Politechnika Lubelska

Wydział Elektrotechniki i Informatyki

Kierunek Elektrotechnika

Projekt z elektrociepłowni i energetyki rozproszonej

Wykonał:

XXXXXXXXXX

Zadanie 1. Sporządzić schemat obiegu wraz z zaznaczonymi parametrami.

Parametry w punkcie 1:

Parametry w punkcie 2:

P

0

=10 MPa=100 bar

Ppp=0,3 MPa = 3 bar

T

0

=400

o

C

Zadanie 2. Wyznaczyć enatlpie, entropie, stopnie suchości pary w charakterystycznych
punktach obiegu.

Parametry pary wyznaczone zostały na podstawie dodatku do Matlab’a o nazwie XSteam.

i0=XSteam('h_pT',P0,T0)= 3074,4 kJ/kg

e0=XSteam('s_pT',P0,T0)= 6213,9 kJ/kgK

ippt=XSteam('h_ps',Ppp,e0)= 2408,6 kJ/kg

ipp=i0-etha_TURB*(i0-ippt)= 2498,1 kJ/kg

epp=XSteam('s_ph',Ppp,ipp)= 6434,0 kJ/kgK

is=XSteam('hL_p',Ppp)= 561,4 kJ/kg

X1=XSteam('x_ph',P0,i0)= 1

X2=XSteam('x_ph',Ppp,ipp)= 0.8952

X3=XSteam('x_ph',Ppp,is)= 0

Zadanie 3. Przedstawić na rysunku rozprężanie pary w turbinie.

Zadanie 4. Wyznaczyć strumień masy pary w obiegu (minimalna wydajność kotła).

Zadanie 5. Obliczyć straty energii na poszczególnych elementach obiegu.

Obliczenia strat energii dokonano na podstawie określenia, czasu użycia wymiennika
ciepłowniczego, dla jego mocy cieplnej oraz rocznej produkcji ciepła. Czas ten wynosi
4629,62 h w ciągu roku.

Zadanie 6. Obliczenie zapotrzebowania na paliwo.

Zadanie 7. Obliczenie ilości paliwa dla rocznej produkcji.

Zadanie 8,9. Obliczenie sprawności obiegu

Zadanie 10. Obliczenie wydajności pomp wody w obwodzie wymiennika.

Zadanie 11. Przedstawienie kodu źródłowego Matlab’a.

%% Definicja zmiennych;

P0=100;

%ciśnienie pary świerzej(bar)

Ppp=3;

%ciśnienie pary

przeciwprężnej(bar)

T0=400;

%temperatura pary świerzej(C)

Qwc=60000;

%moc cieplna wymiennika

ciepłowniczego(kW)

etha_TURB=0.87;

%sprawność wewnętrzna turbiny

etha_k=0.89;

%sprawność kotła

etha_m=0.99;

%sprawność mechaniczna

etha_g=0.98;

%sprawność generatora

Qrocz=1000;

%Roczna produkcja ciepła(TJ)

Wu=20;

%Wartość opałowa węgla(MJ/kg)

t1=95;

%temperatura wody na wyjściu

wymiennika(C)

t2=60;

%temperatura wody na wejściu

wymiennika(C)

%% Wyznaczenie entalpii i entropii oraz stopni suchości pary;

i0=XSteam(

'h_pT'

,P0,T0);

%entalpia pary świerzej(kJ/kg)

e0=XSteam(

's_pT'

,P0,T0);

%entropia pary świerzej(kJ/kgK)

ippt=XSteam(

'h_ps'

,Ppp,e0);

%entalpia pary przeciwprężnej

teoretyczna(kJ/kg)

ipp=i0-etha_TURB*(i0-ippt);

%entalpia pary

przeciwprężnej(kJ/kg)

epp=XSteam(

's_ph'

,Ppp,ipp);

%entropia pary

przeciwprężnej(kJ/kgK)

is=XSteam(

'hL_p'

,Ppp);

%entalpia skroplin(kJ/kg)

X1=XSteam(

'x_ph'

,P0,i0);

%stopień suchości pary świerzej

X2=XSteam(

'x_ph'

,Ppp,ipp);

%stopień suchości pary

przeciwprężnej

X3=XSteam(

'x_ph'

,Ppp,is);

%stopień suchości skroplin

%% Wyznaczenie strumieni pary;

m=Qwc/(ipp-is);

%strumień masy pary(kg/s)

%% Moc generatora oraz kotła;

Pg=(m*(i0-ipp)*etha_m*etha_g)/1000;

%moc generatora(MW)

Pkcalk=((m*(i0-is))/etha_k)/1000;

%moc całkowita kotła(MW)

Pk=(m*(i0-is))/1000;

%moc kotła bez strat(MW)

%% Obliczenie zapotrzebowania na paliwo

Time=(Qrocz/(Qwc/1000000000))/3600;

%czas użytkowania elektrowni

dla mocy szczytowej
wymiennika(h)

B=(Pk/(etha_k*Wu))*3.6;

%zapotrzebowanie na paliwo(t/h)

%% Wyznaczenie strat mocy na poszczególnych elementach

dPturb=(m*(i0-ippt))-(m*(i0-ipp));

dPmech=(m*(i0-ipp))-(m*(i0-ipp)*etha_m);

dPgen=(m*(i0-ipp)*etha_m)-(m*(i0-ipp)*etha_m*etha_g);

dPkot=Pkcalk-Pk;

%% Wyznaczenie strat energii na poszczególnych elementach przy założeniu
użytkowania elektowni 4629.62h;

dAturb=(dPturb*Time)/1000000;

%straty energii w turbinie(GWh)

dAmech=(dPmech*Time)/1000000;

%straty energii mechanicznej(GWh)

dAgen=(dPgen*Time)/1000000;

%straty energii generatora(GWh)

dAkot=(dPkot*Time)/1000;

%straty energii kotła(GWh)

%% Obliczenie zapotrzebowania na paliwo przy rocznej produkcji 1000TJ

Brocz=B*Time;

%zapotrzebowanie roczne(t)

%% Wyzanczenie sprawności;

etha_obiegu=(i0-ipp)/(i0-is);

%sprawność obiegu

etha_brutto=(Pg+(Qwc/1000))/Pk;

%sprawność brutto

etha_netto=((Pg-(Pg*0.045))+(Qwc/1000))/Pk;

%sprawność netto

%% Obliczenie wydajności pomp wody

WPW=((Qwc/(4.19*(t1-t2)))*1000)/60;

%wydajność pomp(l/min)

%% Rysowanie wykresu;

%% Zdefiniowanie pętli;

for

s=1:10

y1(s)=XSteam(

'h_ps'

,P0,s);

y2(s)=XSteam(

'h_ps'

,Ppp,s);

end

;

%% Rysowanie wykresu;

s=1:10;

figure

plot(s,y1(s),s,y2(s));

grid

on

;

legend

on

;

legend(

'P0'

,

'Ppp'

);

hold

on

;

plot(e0,i0,

'r*'

);

plot(e0,ippt,

'r*'

);

plot(epp,ipp,

'r*'

);

xlim([1 7]);

ylim([0 4000]);

sx=[e0 e0 epp e0];

ix=[i0 ippt ipp i0];

plot(sx,ix,

'-r*'

,

'LineWidth'

,2);

text(e0+0.03,i0,num2str(i0,

'%4.1f'

));

text(e0+0.03,ippt,num2str(ippt,

'%4.1f'

));

text(epp+0.03,ipp,num2str(ipp,

'%4.1f'

));

xlabel(

'entropia(kJ/kgK)'

);

ylabel(

'entalpia(kJ/kg)'

);

hold

off

;