Prez 8 Stepeni Iskorištenja

8/17/2019 Prez 8 Stepeni Iskorištenja

1/39

Potrošnja goriva i stepeni

iskorištenja utermoelektranama


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"


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"


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)"


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"


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"


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)"


8/39

• !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"


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"


10/39

• 9anas u javnim termoelektranamakao pogonski agregat dominiraisključivo parna turbina" :jene suprednosti# velika jedinična snaga, uzvisoke parametre svježe pare ('+!ar i ;;


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"


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"


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 ;


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"


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"


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

⋅

=


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


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


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 ⋅=


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"


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


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"


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 &')"


24/39

Slika 4.5 Radna šema jednostavne kondezacione elektrane


25/39

Slika 4.6 Radni ciklus parne kondenzacione

turbine u i-s dijagramu


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


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#


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


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


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


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'


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


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 ⋅⋅=⋅==


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


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


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


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


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 −⋅==


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

Documents

Prez 8 Stepeni Iskorištenja