Gasturbinen-Heizkraftwerke

Question 1

Was ist der Joule-Brayton-Prozess?

Answer 1

thermodynamische Grundprozess der Gasturbinenkraftwerke.
Der ideale Prozess besteht aus:

• zwei reversiblen adiabatischen (isentropen) Prozessen (Verdichter, Turbine)
• zwei isobaren Prozessen (Brennkammer, Abkühlung in der Umgebung)

Question 2

Wirkungsgrad des Kombiprozesses (Formel)

Answer 2

Question 3

Wirkungsgrad Dampfturbinenprozess (Formel)

Answer 3

Question 4

Zeichnen Sie das Wärmeschaltbild für den Kombi-Prozess mit Abhitzedampferzeuger!

Answer 4

Question 5

Zeichnen Sie das Wärmeschaltbild eines einfachen, offenen Gasturbinenprozess mit Abhitzekessel oder direkter Abgasverwertung!

Answer 5

Question 6

Wirkungsgrad Gasturbinenprozess (Formel)

Answer 6

Question 7

Was versteht man unter der stromorientierten Auslegung und Fahrweise eines BHKW?

Answer 7

• Der Strombedarf ist hier die Führungsgröße
• Die Größe des BHKW orientiert sich an der Anschlussleistung und am täglichen Stromverbrauch
• gleichzeitig freigestellte Wärme kann ständig ins Heiznetz abgegeben werden , ggf. über den Notkühler

Question 8

Was versteht man unter einer wärmeorientierten Auslegung und Fahrweise eines BHKW?

Answer 8

• BHKW läuft immer dann, wenn Wärme benötigt wird
• erzeugter Strom wird selbst verbraucht oder ins öffentliche Netz eingespeist
• ca. 95% der Anlagen sind wärmegeführt ausgelegt

Question 9

Wirkungsgrad gesamte Abwärme der Gasturbine im Dampfkraftprozess (Idealfall)

Answer 9

Question 10

Was zeigt das nachfolgende Diagramm?

Welche Parameter (Formeln) können daraus abgelesen werden?

Answer 10

T-Q-Diagramm eines Hitzekessels für einen GuD-Prozess

• Abgas: Q_ab,G = m_A * (h₄ -h₅)
• Wasser/Dampf: Q_zu,D = m_D * (h₁₁ -h₁₄)
• Verhältnis der Massenströme: m_A/m_D = (h₁₁ - h₁₄)/ (h₄ -h₅)

Question 11

Zeichnen SIe das Wärmeschaltbild von einem Blockheizkraftwerk mit KWK!

Wie hoch ist die nutzbare thermische und elektrische Energie?

Answer 11

Abgas und sonstige Verluste: 20%
nutzbare thermische Energie: 60%
nutzbare elektrische Energie: 20%

1. Otto/Dieselmotor
2. Generator
3. Abhitzekessel
4. Wärmeverbraucher
5. Kühlwasserwärmetauscher
6. Umwälzpumpe
7. Schmierölwärmetauscher

Question 12

Was hat der Abhitzekessel - Heat Recovery Steam Generator (HRSG) für eine Funktion?

Answer 12

• Schlüsselkomponenten beim Kombi-Prozess
• Energierückgewinnung des Gasturbinenabgases zur Erzeugung von Dampf

Question 13

Welche Vorteile haben Gasturbinen gegenüber Dampfturbinen?

Answer 13

• kompakte Abmessungen, d.h. geringer Platzbedarf
• geringes Gewicht
• breites Leistungsspektrum
• schnelle Startbereitschaft (Anlaufzeit: 3-8 min / 20 -120 min)
• vibrationsarmer Lauf mit geringerem Wartungsaufwand
• hohe Verfügbarkeit
• vergleichsweise geringe Investitionen
• vergleichweise geringe Schadstoffemissionen
• Abwärme in sauberem Abgas auf hohem Temperaturniveau

Question 14

Was muss bei einer mehrstufigen Wärmeauskopplung in Kondensationskraftwerken beachtet werden?

Answer 14

• Reihenfolge der Heizkondensatoren zur Fernwärmeauskopplung
• Dampf mit niedrigstem Druck muss zuerst eingebunden werden