393270ac2a182ecc

Zadanie 1.

W elektrociepłowni przemysłowej kocioł parowy opalany miałem węgla kamiennego wytwarza 36 t/h pary (1) o cenieniu 90 bar i temperaturze 510°C. Para ta zasila dwupustową, przcciwprężną turbinę parową, zwaną dalej turbiną główną Para (2) odbierana z pierwszego upustu ma ciśnienie 20 bar i temperaturę 325°C. Para ta w części (I I) zasila wymiennik regeneracji wysokoprężnej oraz w części (9) turbinę pomocniczą napędzającą sprężarkę gazu procesowego. Para (3) odbierana z drugiego upustu ma ciśnienie 0,8 MPa. Sprawność wewnętrzna rozprężania pary w turbinie pomiędzy jej wlotem, a drugim upustem wynosi 85%. Para (3) z drugiego upustu zasila odgazowywacz. Para (4) za turbiną ma nadciśnienie 0,53 bar. Sprawność wewnętrzna rozprężania pary w grupie stopni pomiędzy drugim upustem, a wylotem wynosi 82%. Para wylotowa (4) kierowana jest do wymienników ciepłowniczych, w których skrapla się izobarycznie. Skroplmy (5) są przechładzane o 10°C i przepompowywane do odgazowywacza. Temperatura wody (6) odbieranej ze zbiornika zasilającego spod odgazowywacza jest o 1°C niższa od temperatury nasycenia przy ciśnieniu 7 bar panującym w kolumnie odgazowywacza. Woda odgazowana jest przepompowywana i podgrzewana do 190°C w wymienniku regeneracji wysokoprężnej. Z tymi parametrami woda (7) zasila kocioł. Turbina główna napędza generator elektryczny o sprawności 97,8%. Straty mechaniczne turbiny głównej są szacowane na 50 kW. Skroplmy (8) z wymiennika regeneracji wysokoprężnej maj ą temperaturę 170 °C i są podawane do kohanny odgazowywacza.

Część (9) strumienia pary (2) odbieranej z pierwszego upustu turbiny głównej zasila turbinę pomocniczą w której rozpręża się ze sprawnością wewnętrzną 84% do ciśnienia panującego w wymiennikach ciepłowniczych. Para wylotowa (10) z turbiny pomocniczej jest kierowana do tych samych wymienników ciepłowniczych, co para z turbiny głównej.

Turbina pomocnicza napędza sprężarkę wirową gazu procesowego. Gaz ten jest mieszaniną wodoru (ite” 66,7%) i tlenku węgla (r<xT 33,3%). Jest sprężany z jednokrotnym, izobarycznym chłodzeniem międzystopniowym od ciśnienia 2 bar do 28 bar. Ciśnienie między sekcjami wynosi 7 bar. Temperatura gazu (12) przed sprężarkąjest równa 32°C, (13) przed chłodnicą 190°C, (14) za chłodnicą 27°C i (15) za sprężarką 200°C. Strumień masowy gazu syntezowego wynosi 4 kg/s. Sprężarka ma sprawność mechaniczną 0,992, a straty mechaniczne turbiny pomocniczej są szacowane na 21 kW.

W miale węglowym spalanym w kotle zawarte jest 0,5% siarki, po 3% azotu i tlenu, 2% wodoru, 10% wilgoci i 17% części niepalnych. W żużlu i popiele odprowadzanym z kotła 4% stanowi pierwiastek węgiel. Udział objętościowy dwutlenku węgla w spalinach suchych wynosi 12^%, a tlenku węgla 0. Temperatura spalin wylotowych wynosi 170°C, a średnie ciepło właściwe spalin 1,04 kJ/kgK. Reszta strat cieplnych z koda szacowana jest na 4%. Warunki otoczenia - ciśnienie 970 hPa, temperatura 5°C. Wyznaczyć:

1.    sprawność wewnętrznąpierwszej grupy stopni turbiny głównej wraz z układem regulacji -od wlotu do pierwszego upustu,

2.    stopień suchości pary wylotowej z turbiny Równej,

3.    sprawność wewnętrzna politropową pierwszej sekcji sprężarki i sprawność wewnętrzną adiabatyczną drugiej części sprężarki,

4.    sprawność mechaniczną turbiny pomocniczej,

5.    stopień regeneracji w układzie parowym turbiny głównej,

6.    moc elektryczną na zaciskach generatora oraz moc cieplną odbieraną z wymienników

ciepłowniczych,

7.    współczynnik nadmiaru powietrza w kotle,

8.    straty cieplne i sprawność kotła

Temat teoretyczny.

Obieg Braytona-Joule’a - ilustracje na wykresach, sprawność, realizacja techniczna