Hallo,
kennt jemand Leistungskennzahlen von Dampfturbinen?
Wirkungsgrad um die 90%, der vorne eintretende Dampf wird über mehrere Stufe unter ständiger Druckabnahme- bzw. Volumenzunahme entspannt. Ohne Kondensator würde der Dampf die Turbine mit einem Druck über 1 bar abs. oder mehr verlassen, man spricht dann von einer Gegendruckturbine. Mit nachgeschaltetem Kondensator kann der Dampf bis tief in den Unterdruckbereich (ca. 0,01 bar abs)entspannt werden, man spricht dann von einer Kondensationsturbine. Die Kondensationsturbine hat, bei gleicher Frischdampfmenge, etwa 30% mehr Leistung als eine Gegendruckmaschine. Gegendruckturbinen werden angewandt, wenn man denn Abdampf als Prozessdampf oder Heizdampf weiterverwenden will. Man verzichtet dabei auf elektr. Energie, gewinnt dafür aber Heizenergie. Gegendruckturbinen haben daher einen höheren Anlagenwirkungsgrad als Kondensationsturbinen.
Mich interessiert das Verhältnis zwischen Turbinen- und
Kondensatorleistung.
Der Frischdampf hat einen Energieinhalt von >2000 kJ/kg, davon werden in einer Kondensationsturbine ca. 1300 kJ/kg in elktr. Energie umgewandelt, ca. 600 kJ/kg - die Verdampfungswärme - geht im Kondensator verloren und wärmt Kühlwasser von ca. 15 °C auf 25 °C auf, der Rest geht als mechan. Verlust bzw. Strömungsverlust verloren.
Man spricht ja bei Gaskraftwerken von
Wirkungsgraden um die 50-60%.
Du meinst wahrscheinlich GuD-Anlagen (Gas- und Dampf- Anlagen). Eine Gasturbine hat keinen Kondensator und daher nur einen Wirkungsgrad um miserable 30 %, sie kann aber ihre um 400 °C heißen Abgase an einen Dampfkessel liefern, dessen Dampf in einer Gegendruck- oder Kondensationsturbine weiter entspannt wird und im ersteren Fall zusätzlich noch zur Heizenergiegewinnung herangezogen werden. Die Wirkungsgrade von GuD-Anlagen reichen daher, je nach Konzeption, bis weit über 60 % hinaus.
Treten die Verluste vornehmlich
bei der Dampferzeugung oder bei der Umwandlung in mechanische
Energie auf?
Kessel haben Wirkungsgrade um 90 %, Verluste sind: die Wärme im Abgas (je nach Brennstoffart entsprechen einerTemp. von 130 - 200 °C), die Leistung der Kesselspeisepumpe (die aber z.T. wiedergewonnen wird), die Antriebe zur Förderung der Verbrennungsluft,zur Brennstoffförderung und -zerstäubung sowie zur Regelung bzw. Steuerung des Kessels.
Die Turbine: auch um 90 % Wirkungsgrad (siehe Oben). Die höchsten Verluste treten auf durch die Kondensation des Damps im Kondensator, wo die Verdampfungsenergie (rd. 1/3 der zugeführten Energie) verlorengeht. Dies ist eine physikalische Gesetzmäßigkeit, man kann daher diesen Verlust nicht der Turbine anlasten.
Weitere kleiner Anlagenverluste sind die Antriebsenergien für die Kondensat- und Kühlwaserpumpen, Maschinenschmierung sowie die elektr. Verluste des Generators, Transformators und des elektr. Netzes.
Hab hier mal so ein kleines Modell mit Daten gefunden:
http://www.gunt.de/static/s3251_0.php?p1=&p2=&pN=
Turbinenleistung 1,5 kW
Kondensatorleistung 100kW
Steht wohl in keinem Verhältnis zu einer modernen
Kraftwerksanlage…
Das ist wohl eine Spielzeugturbine mit schlecht abgestimmten überdimensionierten Kondensator. Die Turbinenleistungen gehen heutzutage hoch bis auf 1000 MW auf einer Welle, häufiger sind aber 300 oder 500 MW. Im Dampfkraftwerk werden zum Antrieb von Pumpen dagegen auch Kleinturbinen von 100 kW aufwärts eingesetzt.
Wolfgang D.
