Termodynamická analýza oběhu spalovací turbíny pro různá paliva

The paper presents thermodynamic analysis of typical fuels in a theoretical gas turbine cycle. The fuels are burned at different temperatures and different working pressures. In a gas turbine system there are processes of air (and of gaseous fuel) compression, flue gas expansion and heat regeneration. They all run perfectly in the presented theoretical experiment. It means that the pressure changing processes work at the polytropic efficiency equals to one, the process intensities of combustion (as a chemical reaction) and heat exchange are set to one (i.e. the equilibrium is assumed), either. Presented results show that there is useful to distinguish between thermodynamic and the technological values of fuels.Příspěvek prezentuje termodynamickou analýzu typických paliv V teoretickém oběhu spalovací turbíny. Spalování paliv probíhá při různých teplotách a různých pracovních tlacích. V systému se spalovací turbínou jsou to procesy komprese vzduchu (a plynných paliv), expanze spalin a regenerace tepla. Všechny procesy probíhají V předloženém teoretickém experimentu perfektně. To znamená, že tlakové měnící se procesy fungují S polytropickou účinnosti rovnající se jedné, proces intenzity hoření (jako chemické reakce) a výměna tepla jsou také nastaveny na hodnotu jedna (rovnováha se předpokládá). Prezentované výsledky ukazují, že je užitečné rozlišovat mezi termodynamickými a technologické hodnotami paliv V obězích spalovacích turbín

Určení počátečních parametrů pro zplyňování kyslík – vodní pára s a bez recirkulace

The analytical, unified selection method of the converting medium composition is presented as to apply for the oxygen – water steam gasification the recirculation of reaction products. The selected molar fractions of the converting medium components should give the assumed (needed) CO/H2–ratio of the synthetic gas by the chosen process pressure and temperature. The graphical selection methods applying the MOLLIER–HOFFMANN diagram are used for the parameters preselecting of the air – water steam gasification, e.g. if there is any contents of nitrogen from the atmosphere. The presented analytical method refers to the oxygen – water steam without and with gas recirculation. The last assumption allows the presence of CO, H2, CO2 and CH4 in the converting medium — new gasifying technologies need the permanent presence of carbon monoxide and hydrogen because of the iron catalyst. The determined values of its molar fractions help to choose the suitable process calculation iterative method.Analytická unifikovaná selektivní metoda přeměny středního složení je prezentována a aplikována pro recirkulaci reakčních produktů zplyňovacího procesu kyslík–vodní pára. Vybrané molární frakce přeměněných produktů dávají potřebný předpoklad určení poměru CO/H2 syntetického plynu podle tlaku a teploty V daném procesu. Grafická unifikovaná metoda používá MOLLIER–HOFFMANN diagram pro předběžné určení parametrů vzduch–vodní pára U zplyňovacího procesu, jestliže je zde obsažen dusík Z atmosféry. Prezentována analytická metoda se odkazuje na proces kyslík–vodní pára bez a s recirkulaci. Poslední předpoklad dovoluje přítomnost CO, H2, CO2 a CH4 V přeměňujícím se mediu – nové zplyňovací technologie potřebují s ohledem na katalyzátor – železo, stálou přítomnost CO, H2. Určené hodnoty těchto molárních frakcí pomáhají vybrat vhodnou výpočtovou iterační metodu

Exergie v chemických reakcích spalování a zplyňování část 2: několik numerických příkladů

The exergy concept applied to chemical reactions of combustion and gasification has been presented and discussed in detail. All the essential cases will be taken into account, namely the equimolar and non–equimolar — homogeneous and heterogeneous — stoichiometric processes, but also the non–stoichiometric ones. The numerical examples show the expected correctness of the theo-retical approach which means, the method can be applied to the complex system analysis containing combustion and gasification processes. The analysis makes it clear that the method can be also used for all the chemical conversion processes in the chemical and process engineering.Exergetická koncepce byla aplikována na chemické reakce spalování a zplyňování a byla předložena a projednána detailně. Všechny základní případy budou brány v úvahu, a sice equimolární a neequimolární , homogenní a heterogenní stechiometrické procesy, ale také i ne-stechiometrické procesy. Numerické příklady ukazují na očekávanou správnost teoretického přístupu, což znamená, že metodu lze použít na komplexní systémové analýzy, které obsahují spalovací a zplyňovací procesy. Z analýz je zřejmé, že metoda může být také použita pro všechny chemické konverzní procesy v chemickém a procesním inženýrství

An approach to modeling and thermodynamic analysis of modern power engineering systems

The new efficient method of modeling and thermodynamic analysis of power engineering systems has been presented. With its help a comparison of different structures and investigation of the influence of a particular constituent process onto the whole system efficiency is possible. The shaft work or the exergy is the main thermodynamic quantity taken into account in analyses, and the appropriate dimensionless modeling parameter has been introduced.Web of Science32441040

Exergie v technologických procesech výměny tepla

The exergy concept applied to technological heat exchange processes has been presented and discussed in detail. The special behavior of the thermal parts of the exergy flows could be stated once more and applied to formulate the thermodynamic transition formula and hence the generalized exergy rating quotient, then thermodynamic effectivity. All possible exergy rating quotients have been tested to prove their advantages and disadvantages. The appropriate discussion led to the statement that just the proposed thermodynamic effectivity quotient is a very promising way of solving the problem of complex system thermodynamic analysis. The considerations presented are the base for generalized analysis and rating of substance change processes.V článku je exaktně popsána exergetická koncepce v technologických procesech výměny tepla. Zvláštní chování tepelné částí toku exergie by mohlo být uvedeno ještě jednou a použíto na formulaci termodynamické rovnice pro přenos, zobecněný exergetický kvocient a pak pro určení termodynamické efektivity. Všechny možné zhodnocovací exergetické kvocienty byly testovány za účelem prokázání jejich výhod a nevýhod. Vhodná diskuse vedla k tvrzení, že navrhovaný kvocient termodynamické efektivity je velmi slibný způsob řešení problému termodynamické analýzy komplexního systému. Předložené úvahy jsou základem pro všeobecné analýzy a hodnocení procesů změn látky

Exergie v chemických reakcích spalování a zplyňování část 1: teoretický přístup

The exergy concept applied to chemical reactions of combustion and gasification has been presented and discussed in detail. Especially the building of thermodynamic effectivity quotients has been emphasized. Different cases have been presented: for stoichiometric homogeneous, stoichio-metric heterogeneous, simultaneous and non–stoichiometric chemical reactions the special approach was pointed out. Thus, the special procedure of partition exergy changes into vanishing and created exergies (i.e. thermodynamic expenditures and advantages in a process) could be presented. Such an approach makes it possible regarding chemical reactions of combustion and gasification in thermo-dynamic models of modern power engineering systems, in which these processes have been taken into account only in their simplified form.Exergetická koncepce byla aplikována na chemické reakce spalování a zplyňování a byla předložena a projednána detailně. Zvláště bylo zdůrazněno pojetí termodynamických koeficientů efektivity. Různé případy byly prezentovány a zdůrazněné pro: stechiometrické homogenní, stechiometrické heterogenní, simultánní a nestechiometrické chemické reakce. Speciální procedury změn energie při tvorbě a ztrátách byly analyzovány (tj. termodynamické výdaje a výhody v procesu). Takový přístup se týká chemických reakcí spalování a zplyňování v termodynamických modelech popisující moderní energetické systémy, v nichž tyto procesy byly vzaty v úvahu pouze ve své zjednodušené formě

Exergie v technologických separačních procesech

The exergy concept applied to technological separation processes has been presented and discussed in detail. Especially the building of thermodynamic effectivity quotients has been emphasized. Two main separation processes have been analyzed in detail. They are the rectification process and the extraction. The last one is not that important for the power engineering, but while analyzing it a special behavior of the exergy can be discussed. It depends not only on one parameter (temperature, pressure or concentration), but on two parameters (amount of the substance and its concentration). Thus, the special procedure of partition exergy changes into vanishing and created exergies (i.e. thermodynamic expenditures and advantages in a process) could be presented. Two numerical examples for the rectification have been calculated and one such an example for the one– stage and two–stage extraction process.Exergetický koncept byl použít na technologické separační procesy a byl detailně prodiskutován. Zejména je zdůrazněno využití koeficientů termodynamické efektivity. Dva hlavní separační procesy, byly analyzovány detailně. Jsou to procesy rektifikace a extrakce. Posledním z nich není tak důležitý pro energetiku, ale pro své speciální chování exergie byl prodiskutován. Nezáleží zde pouze na jednom z parametrů (teploty, tlaku nebo koncentrace), ale záleží významně na dvou parametrech (množství látky a její koncentrace). Tak, speciální postup změn v rozdělení exergie mizí a vytváří se postup určující termodynamický výdej energie a jejich výhody v technologickém procesu. Dva početní příklady pro rektifikaci byly vypočteny a jeden takový příklad pro jedno a dvoustupňový proces extrakce

Termodynamika absorpční/desorpční CO2 sekce integrovaného zplyňovacího oběhu - II. analýzy

The thermodynamic analysis of the absorption/desorption section of the ICGC–cycle has been presented using the Second Law with special emphasis on the thermodynamic effectivity concept and usability for complex systems investigations. Essential problems have been discussed based on the classical bibliographical items on the subject. Numerical calculations have been accomplished using results obtained in the first part, which contained absorption and desorption modeling approach oriented onto thermodynamic analyzes. Additionally the special properties of dilute solutions, especially the CO2/water system, have been presented and the problem of the solute chemical concentration exergy change suggested.Termodynamická analýza absorpční/desorpční sekce IGCC oběhu je prezentována za použití druhého zákona se zdůrazněním na koncept termodynamické efektivity a vhodnosti pro výzkum komplexních systémů. Podstatné problémy byly diskutovány na základě klasických bibliografických podkladů. Numerické výpočty byly doplněny za použití výsledků z prvé části, která obsahovala absorpční a desorpční modelový přístup orientovaný na termodynamickou analýzu. Speciální vlastnosti ředěného roztoku hlavně CO2/voda systému byly prezentovány a byl uvažován problém exergie pro chemickou koncentraci daného roztoku