ELEKTROWNIE I ELEKTROCIEPŁOWNIE
PROJEKT NR 2
ELEKTROWNIE I ELEKTROCIEPŁOWNIE
PROJEKT NR 2
NaleŜy obliczyć całkowitą sprawność energetyczną netto bloku ciepłowniczego w
elektrociepłowni komunalnej, obejmującego turbozespół upustowo-kondensacyjny, który oddaje
moc elektryczną brutto P
G
i moc cieplną Q
u
w parze upustowej o ciśnieniu p
u
przy parametrach
dolotowych p
0
, t
0
i ciśnieniu w skraplaczu p
k
. Sprawności turbozespołu wynoszą: η
iw
, η
in
, η
em
, a
względne zuŜycie mocy elektrycznej na potrzeby własne ε. Turbozespół jest zasilany parą
ś
wieŜą z kotła parowego o sprawności η
kp
przy sprawności rurociągów parowych η
r
. Wodny
kocioł szczytowy o sprawności η
kw
jest połączony szeregowo z wymiennikiem podstawowym o
sprawności η
w
, zasilanym parą upustową, i oddaje moc cieplną Q
kw
.
Rys.1. Schemat układu cieplnego elektrociepłowni upustowo-kondensacyjnej
z wodnym kotłem szczytowym.
Rys. 2. Obieg upustowo-kondensacyjny w układzie i, s.
Całkowita sprawność energetyczna netto bloku ciepłowniczego
(
)
1
G
u
w
kw
EC
n
KP
KW
P
Q
Q
Q
Q
ε
η
η
− +
+
=
+
&
&
&
&
,
gdzie:
G
P
- moc na zaciskach generatora,
ε
- względne zuŜycie mocy elektrycznej na potrzeby własne,
u
Q&
- moc cieplna oddawana w postaci pary upustowej,
w
η
- sprawność wymiennika,
kw
Q&
- moc cieplna oddawana przez kocioł wodny,
KP
Q&
- moc cieplna dostarczana w paliwie do kotła parowego,
KW
Q&
- moc cieplna dostarczana w paliwie do kotła wodnego.
a) moc cieplna dostarczana w paliwie do kotła parowego:
T
T
kp
r
KP
KP
kp
r
Q
Q
Q
Q
η η
η η
=
→
=
&
&
&
&
,
gdzie:
T
Q&
- całkowita moc cieplna doprowadzona do turbozespołu,
kp
η
- sprawność kotła parowego,
r
η
- sprawność rurociągów parowych.
(
)
(
)
1
5
1
4
T
u
k
Q
D i
i
D i
i
=
−
+
−
&
&
&
,
gdzie:
u
D
&
- strumień masy pary upustowej odpowiadający oddawanej mocy cieplnej,
k
D
&
- strumień masy pary odpowiadający mocy kondensacyjnej na zaciskach generatora,
1
i
- entalpia pary dolotowej przy p
0
,
5
i
- entalpia wody (skroplin) przy p
u
,
4
i - entalpia wody (skroplin) przy p
k
.
Strumień masy pary upustowej odpowiadający oddawanej mocy cieplnej:
(
)
2
5
2
5
u
u
u
u
Q
Q
D i
i
D
i
i
=
−
→
=
−
&
&
&
&
,
gdzie:
2
i
- entalpia pary upustowej przy p
u
.
Strumień masy pary odpowiadający mocy kondensacyjnej na zaciskach generatora:
G
p
k
P
P
P
=
+
,
(
)
1
2
p
u
em
P
D i
i
η
=
−
&
,
(
)
1
3
k
k
em
P
D i
i
η
=
−
&
,
gdzie:
P
p
– moc przeciwpręŜna (skojarzona) na zaciskach generatora,
P
k
– moc kondensacyjna (nieskojarzona) na zaciskach generatora,
(
)
(
)
1
2
1
3
G
u
em
k
em
P
D i
i
D
i
i
η
η
−
−
=
−
&
&
.
b) moc cieplna dostarczana w paliwie do kotła wodnego:
kw
kw
KW
kw
KW
kw
Q
Q
Q
Q
η
η
=
→
=
&
&
&
&
,
gdzie:
kw
η
- sprawność kotła wodnego.