Erőművi technológia 1. Bevezetés

Követelmények Tárgykövetelmény: vizsga Feltételek: Zárthelyik: jelenlét a gyakorlatokon (min. 70%), két zh. együttesen legalább 50%-os teljesítése, házi feladat legalább 50%-os, határidőre történő teljesítése. Zárthelyik: 7. és 12. oktatási héten: az előadáson (zh1, zh2) munkaidő 45..60 perc alapvetően elmélet (+ egyszerű számítás)

Követelmények (folyt.) Házi feladat (hf): csak csoportban készíthető (3..5 fő), kiadás/választás: 4. oktatási hét, téma és csoport bejelentése e-mail-ben (5. hét végéig) minden csoportot csoportvezető koordinál a csoportvezető 30% célprémium pontot kap beadás: 14. oktatási hét vége (pótlási hét végeKED!), beadás csak elektronikusan választható témák és egyéb előírások:  ftp

Követelmények (folyt.) Pontozás, súlyozás: minden számonkérés: 0..100 pont súlyok: nzh1: 0,35; nzh2: 0,35; hf: 0,3. Aláírás megadása a súlyozott összpontszám alapján: feltétel: hf≥50 ÉS (nzh1·0,35+nzh2·0,35)≥37,5 50 pont alatt  aláírás megtagadva  pótzh 50 pont felett  aláírva

Követelmények (folyt.) Vizsga érdemjegy megállapítása vizsga: írásbeli + kiegészítő szóbeli írásbelin: megajánlott érdemjegy megajánlás: ÖP=0,8·Í+0,2·É (Í: írásbeli, É: évközi) elégtelen  50 pont alatt elégséges  50..65 pont közepes  65..72,5 pont jó  72,5..85 pont jeles  85 pont felett szóbeli: feltétel ÖP≥50 szóbeli vizsgán: ±1 érdemjegy

Program I. Hagyományos erőművek technológia rendszerei belső (al)rendszerek túlterhelés és részterhelés belső segédrendszerek (gőzrendszerek) vízkémiai technológia külső (al)rendszerek tüzelőanyag ellátás és előkészítés hűtési rendszerek

Program II. Korszerű energiatermelési technológiák továbbfejlesztett gőzerőművek (SC, USC) fejlett gázturbinák (STIG, HAT) kombinált ciklusok (2P, 3P) az IGCC technológia tüzelőanyag elemek hidrogén technológiák energiatárolók

Program III. Környezetvédelmi technológiák NOx leválasztás (DeNOX) SOx leválasztás (DeSOX, FGD) CO2 leválasztás és tárolás (CCS) Oxyfuel technológia tüzelés utáni leválasztás externális hatások megítélése

Program IV. Megújuló bázisú hőkörfolyamatok az organikus Rankine-körfolyamat (ORC) kétközeges (bináris) körfolyamat (Kalina) V. Komplex rendszerek megítélése decentralizált ↔ centralizált energiaellátás megbízhatóság és ellátásbiztonság

Hagyományos erőművek technológia rendszerei Külső és belső technológiai alrendszerek Belső (al)rendszerek túlterhelés és részterhelés belső segédrendszerek (gőzrendszerek) vízkémiai technológia Külső (al)rendszerek tüzelőanyag ellátás és előkészítés hűtési rendszerek

Hagyományos gőzerőmű Hűtési rendszer (hűtőtorony) Főtranszformátor Villamos generátor Kisnyomású (KNY vagy LP) turbina Kondenzátor Középnyomású (KöNY vagy IP) turbina 7. Nagynyomású (NNY vagy HP) turbina 8. Tüzelőanyag ellátó rendszer 9. Kazándob és szubkritikus kazán 10. Égési levegő belépés 11. Kémény 12. Leválasztók (ESP, DeNOX, DeSOX) 13. Táp(víz) rendszer 12 13

Hagyományos gőzerőmű Kondenzációs gőzerőmű (egy termék: villamos energia)

Nyílt ciklusú gázturbina Siemens gázturbina ISO Teljesítmény (MW) 400 Fajlagos hőfogyasztés (kJ/kWh) 8,999 Bruttó hatásfok (%) 40 Nyomásviszony 19.2 Kilépő füstgáz tömegáram (kg/s) 869 Fordulatszám (1/min) 3,000 Kilépő füstgáz hőmérséklet (C°) 627 Siemens SGT5-8000H Gázturbina

Nyíltciklusú gázturbina 4 2 1 3 ü Q . GT P K T É

Nyíltciklusú gázturbina ( ) P 1 - η η P K0 P G Tr T, net K P P T T0 ( ) 1 - η P P P T T0 T, net GT . Q ü . Q el . Q el ( ) . É 1 - η Q mÉ ü

Kombinált ciklus HP szivattyú GTT HP dob LP dob kémény túlhevítő generátor gázturbina kémény túlhevítő HRSG ECO túlhevítő főgőzszelep HP turb. LP gőz HP gőz LP turb. gen. kondenzátor CSSZ Hűtővíz sziv. Hűtési rendszer

Hőhasznosító (kazán) HRSG = heat recovery steam generator

Kombinált ciklus T t . Q HH 2 2H lehűlő füstgáz Δt minimális hőfokrés (TH) (E) (VH) 2p üp pinch-point V G

Kombinált ciklus ( 1 - η η η ) P P P ( 1 - η η η ) P . Q P P . . Q Q . mGT G Tr GT0 P GT0 P ( 1 - η η η ) P GT mT G Tr T0 . Q ü P P ST0 ST . . Q Q HH fg . . . ( 1 - η ) Q Q mÉ ü HH,veszt Q el Gőzkörfolyamat

Erőművi alrendszerek Energiaátalakítási alrendszerek

Erőművi alrendszerek Energiaátalakítási technológiai alrendszerek

Erőművi alrendszerek Erőművi energiafolyam diagram (Sankey-diagram)

Erőművi hatásfokok Hőforrás alrendszer: Turbina alrendszer:

Erőművi hatásfokok Villamos alrendszer: Önfogyasztás:

Erőművi hatásfokok Áramló közegek továbbítása (H+T+K): Eredő hatásfok:

Erőművi hatásfokok Fajlagos hőfogyasztás

Erőművi hatásfok – üzemi jellemzők Vizsgálati (modellezési) módszer: fekete doboz

Kondenzációs blokk

Gázturbinás blokk

Kombinált ciklusú blokk

Hatásfok leírás Korrekciók C1: gőzkiadás (technológia/városfűtés) C2: környezeti állapotú levegő hőmérséklete C3: tüzelőanyag minősége C4: környezeti állapotú levegő nyomás gázturbinánál csak C2 és C4 kombinál C2 és C4, C3: gőzturbina teljesítménye

Túlterhelés Fogalmak paraméter: a körfolyamat valamely (módosítható) értéke frissgőznyomás és –hőmérséklet, tápvízelőmelegítés véghőmérséklete, tápvízelőmelegítés fokozatszáma, hőkiadás mértéke; környezeti jellemző: emberi beavatkozástól (részben) független érték környezeti levegő hőmérséklete, környezeti levegő nyomása, kondenzátor hűtőközeg hőmérséklete, mennyisége.

Túlterhelés - Teljesítmények Ptechn,max techn. max. Pnom,max terv. max. túlterhelés Pnom névleges (nom.) teljesítmény, P névleges Pnom,min részterhelés Ptechn,min techn. min. részterheléses állapotok névleges túlterheléses állapotok névlegesnél jobb névlegesnél rosszabb környezeti jellemzők

Gőzerőmű optimális terhelése Modell P G ηT ηE . Qü . Qbe . Qü UHF, AHF, ηHF . Qel UKO, AKO . ΔSirr

Gőzerőmű optimális terhelése A hőforrásban átadott hőteljesítmény: A kondenzátorban elvonandó hőteljesítmény:

Gőzerőmű optimális terhelése A hőelvonás átlaghőmérséklete: Legyen:

Gőzerőmű optimális terhelése A kondenzációs erőmű villamos teljesítménye veszteségmentes (ideális) esetben valós (veszteséges) esetben

Gőzerőmű optimális terhelése A kondenzációs erőmű hatásfoka veszteségmentes (ideális) esetben valós (veszteséges) esetben

Gőzerőmű optimális terhelése Hatásfok

Gőzerőmű optimális terhelése A tartomány régi, rossz hatásfokú erőművek atomerőművek korszerű, kondenzációs erőművek állandó paraméteres üzem, ezért mivel ekkor: csökken és növekszik, miközben csökkenés jelentéktelen.

Gőzerőmű túlterhelhetősége Hatásfok