11. OBLICZANIE OBIEGÓW CIEPLNYCH

1

11.1. Elektrownie kondensacyjne. Blok 220 MW.
11.2. Elektrownie kondensacyjne. Blok 220 MW.
11.3. Podstawowe zależności
11.4. Moc wewnętrzna turbiny
11.5. Rozprężanie
11.6. Straty w rurociągach
11.7. Praca pompy wody zasilającej
11.8. Praca pompy wody zasilającej w obiegu Rankine’a
11.9. Przegrzew pary
11.10. Sprawności, wskaźniki.
11.11. Sprawności, wskaźniki.
11.12. Elektrociepłownia z turbiną przeciwprężną
11.13. Zadanie 1
11.14. Zadanie 2.
11.15. Elementy obiegów cieplnych

11.1. Elektrownie kondensacyjne. Blok 220
MW.

2

LAD30

534 °C

313 °C

350 °C

312 °C

3,63 MPa

2,60 MPa

156 °C

194 °C

225 °C

243 °C

245 °C

15,0 MPa

16,4 MPa
156 °C

13,5 MPa

539 °C

2399 kPa

1,34 MPa

462 °C

336 °C

0,43 MPa

34,1 °C

187 kPa

34,9 °C

1,56 MP a

126 kg/s

59 °C

106,64 °C

106,35 °C

149,4 kg/s

72 °C

1,43 MPa

83,8 °C

84,8 °C

1,37 MPa

83,4 °C
1,26 MPa

2,71 MPa

72 kPa

16,2 MPa
157 °C

4,02 kg/s

13,2 MPa

5

350 °C

LAD20

LAD10

LCC30

LCC20

MAW30

LCC11
LCC12

MAG10

MAG20

1

2

3

4

NDD10

NDD20

6

7

21,0 °C

8

6

2

3

5

7

0,24 MPa

275 °C

293 °C

34,6 °C

0,100 MPa

199 °C

0,00 kg/s

0,68 kg/s

0,000 kg/s

186,7 kg/s

193,04 kg/s

188,96 kg/s

7,00 kg/s

0,00 kg/s

0,00 kg/s

0,030 MPa

1

5,27 kPa

82,5 °C

0,61 MPa

462 °C

0,00 kg/s

0,00 kg/s

MIĘDZYBLOKOWY

BLOKOWY

280 °C

312 °C

197 °C

248 °C

1,19 MPa

1,20 MPa

2,8 MPa

2,81 kg/s

do kolektora

z kolektora

7,56 kg/s

12,27 kg/s

10,77 kg/s

do NDD20

z upustu 7

30,59 kg/s

0,00 kg/s

0,71 MPa

180 kPa

153,4 °C

152,3 °C

547,8 kP a

547,8 kPa

5,51 kPa

29,0 °C

32,81 °C

31,54 °C

28,8 °C

133 °C

151,37 kg/s

20,6 °C

5,57 kPa

181,6 kPa

5,39 kPa

57 °C

4,80 kg/s

600 kPa
197 °C

542,4 °C

6,8 kg/s

7,35 MW

0,65 MW

7,61 MW

0,64 MW

1,37 MPa

0,0 MPa

0,4 kg/s

3,24 kg/s

3,01 kg/s

11.2. Elektrownie kondensacyjne. Blok 220
MW.

3

LAD30

534 °C

313 °C

350 °C

312 °C

3,63 MPa

2,60 MPa

156 °C

194 °C

225 °C

243 °C

245 °C

15,0 MPa

16,4 MPa
156 °C

13,5 MPa

539 °C

2399 kPa

1,34 MPa

462 °C

336 °C

0,43 MPa

34,1 °C

187 kPa

34,9 °C

1,56 MP a

126 kg/s

59 °C

106,64 °C

106,35 °C

149,4 kg/s

72 °C

1,43 MPa

83,8 °C

84,8 °C

1,37 MPa

83,4 °C
1,26 MPa

2,71 MPa

72 kPa

16,2 MPa
157 °C

4,02 kg/s

13,2 MPa

5

350 °C

LAD20

LAD10

LCC30

LCC20

MAW30

LCC11
LCC12

MAG10

MAG20

1

2

3

4

NDD10

NDD20

6

7

21,0 °C

8

6

2

3

5

7

0,24 MPa

275 °C

293 °C

34,6 °C

0,100 MPa

199 °C

0,00 kg/s

0,68 kg/s

0,000 kg/s

186,7 kg/s

193,04 kg/s

188,96 kg/s

7,00 kg/s

0,00 kg/s

0,00 kg/s

0,030 MPa

1

5,27 kPa

82,5 °C

0,61 MPa

462 °C

0,00 kg/s

0,00 kg/s

MIĘDZYBLOKOWY

BLOKOWY

280 °C

312 °C

197 °C

248 °C

1,19 MPa

1,20 MPa

2,8 MPa

2,81 kg/s

do kolektora

z kolektora

7,56 kg/s

12,27 kg/s

10,77 kg/s

do NDD20

z upustu 7

30,59 kg/s

0,00 kg/s

0,71 MPa

180 kPa

153,4 °C

152,3 °C

547,8 kP a

547,8 kPa

5,51 kPa

29,0 °C

32,81 °C

31,54 °C

28,8 °C

133 °C

151,37 kg/s

20,6 °C

5,57 kPa

181,6 kPa

5,39 kPa

57 °C

4,80 kg/s

600 kPa
197 °C

542,4 °C

6,8 kg/s

7,35 MW

0,65 MW

7,61 MW

0,64 MW

1,37 MPa

0,0 MPa

0,4 kg/s

3,24 kg/s

3,01 kg/s

11.3. Podstawowe zależności

4

wr

B

Q

B

Q









5

1

i

i

D

Q

D







k

B

D

Q

Q















2

1

3

1

i

i

D

i

i

D

N

k

u

w













td

D

w

Q

N







m

w

u

N

N







)

( pomiar

u

N

)

pomiar

(

g

P

)

pomiar

(

P

g

u

g

N

P







w

t

D

w

Q

N



 





t

D

t

Q

N















s

k

s

u

t

i

i

D

i

i

D

N

2

1

3

1













g

m

td

k

wr

g

Q

B

P





















1

D

D

u

D

k

tw

1

t
w

2

G

w

P

g

P

G

Q

B

Q

D

N

w

N

u

5

3

4

2

)

(

1

2

w

w

w

w

skr

t

t

G

c

Q









e

P

P

tr

g

pw











k



td



m



g



tr

11.4. Moc wewnętrzna turbiny

5

1

D

D

u

N

w

3

4

2

u

k

D

D

D





D

u

D

k









2

1

3

1

i

i

D

i

i

D

N

k

u

w













1

D

D

u

N

w

3

4

2

u

k

D

D

D





D

D

k









2

3

3

1

i

i

D

i

i

D

N

k

w













albo
tak

11.5. Rozprężanie

6

i

1

i

2

i

2

a

11.6. Straty w rurociągach

7

wr

B

Q

B

Q









5

1

i

i

D

Q

D







r

T

D

Q

Q















2

1

3

1

i

i

D

i

i

D

N

k

u

w













td

D

w

Q

N







m

w

u

N

N







u

N

g

P

g

u

g

N

P











5

i

i

D

Q

k

T







k

B

T

Q

Q







g

m

td

r

k

wr

g

Q

B

P

























1

D

D

u

D

k

tw

1

t
w

2

G

w

P

g

P

G

Q

B

Q

T

N

w

N

u

5

3

4

2

)

(

1

2

w

w

w

w

skr

t

t

G

c

Q









e

P

P

tr

g

pw









k

Q

D



k



td



r



m



g



tr

11.7. Praca pompy wody zasilającej

8

wr

B

Q

B

Q









wz

D

i

i

D

Q







1

k

B

D

Q

Q















2

1

3

1

i

i

D

i

i

D

N

k

u

w













td

D

w

Q

N







m

w

u

N

N







u

N

g

P

g

u

g

N

P







g

m

td

k

wr

g

Q

B

P





















1

D

D

u

D

k

tw

1

t
w

2

G

w

P

g

P

G

Q

B

Q

D

N

w

N

u

5

3

4

2

)

(

1

2

w

w

w

w

skr

t

t

G

c

Q









e

P

P

tr

g

pw











k



td



m



g



tr

wz

11.8. Praca pompy wody zasilającej w
obiegu
Rankine’a

9

wz

s

t

CR

i

i

i

i









1

2

1





1

D

G

Q

D

N

t

s
k

2



t

wz

Q

sk

r

Bez pracy pompy wody zasil.:

Dokładniej:

wz

1

sk

wz

s

2

1

wz

1

sk

s

2

wz

1

D

skr

D

t

i

i

)

i

i

(

)

i

i

(

i

i

)

i

i

(

)

i

i

(

Q

Q

Q



























albo:

wz

1

sk

wz

s

2

1

D

p

t

t

i

i

)

i

i

(

)

i

i

(

Q

L

N

















11.9. Przegrzew pary

10

1

D

D

u

D

k

Q

B

Q

D

7

3

6

5

tw

1

t
w

2

G

w

skr

Q



k



td

P

g

P

G

N

w

N

u

e

P

P

tr

g

pw











m



g



tr

wz

2

4

wr

B

Q

B

Q













2

3

1

i

i

D

i

i

D

Q

wz

D













k

B

D

Q

Q



















5

4

4

3

2

1

i

i

D

i

i

D

i

i

D

N

k

w



















td

D

w

Q

N







m

w

u

N

N







u

N

g

P

g

u

g

N

P







g

m

td

k

wr

g

Q

B

P





















11.10. Sprawności, wskaźniki.

11

1

D

D

u

D

k

Q

B

Q

D

7

3

6

5

tw

1

t
w

2

G

w

skr

Q



k



td

P

g

G

N

w

N

u



m



g

wz

2

4

wr

B

Q

B

Q





k

B

D

Q

Q







td

D

w

Q

N







m

w

u

N

N







g

m

td

k

wr

g

Q

B

P





















Sprawność bloku
brutto

wr

g

bb

Q

B

P





g

u

g

N

P







g

m

td

k

bb



















Pomiary on-line :
Pg [MW] – łatwy
B [kg/s] -
problemy
Qwr [MJ/kg] -
problemy

11.11. Sprawności, wskaźniki.

12

1

D

D

u

D

k

Q

B

Q

D

7

3

6

5

tw

1

t
w

2

G

w

skr

Q



k



td

P

g

G

N

w

N

u



m



g

wz

2

4

wr

B

Q

B

Q





k

B

D

Q

Q







td

D

w

Q

N







m

w

u

N

N







g

m

td

k

wr

g

Q

B

P





















g

u

g

N

P







jednostko
we
zużycie
pary
przez
turbinę

jednostkowe
zużycie ciepła
przez
turbozespół

jednostkowy
wskaźnik
zużycia
energii
chemicznej
przez blok

g

t

P

D

d 

g

D

t

P

Q

q 

bb

g

wr

b

P

Q

B

b



1





11.12. Elektrociepłownia z turbiną
przeciwprężną

13

SRS – podstawowe – źródło zasilania odb. pary (szczyt. wymienniki ciepła)
- szczytowe - do rezerwowania turbiny w przyp. jej odstawienia
( schładzacz po stronie zredukowanej)

1

2

3

4

P

g

P

w

P

D

D

k

G

S R S

D

R

D

S

G

Q

C

Q

C S

Q

C T

Q

B

Q

D

N

w

Q

c

Sprawność termodynamiczna
obiegu

D

c

w

td

Q

Q

N











- współczynnik ekwiwalencji energii

cieplnej (0 – 1)



11.13. Zadanie 1

14

Dane:

- sprawność: kotła 

k

=0.87, mechaniczna turb.



m

=0.98,

generatora 

g

=0.98

- wewnętrzna części niskociśnieniowej turbiny


wn

=0.78,

Oblicz:

- zużycie paliwa B [kg/s]
-  sprawność rurociągów zasilających 

r

-  natężenia przepływu w up. bloku D

2

, D

3

, D

5

[kg/s]
-  temperaturę pary zasilającej odgazowywacz
-  szybkość przepływu w. chł. w kanale dopr.
(F=3 m

2

)

B Q w r

1

4

6

3

7

5

8

2

t w

1

1 0

9

1 1

1 3

1 2

1 4

z

1 5

1 3 . 4

5 3 9

4 . 3

3 7 5

0 . 2

0 . 0 8

9 3 , 5

0 . 0 0 6

t w

2

G

w

1 6 . 5

2 4 1

2 . 8

3 2 3

0 . 6

0 . 6

1 5 8 , 8

1 8 . 5

1 6 2

1 7 0 k g / s

Q w r = 8 2 0 0 k J /k g

1 3 . 5

5 4 2

k

1 5 7 , 4 M W

R

1 . 6

8 9

2 . 2

2 1 5

P

g

P

w

P

G

2 0 C e ls .



tk = 4 C e ls .

11.14. Zadanie 2.

15

P N C - 5

P N C - 7

2 4 c m

2 7 c m

2 5 c m

2 5 c m

2 7 c m

2 5 c m

2 8 c m

I I I

I

V

V I

I I

I V

V I I

k

1

2

4

5

6

7

8

9

1 0

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

d l

1 8

1 9

2 0

2 1

2 2

2 3

d o s k r a p la c z a

2 4

2 5

3 0

w tr y s k i p r z e g r z . m . s t.

D

I

D

I I

D

d l

D

I

D

I

+ D

I I

D

p g

D

I I I

- D

p g

D

I I I

- D

p g

D

p

D

p

+ D

w t r

D w t r

D

I I I

D

I V

D

V

z o d g a z o w y w a c z a

D

I I I

- D

p g

+ D

I V

D

I I I

- D

p g

+ D

I V

+ D

V

D

V I

D

I I I

- D

p g

+ D

I V

+ D

V

+ D

V I

D p

D

m

= D

p

- D

I

- D

I I

D

m

+ D

w t r

D

m

+ D

w t r

- D

I I I

- D

I V

- D

V

- D

V I

D

V I I

D

m

+ D

w t r

- D

I I I

- D

I V

- D

V

- D

V I

- D

V I I

D

m

+ D

w t r

- D

I I I

- D

I V

- D

V

- D

V I

P N - 1 0 0

P N C - 6

P N C - 4

D

m

+ D

w t r

- D

p g

P W C - 1

P W C - 2

P W C - 3

Oblicz:
-          Jednostkowe zużycie ciepła przez turbozespół w warunkach pomiaru
-          sprawności części WP i SP.
-          sprawność obiegu

11.15. Elementy obiegów cieplnych

16

sk

2

w

OG

1

od