sub-1-9

8
1. Modul de preluare a caldurii de la sursa calda I.T.A. conventionale folosesc „arderea externa”. Agentul de lucru nu e în contact direct cu sursa calda. Aceasta permite folosirea multor tipuri de surse calde (combustibil inferior sau nuclear, caldura solara, geotermala, etc.). Arderea atmosferica a combustibililor reduce încarcarea specifica si mareste volumul focarului. Transferul de caldura de la sursa la agentul motor are loc printr-o suprafata, fapt ce mareste consumul de metal si impune folosirea în zona fierbinte a ciclului a unor materiale speciale, care sa reziste la o temperatura mai ridicata decât ceea mai mare temperatura a agentului motor. Aceasta limiteaza posibilitatile de crestere a temperaturii medii superioare Tms. I.T.G. si M.P.E. folosesc „arderea interna” (în raport cu agentul motor), sub presiune. Agentul de lucru este cel care întretine arderea (aer), respectiv cel care rezulta în urma acesteia (gaze de ardere). Pentru limitarea eroziunii si coroziunii combustibilul folosit trebuie sa fie „curat” (fara cenusa, Sulf, Vanadiu, metale alcaline, Ca Na, K, etc.), fapt ce impune arderea de combustibil gazos si / sau combustibil lichid tratat, marind cheltuielile operationale. Arderea sub presiune si în interiorul agentului de lucru mareste încarcarea specifica si elimina necesitatea transferului de caldura prin suprafata. Aceasta reduce consumul de metal, volumul si costul instalatiilor. În zona fierbinte a ciclului materialele pot fi racite la temperaturi mai mici decât cele ale agentului motor, fapt ce permite cresterea Tms. Agentul de lucru si transformarile de stare ale acestuia I.T.A. energetice utilizeaza apa-abur, fluid ieftin, nepoluant, stabil chimic, usor de transportat si depozitat. Setul de transformari (2 izobare si 2 adiabate) cere schimbarea starii de agregare în ciclu (vaporizare la sursa calda si condensare la cea rece). Compresia are loc în stare lichida la densitati mari si debite volumetrice mici; aceasta reduce lucrul mecanic de compresie în raport cu cel de destindere si mareste lucrul mecanic net pe kilogram. Agentul motor are caldura specifica mare si caldura latenta de vaporizare mare. Cantitatile de caldura si de lucru mecanic pe kilogramul de agent sunt mari, fapt ce avantajeaza unitatile de puteri mari. I.T.G. si M.P.E. folosesc aer-gaze de ardere, fara schimbarea starii de agregare. Compresia aerului la densitati mici si volume mari cere un lucru mecanic de ordinul a circa 50 % din cel de destindere, ceea ce reduce lucrul mecanic net per kilogram. Caldura specifica a aerului / gazelor de ardere este de circa patru ori mai mica decât a apei si de 2,5 ori mai mica decât a aburului. Agentul motor schimba doar caldura sensibila, iar cantitatile de caldura si de lucru mecanic pe kilogramul de agent sunt mai mici. Aceasta limiteaza posibilitatile de crestere a puterii unitare.

Upload: jeremyymereh

Post on 18-Aug-2015

214 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

I do not own this file.

TRANSCRIPT

1.Modul de preluare a caldurii de la sursa calda I.T.A. conventionale folosesc arderea externa. Agentul de lucru nu e n contact direct cu sursa calda. Aceasta permite folosirea multor tipuri de surse calde (combustibil inferior sau nuclear, caldura solara, geotermala, etc.). Arderea atmosferica a combustibililor reduce ncarcarea specifica si mareste volumul focarului. Transferul de caldura de la sursa la agentul motor are loc printr-o suprafata, fapt ce mareste consumul de metal si impune folosirea n zona fierbinte a ciclului a unor materiale speciale, care sa reziste la o temperatura mai ridicata dect ceea mai mare temperatura a agentului motor. Aceasta limiteaza posibilitatile de crestere a temperaturii medii superioare Tms. I.T.G. si M.P.E. folosesc arderea interna (n raport cu agentul motor), sub presiune. Agentul de lucru este cel care ntretine arderea (aer), respectiv cel care rezulta n urma acesteia (gaze de ardere). Pentru limitarea eroziunii si coroziunii combustibilul folosit trebuie sa fie curat (fara cenusa, Sulf, Vanadiu, metale alcaline, Ca Na, K, etc.), fapt ce impune arderea de combustibil gazos si / sau combustibil lichid tratat, marind cheltuielile operationale. Arderea sub presiune si n interiorul agentului de lucru mareste ncarcarea specifica si elimina necesitatea transferului de caldura prin suprafata. Aceasta reduce consumul de metal, volumul si costul instalatiilor. n zona fierbinte a ciclului materialele pot fi racite la temperaturi mai mici dect cele ale agentului motor, fapt ce permite cresterea Tms. Agentul de lucru si transformarile de stare ale acestuia I.T.A. energetice utilizeaza apa-abur, fluid ieftin, nepoluant, stabil chimic, usor de transportat si depozitat. Setul de transformari (2 izobare si 2 adiabate) cere schimbarea starii de agregare n ciclu (vaporizare la sursa calda si condensare la cea rece). Compresia are loc n stare lichida la densitati mari si debite volumetrice mici; aceasta reduce lucrul mecanic de compresie n raport cu cel de destindere si mareste lucrul mecanic net pe kilogram. Agentul motor are caldura specifica mare si caldura latenta de vaporizare mare. Cantitatile de caldura si de lucru mecanic pe kilogramul de agent sunt mari, fapt ce avantajeaza unitatile de puteri mari.I.T.G. si M.P.E. folosesc aer-gaze de ardere, fara schimbarea starii de agregare. Compresia aerului la densitati mici si volume mari cere un lucru mecanic de ordinul a circa 50 % din cel de destindere, ceea ce reduce lucrul mecanic net per kilogram. Caldura specifica a aerului / gazelor de ardere este de circa patru ori mai mica dect a apei si de 2,5 ori mai mica dect a aburului. Agentul motor schimba doar caldura sensibila, iar cantitatile de caldura si de lucru mecanic pe kilogramul de agent sunt mai mici. Aceasta limiteaza posibilitatile de crestere a puterii unitare. 2 Tipul masinilor mecanoenergetice si modul de curgere n instalatie a agentului motor I.T.A. si I.T.G. utilizeaza masini mecanoenergetice de compresie (pompe, compresoare) si destindere (turbine) de tip rotativ. Ele functioneaza fara socuri si cu vibratii mici. Fortele inertiale (centrifugale) solicita piesele mobile ntrun singur sens, la ntindere, fapt ce reduce oboseala materialului. Turatiile de lucru pot fi mari, fiind limitate, n principal, de forta centrifuga. Punctele de frecare sunt putine (doar n lagare) si pot fi bine controlate si unse. Ponderea frecarilor mecanice este mica si randamentele mecanice sunt bune. Uzura prin frecare este redusa, iar degradarea uleiului este mica. Nu este necesara completarea cu ulei si schimbarea uleiului se face rar. Rezulta caracteristici bune de fiabilitate, disponibilitate si mentenabilitate. Curgerea n instalatie a agentului motor la I.T.A. si I.T.G. este continua Transformarea ciclica se realizeaza prin faptul ca fluidul parcurge, pe rnd, diferite instalatii, care se pot optimiza separat. La I.T.A., aceste instalatii pot fi produse pe componente si sunt asamblate la centrala. Pentru I.T.G. mici si medii gradul de pre asamblare este mare, comparabil cu cel de la M.P.E.. n ambele cazuri debitele masice si volumetrice de agent sunt mari, fapt care favorizeaza cresterea puterii unitare.M.P.E. folosesc aceeasi masina mecano - energetica, cu piston att pentru compresie, ct si pentru destindere. M.P. functioneaza cu socuri si vibratii mari, datorita schimbarii sensului de miscare a principalei piese mobile (pistonul). Fortele inertiale solicita ciclic numeroase piese la ntindere si compresie, aceasta mareste oboseala mecanica a materialelor. Turatiile de lucru sunt limitate att mecanic ct si termodinamic (viteza de ardere). Punctele de frecare sunt numeroase si dificil de controlat (cilindru - piston - bolt biela - arbore cotit - maneton). Randamentele mecanice sunt reduse si uzura prin frecare accentuata. Degradarea mecanica si termica a uleiului este mare, exista consum de ulei ce se compenseaza prin completare. Schimbarea uleiului se face la intervale scurte. Caracteristicile de fiabilitate, disponibilitate si mentenabilitate sunt inferioare celor de la I.T.A. si I.T.G. La M.P.E. aceeasi masina mecano - energetica, cu piston, serveste pe rnd la compresie si la destindere. Arderea are loc n interiorul spatiului delimitat de camasa cilindrului, piston si capacul chiulasei. Ca urmare, gabaritul instalatiei este mic si gradul de tipizare este mare. M.P.E. au grad mare de pre asamblare. Pe de alta parte curgerea este discontinua, debitele de agent sunt limitate si puterile unitare realizabile sunt mai mici 3 nchiderea ciclului la sursa rece cazul producerii exclusive de lucru mecanic. Influenta parametrilor externi asupra productiei de lucru mecanic. La I.T.A. agentul motor lucreaza n circuit nchis. Sursa rece (condensatorul) functioneaza sub vid si necesita debite mari de agent de racire (termodinamica). Aceasta conduce la coborrea Tmi catre valori apropiate de cea a mediului ambiant si permite realizarea unor randamente termice bune, fara a creste mult temperatura n zona calda a ciclului, dar poate conditiona amplasarea centralei de condensatie. Principalul parametru extern pe partea rece etemperatura apei de racire, care determina temperatura si presiunea de condensare. Scaderea tc si pc conduce la coborrea Tmi si cresterea randamentului termic, dar si la marirea volumului specific al aburului evacuat si a sectiunii de iesire, scumpind turbina si marind pierderile de energie cinetica reziduala. n marimi relative o variatie a temperaturii de condensare cu 10C fata de o valoare medie de 310K (37C) nseamna o modificare a Tmi cu 3% din valoarea de referinta si o modificare a volumului specific al aburului evacuat ntre 171% si 61% din valoarea de la presiunea de condensare de referinta. Rezulta variatii sezoniere ale performantelor ciclului de conversie. n plus, iarna apa de racire trebuie sa fie n stare lichida chiar cnd taer00C si Tmi>273,15K. La M.P.E. si I.T.G. nchiderea ciclului termodinamic se face prin atmosfera (ambele aspira aer rece si evacueaza gaze de ardere fierbinti). Necesarul de apa de racire este redus la cerintele tehnologice, iar restrictiile de amplasament sunt mai mici. Tmi a ciclului este ridicata, fiind putin influentata de parametrii apei de racire si mai mult de parametrii aerului si de caracteristicile instalatiei. n ciuda Tms ridicate randamentul de conversie n lucru mecanic este limitat. Parametrii externi cu influente pe partea rece sunt presiunea si temperatura aerului. Ambele modificadensitatea agentului si debitul masic aspirat. n mod curent performantele I.T.G. si M.P.E. sunt definite n conditii ISO (+15C si 760 mm col Hg). O crestere a altitudinii cu 910 m n raport cu nivelul marii determina o scadere a presiunii absolute a aerului pna la circa 90% din cea de referinta si (la aceeasi temperatura) o reducere similara adensitatii aerului, a debitului masic si a puterii pe care o pot dezvolta M.P.E. si I.T.G.. Variatiile de temperatura a aerului sunt mai largi dect ale apei. O modificare a temperaturii aerului cu 27C fata de o valoare medie de 285K (12C) corespunde unei variatii a densitatii aerului si a temperaturii minime n ciclu cu 9,5%. Aceasta modifica att Tmi a ciclului si htermic, cu circa 3%, ct si debitul masic si puterea dezvoltata - la aceeasi presiune a aerului - cu mai mult de 10%. Iarna, M.P.E. si I.T.G. pot valorifica avantajul situatiilor cnd taer