VYUÅ½ITÃ DRUHOTNÃCH ZDROJU ENERGIE

More documents

Recommendations

Info

$6\VWHP $GPLQLVWUDWLRQ 0DGH (DV\$

V prvém případě je zpravidla nutno do systému zařadit směsnou stanici topného plynu, kde se pro vyrovnávání disproporcí mezi výrobou a spotřebou topného plynu zařazuje výroba, příp. úprava tohoto plynu na požadované množství plynu podle spotřeby a konstantní výhřevnost topného plynu, příp. Wobbeho číslo. Schéma tohoto způsobu je na obr.5. Schéma využití konvertorového plynu pro energetiku je na obr.6. Obdobně je možno řešit využití chemického tepla i jiných odpadních plynů. Např. využití vysokopecního plynu, degazačního plynu, odpadních bioplynů a procesních plynů z chemické výroby. Při tomto způsobu využití je výhodou oproti prostému spalování vyšší transformace energie v plynu na elektrickou energii než např. při spalování plynu v kotli a vyrobenou páru použít v parní turbině k výrobě elektrické energie. Přímému využití ve spalovací turbině však často brání znečištění plynu mechanickými částicemi (např. v případě vysokopecního plynu). Rozšiřuje také využití tohoto druhu odpadní energie prostřednictvím kogeneračních jednotek se spalovacími motory. Jedná se o jednotky řádově 10 kW až 2 000 kW. Jsou provozovány na bioplyn skládkový, z čistíren odpadních vod a degazační plyn a jiné druhy odpadních plynů (produkce zpracování odpadů živočišné zemědělské výroby). Měrné náklady těchto jednotek jsou řádově 25 000 až 15 000 Kč/kW e .(s rostoucím výkonem se měrné investiční náklady snižují). V posledních 10 letech se objevují na trhu malé spalovací turbiny, poměrně levné, které mají oproti pístovým motorům výhodu v menších rozměrech a nižšími náklady na údržbu. Jedná se o jednotky o výkonech 30 až 200 kW e , měrné investiční náklady jsou 29 000 až 16 000 Kč/kW e . Příklad výpočtu využití konvertorového plynu v kogenerační jednotce se spalovací turbinou. Schéma zařízení: T-s Diagram ideálního a skutečného oběhu: Výpočty: (Poznámka: Veškeré objemy jsou vztaženy na normální stav plynu) Stanovení měrné izotermické práce vzduchového kompresoru: aizK i2izK − i1K Teplota na konci izotermické komprese 2izPK −3 = [ kJ . m ] κ −1 ⎛ p κ κ 1 2 ⎞ − = T ε κ 1 ⎜ ⎟ K = T1 K k p1 T [ K ] ⎝ ⎠ Termodynamická účinnost (izoentropická) kompresoru 10
i − i a 2izK 1 izK η izK = = [ − ] ´ i2K − i1 avnK Ńa základě zvolené hodnoty η izK , která bývá 0,8 až 0,96 (podle velikosti) se určí entalpie spalovacího vzduchu na konci skutečné komprese i ´ 2K a z regresní funkce pro entalpii vzduchu nebo plynu (obecně) 2 i = a. t + b. t [ C] o ´ určíme teplotu vzduchu na konci komprese T 2K Vnitřní měrná práce vzduchového kompresoru je ´ −3 avnk = i2K − i1K [ kJ . m ] Obdobně se určí měrná práce plynového kompresoru: −3 aizPK = i2izPK − i1PK [ kJ . m ] Teplota na konci izoentropické komprese κ −1 ⎛ p κ κ −1 2PK ⎞ ε κ 2 1 ⎜ ⎟ izPK = T PK = T1 PK . PK p1PK T [ ] K ⎝ ⎠ Kompresní poměr plynového kompresoru ε PK nemusí být stejný jako kompresní poměr vzduchového kompresoru ε K Ze zvolené hodnoty termodynamické účinnosti plynového kompresoru stejným způsobem stanovíme entalpii na konci skutečné komprese i ´ 2PK i2izPK − i1PK aizPK η izPK = = ´ i − i a 2PK 1PK a následně z regresní funkce pro entalpii plynu teplotu na konci komprese Vnitřní měrná práce plynového kompresoru bude ´ i i avnk 2PK − 1PK vnPK ´ T 2PK . −3 = [ kJ . m ] Bilance spalovací komory: Teplota spalin před spalovací turbinou T 1 ST je omezena materiálem lopatek, proto musí být spalování ve spalovací komoře s chudou směsí (vysoký přebytek vzduchu n ). Schéma spalovací komory: Bilance spalovací komory pro 1 m 3 n spalovaného plynu:: [ V sp −min + ( n −1 ). V vzd min ] i ST −3 + η [ kJ. m plynu] ´ ´ n. V vzd −min . i2 K i2 PK + Q i SK = − . 1 Z této rovnice se určí požadovaný přebytek vzduchu n . ´ i2PK + Qi. ηSK −Vsp−min. i1ST + Vvzd −min. i1 n = ´ V . i − i vzd −min ( ) 1ST 2K ST [ − ] 11
Page 1 and 2: Doc. Ing. Ladislav Kysela, CSc VYU
Page 3 and 4: ‣ b) ekonomickými podmínkami, t
Page 5 and 6: vytěženého uhlí - tj. zvýšen
Page 7 and 8: [kW] účinnost [%] účinnost [%]
Page 9: V tomto případě se používá sm
Page 13 and 14: Teplotu spalin na výstupu z turbin
Page 15 and 16: ) v mnohých případech se šetř
Page 17 and 18: Materiál postupuje proti proudu sp
Page 19 and 20: Vvzd . c pvzd .( tvzd 2 − tvzd1)
Page 21 and 22: Regenerátory U nich se děje vým
Page 23 and 24: ς −0,35 −2 zp = k1. Pt . 10 Zd
Page 25 and 26: Součinitel přestupu tepla ze stě
Page 27 and 28: Schéma: spaliny spr s pz λ sp 0,6
Page 29 and 30: V případech, kdy má přestup tep
Page 31 and 32: Za základ se bere bilance energie,
Page 33 and 34: 1 α [kW] Pzp = k −st. . S st .(
Page 35 and 36: Tak např. při výkonnosti turboko
Page 37 and 38: znamená, že výroba elektrické e
Page 39 and 40: Možnosti využití odpadního tepl
Page 41 and 42: této energie a na výstupu se pak
Page 43 and 44: V teplárnách s protitlakými turb
Page 45: Otázky ke zkoušce z předmětu

VYUÅ½ITÃ DRUHOTNÃCH ZDROJU ENERGIE

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

VYUÅ½ITÃ DRUHOTNÃCH ZDROJU ENERGIE