Esercizi Impianti a Vapore (Sistemi energetici)

Nome e Cognome Numero di Matricola

o la potenza utile fornita dall’impianto, quella assorbita dalle pompe e il

Corso di sistemi Energetici: esercitazione 1 – gruppo 1 rendimento dell’impianto.

o Il calore complessivamente scambiato in caldaia e quello relativo alle

DATI

dato l’impianto a vapore riportato in figura. Esso è tre sezioni separatamente.

Sia p 100 bar

1

costituito da una turbina che espande vapore a o Il rendimento dell’impianto in assenza dello scambiatore a superficie SS

T 540 °C

partire dalle condizioni 1 (p , T ), con un rendimento 1

1 1 P 500 kPa

isoentropico pari a , fino ad una pressione di 9

η L

10

t 0.9 -

η

condensazione (punto 2) dipendente dalla temperatura t PER

T 15 °C

dell’acqua di raffreddamento in ingresso al condensatore a,in 12 °C

T

Δ

(T ), dalla sua variazione (Δ

T ) e dal pinch point dello

Δ a

a,in a Qua

12 K

T

Δ

scambiatore (Δ

T ). Per la condensazione della

Δ pp

pp LHV 50 MJ/kg

portata di vapore (m ) viene impiegata una portata

v Q 5.0 MW

d’acqua (m ), che asporta una quantità di calore ss

a

Q . La portata di vapore condensato viene estratta P 30 kW

cond 1

dal condensatore (punto 3) in condizioni di liquido

saturo ed inviata ad un degasatore mediante una pompa di estrazione (punto 4). Il

degasatore è alimentato da uno spillamento di portata m (punto 10), effettuato Pairetto

d

dalla turbina ad una pressione p . La portata totale m +m è estratta dal

10 d v

degasatore nelle condizioni di liquido saturo (punto 5) ed inviata tramite la pompa Po

P

p

Pepe

di alimentazione (punto 6) ad uno scambiatore a superficie. Nello scambiatore la

portata d’acqua viene riscaldata da una quantità di calore Q (punto 7) per poi

ss

entrare nella caldaia. La caldaia è costituita da tre sezioni: l’economizzatore

(potenza termica fornita Q ), riscalda l’acqua sottoraffreddata fino alle condizioni

eco

di liquido saturo (punto 8), l’evaporatore (potenza termica fornita Q ) in cui

ev

avviene il cambiamento di fase fino alle condizioni di vapore saturo (punto 9), ed

infine il surriscaldatore (potenza termica fornita Q ) che riscalda la portata totale

sh Punto T [K] p [Pa] h [J/kg] x [-]

fino alla temperatura T . La caldaia, per cui si assume un rendimento di

1 100.1053476869 sure

1 813.15

conversione unitario, è alimentata da una portata di combustibile m con un potere

f 0.799

7000

312.15

2 2087673.71

calorifico inferiore LHV: il calore complessivamente fornito è Q . La turbina

cald 0

312.15 7000 163370

3

fornisce una potenza P , mentre le pompe assorbono, rispettivamente P e P .

tav 1 2 312.15 163866.5

4 sottorate

sooooo 0

640180

424.99

Tracciare il ciclo termodinamico su di un diagramma entropico, indicando gli 5

• sooooo

stati termodinamici corrispondenti ai punti riportati nella figura allegata. 100.105

6 428.56 650563.5 sottorate

Tracciare il diagramma T-%Q per il condensatore.

• 444.63

7 100.105717812 sottorate

Calcolare: 0

• 584.15

8 100.1051407870

o le condizioni termodinamiche del fluido di lavoro in tutti i punti indicati, 1

584.15

9 100.1052725470

riepilogando i risultati nella tabella allegata. 981

424.99sooooo a

10 2708057.46

o le portate m , m , m , m .

f d v a III

813.15 100.10 6.7277

3476.869 inv 60.43 203.750

caos

0.86

2227.68719443

7000 13.43

312.15 Ind 50.934

eco È

0 III

163.37

700

312.15 mima Wi 84.807

0.5591

312.15 500000163.866 0.767

Wpa

0

640.18 1.8606

500000

424.99

424.99100

10 650.5641.8606

441.75100.105718.2602.0166 0

3.3603

1407.867

584.15 100.10 1

1052725.473

5.6159

584.15 100 6.9012

440 type

500000 2783

condensatore

TEMPUSCITAACQUARAFFREDDTa tqout

Ata 15 27 C

12

ta.int t

TEMPERATURAT3etz

tsa dtpp

ta.at

tg 39 312.15K

C

e

27

dtpp.to 12

Tg t

out

TURBINI la

INIZIALMENTE TURBINA

CONSIDERO come

ISENTROPIC LTRASF

2

1 6.7277

g sa

ktlkg .tl

OCOlSENTROPlCOXz

i Sz Scl

scls

SclitXr

Sp is 8.2746 0.5591

Xi

6.7277 0.7995

0.5591 t Xp se

ENTALPIAISENTROPICAM 163.37

hai hai

has

Xa 0.7995

hr.is 2408.39

t is

2088 KTM

88

ENTALPIAhz tl 11

lREAle ha

t Mais

ha

senta 1 ha

3476 869 2227.68kt

ha

0.9 3476.869 2088.88 Kg

titol ti has

hai Xa Meli

t 0.86

2408.39

163.37 Xa

t

2227.68

ENTROPIAS se 8.2746

0.86

Sas Sch 0.5591

Sui Xa 0.5591 t

t

7.19443 KT kyk

POMPATI le di

POMPE SENTA

CONSIDERO TEMPERATUR

VARIAL

ISENTROPICHE e

s Sa

Ts Ti

ÉTÉ 0.001007

da Va m'Hey

tap

Pi ha 43

Pg vs I

in

a Key

163370

500000 7000 ha

0.001007 e ha 163866 I

porta key

mio inv

Pe Lp V

B

Pa Ìn mio 43 K

60

7000 0.001007

500000

30000 v

ORE

DEGASAT

BILANCIONASSIC NI in

mia sino

inno

BILANCIOENTA LO

in mia

she ha nipotino

t

inv indizio

inv

into 7

hs hit

t tuo

ENTALPIA

tina

60.43 163.866 t

60.43

640.18 in la

TRATTO prima approssimare

twit 2783 si sia

ENTROPICA

TURBINA come

Ind 43

13 titaoisENTRXno. q Sch

Sas

Sai

suo Xia

1.8606 Xp 6.8206

6.7277 1.8606

t is 0.98

se

ENTALPIAISENTRhro. o

tra

TEMPERATURA Mio has

hai Xia hai

t

is

INTERPOLO 640.18 0.98 2107.92

t

Mio hsup.tn h1o

Io hiNF.Tsvp 94

hint

MINE kt

2705

Msrp

Usura

C

166.85 440 K ENTALPIA.h

ha Mio Mio

3476.869

0.9

ME

I ha Mio 3476.869 2705.94

2783 kg

kt

uno

titolo

Entro Mio has hai

hai

INTERPOLO Ho

hop

Mio 640.18

2783

Sint_Mio Xp

t

MINE 2107.92

510 Ssvp

hint hint Msrp

Usura Allora

6 9012 EI del

nella

SIAMO REGIONE l

VAPORE SURRISCALDATO

Kpk

POMPATI Tg

la Ss S6 Ts

CONSIDERO SENZA

ISENTR

POMPA VARIATI

e

di TEMPERATURA TAB le 0.001093 MIKEY

j.de

ENTALPIA 15

Lp Ps 16 in

Pg vs I

ko

X

105 ho 640180

0.001093

100 500000 I

650564

no kg

ENTROPIA 5g I

Mint

16

16

Sg Msrp Sint

INTERPOLO Ssvp I

Mini Mine

Usura Msrp I

1.8604 KI 1

k

i kg

che la sia

VERIFICO ISENTROPICA

REALMENTE

POMPA

SCAMBIATOREASUPERFKIES .ENTALPIA oiss

lm.ir mia Ha ho

106 650564

ha ha

60.431 13.43

5 718260

ft .ENTROPIA

ht hsup.SiNF

NTERP0lO s7 h7 hiNF Ssvp

hint

M

hint h

sup sup

2.0166 Ktlkyk

TEMPERATUR NTERPOLO ht hsupTINF hiNF.tsup

Tt hz

i hint

hinf.hr h

sup sup

441.75

6 C

168 K

PORTATAALQUARAFFR.co

VDENSAtOR nnaCc

inv ha Ms

totali e

sta

mia 4.187 60.43

12 163.37

2227.68

KT 1

kgK k kg

mia 2482.8 k

CALDAIA 3IAToinCAlDAIA

CALORESC.AM TERMICA

POTENZA

È Mtv

tim hi ha 60.431 718.260

13.43 3476.869

d

calls kW

203750

COMBUSTIBILE

PORTATA Inf LAV

calo Inf

203.750 Inf

50 4.075 k

CALOREECONOMIZZATORE

Ò in

mio ha 1407.867

hg 13.43 718.260

60.43

d

t

eco kW

50934

CAVOREEVAPORATOR .ae

inv Mid 1407.867

hg 60.43113.43

48 2725.473

rap t

97318 kW

CAVORESURRISCALDATORE

Mtv Ìn hi

OISURR hg 2725.473

13.43

60.43 e

t d 3476.869

55498 kW

POTENZA TURBINA

tini minchia

vii lino 1

ha Mio t

e 2227.68

60.4312783

2783

60.43113.43 3476.869

V

84807kW

POTENZAPOMPAT VÙ

mint mid Mb Ms 60.431 650.564 640.180

13.43

766 962 kW

POTENZAUT VI

Vip

Via 84010kW

84807 766.962

Wop 30

RENDIMENTOIMPIANT FIIEIes.pe o.ma

a.IE

Yf.iav oaoo

SS

SENZA

RENDIMENTO IMPIANTO in

Ùt Ùp Kip 84010

LAVORO

µ OTTENUTO 2

toss

LAV 4.075 50000

SS SPESO 5000

CALORE ninfe lo MA

SS

SI ELIMINA

SE SCAMBIATORE

STESSE

SI le PROPRIETA

TERMODIN

MANTENGONO si

Ill DOVRÀ

nei ciclo FORNIRE

ALLORA

PUNTI Ó dall'ESTERNO

il calore

Nome e Cognome Numero di Matricola

o La potenza termica complessivamente scambiata dalla caldaia (Q )

Corso di Sistemi Energetici: Primo Parziale 19/04/2021 cald

e quelle relative alle tre sezioni incognite (Q , Q , Q );

eco eva sh

o Le potenze W e W assorbite dalle pompe P e P , la potenza

ES. n° 1: p1 p2 1 2

DATI sviluppata dalla