EKONOMIČNA PROIZVODNJA I RACIONALNO KORIŠTENJE ENERGIJE

Transcript

1 List:1 EKONOMIČNA PROIZVODNJA I RACIONALNO KORIŠTENJE ENERGIJE NEKI PRIMJERI ZA RACIONALNO KORIŠTENJE ENERGIJE UTJECAJNI FATORI EKONOMIČNOSTI POGONA: Konstrukcijska izvedba energetskih ureñaja, što utječe na: - gubitke zbog osjetne topline koja se ispušta u okolinu putem izlaznih dimnih plinova, - gubitke zbog odvoñenja topline u okolinu zračenjem i konvekcijom. - gubitke zbog nepotpuna izgaranja. Pogonsko opterećenje, što utječe na: - gubitke zbog osjetne topline koja se ispušta u okolinu putem izlaznih dimnih plinova, - gubitke zbog odvoñenja topline u okolinu zračenjem i konvekcijom. - gubitke zbog nepotpuna izgaranja. Održavanje pogonske ispravnosti energetskih strojeva, opreme i ureñaja, što utječe na: - razne gubitke koji nastaju zbog njihova neispravna stanja. Režim rada pogonskih strojeva, što utječe na: - ukupnu pogonsku iskoristivost.

2 List:2 Ovisnost gubitka osjetne topline izlaznih dimnih plinova o njihovoj temperaturi i pretičku zraka za izgaranje Utjecaj pretička zraka na kvalitetu izgaranja Utjecaj pretička zraka na iskoristivost generatora pare

3 List:3 Utjecaj pretička zraka na gubitke u generatoru pare

4 List:4 Ovisnost gubitka topline zbog zračenja u okolinu o kapacitetu i opterećenju generatora pare Ovisnost iskoristivosti o opterećenju

5 List:5 Čistoća ogrjevnih površina utječe na: prijelaz (izmjenu) topline, pogonski kapacitet, izlazne gubitke osjetne topline, otpore strujanja toplinsko opterećenje materijala. Primjer utjecaja zaprljanosti na prijelaz topline Koef. toplinske vodljivosti: čelik =45 W/mK, kamenac =1,2 W/mK, čaña =0,12 W/mK Primjer utjecaja zaprljanosti na toplinsko opterećenje Koef. toplinske vodljivosti: čelik =45 W/mK, kamenac =1,2 W/mK, čaña =0,12 W/mK

6 List:6 Zaprljanost rashladnih površina kondenzatora turbine utječe na: smanjenje prijelaza (izmjene) topline izmeñu ispušne pare i rashladne vode; povećanje protoka rashladne vode: - povećanje utroška rashladne vode, - povećanje energije za cirkulaciju vode; smanjenje kapaciteta parne turbine radi manjeg raspoloživa toplinskog pada; smanjenje iskoristivosti toplinskoga ciklusa zbog porasta ispušna tlaka (smanjenje vakuuma, odnosno porast tlaka na izlazu iz turbine); porast specifična utroška pare (kg/kw); porast otpora strujanja rashladne vode (povećanje napora pumpe, povećanje utroška energije za cirkulaciju rashladne vode). Utjecaj tlaka u kondenzatoru na toplinsku iskoristivost parnoga ciklusa

7 List:7 Primjer proračun gubitaka zbog propuštanja Zadatak je utvrditi gubitke zbog propuštanja pare iz nekog dijela postrojenja, kako bi se na odgovarajući način vrijednovala šteta i stimuliralo ažurno održavanje. Propuštanje pare uzrokuje indirektne gubitke goriva i demineralizirane vode. Gorivom se nadoknañuje gubitak energije, a demineraliziranom vodom gubitak mase radnoga fluida. Pretpostavljena površina otvora propuštanja A cm 2 1,0 Radni tlak pare p bar 14 Radna temperatura pare t 0 C 280 Kritični tlak ekspanzije pregrijane pare p k =0,54p bar 7,56 kroz neoblikovani otvor (neproširena sapnica) Spec. volumen kod kritična tlaka v k m 3 /kg 0,295 Entalpija pare kod početna stanja (p, t) h 1 kj/kg 2990 Entalpija pare kod kritična tlaka (p k ) h k kj/kg 2855 Toplinski pad ekspanzije h=h 1 - h k J/kg 135x10 3 Izlazna brzina uz koef. brzine =0,95 c = φ 2 h m/s 494 Efektivni presjek istjecanja uz koef. kontrakcije presjeka =0,75 A ef = A m 2 0,75x10-4 Gubitak pare kroz otvor od A=1cm 2 Aefc kg/s 0,126 m p = vk Entalpija vode kod okolna stanja (20 0 C) h 0 kj/kg 84 Gubitak topline s ispuštenom parom Q p =(h 1 -h 0 )m p kj/s=kw 366 Povećana potrošnja (gubitak) goriva uz donju toplinsku vrijednost H d = kj/kg 3600Qp kg/h 36,5 B= te iskorstivost generatora pare GP =0,88. ηgphd Povećana potrošnja demineralizirane vode za nadoknadu propuštanja D w =3600 m p kg/h 454

8 List:8 Gubici goriva zbog propuštanja pare kod različitih tlakova i površina propuštanja

9 List:9 Primjer rekuperacije toplne izlaznih dimnih plinova iz procesne peći Prikazan je primjer rekuperacije topline izlaznih dimnih plinova izjedne procesne peći. Izlazna temperatura dimnih plinova je C, a koeficijent pretička zraka =1,5. Rekonstrukcijom, u cilju rekuperacije topline, postiglo se smanjenje izlazne temperature dimnih plinova na C te smanjenje koeficijenta pretička zraka na =1,25. Rekuperirana toplina iskorištena je za proizvodnju srednjotlačne pare. Izlazni gubitak osjetne topline dimnih plinova: h izl VplCpl(tpl t0 ) = 100 (%) H d gdje je: V pl volumen dimnih plinova po 1 kg goriva, C pl - spec. toplina dimnih plinova, t pl - izlazna temperatura dimnih plinova, t o - temperatura okoline, H d - donja toplinska vrijdenost goriva Tehno-ekonomski rezultat izvedene rekuperacije topline i smanjenja pretička zraka za izgaranje je povećanje ukupne energetske iskoristivosti sustava za 17 %.

10 List:10 Shema sustava za rekuperaciju topline dimnih plinova iz procesne peći: 1- procesna peć, 2- utilizator, 3 - regulacijska zaklopka, 4 - ventilator, 5 - dimnjak, 6 - cirkulacijske pumpe, 7- regulacijski ventil, 8 posuda za odsoljavanje, 9 posuda za pražnjenje, 10 napojni spremnik, 11 regulacijski ventil, 12 napojne pumpe, 13 pumpe za dopunjavanje

11 List:11 Racionalno korištnje energije za pogon centrifugalnih pumpi Energija za pogon centrifugalnih pumpi proizlazi iz izraza: QρgH N= (kw) 1000η p gdje je: Q količina dobave pumpe, - gustoća fluida, g- gravitacija, p -iskoristivost pumpe. Centrifugalne pumpe imaju karakteristike prema kojima se promjenom količine dobave mijenja napor (visina dobave) i iskoristivost pumpe, a prema tome i energija za pogon. U skladu s time, režim pogona pumpe i izbor vrste pogonskoga stroja treba biti na način da se postignu efekti optimalne potrošnje energije. Regulacija dobave prigušivanjem uz konstantnu brzinu vrtnje Smanjenje dobave prigušivanjem od Q 1 na Q 2 povećava se napor pumpe od H d1 na H d2, a uz to smanjuje se i iskoristivost od p1 na p2, što je nepovoljno.

12 List:12 Regulacija dobave promjenom brzine vrtnje Smanjenje dobave promjenom brzine vrtnje smanjuje se iskoristivost pumpe, ali se smanjuje i njen napor, što je povoljnije nego u slučaju kada se promjena dobave vrši prigušivanjem uz konstantnu brzinu vrtnje. Ušteda energije za pogon pumpe s regulacijom dobave promjenom brzine vrtnje (parna turbina, hidraučična spojka, tiristorski upravljani elektromotor)