13.06.2014 Views

1. Parne elektrane

1. Parne elektrane

1. Parne elektrane

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 1<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

PARNE ELEKTRANE<br />

<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong> su termoenergetska postrojenja za proizvodnju<br />

električne energije, u čijim se kružnim procesima, kao radni fluid, koristi<br />

para s određenim pogonskim parametrima (tlak, temperatura).<br />

Shema pretvorbe energije u parnim elektranama<br />

GENERATOR PARE<br />

TURBINA<br />

GENERATOR<br />

Gorivo<br />

Kem.<br />

energija<br />

Ložište<br />

D. pl. Ogrjevne<br />

Topl. površine<br />

energija<br />

Para<br />

Topl.<br />

energija<br />

Stator<br />

Para<br />

Kinet.<br />

energija<br />

Rotor<br />

Meh.<br />

energija<br />

El.<br />

energija<br />

Kružni proces po kojemu se odvija pretvorba toplinske energije u<br />

mehaničku (električnu) naziva se Clausius – Rankineov koji se u svome<br />

teoretskom obliku, ako se zanemare nepovratni gubici, odvija između<br />

dvije izobare i dvije izentrope.<br />

Parnu elektranu čine sljedeći osnovni dijelovi:<br />

- generator pare u kojemu se proizvodi para potrebnih radnih parametara<br />

(tlaka i temperature);<br />

- parni turbogenerator u kojemu se ekspanzijom pare vrši pretvorba<br />

toplinske energije pare u mehanički rad, odnosno u električnu energiju;<br />

- kondenzator u kojemu se para vraća u tekuće stanje;<br />

- napojna pumpa pomoću koje se voda tlači te podiže na stanje (tlak) s<br />

kojim ulazi u generator pare.


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 2<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Osnova shema parne <strong>elektrane</strong><br />

1<br />

T-s dijagram C-R kružnog procesa<br />

T<br />

6<br />

1<br />

5<br />

T i= konst.<br />

5 p i= konst. 6<br />

2<br />

4<br />

3<br />

4<br />

3<br />

T k= konst.<br />

p k= konst.<br />

2<br />

s<br />

p-v dijagram C-R kružnog procesa<br />

h-s dijagram C-R kružnog procesa<br />

p<br />

h<br />

1<br />

6<br />

4 5 p i= konst 6 1<br />

5<br />

2<br />

3<br />

p k= konst.<br />

2<br />

4<br />

3<br />

v<br />

s


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 3<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Toplinska iskoristivost idealna Clausius-Rankineova<br />

procesa (teorijska iskoristivost)<br />

η<br />

t<br />

=<br />

dov.toplina − odv.toplina<br />

dov.toplina<br />

=<br />

q<br />

1<br />

− q<br />

q<br />

1<br />

2<br />

η =<br />

t<br />

( h<br />

− h<br />

) − ( h<br />

1 4 2<br />

η t =<br />

h1<br />

− h4<br />

( h1<br />

− h2<br />

) − ( h4<br />

−<br />

η t =<br />

( h1<br />

− h3<br />

) − ( h4<br />

−<br />

h1<br />

− h2<br />

η<br />

t<br />

=<br />

h1<br />

− h3<br />

w t,t =h 1 -h2<br />

w t,p =h 4 -h 3<br />

− h<br />

proizv. meh.<br />

energija − utr.<br />

meh.<br />

energija<br />

dov.<br />

toplina<br />

Budući je (h 4 -h 3 )


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 4<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Kod promatranja idealna (teorijskoga) procesa ne uzimaju se u obzir<br />

nepovratni gubici u procesu (trenje, prigušivanje, vrtloženje).<br />

Teorijski rad idealnoga (reverzibilnoga) C-R procesa<br />

w t =w t,t -w t,p =(h 1 -h 2 )-(h 4 -h 3 )<br />

Stvarni rad realnoga C-R procesa<br />

Turbina<br />

Pumpa<br />

h<br />

p 1,0<br />

h<br />

h 1<br />

T 1,0<br />

1 0<br />

1<br />

p 1<br />

T 1<br />

p 1<br />

h 2'<br />

h 2<br />

p 2<br />

2<br />

2 '<br />

h 4'<br />

h 4<br />

h 3<br />

4<br />

3<br />

4'<br />

p 2<br />

s<br />

s


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 5<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Uzimajući u obzir unutarnje nepovratne gubitke, slijedi:<br />

Unutarnji rad turbine (po jedinici mase)<br />

w i,t = h 1 -h 2' = (h 1 -h 2 )η<br />

gdje je:<br />

η i,t – unutarnja iskoristivost parne turbine(0,85…0,90)<br />

Unutarnji rad pumpe (po jedinici mase)<br />

i,t<br />

w<br />

i , p<br />

h<br />

− h<br />

4 3<br />

= h4<br />

'<br />

− h3<br />

=<br />

ηi<br />

, p<br />

gdje je:<br />

η i,p – unutarnja iskoristivost pumpe (0,85…0,90)<br />

Unutarnja iskoristivost turbinsko-pumpnoga sklopa<br />

η<br />

i(<br />

t ,p<br />

)<br />

=<br />

w<br />

w<br />

i ,t<br />

t ,t<br />

− w<br />

− w<br />

i ,p<br />

t ,p<br />

=<br />

h4<br />

− h3<br />

( h1<br />

− h2<br />

) ηi<br />

,t<br />

−<br />

ηi<br />

, p<br />

( h − h ) − ( h − h )<br />

1<br />

2<br />

4<br />

3<br />

Ukupna unutarnja iskoristivost parna kružna procesa<br />

η i= η t η<br />

i(t,p)<br />

gdje je:<br />

η i(t,p) – unutarnja iskoristivost turbinsko-pumpna sklopa


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 6<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Utjecaj unutarnjih gubitaka u pumpi na unutarnju ukupnu<br />

iskoristivost energetskoga procesa je relativno malen, pa se s<br />

dovoljno točnosti može uzeti da je η i(t,p) ~η i,t , odnosno:<br />

η i= η t η<br />

Ukupna iskoristivost energetskoga procesa na spojci<br />

turbine<br />

Određuje se uzimajući u obzir mehaničke gubitke (u ležajima,<br />

uljnim pumpama, reduktoru), odnosno množenjem unutarnje<br />

(η i ) i mehaničke iskoristivosti (η m ).<br />

i,t<br />

η a =η i η m = η t η i(t,p) η<br />

gdje je:<br />

η m - mehanička iskoristivost turbine (0,97…0,99).<br />

m<br />

Ukupna efektivna iskoristivost energetskoga procesa do<br />

stezaljka generatora električne energije<br />

Određuje se uzimajući u obzir gubitke u generatoru, odnosno<br />

množenjem ukupne vanjske iskoristivosti (η a ) s iskoristivošću<br />

generatora (η eg ).<br />

η e =η a η eg = η t η i(t,p) η m η eg<br />

gdje je:<br />

η eg – iskoristivost generatora el. energije (0,96…0,99).


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 7<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Iskoristivost parovoda<br />

Određuje se uzimajući u obzir gubitke tlaka zbog strujanja pare<br />

i gubitke topline kroz izolaciju parovoda od generatora pare do<br />

ulaza u turbinu, a izražava se iskoristivošću parovoda (η p ).<br />

η<br />

p<br />

=<br />

h<br />

h<br />

1<br />

1,<br />

0<br />

− h4<br />

'<br />

− h<br />

4'<br />

gdje je:<br />

h 1,0 – entalpija pare na izlazu iz generatora pare.<br />

h1


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 8<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Ukupna efektivna iskoristivost parnoga<br />

energetskog postrojenja<br />

Određuje se uzimajući u obzir sve gubitke koji nastaju od ulaza<br />

goriva u ložište generatora pare do izlaza električne energije u<br />

elektroenergetsku mrežu, odnosno:<br />

η ef,uk =η gp η p η eg η m η i(t,p) η t<br />

Snaga proizvedene električne energije<br />

N E =D(h 1 -h 4 )η e = D(h 1 -h 4 )η t η i(t,p ) η m η eg<br />

gdje je:<br />

D – protočna količina pare kroz turbinu u jedinici vremena<br />

Količina topline dovedene u ložište<br />

Da bi generator pare proizveo količinu pare (D), parametara<br />

(p 1,0 , T 1,0 ), u ložište treba dovesti toplinu (Q lož ):<br />

Q<br />

lož<br />

=<br />

Q<br />

D<br />

h<br />

( − )<br />

1 1 4'<br />

= =<br />

η<br />

pη<br />

gp<br />

η<br />

pη<br />

gp<br />

ηtη<br />

i(<br />

t , p)<br />

h<br />

N<br />

E<br />

η η<br />

m<br />

eg<br />

η η<br />

p<br />

gp<br />

gdje je:<br />

Q 1 – efektivno predana toplina u generatoru pare,<br />

NE – snaga električne energije na stezaljkama generatora


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 9<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Količina goriva<br />

Količina goriva zavisi o njegovoj toplinskoj vrijednosti, te<br />

proizlazi iz relacije Q lož =BH d , odnosno:<br />

B<br />

=<br />

Q<br />

H<br />

lož<br />

d<br />

=<br />

Q1 D(<br />

h1<br />

− h4'<br />

)<br />

= =<br />

η<br />

pη<br />

gpH<br />

d<br />

η<br />

pη<br />

gpH<br />

d<br />

ηtηi<br />

( t,<br />

p)<br />

N<br />

E<br />

η η η η<br />

m<br />

eg<br />

p<br />

gp<br />

H<br />

d<br />

gdje je:<br />

H d - donja toplinska vrijednost goriva koje se koristi za pogon<br />

generatora pare.<br />

NAČINI POVEĆANJA TOPLINSKE<br />

ISKORISTIVOSTI C-R<br />

PARNOGA KRUŽNOG PROCESA<br />

Povećanje toplinske iskoristivosti C-R (Clausius-Rankineovog)<br />

kružnoga procesa može se postići na sljedeće načine:<br />

1) Povećanjem tlaka ulazne pare u turbinu,<br />

2) Povećanjem temperature ulazne pare u turbinu,<br />

3) Sniženjem temperature kondezacije pare,<br />

4) Naknadnim pregrijavanjem (među-pregrijavanjem) pare,<br />

5) Regenerativnim predgrijavanjem napojne vode.


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 10<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

1) Povećanje tlaka ulazne pare u turbinu<br />

Povećanje tlaka ulazne (svježe) pare u turbinu djeluje na<br />

povišenje temperature isparivanja, s time na povišenje srednje<br />

temperature dijela procesa na kojemu se dovodi toplina, što<br />

općenito djeluje na povišenje toplinske iskoristivosti kružnoga<br />

procesa.<br />

Utjecaj tlaka pare na iskoristivost C-R procesa<br />

T<br />

1 2 3 T 1 =T 2 =T 3<br />

K<br />

p 1<br />

p 1 >p 2 >p 3<br />

p 2<br />

x 1


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 11<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Utjecaj tlaka pare na iskoristivost C-R procesa<br />

h<br />

T=const.<br />

1 2 3<br />

Δh 1<br />

Δh 2<br />

Δh 3<br />

K<br />

Δh 1 > Δh 2 > Δh 3<br />

Povećanjem tlaka ulazne pare u turbinu, pri istoj temperaturi,<br />

istodobno se djeluje na:<br />

• povišenje srednje temperature dijela procesa na kojemu se<br />

dovodi toplina,<br />

• povećanje toplinske iskoristivosti kružnoga procesa,<br />

• povećanje toplinskoga pada u turbini,<br />

• smanjenje specifične potrošnje pare po jedinici proizvedene<br />

mehaničke energije,<br />

• povećanje vlažnosti izlazne pare iz turbine, što uzrokuje<br />

povećani utjecaj erozije u njenim izlaznim stupnjevima te<br />

smanjenje unutrašnje iskoristivosti turbine.<br />

s


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 12<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

2) Povećanje temperature ulazne pare u turbinu<br />

Povećanjem temperature ulazne (svježe) pare u turbinu povisuje<br />

se srednja temperatura dijela procesa na kojemu se dovodi<br />

toplina što, uz nepromijenjene ostale parametre, utječe na<br />

povišenje toplinske iskoristivosti kružnoga procesa.<br />

Utjecaj temperature ulazne pare na iskoristivost C-R procesa<br />

T<br />

3<br />

K<br />

2<br />

x=0<br />

p=const.<br />

p k<br />

1<br />

x 1 x 2 x 3<br />

x=1<br />

T 1 < T 2 < T 3<br />

x 1


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 13<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Utjecaj temperature ulazne pare na iskoristivost C-R procesa<br />

h<br />

2<br />

3<br />

1<br />

Δh 3<br />

p=const.<br />

Δh 2<br />

K<br />

Δh 1<br />

p k =const.<br />

Δh 1 < Δh 2 < Δh 3<br />

Povećanjem temperature ulazne pare u turbinu, pri<br />

nepromijenjenim ostalim parametrima, djeluje se na:<br />

• povišenje srednje temperature dijela procesa na kojemu se<br />

dovodi toplina,<br />

• povećanje toplinske iskoristivosti kružnoga procesa,<br />

• povećanje toplinskoga pada u turbini,<br />

• smanjenje specifične potrošnje pare po jedinici proizvedene<br />

mehaničke energije,<br />

• smanjenje vlažnosti pare u izlaznim stupnjevima turbine.<br />

s


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 14<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

3) Sniženje temperature / tlaka kondenzacije pare<br />

Sniženjem temperature / tlaka kondenzacije pare smanjuje se<br />

količina topline koja se odvodi u okolinu iz kružnoga procesa<br />

čime se, uz nepromijenjene ostale parametre, povećava njegova<br />

toplinska iskoristivost.<br />

Utjecaj temperature i tlaka kondenzacije pare na iskoristivost<br />

C-R procesa<br />

T<br />

K<br />

p=const.<br />

T k1 > T k2 > T k3<br />

p k1 > p k2 > p k3<br />

x 1 >x 2 >x 3<br />

T k1 =const.<br />

p k1 =const.<br />

T k2 =const.<br />

p k2 =const.<br />

x=0<br />

T k3 =const.<br />

p k3 =const.<br />

x 3 x 2 x 1<br />

x=1<br />

s


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 15<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Utjecaj temperature i tlaka kondenzacije pare na iskoristivost<br />

C-R procesa<br />

h<br />

K<br />

p k1<br />

p k2<br />

p k3<br />

1<br />

2<br />

3<br />

Δh 1 < Δh 2 < Δh 3<br />

Utjecaj tlaka kondenzacije pare na iskoristivost C-R procesa<br />

s<br />

Vrijednosti se odnose za p 1 =80 bar i t 1 =500 0 C


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 16<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Sniženjem tlaka (povećanje vakuuma), a s time i temperature u<br />

kondenzatoru, uz nepromijenjene ostale pogonske parametre,<br />

djeluje se na:<br />

• povećanje toplinske iskoristivosti kružnoga procesa,<br />

• povećanje toplinskoga pada u turbini,<br />

• smanjenje specifičnoga utroška pare,<br />

• povećanje vlažnosti izlazne pare.<br />

Tlak u kondenzatoru prvenstveno ovisi o stanju okoline (donji<br />

spremnik topline), odnosno o temperaturi vode za hlađenje.<br />

Uobičajeno se kreće od 0,025 do 0,05 bar.<br />

Daljnje sniženje tlaka ograničeno je zbog:<br />

• povećanja specifičnoga volumena pare,<br />

• povećanja dužine lopatica u izlaznome dijelu turbine,<br />

• povećanja dimenzija kondenzatora,<br />

• minimalne razlike temperature rashladne vode i kondenzata<br />

za izmjenu topline uz tehno-ekonomski prihvatljive dimenzije<br />

kondenzatora (kreće se 5 do 15 0 C).<br />

Pogoršanje pogonskih uvjeta kondenzatora može biti<br />

uzrokovano:<br />

• porastom temperature okoline, a s time i rashladne vode,<br />

• smanjenjem protoka rashladne vode,<br />

• prljanjem izmjenjivačkih površina kondenzatora,<br />

• kvarom uređaja za održavanje vakuuma u kondenzatoru<br />

(neispravan rad ejektora, propuštanje brtvenih spojeva i prodor<br />

okolnoga zraka u kondenzator).


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 17<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

4) Naknadno pregrijavanje ( među-pregrijavanje) pare<br />

Naknadnim pregrijavanjem (među-pregrijavanjem) pare<br />

povisuje se srednja temperatura dijela procesa na kojemu se<br />

dovodi toplina, čime se povisuje njegova toplinska iskoristivost.<br />

1<br />

8<br />

T<br />

T pp ~T mp<br />

1<br />

8<br />

6<br />

5<br />

T i= konst.<br />

5 p i= konst. 6<br />

7<br />

4<br />

7<br />

2<br />

3<br />

4<br />

3<br />

T k= konst.<br />

p k= konst.<br />

2<br />

s<br />

p<br />

h<br />

T=konst.<br />

1<br />

8<br />

6<br />

7<br />

4 5 p i= konst 6 1<br />

5<br />

p mp= konst. 7 8<br />

2<br />

3<br />

p k= konst.<br />

2<br />

4<br />

3<br />

v<br />

s


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 18<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Naknadnim pregrijavanjem (među-pregrijavanjem ) pare postiže<br />

se:<br />

• Povećanje toplinske iskoristivosti kružna procesa,<br />

• Smanjenje vlažnosti pare u izlaznom dijelu turbine,<br />

• Smanjenje erozijskoga oštećenja izlaznih stupnjeva turbine.<br />

‣ Iskoristivost idealna C-R procesa s<br />

među-pregrijavanjem pare<br />

η =<br />

t<br />

( h<br />

1<br />

−<br />

h7<br />

)<br />

( h<br />

1<br />

+<br />

−<br />

( h8<br />

h )<br />

4<br />

−<br />

+<br />

h2<br />

)<br />

( h<br />

8<br />

−<br />

−<br />

( h4<br />

h )<br />

7<br />

−<br />

h<br />

3<br />

)<br />

‣ Temperatura među-pregrijavanja:<br />

t mp ≅ t pp = t<br />

‣ Tlak među-pregrijavanja pare:<br />

p mp ≅ (1/5 do 1/4) p pp =p 1<br />

1<br />

Među-pregrijavanje pare obično se izvodi kod energetskih<br />

sustava s radnim tlakom većim od 80 bar.<br />

Među-pregrijavanje se najčešće izvodi s jednim međupregrijačem,<br />

a rjeđe s dva među-pregrijača (zbog<br />

konstrukcijskih i pogonskih problema).<br />

Povećanje toplinske iskoristivosti C-R procesa s jednim međupregrijanjem<br />

pare iznosi 4 - 5 %.


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 19<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

‣ Ostali efekti ugradnje među-pregrijača:<br />

• Povećanje investicijskih troškova,<br />

• Povećanje otpora strujanja pare, što umanjuje efekte<br />

povećanja toplinske iskoristivost,<br />

• Mogući pogonski problemi kod kretanja i zaustavljanja<br />

pogona, ako se pri tome ne osigura zadovoljavajuće hlađenje<br />

cijevi među-pregrijača. Naime, kod pokretanja i<br />

zaustavljanja pogona može nastati problem nedovoljna<br />

hlađenja cijevi među-pregrijača zbog premaloga protoka<br />

pare kroz cijevi u takvim prijelaznim fazama pogona.<br />

5) Regenerativno zagrijavanja napojne vode<br />

Regenerativno zagrijavanje napojne vode naziva se<br />

predgrijavanje vode prije ulaza u generator pare pomoću pare<br />

koja se oduzima iz turbine na jednom ili više stupnjeva.<br />

Regenerativnim zagrijavanjem postiže se:<br />

• Povišenje toplinske iskoristivosti kružnoga parnog procesa<br />

zbog povišenja srednje temperature dijela procesa na kojemu<br />

se dovodi toplina,<br />

• Sniženje topline koja se iz kondenzatora odvodi u okolinu,<br />

budući se smanjuje protok pare kroz kondenzator za količinu<br />

koja se iz turbine oduzima za regenerativno zagrijavanje,<br />

• Smanjuje se potrebna količina rashladne vode za hlađenje<br />

kondenzatora – manji utrošak energije za pogon pumpi<br />

rashladne vode.


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 20<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Regenerativno zagrijavanje obično se odvija u više stupnjeva, ali<br />

ne više od deset, jer se daljnjim povećanjem broja<br />

regenerativnih zagrijača ne postižu efekti koji opravdavaju<br />

njihovu ugradnju zbog rasta investicijskih troškova, otpora<br />

strujanja kroz izmjenjivače, složenosti postrojenja.<br />

Utjecaj broja regenerativnih zagrijača na povećanje<br />

iskoristivosti parnoga kružnog procesa


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 21<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Zagrijači napojne vode, prema načinu povezivanja u kružni<br />

sustav, izvode se na tri glavna načina:<br />

‣ Zagrijači s direktnom izmjenom topline (miješanjem)<br />

Para za grijanje<br />

(iz oduzimanja turbine)<br />

Prema generatoru pare<br />

Iz kondenzatora<br />

‣ Zagrijači s indirektnom izmjenom topline (površinski<br />

izmjenjivači topline) i kaskadnim odvodom kondenzata<br />

Para za grijanje<br />

(iz oduzimanja turbine)<br />

Prema generatoru<br />

pare<br />

Iz kondenzatora<br />

‣ Zagrijači s indirektnom izmjenom topline (površinski<br />

izmjenjivači topline) i pumpnim odvodom kondenzata<br />

Para za grijanje<br />

(iz oduzimanja turbine)<br />

U kondenzator<br />

Prema generatoru<br />

pare<br />

Iz kondenzatora


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 22<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

Regenerativno zagrijavanje napojne vode najčešće se izvodi s<br />

indirektnom izmjenom topline i kaskadnim odvodom<br />

kondenzata. Jedan od izmjenjivača topline izvodi se sa<br />

direktnim miješanjem, a u tom slučaju on ima i funkciju<br />

otplinjivača (degazatora).<br />

Shema regenerativna zagrijavanja s dva indirektna i jednim<br />

direktnim izmjenjivačem topline<br />

1<br />

14<br />

GP<br />

13<br />

12<br />

3<br />

3<br />

1<br />

2 B<br />

VT<br />

NT<br />

2<br />

4<br />

6<br />

2 A 9<br />

8 5 K<br />

ONV<br />

VTZ NTZ KP 7<br />

11 NP<br />

10<br />

2 C 5 A<br />

GP – generator pare<br />

VT – visokotlačna turbina<br />

NT – niskotlačna turbina<br />

K – kondenzator<br />

KP –kondenzatna pumpa<br />

Legenda:<br />

NTZ – niskotlačni zagrijač<br />

ONV – otplinjivač napojne vode<br />

NP – napojna pumpa<br />

VTZ – visokotlačni zagrijač


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 23<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

h-s dijagram sustava s regenerativnim zagrijavanjem s dva<br />

indirektna i jednim direktnim izmjenjivačem topline<br />

h<br />

1<br />

3<br />

14<br />

13<br />

8 9 10 1112 2 C<br />

5 A<br />

7<br />

2<br />

4<br />

5<br />

6<br />

x=1,0<br />

s<br />

1 – Stanje pare na izlazu iz pregrijača pare / na ulazu u V.T. turbinu:<br />

• protočna količina pare, D<br />

• udjel protočne količine pare, α=1<br />

• entalpija pare, h1<br />

2 – Stanje pare na izlazu iz V.T. turbine:<br />

• protočna količina pare, D<br />

• udjel protočne količine pare, α=1<br />

• entalpija pare, h2<br />

2A<br />

– Stanje pare na ulazu u visokotlačni zagrijač<br />

(prvo oduzimanje pare iz turbine)<br />

• protočna količina pare, α 1 D<br />

• udjel protočne količine pare, α1<br />

• entalpija pare, h2A=h 2


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 24<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

2 B – Stanje pare na ulazu u među-pregrijač:<br />

• protočna količina pare, (1-α1)D<br />

• udjel protočne količine pare, 1- α1<br />

• entalpija pare, h2B=h2<br />

2C<br />

– Stanje kondenzata na izlazu iz visokotlačna zagrijača<br />

• protočna količina kondenzata, α1D<br />

• udjel protočne količine kondenzata, α1<br />

• entalpija kondenzata, h2C<br />

3 – Stanje pare na izlazu iz među-pregrijača:<br />

• protočna količina pare, (1-α 1 )D<br />

• udjel protočne količine pare, 1- α1<br />

• entalpija pare, h3<br />

4 - Stanje pare na ulazu direktni zagrijač - otplinjivač<br />

( drugo oduzimanje pare iz turbine)<br />

• protočna količina pare, α 2 D<br />

• udjel protočne količine pare, α2<br />

• entalpija pare, h4<br />

5 – Stanje pare na ulazu u nisko-tlačni zagrijač<br />

(drugo oduzimanje pare iz turbine)<br />

• protočna količina pare, α 3 D<br />

• udjel protočne količine pare, α3<br />

• entalpija pare, h5<br />

5A<br />

– Stanje kondenzata na izlazu iz nisko-tlačna zagrijača<br />

• protočna količina kondenzata, α3D<br />

• udjel protočne količine kondenzata, α3<br />

• entalpija kondenzata, h5a<br />

6 – Stanje pare na izlazu iz turbine / na ulazu u kondenzator<br />

• protočna količina pare, (1-α 1 - α 2 - α 3 ) D<br />

• udjel protočne količine pare, 1-α1- α 2 - α3<br />

• entalpija pare, h6<br />

7 – Stanje kondenzata na izlazu iz kondenzatora<br />

• protočna količina kondenzata, (1-α 1 - α 2 ) D<br />

• udjel protočne količine kondenzata, 1-α1- α2<br />

• entalpija kondenzata, h<br />

7


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 25<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

8 – Stanje kondenzata na tlačnoj strani pumpe glavnoga kondenzata / na<br />

ulazu u niskotlačni zagrijač<br />

• protočna količina kondenzata, (1-α 1 - α 2 ) D<br />

• udjel protočne količine kondenzata, 1-α1- α2<br />

• entalpija kondenzata, h8<br />

9 – Stanje kondenzata na izlazu iz niskotlačna zagrijača / na ulazu u direktni<br />

zagrijač (otplinjivač)<br />

• protočna količina kondenzata, (1-α 1 - α 2 ) D<br />

• udjel protočne količine kondenzata, 1-α1- α2<br />

• entalpija kondenzata, h9<br />

10 – Stanje napojne vode na izlazu iz direktna zagrijača - otplinjivača / na<br />

usisnoj strani napojne pumpe<br />

• protočna količina napojne vode, D<br />

• udjel protočne količine napojne vode, α=1<br />

• entalpija napojne vode, h10<br />

11 – Stanje napojne vode na ulazu u visokotlačni zagrijač / na tlačnioj<br />

strani napojne pumpe<br />

• protočna količina napojne vode, D<br />

• udjel protočne količine napojne vode, α=1<br />

• entalpija napojne vode, h11<br />

12 – Stanje napojne vode na izlazu iz visokotlačna zagrijača / na ulazu u<br />

generator pare<br />

• protočna količina napojne vode, D<br />

• udjel protočne količine napojne vode, α=1<br />

• entalpija napojne vode, h12<br />

13 – Stanje napojne vode na ulazu u isparivač generatora pare<br />

• protočna količina napojne vode, D<br />

• udjel protočne napojne vode, α=1<br />

• entalpija napojne vode, h13<br />

14 – Stanje pare na ulazu u pregrijač pare<br />

• protočna količina pare, D<br />

• udjel protočne količine pare, α=1<br />

• entalpija pare, h 14


Prof. dr. sc. Z. Prelec ENERGETSKA POSTROJENJA Poglavlje: 1<br />

(<strong>Parne</strong> <strong>elektrane</strong>) List: 26<br />

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------<br />

‣ Bilanca topline visokotlačna zagrijača<br />

( indirektni izmjenjivač topline)<br />

h 12 − h 11 = α 1 (h 2A − h 2C )<br />

h 2A = h 2<br />

h 12 − h 11 = α 1 (h 2 − h 2C )<br />

α 1 = h 12 − h 11<br />

h 2 − h 2C<br />

‣ Bilanca topline otplinjača<br />

( direktni izmjenjivač topline)<br />

α 2 h 4 + α 1 h 2C + (1 − α 1 − α 2 )h 9 = h 10<br />

α 2 h 4 + α 1 h 2C + h 9 − α 1 h 9 − α 2 h 9 = h 10<br />

α 2 = h 10 − α 1 h 2C − h 9 + α 1 h 9<br />

h 4 − h 9<br />

‣ Bilanca topline niskotlačna zagrijača<br />

( indirektni izmjenjivač topline)<br />

(1 − α 1 − α 2 )(h 9 − h 8 ) = α 3 (h 5 − h 5A )<br />

α 3 = ( 1 − α 1 − α 2 )(h 9 − h 8 )<br />

h 5 − h 5A

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!