2.pdf

(641 KB) Pobierz
Proces przetwarzania energii elektrycznej w elektrowni parowej konwencjonalnej
(trójstopniowy):
1. Spalanie – energia chemiczna paliwa zamieniana jest na energię cieplną przekazywaną czynnikowi
roboczemu
2. Praca wykonana przez czynnik w silniku cieplnym– energia cieplna czynnika zamieniana jest na
energięmechaniczną
3. Energia mechaniczna zamienia jest na energię elektryczną w napędzanej przez turbinę prądnicy
Proces technologiczny elektrowni realizuje się w czterech najważniejszych układach:
1. układ paliwo – powietrze – spaliny
2. układ parowo – wodny (cieplny) odpowiadający obiegowi głównemu czynnika roboczego
3. układ chłodzenia skraplaczy
4. układ wyprowadzenia mocy (układ elektryczny)
Podział elektrowni w zależności od rodzaju silnika cieplnego:
Elektrownie parowe klasyczne (konwencjonalne) –czynnikiem roboczym jest wytworzona w
kotle para wodna, wykonująca pracę w turbinie parowej
Elektrownie parowe jądrowe – energia cieplna,dostarczana czynnikowi roboczemu, pochodzi
z procesu rozszczepiania paliw jądrowych w reaktor
Elektrownie gazowe – czynnikiem roboczym jest gaz będący produktem spalania paliwa i
wykonujący pracę w turbinie gazowej.
Elektrownie spalinowe – z silnikami spalinowymi tłokowymi (najczęściej Diesla)
Podział elektrowni w zależności od rodzaju oddawanej energii:
Elektrownie kondensacyjne – wytwarzają tylko energię elektryczną w turbozespołach
kondensacyjnych (nie wykorzystują ciepła pary wylotowej)
Elektrociepłownie – wytwarzają energię elektryczną i cieplną (równocześnie), oddawaną na
zewnątrz w postaci pary lub gorącej wody w ilości co najmniej 10% produkowanej energii.
Moc elektrowni
Rodzaje mocy elektrycznej:
Moc zainstalowana suma mocy znamionowych turbozespołów wchodzących w skład
elektrowni
Moc osiągalna moc jaką elektrownia może osiągnąć w sposób trwały przy dobrym stanie
urządzeń i normalnych warunkach eksploatacji.
Moc dyspozycyjna maksymalna moc, która może być oddana w ustalonym czasie (terminie)
w rzeczywistych warunkach pracy.
Rodzaje mocy cieplnej:
Moc cieplna zainstalowana
Moc cieplna osiągalna
Moc cieplna dyspozycyjna
Podstawowe przemiany
Obieg termodynamiczny
jest to przemiana, w której stan końcowy czynnika jest identyczny z
początkowym.
W
obiegu prawobieżnym
średnia temperatura czynnika obiegowego przy pobieraniu ciepła jest
wyższa niż przy oddawaniu. Obieg prawobieżny jest obiegiem silnika. Silnik pobiera ciepło ze źródła o
temperaturze T1, wykonuje dodatnią pracę i oddaje ciepło do źródła o temperaturze T2, niższej od T1
(zwykle do otoczenia).
Maksymalna sprawność energetyczna silnika cieplnego
wyraża się zależnością, gdzie:
T1śr – jest temperaturą górnego źródła ciepła,
T2śr – jest temperaturą dolnego źródła ciepła (zwykle otoczenia)
Najprostszy obieg odwracalny działający pomiędzy dwoma źródłami ciepła o stałych temperaturach
składa się z dwu izoterm i dwu adiabat. Jest to tzw. obieg Carnota.
Przy technicznej realizacji obiegu silnika cieplnego górna temperatura czynnika obiegowego jest
ograniczona odpornością materiałów konstrukcyjnych (żarowytrzymałość, żaroodporność). Źródłem
odbierającym ciepło jest otoczenie. W obiegu Carnota najtrudniej jest zrealizować przemiany
izotermiczne, podczas których przebiega równocześnie ekspansja lub kompresja czynnika oraz
wymiana ciepła z zewnętrznymi źródłami. Przemianę izotermicznąmożna łatwo uzyskać, jeżeli
czynnikiem obiegowym jest para nasycona mokra, dla której przemiana izotermiczna jest również
izobarą, do której realizacji wystarczy wymiennik ciepła. Dlatego w siłowniach cieplnych zazwyczaj
stosuję się parę jako czynnik obiegowy. Ze względu na stosunkowo niską cenę wody stosuje się parę
wodną.
Obieg siłowni parowej powinien składać się z izobarycznego podgrzewania i parowania 4-1,
rozprężania izentropowego pary nasyconej mokrej 1-2, z izobarycznego skraplania pary mokrej 2-3
oraz sprężania cieczy 3-4.
Obieg porównawczy jest obiegiem wyidealizowanym, przebiegającym bez tarcia. Obieg porównawczy
siłowni parowej nazwano obiegiem Clausiusa-Rankine’a. W rzeczywistej siłowni rozprężanie
adiabatyczne przebiega nieodwracalnie, a podczas przepływu czynnika obiegowego przez wymienniki
ciepła występują straty ciśnienia.
Czynnik obiegowy pobiera w kotle parowym ciepło przekazywane przez gorące spaliny uzyskane po
spaleniu paliwa. Do kotła dopływa woda tłoczona przez pompę zasilającą. Wodę podgrzewa się w
kotle, a następnie odparowuje. Para z kotła płynie do silnika – najczęściej jest to turbina – gdzie
rozpręża się adiabatycznie. Następnie para przepływa do skraplacza, gdzie oddaje ciepło skraplając
się izobaryczno-izotermicznie. Ciepło w skraplaczu przejmuje woda chłodząca, którą przetłacza przez
skraplacza pompa wody chłodzącej. Woda chłodząca oddaje ciepło do otoczenia.
W związku z trudnością uzyskania izotermicznego rozprężania pary wodnej w temperaturze wyższej
od krytycznej, zrezygnowano w siłowniach parowych ze ścisłego naśladowania obiegu Carnota. Tylko
część ciepła dostarcza się podczas przemiany izotermicznej, przy niezbyt wysokiej temperaturze. Parę
nasyconą o stopniu suchości zbliżonym do x=1 kieruje się do przegrzewacza, w którym temperatura
pary podwyższa się do maksymalnej wartości, na jaką pozwalają materiały konstrukcyjne. Sprawność
energetyczną obiegu Clausiusa-Rankine’amożna wyznaczyć z zależności
Sprawność elektrowni
Sprawność termiczna – jest jednym z podstawowych wskaźników charakteryzujących gospodarność
cieplną elektrowni (wyznaczana z bilansu wyprodukowanej energii i zużycia paliwa)
B-strumień paliwa
Qwr-wartość opałowa MJ/kg
Sprawność brutto i netto – podział ten wynika z faktu iż w elektrowni oprócz paliwa zużywa się
energię elektryczną na potrzeby własne (do napędu urządzeń pomocniczych).
Gdzie: E – Ep wł przedstawia ilość energii elektrycznej oddanej do sieci elektrycznej w określonym
czasie, a E p wł zużytej na potrzeby własne elektrowni w tym samym czasie.
Względne zużycie energii elektrycznej na potrzeby własne elektrowni:

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin