Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 16. 19 april 1947 - Möjligheten att förbättra ånganläggningars bränsleekonomi, av Lars Nordström
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
3(58
TEKNISK TIDSKRIFT
lina anläggningar äro förutsättningarna särskilt
gynnsamma i fråga om såväl drift som placering).
I det följande exemplet förutsättes sålunda att
värmeytorna för mellanöverhettningarna äro
belägna i omedelbar anslutning till turbinen varför
några ledningsförluster av betydelse vid sidan om
tryckförluster i slingorna ocli
omlänkningsför-lusterna ej antas uppstå.
För att erhålla en isotermisk expansion vid 450°G
måste man i praktiken låta ångtemperaturen
pendla kring detta värde med t.ex. ± 50°.
Före mellanöverhettningen är således
ångtemperaturen 400° och efter 500°. Denna höga
temperatur bör kunna tillåtas då trycket samtidigt har
sjunkit betydligt under admissionstrycket.
Tubmaterialets temperatur behöver aldrig överstiga
550° då ångans värmeöverföringskoefficient är
betydligt bättre än gasens så länge trycket ligger över
ca 0,2 at a. Dessutom kan man anordna ytorna för
medström utan att de bli märkbart större.
Exempel på isotermisk-adiabatisk anläggning
För att klargöra hur en anläggning enligt den
isotermisk-adiabatiska principen skulle komma
att te sig skall ett exempel anföras.
Admissions-tillståndet i pannan antas vara 40 at a, 450°C.
varvid ångans värmeinnehåll är 794,5 kcal/kg.
Före turbinen antas råda 39 ata, 447°, vilket
förutsätter korta ledningar. Turbinen anses bestå
av en högtrycksdel med fyra mellanöverhettare
och en lågtrycksdel för adiabatisk expansion.
Turbinverkningsgraden antas genomgående vara
85 % (inre termodynamisk). Till att börja med
förutsättes ingen avtappniiigsförvärmning.
Förloppet i turbinen framgår av nedanstående
tabell:
Expansion nr 1 2 3 /a 5
Från trycket .....at a 39 24,6 12,6 6,6 3,2
temperaturen .... °C 447 500 500 500 500
Till trycket ...... at a 25 13 . 7 3,5 0,05
temperaturen .... °C 380 395 400 407 —
Värmefall .... kcal/kg 31 49,5 46 50,5 227
Arbete ....... kcal/kg 26,4 42,0 39,0 43,0 193
Ångtillstånd
före expansion kcal/kg 793,5 826 829,2 831 831,5
efter expansion kcal/kg 767,1 784 790,2 788 638,5
Tillfört värme i mellan-
överhettaren.. kcal/kg 58,9 45,2 40,8 43,5
Tryckförlusterna i värmeytorna ha satts till
mellan 0,4 och 0,3 at a men dessa och ytornas storlek
skola senare granskas. Summa arbete som
utvinnes är 343,4 kcal/kg ånga. Kondensatets
värmeinnehåll vid 0,05 at a är 32,5 kcal/kg ocli
således tillföres i pannan 762 kcal/kg. Summa
tillfört värme är då 950,4 kcal/kg ånga.
Antas nu en pann verkningsgrad om 90 % och
mekaniska förluster och hjälpmaskiners
arbetsbehov till 5 % erhåller anläggningen en effektiv
termisk verkningsgrad ^/e=30,9 %.
Vid en vanlig anläggning likaledes utan
förvärmning och med samma turbin- och
pannverk-ningsgrader osv. erhålles t]te~21,l %.
Detta innebär en 12 % större
bränsleförbrukning än för den nya processen. Emellertid bör den
fördel som avtappniiigsförvärmning innebär även
utnyttjas vid den isotermisk-adiabatiska
processen. Det bör rent konstruktivt vara mycket
lämpligt att anlägga en avtappning mellan
högtrycks- och lågtrycksdelen således vid 3,5 at a
före sista mellanöverhettningen varvid ångans
värmeinnehåll är 788 kcal/kg.
Avtappningsångmängden blir 14,1 % och
arbetet i den sista expansionen minskas med 27,2
kcal/kg till 316,2 kcal/kg ånga. Samtidigt minskas
det i pannan tillförda värmet med 106,3 kcal/kg
och det i sista mellanöverhettningen tillförda med
6,1 kcal/kg. Summa tillfört värme är alltså nu
838 kcal/kg ånga. Som förut erhålles rj(e = 32,3 %.
Med avtappning i flera steg eller genom att
utnyttja förvärmning i sugarkondensorer och
oljekylare kan denna verkningsgrad ytterligare
förbättras. Om man förutsätter att på så sätt 20
kcal/kg tillgodogöras sjunker
avtappningsångmängden till 11,7 % och summa arbete blir 320,7
och sunnna tillfört värme 839 kcal/kg ånga varav
som förut t]te — S2,l %.
I jämförelse med samma process utan
förvärmning är detta en vinst på 6 % eller detsamma som
tidigare anfördes för ett svenskt kraftverk.
Skillnaden i bränsleförbrukning jämfört med en
vanlig anläggning är fortfarande densamma.
Den funna verkningsgraden 32,7 % skulle
motsvara ett värmebehov av 2 630 kcal/kWh eller
1 930 kcal/hkh. En ångmängd av 60 t/h skulle ge
22 000 kW (eller 30 000 hk). Ängmängden blir
2,73 kg/kW vilket ger en antydan om hur mycket
pannornas storlek kan minskas.
Dessa värden kunna givetvis förbättras genom
en höjning av panntrycket, en förbättring av
turbinverkningsgraden, flerstegs avtappning, bättre
vakuum osv. med bibehållen övre ångtemperatur.
En höjning av trycket till 120 at a med ytterligare
två mellanöverhettningar dock endast mellan 350
och 450° av hållfasthetsskäl skulle ge en effektiv
termisk verkningsgrad av 36,4 %. Är däremot
ad-missionstillståndet 25 ata, 500°, erhålles 30,8 %.
De fyra mellanöverhettarna läggas efter
varandra så att gasen först passerar ytan för 25 at a
emedan denna yta har den bästa
värmeöverföringen på ångsidan. Gastemperaturen kan här
få vara t.ex. 1 100° vid inloppet varvid gasen vid
utlopp ur den fjärde ytan har en temperatur av
ca 800°G. Ytorna antas byggda av tuber med
dimension 25/30 111111 och ånghastigheten hålles
relativt hög eller mellan 35 och 100 m/s.
Gashastigheten antas till 12 m/s vid inloppet och sedan
sjunkande i proportion till temperaturen.
Ytornas karakteristiska data framgå av
nedanstående tabell:
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
