Esercizi Impianti a Vapore (Sistemi energetici)

Corso di sistemi energetici: esercitazione 1 – gruppo 1

Nome e Cognome Numero di Matricolao la potenza utile fornita dall’impianto, quella assorbita dalle pompe e il rendimento dell’impianto.

o Il calore complessivamente scambiato in caldaia e quello relativo alle DATIdato l’impianto a vapore riportato in figura. Esso è tre sezioni separatamente.

Dati

Sia p 100 bar1costituito da una turbina che espande vapore a o Il rendimento dell’impianto in assenza dello scambiatore a superficie SST 540 °Cpartire dalle condizioni 1 (p , T ), con un rendimento 11 1 P 500 kPaisoentropico pari a , fino ad una pressione di 9η L10t 0.9 -ηcondensazione (punto 2) dipendente dalla temperatura t PERT 15 °Cdell’acqua di raffreddamento in ingresso al condensatore a,in 12 °CTΔ(T ), dalla sua variazione (ΔT ) e dal pinch point delloΔ aa,in a Qua12 KTΔscambiatore (ΔT ). Per la condensazione dellaΔ pppp LHV 50 MJ/kgportata di vapore (m ) viene impiegata una portatav Q 5.0 MWd’acqua (m ), che asporta una quantità di calore ssaQ . La portata di vapore condensato viene estratta P 30 kWcond 1dal condensatore (punto 3) in condizioni di liquidosaturo ed inviata ad un degasatore mediante una pompa di estrazione (punto 4).

Ildegasatore è alimentato da uno spillamento di portata m (punto 10), effettuato Pairettoddalla turbina ad una pressione p . La portata totale m +m è estratta dal10 d vdegasatore nelle condizioni di liquido saturo (punto 5) ed inviata tramite la pompa PoPpPepedi alimentazione (punto 6) ad uno scambiatore a superficie. Nello scambiatore laportata d’acqua viene riscaldata da una quantità di calore Q (punto 7) per poissentrare nella caldaia. La caldaia è costituita da tre sezioni: l’economizzatore(potenza termica fornita Q ), riscalda l’acqua sottoraffreddata fino alle condizioniecodi liquido saturo (punto 8), l’evaporatore (potenza termica fornita Q ) in cuievavviene il cambiamento di fase fino alle condizioni di vapore saturo (punto 9), edinfine il surriscaldatore (potenza termica fornita Q ) che riscalda la portata totalesh Punto T [K] p [Pa] h [J/kg] x [-]fino alla temperatura T . La caldaia, per cui si assume un rendimento di1 100.1053476869 sure1 813.15conversione unitario, è alimentata da una portata di combustibile m con un poteref 0.7997000312.152 2087673.71calorifico inferiore LHV: il calore complessivamente fornito è Q . La turbinacald 0312.15 7000 1633703fornisce una potenza P , mentre le pompe assorbono, rispettivamente P e P .tav 1 2 312.15 163866.54 sottoratesooooo 0640180424.99

Richieste

• Tracciare il ciclo termodinamico su di un diagramma entropico, indicando gli 5 stati termodinamici corrispondenti ai punti riportati nella figura allegata. 100.1056 428.56 650563.5 sottorate
• Tracciare il diagramma T-%Q per il condensatore. 444.637 100.105717812 sottorate
• Calcolare: 0
• Le condizioni termodinamiche del fluido di lavoro in tutti i punti indicati, 1584.159 100.1052725470 riepilogando i risultati nella tabella allegata. 981424.99sooooo a10 2708057.46
• Le portate m , m , m , m .f d v a III813.15 100.10 6.72773476.869 inv 60.43 203.750caos0.862227.687194437000 13.43312.15 Ind 50.934eco È0 III163.37700312.15 mima Wi 84.8070.5591312.15 500000163.866 0.767Wpa0640.18 1.8606500000424.99424.9910010 650.5641.8606441.75100.105718.2602.0166 03.36031407.867584.15 100.10 11052725.4735.6159584.15 100 6.9012440 type500000 2783

Condensatore

condensatoreTEMPUSCITAACQUARAFFREDDTa tqoutAta 15 27 C12ta.int tTEMPERATURAT3etztsa dtppta.attg 39 312.15KCe27dtpp.to 12Tg tout

Turbina

TURBINI laINIZIALMENTE TURBINACONSIDERO comeISENTROPIC LTRASF21 6.7277g saktlkg .tlOCOlSENTROPlCOXzi Sz SclsclsSclitXrSp is 8.2746 0.5591Xi6.7277 0.79950.5591 t Xp seENTALPIAISENTROPICAM 163.37hai haihasXa 0.7995hr.is 2408.39t is2088 KTM88ENTALPIAhz tl 11lREAle hat Maishasenta 1 ha3476 869 2227.68ktha0.9 3476.869 2088.88 Kgtitol ti hashai Xa Melit 0.862408.39163.37 Xat2227.68ENTROPIAS se 8.27460.86Sas Sch 0.5591Sui Xa 0.5591 tt7.19443 KT kyk

Pompa di estrazione e degasatore

POMPATI le diPOMPE SENTACONSIDERO TEMPERATURVARIALISENTROPICHE es SaTs TiÉTÉ 0.001007da Va m'HeytapPi ha 43Pg vs Iina Key163370500000 7000 ha0.001007 e ha 163866 Iporta keymio invPe Lp VBPa Ìn mio 43 K607000 0.00100750000030000 vOREDEGASATBILANCIONASSIC NI inmia sinoinnoBILANCIOENTA LOin miashe ha nipotinotinv indizioinvinto 7hs hitt tuoENTALPIAtina60.43 163.866 t60.43640.18 in la

Tratto prima approssimato

TRATTO prima approssimaretwit 2783 si siaENTROPICATURBINA comeInd 4313 titaoisENTRXno. q SchSasSaisuo Xia1.8606 Xp 6.82066.7277 1.8606t is 0.98seENTALPIAISENTRhro. otraTEMPERATURA Mio hashai Xia haitisINTERPOLO 640.18 0.98 2107.92tMio hsup.tn h1oIo hiNF.Tsvp 94hintMINE kt2705MsrpUsuraC166.85 440 K ENTALPIA.hha Mio Mio3476.8690.9MEI ha Mio 3476.869 2705.942783 kgktunotitoloEntro Mio has haihaiINTERPOLO HohopMio 640.182783Sint_Mio XptMINE 2107.92510 Ssvphint hint MsrpUsura Allora6 9012 EI delnellaSIAMO REGIONE lVAPORE SURRISCALDATOKpk

Pompa e scambiatore a superficie

POMPATI Tgla Ss S6 TsCONSIDERO SENZAISENTRPOMPA VARIATIedi TEMPERATURA TAB le 0.001093 MIKEYj.deENTALPIA 15Lp Ps 16 inPg vs IkoX105 ho 6401800.001093100 500000 I650564no kgENTROPIA 5g IMint1616Sg Msrp SintINTERPOLO Ssvp IMini MineUsura Msrp I1.8604 KI 1ki kgche la siaVERIFICO ISENTROPICAREALMENTEPOMPASCAMBIATOREASUPERFKIES .ENTALPIA oisslm.ir mia Ha ho106 650564ha ha60.431 13.435 718260ft .ENTROPIAht hsup.SiNFNTERP0lO s7 h7 hiNF SsvphintMhint hsup sup2.0166 KtlkykTEMPERATUR NTERPOLO ht hsupTINF hiNF.tsupTt hzi hinthinf.hr hsup sup441.756 C168 K

Portata, caldaia e potenze

PORTATAALQUARAFFR.coVDENSAtOR nnaCcinv ha Mstotali estamia 4.187 60.4312 163.372227.68KT 1kgK k kgmia 2482.8 kCALDAIA 3IAToinCAlDAIACALORESC.AM TERMICAPOTENZAÈ Mtvtim hi ha 60.431 718.26013.43 3476.869dcalls kW203750COMBUSTIBILEPORTATA Inf LAVcalo Inf203.750 Inf50 4.075 kCALOREECONOMIZZATOREÒ inmio ha 1407.867hg 13.43 718.26060.43dteco kW50934CAVOREEVAPORATOR .aeinv Mid 1407.867hg 60.43113.4348 2725.473rap t97318 kWCAVORESURRISCALDATOREMtv Ìn hiOISURR hg 2725.47313.4360.43 et d 3476.86955498 kWPOTENZA TURBINAtini minchiavii lino 1ha Mio te 2227.6860.4312783278360.43113.43 3476.869V84807kWPOTENZAPOMPAT VÙmint mid Mb Ms 60.431 650.564 640.18013.43766 962 kWPOTENZAUT VIVipVia 84010kW84807 766.962Wop 30RENDIMENTOIMPIANT FIIEIes.pe o.maa.IEYf.iav oaooSSSENZARENDIMENTO IMPIANTO inÙt Ùp Kip 84010LAVOROµ OTTENUTO 2tossLAV 4.075 50000SS SPESO 5000CALORE ninfe lo MASSSI ELIMINASE SCAMBIATORESTESSESI le PROPRIETATERMODINMANTENGONO siIll DOVRÀnei ciclo FORNIREALLORAPUNTI Ó dall'ESTERNOil calore

Corso di sistemi energetici: primo parziale 19/04/2021

Nome e Cognome Numero di Matricolao La potenza termica complessivamente scambiata dalla caldaia (Q )Corso di Sistemi Energetici: Primo Parziale 19/04/2021 calde quelle relative alle tre sezioni incognite (Q , Q , Q );eco eva sho Le potenze W e W assorbite dalle pompe P e P , la potenzaES. n° 1: p1 p2 1 2DATI sviluppata dalla