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:
P0=10 MPa=100 bar Ppp=0,3 MPa = 3 bar
T0=400oC
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 z
ródłowego 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;