Stoomturbine proces
Hoe verloopt, getekend in een T-s diagram het onderstaande stoom proces?
Stoom uit ketel drum 57 bar, 275 grd C passeerd vervolgens drie oververhitters.
Het lijkt erg veel op een (t)huiswerkvraag, die we in principe niet tot in detail behandelen. Het zou te ver voeren om complete huiswerkberekeningen en de stoomturbine/ketel theorie hier te gaan behandelen.
Toch een korte verhandeling. Lees verder ……
Tussen ovo 1 en 2 en vervolgens ovo 2 en 3 wordt de stoom teruggekoeld middels voedingwater inspuiting.
Temp. na ovo 1 is 356 grd
Temp. voor ovo 2 is 341 grd
Temp. na ovo 2 is 406 grd
Temp voor ovo 3 is 394 grd
Temp na ovo 3 is 429 grd bij een druk van 43 bar.
Zijn de drukvallen over de afzonderlijke ovo’s te berekenen?
Als aan verzadigde stoom warmte wordt toegevoerd, neemt de stoomtemperatuur toe en wordt de stoom ‘oververhit’. In een stoomketel verloopt dit proces in theorie bij constante druk.
In de praktijk zal er in de ovo’s natuurlijk een kleine drukval optreden door de leidingweerstand. In het gebied met de horizontale druklijnen [p1 p2 ] heb je een water-stoom mengsel, dus de verdampings warmte. Bij de linkse lijn van de bult is alles water en aan de rechterkant is alles stoom [de x1 x2 lijnen in dit gebied geven het watergehalte aan]. Zoals je ziet in het T-S diagram neemt de verdampingswarmte dus af, als de druk toeneemt. Boven de 221,3 bar [top van de bult] heb je zelfs helemaal geen verdampingswarmte meer, maar gaat het water direkt over in stoom. Men noemt dit de kritische druk, en stoomketels die met deze of hogere drukken werken noemt men “bovenkritische” ketels.Het proces van een stoomturbine verloopt dus als volgd: Opwarmen van het water volgens de linker kant van de bult tot de keteldruk (p)[43bar lijn in rekenvoorbeeld]; vervolgens koken van het water tot verzadigde stoom (horizontale p -lijn); verder verwarmen van de stoom volgens de lijn van constante druk tot 429 C [T = 429 + 273 = 702 Kelvin]; daarna expansie in de stoomturbine van T –> x, en daarna condenseren van de stoom van x naar linker zijde van de bult waarna het hele proces opnieuw begint. Wat opvalt is, dat als de stoom een lagere temperatuur (T) heeft, het watergehalte na expansie in de stoom toeneemt (x2 > x1), zodat de laatse rijen turbine schoepen kunnen beschadigen.
Afkoelen van stoom door inspuiting is het tegenovergestelde van opwarmen, dus langs dezelfde druklijn naar beneden, i.p.v. omhoog. Door de drukval in de ovobundels kom je in jou geval dus bij een naastliggende druklijn uit, dus iets rechts van de originele maar dezelfde T. De drukval over de afzonderlijke ovo’s is met deze gegevens niet te berekenen, omdat je daarvoor ook de rookgas- en vuurhaard temperaturen nodig hebt. Bovendien is de laatse ovo meestal een stalings ovo terwijl de eerste 2 convectie ovo’s zijn. Dit doet men om een vlakkere temperatuurkarakteristiek te krijgen bij wisselende belastingen. Bij een convectie ovo neemt de temperatuur af bij het toenemen van de belasting, terwijl bij een stalingsovo de temperatuur juist toeneemt.
***arjen***
