Relatório de Engenharia - Ciclo Rankine com Cogeração - Análise de Eficiência e Fator de Utilização

CICLO RANKINE COM COGERAÇÃO Uma usina termelétrica deve produzir 2 MW de energia líquida na turbina e 1 MW de energia térmica na forma de cogeração Considerando que a turbina tem uma eficiência isentrópica de 90 e as bombas uma eficiência isentrópica de 80 avalie o fator de utilização e a eficiência térmica considerando a pressão da caldeira variando de 5 a 10 MPa e a pressão do sistema de cogeração variando de 3 a 8 bar A temperatura do vapor superaquecido é 500 C e a pressão de condensação é 50 kPa para todas as opções Prepare um relatório de engenharia que descreva seu projeto Seu relatório de projeto deve incluir mas não se limitar ao seguinte a Esquema da instalação e diagrama Ts com os diversos estados numerados e informações sobre valores de temperatura pressão entalpia e entropia c Exemplos de cálculos A pressão da caldeira e do condensador foram determinadas com base na média entre as pressões dadas Estado 1 vapor superaquecido Pkpa hkJkg 6000 342212 7500 h1 h1 340423 interpolação calculadora Cnásio 8000 339827 Pkpa bkJkg 6000 68802 7500 b1 b1 67685kg x 8000 67239 Estado 9 líquido comprimido Wb1 v8 PgPB 121 Wb1 hgh8 Wb1 0001030 7500 50 078 hq wbl h8 Wb1 96 k3kg hq 35047 hq 35007 k3kg Estado 10 Líquido comprimido Wb11 v7 P10 P7 n8 Wb11 h10 h7 Wb11 0001097 7500 550 08 Wb11 Wb11 h7 Wb11 953 kgh0 h10 993 65593 h10 66544 k9kg Guessão P3 75 MPa 7500 kPa T3 500c Caldeira válvula de expansão Turbina 2 MW 2000 kw 2T 09 P4 550 kPa Unidade de processamento térmico P555 bar 6 P6 50 kPa 550 kPa condensador Câmara de mistura bomba B811 08 R8117500 kPa 7 7 550 kPa bomba 1 R81 08 9 P2 7500 kPa dados da tabela utilizados são do livro fundamentos da termodinâmica Van Wylen 7 edição Estado P1 MPa TC h kJkg b kJkg k x Tipo de estado Tabela 01 7500 500 340423 676 vapor superaquecido B33 02 7500 340423 vapor superaquecido B33 03 7500 340423 676 vapor superaquecido B33 04 550 340423 vapor superaquecido B33 05 550 15548 274036 676 09940 Mistura B32 06b 50 8133 235008 676 08717 Mistura B32 06 50 245549 676 Mistura 07 550 15548 65593 38092 0 Líquido saturado B32 08 50 8133 34047 30910 0 Líquido saturado B32 09 7500 35007 30910 Líquido comprimido 10 7500 66544 38972 Líquido comprimido 11 7500 101513 Líquido comprimido Cálculo da vazão mássica 1 WL WT WB1 WB11 WL mhgh6 hgh8 h10h7 m1 WL hg h6 hg h8 h10 h7 m1 2000 340423 2455149 35007 34047 66544 65593 m1 2110 kgs Calor que sai Qsai m1h6 h8 Qsai 21102455149 340147 Qsai 444154 kW Estado 11 Balanço de massa na câmara de mistura m11h11 mghg moh10 h11 hg h10 h11 35007 66544 h11 101551 kjkg Calor que entra Qent m1h7 h11 Qent 2110340423 101551 Qent 50163 kW Fator de utilização Eu WL Qp Qent Eu 2000 1000 50163 Eu 05980 5980 Eficiência do ciclo ηT 1 Qsai Qent 1 444154 50163 ηT 011345 4 1145