Power loss factor (original) (raw)
Die Stromverlustkennziffer oder Stromverlustkennzahl β beschreibt in KWK-Anlagen mit variabler Stromkennzahl den Verlust der elektrischen Leistung, wenn eine höhere thermische Leistung ausgekoppelt wird. In der Regel bezieht man sich dabei auf Entnahmedampfturbinen, die in thermischen Kraftwerken einen Teil des noch arbeitsfähigen Dampfes in einen Heizkondensator zur Erzeugung von Nutzwärme leiten, anstatt im Niederdruckteil der Dampfturbine noch mechanische Arbeit zu leisten.
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| dbo:abstract | Die Stromverlustkennziffer oder Stromverlustkennzahl β beschreibt in KWK-Anlagen mit variabler Stromkennzahl den Verlust der elektrischen Leistung, wenn eine höhere thermische Leistung ausgekoppelt wird. In der Regel bezieht man sich dabei auf Entnahmedampfturbinen, die in thermischen Kraftwerken einen Teil des noch arbeitsfähigen Dampfes in einen Heizkondensator zur Erzeugung von Nutzwärme leiten, anstatt im Niederdruckteil der Dampfturbine noch mechanische Arbeit zu leisten. Das Bild rechts zeigt im linken Teil vereinfacht das Prinzip der Entnahme. Nach dem Mitteldruckteil (MD) der Turbine, also vor dem Niederdruckteil (ND), wird Dampf abgezweigt und strömt in den Heizkondensator (HK), wo er Wärme an den Heizkreislauf (Temperaturniveau TH etwa 100 °C) abgibt und sich dabei verflüssigt. Der restliche Dampf arbeitet im Niederdruckteil und wird dann im Kondensator (Ko) bei ca. 30 °C verflüssigt und über die Kondensatpumpe (KoP) dem Speisewasserkreislauf zugeführt. Der Teilstrom des Dampfes, der bei hoher Temperatur in den Heizkondensator fließt, kann im ND-Teil keine Arbeit mehr leisten und ist für den Stromverlust verantwortlich. Die rechte Bildseite zeigt das zugehörige idealisierte T-s-Diagramm (vgl. Clausius-Rankine-Prozess) für einen Betriebszustand, in dem die Hälfte der Abwärme für Heizzwecke genutzt wird. Links neben der roten Fläche entspricht die weiße Fläche unterhalb der roten Linie der Abwärme (qab), die über den Kondensator an die Umwelt (Temperaturniveau TU) abgegeben wird. Die gesamte rote Fläche entspricht der Nutzwärme (qheiz), der obere schraffierte Teil dieser Fläche dem Stromverlust in der Niederdruckstufe. Moderne Heizkraftwerke haben Stromverlustkennziffern von ca. 1/5 bis 1/6, d. h. im Austausch von einer kWh elektrischer Energie erhält man 5 bis 6 kWh Nutzwärme. Auf Basis der Äquivalenz von Stromverlust und Wärmezugewinn erfolgt gemäß AGFW FW 309 Teil 6 die Zuordnung der CO2-Emissionen des Brennstoffs auf die Nutzwärme und die Elektroenergie. (de) The power loss factor β describes the loss of electrical power in CHP systems with a variable power-to-heat ratio when an increasing heat flow is extracted from the main thermodynamic electricity generating process in order to provide useful heat. Usually, the power loss factor refers to extraction steam turbines in thermal power stations, which conduct a part of the steam in a heating condenser for the production of useful heat, instead of the low pressure part of the steam turbine where is could perform mechanical work. The picture on the right shows in the left part the principle of steam extraction. After the intermediate-pressure section of the turbine, i.e. before the low-pressure section, steam is diverted and flows into the heating condenser, where it transfers heat to the heating circuit (temperature level TH about 100 °C) and liquefies. The remaining steam works in the low-pressure section of the turbine and is then liquefied in the condenser at approx. 30 °C. Then it is fed via the condensate pump to the feedwater circuit. The partial steam flow, which goes into the heating condenser at high temperature can no longer work in the low-pressure section and is responsible for the loss of power. The right-hand side of the picture shows the associated T-s diagram (see Rankine cycle) for an operating state in which half of the waste heat is used for heating purposes. To the left of the red square, the white area below the red line corresponds to the waste heat (qout), which is released via the condenser to the environment (ambient temperature level TA). The entire red area corresponds to the useful heat (qheat), the upper hatched part of this area corresponds to the power loss in the low pressure stage. Modern cogeneration plants have power loss ratios of about 1/5 to 1/9 when delivering heat in the range of 80 °C-120 °C. That means in exchange of one kWh of electrical energy ca. 5 up to 9 kWh of useful heat are obtained. Based on the equivalence of power loss and gain of heat, the power loss method assigns CO2 emissions and primary energy from the fuel to the useful heat and the electrical energy. (en) |
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