Redukcia tlaku pary a energetická (ne)efektívnosť Juraj Klukan, H+W Service, spol. s.r.o.,
Redukcia tlaku pary V mnohých energetických a priemyselných prevádzkach dochádza k potrebe redukcie tlaku pary, pričom najpoužívanejším spôsobom je redukcia prostredníctvom redukčných ventilov bez využitia expanznej práce vznikajúcej pri redukcii tlaku, čo značne znižuje efektívnosť využitia energetického potenciálu paliva použitého na výrobu pary.
Redukcia tlaku pary prostredníctvom redukčného ventila z pohľadu energetickej bilancie Na praktickú ukážku energetickej bilancie redukcie tlaku pary prostredníctvom redukčného ventila použijeme údaje z konkrétnej priemyselnej prevádzky využívajúcej paru pre technologické účely, pričom para je nakupovaná od externého dodávateľa a privádzaná do firmy s vyššími parametrami, ako sú technologicky potrebné a preto je redukovaná prostredníctvom redukčného ventila.
Redukcia tlaku pary prostredníctvom redukčného ventila z pohľadu energetickej bilancie Para je privádzaná s parametrami: Tlak 2,1 MPa Teplota 330 C Prietok 3 8 t/hod Pre technologické účely je prostredníctvom redukčného ventila tlak pary redukovaný na hodnotu 1,2 MPa.
Redukcia tlaku pary prostredníctvom redukčného ventila z pohľadu energetickej bilancie Napriek tomu, že sa v tomto prípade nejedná o extrémnu redukciu tlaku, energetické charakteristiky vyplývajúce z i-s diagramu sú nasledovné: Entalpia pary na vstupe do redukčnej stanice Entalpia pary na výstupe z redukčnej stanice 3 100 kj/kg 3 020 kj/kg Hoci sa v tomto prípade jedná o pokles entalpie vyjadrujúcej energetický obsah pary pred a po redukcii len o 80 kj/kg, čo predstavuje 2,58 %, v celkovej energetickej a ekonomickej bilancii využitia nakupovanej pary to predstavuje významé čísla.
Redukcia tlaku pary prostredníctvom redukčného ventila z pohľadu energetickej bilancie Energetická bilancia využitia pary pri použití redukčného ventila 3% 97% Využitá energia v technológii Energia marená redukciou Hoci sa v tomto prípade jedná o pokles entalpie vyjadrujúcej energetický obsah pary pred a po redukcii len o 80 kj/kg, čo predstavuje 2,58 %, v celkovej energetickej a ekonomickej bilancii využitia nakupovanej pary to predstavuje významé čísla.
Redukcia tlaku pary prostredníctvom redukčného ventila z pohľadu energetickej bilancie 2011 Dodaná para Využitá energia v technológii Energia marená redukciou kg/mesiac kwh/mesiac kwh/mesiac kwh/mesiac /mesiac Jan 2913226 2508611 2443873 64738 2590 Feb 4133233 3559172 3467323 91849 3674 Mar 3523548 3034166 2955866 78300 3132 Apr 3943871 3396111 3308470 87641 3506 Mai 4439356 3822778 3724127 98651 3946 Jun 3552580 3059166 2980221 78945 3158 Jul 2915162 2510278 2445497 64781 2591 Aug 3678709 3167777 3086029 81748 3270 Sep 3729355 3211389 3128515 82874 3315 Okt 2919354 2513888 2449014 64874 2595 Nov 3680645 3169444 3087653 81791 3272 Dec 2555484 2200555 2143767 56788 2272 Spolu 42257123 36153335 35220355 932980 37319
Energetická a ekonomická bilancia doplnenia redukčnej stanice o točivú redukciu s výrobou elektriny Pre zabránenie mareniu časti energie obsiahnutej v pare, ktorá sa pri redukcii tlaku prostredníctvom redukčného ventila stráca v podobe nevyužitej expanznej práce je možné využiť paralelné zapojenie točivej redukcie (parnej turbíny) s generátorom pre výrobu elektrickej energie
Energetická a ekonomická bilancia doplnenia redukčnej stanice o točivú redukciu s výrobou elektriny Redukčný ventil Prívod pary Technologický spotrebič Točivá redukcia s generátorom
Energetická a ekonomická bilancia doplnenia redukčnej stanice o točivú redukciu s výrobou elektriny Pri entalpickom spáde uvedenom vyššie a spotrebe pary v posudzovanej prevádzke je bilancia nasledovná: 2011 Dodaná para Využitá energia v technológii Energia marená redukciou Možná výroba elektriny (pri uvažovaní 75 %-nej účinnosti) kg/mesiac kwh/mesiac kwh/mesiac kwh/mesiac /mesiac kwh/mesiac /mesiac Jan 2913226 2508611 2443873 64738 2590 48553 4855 Feb 4133233 3559172 3467323 91849 3674 68887 6889 Mar 3523548 3034166 2955866 78300 3132 58725 5873 Apr 3943871 3396111 3308470 87641 3506 65731 6573 Mai 4439356 3822778 3724127 98651 3946 73989 7399 Jun 3552580 3059166 2980221 78945 3158 59209 5921 Jul 2915162 2510278 2445497 64781 2591 48586 4859 Aug 3678709 3167777 3086029 81748 3270 61311 6131 Sep 3729355 3211389 3128515 82874 3315 62155 6216 Okt 2919354 2513888 2449014 64874 2595 48655 4866 Nov 3680645 3169444 3087653 81791 3272 61343 6134 Dec 2555484 2200555 2143767 56788 2272 42591 4259 Spolu 42257123 36153335 35220355 932980 37319 699735 69974
Energetická a ekonomická bilancia doplnenia redukčnej stanice o točivú redukciu s výrobou elektriny Využitá energia v technológii Možná výroba elektriny Straty účinnosťou 35220355 kwh 699735 kwh 233245 kwh Energetická bilancia využitia pary pri použití točivej redukcie 2% 1% 97% Využitá energia v technológii Možná výroba elektriny Straty účinnosťou
kwh Energetická a ekonomická bilancia doplnenia redukčnej stanice o točivú redukciu s výrobou elektriny Spotreba a možná výroba elektriny 450000 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Spotreba elektriny Možná výroba elektriny
Energetická a ekonomická bilancia doplnenia redukčnej stanice o točivú redukciu s výrobou elektriny 2011 Spotreba elektriny Možná výroba elektriny kwh kwh % Jan 334875 48553 14,50% Feb 412101 68887 16,72% Mar 400023 58725 14,68% Apr 393855 65731 16,69% Mai 420300 73989 17,60% Jun 380112 59209 15,58% Jul 341835 48586 14,21% Aug 410733 61311 14,93% Sep 424275 62155 14,65% Okt 349011 48655 13,94% Nov 417627 61343 14,69% Dec 306957 42591 13,88% Spolu 4591704 699735 15,24%
Redukcia tlaku pary a energetická (ne)efektívnosť Banská Bystrica, 17.10.2012 Ing. Juraj Klukan Tel.: 0905 810129 E-mail: klukan@psg.sk