Parni (Clausius-Rankineov -...
Transcript of Parni (Clausius-Rankineov -...
Parna turbina
Energetska proizvodnja - 5. vaja 6
vstop pare
lopatice
visokotlatčni del
izstop pare
nizkotlatčni del
gred
gred do generatorja
para za nizkotlačni del
Ekspanzija v turbini
turbina
Moč turbine:
54 hhmP pt
Dovedeni toplotni tok:
14 hhmQ pdo
Odvedeni toplotni tok:
65 hhmQ pkond
Energetska proizvodnja - 5. vaja 7
Izstop iz turbine
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
3400
3600
6,5 7,0 7,5 8,0
4
5s
5
5s
5
5s
5
p5A
p5B
p5C
p4
T4
h /
(kJ/k
g)
s / (kJ/kgK)
Idealna (izentropna) ekpanzija:
15151515
154155
hh
ss
sshh s
Točka 5s leži v področju pregrete pare in določimo entalpijo z interpolacijo.
A
Točka 5s leži v področju vlažne pare in najprej določimo suhost pare, nato entalpijo.
B C
55
545
ss
ssx s
55555 hhxhh ss
Energetska proizvodnja - 5. vaja 8
Izstop iz turbine
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
3400
3600
6,5 7,0 7,5 8,0
4
5s
5
5s
5
5s
5
p5A
p5B
p5C
p4
T4
h /
(kJ/k
g)
s / (kJ/kgK)
Dejanska ekpanzija:
Točka 5 leži v področju pregrete pare in določimo njeno temperaturo z interpolacijo.
A B
Točka 5 leži v področju vlažne pare in je njena temperatura enaka temperaturi nasičenja pri tlaku v točki 5. Določimo še suhost pare.
C
Entalpija po dejanski ekspanziji
st hhηhh 5445
15151515
155155
TT
hh
hhTT
55
555
hh
hhx
55 pTT s
Energetska proizvodnja - 5. vaja 9
Moč in izkoristek turbine
N
i
iiit hhmP1
1Notranja moč turbine
1
2 3
4
m1 m2 m3. . .
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
3400
3600
6,5 7,0 7,5 8,0
1
2s
2
3s3
4ss
4
p2
p3
p4
p1
T1
h /
(kJ/k
g)
s / (kJ/kgK)
4s
3ssIzkoristek turbine
teor
dejt
P
Pη
ssssssss
thhmhhmhhm
hhmhhmhhmη
433322211
433322211
sVT
hh
hhη
21
21
sST
hh
hhη
32
32
sNT
hh
hhη
43
43
Tridelna turbina
Energetska proizvodnja - 5. vaja 10
Naloga
Energetska proizvodnja - 5. vaja 11
Energetska proizvodnja
vaje, topli del
Kotel proizvaja 20 kg/s pregrete pare s parametri 500 °C in 60 bar. Paro vodimo v
protitlačno turbino z notranjim izkoristkom 81,5 %, kjer
ekspandira do tlaka 4 bar. Nato gre para v porabnik
toplote, kjer kondenzira in se ohladi do temperature 70 °C,
tlak pa pade na 3 bar. V prenosniku toploto prenesemo na
vodo, ki ima tlak 2 bar, vstopno temperaturo 25 °C in
masni tok 223 kg/s. Določi:
a) stanje pare na izstopu iz turbine (p2, T2) in pregretost
pare,
b) moč turbine,
c) toplotni tok, ki ga v porabniku toplote koristno
uporabimo,
d) izstopno temperaturo ogrevane vode.
V odjemno-kondenzacijsko turbino vodimo
50 kg/s pregrete pare s parametri 500 °C in
60 bar. Odjem 20 kg/s je pri tlaku 4 bar in
temperaturi 200 °C. Odjemno paro vodimo v
porabnik toplote, kjer kondenzira in se ohladi do
temperature 70 °C, tlak pa pade na 3 bar.
Preostala para ekspandira do tlaka 0,05 bar, ki
vlada v kondenzatorju. Notranji izkoristek
nizkotlačnega dela turbine je 77 %. Hladilna voda
vstopa v kondenzator s temperaturo 20 °C in
tlakom 2 bar. Temperatura se ji nato poveča za 10 K, tlak pa se ne spremeni. Določi:
a) stanje pare na izstopu iz turbine (h4, T4, x4),
b) notranji izkoristek visokotlačnega dela turbine,
c) notranjo moč turbine,
d) notranji izkoristek turbine,
e) toplotni tok, ki ga v porabniku toplote koristno uporabimo in
f) toplotni tok, ki v kondenzatorju prehaja v okolico.
g) masni tok hladilne vode.
Naloga
Energetska proizvodnja - 5. vaja 12
Energetska proizvodnja
vaje, topli del
Kotel proizvaja 20 kg/s pregrete pare s parametri 500 °C in 60 bar. Paro vodimo v
protitlačno turbino z notranjim izkoristkom 81,5 %, kjer
ekspandira do tlaka 4 bar. Nato gre para v porabnik
toplote, kjer kondenzira in se ohladi do temperature 70 °C,
tlak pa pade na 3 bar. V prenosniku toploto prenesemo na
vodo, ki ima tlak 2 bar, vstopno temperaturo 25 °C in
masni tok 223 kg/s. Določi:
a) stanje pare na izstopu iz turbine (p2, T2) in pregretost
pare,
b) moč turbine,
c) toplotni tok, ki ga v porabniku toplote koristno
uporabimo,
d) izstopno temperaturo ogrevane vode.
V odjemno-kondenzacijsko turbino vodimo
50 kg/s pregrete pare s parametri 500 °C in
60 bar. Odjem 20 kg/s je pri tlaku 4 bar in
temperaturi 200 °C. Odjemno paro vodimo v
porabnik toplote, kjer kondenzira in se ohladi do
temperature 70 °C, tlak pa pade na 3 bar.
Preostala para ekspandira do tlaka 0,05 bar, ki
vlada v kondenzatorju. Notranji izkoristek
nizkotlačnega dela turbine je 77 %. Hladilna voda
vstopa v kondenzator s temperaturo 20 °C in
tlakom 2 bar. Temperatura se ji nato poveča za 10 K, tlak pa se ne spremeni. Določi:
a) stanje pare na izstopu iz turbine (h4, T4, x4),
b) notranji izkoristek visokotlačnega dela turbine,
c) notranjo moč turbine,
d) notranji izkoristek turbine,
e) toplotni tok, ki ga v porabniku toplote koristno uporabimo in
f) toplotni tok, ki v kondenzatorju prehaja v okolico.
g) masni tok hladilne vode.
Diagram h-s
5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3200
3400
3600
3800
4000
entropija , kJ/kgKs
enta
lpija
, k
J/kg
h
0,70 0,75
0,80
0,85
0,90
0,95
0 °C, 0
,006108 bar
x = 1
0,010,020,030,040,050,1
0,20,30,40,51,0
2,0
2,0
2,2
2,2
2,6
2,6
3,0
3,0
4
4
5
5
10
10
20
20
22
22
26
26
3040
40
50
50
100
100
100
200
200
300
300
400
400
500
500
600
600
700 °C
700 °C
200
220
26030
0
400
500
1000
bar
30
h - s diagramza vodno paro
1 mm ~ 8 kJ/kg1 mm ~ 0,02 kJ/kgK
Energetska proizvodnja - 5. vaja 13