Karteikarten
Gasturbine
Karten in diesem Stapel (27)
- 1Was ist Der Joule – (Brayton) Kreisprozess?Rechstlaufender thermodynamischer Vergleichsprozess
für Gasturbinen und Strahltriebwerke. - 2er besitzt jeweils 2Zustandsänderungen:• zwei isentrope Zustandsänderungen
• zwei isobare Zustandsänderungen - 3Einfachste Konstellation der Gasturbine:• Verdichter (mit Anlaufmotor)
• Brennkammer
• Turbinenrad (gekoppelt an Generator) - 4Im offenen Joule-Prozess entfällt die Kühlung, dakontinuierlich frisches
Gas angesaugt und verdichtet wird - 5Prinzipieller Wärmeschaltplan (geschlossener) Joule – Prozess:
- 6Von was ist der Wirkungsgrad nur abhängig?von den Verdichtungsverhältnissen
p1/p2 = p4/p3 und dem Isentropenexponenten κ abhängig! - 7Eine höhere Temperatur 3 (max.1600 °C) führt allerdings zugrößerer spez. Nutzarbeit wN!
- 8verluste im Prozess:Strömungs(druck)verluste in Brennkammer und
Strömungskanälen
Wärmeverluste und evtl. unvollständige Verbrennung in
Brennkammer - 9max. ηel.39 %
- 10Mikrogasturbine Eigenschaften:kleine Gasturbinen mit bis zu 100 kW el.Leistung
höhere Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, geringerer Platzbedarf
und schnellere Regelbarkeit als Kolbenmotoren
moderates Druckverhältnis - 11KWKKraftwärmekopplung
- 12wie funkt. ein Kombikraftwerk (G&D-Kraftwerke)Kombination von Stromerzeugung durch Gasturbine & Dampfturbine
Abgasstrom der Gasturbine (- 650 °C) beheizt mittels Abhitzekessel
den Dampfkraftprozess. - 13G&D höchste reale el. Wirkungsgrade vonbis zu 60 %
- 14weiter vorteile von G&Drel. geringe CO2-Emissionen
• rel. geringe Brennstoffkosten
hohe Flexibilität, Leistungseinheiten von 50 - >1000 MW
geringe Schadstoff- und Lärmemissionen
• hohe Akzeptanz bei der Bevölkerung - 15Nachwachsende Rohstoffe im Gasturbinenprozess Direkt befeuerte Gasturbinenprozesse Welcher Kraftstoff wird verwendet? 1. 2.1.Biomethan
2. Biogene Festbrennstoffe:als Staub - 16Ablauf direkt befeuerte Gasturbinenprozesse: Staubförmige Biomasse:zermalener Holzstaub wird unter Luftzugabe unter Druck in
Turbinenbrennkammer vollständig verbrannt
Abgas wird der Turbine zugeführt
Entspannte Abgase (ca. 400 – 500 °C) werden zur
Wärmeerzeugung genutzt
Limitierung des erreichbaren Wirkungsgrades durch max. zulässige Verbrennungstemperaturen durch
Erweichungstemperatur der Aschepartikel - 17Ablauf direkt befeuerte Gasturbinenprozesse: Stückige Biomasse:Verbrennung der stückigen Festbrennstoffe
Verbrennungsgase werden in Multizyklonen (Heißgas) von
Staub und Aschepartikel getrennt
gereinigtes heißes Verbrennungsgas entspannt in Turbine - 18Wie funktionieren Atmosphärische direkt befeuerte Gasturbinenprozesse?Entspannung des Verbrennungsgases von Umgebungsdruck in
den Vakuumbereich - 193 Varianten von Atmosphärische direkt befeuerte Gasturbinenprozesse:1. Nur Vorwärmer, kein Verdampfer
für Kondensat.
Rel. niedrige Wirkungsgrade
um 10 %el..
2.Dampfeindüsung, höherer
Wirkungsgrad.
3.GuD-Prozess - 20wie funktionieren Indirekt befeuerte Gasturbinenprozesse?Heißluftturbinenprozess → erhitzt Arbeitsmittel (z.B. Luft, Helium) Wärmeübertragung über Rekuperaturen bzw. Regeneratoren ist
nötig! - 21Rekuperative Wärmeübertragung:Wärmeaustauschüber HochtemperaturWärmetauscher
Restwärme im Verbrennungsgas → VerbrennungsluftVorerwärmung,
bzw. Nutzwärmeerzeugung - 22Was ist Entscheidend für guten Wirkungsgrad:Nutzung von Abwärme von
Feuerung und Turbine - 23Probleme bei der Einführung indirekt befeuerter Gasturbinen:Moderne Gasturbinen im kleineren Leistungsbereich arbeiten mit
Gaseintrittstemperaturen von > 1000 °C
Derzeit noch keine entsprechenden Werkstoffe! - 24Was ist Regenerative Wärmeübertragung?Wärmeübertragung in großen, wechselseitig von heißem und
kaltem Medium überströmten Wärmespeichern
Ausführung vor allem
als Schüttungen mit Stahlkugeln
oder Gesteinen:
Filterwirkung der Schüttung
rel. geringe Temperaturen
und Drücke - 25Funktionsweise Pebble-HeaterHeizphase:
Erwärmung der Schüttung
Speicherung der Wärme
Blasphase:
Einblasen von Kaltgas
Wärmeaufnahme
Nutzung Heißgas
- 26Eigenschaften Schüttgut:Temperaturbeständigkeit
Temperaturleitfähigkeit
Wärmekapazität
Druckverlust
Kosten - 27Wirkungsgrade div. therm. Verfahren im kleinen Leistungsbereich
Informationen
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- Theorie
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- Gelöschter Nutzer · Jun 2017
- Aktualisiert
- 21 Jun 2017
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- Erstellt von Lukas Berger · 19 Jun 2017
- Kopiert von Lukas Berger · 21 Jun 2017
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