centrales thermiques
Post on 03-Jun-2018
261 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/12/2019 Centrales Thermiques
1/9
-
8/12/2019 Centrales Thermiques
2/9
3. Turbine vapeur
. escr p on e mo sa on
- Installation motrice Combustion externe
- u e e rava : vapeur eau, cons r e comme un gaz r e a es
- Echange de chaleur par changement dtat
-
"
, , ,alternateur, condenseur (tour arorfrigrante)
3. Turbine vapeur
Courbe de saturation
. escr p on e mo sa on
Supercritique
Liquide Vapeur (gaz)
m
Qc
L+VQc
Qf
Wp Qf
Cycle de Rankine-Hirn
1-2 : compression
2-3 : vaporation et surchauffe
Pb : T3 limite ~600C
x4 > 0,85
#
- : en e
4-1 : condensationrendement tot : 25 35%
-
8/12/2019 Centrales Thermiques
3/9
3. Turbine vapeur
. escr p on e mo sa on
Diagramme & Table (Vapeur deau)
$Diagramme T-S
3. Turbine vapeur
. escr p on e mo sa on
Diagramme & Table (Vapeur deau)
%Diagramme h-S (Mollier)
3. Turbine vapeur
. escr p on e mo sa on
Diagramme & Table (Vapeur deau)
3. Turbine vapeur
. a cu ren emen
Compression : WmC = h2 - h1 ~ v ( P2 - P1 )
Chaudire : Qc = h3 - h2
Travail turbine : WmT= h3 - h4
Travail net du cycle : Wm = WmT- WmC ~ WmT
evap
sat
s
ssxTitre
=
4
4:
evapsat hxhhEnthalpie += 44:
Rdt. Thermique : fmCmTQWW
=
= 1
&
cc QQ
-
8/12/2019 Centrales Thermiques
4/9
3. Turbine vapeur
3.3 C cle rel - irrversibilit
3-4 : Dtente adiabatique irrversible de P3 P4
mT= 3 - 4
isThh
hh43
=
Exemple de calcul
Calculez le rendement dun cycle dune TAV sachant que :- Pression au condenseur : 10 kPa,- Pression dans la chaudire : 2 MPa- La vapeur sort de la chaudire ltat satur.
Solution
t = 30,3%
3. Turbine vapeur
-.
La Resurchauffe (concerne toute la vapeur)
( ) ( )6543 hhhh + ~( ) ( )
4523
,hhhh
Rt+
'
3. Turbine vapeur
3.4 Amlioration du c cle de Rankine-Hirn
Le Soutirage (concerne une partie de la vapeur)
Les caractristiques du cycle sont exprimes en considrant1 g e vapeur entrant ans e con enseur.
( )
( )15
81
hh
hhX
=Quantit de vapeur soutire : (bilan lchangeur E)
(
( ) ( )
( ) ( )23
5343,
1 hhX
hhXhhSTt
+
+= Amlioration : ~2 points de rendement
3. Turbine vapeur
3.4 Amlioration du c cle de Rankine-Hirn
Le Soutirage Multiple (concerne une partie de la vapeur)
n
( )23
53
1
43
,
1 hhXn
i
i
i
i
STt
+
=
=
)
-
8/12/2019 Centrales Thermiques
5/9
3. Turbine vapeur
Le Soutirage Multiple
Evolution du rendement thermique en fonction du nombre de soutirage
"
*
2. Turbine gaz
. escr p on e mo sa on
Pb : T3 limite ~1500C1-2 : compression
rendement tot : 25 35%
10 300 MW fixes
2-3 : combustion
3-4 : dtente
Turbine : WmT
compresseur
(WmT- WmC )
Prise d air chappement
mC
&%
Rdt. Thermique :32Q
WW mCmTt
=
-
8/12/2019 Centrales Thermiques
6/9
2. Turbine gaz
. escr p on e mo sa on
& !
2. Turbine gaz
. escr p on e mo sa on
Compression : WmC = h2 - h1
Combustion : Q = h3 - h2
rava tota tur ne : mT= 3 - 4
Travail net turbine : Wm = WmT- WmC
Dans la pratique : mesure de (T,P) puis tables et logiciels pour Cp
2.2 Turbine gaz idale vs relle
TAG idale TAG rellepas de frottements Wf= 0
Cp = cte, G.P. : P.V= n.R.T
compression, dtente polytropiques
svre baisse de rendement
-
&&
~
pas de pertes de charges P2=P3
2 - 3
Cp(T,P), pertes mcaniques...
2. Turbine gaz
. en emen s
Rendement de combustion :
, WWW mCmTnm
PCIm
Q
c
comb
=
23
en emen erm que :
Rendement mcanique :
3223 QQt
==
nm
amecW
W
,
=
Rendement global : mectcombc
agPCIm
=
=
Flamme
PCIm c
u e etravail
23Q
comb u ssance mo r cenette
)( ,,, CmTmnm WWW =
t u ssancelarbre
aW
mec
,,,
1
232
==PTTCom ression et dtente isentro i ues :
( ) ( ) 1141243, TTThhhhW nm=
=
==
141 PTT
&
( ) 2232323 TTThhQt
2. Turbine gaz
Exem le de calcul
Dans un Cycle idale de Brayton :- Entre compresseur (air) : 0,1 MPa, 15 C- Sortie com resseur : 1 MPa- Temprature maximale du cycle : 1100 C
1. Calculez la pression et la temprature en chaque point du cycle;
. a cu ez e rava u compresseur, e rava e a ur ne e e ren emen erm que.Cp (air) = cte = 1,0035 kJ/kg/K (T = 300 K)
Solution
Point 1 2 3 4
1. P,T
T (K) 288,2 556,7 1373,2 711,2
P (MPa) 0,1 1 1 0,1
2. Travail & rendementWmc = 269,5 kJ/kg ; WmT = 664,7 kJ/kg ; t = 0,482
&'
3. Que devient le rendement thermique si on considre que les rendements isentropiquesde compression et de dtente sont de 80%?
-
8/12/2019 Centrales Thermiques
7/9
2. Turbine gaz
2.4 Le c cle rel de la turbine az
- une compression polytropique (1,2)- un rchauffage isobare (2,3)
- une dtente polytropique (3,4)-- ,
=
1
2
P
P; m est le coefficient polytropique et;
m 1n u san es ren emen s po y rop ques :
On peut crire : piCpiC TT S
1
2
11
2
==
piT
TT S
=
44
mpiT
1
;11 33
Wm
&(t
2. Turbine gaz
2.5 Amlioration du cycle
TAG avec rcuprateur de chaleur
t
&)
+
-
8/12/2019 Centrales Thermiques
8/9
"#$"#$
-
-
%
&'
%
'
(%)
)*%
&+
-%
,&'-..-..
##
0 ! %12%34
6. Cognration
6.1 Descri tion et modlisation
Cognration Production simultane de chaleur & dlectricit
Intrts :
Bilan nergtique comparatif
- Scurit dapprovisionnement- Gain financier- Respect de lenvironnement
Mais - Cot dinvestissement + lev
%
- r sque e p na non respect du contrat de rachat)- Cot O&M peuvent tre levs
6.1 Descri tion et modlisation
6. Cognration
Cognration : Diffrentes configurations
6.2 Rendements
6. Cognration
Rendement nergtique densemble :
Rendement ner ti ue densemble corri :
Ou :
avec : - l : prx e ven e e nerg e ec r que
- PRQ : prix de vente de lnergie thermique [/kWh]- PAc : prix dachat du combustible [/kWh]
Rendement lectrique quivalent :
o est le rendement de la chaudireCh
&Reprsente la part de lnergie globale transforme en lectricit
-
8/12/2019 Centrales Thermiques
9/9
6.2 Rendements
6. Cognration
Economie dnergie primaire (combustible)
Donnes :-- Ch c1- Production dlectricit seule : rendementtot ; dbit combustible mc2- Production combine de chaleur et dlectricit : dbit combustible mc
21 ccc mmm +=
21 cc mm +
Facteur de rpartition de puissance
(les anglo-saxons utilisent gnralement le rapport inverse)
l
W
Q
=
!../0/
!..*/
!../12/
0/+3/
top related