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 PG i moc cieplną Qu w parze upustowej o ciśnieniu pu przy parametrach dolotowych p0, t0 i ciśnieniu w skraplaczu pk. Sprawności turbozespołu wynoszą: ηiw, ηin, ηem, a względne zuŜycie mocy elektrycznej na potrzeby własne ε. Turbozespół jest zasilany parą świeŜą z kotła parowego o sprawności ηkp przy sprawności rurociągów parowych ηr. Wodny kocioł szczytowy o sprawności ηkw jest połączony szeregowo z wymiennikiem podstawowym o sprawności ηw, zasilanym parą upustową, i oddaje moc cieplną Qkw.

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 P

− ε + Q& η + Q&

EC

(1

G

) u w kw

η =

,

n

Q&

+ Q&

KP

KW

gdzie:

P - moc na zaciskach generatora,

G

ε - względne zuŜycie mocy elektrycznej na potrzeby własne, Q& - moc cieplna oddawana w postaci pary upustowej, u

η - sprawność wymiennika,

w

Q& - moc cieplna oddawana przez kocioł wodny, kw

Q& - moc cieplna dostarczana w paliwie do kotła parowego, KP

Q&

- moc cieplna dostarczana w paliwie do kotła wodnego.

KW

a) moc cieplna dostarczana w paliwie do kotła parowego: Q& T

Q& =η η Q&

→ Q& =

,

T

kp

r

KP

KP

η η

kp

r

gdzie:

Q& - całkowita moc cieplna doprowadzona do turbozespołu, T

η - sprawność kotła parowego,

kp

η - sprawność rurociągów parowych.

r

Q& = D& i − i + D& i − i , T

u ( 1

5 )

k ( 1

4 )

gdzie:

D

& - strumień masy pary upustowej odpowiadający oddawanej mocy cieplnej, u

D

& - strumień masy pary odpowiadający mocy kondensacyjnej na zaciskach generatora, k

i - entalpia pary dolotowej przy p 1

0,

i - entalpia wody (skroplin) przy p 5

u,

i - entalpia wody (skroplin) przy p 4

k.

Strumień masy pary upustowej odpowiadający oddawanej mocy cieplnej:

&

Q& = D& (

Qu

i − i → D& =

,

u

u

2

5 )

u

i − i

2

5

gdzie:

i - entalpia pary upustowej przy p 2

u.

Strumień masy pary odpowiadający mocy kondensacyjnej na zaciskach generatora: P = P + P ,

G

p

k

P = D& i − i η , p

u ( 1

2 )

em

P = D& i − i η , k

k ( 1

3 ) em

gdzie:

Pp – moc przeciwpręŜna (skojarzona) na zaciskach generatora, Pk – moc kondensacyjna (nieskojarzona) na zaciskach generatora, P − D& i − i η

G

u ( 1

2 )

em

D

& =

.

k

( i − i η

1

3 )

em

b) moc cieplna dostarczana w paliwie do kotła wodnego: Q& kw

Q&

= Q& η → Q& =

,

kw

KW

kw

KW

η kw

gdzie:

η - sprawność kotła wodnego.

kw