Systemy konwersji energii wykorzystujące odnawialne i konwencjonalne źródła

Zadanie 2. Zwiększanie sprawności obiegu Clausiusa-Rankine’a. Sprawność siłowni i elektrowni parowej

Ś

RODA – A

UWAGA:

Plik (jeden egzemplarz na zespół, w nazwie zawierający: dzień tygodnia, grupę
projektową oraz numer zespołu) przygotowany w programie MS Word, bądź MS Excel
(z uwzględnieniem prawidłowego zapisu symboli, wzorów, jednostek itp., podpisów
rysunków i tabel), wysłać na adres e-mail:

[e-mail]

Ostateczny termin nadesłania pliku:

14.04, godz. 12

.

Niedotrzymanie

powyższego

terminu

jest

równoznaczne

z

otrzymaniem

oceny

niedostatecznej (dla całego zespołu) z tej części projektu.
Podczas następnych zajęć należy liczyć się z możliwością ustnego odpytania przez
prowadzącego ze sposobu wykonania zadania.

W elektrowni (rys. 1) pracuje turbina parowa o
mocy N

e

. Parametry pary dolotowej wynoszą

p

1

, t

1

. Ciśnienie na końcu rozprężania wynosi

p

2

. Entalpia właściwa pary na wylocie z

turbiny i

2

. Sprawność energetyczna kotła η

K

,

sprawność mechaniczna turbiny η

m.

Wartości powyższych parametrów podano w
tabeli 1.

T

s

K

1

2s

4

3

4a

4b

2

Rys. 1. Przemiany realizowane w elektrowni

1-2 adiabata nieodwracalna; 1-2s adiabata odwracalna (izentropa);

2(2s)-3 izobara i izoterma; 3-4 izentropa; 4-4a izobara;

4a-4b izobara i izoterma; 4b-1 izobara

ZADANIE 1
Obliczyć:

−

sprawność wewnętrzną turbiny η

i

;

−

sprawność energetyczną siłowni η

sil

;

−

strumień masy czynnika obiegowego

m

&

, wynik podać w ….. (patrz: tabela 1);

−

zużycie paliwa

P&

, wynik podać w ….. (patrz: tabela 1); przyjąć wartość opałową

W

d

=….. (patrz: tabela 1).

Tabela 1. Informacje do zadania 1

Zespół

Skład zespołu

p

1

t

1

p

2

N

e

i

2

η

m

η

K

W

d

m

&

P&

1

Jurasz

Michał

11·10³

[kPa]

500

[°C]

0,04

[bar]

50

[MW]

2277

[kJ/kg]

0,98

[–]

0,86

[–]

20·10³

[kJ/kg]

kg/h

t/s

Klimowska

Anna

Kubas

Tomasz

Sakowicz

Natalia

2

Balcerak

Tomasz

11·10³

[kPa]

500

[°C]

0,04

[bar]

45·10³

[kW]

2249

[kJ/kg]

0,99

[–]

0,92

[–]

18

[MJ/kg]

t/s

t/h

Choroszko

Klaudia

Cieślakowski Igor
Młyński

Mateusz

3

Czubek

Justyna

11·10³

[kPa]

500

[°C]

0,04

[bar]

55·10³

[kW]

2263

[kJ/kg]

0,98

[–]

0,90

[–]

21

[MJ/kg]

kg/s

kg/h

Górecka

Małgorzata

Habrych

Adrian

Kosowicz

Joanna

Kwiatanowska Katarzyna

Systemy konwersji energii wykorzystujące odnawialne i konwencjonalne źródła

Zadanie 2. Zwiększanie sprawności obiegu Clausiusa-Rankine’a. Sprawność siłowni i elektrowni parowej

Należy przedstawić:

•

w formie tabeli wartości parametrów w kolejnych punktach obiegu (1, 2s, 3, 4, 4a, 4b).

Tabela ma zawierać następujący nagłówek:

punkt obiegu

temperatura

ciśnienie

entalpia właściwa

entropia właściwa

t

[°C]

p [MPa]

i [kJ/kg]

s [kJ/(kgK)]

•

wzory, z których skorzystano;

•

wyniki obliczeń (jednostki!).

ZADANIE 2
Dla wartości p

1

, t

1

, p

2

podanych w tabeli 1, obliczyć zmiany:

−

sprawności energetycznej obiegu Clausiusa-Rankine’a (η

CR

),

−

pracy jednostkowej obiegu (l

CR

),

−

jednostkowego ciepła doprowadzonego do kotła (q

dCR

),

−

jednostkowego ciepła odebranego od pary mokrej przez wodę chłodzącą (q

wCR

),

spowodowane zmianą parametru X (patrz: tabela 2).

Tabela 2. Wartości parametru X

Zespół

Skład zespołu

Parametr X

Kolejne wartości parametru X

1

Jurasz

Michał

p

1

[MPa]

9;

11;

13;

15

Klimowska

Anna

Kubas

Tomasz

Sakowicz

Natalia

2

Balcerak

Tomasz

t

1

[°C]

475;

500;

525;

550

Choroszko

Klaudia

Cieślakowski

Igor

Młyński

Mateusz

3

Czubek

Justyna

p

2

[kPa]

3;

4;

5;

6

Górecka

Małgorzata

Habrych

Adrian

Kosowicz

Joanna

Kwiatanowska

Katarzyna

Zmiany przedstawić w formie 3 wykresów:

1)

η

CR

=f(X)

2)

l

CR

=f(X)

3)

q

dCR

=f(X) oraz

q

wCR

=f(X).

Omówić zamieszczone wykresy.

Ponadto przedstawić w formie czterech tabel (osobne tabele dla każdej kolejnej wartości
parametru X) wartości parametrów w kolejnych punktach obiegu (1, 2s, 3, 4, 4a, 4b). Tabele
mają zawierać następujący nagłówek:

punkt obiegu

temperatura

ciśnienie

entalpia właściwa

entropia właściwa

t

[°C]

p [MPa]

i [kJ/kg]

s [kJ/(kgK)]