uuet odgovori

8/9/2019 UUET ODGOVORI

1/36

1. Kratko obajsniti glavne postavke termodinamičkog modela.

Idealizacija radnog medija, kao idealnog plina; samog procesa, kao kontinuiranog niza ravnotežnih stanja, te

pretpostavka o reverzibilnosti mehaničke interakcije, čine cjeloviti idealni model na kojem se razvila termodinamička

teorija. Termodinamički proračuni koji su razvijeni na tom modelu mogu se primijeniti kao dobre aproksima cije za

mnoge realne slučajeve.Zbog toga ima smisla da se detaljno pozabavimo s idealnim plinovima i njihovim ponašanjem

Radni medij (RM) konstantne mase čini zatvoreni sistem koji je u toplinskoj i mehaničkoj interakciji s okolišem

Toplinska interakcija odvija se pri konačnim razlikama temperatura radnog medija i toplinskog spremnika (TS), tj. pr

vanjskoj toplinskoj neravnoteži (ireverzibilan proces). Suprotno tome, mehanička interakcija je reverzibilna, jer teče

u uslovima vanjske mehaničke ravnoteže, tj. pri zanemarivo maloj rezultantnoj sili i bez gubitaka zbog trenja. Tokom

procesa sve čestice radnog medija prelaze trenutno i istovremeno u isto novo stanje, tako da u svakom trenutku

vlada unutarnja toplinska i mehanička ravnoteža (jednaka temperatura T i pritisak p), pa se takav proces naziva

ravnotežni.

2. Kratko opisati proces pretvorbe toplinske energije u mehaničku energiju.

Osobina topline da se ona može pretvoriti u mehaničku energiju. Pri tom se dio topline gubi, tj. prelazi u okolinu

ostaje neiskorišten u procesu pretvorbe. To ne vrijedi za obrnuti proces, jer se mehanička energija bez ostatka

može pretvoriti u toplinu (trenje).Pretvorba toplinske energije u mehaničku obavlja se u uređajima u kojima seostvaruju kružni procesi, odnosno cikličke promjene stanja nosioca topline (plin, para). Pri tome se u pojedinim

odsjecima procesa dovodi ili oduzima određena elementarna količina topline dQ. U Termodinamici se elementarna

količina topline dQ može definirati u obliku umnoška temperature T, kao kvalitativne veličine stanja, te promjene

entropije dS, kao kvantitativne veličine stanja, odnosno:dQ = TdS.Za proces kojeg prikazujemo između 2 toplinska

stanja (početna i konačna temperatura) možemo odabrati različiti put postizanja stanja, a što će bitno utjecati na

kvalitetu pretvorbe topline u rad i obrnuto. q=(u2- u1)+(P2v2- P1v1), dq=du+d(Pv)=ϕ(T)·s

ϕ(T)-funkcija temperature (K)s-funkcija stanja (entropija) (J/kg K)

3. Statistička interpretacija entropije.

Entropija (s) predstavlja mjerilo za ocjenu savršenosti pretvorbe topline u mehanički rad, te ju je Clausius nazvao “veličina

preobraženja”. Toplina dovedena nekom tijelu (dq) jednaka je proizvodu temperature i entropije tog istog tijela (T·ds). Da se

entropija svakog sistema povećava dokazuje tvrdnju da sve teži toplinskog ravnoteži.Entropija S je veličina stanja koja se, za

razliku od ostalih glavnih veličina stanja (pritisak, temperatura, zapremina) ne može izravno mjeriti. Međutim, upravo je ta

veličina vrlo prikladna za prikazivanje cikličkih izmjena topline između radnoga medija i okoline u trenutku svakoga

pojedinog radnoga segmenta kružnoga procesa. Entropija nekog izoliranog sistema nikada ne pada. Ona ostaje, bilo

konstantna (reverzibilni procesi), ili raste (ireverzibilni (procesi). Ukupna entropija nekog sistema plus ona od svoje okoline

raste kao rezultat svakog prirodnog procesa.


2/36

Statistička interpretacija entropije

Ideje entropije i nereda postaju jasnije, kada se koristi statistička analiza vjerojatnosti. Temeljni princip statističkogpristupa, jest, da svako mikrostanje ima jednaku vjerojatnost, dok se za makrostanje ona mora specifično odrediti.

Tijelu (1) odvodi se toplina: dQ= -T1⋅ds1Tijelu (2) dovodi se toplina: dQ= T2⋅ds2

Ukupna entropija sistema iznosi:ds = ds2 + ds1= (dQ/T2) – (dQ/T1)ds= dQ[(1/T2) – (1/T1)] > 0ds > 0

Entropija sistema je veća od nule, a pri toplinskoj ravnoteži (T1=T2) prirast entropije je jednak nuli!!Entropija (s) predstavlja f-ju stanja tijela.

Za idealne se plinove može pisati: dq=T· ds = T ·d(cv ln P + cp ln v + konst.)

s2 –s1 = cv ln (P2/P1 )+ cp ln (v2/v1)s2 –s1 = cv ln (T2/T1 )+ R ln (v2/v1)

s2 –s1 = cp ln (T2/T1 )+ R ln (P2/P1)Gdje je:-index “1” početno stanje , index “2” konačno stanje-stanje okoline se označava najćešće s indexom “0” Opšta promjena stanja: politropa.Specijalni slučajevi:

1. Promjena stanja kod konstantnog volumena (v=v0) izohora;

2. Promjena stanja kod konstantnog pritisaka (P=P0) izobara;

3. Promjena stanja kod konstantne temperature (T=T0) izoterma;

4. Promjena stanja bez izmjene topline (Q=0) adijabata

4. Razlike kod reverzibilnih, ireverzibilnih i kružnih procesa.

Kružni (ciklički ili zatvoreni) procesi su oni tokom kojih se nakon kontinuirane promjene radni medij (RM) vraća upočetno stanje.PROCES -ukupni fizikalni događaj tokom kojega dolazi do promjene stanja kojega učesnika.SMJERPROCESA -svi realni, prirodni procesi su nepovratni. Sve tvari teže ka ravnoteži i teže ka entropiji, tako i svaki proces ideu jednom smjeru prema ravnoteži I takav proces je spontan i nepovratan; ireverzibilan! Stanje ravnoteže= energijskomrtvilo .Proces kod kojeg je došlo do disipacije ili rasipanja rada, a sam sistem tokom procesa je ostao nepromijenjen jeIREVERZIBILAN PROCES.

Disipaciju prouzrokuju: trenje, viskoznost, električni otpor, inelastičnost,....,....


3/36

REVERZIBILNI PROCES .Sistem u svakoj fazi mora biti u mehaničkoj, termičkoj i hemijskoj ravnoteži. Tokom procesa moraprolaziti nizom stanja koja su beskonačno blizu stanjima ravnoteže s okolinom. Nema disipacije rada.Veličina rada što gaobavlja kod određene promjene ovisi o suprostavljanju ovoj promjeni; Što veći otpor - mora biti izvršen veći da gasavlada

Ireverzibilnost toplinske interakcije

Pretpostavka o ravnotežnom procesu uz vanjsku mehaničku ravnotežu znači da će promjena entropije radnog medija bituzrokovana isključivo toplinom koju on izmjenjuje s okolišem, a ne nekim drugim nepovratnostima tokom procesa.Stoga vrijedi jednadžba II. Zakona TD:dQ = TdS , odnosno, za konačne procese pri kojima radni medij mijenja stanje od

1 na 2, vrijedi:

5. Objasniti nemoguće procese.

Svaka ravnotežna promjena stanja je povrativa, tj. mogla bi se provesti u suprotnom smjeru uz uslov da se promjenesmjerovi mehaničke i toplinske interakcije.To zahtjeva upotrebu toplinskog spremnika (TS) i mehaničkog sudionika (MS)sa suprotnim smislom djelovanja od onih koji su korišteni tokom prvotne promjene stanja RM.Zbog jednosmjernog toka topline povrativ proces zahtjeva najmanje jedan ogrijevni (OS) i jedan rashladni (RS) toplinski

spremnik. Mehanička interakcija u uslovima ravnoteže je reverzibilna, pa se može se ostvariti samo s jednim mehaničkimsudionikom (MS) u oba smjera. Pri tome se rad prema okolnom zraku W o poništava.

6. Objasniti pojam gubitka na radu.

Rezultantni rad W kružnog procesa jednak je razlici dovedene i odvedene topline: W = Q dov – Q odv. Takav se rad nemože ostvariti s jednom istom politropom, jer se dobiveni rad u istom iznosu mora utrošiti pri povratu u početno stanje:

(W ) = ( W ). Aproksimacija kružnih procesa vrši se korištenjem specijalnih politropa, što olakšava račun i grafičkoprikazivanje.

1 1 1

2

1

T min

T 1

Clausius Kelvin Planck

QQ Q

W W

od hladnijeg

prema toplijem

tijelu

hlađenje ispod

minimalne

temperature

proces s jednim

toplinskim

spremnikom

2

1

2,1 )( dS sT Q


4/36

Koristan rad dobivamo kada je :

Q dov > Q odv.Tada je:

W = Q dov – Q odv = Weksp – Wkomp > 0.Promjene stanja pri ekspanziji leže iznad onih pri kompresiji . Toplinski spremnici se definiraju s njihovimtemperaturama: TOS = konst. i TRS = konst.Toplina odvedena od ogrijevnog spremnika jednaka je i suprotnog smisla

toplini koja se dovodi radnom mediju: Q OS = – Q dov.Prema Carnotovom principu može se odrediti minimalna toplina koju treba odvesti od radnog medija:

Q odvid = Q dov (TRS/TOS), pa je maksimalni rad koji bi se s takvim toplinskim spremnicima dobio u idealnom procesu :Wid = Q dov – Q odvid. U svakom realnom procesu se izmjena topline između toplinskih spremnika i radnog medija vrši prikonačnim razlikama njihovih temperatura, tako da je pri grijanju s istom toplinom Q dov, temperatura radnog medija

manja od temperature ogrevnog spremnika, T < TOS, odnosno pri hlađenju s Q odvreal veća od temperature rashladnogspremnika, To > TRS. Zbog toga je To/T > TRS/TOS, pa je Q odvreal = Q dov (To/T) > Q odvid , tj. u realnom procesu trebaodvesti više topline nego u idealnom slučaju!

Pri realnom procesu dobio bi se rad :Wreal

= Q dov

– Q odv

real, < od W

id.

Razlika ovih radova predstavlja teorijski gubitaka na radu uslijed nepovratnosti realne izmjene topline, koja se odvija

uvijek pri konačnim razlikama temperatura:

W = Wid – Wreal

7. Nacrtati i objasniti energetske bilanse toplinskih strojeva.

1 2

3

4

5

n12

n23

n34

n45

n51

fizikalno nemogući

skok s n12 na n23

kontinuirana promjena s n12 na n23

realni proces

aproksimativni proces


5/36

• U skladu s I zakonom termodinamike proizlazi:

• a prema II zakonu termodinamike:

• gdje je toplinska iskoristivost Carnotova (reverzibilnoga) ciklusa:

• Za realne toplinske strojeve, kod kojih su neizbježni gubici nepovrativosti ciklusa (ireverzibilni), proizlazi da je:

gdje je stupanj nepovrativosti (ireverzibilnosti) toplinskoga ciklusa kojim se uzimaju u obzir svi nepovrativi gubici.

• Glavni gubici nepovrativosti toplinskoga ciklusa proizlaze zbog razlike temperatura pri preuzimanju i predaji

topline te zbog neizentropske kompresije i ekspanzije radnoga fluida.Dizalice topline ili toplinske pumpe mogu

se definirati jednostavno kao toplinski strojevi koji rade u suprotnom smjeru (lijevokretno).

• One preuzimaju toplinu nižeg temperaturnog nivoa T2 te koristeći mehaničku energiju W otpuštaju toplinu

Q1 u toplinski spremnik višeg temperaturnog nivoa T1 (slika pod b).

• U tom slučaju vrijedi jednadžba prvoga zakona termodinamike:Q 1 = W + Q 2

a u skladu s drugim zakonom:

gdje je tzv. stepen performansi dizalice topline,

Uzimajući u obzir realan primjer, odnosno gubitke nepovrativosti ciklusa, proizlazi da je

• Ove poznate temeljne termodinamske relacije služit će prilikom daljnjega razmatranja optimalne integracije

toplinskih ciklusa s tehnološkim procesom proizvodnje.Glavno pitanje na koje se želi dobiti odgovor jest kakooptimalno ukomponirati toplinski ciklus (toplinski stroj) s procesnim tokovima u nekom tehnološkom procesu

proizvodnje?

8. Analiza energetskih procesa sa stajališta II zakona TD.

Promatranjem energetskih procesa prema postavkama II zakona TD neizbježno se dolazi do pojma o sposobnost

vršenja promjene, odnosno o kvaliteti energije i energetskih izvora.Dok je energija, prema I zakonu TD, neuništiva te

se zbog toga u tehničkim procesima ne može proizvoditi niti potrošiti već samo mijenjati iz jednoga oblika u drugi,

sposobnost, odnosno kvaliteta energije u prirodi se neprekidno degradira i nepovrativo troši.Sposobnost vršenja

mehaničkoga rada teorijski je proširena još na tvar čiji se sastav razlikuje od opšteg okolnog stanja, pod uslovom da

se može izvesti proces ili stroj koji će iskorištavati takvu razliku. Na taj se način dolazi do definicije o raspoloživoj

energiji koja predstavlja zapravo maksimalnu sposobnost vršenja promjene (rada). Ona će se doseći pod uslovom da

se promjene stanja u procesu zbivaju povratno (reverzibilno).

Esergija = U+pov - ToS - Ni ,

21 QQW

1tQW

1

2

1

211

T

T

T

T T t

1tQiW

i

2Q

1

2

1

2

21

T

T

T

T T

i

QW

2

i

io

2QW


6/36

gdje je:

U -unutarnja energija,p -pritisak,V -zapremina,T -temperatura,S -entropija,

µi - hemijski potencijal i-te koponente jednoga mola, Ni -broj molova i-te komponente.Indeks " o " odnosi se na ravnotežno stanje okoline. Vidi se da tako definirana funkcija sadrži također izraz za hemijski potencijal i prema tome potpuno predstavljacjelokupan potencijal neke tvari koja nije u ravnoteži s okolinom. Indeks " o " odnosi se na ravnotežno stanje okoline.

Vidi se da tako definirana funkcija sadrži također izraz za hemijski potencijal i prema tome potpuno predstavljacjelokupan potenci jal neke tvari koja nije u ravnoteži s okolinom.

Raspoloživost = U+poV- ToS - (Uo + poVo- ToSo)

Eksergija = U+pV – ToS - (Uo + poVo – ToSo).Izraz za raspoloživu energiju zatvorenoga sistema u opštem obliku glasi: Raspoloživa energija = U-Uo+po (V- Vo)-To (S-So) +

Unutarnja energija U sadrži sve oblike energije (potencijalnu, kinetičku, magnetsku, električnu itd.)U industrijskim procesima u obzir se uzima samo toplinski i mehanički dio unutarnje energije. Raspoloživa hemijska energija (energija difuzije) utječe samo na hemijske reakcije procesa, kao što je sagorijevanje.

U ostalim hemijskim reakcijama do danas još nije pronađen tehnički izvediv način rekuperacije (lat.: recuperare = natraguzeti) rada iz procesa difuzije.

Stoga se u praktičkim analizama izraz za hemijski dio energije najčešće zanemaruje. U tom slučaju vrijedi relacija: Rasploživa energija = U-Uo +po (V- Vo) -To (S- So).Za procese sa strujanjem, tj. s kontinuiranim dovođenjem radnoga fluida, treba uključiti još udio rada strujanja (p-po)V,pa slijedi da je:

Rasploživa energija = U-Uo + pV-poV- To (S-So )Budući da je entalpija H = U+pV, proizlazi da je: Rasploživa energija = H - Ho - To (S - So) = eksergija .Tako definiran izraz za raspoloživu energiju zapravo je eksergija strujnoga procesa te je vrlo prikladan i može seprimjeniti na mnoge praktične probleme. U svim realnim procesima, koji su uvijek nepovratni (ireverzibilni), raspoloživa

energija (eksergija) se troši, odnosno gubi. Tu se uočava bitna razlika između analiza na bazi prvoga i drugoga zakonatermodinamike. Naime, iako suma energije na ulazu i izlazu iz procesa ostaje nepromijenjena, to se ne događa i sraspoloživom energijom, odnosno eksergijom koja se u procesu troši, pa na izlazu uvijek ima umanjenu vrijednost. Otuda proizlazi i osnovna zadaća stručnjaka: definirati proces u industriji i energetici tako da ta razlika bude što manja.

9. Analiza kvaliteta energije i eksergije.

U svim transformacijama stanja i energije jedna je od najvažnijih zadaća stručnjaka za energetiku da prilikom tih

procesa iskoriste što veću količinu energije, upravo u toku njene degradacije, odnosno prije nego što se stanje njenih

nosilaca izjednači sa stanjem okoline.Sa stajališta I zakona TD (Konzervacija energije) često upotrebljavani izraz

potrošnja i štednja energije ne podudaraju se u osnovi s tom temeljnom postavkom termodinamike. Odgovarajućizraz za isti pojam je korištenje energije, a štedjeti se može samo u kvaliteti energije prilikom njene degradacije

prema stanju okoline. Treba reći da su od prvoga zakona termodinamike izuzeti nuklearni procesi u kojima se

promjena energije vrši zbog promjene mase.I zakon TD ne govori ništa o kvaliteti energije, odnosno izjednačava

vrijednost svih oblika energije (unutarnje, kinetičke, električne, toplinske, itd.) Tu činjenicu treba uzeti u obzir pri TD

analizama energetskih procesa, jer u protivnom analize mogu dovesti do ozbiljnih zabluda pri donošenju zaključaka o

njihovoj efikasnosti.U TD analize energetskih procesa treba stoga uvesti veličinu koja upućuje na kvalitetu pojedine

vrste energije- eksergija. II zakon TD iznosi da se degradiranoj energiji može ponovo vratiti kvaliteta na početni nivo

samo uz energiju koja je veća od one koja se ponovo može iskoristiti u obrnutom postupku.

i

ioi Ni


7/36

Vidimo da je nužno uvesti pojam kvalitete energije, pa treba dati opisnu definiciju s obrazloženjem da je kvalitetaenergije to veća što se njen veći dio može pretvoriti u koristan rad.Eksergija je maksimalno iskoristiv rad koji se možeizvesti iz nekog raspoloživog oblika energije pod određenim uslovima okoline. Iz toga slijedi daljnje objašnjenje kvaliteteenergije: što je veći udio eksergije u nekoj energiji, veća je kvaliteta te energije.Električna, potencijalna i kinetičkaenergija mogu se, u idealnim slučajevima, potpuno pretvoriti u druge oblike energije, jer cjelokupan udio tih oblikaenergija čini eksergija. To se ne događa s toplinom, odnosno s unutarnjom energijom kojoj eksergija čini samo jedan njendio. Za preostali dio, koji se ne može iskoristiti za pretvorbu u koristan rad, uveden je naziv anergija.Prema tome vrijedi opšti izraz da je: E = E*+A

gdje je: E - ukupna energija,E* - eksergija,A - anergija• Iz II zakona TD poznato je da je maksimalan rad, koji se može dobiti u kružnom procesu pomoću nekoga radnog

medija kao nosioca topline Q s temperaturom T , u uslovima okoline s temperaturom To ograničen toplinskom

iskoristivošću Carnotova procesa ηc.

• Prema tome, maksimalna mehanička energija, odnosno eksergija dobivena iz toga toplinskog procesa, data je

izrazom:

• Preostali neiskorišteni dio topline čini veličinu anergije, odnosno

• Iz ovih razmatranja može se definirati i pojam tzv. eksergetskog potencijala, ko ji odgovara toplinskoj

iskoristivosti Carnotova procesa što se zbiva između temperature T i temperature okoline T○, odnosno:

• pa je

E* = ε Q, odnosno A = (1- ε)Q.

Iz prethodnoga se vidi da eksergija i anergija nisu veličine stanja, nego samo procesne veličine kao što su rad i toplina. Njih se, kao veličine stanja, može posmatrati samo uz dodatni podatak o temperaturi i stanju okoline.

10. Analiza eksergije toplinskoga toka i eksergije topline plinova sagorijevanja.

eks. Toplinski tok: Eksergija topline predstavlja onaj njezin dio koji se u najpovoljnijem slučaju može pretvoriti umehaničku energiju. Prilikom prenosa topline na radni medij, temperatura nosioca topline može ostati stalnom samo ako njen izvor imaneograničen kapacitet. U protivnom, temperatura se mijenja, pa u takvom opštem slučaju eksergija i anergija iznose:

eks. topline plinova sagorijevanja: Pri sagorijevanju goriva u tehničkim ložištima nastali dimni plinovi istovremenopredaju toplinu radnom mediju (prijemniku topline), te se hlade do neke izlazne temperature. Za takvo razmatranje

prikladno je prikazati krivulju hlađenja plinova u dijagramu gdje se na ordinati nanosi omjer između temperature okolineT○ i temperature plinova sagorijevanja T, a na apscisi jedinična entalpija plinova koja je jednaka jediničnoj toplini q jerproces teče uz približno konstantan pritisak (izobarno), kao na slici.

T

T

T

T T oo

c

1

QT

T E o

1*

QT T A

T

T

T

T T 0

1

2

1

)1( dQT

T E

Q

2

1 T

dQT AQ


8/36

• Površina ispod tako definirane krivulje promjene T○/T proporcionalna je jediničnoj eksergiji odvedene topline

dimnih plinova, odnosno:

• Integriranjem toga izraza od q=0 do q , koliko iznosi jedinična entalpija dimnih plinova kod temperature Tmax,

određuje se jedinična eksergija topline plinova sagorijevanja:

11. Analiza eksergije radnoga fluida i eksergija goriva.

Eksergija radnoga fluida

Ako se posmatra povratni otvoreni strujni proces u koji ulazi fluid s nekim početnim stanjem (entalpija h, entropija s,

temperatura T ) , a iz njega izlazi sa stanjem koje odgovara stanju okoline (entalpija ho , entropija so, temperatura T ○ ),

dobiveni tehnički rad odgovara jediničnoj eksergiji radnoga medija u strujanju, koja iznosi: e* = h - ho - To(s - so) iz čegaproizlazi jedinična anergija:a = ho + To(s – so)

Eksergija goriva

Eksergija goriva je dio mehaničke energije koja se može dobiti povrativom hemijskom reakcijom sagorijevanja.Naime, iako je gorivo na temperaturi i pritisaku okoline, ono nije potpuno u termodinamskoj ravnoteži s okolinom, jer jemoguća pretvorba sadržane hemijske u unutarnju energiju. Dakle, svako gorivo sadrži eksergiju. Za tačno izračunavanje eksergije goriva treba poznavati entropiju svih tvari koje ulaze i onih koje izlaze tokom procesasagorijevanja. Takvim proračunom možemo utvrditi da se mehanička energija, koja bi se teoretski mogla dobi tpovrativim procesom sagorijevanja, malo razlikuje od sadržane hemijske energije goriva. S dovoljno se tačnosti možeuzeti da eksergija goriva odgovara njegovoj gornjoj toplinskoj vrijednosti (ogrjevnoj moći). Te su razlike u plinovitihgoriva nešto veće nego kod čvrstih i tečnih goriva.

12. Ukratko objasniti iskoristivost energetskih procesa.

U realnim uslovima nemoguća je potpuna pretvorba jednoga oblika energije u drugi; dio energije uvijek ostaje uprvobitnom obliku ili se pretvara u neki drugi oblik koji u tom procesu nije poželjan. Iz toga proizlazi pojam iskoristivostienergetskoga procesa koji se ovisno o načinu posmatranja i analiziranja, može izraziti kao energetska ili eksergetskaiskoristivost. Energetska iskoristivost je definirana omjerom između efektivno iskorištene energije E ef te cjelokupneenergije dovedene u proces E ul , odnosno:

Izraz za iskoristivost idealnoga Carnotova procesa pokazuje da je energetska iskoristivost tim veća što je temperaturadovođenja topline u proces veća, odnosno što je temperatura odvođenja topline manja.

dqT

T de o

1*

dqT T e

q

o

o )1(*

ul

ef

E E

E

energijaulazna

energijaaiskorištenefektivno


9/36

To su osnovna načela koja treba poštivati u nastojanju da se procesi pretvorbe toplinske energije u mehaničku učinedjelotvornijima. Međutim, treba naglasiti da mogućnost djelovanja na te uticajne veličine nije velika.Naime, najviša temperatura procesa ograničena je kvalitetom materijala koji moraju podnijeti visoke radne temperaturedok je donja temperatura procesa, na kojoj se odvodi toplina, uslovljena okolnim stanjem, odnosno temperaturom

rashladnoga medija kojim se hladi proces (okolni zrak, rashladna voda). Najviša radna temperatura materijala, koja je nadanašnjem stepenu tehnološkoga razvoja prihvatljiva s tehničko-ekonomskoga stajališta, iznosi do 1 000 °C. Razvojni istraživački napori usmjereni su prema nastojanju da se dosegne 1500 °C.S tim vršnim radnim temperaturamamaterijala rade procesi u plinskim turbinama i motorima s unutarnjim sagorijevanjem. Kod parnih turbina je ta

temperatura niža (do 650 °C) zbog izraženijih pogonskih problema koji se tu pojavljuju. Naime, kod plinskih turbina imotora s unutarnjim sagorijevanjem manji je dio strojnih dijelova podvrgnut uticajima vršnih radnih temperatura uodnosu na parne procese. Kod plinskih turbina, to su dijelovi komore sagorijevanja te ulaznih stepeni, a kod motora s

unutarnjim sagorijevanjem dijelovi glave motora. Osim toga, ovdje se teški pogonski uslovi mogu poboljšati prikladnimkonstrukcijskim rješenjima hlađenja. Kod parnih procesa su uslovi s toga stanovišta nepovoljniji i to zbog znatno većegdijela konstrukcijskih elemenata koji su pod djelovanjem visokih radnih temperatura (pregrijač, međupregrijač, cjevovodpare, ulazni stepeni turbine). Na tim je dijelovima vrlo teško postići odgovarajuće hlađenje materijala a da se pritom nesnizi i temperatura radnoga medija. U realnim pogonskim uređajima ne može se postići idealni Carnotov proces.Energetska iskoristivost stvarnih procesa je manja nego kod Carnotova procesa, koji na taj način predstavlja samopolaznu veličinu za usporedbu savršenosti pojedinih procesa. U energetskim procesima nastaju uz to dodatni gubici zbognesavršenosti uređaja i strojeva, koji još više smanjuju stvarnu energetsku iskoristivost. Npr., u termoelektranama to sutoplinski gubici generatora pare, unutarnji gubici u turbini, gubici zbog prenosa topline kod konačnih površina, mehanički električni gubici i dr. Posljedica toga je da se stvarna (ukupna) energetska iskoristivost parnih termoelektrana krećeizmeđu 0,25 do 0,42, kod elektrana s plinskim turbinama od 0,20 do 0,35, a kod dizelmotornih sistema od 0,35 do 0,45.

13. Ukratko objasniti eksergetsku iskoristivost.

Eksergetska iskoristivost η*ε definirana je odnosom:

Iz definicije eksergetske iskoristivosti može se zaključiti da ona predstavlja mjerodavnu veličinu za ocjenu i uporedbu

savršenosti nekih procesa. Kod povratnih (reverzibilnih) procesa teorijski može biti jednaka 1. Međutim, zbog neizbježnihnepovratnih gubitaka, stvarna eksergetska iskoristivost uvijek je manja od 1.Kod onih oblika energije, koji se teorijsk

mogu potpuno pretvoriti u drugi oblik (električna,potencijalna,kinetička, mehanička), energetska i eksergetska

iskoristivost se podudaraju. Međutim, u procesima s onim oblicima energije koji se ne mogu pretvoriti potpuno u drugi

oblik (unutarnja, toplinska), one su različite.Iz toga proizilazi da je kod parnih termoelektrana veličina energetske

iskoristivosti približno jednaka eksergetskoj, iako se udjeli pojedinih gubitaka u cjelokupnoj strukturi bitno razlikuju.Npr.

energetski promatrano, generator pare je vrlo efikasan uređaj;s energetskom iskoristivošću oko9. Eksergetski ipak on je

neefikasan. To je uglavnom posljedica gubitaka nepovrativosti zbog izmjene topline uz veliku temperaturnu razliku

između predajnika (dimnih plinova) i prijemnika topl ine (voda, para) te nepovratnih gubitaka procesa sagorijevanja, a

manje zbog odvođenja topline izlaznim dimnim plinovima i zračenjem u okolinu. Zbog sličnih je razloga i kondenzato

pare energetski vrlo neefikasan uređaj, jer iz njega najveći dio topline, neiskorišten, odlazi u okolinu. Međutim, budućda je to niskotemperaturna toplina ("nekvalitetna" energija) s malom eksergetskom vrijednošću, koja se, uz to, prenos

uz znatno manje temperaturne razlike na izmjenjivačkim površinama, proizlazi da je njegova eksergetska iskoristivos

velika.

ul

ef

E E

E *

*

*

eksergijaulazna

energijaaiskorišten efektivno


10/36

14. Ukratko opisati faktore koji utiču na efikasnost parnog procesa.

Temperatura ulazne pare u turbinu

a) Uticaj temperature pare na Rankine-ov proces b) Ovisnost toplotne iskoristivosti idealnog Rankineova procesao temperaturi ulazne pare

• Pritisak ulazne pare u turbinu

C ) Uticaj pritiska ulazne pare na Rankineov proces d) Ovisnost toplotne iskoristivosti idealnog Rankineova procesa o pritiskuulazne pare


11/36

f) Ovisnost toplotne iskoristivosti idealnog Rankineova

procesa o pritisku izlazne pare iz turbine (p1=80 bar, t

1=500

oC

e) Ovisnost toplotne iskoristivosti idealnog Rankineova procesa

o temperaturi i pritisku ulazne pare

Donja granična vrijednost temperature kondenzacije ograničena je ulaznom temperaturom rashladne vode te veličinomkondenzatora. Razlika temperature kondenzacije i rashladne vode može se smanjiti povećanjem rashladne površine povećanjem protoka rashladne vode kroz kondenzator; prvi način povećava investicijske troškove, a drugim načinom sepovećavaju pogonski troškovi. Pritisak kondenzacije u parnom ciklusu najviše je predodređen temperaturom rashladnevode. Njegova uobičajena veličina je 0.04 bar, čemu odgovara temperatura kondenzacije od 28.6oC. Daljnje snižavanjenajčešće nije ekonomično jer znatno raste specifični obim izlazne pare, što zahtijeva veće dimenzije kondenzatora te

veće dužine lopatica zadnjih stepeni turbine. Povećava se i vlažnost izlazne pare sa propratnim štetnim učincima koji suprethodno navedeni.

15. Ukratko opisati načine poboljšanja iskoristivosti (sa toplotnim šemama).

Regenerativno zagrijavanje napojne vode


12/36

Shema regenerativnog zagrijavanja napojne vode: 1-generator pare, 2-parna turbina, 3-kondenzator, 4-niskotlačni

površinski zagrijač vode, 5-zagrijač vode sa direktnim miješanjem, 6-visokotlačni površinski zagrijač vode

Učinkovitost regenerativnog zagrijavanja ovisi o:raspodjeli toplotnog opterećenja između pojedinih zagrijača, konačnoj temperaturi napojne vode (na ulazu u generator pare), i broju regenerativnih zagrijača. najdjelotvornijeregenerativno zagrijavanje vode, u ciklusu bez medjupregrijavanja pare, postiže kada je porast entalpije vode u svimzagrijačima jednak ,zbog konstruktivnih razloga na turbini ne mogu se uvijek osigurati pozicije za oduzimanje pare koje bposve udovoljile tom zahtjevu,iskoristivost ciklusa ne ovisi bitno o odstupanju od ovog uslova. najveća učinkovitost

regenerativnog zagrijavanja u ciklusu bez međupregrijavanja pare postiže se kada se entalpija u zagrijaču vode unutargeneratora pare povećava kao i u pojedinim regenerativnim zagrijačima,na taj je način, uz poznati broj stepenazagrijavanja, određena i optimalna temperatura napojne vode na ulazu u generator pare. Osim termodinamskih, nužnasu i podrobna ekonomska razmatranja.

• Za definisanje uticaja broja stepeni parnog ciklusa na toplotnu iskoristivost koriste se bezdimenzionalne veličine,

odnosno ovisnost relativnog udjela uštede toplote y prema udjelu porasta entalpije napojne vode x pri

regenerativnom zagrijavanju

gdje je:

Q o – količina toplote u ciklusu bez regenerativnog zagrijavanja, Q – količina toplote kod regenerativnog zagrijavanja sa konačnim brojem zagrijača, Q ∞ - količina toplote kod regenerativnog zagrijavanja sa beskonačnim brojem zagrijača što je veći broj zagrijača to je manji daljnji učinak njihova povećavanja.Pri određivanju optimalnog broja zagrijača u nekom postrojenju treba uz termodinamsku analizu uključiti i ekonomskefaktore.

Uz navedene termodinamske uticaje, u definisanju i projektovanju ciklusa sa regenerativnim zagrijavanjem treba vodit

računa i o sljedećim propratnim konstrukcijskim efektima: za turbinu odredjene snage protok pare se na ulazu u turbinupovećava, a na izlazu smanjuje, što zahtijeva povećanje dužine lopatica tamo gdje su i inače duže; povećanje protoka pare kroz prve stepene turbine i smanjenje kroz posljednje djeluje na povećanje iskoristivosti sameturbine; smanjenje protoka pare u kondenzator djeluje na smanjenje njegovih dimenzija, a time se smanjuje i potrebna

količina rashladne vode; regenerativnim zagrijavanjem povisuje se ulazna temperatura napojne vode u generator pare.

,

QQ

QQ y

o

o


13/36

Medjupregrijavanje pare

Međupregrijavanjem pare u parnim energetskim postrojenjima postiže se dvojako koristan učinak:

• povećava se toplotna iskoristivost,

smanjuje se vlažnost pare na izlazu iz turbine, toplotna iskoristivost parnog kružnog procesa sa međupregrijavanjem pareMeđupregrijavanjem pare smanjuje se njena vlažnost u posljednjim stepenima turbine što, osim direktnog uticaja napovećanje unutarnje iskoristivosti turbine takodjer povoljno djeluje na mehaničko ponašanje turbine u toku pogona Međupregrijavanje pare ima i neke nedostatke : međupregrijač i dodatni spojni cjevovodi povećavaju troškove ulaganja u gradnju postrojenja; strujanjem pare kroz međupregrijač i dodatne spojne cjevovode nastaju gubici zbog pada pritiska, što donekle umanjujekoristan učinak međupregrijavanja; ugradnja međupregrijača unutar generatora pare otežava regulaciju, a posebno se

treba brinuti o njegovoj zaštiti pri pokretanju i zaustavljanju pogona kada se međupregrijač može oštetiti zbog slabogstrujanja pare kroz njega.

Toplotni radni ciklusi sa međupregrijavanjem i regeneracijom pareU cilju daljeg poboljšanja stepena iskorištenja toplotnih radnih ciklusa uvode se i postupci međupregrijavanja iregeneracije pare.

Toplotna šema jednog takvog ciklusa prikazana je na sljedećoj slici kao i T-s dijagram

7851

359871

,hhhh

hhhhhh MP t


14/36

U ovakvom postrojenju postoji turbina niskog i turbina visokog pritiska, koje se nalaze na istoj osovini sa generatorom.

Para se sa izlaza iz turbine visokog pritiska vodi u međupregrijač pare, dogrijava se i vodi u turbinu niskog pritiska.Pri postupku regeneracije dio pare se prije nego što prođe kompletan proces u turbini vodi u regenerativni pregrijačpare. Time se neiskorištena toplotna energija pare vraća u proces na dalje korištenje (a ne predaje se rashladnoj vodi ukondenzatoru). Postupkom regeneracije pare postiže se povećanje stepena iskorištenja do 0,1. Nije opravdano koristitviše od 3 regenerativna pregrijača, jer se daljim povećavanjem broja regenerativnih pregrejača stepen iskorištenjaznačajno ne povećava, a znatno rastu investicioni troškovi.

16. Ukratko opisati toplotne cikluse sa namjenskim odvođenjem toplote, toplifikacioni ciklusi (sa toplotnim

šemama).

Toplifikacioni ciklusi se koriste u kombinovanim elektranama za proizvodnju električne i toplotneenergije(termoelektrane-toplane). Toplifikacioni ciklusi se realizuju kao ciklusi sa pregrijavanjem pare, samo što se paraizvodi iz turbine sa znatno višim pritiskom i temperaturom ( p2 i T 2).Temperatura T 2 ima vrijednosti oko 450K (180°C). Pritisak p2 se za korištenje toplote u industriji kreće između 2,5 i 30bara, a za grijanje između 1,5 i 2,5 bara. Stepen iskorištenja toplifikacionog ciklusa može se računati po izrazu:

gdje je:A- mehanički rad Q 2' - toplota odvedena potrošačima toplotne energije. Toplota Q2' je zboggubitaka manja od ukupne odvedene toplote Q2,pa je stepen iskorištenja manji od 1 i iznosi od 0,7 do 0,8, što predstavlja

znatno poboljšanje u odnosu na ostale cikluse, a nepovoljna osobina ovakvog ciklusa je vezanost proizvodnje dva oblika

energije - toplotnu i električnu.

Na sljedećoj slici je prikazana toplotna šema postrojenja sa pogoršanim vakumom, za koje je karakteristično potpuno

odvajanje fluida za potrošača od radnog fluida.

•


15/36

Pomenuto razdvajanje fluida ne postoji kod postrojenja sa sl jedeće slike gdje se para direktno iz turbine vodi potrošaču toplotne energije, a voda vraća u isti rezervoar odakle se napaja kotao. Radni fluid je tako podložan zagađenjima koja se stvaraju u fluidu kod potrošača toplotne energije.

Toplotna šema postrojenja sa rezervoarom za prikupljanje fluida

17. Plinske turbine sa otvorenim ili zatvorenim plinskim procesom

radni medij - plin rad plinske turbine se temelji na Joul-ovom kružnom procesu koji se u literaturi naziva još i Braytonovproces .Osnovni princip rada plinskih turbina.Plinske turbine mogu raditi sa otvorenim ili zatvorenim plinskim procesom

U otvorenom procesu te se promjene dešavaju izmjenom toplote sa okolinom u koju se ispušta plin iz tubine, a uzatvorenom procesu u posebnom izmjenjivaču toplote.Zbog gubitaka stvarni proces ≠ teoretski procesKarakteristike otvorenog plinskog procesa su:

jednostavnost i relativno mali investicijski troškovi, iskoristivost je niža, znatna osjetljivost na kvalitet goriva zbog erozivnog i korozivnog djelovanja dimnih plinova kojinastaju pri izgaranju.

Prednosti zatvorenog plinskog procesa su:Radni medij u zatvorenom krugu je odgovarajući plin (zrak, N2, CO2, He) koji u procesu ostaje hemijski nepromjenjiv, tene djeluje štetno na materijal sa kojim dolazi u dodir; Indirektno zagrijavanje radnog medija omogućuje korištenje više vrsta goriva slabijeg kvaliteta, bez štetnih posljedica naradne dijelove turbine i kompresora.

Mogućnost bolje regulacije snage turbine u širem rasponu, te zbog toga veća iskoristivost postrojenja pri djelomičnomopterećenju. Glavni nedostatak zatvorenog plinskog procesa su veliki investicijski troškovi zbog potrebe za velikimizmjenjivačem toplote, što proizilazi iz relativno lošeg prenosa toplote u sistemu plin/plin. Shema otvorenog I zatvorenog plinskog procesa:


16/36

Teoretski Joul – Braytonov kružni proces sastoji se od sljedećih promjena stanja: Od 1-2, izentropska kompresija do pritiska na kojem započinje davanje toplote. Ova promjena stanja dešava se u

kompresoru.Od 2 – 3, dodavanjem toplote uz konstantan pritisak. U otvorenom procesu to se dešava u komori izgaranja, a uzatvorenom u izmejnivaču toplote. Od 3- 4, izentropska ekspanzija plina u turbini do početnog pritiska. Od 4 – 1, hlađenje plina uz konstantan pritisak.

Glavne veličine koje utiču na učinkovitost plinske turbine su radne temperature na kojima se odvija kružni proces.

Što je temperatura predaje toplote viša i što je temperatura oduzimanja toplote niža, iskoristivost plinske turbine jeveća. Ograničavajući faktor najviše radne temerature procesa je kvalitet materijala od kojeg su izrađene lopatice koje sunajopterećeniji dijelovi plinske turbine.Ulazna temperatura se kreće obično oko 700 do 800oC, dok se za turbine namijenjene povremenom radu dozvoljavajutemperature do 1000

oC.

Cilj je tehnloškim razvojem, a osobito primjenom specijalnih keramičkih materijala, dostići temperature do 1500oC


17/36

18. Iskoristivost kružnog procesa sa plinskom turbinom.

Uz pretpostavku da je radni medij idealan plin te se njegova svojstva ne mijenjaju u toku procesa,

I koristeći da je dh = Cp dt dobija se da je:

• Za izentropsku promjenu stanja vrijedi da je pa se dobija da je:

Uvrštavajući kompresioni odnos k=p2 /p1 dobija se konačni izraz za iskoristivost idealnog Joule – Braytonovog kružnog

procesa

Zavisi samo od kompresionog odnosa k te se sa njegovim rastom asimptotski približava vrijednosti 1 (važi samo za ηm=1 i

povratne procese)

23

1243

11 hh

hhhh

Q

W W

Q

W K T t

23

2

1

2

3

4

3

23

1243

11

T T

T

T T

T

T T

T T

T T T T

t

.1 const

p

T

23

1

1

2

2

1

1

2

3 11

T T

p

pT

p

pT

t

1

11

k

t


18/36

Vidljivo je kako se mijenja iskoristivost Joule – Braytonovog kružnog procesa u realnim uslovima gdje su uzeti u obzirgubici usljed nepovratnosti (unutarnja iskoristivost turbine η i,T=0.88 i kompresora ηi,K=0.85) uz najvišu temperaturuprocesa T3=1090 K, odnosno T3 = 810 K.

Krive za realan proces znatno odstupaju od idealnog slučaja.U slučaju kada je početna temperatura procesa T1 = 288 K i krajnja T3 = 1090 K, optimalan kompresijski odnos u idealnomprocesu smanjuje se od k = 105 na k = 11.6.

Pri nižoj maximalnoj temperaturi procesa (T3 = 810 K), optimalni kompresioni odnos je još manji k =5.4.Tu je uočljiva bitna ovisnost iskoristivosti realnog procesa o radnim temperaturama; što je manji odnos izmeđju krajnje i

početne temperature nepovratnog procesa, manja je i njegova iskoristivost. Korisna energija koja se dobija iz Joule – Braytonovog kružnog procesa samo je manji udio energije koju razvija samaplinska turbina. Naime, 60 do 75 % mehaničke energije, koja se razvije u turbini, iskorištava se za pogon kompresora, arazlika ostaje kao efektivan rad sistema.

Prema tome, svako poboljšanje, kojim se postiže smanjenje unutrašnjih nepovratnih gubitaka u samoj plinskoj turbini ilikompresoru, dovodi do direktnog povećanja efektivne energije cjelokupnog sistema.

19. Ukratko opisati mjere za poboljšanje iskoristivost procesa sa plinskom turbinom.

Može se postići povećanjem srednje temperature u onom dijelu procesa u kojem se dovodi toplota ili sniženjem srednjetemperature odvođenja toplotePosmatranjem dijagrama T-s idealnog Joule – Braytonovog kružnog procesa može sezaključiti da srednja temperatura s kojom se dovodi toplina Tdo i srednja temperatura s kojom se odvodi toplota Tod

iznose:

•

• Odnosno:

Dakle, na povećanje iskoristivosti značajanije utiče povećanje srednje temperature dovođenja, odnosno sniženje samonajniže temperature procesa.U praksi se to postiže:regenerativnim zagrijavanjem,stepenovanim međuzagrijavanjem imeđuhlađenjem radnog medija.

• Površina omeđena tačkama 5-6-c-d predstavlja toplotu koja se u regenerativnom zagrijaču prenosi s izduvnih

plinova

• površina izmedju tačaka 2-3-a-b je jednaka toploti koju preuzima komprimirani zrak

U ovom slučaju toplotna iskoristivost je:

14

4

1

s s

Tds

T od

23

3

2

s s

Tds

T do

34

16

1

211

T T

T T

Q

Qt


19/36

• Poboljšanje iskoristivosti ovisi o tzv. stepenu regeneracije, koji je definisan odnosom između toplote predane u

regeneratoru i najviše topline koja se teorijski može prenijeti, odnosno:

• U praksi se ovaj stepen regeneracije kreće izmedju 0.5 i 0.8.

Međuzagrijavanje i međuhlađenje radnog fluida: Povećava se srednja temperatura dovođenja i snižava srednjatemperatura odvođenja toplote

VISESTEPENA EKSPANZIJA I KOMPRESIJA:

Sa povećanjem broja stepeni međuzagrijavanja i međuhlađenja povećava se stepen regeneracije te se proces sve više

približava Carnotovom procesu.Veliko poboljšanje u iskoristivosti procesa postiže se već prvim, odnosno drugim

stepenom međuzagrijavanja i međuhlađenja. Daljnjim povećanjem broja stepeni učinci se smanjuju, a investicijski

troškovi i troškovi održavanja su znatno veći. Stoga se u praksi rijetko primjenjuje međuzagrijavanje i međuhlađenje sa

više od tri stepena.

20. Ukratko opisati kombinovane energetske sisteme.

Relativno visoka apsolutna temperatura okoline sprečava da se u poznatim toplotnim ciklusima nešto više od 40% ulazneenergije, sadržane u gorivu, pretvori u koristan mehanički rad. Ostali dio energije mora se kao neizbježan gubitakispuštati u okolinu. Najveći nedostatak klasičnih termoelektrana jeste upravo to što se u njima ne može iskoristitiotpuštena niskotemperaturna energija koja se, hlađenjem radnog fluida u kondenzatoru, nepovratno gubi.Međutim, industrijska procesna postrojenja pružaju mogućnost vraćanja i iskorištavanja, te energije u obliku toploteprimjenom energetskih procesa sa kombinovanom proizvodnjom električne i toplotne energije.

25

23

25

23

T T

T T

hh

hh


20/36

Tako se dolazi do primjene tzv. kombinovanih energetskih sistema kojima se učinkovitije vrednuje primarna energija,odnosno bolje iskorištava eksergija goriva.Klasičan sistem za kombinovanu proizvodnju mehaničke i toplotne energijesastoji se od proizvodnje pare u loženim generatorima pare, ekspanzije u turbini do određenog pritiska, te njenograzvođenja u sistem za iskorištenje toplotne energije.

Osnovni nedostatak kombinovane proizvodnje mehaničke i toplotne energije je nemogućnost bilansiranja proizvedeneelektrične energije i topline sa potrebama korisnika u pojedinom trenutku. Ovaj nedostatak može se riješiti ugradnjom tzv. kondenzacijsko- oduzimne turbine za pogon generatora, gdje se toplotnaenergija za potrošače podešava promjenom oduzimanja pare iz turbine, a električna energija regulacijom protoka parekroz kondenzacijski dio turbine.

Kombinovani sistem sa kondenzacijskom turbinom sa regulisanim oduzimanjem

Uvođenjem dodatnog loženja kod generatora pare na ispušne dimne plinove omogućuje se regulisanje i povećanje

njihovog učinka, čime sistem postaje potpuno autonoman za proizvodnju električe i toplotne energije, ovisno opotrebama korisnika.To su tzv. plinsko-parni kombinovani energetski sistemi.


21/36

Kombinovani sistem sa plinskom turbinom i generatorom pare na ispušne dimne plinove

Kombinovani sistem sa plinskom turbinom i generatorom pare na ispušne dimne plinove uz dodatno loženje

Energetski sistem postaje još djelotvorniji kada se para, proizvedena u generatoru pare na ispušne dimne plinove,iskorištava za proizvodnju električne energije u protutlačnom turbogeneratoru.Iskoristivost samih plinskih turbina kreće se najčešće 25 do 35%, ovisno o tipu i radnim parametrima turbine, a uprikazanim kombinovanim sistemima se energetska iskoristivost povećava čak do 85%.


22/36

Kombinovani sistem sa plinskom i protutlačnom turbinom te sa dodatno loženim generatorom pare na ispušne dimne

plinove

Kod kombinovane proizvodnje mehaničke (električne) energije i toplote sve su češće u primjeni dizel motori.Odredjeni nedostatak im je nemogućnost proizvodnje pare viših parametara zbog niže temperature izduvnih plinova.Medjutim, jednostavniji su i investicijski povoljniji od plinskih turbina.

Mogu biti u kombinacji sa neloženim ili loženim generatorim pare na ispušne dimne plinove

Kombinovani sistem sa dizel motorom te sa dodatno loženim generatorom pare na ispušne dimne plinove

Iz ovog kratkog opisa osnovnih oblika kombinovane proizvodnje mehaničke i toplotne energije može se zaključiti daprojektanti – energetičari imaju vrlo složen i odgovoran zadatak da izmedju svih mogućih oblika energetskih sistemaodaberu najpovoljniji u pojedinim radnim okolnostima.

Pri tome je potrebno rasčlaniti sve tehničko – ekonomske faktore te njihovom ispravnom procjenom pronaći optimalnorješenje.


23/36

21. Navesti kriterije za analizu i uporedbu kombinovanih energetskih sistema.

• Uporedba konvencionalnih energetskih postrojenja vrši se preko toplotne iskoristivosti ηt pri proizvodnji

električne energije, pri čemu je

gdje je:

E E – električna energija E G – energija dovedena gorivom.

Kriteriji za analizu i uporedbu kombinovanih energetskih sistema su:

iskoristivost energije

faktor vrijednosti iskorištenja energije ekvivalentna toplotna iskoristivost

ekvivalentni faktor pretvorbe energije

faktor uštede energije iskoristivost eksergije.

Iskoristivost energije

• Ovaj kriterij definisan je odnosom:

ηE – iskoristivost energije, E E – proizvedena radna (mehanička, električna) energija, E T – toplotna energija koju daje kombinovani energetski sistem, E G – energija koja se dovodi gorivom u proces,Ψ – odnos proizvedene i toplotne energije tj.

Faktor vrijednosti iskorištene energije FC,E, uzima u obzir uticaj cijene električne energije CE, cijene toplotne energije CT

te cijene goriva CG, prema izrazu:

Ekvivalentna toplotna iskoristivost

U nekim slučajevima korisno je analizirati kombinovane energetske sisteme na temelju ekvivalentne toplotne

iskoristivosti ηt,ekv koja je definisana izrazom:

• odnosom E T /ηGP uzima se u obzir ekvivalentno smanjenje potrošnje energije goriva, koje se postiže u usporedbi

sa sistemom gdje se zasebno proizvodi električna i toplotna energija uz iskoristivost generatora pare ηGP. Pri

tome ηt,K označava toplotnu iskoristivost proizvodnje električne energije u kombinovanom energetskom sistemu

odnosno:

Ekvivalentni faktor pretvorbe energije FK,E u kombinovanom energetskom sistemu može se izraziti ekvivalentnim

udjelom utrošene energije goriva za proizvodnju samo električne energije, prema izrazu:

G

E t

E

E

G

E

G

T E E

E

E

E

E E

energijautrošena

energijaaiskorišten

11

GG

T

E E

GG

T T E E

E C

E C

C C E

E C

E C E C F

,

K t GP

GP K t

GP GP

T

K t

GP

T

G

E ekvt

E

E E E

E

,

,,,

1

G

E

K t

E

E

,

ekvt GP K t E

GP

T

G

E K

E

E E

F

,,

,111


24/36

• Odnosom E T /ηGP uzima se u obzir ekvivalentno smanjenje potrošnje energije goriva, koje se postiže u usporedbi

sa zasebnim sistemom gdje se proizvodi samo toplotna energija.

Definicija faktora uštede goriva FU,G proizilazi iz razlike između energije goriva koja bi bila potrebna da se udovoljiproizvodnji električne i toplotne energije u odvojenim sistemima uz iskoristivost generatora pare ηGP i toplotnuiskoristivost proizvodn je električne energije ηt, te energije goriva EG za iste izlazne proizvodne veličine u kombinovanom

sistemu.Ovako definisan kriterij veoma je pogodan jer se može koristiti i za ekonomske analize, a uz to pruža i mogućnost uvida uuticaj pogonskih parametara na efikasnost energetskih sistema.

•

ISKORISTIVOST EKSERGIJE Analogno sa iskoristivosti energije, za termodinamsku analizu i upoređivanje kombinovanih

energetskih sistema, može se koristiti i iskoristivost eksergije ηE*, koja je određena izrazom:

EE* - eksergija proizvedene mehaničke (električne) energije, ET* - eksergija proizvedene toplotne energije,

EG* - eksergija sadržana u utrošenom gorivu.

• Sa dovoljnom tačnošću može se pisati da je:

EE* = EE

EG* = EGTT – apsolutna temperatura pri kojoj se iskorištava toplota u kombinovanom sistemu, To – apsolutna temperatura okoline

22. Navesti uporedbu kombinovanih energetskih sistema. DAFUQ?

23. Navesti uticajne faktore uporedbe kombinovanih energetskih sistema.

U prethodnim uporedbama kombinovanih energetskih sistema koristile su se samo termodinamske veličine, što nijedovoljno za cjelokupno sagledavanje i donošenje vjerodostojnih zaključaka o tehnoekonomskoj valjanosti nekogenergetskog sistema.

Stoga pri analiziranju treba posmatrati i ostale uticajne faktore te nakon toga donijeti valjane zaključke. faktoreTi uticajni faktori koje prilikom uporedbe treba uzeti u obzir su:

ostali pogonski troškovi (pored troškova goriva); investicijski troškovi; fleksibilnost u radu;

zaštita okoliša; raspoloživost, pouzdanost u radu i drugo.

Na slici dijagramski su prikazane specifične prosječne potrebe rashladne vode za pojedine vrste energetskih sistema uovisnosti o njihovim veličinama. Osjenčeno područje dijagrama odnosi se na kombinovane sisteme sa parnim turbinama. Što je veći udio pare koja sekondenzira, potrošnja rashladne vode bliža je gornjoj krivoj koja odgovara sistemu sa kondenzacijskom turbinom.

G

T E

E E

E E

T

T

oT

T E T

T T E


25/36

Investicijski troškovi

Na sljedećoj slici prikazani su približni relativni odnosi specifičnih investicijskih troškova, što može poslužiti uprelimnarnim tehno-ekonomskim analizama. Potrebna su sljedeća pojašnjenja:

• kriva a odnosi se na sistem sa parnom protutlačnom turbinom, a kriva b na sistem sa parnom

kondenzacijskom turbinom sa regulisanim oduzimanjem.

• Razlika u troškovima nastaje zbog cijene kondenzatorskog sistema i rashladnog uređaja.

• Kriva c označava kombinovani sistem sa plinskom turbinom. Specifični troškovi za sistem sa plinskom turbinom

mogu dosta varirati, što ovisi o specifičnim uslovima: lokaciji, primjeni goriva sa velikim sadržajem teških metala,

vršnoj temperaturi radnog procesa i drugom.

• Kriva d odnosi se na kombinovani sistem sa dizel motorom. Do kapaciteta od 25 MW računa se sa jednom

dizel- motornom jedinicom, a iznad u obzir ih dolazi više, što zavisi o ukupnoj snazi.


26/36

Fleksibilnost u radu pri promjeni opterećenja

Ovisnost relativne promjene iskoristivosti od opterećenja:

a-parna turbina, b-dizel motor, c-plinska turbina

Promjena iskoristivosti dizel motora pri reduciranom opterećenju je zanemarljiva. Prošireno područje (na slici osjenčeno

koje se odnosi na sistem sa parnom turbinom, posljedica je uticaja različitih veličina i izvedbi turbina. Pad iskoristivosti plinskih turbina pri smanjenom opterećenju nastaje u prvom redu zbog povećanog udjela energije zapogon kompresora pri nižim opterećenjima, budući da se ona smanjuje proporcionalno sa smanjenjem izlazne snage.

Zaštita okoliša

Danas su za energetska postrojenja zahtjevi u zaštiti okoliša sve stroži, pa se to ne smije zanemariti pri projektovanjupostrojenja.

Postrojenje mora biti izgrađeno tako da se okoliš što manje onečišćava sa štetnim tvarima, a svakako manje od najvišedozvoljenog.

U većini današnjih postrojenja emisija ugljik-oksida, neizgorenih sastojaka ugljikovodika i čvrstih čestica, nastoji se štoviše smanjiti uporedo sa nastojanjima da se umanje i toplotni gubici.

24. Ukratko opisati osnovne činjenice o upravljanju energijom.

Pet najvećih svjetskih problema:

1. ENERGIJA

2. VODA

3. HRANA

4. ZAGAĐENJE

5. SIROMAŠTVO

Potrošnja energije ubrzano raste –pogotovo u zemljama u razvoju.Još uvijek dominiraju fosilna goriva i nastavit ćedominirati do 2030. god.Postojeći izvori/rezerve energije nisu beskonačni.Predviđena minimalna potreba za novih 10terawatta iz (poželjno čistih) energetskih izvora do 2050. god. →moraju biti jeftini – nije vjerovatno s postojećomtehnologijom.

Dva osnovna pristupa za osiguravanje potrebne količine energije: 1. povećati efikasnost-smanjiti korištenje/potrebu energije

- optimizirati sisteme dobave energije


27/36

- proizvoditi “ukupnu” energiju (npr. kombinirano toplinsku i električnu energiju)

2. povećati eksploataciju postojećih izvora energije / razviti infrastrukturu za dobavu energije / pronaći noveizvoreenergije.

Zemni plin-neobnovljivi izvor primarne energije s najbržim rastom; prihvatljiva cijena (?), mali utjecaj na okolinu (CH4,CO2)

Obnovljivi izvori –veliki energetski potencijal, visoki troškovi (?)

Sunčeva svjetlost na Zemlju -165.000 terawatta/dan!Obnovljivi izvori energije →tehnologija budućnosti zabrinutost za klimatske promjene u svijetu raste →uvijek trebarazmotriti uticaj na okolinu kad se odlučuje o korištenju energije.

25. Objasniti pojam koncepta održivosti razvoja

Što je održivo u kontekstu upravljanja energijom? -ne smije se koristiti više nego je raspoloživo -ne smije se ugroziti pravo izbora budućih generacija -tehnologije neškodljive za okolinu -razumna distribucija

-visoka efikasnost

• Racionalno s resursima!

Suštinu koncepta održivog razvoja čini interakcija razvoja životne sredine i međusobna usklađenost i komplementarnostrazvojne politike i političke zaštite životne sredine, koje uvažavaju zakonitosti ekoloških sistema.

Koncept održivog razvoja usm jeren je na očuvanje prirodnih eko-sistema i životne sredine, kao i na racionalno korišćenjeprirodnih resursa Za održivi razvoj važi i dodatni zaht jev koji se tiče povratnih sprega iz okruženja, odnosno životnesredine i društvenih okvira. Održivi rast, znači, podrazumijeva da dalji rast nije ugrožen povratnim spregama, bilo izbiofizičkog, bilo iz socijalnog okruženja. Očuvanost životne sredine se mora uzeti kao preduslov da se, uz rastblagostanja, razvoj karakteriše kao održiv. Preplitanje globalnih, regionalnih i nacionalnih, odnosno lokalnih dimenzijaodrživog razvoja jedna je od glavnih karakteristika u vezi s održivim razvojem. Sa razvojem ljudske civilizacije na Zemlji, iporastom populacije dolazi do povećanja negativnih uticaja čovjeka na okolinu. Problemi kao posljedica čovjekovenepažnje javljaju se još u antičko doba: spominju se problemi erozije uzrokovani pretjeranom sječom šuma i zagađenjevode teškim metalima koji su se eksploatirali u rudnicima. Dotadašnji problemi bili su lokalnog ili regionalnog tipa.Takvo stanje se zadržalo sve do pojave industrijske revolucije.


28/36

Početak dvadesetog stoljeća je prekretnica kada dol azi do globalizacije problema okoline te intenzivnije degradacije

čovjekove okoline.

Degradacijom okoline smatra se propadanje lokalnih ekosistema ili cijele biosfere zbog

antropogenih aktivnosti. Do degradacije okoline dolazi kada se prirodni resursi (stanište, šume, tlo, voda, zrak...)konzumiraju brže no što ih priroda može nadomjestiti. Održivost zahtjeva da ljudske aktivnosti koriste samo oneprirodne resurse i to do granice u kojoj se mogu prirodno nadomjestiti:

1. Korištenje prirodnih resursa>sposobnost prirodnog nadomještanja = degradacija okoline

2. Korištenje prirodnih resursa=sposobnost prirodnog nadomještanja = održivi razvoj 3. Korištenje prirodnih resursa


29/36


30/36

Ložište s mjehurastim fluidiziranim slojem Ložište s cirkulirajućim fluidiziranim slojem Ložište s fluidiziranim slojem i unutarnjom cirkulacijom Ložište s višestepenim fluidiziranim slojem Ložište s tlačnim fluidiziranim slojem. Najveci dio postrojenja koja su danas u pogonu (riječ je o nekoliko stotina postrojenja) primjenjuju sagorijevanje uglja ufluidiziranom sloju na atmosferskom pritisku.Pri tome može, ovisno o brzini zraka koji struji kroz ložište, to sagorijevanjebiti u nepomičnom sloju (fixed bed) kod brzina zraka ispod 1,2 m/s, u mjehuričastom sloju (bubbling bed) kod brzina

zraka 1,2-3,7 m/s te u cirkulirajućem stanju kod brzina cirkulacije zraka kroz ložište od 3,7-10 m/s.Ekološke prednosti sagorijevanja u fluidiziranom slojuZnatno manja emisija sumpornih oksida.

Sorbentni materijal, odnosno krečnjak (CaCO3) ili dolomit (MgO), intenzivno se miješa sa sumpornim spojevima ufluidiziranom sloju, pri čemu nastaje inertni materijal koji se iz ložišta odvaja zajedno s pepelom; Sagorijevanje se zbiva pri relativno niskim temperaturama (850 - 950 0C) zbog čega nastaju manje količine azotnihoksida;Duže vrijeme zadržavanja u ložištu uz intenzivno miješanje sa zrakom, pa se uz ekološki povoljne uslove moguspaljivati razna (otpadna) goriva manje kvalitete.

Uticajni pogonski parametri na emisiju iz ložišta sagorijevanjem u fluidiziranom sloju omjer kalcija (sorbentni materijal) i sumpora iz goriva

visina sloja

brzina fluidizacije

veličina čestice i vrsta sorbentna materijala temperatura u fluidiziranome sloju

pritisak u fluidiziranome sloju

Optimalna radna temperatura u fluidiziranome sloju obzirom na emisiju SO2 i NOx je 850 do 950 oC.

Jedno od osnovnih nastojanja u tehnici je poboljšanje efikasnosti uređaja.Kada se radi o izmjeni topline, to znači što veći izmjenjeni toplinski tok na što manjoj izmjenjivačkoj površini....Fluidizovani sloj se čini dobrim izborom za sagorijevanje uglja sa visokim udjelom sumpora, a specijalno u slučajevimakada se može spregnuti sa proizvodnjom komercijalnog gipsa.

30. Opisati tehnologiju sagorijevanja u fluidiziranom sloju pod pritiskom.


31/36

Tehnologiju sagorijevanja u fluidiziranom sloju pod pritiskom i primjenu u termoenergetskim postrojenjima razvio je, u

posljednjih dvadesetak godina ABB . Tehnologija se zasniva na sagorijevanju uglja u fluidiziranom sloju pod pritiskom i

primjeni i gasne i parne turbine. Ugalj sagorijeva u sloju na temperaturama od 840-870 0C i na pritiscima od 12 do 16

(bar). (U sloju se pored uglja nalazi i pepeo i sorbent za redukciju sumpornih oksida). Produkti sagorijevanja se, nakon

prečišćavanja u ciklonima i/ili keramimkim filterima, vode u gasnu turbinu, a zatim u ekonomajzer, zagrijač kondenzata inapojne vode, filter i dimnjak. Para se generiše u fluidiziranom slo ju, a zatim vodi u parnu turbinu. U jednom brojupostrojenja se vrši i međupregrijavanje pareOsnovne karakteristike postrojenja sa sagorijevanjem u fluidiziranom slojupod pritiskom su:

Veći stepen djelovanja u poređenju sa klasičnim postojenjima sa sagorijevanjem sprašenog ugljauštede u potrošnji goriva se procjenjuju na 10-15 % sa mogućnošću da se povećaju na 20-25% u narednim godinamaZnačajna redukcija oksida sumpora i azota u produktima sagorijevanja, tako da nisu potrebni uređaji za prečišćavanjegasova. Mogućnost korištenja različitih vrsta čvrstih goriva (sve vrste ugljeva i biomase).

31. Opisati tehnologiju sagorijevanja kod kombinovanih ciklusa sa gasifikacijom.

U cilju povećanja stepena iskorištenja energetskih postrojenja na ugalj, kao i smanjenja zagađenja okoline, počeo jerazvoj postrojenja sa gasifikacijom uglja.U ovim postrojenjima ugalj se, nakon mljevenja, vodi u gasifikator, gdje se vršigasifikacija uglja pod pritiskom u struji vazduha i kisika i/ili njihove mješavine sa vodenom parom.Produkat gasifikacije jeniskokalorični gas, čiji su osnovni sastojci CO i H.Ovaj gas se, nakon hlađenja, prečišćavanja i izdvajanja sumpora, koristi ukomori za sagorijevanje gasne turbine.Produkti sagorijevanja se, nakon ekspanzije u turbini, koriste u generatoru pare za

proizvodnju pare, koja se koristi u parno-turbinskom dijelu postrojenja.

Gasifikacija se vrši sa 95% kisikom (dobijenim iz uređaja za separaciju zraka) i vodenom parom , a odvija se pri pritisku od~ 28 bara i na temperaturi od ~ 1500 [

0C]Dobijeni gas se hladi na temperaturu od ~ 250 [

0C] pri čemu se generiše diopare visokog i srednjeg pritiska. Nakon toga, gasu se, prije odvođenja u komoru za sagorijevanje, dodaje azot i voda da bise reduciralo formiranje NOx


32/36

I pored demonstracionih i postrojenja u radu, postoji potreba za daljim razvojem ove tehnologije.

Jasne su prednosti ove tehnologije:

• Fleksibilnost u primjeni različitih goriva• Budući potencijal u povećanju efikasnosti• Mogućnost povezivanja sa drugim procesima i dobijanja drugih proizvoda, ali su investicioni troškovi još uvijek

dosta visoki.

Očekuje se da će investiciona ulaganja za drugu generaciju postrojenja sa gasifikacijom iznositi maksimalno 1400$/kW, a da će stepeni djelovanja dostići vrijednosti 0.48, odnosno 0.50.

Još jedna od mogućnosti povećanja stepena djelovanja postrojenja sa gasifikacijom uglja je upotreba turbina samješavinom produkata sagorijevanja i vodene pare.U ovim postrojenjima nema parne turbine, ali se dodavanjem vodene pare produktima sagorijevanja, prije odvođenja uturbinu, povećava protok gasova kroz turbinu, a time i snaga turbine. Para koja se dodaje produktima sagorijevanja segeneriše u toku procesa gasifikacije i hlađenja produkata gasifikacije.Analiza eifkasnosti ovih postrojenja je ukazala namogućnost da stepen djelovanja bude veći nego u postrojenjima i sa parnom i sa gasnom turbinom

32. Kombinovani ciklusi sa prirodnim plinom kao gorivom

Upotreba prirodnog gasa kao izvora primarne energije u svijetu neprekidno raste. U posljednje vrijeme, porast potrošnjegasa je iznosio 15 % , dok je potrošnja nafte porasla za 13,1 %, a potrošnja uglja je opala za 5,3 %. Porast potrošnje

hidroenergije je iznosio 22,8 %, nuklerne energije 25,7 % , a ostalih oblika primarne energije 68,1 %. Iako je potrošnjaostalih oblika primarne energije imala najveći rast, njihov udio u ukupnoj potrošnji energije je ostao veoma skroman, oko1,3% .Najveći udio imaju tečna goriva, 39,8 %, a zatim ugalj 23,2% i prirodni gas 22,4%. Udio hidro-energije je iznosio 7%a nuklearne energije 6,4%). Značajan udio u porastu potrošnje prirodnog gasa imaju postrojenja sa kombinovanimciklusom. Postrojenja sa kombinovanim ciklusom sa prirodnim gasom kao gorivom, slično kao i postrojenja sasagorijevanjem u fluidiziranom sloju pod pritiskom i kombinovana postrojenja sa gasifikacijom uglja, ukl jučuju i gasnu iparnu turbinu

Za razliku od tih postrojenja, postrojenja s gasom kao gorivom su znatno jednostavnija. Osnovne karakteristike ovih

postrojenja su :

• Niska specifična investiciona ulaganja• Najveći stepeni djelovanja


33/36

• Kratko vrijeme i projektovanja i izgradnje• Mala emisija štetnih sastojaka produkata sagorijevanja• Velika fleksibilnost ( kratko vrijeme potrebno za puštanje u pogon i dobre karakteristike i pri manjim

opterećenjima )• Niski troškovi održavanja

Specifična investiciona ulaganja se kreću od US$ 400 do US$ 900 po instalisanom kW zavisno od modela i snagepostrojenja

Stepen djelovanja postrojenja sa kombinovanim ciklusom najvećim dijelom zavisi od efikasnosti gasne turbine, odnosno

od temperature produkata sagorijevanja na ulazu u gasnu turbinu.Posljednjih godina se obavljaju značajna istraživanja i usavršavanja gasnih turbina i postrojenja u cjelini.

Ukratko objasniti male sisteme kogeneracije.

MSK imaju snage od 5kWe do nekoliko megawata (najcešce 8-10MW).Međutim, MSK mogu imati snagu i do 15 MW, kada se radi o malim toplifikacionim sistemima.U pravilu, za snage do 1 MWe, kao pogonske mašine koriste se klipne mašine sa unutrašnjim sagorijevanjem, a preko 1MWe koriste se gasne turbine, zbog energetske efikasnosti i troškovne prihvatljivosti.

• Šta su decentralizirane mali sistemi kogeneracije?

Kogeneracija može biti centralizirana, kada je kogenerativno postrojenje udaljeno od korisnika toplinske i električne energije.

Zbog smanjenja transportnih gubitaka toplinskog i električnog dalekovoda, potrebno je vršiti transformaciju energije sanižeg na viši potencijal i obrnuto, što izaziva dodatne gubitke energije. Decentralizirani, MSK podrazumijevaju kogenerativno postrojenje na istoj ili bliskoj lokaciji sa korisnicima toplinske i

elektricne energije, bez transformacije i daljinskog transporta.

Ovo je samo jedna od prednosti decentraliziranih MSK.

Koji su razlozi primjene MSK?

a. energetska efikasnost

b. niži troškovi goriva c. ekonomska efikasnost


34/36

Manji utrošak energije znači i manje utrošenog novca, jer globalno gledajući štednja energije se ogleda kroz uštedunovca.

d. smanjenje okolinskog opterećenjaZbog manje spaljenog fosilnog goriva u MSK, direktna je posljedica manja emisija globalnih zagadjivača.

Kogeneracija, kao mjera povećanja energetske efikasnosti je vrlo značajna mjera, posebno za zemlje orjentirane na uvozenergije. Primjenom malih decentraliziranih sistema kogeneracije postiže se sljedeće:

- manji utrošak primarnog goriva, čak oko 40% primarnog goriva se uštedi primjenom malih sistema CHP, uz

zadržavanje istog komfora života, - kroz smanjenje utrošenog primarnog goriva, smanjuje se emisija CO2, NOx, CO, SO2, čvrstihčestica,- veća energetska efikasnost malih sistema CHP smanjuje termalno zagadjenje okoline- decentralizirani, mali sistemi CHP nemaju dalekovoda za transport električne i toplinske energije, te su

transportni gubici jednaki nuli, a rasterećen je životni prostor od transportnih sistema

- kao kontinuirani potrošaci gasa, mali CHP sistemi su prihvatljivi za distributere gasa, jer smanjuju nepovoljan odnos potrošnje gasa ljeti i zimi,

- mali sistemi CHP su vrlo pouzdani, operativni i okolinski ugodni.

Mali sistemi kogeneracije su vrlo zastupljeni u zemljama Zapadne i Srednje Evrope, dok je stanje sa zemljama u tranziciji,

po pitanju kogeneracije veoma loše, pa tako i u B&H. Postoji citav niz barijera za primjenu kogeneracije u B&H, a osnovesu sljedece:

- ne postojanje energetske politike države, regije, kantona, - nestabilan odnos cijena energenata,

- nepostojanje tržišta energenata - nedovoljna motiviranost firmi

- nedovoljna educiranost kadrova

- ne postojanje dugorocnijih energetskih planova

- nedostatak kapitala

- nepostojanje zakonske regulative za prodaju elektricne energije iz malih sistema kogeneracije

- neadekvatni odnosi cijena energenata

- zatecenost postojecih tehnickih sistema i tehnologija

33. Tehnike suhog i mokrog odsumporavanja DONDE ESTA Mokri postupak odsumporavanja dimnih plinova s vodenom suspenzijom vapnenca, tehnološki

istovjetan sustavu, kakav ima TE Plomin 2. Ovo tehnološko rješenje karakterizira visoka pouzdanost

pogona, te visoki stupanj izdvajanja SO2 za različite uvjete pogona i karakteristike ugljena. To je danas

najzastupljenija tehnologija odsumporavanja na termoelektranama. Konačni produkt je gips koji se

koristi u građevinarstvu, pa je količina otpada za odlaganje relativno mala. U apsorberu postrojenja za

odsumporavanje dolazi također i do ispiranja sitnih čestica, teških metala, HCl-a, HF-a i drugih spojeva.

Proces se zasniva na reakcijama SO2 iz dimnih plinova s vapnencem, CaCO3 iz suspenzije uz djelovanje

kisika iz zraka pri čemu nastaje CaSO4 (gips). Stupanj odsumporavanja FGD postrojenja TE Plomin 3 će

biti ≥ 95%. Umesto postojećih u svetu poznatih tehnologija za otprašivanje i prečišćavanje dimnih gasova , koje

uglavnom koriste multiciklonske i adsorpcione kolone sa razlicitim adsorbentima , koristeci suve i

mokre tehnologije orošavanjem i hemijska sredstvapogodna za uklanjanje NOx i SO2 gasova , u svetu

se istražuju znatno savremenijetehnologije na bazi plazme i tehnologije takozvanog elektronskog

filtriranja ELFI .Ove tehnologije su zaista savremene i pouzdane ali je konstrukcija tih postrojenja

veomasložena , kao i automatika i regulacija procesa , i troši se znatna količina energije za rad i

održavanje tih postrojenja . Naravno i cena takvih postrojenja je previsoka za naše tržište. Naša

tehnologija koju mi nudimo nosi naziv : Univerzalna kompaktna modularna tehnologija otprašivanja i

http://hr.wikipedia.org/wiki/Sumporov_dioksidhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Sumporov_dioksidhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Sumporov_dioksidhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Sumporov_dioksidhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ugljenhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ugljenhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ugljenhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Klorovodikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Klorovodikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Klorovodikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Fluorovodikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Fluorovodikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Fluorovodikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vapnenachttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vapnenachttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vapnenachttp://hr.wikipedia.org/wiki/Gipshttp://hr.wikipedia.org/wiki/Gipshttp://hr.wikipedia.org/wiki/Gipshttp://hr.wikipedia.org/wiki/Gipshttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vapnenachttp://hr.wikipedia.org/wiki/Fluorovodikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Klorovodikhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Ugljenhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Sumporov_dioksid


35/36

uklanjanja štetnih sastojaka u dimnim gasovima na pećima i kotlovskim postrojenjima na biomasu i

ostala tečna i čvrsta goriva .

Fotonaponska ćelija [uredi]

Premda je fotoefekt otkriven pri je više od stotinu godina, intenzivnim razvojem poluvodičke tehnologije

ostvareni su preduvjeti za razvoj i proizvodnju sve efikasnijih fotoosjetljivih modula tzv. fotopanela(fotonaponske ili solarne ćelije) za proizvodnju električne energije neposredno iz sunčeve svjetlosti. Usvijetu već postoji niz elektrana koje zasnivaju svoj rad na velikom broju ovakvih modula, spojenihparalelno i serijski u odgovarajuću električnu mrežu u namjeri da se postigne odgovarajući izlazni napon iopteretivost. Ovakvi izvori su jednostavni i pouzdani jer nemaju pokretnih dijelova, lagani su i relativno

jednostavni za postavljanje te se lako mogu spajati u veće sustave. Uz odgovarajuće akumulatore moguosigurati električnu energiju na inače nedostupnim mjestima i tijekom 24 sata na dan.

Kondenzator kao električni izvor

Premda kondenzator kao elektronička komponenta ima svojstvo i mogućnost očuvanja energije na

svojim oblogama, o njemu se vrlo dugo nije razmišljalo kao o nekom potencijalnom izvoru električneenergije. Međutim, intenzivnim razvojem tehnologije izrade kondenzatora ostvarene su mogućnostiproizvodnje kondenzatora s ekstremno velikim vrijednostima kapaciteta. U svega nešto više oddvadesetak godina ostvarena je proizvodnja kondenzatora s kapacitetom koji se mjeri u tisućamafarada (F). Daljnjim tehnološkim inovacijama, a prije svega razvojem nanotehnologije ostvaruju semogućnosti da kondenzator posluži kao izvor električne energije s gustoćom energije usporedivom ilivećom od gustoće energije koju susrećemo u litij-ionskim baterijama.

34. Mikroturbine DONDE ESTA

Mikroturbine predstavljaju novu vrstu plinskih turbina, a njihova komercijalna primjena započela je1998. godine. Kao distribuiranom izvoru energije, snaga mikroturbina je u rasponu od 25 do 500 kW.

Uz iskorištavanje otpadne topline mogu se koristiti kao CHP tehnologija, čime se postiže energetskaučinkovitost veća od 80 posto. Mikroturbine imaju široku primjenu u industriji i za komercijalnuuporabu. Budući da su veličine hladnjaka, ne zahtijevaju veliki prostor. Kao gorivo, osim fosilnih goriva,mogu koristiti i bioplin ili deponijski plin, što objedinjava korištenje obnovljivih izvora energ ije itehnologiju kogeneracije.

35.

http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Elektri%C4%8Dni_izvor&action=edit&section=10http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Elektri%C4%8Dni_izvor&action=edit&section=10http://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Elektri%C4%8Dni_izvor&action=edit&section=10http://hr.wikipedia.org/wiki/Fotoefekthttp://hr.wikipedia.org/wiki/Fotoefekthttp://hr.wikipedia.org/wiki/Fotoefekthttp://hr.wikipedia.org/wiki/Poluvodi%C4%8Dhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Poluvodi%C4%8Dhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Poluvodi%C4%8Dhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Solarna_%C4%87elijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Solarna_%C4%87elijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Solarna_%C4%87elijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Sun%C4%8Deva_svjetlosthttp://hr.wikipedia.org/wiki/Sun%C4%8Deva_svjetlosthttp://hr.wikipedia.org/wiki/Sun%C4%8Deva_svjetlosthttp://hr.wikipedia.org/wiki/Sun%C4%8Deva_svjetlosthttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_mre%C5%BEahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_mre%C5%BEahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_mre%C5%BEahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_kondenzatorhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_kondenzatorhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_kondenzatorhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_kapacitethttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_kapacitethttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_kapacitethttp://hr.wikipedia.org/wiki/Nanotehnologijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Nanotehnologijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Nanotehnologijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Nanotehnologijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_kapacitethttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dni_kondenzatorhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektri%C4%8Dna_mre%C5%BEahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Sun%C4%8Deva_svjetlosthttp://hr.wikipedia.org/wiki/Solarna_%C4%87elijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Poluvodi%C4%8Dhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Fotoefekthttp://hr.wikipedia.org/w/index.php?title=Elektri%C4%8Dni_izvor&action=edit&section=10


36/36

Mikroturbine imaju brojne prednosti u odnosu na ostale tehnologije male snage, uključujućimogućnost pouzdanog napajanja, korištenje na udaljenim lokacijama i u vrijeme vršnog opterećenja.Ostale prednosti su jednostavnije održavanje, dulji životni vijek trajanja, relativno niska emisija buke,veća učinkovitost, manje emisije stakleničkih plinova te brzi start.

Osnovni nedostaci mikroturbina, u trenutačnoj fazi razvoja, su relativno skromno iskustvo u njihovomkorištenju, te veći troškovi u odnosu na plinske motore, što bi se smanjilo njihovom širomkomercijalnom uporabom.

Mikroturbine

Mikroturbine se sve više koriste, posebno za manje elektrane i kogeneracijske primjene. Sve više semikroturbine ugrađuju u hibridne električne automobile. Raspon snaga može biti manji od kW donekoliko stotina kW. Prednost u odnosu na klipne motore je taj što imaju veći omjer snage u odnosu natežinu stroja. Nedostatak je što imaju slabije iskorištenje na manjim brzinama i kod čestih promjenabrzina. Koriste većinu komercijalnih goriva, osim što imaju problema sa paljenjem petroleja i dizela, zašto trebaju dodatni izvor za paljenje, recimo plin propan. Stupan j termičkog iskorištenja je između 25%i 35%.

[5] [6]

http://hr.wikipedia.org/wiki/Elektrane_i_elektroenergetske_mre%C5%BEehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektrane_i_elektroenergetske_mre%C5%BEehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektrane_i_elektroenergetske_mre%C5%BEehttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kogeneracijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kogeneracijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kogeneracijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Automobilhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Automobilhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Automobilhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vathttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vathttp://hr.wikipedia.org/wiki/Motor_s_unutarnjim_izgaranjemhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Motor_s_unutarnjim_izgaranjemhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Motor_s_unutarnjim_izgaranjemhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Petrolejhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Petrolejhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Petrolejhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Dizelhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Dizelhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Dizelhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Propanhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Propanhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Propanhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Plinska_turbina#cite_note-4http://hr.wikipedia.org/wiki/Plinska_turbina#cite_note-4http://hr.wikipedia.org/wiki/Plinska_turbina#cite_note-5http://hr.wikipedia.org/wiki/Plinska_turbina#cite_note-5http://hr.wikipedia.org/wiki/Plinska_turbina#cite_note-5http://hr.wikipedia.org/wiki/Plinska_turbina#cite_note-5http://hr.wikipedia.org/wiki/Plinska_turbina#cite_note-4http://hr.wikipedia.org/wiki/Propanhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Dizelhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Petrolejhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Motor_s_unutarnjim_izgaranjemhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Vathttp://hr.wikipedia.org/wiki/Automobilhttp://hr.wikipedia.org/wiki/Kogeneracijahttp://hr.wikipedia.org/wiki/Elektrane_i_elektroenergetske_mre%C5%BEe

uuet odgovori

Documents