Prez 8 Stepeni Iskorištenja
-
Upload
nejra-dedajic -
Category
Documents
-
view
219 -
download
0
Transcript of Prez 8 Stepeni Iskorištenja
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
1/39
Potrošnja goriva i stepeni
iskorištenja utermoelektranama
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
2/39
Vrste i osnovnekarakteristike elektrana
• Tehnološki proces transformacijetoplotne energije sadržane u gorivu uelektričnu (i toplinsku) energijuostvaruje se u termoelektranamaposredstvom odgovarajućetermoenergetske opreme, povezane
meu so!om u saglasnosti satoplotnom šemom"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
3/39
• Tip i vrstu termoelektrane na fosilno gorivoodreuju sljedeći faktori#
• Vrsta proizvodnje energije# $azlikuju setermoelektrane koje odaju samo električnu
energiju i termoelektrane%toplane, koje poredelektrične odaju i toplotnu energiju putemnosilaca toplote (pare ili vrele vode)"
• Vrsta korištenog goriva# $azlikuju setermoelektrane na čvrsto, tečno i plinovito gorivo
i na kom!inaciju dva ili tri goriva"• Tip osnovne turbine# $azlikuju se termoelektranesa parnim ili plinskim tur!inama, odnosnokom!inovani proces kada su primenjene i parna iplinska tur!ina"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
4/39
• Nivo parametara pare# & zavisnosti od nivoapočetnog pritiska svježe pare razlikuju se
termoelektrane sa dokritičnim (o!ično niže od ' *'+ !ar) i natkritičnim pritiskom (više od !ar)"• Instalisana snaga# &slovno se termoelektrane dijele
na termoelektrane velike snage (preko ' -.),srednje (' do ' -.) i male (manje od ' -.)snage"
• Šema veza termičkog dijela elektrane# Po tipuprimijenjene osnovne tehnološke šemetermoelektrane se dele na !lok i ne!lok šemu (šemasa sa!irnicama pare)"
• Stepen opterećenja i korištenja snage# & zavisnosti
od vremena rada termoelektrane se dijele na !azne(više od sati rada godišnje uelektroenergetskom sistemu), polu!azične (od /do sati rada), poluvršne ( do / satirada) i vršne (manje od sati rada)"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
5/39
• Vrsta hlađenja# Protočno i povratnohlaenje" 0od protočnog hlaenja voda zahlaenje kondenzatora uzima se izprirodnog izvora (rijeke, jezera) propušta
kroz kondenzator i vraća natrag" 0ad nepostoji prirodni izvor vode za hlaenje istavoda se stalno propušta kroz kondenzator istalno se hladi u pose!nim hladnjacima štopredstavlja povratno ili vještačko hlaenje"1z!or sistema hlaenja vezan je za osnovnudilemu oko iz!ora lokacije termoelektrane %!lizu rijeke ili !lizu rudnika uglja"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
6/39
• 2snovna karakteristika svakeelektrane je instalisana snaga i onase de3niše kao aritmetički z!irnominalnih snaga generatora (-45),odnosno kao aritmetički z!ir snagatur!ina mjerenih na priključcima
generatora (-.)" 1nstalisana snaga je istovremeno i nominalna snagaelektrane"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
7/39
• aksimalna snaga je najveća snaga kojuelektrana kao cjelina može proizvesti, uzpretpostavku da su svi dijelovi elektranesposo!ni za pogon" 6a temoelektranu se pri
tome pretpostavlja da na raspolaganju stojidovoljna količina goriva zadovoljavajućegkvaliteta i dovoljna količina vodezadovoljavajuće temperature i čistoće zahla7enje kondenzatora" $azlikuje sa
maksimalna snaga na priključcimageneratora i maksimalna snaga na praguelektrane (izlazu iz elektrane premaelektroenergetskom sistemu)"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
8/39
• !aspolo"iva snaga elektrane je najvećasnaga koju elektrana može da proizvedeu nekom trenutku, uvažavajući stvarno
stanje u elektrani (kvarovi, remonti i sl") iuz pretpostavku da nema ograničenjaz!og proizvodnje reaktivne energije" Priodreivanju raspoložive snage kodtermoelektrana tre!a uzeti u o!zirkvalitet goriva, količinu i temperaturuvode"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
9/39
Osnovna oprematermoelektrane
• To su glavni pogonski strojevi zaproizvodnju električne energije, a,prije svega, tu su# parne turbine,
plinske turbine i parni kotlovi" &manjim elektranama ponegdje seprimjenjuju motori 8&8 (dizel),
naročito kao lokalni rezervni agregatikoji se stavljaju automatski u pogonkod nestašice struje u javnoj mreži"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
10/39
• 9anas u javnim termoelektranamakao pogonski agregat dominiraisključivo parna turbina" :jene suprednosti# velika jedinična snaga, uzvisoke parametre svježe pare ('+!ar i ;;
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
11/39
• 4eliki !roj o!rtaja tur!ine omogućava njendirektan spoj sa električnim generatoromodgovarajuće snage, a čitav agregat radisa visokom ravnomjernošću hoda, čime se
osigurava !esprekoran paralelni pogonovog tur!oagregata sa drugim sličnimagregatima na zajedničku mrežu dotičnogenergetskog područja" 6a pogontermoelektrane sa parnim tur!inama moguse koristiti čvrsta goriva i nižih toplotnihmoći, ili koje drugo raspoloživo energetskogorivo za sagorijevanje u parnim kotlovima"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
12/39
• & nedostatke termoelektrane sa parnomtur!inom spada relativno dugo trajanjestavljanja tur!ine u pogon (nakon stajanjaz!og remonta ili sl"), te velike količine vode
potre!ne za hlaenje kondenzatora"8avremene termoelektrane sa visokimparametrima svježe pare zahtijevaju!esprijekornu vodu za napajanje kotlova,tako da pro!lem pripreme vode, naročito u
toplanama sa znatnim gu!itkom kondenzatapredatog industrijskim potrošačima, zahtijevanaročitu pažnju, jer od toga ovisi sigurnostpogona dotične elektrane, odnosno toplane"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
13/39
• & termoelektranama se kao pogonskistroj susreće i plinska turbina" Takve sunaročito pogodne za pogon vršnih i
rezervnih elektrana, jer mogu !itistavljene u pogon za '; * min"-aksimalna jedinična snaga >T kodulazne temperature gasova od ;
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
14/39
• & prvom slučaju iskorištenje otpadne toplotegasnih tur!ina vrši se odvodom izlaznihvrelih gasova plinske tur!ine u kotao
utilizator" Para proizvedena u ovom kotlu,eventualno uz njeno dopunsko pregrijavanje,može služiti za pogon parne tur!ine, koja seu tom slučaju postavlja uz plinsku tur!inu"
• &z parnu tur!inu važnu ulogu igra parnikotao koji sa tur!inom predstavlja jedanzajednički !lok"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
15/39
• & zavisnosti od vrste goriva, njegovekoličine i načina dopreme, odreuju se ielementi opreme, te graevinski o!jekti
potre!ni za njegov istovar, uskladištenje,pripremu i transport u !unkerekotlovnice" :a osnovu podataka oinstalisanoj snazi elektrane i njenoj
godišnjoj proizvodnji, odreuju se satne,dnevne i godišnje količine potre!noggoriva"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
16/39
• 8atna potrošnja goriva u kondenzacionojelektrani je#
gdje su#
• Ng ?k.@ % instalisana snaga elektrane,• #t ?kABk.h@ % speci3čna potrošnja topline,• $d ?kABkg@ % donja toplinska moć goriva"
d
t g
gor H
q N
m k
⋅
=
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
17/39
• Potre!na satna količina goriva u jednoj toplaniodreuje se kao#
• gdje su#• ?kgBh@ % instalisani učinak svih kotlova
(ukupna potrošnja pare),• il ?kABkg@ % srednja entalpija svježe pare svih
kotlova,• i/ ?kABkg @ % srednja entalpija napojne vode
svih kotlova,• hh i h% % stepeni iskorištenja kotla icjevovoda,
• $d ?kABkg@ % donja toplinska moć goriva"
d ck
puk
gor H
iimm
T ⋅η⋅η
−⋅=
)( 41
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
18/39
• 2dgovarajuća dnevna potrošnjagoriva u kondenzacionojtermoelektrani, odnosno toplani,
!iće#
• maksimalno#
• normalno#
( )( )
T T
k k
gor gor
gor gor
mm
mm
⋅=
⋅=
24
24
max
max
( )( )
T T
k k
gor gor
gor gor
mm
mm
⋅=
⋅=
24
24
max
max
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
19/39
• >odišnja potrošnja goriva kondenzacioneelektrane se odreuje na osnovu planiranog
!roja sati godišnjeg iskorištenja instalisanesnage, a koji iznosi#
• kod temeljnih elektrana nisk C oko ?hBgod@,
• kod dopunskih elektrana nisk C D * ?hBgod@,• kod vršnih elektrana nisk C ' *
?hBgod@,
( )k k gor isk god gor
mnm ⋅=
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
20/39
Uticaj osnovnih termičkihfaktora na ekonomičnost
rada termoenergetskihpostrojenja• Ekonomičnost rada jednog termoenergetskog
postrojenja ovisi uglavnom od sljedećih faktora#
• pritiska i temperature svježe pare na ulazu utur!inu,
• toplinskog radnog ciklusa sa pregrijanom parom,• meupregrijavanja pare izmeu visokotlačnog i
niskotlačnog dijela tur!ine,• visine vakuuma na izlazu pare iz tur!ine i• regenerativnog zagrijavanja napojne vode parom
oduzetom tur!ini"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
21/39
aspekta tretmana stepena
iskorištenja
• & odnosu na konzum termoelektrana,postoje dva osnovna tipatermoelektrana#
• kondenzacione termoelektrane (zaproizvodnju samo električne energije) i
• termoelektrane % toplane (za
proizvodnju električne i toplotneenergije)"
Kondenzacione
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
22/39
Kondenzacionetermoelektrane
• Postavljaju se pretežno na izvorima toplotneenergije, ali je pose!an uslov pri oda!irulokacije termoelektrane !lizina znatnihkoličina protočne vode, potre!ne za hlaenjekondenzatora tur!ina" Prednost ovakvihtermoelektrana sastoji se u mogućnostikoncentracije proizvodnje velikih količinaelektrične energije na izvorima fosilnih
goriva, uz jednoznačan tehnološki ciklus i uzveliku snagu pojedinih pogonskih jedinica,koje dostižu , pa i F ?-.@ i više"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
23/39
• :edostatak kondenzacionih elektrana je relativno nizak stepen iskorištenjatoplote (oko /'G)" :aime, oko /G
toplote predate tur!ini gu!i se o!ičnou kondenzatoru, a sve to utiče natermički stepen iskorištenja ciklusa
termoelektrane 6a njegov tretmanposlužiće šematski i dijagramskiprikazi, dati na slikama &'( i &')"
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
24/39
Slika 4.5 Radna šema jednostavne kondezacione elektrane
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
25/39
Slika 4.6 Radni ciklus parne kondenzacione
turbine u i-s dijagramu
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
26/39
• Termički stepen iskorištenja ovogidealnog ciklusa predstavlja odnosizmedu teoretske korisne
proizvedene energije i energije koja je predata pari još u parnom kotlu#
• Takoe je#
41
320
41
203
41
203410 11)(
ii
ii
ii
ii
ii
iiii
q
qq
q
l k t
−
−−=
−
−−=
−
−−−=
−==η
q
ii
ii
iiii npoit
−
=
−
−−−
=
41
34201 )()(η
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
27/39
• -eutim, u stvarnosti dolazi u toku ekspanzijeu tur!ini do gu!itaka z!og prigušivanja pare naulaznim i regulacionim djelovima tur!ine, zatimusljed trenja, sudara čestica, skretanja i
vrtloženja u meulopatičnim prostorima,prostrujavanja pare kroz raspore meustepenima, te usljed trenja rotora i odvijanjaventilacije" 6!og toga se gu!i dio raspoloživogtoplotnog pada, pa je u stvarnom ciklusuaktuelan adija!atski stvarni proces (' * )"&pravo odnos iskorištenog stvarnog toplotnogpada i raspoloživog ioi nazivamo unutarnji iliindicirani stepen iskorištenja parneturbine#
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
28/39
• &nutrašnji stepen iskorištenja savremenih parnihtur!ina većih snaga pri nominalnom opterećenjuiznosi H; * FG i zavisi od parametara pare,konstruktive izved!e i stanja površina pojedinihelemenata tur!ine" Pri djelimičnom opterećenjutur!ine, kao i pri preopterećenju, hi se smanjuje,
jer se gu!ici povećavaju" 8ve dimenzije tur!ina injenih organa (dužine mlaznica, dužine i uglovilopatica) proračunavaju se za nominalnoopterećenje"
201
21
0
00
ii
ii
i
i
N
N
ii
i−
−===η
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
29/39
• Apsolutni unutarnji stepen iskorištenja turbinskog ciklusa je#
• 2sim unutrašnjih gu!itaka tur!ine, koji nastajupri prostrujavanju pare kroz tur!inu, postoje ivanjski gu!ici u koje uključujemo mehaničkegu!itke usljed trenja u ležajevima i utroškaenergije za pogon regulacionih ureaja iureaja za podmazivanje" Te gu!itke o!uhvatamehanički stepen iskorištenja turbine, aon predstavlja odnos efektivne snage naspojnici (Ne) i unutrašnje snage tur!ine (N)#
q
i
i
i
q
i
i
i
it i
0
0
00
0 =⋅=⋅= η η η
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
30/39
• Pri nominalnom opterećenju iznosi F+* FFG (za snage ' * ' -.),odnosno FFG (iznad ' -.)"
• 2dnos efektivne snage tur!ine iteoretske snage predstavlja efektivnistepen iskorištenja turbine#
0 N
N em =η
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
31/39
• Apsolutni efektivni stepeniskorištenja toplotnog ciklusa iznosi (uz zanemarenje energijeutrošene za pogon pumpi i ostalihpomoćnih ureaja)#
mi
i
e
e N
N η⋅η==η
et mit mie
eq
N η η η η η η η η ⋅=⋅⋅=⋅== 0'
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
32/39
• Električni i mehanički gu!ici električnoggeneratora izraženi su stepenom iskorištenja generatora#
• gdje je#
• Ng % snaga izmjerena na stezaljkama generatora"• 8tepen iskorištenja savremenih generatora, pri
jediničnoj snazi ; * '; ?-.@ je#• pri hlaenju generatora vazduhom F * FHG,• pri hlaenju generatora vodikom FH * FFG"
e
g
g N
N =η
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
33/39
• Električni stepen iskorištenjaturboagregata (komplet tur!ina igenerator) predstavlja odnos električne
snage na stezaljkama generatora iteoretske snage#
• 2vaj izraz se koristi i pri odreivanju
potrošnje pare tur!oagregata" Apsolutnielektrični stepen iskorštenja ciklusaturboagregata je#
g mi g e
i
eel
N
N η η η η η η ⋅⋅=⋅==
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
34/39
• Tako do!ijena vrijednost je osnovnienergetski pokazatelj tur!oagregata, akoji daje uvid u korisnost njegovog rada
u realnim uslovima pogona elektrane"• 2dnos dovedene topline pari u kotlu i
raspoložive topline goriva predstavljastepen iskorištenja kotla#
el t g mit g mi g i
g
el q
N η⋅η=η⋅η⋅η⋅η=η⋅η⋅η=η⋅η==η 000
d gor
p p
gor
p
k H m
im
Q
Q
⋅
∆⋅==η
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
35/39
• stepen iskorištenja cjevovoda
• stepen iskorištenja pomonepotrošnje električne energije
• 2!uhvatajući tako i ostale gu!itke uciklusu, nastale kroz pretvaranjeenergije, može se uvesti stepeniskorištenja transformacije !pretvaranja" energije#
k k
t t
k
t c
iiii
ii
201
201
0
0
−−==η
pk
pt pp
g
u pe
m
m
N N
=η=η ;
pe pp g mick pr η⋅η⋅η⋅η⋅η⋅η⋅η=η
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
36/39
• može se de3nisati ukupni stepen
iskorištenja termoelektrane (nazivan još apsolutni električnistepen iskorištenja termoelektrane)#
41
2010
ii
ii
q
i
k
k k k t
−
−==η
pe pp g mick t pr t u η⋅η⋅η⋅η⋅η⋅η⋅η⋅η=η⋅η=η
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
37/39
• & zavisnosti od karakteristika goriva iraspoložive snage Nu na pragutermoelektrane može se takoe napisati
• tj" on predstavlja odnos korisno
proizvedene električne energije na pragutermoelektrane (izražen u toplotnim jedinicama) i toplotne energije dovedenegorivom"
d gor
uu
H m N ⋅
=η
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
38/39
• #peci$čna potrošnja pare (svedenana jediničnu električnu energiju) seodreuje (po konačnom izrazu % !ez
izvoenja) kao#
• a speci$čna potrošnja toplineturboagregata za proizvedeni k.helektrične energije iznosi#
g m
spii
mη⋅η⋅−
=)(
1
21
)( 31 iim N
Qq p
g
t t −⋅==
-
8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja
39/39
• ukupna speci$čna potrošnjatoplote termoelektrane#
• ukupnu potrošnju goriva#
pe ppk c
t
u
g
u
q
N
Q
q η⋅η⋅η⋅η==
d ck
pt
d ck
t
d k
k
d
gor gor
H iim
H Q
H Q
H Qm
⋅η⋅η
−⋅=⋅η⋅η
=⋅η
== )( 31