curs1 cre vatau

Upload: suba-florin

Post on 04-Apr-2018

234 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    1/69

    Energia.Resurse i rezerve energetice. Producere i consum.

    Energia este (conform definiiei date de Max Plank) capacitatea u

    de a produce efecte exterioare lui.Energia poate fi:

    mecanic, termic (energia intern, entalpia), electric, chimic, energia radiaiilor electrodinamice.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    2/69

    Sursele de energie primarsunt constituite din:

    combustibili solizi, lichizi sau gazoi, energia apelor, energia soarelui, energia vntului, energia geotermal.

    Sursele de energie secundarsunt constituite din: energia electric, cldur.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    3/69

    Energia electric prezint urmtoarele avantaje:

    se poate transporta pe distane mari, se poate msura exact, are efect nepoluat.

    Energia electric are dezavantajul c nu poate fi stocat.

    Politicile energetice ale uneiri se refer la evaluarea resur

    energetice, la producerea, conversia i distribuia energiei ndezvoltarea cerinelor de consum.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    4/69

    Rezerva energetic este un zcmnt natural ce poate fi exploatat.

    Resursa energetic este o noiune mai larg ce cuprinde i prile posibilede depistare.

    Tabelul 1.2. Studiul resurselor energetice al Consiliului Mondial alEnergiei, Madrid 1992 (10 9 tpe).

    Datele din1990

    Scenariul dereferin

    pentru 2020

    Scenariulcreterii

    economice2020

    Scenariul cuprioritate

    ecologic 2020 Cr bune 2,3 (26%) 3,2 (24 %) 4,8 (28 %) 2,1 (19 %)

    Petrol 2,8 (32 %) 3,7 (28 %) 4,6 (27 %) 2,7 (24 %)Gaze 1,7 (19 %) 2,8 (21 %) 3,5 (20 %) 2,3 (21 %)

    Energie nuclear 0,4 (5 %) 0,8 (6 %) 1,0 (6 %) 0,7 (6 %)Energie hidro 0,5 (6 %) 1,0 (%) 1,2 (7 %) 0,9 (8 %)

    Noi resurse (solar,geotermic) 0,2 (2 %) 0,5 (4 %) 0,8 (5 %) 1,5 (13 %)

    Resurse tradiionale(lemn, biomas) 0,8 (10 %) 1,3 (10 %) 1,2 (7 %) 1,0 (9 %)

    Total 8,7 (100 %) 13,3 (100 %) 17,2 (100 %) 11,2 (100 %)1 tpe = 44,8 10 9 Joule

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    5/69

    Tabelul 1.3. Consumul mondial de energie electric pe cap dlocuitor kWh/loc.

    Anul 1980 1985 1990 2000Consumelectric 2280 2890 3770 5940

    La nivelul anul 1980 se nregistrau urmtoarele valori de consum

    energie electric pe cap de locuitor: Canada: 12.000 kWh/loc., Britanie: 10.000, Suedia: 9.000. SUA: 8.500. Romnia declara lrespectiv 4.200 kWh/loc.

    Tabelul 1.4. Evoluia consumului de energie electric (EE) i a puterinstalate (P i) pe plan mondial.

    Anul 1980 1985 1990 2000EE [TWh] 925 12.980 17.350 30.990Pi [GW] 2.140 3.000 4.020 7.180

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    6/69

    Tabelul 1.6. Producia mondial de energie el An 1980 1985 1990 2000

    Energia electric [TWh]2950 12980 17350 30990

    Tabelul 1.7. Evoluia procentual a producerii energputerii instalate.

    Tipul centralei electrice1980 1985 1990E Pi E Pi E PiCentral hidroelectric 18,2 19,1 16,3 18,5 15,1 18,3

    Central nuclear 10,7 8,6 12,1 11,9 20,6 16,0Central termoelectric

    clasic 71,1 72,3 71,6 69,6 64,3 65,7

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    7/69

    Tabelul 1.8. Energia electric vndut n Romn 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1967.371 57.862 47.709 40.515 40.449 38.105 44.779 46.720 43

    Pentru nivelul anul 1997 energia electric vndut a avut componen:

    70 % pentru consumatorii industriali i similari; 18 % pentru abonaii casnici; 12 % pentru teriari.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    8/69

    Fig.1.1. Consumul de energie primar pe locuitor n Romnia i n rilemembre sau candidate la UE 1995

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    9/69

    Fig.1.2. Intensitatea de energie primar n Romnia comparativ curile membre saucandidate la UE 1995

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    10/69

    Producerea de energie electric n termocentrale

    Forma clasic de obinere a energieielectrice n termocenelectrice a atins deja performane maxime sub randamentelor obinute 35 40 %, ct i a puterii unitare rea

    pentru un bloc energetic. Crbunele brun are o putere caloric ntre 2000 kcal/kg4800 kcal/kg i se folosete cu precdere n centralele electr

    Puterea electric produs pe o unitateeste n Europa de 600 700MW.

    Puterea electric produs pe o unitate este n SUA i fosde 1100 1200 MW.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    11/69

    Centrale termoelectrice de putere mare n Romsunt localizatastfel:Rovinari, cu 4330 MW + 2200 MW = 1720 MW;Deva 5210 = 1050 MW;Craiova 2315 + 2100 + 155 + 350 = 1035 MW;Brila 1 330 + 3210 = 960 MW;Brazi 2200 + 2105 + 550 = 860 MW;Ludu 2 200 + 4100 = 800 MW;Turceni 2330 = 660 MW.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    12/69

    Fig.1.3. Evoluia puterii maxime a grupurilor instalate n cent

    Romnia comparativ cu evoluia energiei electrice produse.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    13/69

    Producerea de energie electric n hidrocentrale

    Potenialul hidroenergetic poate fi apreciat prin producia potspecific pe arie de bazin, GWh/ankm2 i prin producia potenial spe pe cantitatea de ap scurs, kWh/m3. n tabelul 1.9 se ofer pe principalele ri europene potenialul hidroenergetic.

    Tabelul 1.9. Potenialul hidroenergetic TWh/an

    ara Teoretic TehnicamenajabilEconomicamenajabil

    1. Norvegia 557 152 104,52. Frana 314 82 64,5

    3. Suedia 196 80 604. Spania 144 63 47

    5. Romnia 85 23 17,56. Anglia 63 12 8,67. Bulgaria 35 16 10,2

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    14/69

    Dunrea este amenajat n trei sectoare avndurmtoareldiferene de nlime i debite medii:

    cursul superior, zon la confluena cu Morava: 987 m i 1980 m3 /s;

    cursul mijlociu, pn la Bazia: 70 m i 5440 m3 /s; cursul inferior, pn la Sulina: 68 m i 6300 m3 /s.

    Potenialul amenajabil totaleste de 8600 MW.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    15/69

    n construcia de turbine hidro se constat urmtoarele: pentru amenajri hidro de joas cdere, care n trecut erau

    neeconomice, s-a extins folosireaturbinelor bulb cu ax orizontaa turbinelor Strafo;

    turbinele Kaplan se folosesc la cderi de 20 50 m i au rotorpeste 8 m;

    turbinele Francisc acoper o derivaie mare a cderilor de ap

    care sunt construite, iar puterile pe unitate au ajuns pn-750MW. Turbinele Pelton se folosesc la cderi mari.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    16/69

    n Romnia, hidrocentralele mai marisunt n ordine: Porile de Fier 1 cu 6178 = 1068 MW, Lotru cu 3170 = 540 MW,

    Porile de Fier 2 cu 827 = 216 MW, Arge cu 455 = 220 MW, Mrielu pe Some cu 273,5+173 = 220 MW i

    Bicaz pe Bistria cu 427,5 = 210 MW.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    17/69

    Producerea de energie electric n centralele ncleare

    La 2 decembrie 1942 la Universitatea din Chicago echipa Enrico Fermi pune n funciuneprimul reactor.

    Prima central nuclearoelectric este pus n funcionare23.12.1957 la Shippingport SUA avnd 100 MWe

    n Romnia funcioneaz din 1996 primul r CANDU de 660 MWe la centrala nuclearoelectric de la C

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    18/69

    Tabelul 1.11. Centrale nucleare la 1.01.1985Starea Nr.ri Nr.reactoare Putere instalat /Mwe/

    n funcionare n construcie

    n funcionare nviitorul apropiat

    262732

    345180525

    219.718163.448383.166

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    19/69

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    20/69

    Transportul i distribuia energiei electrice n 1876 Jablocikov i Usaghin, ntr -o realizare aproape simultan

    Dry Blathy Zipernovski la Budapesta, au construitprimultransformator electric.

    Primele posibiliti de transport a energiei electriceau fostdemonstrate de Marcel Dprez n anul 1881 care a reuit un transpexperimental n curent continuu la1800 m i o tensiune sub 2 kV.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    21/69

    n 1882 primele ncercri de iluminat publicla Londra, New-Y

    i Bellegarde i n acelai an la Bucureti se realizeaz sdemonstraie iluminarea interioar a palatului din Calerespectiv iluminatul exterior al Palatului Cotroceni. Sdinam antrenat de o locomobil.

    n 1 noiembrie 1884 Timiorii i se recunoate ntieiluminatul public. S-au alimentat 731 de lmpi cu incandes

    16 lmpi cu arc, sursele fiind plasate pe locul actual al Transport -Dispecer din Timioara.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    22/69

    Utilizarea energiei electrice n scopuri practice ctig foarte mult pri

    inventarea n 1889 de ctre rusul Dolivo Dobrovolskia motorulasincron.

    n 1891 construcia primei linii de curent alternatila 15 kV, pedistana de 175 km de la Lauffen la Frankfurt. Prima linie n curent alternativ de 110 kV este construit n 19,

    iar n 1912 n Europa existau deja linii de 110 kV folometalici cu zbrele.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    23/69

    n 1923 se construiete linia de 400 kV de la Ludu la Mukace

    Lemeeni realizndu-se prima interconectare la acest nivel URSS i Ungaria.

    Tensiunea maxim de transport n ar este cea de 7,realizat n 1986 prin conectarea staiei de 750/400 kV cu linia ce tranziteaz ara venind din Ucraina spre Bulga

    Trecerea de la un nivel de tensiune la altul n transpoeconomic cu o treapt de 1,5 2 i este dictat de mrimea enelectrice transportat n condiii de pierderi minime.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    24/69

    Odat cu dezvoltarea sistemului electroenergetic naional s-a pus

    problema interconectrii cu sistemele vecine. Astfel, n 1950 prinlinia de 60 kV s-a realizat o interconectare cu Bulgaria Grozveti, Giurgiu la Russe. n 1959 prima staie de 110 kconstruit n Timioara a fost interconectat cu IugosaviaKikinda. n 1968 printr-o linie de 220 kV plecnd de la Ialni Craiova s-a realizat nc o legtur cu Bulgaria, iar n 1971

    punerea n funciune a hidrocentralei de la Porile de Fier s-a realizat ointerconectare la 400 kV cu Iugoslavia. La acelai nivel de tensi1972 s-a fcut interconectarea cu Ungariape traseul Arad- Ndlac-Szeged.

    Actualmente n ar sunt normalizate pentru transport tensiunilede 220 kV, 400 kV i 750 kV. Pentru distribuia la medie tensiunesunt adoptate liniile subterane de 6 i 10 kV, respectiv aeriene 20 kV , disprnd nivelele de 15 i 35 kV. Tot cu caracter ddistribuie specific este considerat acum i nivelul de 110 kV.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    25/69

    Consumatori de energie electric

    Consumatorul electric reprezint ansamblul tuturor rece-un

    spaiu dat, legate printr-un scop tehnologic f uncional.

    n Romnia, termenul de consumator electric are

    cuprinznd attreeaua de alimentare, ct i totalitatea rechipamentelor de comutaie, comand, protecieunei uniti industriale la care se face referin.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    26/69

    Clasificarea consumatorilor electricia)Dup valoarea puterii absorbite:

    mici consumatori (sub 50 kW);

    mari consumatori (peste 50 kW).b)Dup specificul activitii productive:

    consumatori neindustriali;

    consumatori industriali.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    27/69

    c)Dup condiia de continuitate n alimentarea cu energie elec

    categoria 0 -ntreruperea alimentrii duce la explozii, incendde viei omeneti;

    categoria 1 -ntreruperea alimentrii conduce la dereg produciei, imposibil de recuperat i la dezorganizasociale;

    categoria 2 -ntreruperea alimentrii determin pierderi de

    recu-perabile; categoria 3 -ntreruperea alimentrii nu influeneaz direct pro -

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    28/69

    Clasele de mari consumatori de energie electric dup nivelulputeriicerute sunt urmtoarele:

    ClasaPuterea cerut

    [MW]

    Treapta detensiune minim n punctul de

    racord [kV]

    Posibiliti de alimentare Direct la ten-

    siunea de:[kV]

    Prin transfor-mator de:

    [kV]

    A Peste 50110220400

    110220

    110/m.t.

    220/m.t.220/110400/110

    B 7,5 - 50 110 110 110/m.t.

    C 2,5 7,520110

    20110

    20/0,4

    20/6110/m.t.

    D 0,05 2,561020

    61020

    6/0,410/0,420/0,4

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    29/69

    Curbelede sarcinse ref er la variaia n timp a puterii active P(t)puterii reactive Q(t).

    Parametrii curbei de sarcinsunt urmtorii:

    Energia electric activ zT

    a dt t PW 0

    )( ;

    Energia electric reactiv zT

    r dt t QW

    0

    )( ;

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    30/69

    Putereaelectric activ mediePmed= Wa / Tz ; Puterea electric activ maximPmax , Puterea electric a

    minimPmin , Puterea electric reactiv maximQmax , Putereelectric reactiv minimQmin;

    Coeficientul de utilizare al puterii maximeKu = Pmed/ Pmax; Coeficientul de uniformizare al curbei de sarcin = Pmin/ Pmax;

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    31/69

    Factorul de putere mediu

    2)(11cos

    a

    r

    W W

    ;

    Durata de utilizare a puterii maximeT = Wa / Pmax; Timpul de pierderi timpul n care s-ar realiza aceleai pierde

    energie n reeaua de alimentare a consumatorului cnd ac puterea maxim n timpul T.

    P

    T

    RU Pdt R

    U t P

    z

    2

    2max

    02

    2

    )(

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    32/69

    Sistemul energeticcuprinde totalitatea elementelor ce realizeaz Extracia resurselor energetice; Producerea energiei; Transformarea energiei; Transportul energiei; Distribuia energiei.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    33/69

    Sistemul electroenergeticcuprinde totalitatea elementelor ce real

    Producerea energiei;

    Transformarea energiei; Transportul energiei; Distribuia energiei.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    34/69

    Sistemul electriccuprinde:

    Generatorul; Transformatorul ridictor de tensiune;

    Linia de transport; Transformatorul cobortor de tensiune; Reeaua de distribuie; Postul de transformare; Consumatorul.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    35/69

    Centrale termoelectrice

    Prin noiunea desistem se nelege un ansamblu de elementerealizatn scopul acoperirii unei funcii, funcie definit n sens glo Sistemul fizic va fi reprezentat de sistemul alctuit din elem

    natur material, substan sau cmp.

    Sistemul termodinamic particularizeaz sistemul fizic pentrexist schimb de energie i substan ntre elementele lui cosau cu exteriorul.

    Sistemele care schimb cu exteriorul att energie, ct i sdefinesc ca fiindsisteme deschise. Sistemele nchise schimb cu mediul ambiant numai energie.

    Sistemele izolatenu au schimburi cu exteriorul.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    36/69

    Schimburile de energie cu mediul exterior realizate dtermodinamic sunt sub form de lucru mecanic Dac lucrul mecanic este realizat de siste

    convenional el se consider pozitiv. Dac lucrul mecaniceste efectuat de exterior spre siste

    convenional el se considernegativ. Cantitatea de cldur receptat de sistem se consider pozit Cantitatea de cldur cedat de sistem este considerat neg

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    37/69

    Funcionarea unei centrale termoelectrice se bazepractic a celui de al doilea principiu al termodinam obinndu-selucru mecanic prin trecerea fluidului termic n dou s.

    Fluidul termic este amestecul ap-abur care evolueaz ntre douuna cald situat n cazan, cldura fiind obinut prin ardereacombustibili a doua surs esterece i estelocalizat n condenscentralei electrice. Sursa rece este ap de rcire aflat n circuit sepde circuitul apei de alimentare a cazanului.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    38/69

    Fluidultermic se poate caracteriza prin diverse mrimi de stare

    mrimi termice de stare: presiunea p, temperatura absolvolumulspecific v i energia intern u;

    mrimi calorice de stare: energia intern U, entalpia I i entropia S.

    Entalpia notat I, respectiv i, este definit prin relaia: I = U + pV sau i = u + pv

    Unitatea de msur a entalpiei este cea a energiei, adic J, reskcal, respectiv kcal/kg.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    39/69

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    40/69

    Succesiunea unor transformri pe care le sufe, numii agentde lucru, precumi modificrile valorilor mrim

    pot urmri sugestiv n diverse diagrame de tipu: T = f(S), i = f(s) sau p = f(v), p = f(i).

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    41/69

    Fig.2.1. Procesul de fierbere al apei; a) diagrama T = f(S), b) diagrama i = f(s)

    zona I corespunde st rii lichide a agentului termic; zona II este cea a vaporilor umezi caracterizai prin intermediul titlului

    x care se refer la cantitatea de umezeal a acestora; zona III este cea a vapor ilor uscai, supranclzii; zona IV core spunde vaporilor nelichefiai; poriunea ascendent a curbei din fig.2.1.a se refer la nceputul

    fierberii; poriunea descendent a curbei din fig.2.1.a se refer la sfritul

    fierberii; punctul K numit i punct critic corespunde trecerii directe din forma

    lichid n cea de vapori uscai. Lucrul mecanic este reprezentat de suprafeele de sub curba T = f(S) pn laaxa 0 S corespunztor cazului din fig.2.1.a, respectiv prin diferene deentalpii msurate prin lungimi de segmente pentru i = f(s) din fig.2.1.b.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    42/69

    Evoluia fluidului termic dintr-o stare n alta poate fi: izobar, izocor, izoterm i adiabat.

    La trecerea fluidului dintr-o stare n altase absoarbe i se cedeazcldur, respectiv lucru mecanic.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    43/69

    BC:nclzire

    izoterm;

    CD: destindereadiabatic;

    DA: condensareizoterm;

    AB: compresieadiabatic. Fig.2.2. Evoluia fluidului termic n ciclul Carnot

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    44/69

    Randamentul termic al cicluluieste:

    1

    2

    1

    2

    1

    mec

    1

    21c T

    T1QQ

    1Q

    LQ

    QQ(2.11)

    ecesitatea existenei sursei reci, deci i a cldurii cedate2 reducemrimea randamentului, carechiar n condiiile de ciclu ideal va fi la c< 50 %.

    Ciclul Carnot parcurs invers este un ciclu generator folosit cacomparaie pentru ciclurile reale ale mainilor frigorifice i ade cldur.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    45/69

    innd cont de proprietile fluidelor reale,forma ciclului real, nu

    ciclul Hyrn-Rankine este ilustratn fig.2.3.a.

    a) Diagrame de funcionare

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    46/69

    b) Circuitul termic

    Fig.2.3. Diagramele de funcionare i schema circuitului termic pcentral termoelectric(PAC pomp de alimentare cu ap a cazanului; PRA prenclzitoare regenerative ale apei de alimentare; T turbin; S supranclzitor; C cazan; Cd condensator; PAR pomp de alimentare cu ap rece; E j ejector; Pcd pompa de condens)

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    47/69

    punctul A se afl la temperatura de circa 70C i presiune redus. Su

    aciuneapompei de alimentare cu ap a cazanului PAC aceast presiune crete adiabatic pn la A1, unde poate ajunge la 10 bdac se dorete creterea randamentului se poate funciona la 8sau 180 bari.

    La 10 bari fierberea apei ncepe la 170C, aceti parametri atingndu-se n punctul B. Creterea temperaturii apei este realizat prin acldurii cedate acesteia nprenclzitoarele regenerative ale apei dealimentare PRA , cldura necesar fiind obinut prin prelevare

    abur din prizele corpuluiturbinei T . Dup terminarea fierberilocalizat n punctul C, urmeaz o destindere a aburului, adiabalocalizat n turbin.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    48/69

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    49/69

    Din punctul D, de la parametrii p1, T1 i i1 are loc destin

    adiabatic n turbin, ajungndu-se la parametrii p2, T2 i i2

    corespunztor punctului E. Aceast zon este caracterizat p-oumiditate sczut a aburului i se nltur posibilitatea apariieicavitaiei paletelor turbinei. Destinderea este posibil dacondensatorului Cd , unde apare condensarea vaporilor existeni urma destinderii.

    Se impune meninerea unui vid naintat i o temperatur reducondensator pentru favorizarea condensrii. Acest lucru se realcu unejector Ej alimentat cu abur, respectiv prin circularea apepom pa de alimentare cu ap rece PAR . Aceasta va constitui surs

    rece, apa fiind n circuit nchis sau deschis. Se ajunge la valorip2 = 0,03 0,07 bar, T2 = 30 40 C, s2 = 1,5 1,6 kcal/kgC, valoriinfluenate de temperatura apei de rcire.

    Pompa de condens Pcd repune condensul n circuitul principal.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    50/69

    Valorile parametrilor aburului n diferite momente ale evoluin legtur cu:

    puterea turbinei i metodele folosite pentru mrirea randamentului cirtermic.

    Bilanuri de cldur i randamente

    Randamentul total general al unei centrale termoelectrestedeterminat de randamentele realizate n instalaiile componente

    %CSI%100%100

    trgmtdtcdcgeneral = 30 45%

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    51/69

    a) Randamentul cazanului c este situat ntre 75% -90% i funcie cldura degajat prin arderea combustibilului Qa i cea pierdut n cazanc se exprim:

    c= (Q

    a Q

    c)/Q

    a. Pierderile de cldur n cazan se local

    gazelede ardere evacuate la co sau prin arderi incomplete a-tibilului, ct i n pereii cazanului prin conducie i radiaie sacenua evacuate calde.

    b) Randamentul conductelor cd este de 98 99% i corespun pierderilor de cldur prin suprafaa izolaiei termice.

    c) Randamentul ciclului termic teste sub cel teoretic de 50%.

    Randamentul ciclului termic cu referire la notaiile din fig.2.3.

    3121

    313231

    121

    t iiii

    iiiiii

    qqq

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    52/69

    d) Randamentul termodinamic al turbinei tdeste de 7090%.

    e) Randamentul mecanic al turbineieste m= 98 99%.f) Randamentul generatoruluieste g = 94 98%.

    g) Randamentul transformatorului electriceste tr= 98 99%.

    h) CSI este consumul serviciilor interne din central situat ntre15%.

    Metodele de mbuntire ale randamentului acioneaz n senlmririi lui Q1prin ridicarea parametrilor iniiali ai aburului i prmicorarea lui Q2 prin micorarea parametrilor finali ai aburului condensator.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    53/69

    mbuntirea randamentului prin r idicarea parametrilor iniiali

    ai aburului. Ridicarea presiunii iniiale a ciclului termic latemperatura constant corespunztoare fierberii, realizat prin

    dimensionarea corespunztoare a pompelor de alimentare cu ap acazanului, duce la modificri vizibile ale randamentului. n fig.2.6. seobser v c forma iniial 123456 a ciclului trece n forma 123456la mrirea presiunii p1 ctigndu-se pentru creterea randamentularia 33454 i pierzndu-se aria 4566.

    Fig.2.6. Modificarea ciclului Rankine la mrirea lui p1 i T1.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    54/69

    Fig.2.6. Modificarea ciclului Rankine la mrirea lui p1 i T1.

    mbuntirea randamentului prin c reterea temperaturii iniiale.

    Meninnd presiunea constant, creterea temperaturii iniialedeci i a entalpiei i1 conform fig.2.6., deplaseaz punctul 5 randamentul crescnd proporional cu creterea suprafeei util5566.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    55/69

    mbuntirea randamentului prin creterea simultan

    parametrilor iniiali.Se utilizeaz creterea simultan a lui p1

    obinndu-se, fig. 2.6, deplasarea lui 34 n 34, urmat de cretemperaturii din 5 n 5 i deci ajungerea dup destinadiabatic tot n 6. Creterea suprafeei utile a circuitulu33456 n condiiile meninerii constante a cldurii Q2.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    56/69

    mbuntirea randamentului prin supranclzirea intermediar

    Supranclzirea intermediar a aburului const n trecerea acestui

    prin supranclzitorul intermediar an cazan dup ce a avut loc o destind parial a aburului n turbin. Aclucru presupune construcia turbinei cel puin dou corpuri, aburul dusupranclzire destinzndu-se ncontinuare n corpul de joas presiuDup destinderea parial 46 localizn corpul de nalt presiune al turbifig.2.7, urmeaz supranclzirea 67apoi destinderea final 78. Mrirandamentului ciclului termic e

    proporional cu suprafaa 6785.Fig.2.7. Supranclzirea intermediar.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    57/69

    a) Supranclzire direct (IRR staii dereducere- rcire)

    b) Supranclzire cu focar separat (cazul cndtraseul conductelor de legtur de la turbin la

    cazan este prea mare)

    c) Supranclzire cu abur (cnd aburul dupsupranclzirea primar are parametrii ridicai)

    d) Supranclzire indirect (cazul centralelornuclearo-electrice)

    Fig.2.8. Scheme de realizare a supranclzirii intermediare.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    58/69

    mbuntirea randamentului prinfolosirea ciclurilor suprap

    Creterea randamentului ciclului termic corespunde

    BBCDFC n cazul destinderii politrope. Se obine o mrire a pucu 30 50% din puterea ciclului de baz.

    Fig.2.9. Schema i diagrama ciclului suprapus.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    59/69

    mbuntirea randamentului prinreducerea temperatupresiunii finale.Acionarea asupra parametrilor finali ai aburdeci limitat i are o influen mic asupra creterii randcircuitului termic.

    mbuntirea randamentului prin prenclzirea apei de alimentare. Numrul maxim al prenclzitoarelor funcie de mrimea puterii grupului generator -turbin, la fel

    temperatura optim de prenclzire a apei.Aceasta mai esinfluenat i de costul combustibilului i deregimul de lucru centralei.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    60/69

    Tabelul 2.1. Valorile uzuale n instalaiile de pre Putere[MW]

    Supranclzireintermediar

    p [bar]

    Nr. prizeprenclzitoare

    Temperatura apei dealimentare [C]

    4 12 nu 35 40 3 170 18010 25 nu 64 4 190 20025 50 nu 100 250 5 6 215 220

    100 300 1 140 180 7 8 235 250300 400 1 >180 7 8 250 260peste 400 2 >240 8 10 270 290

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    61/69

    Fig.2.10. Prenclzirea regenerativ a apei de alimentare (V-vaporizorpentru introducerea apei de adaos; CIP, CMP, CJP- corpurile de nalt, medie i joas presiune ale turbinei; PcdP-pomp pentru condensul din prenclzitor; Pcd-

    pomp de condens dup condensator).

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    62/69

    mbuntirea randamentului printermoficare - producombinat a energiei electrice i termice. Cldura Q2 cedat surreci apare ca pierdut din punctul de vedere al rand

    circuitului termic. Acest randament fiind sczut, sub 50%,utilizarea cldurii Q2 n procesele industriale i pentru locuinelor. Acest aspect duce la randamente ale cicluluimaxime, teoretic 100%.Livrarea cldurii spre consumatorii ter

    poate realiza prin racordarea acestora la turbinele cu contra

    Instalaiile principale ntro termocentral sunt:

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    63/69

    Instalaiile principale ntr-o termocentral sunt: Cazanele. Agregatul cazanului este compus din: cazanul prop

    avnd ca pri componente focarul i instalaiile pentru reaarderii combustibilului. Produsele arderii sunt transportate cu unor instalaii specifice, iar curirea gazelor arse i evacuarerealizeaz cu filtre speciale, respectiv cu instalaiile de tiraj.

    Grupurile turbin-generator. Turbina cu abur realizeaztransformarea energiei calorice a aburului n energie cidisponibil la arboreleei. Instalaiile anexe ale turbinei sunt cnecesare realizrii vidului n condensatoare sau cele de ungpornire. Pentru realizarea vidului se folosesc ejectoare cu abu

    ap sau pompe rotative de vid. Ungerea turbinelor se realizeulei sub presiune. Pornirea turbinei nainte de introducerea abu paletele acesteia se realizeaz prin antrenarea cu un motor eleco turbin hidraulic folosind ulei sub presiune din sistemul de u

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    64/69

    I nstalaiile de preparare i alimentare cu combustibil. Instalaiile pentru prepararea i arderea combustibilului difer fundamental duptipul combustibilului folosit. n cazul cel mai des ntlnit, adicfolosirea crbunelui ca i combustibil, se impune existena unui traseubine definit al aces tuia din depozitul central pn n focarul cazanului.Traseul urmat de crbune este urmtorul:

    - descrcarea din vagoane pe o band colectoare orientat ca sens spredepozit sau prin descrcarea cu macarale i transportul n depozit; - din depozit crbunele ajunge n buncrele de amestec; - benzile transportoare trec crbunele pe sub instalaiile de separareelectromagnetic a prilor feroase i -l introduc n concasoare pentrusfrmare; - n buncrele cazanelor se realizeaz o cantitate suficient funcionrii

    cazanului pe timpul apariiei unui defect n instalaiile situate pn ladepozit;- crbunele ajunge n morile de mcinare care l aduc la o granulaiesuficient de mic ca s se ntrein arderea; - ultima destinaie a combustibilului este focarul cazanului.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    65/69

    Instalaiile de preparare itratare a apei de alimentare.n

    funcionarea centralei termoelectrice exist un circuit alimentrii cu ap necesar circuitului termic, un alturcirea n condensator i un circuit pentru asigurarea apei de ad pentru acoperirea pierderilor. Pierderile de ap dintr -o central depide specificul ei i se ncadreaz n marja de 15 %. Apa de adaostrateaz special pentru a evita depunerile pe evile Antrenarea pompelor pentru alimentarea cu ap a cazanului reaun consum mare de energie electric i impun soluii cons asigure o fiabilitate mrit.

    Instalaiile electrice din central.

    Centrale cu turbine cu gaz

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    66/69

    n varianta n circuit deschis , realizarea de principiu i transformrilegazului sunt redate n fig.2.14.

    Fig.2.14. Turbina cu gaz n circuit deschis

    Cu ajutorul compresorului CM antrenat de motorul de pornire M seaspir aer prin priza de aer PA . Are loc o comprimare teoretic adiabaticilustrat n diagrame t -s pe poriunea AB. Poriunea BC corespunde nclziriiizobare pe care o sufer aerul n camera de ardere CA . Drept combustibilse folosete gazul natural, motorina sau pcura. n turbina T are locdestinderea adiabatic corespunztor ilustrat n poriunea CD. Gazele suntevacuate n atmosfer pierzndu -se cantitatea de cldur Q 2. Avantajulturbinei cu gaz const n realizarea unui timp de pornire foarte r edus, 3-4minute, n condiiile unui cost de cca.20% mai mic dect al turbinelor cuabur, iar volumul instalaiei este mult mai mic. n aceste condiii turbina cugaz n circuit deschis se impune ca funcionare la acoperirea vrfuluicurbei de sarcin.

    Turbina cu gaz n circuit nchis folosete recircularea fluxului de aer dup

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    67/69

    Fig.2.15. Turbin cu gaze n circuit mixt. 1-compresor de aer de adaos; 2- rcitor intermediar; 3-compresor amestec aer-gaze; 4-recuperato r de cldur; 5-recuperator de cldur din gazele de ardere; 6- camer deardere; 7- turbin de putere; 8- turbin de antrenare; 9-ventilde separare.

    destindere a n turbin. Se practic ns rciri i nclziri repetate n timpulcompresiei i al destinderii. Transmiterea cldurii spre fluid se face prinintermediul unor suprafee metalice ale cazanului cu aer cald.

    Reglajul puterii la turbinele cu gaze n circuit nchis se face prin modificareapresiunii fluidului de lucru. Soluia se utilizeaz frecvent n domeniulcentralelor nucleare folosind cafluid He sau CO 2. Puterea uneiturbine n circuit nchis este de25 30 MW.O realizare de principiu a uneiturbine cu gaze n circuit mixt esteartat n fig.2.15.Randamentulatinge 32 34%. O realizare de

    principiu este artat n fig.2.15.

    E i ibili f l i ii bi l i l i

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    68/69

    Exist posibilitatea folosirii turbinelor cu gaz n cicluri su,situaie schematizat n fig.2.16.

    Fig.2.16. Schema termic a unui ciclu gaze-abur.

  • 7/30/2019 Curs1 CRE Vatau

    69/69