38
I. POGLAVLJE TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 1. BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

1 BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

2 PARNOTURBINSKI POGON

Slika 2 Parnoturbinski pogon

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE

Slika 3 Princip rada parne turbine

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

4 PLINSKOTURBINSKI POGON

Slika 4 Plinskoturbinski pogon

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE

Slika 5 Princip rada plinske turbine

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA

(K-1sat RI)

bull Legendabull CO combinacija pogonskih strojevabull D dizelski pogonbull G plinskoturbinski pogonbull S parnoturbinski pogonbull N nuklearni pogonbull A ldquoirdquobull O ldquoilirdquobull X poprečni spoj pogonskog stroja

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

10 CODAD

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Dizelski motor (D)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

11 COGAG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

12 COGOG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

13 CODOG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

14 CODAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 2: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

2 PARNOTURBINSKI POGON

Slika 2 Parnoturbinski pogon

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE

Slika 3 Princip rada parne turbine

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

4 PLINSKOTURBINSKI POGON

Slika 4 Plinskoturbinski pogon

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE

Slika 5 Princip rada plinske turbine

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA

(K-1sat RI)

bull Legendabull CO combinacija pogonskih strojevabull D dizelski pogonbull G plinskoturbinski pogonbull S parnoturbinski pogonbull N nuklearni pogonbull A ldquoirdquobull O ldquoilirdquobull X poprečni spoj pogonskog stroja

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

10 CODAD

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Dizelski motor (D)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

11 COGAG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

12 COGOG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

13 CODOG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

14 CODAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 3: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE

Slika 3 Princip rada parne turbine

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

4 PLINSKOTURBINSKI POGON

Slika 4 Plinskoturbinski pogon

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE

Slika 5 Princip rada plinske turbine

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA

(K-1sat RI)

bull Legendabull CO combinacija pogonskih strojevabull D dizelski pogonbull G plinskoturbinski pogonbull S parnoturbinski pogonbull N nuklearni pogonbull A ldquoirdquobull O ldquoilirdquobull X poprečni spoj pogonskog stroja

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

10 CODAD

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Dizelski motor (D)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

11 COGAG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

12 COGOG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

13 CODOG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

14 CODAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 4: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

4 PLINSKOTURBINSKI POGON

Slika 4 Plinskoturbinski pogon

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE

Slika 5 Princip rada plinske turbine

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA

(K-1sat RI)

bull Legendabull CO combinacija pogonskih strojevabull D dizelski pogonbull G plinskoturbinski pogonbull S parnoturbinski pogonbull N nuklearni pogonbull A ldquoirdquobull O ldquoilirdquobull X poprečni spoj pogonskog stroja

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

10 CODAD

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Dizelski motor (D)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

11 COGAG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

12 COGOG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

13 CODOG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

14 CODAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 5: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE

Slika 5 Princip rada plinske turbine

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA

(K-1sat RI)

bull Legendabull CO combinacija pogonskih strojevabull D dizelski pogonbull G plinskoturbinski pogonbull S parnoturbinski pogonbull N nuklearni pogonbull A ldquoirdquobull O ldquoilirdquobull X poprečni spoj pogonskog stroja

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

10 CODAD

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Dizelski motor (D)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

11 COGAG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

12 COGOG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

13 CODOG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

14 CODAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 6: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA

(K-1sat RI)

bull Legendabull CO combinacija pogonskih strojevabull D dizelski pogonbull G plinskoturbinski pogonbull S parnoturbinski pogonbull N nuklearni pogonbull A ldquoirdquobull O ldquoilirdquobull X poprečni spoj pogonskog stroja

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

10 CODAD

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Dizelski motor (D)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

11 COGAG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

12 COGOG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

13 CODOG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

14 CODAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 7: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA

(K-1sat RI)

bull Legendabull CO combinacija pogonskih strojevabull D dizelski pogonbull G plinskoturbinski pogonbull S parnoturbinski pogonbull N nuklearni pogonbull A ldquoirdquobull O ldquoilirdquobull X poprečni spoj pogonskog stroja

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

10 CODAD

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Dizelski motor (D)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

11 COGAG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

12 COGOG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

13 CODOG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

14 CODAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 8: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA

(K-1sat RI)

bull Legendabull CO combinacija pogonskih strojevabull D dizelski pogonbull G plinskoturbinski pogonbull S parnoturbinski pogonbull N nuklearni pogonbull A ldquoirdquobull O ldquoilirdquobull X poprečni spoj pogonskog stroja

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

10 CODAD

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Dizelski motor (D)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

11 COGAG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

12 COGOG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

13 CODOG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

14 CODAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 9: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA

(K-1sat RI)

bull Legendabull CO combinacija pogonskih strojevabull D dizelski pogonbull G plinskoturbinski pogonbull S parnoturbinski pogonbull N nuklearni pogonbull A ldquoirdquobull O ldquoilirdquobull X poprečni spoj pogonskog stroja

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

10 CODAD

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Dizelski motor (D)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

11 COGAG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

12 COGOG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

13 CODOG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

14 CODAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 10: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

10 CODAD

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Dizelski motor (D)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

11 COGAG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

12 COGOG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

13 CODOG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

14 CODAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 11: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

11 COGAG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

12 COGOG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

13 CODOG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

14 CODAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 12: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

12 COGOG

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

13 CODOG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

14 CODAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 13: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

13 CODOG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)ili (O)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

14 CODAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 14: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

14 CODAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 15: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

15 CODLAG

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D)Električni pogon (L)i (A)Plinska turbina (G)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 16: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

16 CODOGXampCODAGX

Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) ili (O)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)Odnosno (amp)Kombinirano (CO)Dizelski motor (D) i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 17: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

17 COGAGX

Kombinirano (CO)Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 18: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

18 COGAGX-DX

Kombinirano (CO) Plinska turbina (G)i (A)Plinska turbina (G)Poprečni spoj (X)

Dizelski motor (D) Poprečni spoj (X)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 19: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 20: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

20 IZGLED TURBINSKOG POGONA

1 ventil za manevriranje - pogon naprijed2 hidraulički cilindar za ventil3 prijenos upravljanja ventilom4 privod pregrijane pare VT turbini5 VT turbinski rotor6 VT kućište turbine7 postolje VT kućišta8 spojni parovod VT i NT turbine9 NT turbinski rotor10 NT kućište turbine11 privod pare za turbinu za pogon natrag12 kućište turbine zapogon natrag13 odvodno kućište pare u kondenzator14 kondenzator turbina15 ventil za manevriranje - pogon natrag16 prednji dio postolja turbina17 zadnji dio postolja turbina18 VT fleksibilna spojka19 VT 1 Pogonski par zupčanika 20 VT 1 Pogonjeni par zupčanika 21 VT 2 Pogonski par zupčanika 22 NT fleksibilna spojka23 NT 1 Pogonski par zupčanika 24 NT 1 Pogonjeni par zupčanika 25 pogonjeni par zupčanika 26 odrivni ležaj27 kućište pogonjenog zupčanika28 prekretni prijenos

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 21: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

21 BRODSKA PLINSKA TURBINA

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 22: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)

1998 godinedostignuta je temperatura ulaznih plinova u turbinu od 1427 0C (2600F)

1999 godinedostignut je ukupni stupanj djelovanja kombiniranih ciklusa od 60

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 23: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

23 BRODSKE PARNE TURBINE

PRINCIP RADA PARNIH TURBINAtoplinska energija pare najprije se pretvori u kinetičku energiju posredstvom sapnice na statorskom dijelu turbinea potom se posredstvom vođenja pare ili plina kroz zakrivljeni strujni kanal na rotoru turbine (lopatice) izazove sila koja zakreće rotor čije zakretanje rezultira mehaničkom radnjom Bez obzira na izvor topline toplinski proces u svim parnim postrojenjima sličan je i naziva se Clausius-Rankineov a temelji se na Carnotovom kružnom procesu Toplinski proces u parnim postrojenjima temelji se izvorno na Carnotovom kružnom procesu Carnotov kružni proces ima najviši termodinamički stupanj djelovanja no praktično je neostvarivOve su nedostatke istovremeno otklonili W Rankine i R Clausius predloživši toplinski proces koji se obično naziva Rankineov-Clausiusov proces ili skraćeno RC-proces Termodinamički stupanj djelovanja RC procesa niži je od Carnotovog jer se sva toplina ne predaje pri maksimalnoj temperaturi

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 24: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU

PREGRIJAČ h -h

(T)

BUBANJ

(K)

MORSKA VODA

(C)

ZAGRIJAČ

(P)

ISPARIVAČ

1

4

1

q =qd K

h -h

h -h

1

2

34

1

1

1

1R

1

1 1

Dovedena toplina pari u kotlu qd = hz + hi + hp= h1 - h4 = qk

u tome jetoplina zagrijavanja napojne vode

hz = h1rsquo - h4

toplina isparavanja vodehi = h1rsquorsquo - h1rsquo

toplina pregrijavanja parehp = h1- h1rsquorsquo

Odvedena toplina pari morskom vodom u kondenzatoru

qK = h2 - h3

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 25: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI

Stvarno dobiveni je rad na osovini turbinelTn = h1 - hA

Teoretski raspoloži rad na osovini turbinelT = h1 - h2

lTn lt lT

termodinamički stupanj djelovanja turbineηT = lTn lT

ηT= od 085 do 090

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 26: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE

Jedinični rad parne turbine u stvarnom procesu s trenjem i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe iznosi

lTn=(h1-hA)-(hD-h3)asymp lTn

Jedinični rad parne turbine u teoretskom procesu bez trenja i uzimajući u obzir utošeni rad napojne pumpe bez trenja iznosi l=(h1-h2)-(h4-h3) asymp lT

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 27: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA

Termodinamički stupanj djelovanja teoretskog (povratljivog) toplinskog procesa iznosi (zanemari li se rad napojne pumpe)

ηt = lT qdTermodinamički stupanj djelovanja stvarnog (nepovratljivog) toplinskog procesa iznosi

ηtn = lTn qd = ηt ηT = ηu

Dio topline koji se u stvarnom procesu preobrazi u mehanički rad na osovini turbine definira se kao unutarnji termodinamički stupanj djelovanja toplinskog procesa(ηu)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 28: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)

Raspoloživi rad lTn turbine prije rekuktora je umanjen za gubitke trenja pokretnih dijelova turbine Stvarno raspoloživi rad prije reduktora iznosi lTmOdnos stvarno raspoloživog rada prije reduktora i raspoloživog rada turbine predstavlja mehanički stupanj djelovanja

ηm = lTm lTn

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 29: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA

Dio mehaničkog rada koji turbina na osovini predaje reduktoru i propeleru lTm troši se za savladavanje gubitaka u reduktoru i kućištima Stvarni rad na propeleru iznosi lrOmjer mehaničkog rada na propeleru lr i mehaničkog rada na osovini turbine predanog reduktoru lTm predstavlja stupanj djelovanja reduktora

ηr = lr lTm

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 30: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog brodskog pogona ηe iznosi

ηe = ηt ˙ ηT ˙ ηm ˙ ηr

iliηe = ηu ηm ηr

Efektivni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona predstvalja omjer snage u (W) na propeleru Pr i ukupne dovedene topline pari u parnom kotlu Qd u Js

ηe = Pr Qd = lr qd

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 31: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA

Ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

η = ηe ηK ηc

gdje je ηK toplinski stupanj djelovanja kotla (od 090 do 093) ηc stupanj djelovanja cjevovoda (od 097 do 098)

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 32: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrošnja goriva za parnoturbinski pogon iznosi Qg= Pr ηgdje je

Qg = Qd(ηKsdotηC)Pr = Dg sdot Hd sdotη

gdje jePr W Raspoloživa snaga na osovini propeleraDg kgs masena potrošnja goriva u kotluHd Jkg ogrjevna moć gorivaη ukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 33: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)

Iz bilance toplina Dg sdot Hd = Pr ηdg = Dg Pr = 1 ( Hd η) kgWsdg = Dg Pr = 36sdot106 ( Hdsdot η) kgkWh

Za usporedbu specifične potrošnje krutog goriva za parnoturbinska postrojenja na kopnu (elektrane i toplane) koriste se računski ldquoekvivalentna gorivardquo npr ldquoekvivalentni ugljenrdquo ogrjevne moći 293sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentnog ugljenardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (293sdot106 sdot η) = 01228η kgkWhOgrjevna moć ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo iznosi Hd = 4187sdot106 Jkg pa je specifična potrošnja ldquoekvivalentog tekućeg gorivardquo dg = Dg Pr = 36sdot106 (417sdot106 sdot η) = 00863η kgkWh

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 34: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU

PARNOTURBINSKOG POGONA

Toplina koja se dovodi u kondenzator s vodenom parom q0 = h2 - h3 Jkg

gdje jeh2 Jkg entalpija vodene pare na izlazu iz turbine

odnosno na ulazu u kondenzator

h3 Jkg entalpija kondenzata na izlazu iz kondenzatora

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 35: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina rashladne morske vode za kondenzaciju vodene pare u kondenzatoru

D middot q0 = Dw middotcw middot∆Tw

Dw= D middot q0 (cw middot∆Tw)

gdje jeDw - maseni protok morske vode kroz kondenzator kgsCw - specifična toplina morske vode(3980 kJkg K) JkgK∆Tw - prirast temperature morske vode u kondenzatoru K

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 36: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE

PARNOTURBINSKOG POGONA

Kao usporedbena veličina potrošnja pare u parnoturbinskom pogonu koristi se specifična potrošnja pare (d) u kgWs koja je omjer potrošnje mase vodene pare i dobivene snage na propeleru

d=DPr kgWsgdje jePr W snaga na propeleruD kgs maseni protok vodene pare kroz turbinud=36 (DP) kgkWh ako se uvrsti D (kgh) i P (kW)d= 35 do 45 kgkWh za parnoturbinski pogon brodad= 31 do 35 kgkWh za parnoturbinski pogon termoelektrana

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 37: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA

Potrebna količina vodene pare parnoturbinskog pogonaD = QK qK = (Dg middot Hd middot ηK) qK

qK = qd= h1 - h4 Jkg toplina koja se dovodi pari u kotluh1 Jkg entalpija pare na izlazu iz kotlah4 Jkg entalpija vode na ulazu u kotaoDg kgs maseni potrošak gorivaHd Jkg ogrjevna moć gorivaηK toplinski stupanj djelovanja generatora pare

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1
Page 38: 1. PROCES BRODSKE PLINSKE TURBINE - mojaladja.commojaladja.com/upload/perakozic/Brodske_toplinske_turbine.pdf · TIRELI: BRODSKE TOPLINSKE TURBINE 20. IZGLED TURBINSKOG POGONA 1 ventil

I POGLAVLJETIRELI BRODSKE TOPLINSKE TURBINE

38 RAČUNSKI PRIMJER 1

Brodski parnoturbinski pogon radi s srednjom specifičnom potrošnjom goriva 235 gkWh čija je ogrjevna moć 41 MJkg (teško Bunker gorivo)

Specifična potrošnja vodene pare iznosi 39 kgkWh za snagu na propeleru od 50000 kW

Odreditiukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogonakoličinu pare koju proizvodi generator pare

Rješenjeukupni stupanj djelovanja parnoturbinskog pogona

dg = Dg Pr = 36 ( Hdsdot η) η= 36 (Hdsdot dg )= 36 (41sdot 0235)=03736

η =3736 količinu pare koju proizvodi generator pareD=Prd=5000039=195000 kgh

  • BRODSKE TOPLINSKE TURBINE
  • 2 PARNOTURBINSKI POGON
  • 3 PRINCIP RADA PARNE TURBINE
  • 4 PLINSKOTURBINSKI POGON
  • 5 PRINCIP RADA PLINSKE TURBINE
  • 6 TRADICIONALNI POGON BRODOVA
  • 7 INTEGRIRANI POGON BRODOVA
  • 8 PRIJENOS SNAGE S PORIVNOG STROJA
  • 9 KOMBINIRANI CIKLUSI BRODSKIH POGONA (K-1sat RI)
  • 10 CODAD
  • 11 COGAG
  • 12 COGOG
  • 13 CODOG
  • 14 CODAG
  • 15 CODLAG
  • 16 CODOGXampCODAGX
  • 17 COGAGX
  • 18 COGAGX-DX
  • 19 STROJARNICA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 20 IZGLED TURBINSKOG POGONA
  • 21 BRODSKA PLINSKA TURBINA
  • 22 KONCEPCIJA IZVEDBI PLINSKIH TURBINA(K-2sat RI)
  • 23 BRODSKE PARNE TURBINE
  • 24 DOVEDENA I ODVEDENA TOPLINA PARI U PARNOTURBINSKOM POGONU
  • 25 TEORETSKI I STVARNI RAD U PARNOJ TURBINI
  • 26 JEDINIČNI RADOVI PARNE TURBINE
  • 27 TERMODINAMIČKI STUPNJEVI DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG PROCESA
  • 28 MEHANIČKI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA (6 sat RI 080304)
  • 29 STUPANJ DJELOVANJA REDUKTORAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 30 EFEKTIVNI STUPANJ DJELOVANJA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 31 UKUPNI STUPANJ DJELOVANJAPARNOTURBINSKOG POGONA
  • 32 IZRAČUN POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 33 IZRAČUN SPECIFIČNE POTROŠNJE GORIVA PARNOTURBINSKOG POGONA (NASTAVAK)
  • 34 IZRAČUN IZMJENJENE TOPLINE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 35 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE MORSKE VODE ZA HLAĐENJE U KONDENZATORU PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 36 IZRAČUN POTREBNE SPECIFIČNE POTROŠNJE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 37 IZRAČUN POTREBNE KOLIČINE VODENE PARE PARNOTURBINSKOG POGONA
  • 38 RAČUNSKI PRIMJER 1