ELEKTROWNIE I ELEKTROCIEPŁOWNIE

PROJEKT NR 2

Należy 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 zużycie mocy elektrycznej na potrzeby własne ε. Turbozespół jest zasilany parą

ś

wieżą 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 zużycie 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 przeciwprężna (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.