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

;