Politechnika Śląska Wydział Inżynierii Środowiska i Energetyki
Projekt Czyste Technologie Energetycznego
Marcin Mazur

1. Temat projektu

Przeprowadzić analizę termodynamiczną układu jak na rysunku. Parametry układu, które nie figurują w wykazie założeń przyjąć zgodnie z obowiązującymi standardami. Zaprojektować oraz dobrać poszczególne maszyny i urządzenia. Oszacować koszty związane z ich zakupem. Przeprowadzić analizę uciepłownienia bloku kierując się możliwie największą do uzyskania mocą cieplną.

2. Założenia

Projektowe parametry otoczenia - wg ISO

N_el = 250 MW

P­_3s(h) = 6 MPa

P_3s(l) = 0,3 MPa

P_4s = 0,004 MPa

P_3.1s = 0,180 MPa

Δt_he(h) = 31 °C

Δt_he(l) = 19,5 °C

Δt_pp(h) = Δt_pp(l) = 5 °C

Δt_es(h) = 4,5 °C

Δt_es(l) = 3 °C

Δt_wCND= 10 °C

Pozostałe dane wykorzystane do obliczenia zadania:

m_4a­ = 1 kg/s

t_4a = 600 °C

η_t(h) = 0,9

η_t(l) = 0,86

(CO₂) = 0,04

(N₂) = 0,72

(O₂) = 0,15

(H₂O) = 0,093. Obliczenie parametrów obiegu parowego

3.1 Obliczenie entalpii spalin w punkcie 4a.

Dla temperatury t₄ = 600°C (873 K) odczytujemy wartości entalpii gazów półdoskonałych dla składników spalin

	Entalpie gazów półdoskonałych [kJ/kmol]
Temperatura [K]	CO2	N2	O2	H2O
800	23657	15775	16571	18850
900	28867	18950	19978	22788

Po interpolacji wartości do wymaganej temperatury 873 K i wymnożeniu poszczególnych składników przez ich udziały w spalinach otrzymujemy entalpie spalin równą 18939,1 kJ/kmol. Dzieląc ten wynik przez zastępcza masę atomową spalin ( M_zastepcze = 28,34 kg/kmol) otrzymujemy:

3.2 Obliczenie entalpii spalin w punkcie II.

Postępując podobnie jak w kroku 3.1 otrzymujemy entalpie w punkcie h_II

3.3 Obliczenie entalpii spalin w punkcie V.

Postępując podobnie jak w kroku 3.1 otrzymujemy entalpie w punkcie h_V

3.4 Bilans energetyczny parowacza_(h) i przegrzewacza pary_(h).

3.4.1 Obliczenie entalpia w punkcie h_2.1s(h)

3.4.2 Obliczenie entalpia w punkcie h_2.2s(h)

3.4.3 Obliczenie entalpia w punkcie h_3s(h)

Korzystając z wykresu h-s odczytujemy wartość entalpii w punkcie h_3s(h).

3.4.4 Obliczenie entalpii spalin w h_I

3.4.5 Obliczenie strumienia masowego pary świeżej_(h) m_3s(h)

3.5 Bilans energetyczny parowacza_(l), przegrzewacza pary_(l) i podgrzewacza wody_(h)

3.5.1 Obliczenie entalpia w punkcie h_2.1s(l)

3.5.2 Obliczenie entalpia w punkcie h_2.2s(l)

3.5.3 Obliczenie entalpia w punkcie h_3s(l)

Korzystając z wykresu h-s odczytujemy wartość entalpii w punkcie h_3s(l).

3.5.4 Obliczenie entalpia w punkcie h_2s(h) i h_2s(l)

3.5.5 Obliczenie strumienia masowego pary świeżej_(l) m_3s(l)

3.6 Bilans energetyczny węzła

3.6.1 Obliczenie entalpii w punkcie h_3s (wylot pary z turbiny_(h))

Korzystając z wykresu h-s odczytujemy wartość entalpii w punkcie h_3s(h)ss.

3.6.2 Obliczenie entalpii w punkcie h_4s (wylot pary z turbiny_(l))

3.6.3 Obliczenie entalpii w punkcie h_3.1s (upust pary z turbiny_(l))

Korzystając z wykresu h-s odczytujemy wartość entalpii w punkcie h_3.1ss.

3.7 Bilans energetyczny odgazowywacza

3.7.1 Obliczenie entalpii w punkcie h_6s

3.7.2 Obliczenie entalpii w punkcie h_1s

3.7.3 Obliczenie strumienia masowego upustu pary m_3.1s

3.8 Obliczenie entalpii spalin w punkcie IV

3.9 Obliczenie entalpii spalin w punkcie III

3.10 Obliczenie mocy elektrycznej turbiny parowej

3.11 Obliczenie sprawności obiegu turbiny parowej i kotła odzyskowego

Tabela 4.1

Parametry turbin gazowych

Turbiny
	TG1	TG2	TG3
	Simens V84.3A	Westing House 501-F-98GTW	WestingHouse 501F(gross-95GTW)
Nel	158,99	172,77	162,44	[MW]
η	37,16	36,18	35,24	[-]
m4a	435,97	444,69	447,14	kg/s
t4a	573,75	607,11	603,3	[°C]
CO2	0,0351	0,0383	0,0368	[-]
O2	0,1303	0,1232	0,7452	[-]
N2	0,7465	0,7441	0,1265	[-]
H2O	0,0881	0,0944	0,0915	[-]

Tabela 4.2

Wartości charakterystycznych parametrów kotła odzyskowego

Kocioł odzyskowy
	TG1	TG2	TG3
Moc TP	79,329	90,113	85,963	[MW]
Nel układu GP	238,319	262,883	248,403	[MW]
m3s(h)	62,836	69,806	66,923
m3s(l)	11,867	10,757	10,180
m3.1s	10,482	11,177	10,713
m	74,704	80,563	77,103
h4a	628,436	672,973	637,319
hI	521,845	544,559	516,223
hII	283,915	285,423	269,150
hIII	276,686	278,999	263,104
hIV	183,882	177,923	166,734
hV	124,595	125,237	117,148
h1s	490,668	490,668	490,668
h2s	489,863	489,863	489,863
h2.1s(l)	546,901	546,901	546,901
h2.2s(l)	2724,892	2724,892	2724,892
h3s(l)	2990,456	2990,456	2990,456
h2.1s(h)	1133,757	1133,757	1133,757
h2.2s(h)	2784,562	2784,562	2784,562
h3s(h)	3524,110	3602,614	3593,657
h3s węzła	2839,921	2872,978	2868,472
h3.1s	2753,524	2783,347	2779,282
h4s	2277,828	2300,789	2297,696
h6s	121,349	121,349	121,349

Tabela 4.3

Szacowane koszta inwestycji

---