ENERGETSKA POSTROJENJA
(Parne elektrane)
Poglavlje: 1
List: 1
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Topl.
površine
Topl.
Stator
Kinet.
Rotor
Meh.
energija
energija
energija
energija
energija
PARNE ELEKTRANE
Parne elektrane
su termoenergetska postrojenja za proizvodnju
električne energije, u čijim se kružnim procesima, kao radni fluid, koristi
para s određenim pogonskim parametrima (tlak, temperatura).
Shema pretvorbe energije u parnim elektranama
GENERATOR PARE
TURBINA
Gorivo
Kem.
energija
Ložište
D. pl.
Ogrjevne
Para
Para
GENERATOR
Kružni proces po kojemu se odvija pretvorba toplinske energije u
mehaničku (električnu) naziva se Clausius – Rankineov koji se u
svome teoretskom obliku, ako se zanemare nepovratni gubici, odvija
između dvije izobare i dvije izentrope.
Parnu elektranu čine sljedeći osnovni dijelovi:
- generator pare u kojemu se proizvodi para potrebnih radnih parametara
(tlaka i temperature);
- parni turbogenerator u kojemu se ekspanzijom pare vrši pretvorba
toplinske energije pare u mehanički rad, odnosno u električnu
energiju;
- kondenzator u kojemu se para vraća u tekuće stanje;
- napojna pumpa pomoću koje se voda tlači te podiže na stanje (tlak) s
kojim ulazi u generator pare.
Osnova shema parne elektrane T-s dijagram C-R kružnog procesa
T
1
6 1
T
i=
konst.
5
5
p
i=
konst.
6
2
4
4
T
k=
konst. p
k=
konst.
3 2
3
s
p-v dijagram C-R kružnog procesa h-s dijagram C-R kružnog procesa
p h
1
6
4 5
p
i
=
konst
6 1
5
2
4
p
k=
konst.
3 2 3
v s
p
Kod promatranja idealna (teorijskoga) procesa ne uzimaju se u obzir
nepovratni gubici u procesu (trenje, prigušivanje, vrtloženje).
Teorijski rad idealnoga (reverzibilnoga) C-R procesa
w
t
=w
t,t
-w
t,p
=(h
1
-h
2
)-(h
4
-h
3
)
Stvarni rad realnoga C-R procesa
Turbina Pumpa
h
h
1
h
2'
T
1,0
p
2
p
1,0
1
h
T
1
p
1
4'
h
4'
4
h
4 2
h
3
3
s s
Uzimajući u obzir unutarnje nepovratne gubitke, slijedi:
Unutarnji rad turbine (po jedinici mase)
gdje je:
w
i,t
= h
1
-h
2'
= (h
1
-h
2
)η
i,t
Utjecaj unutarnjih gubitaka u pumpi na unutarnju
ukupnu iskoristivost energetskoga procesa je relativno malen,
pa se s
dovoljno točnosti može uzeti da je η
i(t,p)
~η
i,t
, odnosno:
η
i=
η
t
η
i,t
Ukupna iskoristivost energetskoga procesa na spojci
turbine
Određuje se uzimajući u obzir mehaničke gubitke (u ležajima,
uljnim pumpama, reduktoru), odnosno množenjem unutarnje
(η
i
) i mehaničke iskoristivosti (η
m
).
gdje je:
η
a
=
η
i
η
m
= η
t
η
i(t,p)
η
m
η
m
- mehanička iskoristivost turbine (0,97…
0,99).
Ukupna efektivna iskoristivost energetskoga procesa do
stezaljka generatora električne energije
Određuje se uzimajući u obzir gubitke u generatoru, odnosno
množenjem ukupne vanjske iskoristivosti (η
a
) s iskoristivošću
generatora (η
eg
).
η
e
=
η
a
η
eg
= η
t
η
i(t,p)
η
m
η
eg
gdje je:
η
eg
– iskoristivost generatora el. energije (0,96…0,99).
