 الساعة 14:35. ينتمي هذا النوع من الطاقة إلى فئة الحرارة المتبقية عند درجات حرارة منخفضة، ويجب أن يتم استغلال هذه الحرارة أولاً في التطبيقات التي تتطلب عملية مستمرة لفترات طويلة، أي استخدام الحرارة المنخفضة كبديل مباشر لمصادر الطاقة الثانوية المستخدمة حالياً، مثل تسخين الهواء، وتسخين المياه المقطرة، واستخدامها كمصدر حراري في أجهزة التبخير في المصانع، وتسخين الخزانات. بعد ذلك، يمكن استخدام هذه الحرارة في التطبيقات التي تحتاج إليها الأنظمة خلال فترات معينة من السنة، مثل أنظمة التدفئة. وأخيراً، يمكن استخدامها في تطبيقات أكثر تقدماً، مثل أجهزة الضخ الحراري، وأجهزة التبريد، وتوليد الطاقة. إذا كان الهدف هو توليد الطاقة فقط، فيجب مراعاة النقاط التالية عند اختيار محرك التوربين أو محرك التمدد اللولبي: 1. نظرًا لأن سطوح أسنان محرك التمدد اللولبي قادرة على تحمل الاحتكاك وتأثير جزيئات السائل، بالإضافة إلى وجود فجوات بين هذه الأسنان، فإن وسط العمل يمكن أن يكون بخارًا مسخنًا، أو بخارًا مشبعًا، أو خليطًا من البخار والسائل، أو سائلًا ساخنًا. أما وسط العمل في التوربينات البخارية، فيجب أن يكون بخارًا مسخنًا أو بخارًا مشبعًا فقط. 2. لا تتطلب محركات التوسع بالبرغي مواصفات عالية لجودة المادة العاملة. يحد الحركة النسبية بين البرغي والبرغي الآخر، وبين البرغي والهيكل، من نمو الأوساخ. أما الأوساخ المتبقية التي لا يمكن إزالتها، فإنها تساعد في تقليل الفجوات، مما يقلل من خسائر التسرب ويعزز كفاءة الوحدة. ٣. عند حدوث تقلبات كبيرة في ضغط الوسط العامل لآلة التوسع بالمسمار، فإن الكفاءة الداخلية لا تتغير تقريبًا. ٤. يتطلب محرك التوسع بالبرغي أن تكون درجة حرارة الوسط العامل منخفضة، وعادةً ما يتم الحفاظ عليها أقل من ٢٥٠ درجة مئوية. كلما ارتفعت درجة حرارة وسط العمل المستخدم، كان الفجوة المخصصة أثناء التصنيع لمراعاة تأثير تمدد البرغي أكبر، وبالتالي ينخفض كفاءة الوحدة بالضرورة. 5. يتطلب محرك التوسع بالبرغي ضغطًا منخفضًا لوسط العمل، حيث يتم التحكم فيه عادةً عند مستوى أقل من 1.5 ميجا باسكال. سيؤدي ارتفاع ضغط وسط العمل إلى زيادة فرق الضغط بين المدخل والمخرج، مما يولد قوة شعاعية كبيرة على البرغي، ويتسبب في تشوه ميكانيكي غير مسموح به. يواجه محرك التمدد بالبرغي صعوبات عند استخدام وسائط عمل ذات درجة حرارة وضغط عاليين، فعلى سبيل المثال، عند استخدام مياه الصرف الناتجة عن الغلايات ذات درجة الحرارة والضغط المتوسطة أو الأعلى، يجب تقليل درجة حرارة هذه المياه وضغطها أولاً. 6. لا يمكن تصميم ضغط المخرج لمحرك التوسع بالبرغي على أن يكون فراغًا عاليًا، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة المحرك الحرارية. نظرًا لأن وسط العمل يحتوي على كمية كبيرة من الحرارة عند خروجه، فإن كفاءة تحويل الطاقة في محركات التمدد بالبرغي أقل بنسبة 10% على الأقل مقارنة بالتوربينات. نظريًا، يجب أن يكون النسبة بين حجم وسط العمل عند مخرج ومدخل محرك التوسع ذو البرغي تقريبًا مساوية لنسبة الأحجام الداخلية. أما الحجم الداخلي لآلة البرغي، فهو عادةً لا يتجاوز 10. وبناءً على ما سبق، فإن تكلفة شراء وحدات التوسيع بالمروحة اللولبية أقل بالتأكيد من تكلفة وحدات التوربينات، ونظراً لانخفاض المعايير المطلوبة، يُنصح باستخدام وحدات التوسيع بالمروحة اللولبية.

توربينات البخار ذات كفاءة عالية ومعدل أعطال منخفض، لذا يُنصح باستخدامها. يمكن لـ 20 طنًا من البخار أن تولد 2 ميجاوات من الطاقة، وهو رقم كبير جدًا.