E1 Přednáška č.5.

Slides:



Advertisements
Podobné prezentace
Škola Střední odborné učiliště a střední odborná škola Hustopeče, Masarykovo nám. 1 AutorIng. Ivana Bočková Číslo NázevKotle ve vytápění Téma hodinyKotle.
Advertisements

Vybrané snímače pro měření průtoku tekutiny Tomáš Konopáč.
Výukový materiál zpracovaný v rámci projektu EU peníze školám Registrační číslo projektu:CZ.1.07/1.4.00/ Šablona:III/2 Inovace a zkvalitnění výuky.
Střední průmyslová škola a Střední odborné učiliště Uničov, Školní 164.
DUM:VY_32_INOVACE_IX_1_12 Výkon a příkon Šablona číslo: IXSada číslo: IPořadové číslo DUM: 12 Autor:Mgr. Milan Žižka Název školyZákladní škola Jičín, Husova.
Vytápění Teplárny. Výukový materiál Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Číslo materiálu:
 Podíl objemu a termodynamické teploty plynu je při stálém tlaku konstantní. ? Jaké je znění Gay – Lussacova zákona ?  Objem určitého množství plynu.
Název a adresa školy: Integrovaná střední škola Cheb, Obrněné brigády 6, Cheb Zlepšení podmínek pro vzdělávání na středních školách Operačního programu.
Název projektu:ZŠ Háj ve Slezsku – Modernizujeme školu Číslo projektu:CZ.1.07/1.4.00/ Oblast podpory: Zlepšení podmínek pro vzdělávání na základních.
Opakování Termodynamiky Fyzikální praktikum 2.  Termodynamika – nauka o zákonitostech přeměny různých forem energie v makroskopických systémech složených.
Projekt MŠMTEU peníze středním školám Název projektu školyICT do života školy Registrační číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ ŠablonaIII/2 Sada 18 AnotaceSeznámení.
Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Hradec Králové, Vocelova 1338, příspěvková organizace Registrační číslo projektu:CZ.1.07/1.5.00/
Experimentální metody oboru – Pokročilá tenzometrie – Měření vnitřního pnutí Další využití tenzometrie Měření vnitřního pnutí © doc. Ing. Zdeněk Folta,
Vytápění Úprava vody. Výukový materiál Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Šablona: III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Číslo materiálu:
NÁZEV ŠKOLY: S0Š Net Office, spol. s r.o, Orlová Lutyně AUTOR: Ing. Oldřich Vavříček NÁZEV: Podpora výuky v technických oborech TEMA: Základy elektrotechniky.
Zkvalitnění výuky na GSOŠ prostřednictvím inovace CZ.1.07/1.5.00/ Gymnázium a Střední odborná škola, Klášterec nad Ohří, Chomutovská 459, příspěvková.
Přechodové charakteristiky různých typů soustav. Statická soustava nultého řádu Statická soustava prvního řádu Statická soustava druhého řádu a vyšších.
Název SŠ: SŠ-COPT Uherský Brod Autor: Mgr. Jordánová Marcela Název prezentace (DUMu): 2. Teplotní stupnice - převody, teplo a 1. termodynamický zákon Název.
Projekt MŠMTEU peníze středním školám Název projektu školyICT do života školy Registrační číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ ŠablonaIII/2 Sada 36 AnotaceSíťový.
Projekt MŠMTEU peníze středním školám Název projektu školyICT do života školy Registrační číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ ŠablonaIII/2 Sada 37 AnotaceRegulátory.
STROJOVNA.
Elektrické stroje – transformátory Ing. Milan Krasl, Ph.D.
Název školy Základní škola Jičín, Husova 170 Číslo projektu
Základy automatického řízení 1
6. STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ
Elektrické stroje točivé
Výroba elektrické energie - obecná část
TEPELNÉ MOTORY.
Vzdělávání pro konkurenceschopnost
DUM:VY_32_INOVACE_IX_1_17 Výkon Šablona číslo: IX Sada číslo: I
Matematika 3 – Statistika Kapitola 4: Diskrétní náhodná veličina
Základy rovnovážné termodynamiky
Výpočet tepelného schématu RC oběhu s přihříváním páry.
Zesilovače VY_32_INOVACE_36_723
E SZS Přednáška č.5 Carnotizace RC
Důlní požáry a chemismus výbušniny
ESZS cvičení Výpočet tepelného schématu paroplynového oběhu – (CC) , paralelní propojení.
Snížení nákladů na vytápění budov
Základy elektrotechniky Výkony ve střídavém obvodu
ESZS Přednáška č.9.
Výpočet tepelného schématu RC oběhu s přihříváním páry.
Teplovodní otopné soustavy Vypracovala: Ing
Jedno-indexový model a určení podílů cenných papírů v portfoliu
Výkon, příkon VY_32_INOVACE_59_Vykon_elektrickeho_proudu
ESZS Přednáška č.4 Tepelný výpočet RC oběhu
Škola: Základní škola Varnsdorf, Edisonova 2821, okres Děčín,
Výpočet neznámé veličiny z vybraných fyzikálních vzorců
Management Přednáška 7, 8: Plánování.
VYPAŘOVÁNÍ SUBLIMACE Tato práce je šířena pod licencí CC BY-SA 3.0. Odkazy a citace jsou platné k datu vytvoření této práce. VY_32_INOVACE_05_32.
Stabilizátory napětí Jejich úkolem je udržovat stálé napětí na zátěži.
Vytápění Mechanické odvaděče kondenzátu
Teplo.
E1 Přednáška č.3 Kvalitativní míra účinnosti TO v TE
Výpočet tepla VY_32_INOVACE_20_Výpočet tepla Autor: Pavlína Čermáková
Elektrárny 1 Přednáška č.4 Pracovní látka TE (TO)
Důlní požáry a chemismus výbušniny
Jak postupovat při měření?
Seminář k tématice: Nevyjmenované zdroje a odpojování od CZT
Měrná tepelná kapacita látky
NÁZEV ŠKOLY: Základní škola a Mateřská škola Nedvědice, okres Brno – venkov, příspěvková organizace AUTOR: Jiří Toman NÁZEV: VY_32_INOVACE_24_13 Střídavé.
Název operačního programu: OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost
Dolomitické vápno a stabilizace popílků
Chemická termodynamika (učebnice str. 86 – 96)
NÁZEV ŠKOLY: S0Š Net Office, spol. s r.o, Orlová Lutyně
EI cvičení Výpočet tepelného schématu RC oběhu s regenerativním ohřevem napájecí vody.
E1 Přednáška č.5.
Elektrárny 1 Přednáška č. 8 KVE
DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL
E1 Přednáška č.4 Tepelný výpočet RC oběhu
Základní pojmy.
Transkript prezentace:

E1 Přednáška č.5

Přednáška č.5 RC oběh bezeztrátový – opakování, technické provedení. Výpočet účelové funkce systému, hmotnostní bilance – tepelný výpočet. Vliv parametrů TO na účinnost RC. Reálný RC oběh - klasifikace ztrát. Výpočet účelové funkce systému (účinnosti) při respektování ztrát. Zvyšování účinnosti RC oběhů = Carnotizace oběhu. Přihřívání pracovní látky TO. Stanovení parametrů přihřátí. Výpočet tepelného schématu s přihříváním = stanovení maximální hodnoty účelové funkce (účinnosti), určení potřebných hmotnostních průtoků v systému. Přednášky E1 - 2013

Schéma sestavení ideální účelové funkce RC Účinnost transformace základní schéma transformačního procesu: PP, WP PE =WE ELEKTRÁRNA E účinnost transformace: transformační schéma prostřednictvím tepla: E PE =WE GEN TZ TM Transformační proces může být realizován jen prostřednictvím TO s odvodem tepla QO: QP WTM QO ELEKTRÁRNA Tepelnou účinnost můžeme spočítat jestliže známe dvě hodnoty z QP, QO, WTM vyjadřující energetickou bilanci TO. Maximální účinnost je dána termodynamickou mezní podmínkou představovanou minimální hodnotou poměru výstupní teploty (dolní = teplota okolí) a horní teploty pracovní látky TO. Přednášky E1 - 2013

Hmotností bilance ideální účelové funkce systému TE Po stanovení účinnosti systému je nutné dopočítat hmotnostní bilanci systému. Hmotnostní bilance = vyjádření zákona zachování energie v systému při požadovaném energetickém výstupu (PE, WE) a stanovené účinnosti při měrném množství 1 kg pracovní látky TO. Hmotnostní toky v systému M [kg/s] potřebné k: zisku celkového množství technické práce TM (WTM) pro požadovaný elektrický výkon za časovou jednotku = hmotnostní tok pracovní látky TO. odvodu tepla ze systému do okolí QO = hmotnostní tok „chladícího“ média kondenzátoru. přívodu tepla do QP v TZ = hmotnostní tok primární zdroje. Přednášky E1 - 2013

Hmotností bilance ideální účelové funkce systému TE Hmotnostní bilance systému vyjadřuje potřebné hmotnostní průtoky pro celkovou optimální hodnotu odebíraného elektrického výkonu – PEn. 2 WTM = PE,n = MTO,n(i2 – i3) [J/s = W = (kg/s). (J/kg)] Tepelný zdroj Tepelný motor QP,n = MTO,n(i2 – i1) 3 1 4 [J/s] = (kg/s). (J/kg)] Odvod tepla W14 = 0 QO,n = MCH,n(i3 – i4) [J/s] = (kg/s). (J/kg)] Vstupní hodnota Přivedeného tepla musí pokryta ze strany PZ: QP,n= QPZ -- množství tepla v hmotnostní jednotce primárního zdroje - qPZ x potřebný hmotnostní průtok PZ - MPZ QP,n= MPZ.qPZ Přednášky E1 - 2013

Výpočet účelové funkce v poměrných hodnotách Výpočet účinnosti TE v poměrných jednotkách je často srozumitelnější způsob vyjádření účelové funkce vztažené na výrobní jednotku produkce systému při její optimální hodnotě. Jmenovitou jednotkou produkce je hodnota elektrické práce – Ws. S ohledem na vzájemnou provázanost výkonu a práce je možné vztáhnout účelovou funkci a hmotnostní bilanci na optimální = jmenovitý výkon - PEn. 2 mTO,n = MTO,n/ PE,n [kg/Ws = (kg/s)/W)] Tepelný zdroj Tepelný motor mTO,n= MTO,n/PE,n 3 [kg/s] = (kg/s)/W 1 4 Odvod tepla W14 = 0 mCH,n= MCH,n/PE,n [kg/Ws] = (kg/s)/W] Přednášky E1 - 2013

Vliv změnu parametrů na RC oběh ia - pa, ta Přednášky E1 - 2013

Vliv změny parametrů páry na TO Přednášky E1 - 2013

Přehřátí páry na vysoké teploty - průměrná teplota páry se může zvýšit přídavkem tepla, aniž by se zvýšil tlak v v parogenerátoru a to přehřátím páry na vysoké teploty. Vyšrafovaná oblast = zvýšení čisté práce. Celková plocha pod provozní křivkou 3-3´ = zvýšení tepelného příkonu. Přehřátí páry na vyšší teplotu = zvýšení čisté práce i tepelného příkonu. S dodávaným teplem roste i průměrná teplota = zvýšení tepelné účinnosti. - snížení obsahu vlhkosti páry na výstupu z turbiny = suchost ve stavu 4´ vyšší než ve stavu 4. Přednášky E1 - 2013

Zvýšení tlaku v kotli – Nadkritické RC - moderní parní elektrárny provozují při nadkritických tlacích (P > 22,09 MPa) - provozní tlaky kotle se v průběhu let postupně zvyšovaly na dnešních 30 MPa (i více) - energetické výkony: nad 500 MW Přednášky E1 - 2013

Zvyšování účinnosti turbín Škoda Přednášky E1 - 2013

Voda jako ideální pracovní látka Přednášky E1 - 2013

Proč se nepoužívá CO ale RC Nízký podíl práce Potíže spojené s kompresí: složitá regulace pochodu kondenzace, aby se zastavil ve stavu 4 a potom provádět účinně kompresi velmi mokré páry. nehomogennita směsi = voda má tendenci oddělit se od páry velký objem mokré páry = velký kompresor, vysoké náklady Další neproveditelné záležitosti spojené s Carnotovým cyklem se mohou eliminovat pomocí přehřátí páry v parogenerátoru… Přednášky E1 - 2013

Respektování ztrát v TO Do reálných systému musíme při stanovení účelové funkce ještě zahrnout ztráty jednotlivých transformační schéma prostřednictvím tepla: QZ E PE =WE GEN TZ TM QP WTM QO ELEKTRÁRNA Transformační proces může být realizován jen prostřednictvím TO s odvodem tepla QO a ztrát QZ: musíme klasifikovat ztráty jednotlivých prvků transformačního systému Přednášky E1 - 2013

Zvýšení účinnosti RC - Carnotizace zvýšení průměrné teploty, při které se teplo převádí do pracovní látky v parogenerátoru snížení průměrné teploty, při které se teplo odevzdává z páry v kondenzátoru snížení odcházejících teplot z TO na teplotu okolí využití odcházejícího tepla do okolí k tepelné spotřebě Přednášky E1 - 2013

Přihřívání páry = Opakování nejúčinnější fáze dílčího RC oběhu páry 4 ( a ) ( p ) 6 G VT NT Kotel 5´ 7 ( e,k ) KO NČ 1 Napájecí nádrž KÈ Přednášky E1 - 2013

Změna tepelného schématu při použití přihřívání Oproti základnímu příkladu výpočtu RC oběhu se vlivem použití přihřívání páry tepelné schéma změní, protože je prováděno ještě jednou přehřívání páry (III), které se nazývá přihřívání. Význačnou změnou je, že TM je nyní složen ze dvou částí (dílů) a v TZ přibude ještě přihřívák páry, kde se provádí další izobarické přehřívání páry. qp2 at1 at2 6 7 5 Přednášky E1 - 2013

Zobrazení ideálního oběhu v i-s qp1 at1iz qp2 at2iz Oproti původnímu oběhu je nyní celkové přivedené teplo složeno ze dvou částí a zisk technické práce je složen také ze dvou částí, které vstupují do generátoru. Přednášky E1 - 2013

Hodnoty potřebné pro realizaci výpočtu Aby bylo možné provést výpočet musíme znát jednotlivé hodnoty do vztahu pro výpočtů účinnosti, tj. stavové veličiny pracovní látky v jednotlivých místech TO. Dále pak musíme znát hodnotu ztrát, pokud nebudeme počítat pouze ideální RC oběh, a hodnotu požadovaného PE. Stavové veličiny v průběhu oběhu pracovní látky dokážeme určit na základě znalosti parametrů v jednotlivých místech oběhu. Jediné parametry, které neznáme jsou v bodě 6, tj. stavy pracovní látky po první expanzi ve VT dílu TM. Přednášky E1 - 2013

Určení parametrů v bodě 6 Pro určení parametrů, vyjdeme z předpokladu, že pokud máme docílit zvýšení RC oběhu je nutné, aby účinnost nově přidané fáze (přihřívání) byla vyšší než účinnost ekvivalentního CO původního RC oběhu bez přihřívání. Pro zaručení této podmínky budeme požadovat, aby účinnost přidaného cyklu byla minimálně stejná nebo vyšší než účinnost ekvivalentního CO procesu III – přehřívání páry. Protože výstupní teplota dílčích ekvivalentních oběhů CO původního RC oběhu, ale i po přidání přihřívání, bude pořád stejná (daná teplotou v kondensátoru), a dá se předpokládat, že vyšší teplotu na výstupu z přihřiváku, než má teplota přehřáté páry nemůžeme získat (stejný TZ), lze stanovit na základě adiabatické expanze v NT dílu hodnotu tlaku v bodě 6, jestliže budeme požadovat minimální suchost páry x=0,9 a tím odečíst hodnotu entalpie. Přednášky E1 - 2013

Určení parametrů v bodě 6 Druhý TZ: dq=Tds T3-4 = T5-6 = dq/ds=di/ds=(i5 – i6 )/(s6 – s5) Neznámé hodnoty určíme z hodnoty průsečíku požadované vlhkosti páry na výstupu z NT a teploty v bodě 6. p5 i7 i6 i5 5 7 6 x = 0,9 te= 30 oC Přednášky E1 - 2013

Výpočet účinnosti s přihříváním Po určení parametrů už výpočet pokračuje úplně podle stejné metodiky jako při výpočtu RC oběhu bez přihřívání. Určí se hodnoty zisků práce a přivedeného pro stanovení ideální tepelné účinnosti at2iz qp2 qp1 at1iz Účinnost celé elektrárny: helt = hizt . htd. hm . hg . hpot . hTZ . hVS Přednášky E1 - 2013

Výpočet tepelného schématu Výpočtem se stanovuje ve schématu: A) Účinnost RC oběhu B) Hmotnostní tok pracovní látky TO [kg/s] Měrný hmotnostní tok pracovní látky TO [kg/Ws] C) Hmotnostní tok chladicí vody [kg/s] Měrný hmotnostní chladící vody [kg/Ws] D) Hmotnostní tok paliva [kg/s] Měrný hmotnostní tok paliva [kg/Ws] Základem je vždy řešení energetických bilancí Přednášky E1 - 2013

Výpočet hmotnostního toku pracovní látky TO Bilanční rovnice turbosoustrojí bez přihřívání Bilanční rovnice turbosoustrojí s přihříváním Přednášky E1 - 2013

Přihřívání (vysoušení) syté páry JE U jaderné elektrárny s tlakovodními reaktory není možné realizovat přihřívání páry stejným způsobem jako u klasických PE. Pára na výstupu z VT-dílu turbíny se nezavádí zpět do parogenerátoru, ale do separátoru, kde se mechanickou cestou odstraňují kapičky vody. Z mokré páry se na výstupu ze separátoru stává přibližně sytá pára bod A. Zvýšení teploty páry při konstantním tlaku Pp se provádí v přihříváku páry, který je ohříván odběrovou parou z VT-části turbíny - bod 6. Přednášky E1 - 2013

Přednášky E1 - 2013

Regenerativní ohřev = minimalizace nejméně účinné fáze RC oběhu Přednášky E1 - 2013

Přihřívání pracovní látky u plynových oběhů Přednášky E1 - 2013