7. Parno Turbinsko Postrojenje

7/23/2019 7. Parno Turbinsko Postrojenje

http://slidepdf.com/reader/full/7-parno-turbinsko-postrojenje 1/10

1. Što ograničava primjenu Carnotovog ciklusa kao idealnog kod parno-turbinskog

postrojenja.

Unatoč tome što Carnotov ciklus ima najviši termički koeficijent iskoristivosti, njegov omjer rada jenizak.

Posljedice za realizaciju su:

U stanju koje obilježava točka 3 para je vlažna kod tempT2 - teško je zaustaviti proces kondenzacije utočki 3 kao i potom komprimirati da bi postigli stanje 4.

Pumpa koja komprimira čistu vodu ima mnogo manje dimenzije i jednostavnija je nego ona kojakomprimira vlažnu paru, a sam proces pumpanja vode je efikasniji, a komponente postrojenja

jednostavnije. Nedostatak je uklonjen modifikacijom kondenzacije.

2. Skicirajte idealni Rankineov ciklus s vlažnom parom u T-s dijagramu i navedite od kojih se

komponenti sastoji.

3. Skicirajte toplinsku shemu jednostavnog Rankineov ciklusa i navedite od kojih se

komponenti sastoji.

4. Kakovi je s obzirom na iznos rad doveden napojnoj pumpi spram rada koji realizira parnaturbina kod Rankineovog ciklusa

Rad doveden tzv. napojnoj pumpi - on je mala veličina u usporedbi s radom turbine W12 i može sezanemariti.

Iskoristivost Carnotovog ciklusa je max. moguća, ali ciklus ima nizak omjer rada.Iskoristivost,omjer rada i specifična potrošnja pare su kriterij učinkovitosti.

5. Napišite izraz za termodinamičku iskoristivost Rankineovog ciklusa bez zanemarivanja

rada napojne pumpe.

=

Proces 1-2 - ekspanzija pare

Proces 2-3 - hlađenje vlažne pare Proces 3-4 - komprimiranje (voda)

Proces 4-5 - dovođenje topline (p=konst.)(dolazi do

zasićenja H2O)

Korisno dobiven rad

Toplina dovedena u generatoru pare



6. Definirajte specifičnu potrošnju pare kod Rankineovog ciklusa.

Povezuje dobivenu snagu s tokom pare koji je potreban da ju proizvede. Tok pare ukazuje na veličinupostrojenja i njegovih sastavnih komponenti, pa stoga spec.potrošnja pare je vrijednost po kojoj semogu uspoređivati relativna postrojenja različitih veličina. Spec. potrošnja pare je tok pare u kg/h koji jepotreban za proizvodnju 1kW.

W …specifična potrošnja pare =1*3600 kJ/h (W je u kJ/kg)

specifična potrošnja pare s.p.p=3600

kg/kWh

Zanemarujući rad pumpe imamo: W=(h1-h2) s. s.p.p= 3600

ℎ1−ℎ2 kg/kWh

7. Skicirajte idealni Rankineov ciklus s pregrijanom parom u T-s dijagramu i navedite od kojih se

promjena stanja sastoji

8. Skicirajte toplinsku shemu Rankineovog ciklusa s pregrijanom parom i navedite od kojih se

komponenti sastoji.

9. Čime je ograničena temperatura pregrijanja pare kod Rankineovog ciklusa i kako utječe natermodinamičku iskoristivost odnosno specifičnu potrošnju pare. ???

Prosječna temp.kod koje se toplina dovodi u generator pare može biti povišena pregrijanjem pare.Obično se suhozasićena para iz bubnja generatora pare provodi kroz snop cijevi manjeg promjeraunutar generatora pare. Taj snop je smješten tako da je grijan pomoću vrućih plinova iz ložišta pa para

na taj način postiže traženo pregrijanje.Vlažnost na izlazu iz turbine je niža nego kod istog procesa sa suhozasićenom parom. Rezultat jeerozija turbinskih lopatica i smanjenje izentropskog koeficijenta iskoristivosti.

1-2 - izentropska ekspanzija2-3 - izotermna i izobarna promjena3-4 - izentropska kompresija4-5 - izobarna promjena5-6 - izotermna i izobarna promjena



10.Čime je ograničena temperatura kondenzacije pare kod Rankineovog ciklusa i kako utječe

Temperatura kondenzacije pare je vezana je uz kondenzacijski tlak koji je limitiran temperaturom

rashladne vode, ali i zaprljanjem kondenzatora i održavanja niskog tlaka uklanjanjem zraka izkondenzatora

Para strujeći naglo mijenja smjer tako da voda koja ima veću gustoću od pare se odvaja. Količina vode

koja se odvaja u separatoru se mjeri, a para koja preostaje, koja sada ima veći sadržaj pare, prolazikroz prigušeni kalorimetar. Uz upotrebu separirajućeg i prigušenog kalorimetra potrebno je kondenzirati paru poslije prigušivanja te izmjeriti količinu kondenzata.

11.Čemu služi kondenzator kod parno-turbinskih postrojenja.

Funkcija kondenzatora je da skupi ispušnu paru iz turbine ili stroja, kondenzira ju i preda kondenzat donapojne pumpe. U cilju povišenja iskoristivosti termoenergijskog postrojenja potrebno je da razlika

između temperature kod koje se toplina odvodi u kondenzator bude što je moguće viša. Tlak ukondenzatoru mora biti što je moguće niži (limitirana temp. rashladne vode, ali i zaprljanjemkondenzatora i održavanje niskog tlaka uklanjanjem zraka iz kondenzatora)

12.Kakovi tipovi kondenzatora se koriste kod parno-turbinskog postrojenja. Kratko ih opišite

POVRŠINSKI: - rashladna voda struji kroz cijevi kondenzatora, a para se kondenzira na rashladnoj

vanjskoj površini cijevi. Voda može izvoditi 2 prolaza kroz kondenzator (omogućuje kompaktnijukonstrukciju kondenzatora i time imamo manju količinu potrebne rashladne vode, proces izmjene

topline je efikasniji, međutim mora se osigurati dodatna snaga za pumpanje). Kondenzator sadržismjesu vode, pare i zraka i analiza radnih karakteristika se daje na osnovu analize mješavine. Jednaod vrsta je kondenzator s isparavanjem.

KONDENZATOR S MJEŠANJEM: - rashladna voda se miješa s parom (obično se izvodi da 2 strujedolaze u kontakt na vrhu kondenzatora ili da voda ulazi na vrhu, a para ulazi kod dna). Primjenjuje se

veoma rijetko, jer ako rashladna oda nije kemijski pripremljena sav kondenzat se mora baciti i moramo

stalno dovoditi novu rashladnu vodu.

13.Navedite uz objašnjenje kakovi se tipovi kondenzacijskih postrojenja koriste kod parno-

turbinskih postrojenja.

Kondenzacijsko postrojenje može biti izvedeno kao otvoreni ili zatvoreni sistem, te kombinirani.

OTVORENI se sastoji u tome da pumpa za rashladnu vodu zahvaća vodu i pumpa ju kroz cijevikondenzatora. Prije zahvata voda se očisti tek od grubih nečistoća. Prolazeći kroz kondenzator vodase zagrijava pošto se s vanjske strane cijevi vrši proces kondenzacije. Nakon toga se vraća u rijeku ilimore. Koristi se u slučaju ako imamo dovoljno vode.ZATVORENI - kroz kondenzator cirkulira uvijek jedna te ista rashladna voda, kada ona izađe izkondenzatora treba ju hladiti-to se odvija u rashladnom tornju, ohlađene kapljice se skupljaju usabirnom bazenu rashladnog tornja otkuda se prebacuju u zahvatni kanal od kuda pumpa zahvaćarashladnu vodu i pumpa ju u kondenzator.

KOMBINIRANI - može raditi u određenom periodu kao otvoreni, a u drugom kao zatvoreni. To se

izvodi npr. ako rijeka za sušnog perioda nema dovoljno vode pa bi se uzimanjem iz nje potrebnekoličine rashladne vode i vraćanjem nje zagrijane natrag u rijeku, rijeka zagrijala preko dozvoljenevrijednosti.

14.Kakovi tipovi rashladnih tornjeva postoje. Kratko ih opišite VLAŽNI - zagrijana rashladna voda se uvodi pri vrhu rashladnog tornja, raspršuje u sitne kapljicekojima u suprotnom smjeru se upuhuje zrak da bi se hlađenje intenziviralo, kombinira se s praškom.SUHI - zagrijana rashladna voda se propušta kroz cijevi preko kojih nastrujava zrak te se na taj načinrashladna voda hladi, obično se kombinira s kondenzatorom s miješanjem.



15.Navedite tipove ejektora i kratko opišite njihovu ulogu kod kondenzacijskog postrojenja

Tipovi ejektora su: PARNI ili VODENI.

Uloga ejektora je da odstranjuje zrak iz kondenzatora.

Proces ejekcije može se izvoditi u jednom ili više stupnjeva (do 4). Obično se može postići vacuum od oko 0,90 bar s ejektorom s jednim stupnjem i apsolutni t lak od

0,003 bar u kondenzatoru se može postići uz korištenje ejektora s 4 stupnja.

16.Skicirajte idealni Rankineov ciklus s međupregrijanjem u T-s dijagramu i navedite od kojihse promjena stanja sastoji. Koje su dobre strane takvog ciklusa.

17.Skicirajte toplinsku shemu Rankineovog ciklusa s međupregrijanjem i navedite od kojih se

komponenti sastoji

18.Skicirajte idealni Rankineov ciklus s regenerativnim predgrijavanjem napojne vode u T-s

dijagramu. Na čemu se temelji poboljšanje termodinamičke iskor istivosti u usporedbi s

ciklusom bez predgrijavanja.

Omogućuje povećanje srednje temperature pri kojojse dovodi toplina pari te također omogućuje da imamoparu s nižem vlažnošću i u stupnjevima s nižimtlakom.

1-2 - izentropska ekspanzija2-3 - izobarna promjena3-4 - izentropska ekspanzija4-5 - izobarna i izotermna promjena5-6 - izobarna promjena6-7 - izotermna i izobarna promjena

Generator pare

Grijač

Turbina T1

Međupregrijač

Turbina T2

Kondenzator

Pumpa

Poboljšanje se temelji što se napojnoj vodipodigne temperatura do temperature zasićenjaprije nego što ona uđe u generator pare



19.Skicirajte toplinsku shemu Rankineovog ciklusa s regenerativnim predgrijavanjem

napojne vode u slučaju jednog predgrijača. Koja je u tom slučaju vrijednost temperatureoduzete pare

20.Koje su mogućnosti poboljšanja termodinamičke iskoristivosti Rankineovog ciklusa temeljenena toplini ispušnih plinova iz generatora pare.

Ugrađivanje ekonomajzera - sastoje se od snopa tzv. cijevnih zmija koje su smještene u struji dimnihplinova izgaranja na izlazu iz generatora pare.

Pomoću topline dimnih plinova također se može predgrijavati i zrak koji je potreban za izgaranje goriva.Za danu temp. plinova izgaranja, viša početna temperatura zraka nego što je kod atmosferskog stanjabit će unošenje dodatne energije i stoga manja potrošnja goriva.

21.Koji su razlozi naveli na ideju binarnog parnog sustava

Iskoristivost Rankineovog ciklusa raste ako raste i maksimalna temperatura.

Max. temp. je ograničena materijalima od kojih su generatori pare i turbina izgrađeni - oko 600⁰C.

Kritična temp. pare je 374,15⁰C, ali odgovarajući tlak zasićenja je visok, 221,2 bar. Bilo bi najbolje da radni fluid koji ima kritičnu temperaturu oko 600 *C , ima niži tlakisparavanja(zasićenja) živa

22.Skicirajte binarni parni ciklus u T-s dijagramu uz kratki opis

23.Koje su loše strane binarnog parnog ciklusa sa živom

Živa je veoma skupa, teška i otrovna; investicijski troškovi postrojenja veliki; živa u normalnom stanjuslabo vlaži čelik - slabi prijelaz topline na živu može se poboljšavati dodavanjem magnezija i titana živi

24.Po kojim su sve kriterijima moguće podjele generatora pare - učin generatora pare, - temperatura pregrijanja pare,

- prostorni smještajni zahtjevi,- zahtjevi higijensko-tehničkih propisa

- zahtjevi regulacije i automatike generatora pare,

- zahtjevi zaštite okoline

Gornji ciklus je Rankineov ciklus sa živom, a donji Rankineov ciklus za paru.

Spojna veza između njih je da toplina potrebna za

isparavanje pare se dobiva kondenzacijom žive, a

potrebna temp. razlika (T3-T5')=(T2-T6')postoji da bi se

osigurao proces prijelaza topline.

Podjela na tipove provodi se s obzirom na:

-namjenu generatora pare (stabilni i brodski)

-optok i cirkulaciju vode i pare u generatoru pare

-izvedbu ložišta tj način izgaranja goriva



25.Kako se dijele generatori pare s obzirom na optok

- generatore pare s prirodnim optocima ili cirkulacijom vode;

- generatori pare s prisilnim optokom; (La Mont)

- generator pare bez bubnja s prisilnim protjecanjem vode i pare u isparavačkim ogrijevnim površinama

26.Koji su osnovni dijelovi generatora pare- ložišta, dovod goriva i zraka, odvod dimnih plinova,

- tlačni dio generatora pare,- ogrjevne površine isparivača vode,- ogrjevne površine pregrijača pare,- ogrjevne površine zagrijača i predgrijača vode (ekonomajzeri),- ogr jevne površine zagrijača zraka,- armatura generatora pare,

- nosiva čelična konstrukcija generatora pare,

- ozid i izolacija generatora pare

27.Koje se sve ogrjevne površine susreću kod generatora pare- ogrjevne površine isparivača vode,- ogrjevne površine predgrijača pare,- ogrjevne površine zagrijača i predgrijača vode (ekonomajzeri),- ogr jevne površine zagrijača zraka

28.Na koji se način sve može izgarati kruto gorivo kod generatora pare Kruto gorivo se može izgarati u različitim ložištima:- ložišta za izgaranje krutih goriva s raznim vrstama nepomičnih rešetki na mehanički pogon, - ložišta za izgaranje krutih goriva u slučaju s mehaničkom puzajućom rešetkom s raspodjelom zrakaza izgaranje po pojedinim dijelovima rešetke ili stepenastom rešetkom s reguliranim dovodom zraka po

pojedinim redovima rešetke;

- ložišta za izgaranje krutih goriva u prostoru.

29.Koji tipovi rešetki se koriste kod generatora pare

Ravna mehanička, stepenasta, kosa, ravna nepomična, kosa nepomična, pomična (mehanička) -

ravna, stepenasta, koso-stepenasta

30.Opišite ukratko mlinski sustav loženja generatora pare s recirkulacijom plinova izgaranja

31.Skicirajte u T-s dijagramu generator pare s nadkritičnim parametrima

Kod ugljena s malom ogrijevnom vrijednošću provodi se recirkulacija dimnihplinova, tj. Iz ložišta se jedan dio dimnih plinova vraća u mlinove.

Tako se suši ugljeni prah u mlinovima i postiže potrebna temp. miješanja ugljenjog praha, zraka ivodene pare, nastale sušenjem goriva prije dovođenja u ložište. Ugljen se melje u mlinovima. Vrste i izvedbe mlinova ovise o karakteristikama pojedinih vrsta

ugljena. Gorivo se dodaje u ložište pomoću gorionika.



32.Koji su pomoćni uređaji generatora pare - postrojenje za pripremu napojne vode;

- uređaji za napajanje g. pare; - postrojenje za transport i pripremu goriva;

- uređaji za čišćenje dimnih plinova;- uređaji za odvod troske i pepela;

- oprema za instrumentalizaciju, regulaciju i automatiku generatora pare.

33.Kakovi sve filteri za čišćenje dimnih plinova postoje kod generatora pare

- mehanički - suhi filtri (čistaći dimnih plinova);- mehanički vlažni; - elektrosuhi;

- elektrovlažni.

34.Kakovi sve tipovi pregrijana napojne vode postoji

- povr šinski izmjenjivači topline

- izmjenjivači topline miješanjem;- predgrijači niskog (pod tlakom pumpe kondenzatora) i visokog tlaka (smješteni iz napojne pumpe); - -

- površinski predgrijač s naknadnim hladnjakom;- površinski predgrijač s hladnjakom pare za zagrijavanje i naknadnim hladnjakom.

35.Prikažite shematski i u T-s dijagramu predgrijač napojne vode miješnjem.

36.Prikažite shematski i u T-s dijagramu površinski predgrijač napojne vode.



37.Prikažite shematski i u T-s dijagramu površinski predgrijač napojne vode s naknadnimhladnjakom kondenzata.

38.Prikažite shematski i u T-s dijagramu površinski predgrijač napojne vode s hladnjakom pare inaknadnim hladnjakom kondenzata s tzv. negativnom karakteristikom.

39.Navedite tipove zagrijača zraka kod generatora pare

- rekuperativni (ci jevni, pločasti i lijevani),- regenerativni

- zagrijači zraka s posrednim nosiocem topline.

40.Koji su razlozi doveli do praktične primjene spojnih(kogeneracijskih) ciklusa.

Iskoristivost termoenergetskog postrojenja može biti značajno povećana ako para iz dijela postrojenja

koje odgovara nižim temp. koristimo za grijanje ili kao tehnološku paru u procesnoj industriji - tada

iskoristivost doseže 85%. Grijanje pomoću pare je efikasno i jedini gubitci koji se javljaju su zbogradijacije ili propuštanja par e iz sistema

41.Koje mogućnosti stoje na raspolaganju za realizaciju spojnih ciklusa. Skicirajte ih

Protutlačna turbina, turbina s reguliranim oduzimanjem, turbina s mješovitim tlakom, ispušna turbina,vakuum turbina.



42.Koji razlozi su doveli do praktične primjene kombi ciklusa.

Kombi ciklus - kompletno korištenje energije koja je na raspolaganju u sistemu je tzv. pristup totalnog

iskorištenja energije i predstavlja korištenje cjelokupne toplinske energije u energetskom sistemu na

različitim temperaturnim nivoima, na kojim je raspoloživa; za dobivanje rada, pare, zagrijavanje vode ilizraka, što ima za posljedicu odvođenje što manje otpadne topline

Jedna od mogućnosti ostvarivanja takvoga pristupa primjena kombiniranih ciklusa.

43.Skicirajte toplinsku shemu kombi ciklusa sa zatvorenim odnosno otvorenim plinsko-turbinskim

ciklusomZATVORENI

OTVORENI

44.Opišite ciklus nuklearne fisije

Nuklearna reakcija podrazumjeva cijepanje jezgre koje je popraćeno s oslobađanjem velike količine

energije. Ta reakcija cijepanja atoma se zove f isija. Jedina tvar koja postoji u prirodi i koja je podložnafisiji je uran i to izotop uran-235.

45.Skicirajte pojednostavljeni presjek kroz reaktor i kratko navedite ulogu pojedinih dijelova

Reakcijska jezgra se sastoji od moderatora (ugljik), koji usporava

neutrone do brzina koje omogućuju kontroliranu fisiju. Kanali u jezgri nose gorive elemente u prikladnim oblogama.

Funkcija reflektora je da vrate elektrone koji bježe iz jezgre natrag,dok funkcija ekrana je da sprječava emisiju štetnih radioaktivnih

čestica. Čitava reaktorska posuda je oklopljna sa biološkim štitom odarmiranog betona i čelika.

Hladilo može biti zrak, CO2, vodik,helij, voda …



46.Navedite tipove termalnih reaktora

- napredni reaktor hlađen plinom -AGR;

- reaktor koji se hladi s vodom pod tlakom-PWR;

- reaktor hlađeni i moderirani s kipućom vodom - BWR;

- reaktor hlađeni i moderirani s teškom vodom - PHWR.

47.Koja je razlika u djelovanju između termalnih i brzih („oplodnih“) reaktora.

7. Parno Turbinsko Postrojenje

Documents

Transcript of 7. Parno Turbinsko Postrojenje