Exercise 1. (session: )

Samankaltaiset tiedostot
Exercise 3. (session: )

1. SIT. The handler and dog stop with the dog sitting at heel. When the dog is sitting, the handler cues the dog to heel forward.

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Exercise 2. (session: )

EEN-E3003, Industrial drying and evaporation processes Calculation exercise 3, Spring 2017 Laskuharjoitus 3, Kevät 2017

TEHTÄVÄ 1 *palautettava tehtävä (DL: 3.5. klo. 10:00 mennessä!) TEHTÄVÄ 2

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

On instrument costs in decentralized macroeconomic decision making (Helsingin Kauppakorkeakoulun julkaisuja ; D-31)

anna minun kertoa let me tell you

Returns to Scale II. S ysteemianalyysin. Laboratorio. Esitelmä 8 Timo Salminen. Teknillinen korkeakoulu

Veden ja höyryn termodynaamiset ominaisuudet IAPWS-IF97. Funktiolohkot Siemens PLC

National Building Code of Finland, Part D1, Building Water Supply and Sewerage Systems, Regulations and guidelines 2007

The CCR Model and Production Correspondence

16. Allocation Models

Jätteiden energiahyötykäyttö ja maakaasu Vantaan Energian jätevoimala

Capacity Utilization

Small Number Counts to 100. Story transcript: English and Blackfoot

Uusia kokeellisia töitä opiskelijoiden tutkimustaitojen kehittämiseen

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

The Viking Battle - Part Version: Finnish

Green Growth Sessio - Millaisilla kansainvälistymismalleilla kasvumarkkinoille?

Travel Getting Around

Voice Over LTE (VoLTE) By Miikka Poikselkä;Harri Holma;Jukka Hongisto

Uusi Ajatus Löytyy Luonnosta 4 (käsikirja) (Finnish Edition)

make and make and make ThinkMath 2017

Energiansäästöideat telakan näkökulmasta. Kari Sillanpää Laradi ry:n syyspäivät

Lab SBS3.FARM_Hyper-V - Navigating a SharePoint site

Voitelulaitteen kannessa olevalla säätöruuvilla voidaan ilmaan sekoittuvan öljyn määrä säätää helposti.

Kestävä ja älykäs energiajärjestelmä

Konventionaalisessa lämpövoimaprosessissa muunnetaan polttoaineeseen sitoutunut kemiallinen energia lämpö/sähköenergiaksi höyryprosessin avulla

On instrument costs in decentralized macroeconomic decision making (Helsingin Kauppakorkeakoulun julkaisuja ; D-31)

FinFamily PostgreSQL installation ( ) FinFamily PostgreSQL

Jätevoimala on pääkaupunkiseudun merkittävin jätehuoltohanke. Jätevoimala on Vantaan Energialle tärkeä peruskuormalaitos sähkön ja lämmöntuotantoon.

MIKKELIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka T8415SJ Energiatekniikka. Hannu Sarvelainen HÖYRYKATTILAN SUUNNITTELU

Sähköjärjestelmän käyttövarmuus & teknologia Käyttövarmuuspäivä

LYTH-CONS CONSISTENCY TRANSMITTER

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Efficiency change over time

Gap-filling methods for CH 4 data

1 Johdanto Yhteistuotantovoimalaitokseen liittyviä määritelmiä Keravan biovoimalaitos Tehtävänanto... 5 Kirjallisuutta...

Operatioanalyysi 2011, Harjoitus 4, viikko 40

On instrument costs in decentralized macroeconomic decision making (Helsingin Kauppakorkeakoulun julkaisuja ; D-31)

Huom. tämä kulma on yhtä suuri kuin ohjauskulman muutos. lasketaan ajoneuvon keskipisteen ympyräkaaren jänteen pituus

ReFuel 70 % Emission Reduction Using Renewable High Cetane Number Paraffinic Diesel Fuel. Kalle Lehto, Aalto-yliopisto 5.5.

Salasanan vaihto uuteen / How to change password

Rakennusten energiahuollon näkymiä

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

VOIMALAITOSTEKNIIKKA 2014 POWER PLANT TECHNOLOGY 2014 Condensing power plants 2, Tuomo Pimiä Lauhdevoimalat 2, MI11,

1 Johdanto Yhteistuotantovoimalaitokseen liittyviä määritelmiä Keravan biovoimalaitos Tehtävänanto... 5 Kirjallisuutta...

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

S Sähkön jakelu ja markkinat S Electricity Distribution and Markets

f) p, v -piirros 2. V3likoe klo

Höyrykattilat Lämmönsiirtimet, Tuomo Pimiä

812336A C++ -kielen perusteet,

Kysymys 5 Compared to the workload, the number of credits awarded was (1 credits equals 27 working hours): (4)

Kuivajääpuhallus IB 15/120. Vakiovarusteet: Suutinlaatikko Suutinrasva Viuhkasuutin Viuhkasuuttimen irto-osa 8 mm Työkalu suuttimenvaihtoon 2 kpl

Network to Get Work. Tehtäviä opiskelijoille Assignments for students.

Results on the new polydrug use questions in the Finnish TDI data

RAKLI KTI Barometer Survey. Autumn 2012

TÄUBLER OY. Vuorimiehenkatu Helsinki Finland. Puh: Fax:

ENE-C2001 Käytännön energiatekniikkaa. Aloitustapaaminen Osa II: Projekti- ja tiimityö

Tarua vai totta: sähkön vähittäismarkkina ei toimi? Satu Viljainen Professori, sähkömarkkinat

FIS IMATRAN KYLPYLÄHIIHDOT Team captains meeting

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Wärtsilä Corporation. Interim Report January-September 2003 Ole Johansson President & CEO. 29 October Wärtsilä

Lämmitysjärjestelmät

Choose Finland-Helsinki Valitse Finland-Helsinki

Katri Vala heating and cooling plant - Eco-efficient production of district heating and cooling

Voimalaitos prosessit. Kaukolämpölaitokset 1, Tuomo Pimiä

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

DHTrain - Development of an efficient support network and operation model for the municipal energy sector

Tork Paperipyyhe. etu. tuotteen ominaisuudet. kuvaus. Väri: Valkoinen Malli: Vetopyyhe

Balance+ -säätökonsepti Voimalaitoksen vakionopeudensäädin. Myynti- ja projektipäällikkö Joni Viitanen, ÅF

Operatioanalyysi 2011, Harjoitus 2, viikko 38

PERFORMANCE OF A DISTRICT HEATING SUBSTATION IN LOW TEMPERATURE DISTRICT HEATING

Sähköntuotanto energialähteittäin Power generation by energy source

Voimalaitos prosessit. Kaukolämpölaitokset 1, Tuomo Pimiä

LX 70. Ominaisuuksien mittaustulokset 1-kerroksinen 2-kerroksinen. Fyysiset ominaisuudet, nimellisarvot. Kalvon ominaisuudet

Tietorakenteet ja algoritmit

LAPPEENRANTA-LAHTI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY LUT LUT School of Energy Systems Degree Programme in Energy Technology

JA CHALLENGE Anna-Mari Sopenlehto Central Administration The City Development Group Business Developement and Competence

Use of spatial data in the new production environment and in a data warehouse

Rotarypiiri 1420 Piiriapurahoista myönnettävät stipendit

SELL Student Games kansainvälinen opiskelijaurheilutapahtuma

Toppila/Kivistö Vastaa kaikkin neljään tehtävään, jotka kukin arvostellaan asteikolla 0-6 pistettä.

OFFICE 365 OPISKELIJOILLE

truck Check In. truck Check Net. ewaybill ja ajat suoraan terminaaliin

Esimerkkitehtäviä, A-osa

4x4cup Rastikuvien tulkinta

Operatioanalyysi 2011, Harjoitus 3, viikko 39

Hankkeiden vaikuttavuus: Työkaluja hankesuunnittelun tueksi

Innovative and responsible public procurement Urban Agenda kumppanuusryhmä. public-procurement

Alternative DEA Models

Matkustaminen Majoittuminen

Transkriptio:

EEN-E3001, FUNDAMENTALS IN INDUSTRIAL ENERGY ENGINEERING Exercise 1 (session: 24.1.2017) Problem 3 will be graded. The deadline for the return is on 31.1. at 12:00 am (before the exercise session). You can hand in your answer either into the brown mail box in K1 building next to the room 148, or straight to the course assistant before the next session (e-mail return also possible). Problem 1 A plant s process has a heat demand of 12 MW. The heat is taken from the steam network, where the pressure of the steam is 14 bar and temperature 580 K. The pressure level in the process is 4 bar. So, before entering the process, the steam flows through a reduction valve. What is the temperature of the steam after the valve and what is the flow rate of the steam into the process [kg/s]? Tehtävä 1 Tehdas ottaa tarvitsemansa 12 MW:n lämpötehon höyryverkosta, jossa höyryn paine on 14 bar ja lämpötila 580 K Höyry otetaan prosessiin reduktioventtiilin kautta. Prosessin painetaso on 4 bar. Mikä on höyryn lämpötila reduktioventtiilin jälkeen ja mikä on höyryn massavirta prosessiin? Solution: The enthalpy of the steam remains unchanged over the reduction valve. The enthalpy is found out from the h,s-drawing: h 1 = h 2 = h(14 bar, 580 K) = 3055 /kg Also the temperature of the steam in point 2 is received from the h,s-drawing, when moving from point 1 along the constant enthalpy line to the pressure level p 2 = 4 bar; T 2 = T(p 2, h 1) = 295 C. We assume that the condensate leaves the process as saturated water. Then, the enthalpy of the water is found out from the saturated water and steam-drawing: h 3 = h (4 bar) = 605 /kg The mass flow of the steam is calculated using the energy balance: 1

Φ Process = m 3 h Process m 3 = Φ Process h 2 h 3 = 12 000 kw 3055 605 = 4,90 kg s Problem 2 The power plant of a mill (Figure 1) generates electricity and heat for processes in the mill. The steam before the superheaters has 1 % wetness and 40 bar pressure. The mass flow of the steam is 15 kg/s. The temperature of the steam rises with 200 C in the superheaters. Bled steam in the pressure of 16 bar is taken from the turbine for process A. The process A uses a thermal power of 20 MW from the steam, and the returning water is assumed to be saturated (16 bar). The steam for the process B is in 4 bar pressure, but it has to be cooled down to 180 C with spray water. The spray water is saturated and in 4 bar pressure. The isentropic efficiency of the steam turbine is 65%. a) What is the enthalpy of the steam at points 1 and 2? b) How much spray water has to be injected into the steam for process B (m 6, kg/s)? Tehtävä 2 Erään tehtaan voimalaitos (Figure 1) tuottaa sähköä ja lämpöä tehtaan prosesseja varten. Höyrykattilan tulistimiin menevän höyryn kosteus on 1 %, paine 40 bar ja massavirta 15 kg/s. Tulistimissa höyryn lämpötila nousee 200 C. Prosessia A varten otetaan turbiinista väliottohöyryä paineessa 16 bar. Prosessin A ottama lämpöteho höyrystä on 20 MW, ja siitä palautuva vesi voidaan olettaa olevan kylläisessä tilassa (16 bar). Prosessiin B menevä höyry on paineessa 4 bar, mutta se on jäähdytettävä ruiskutusvedellä 180 C:een lämpötilaan. Ruiskutusvesi on 4 bar paineista kylläistä vettä. Höyryturbiinin isentrooppinen hyötysuhde on 65%. a) Mitkä ovat höyryn entalpiat pisteissä 1 ja 2? b) Kuinka paljon vettä on ruiskutettava prosessiin B menevän höyryn sekaan (m 6, kg/s)? Figure 1. The flow chart of the process in problem 2. 2

Solution: a) Enthalpies of saturated water and steam at point 1: h (40 bar) = 1088 /kg h (40 bar) = 2801 /kg h 1 = x h 1 + (1 x) h 1 h 1 = 0,99 2801 + (1 0,99) 1088 = 2783,9 kg Temperature of the saturated steam at 40 bar: t 1 (40 bar) 250 C Temperature increases with 200 C in the superheaters t 2 = 250 + 200 = 450 C Enthalpy of steam in point 2 can be looked from h,s-diagram: h 2(40 bar, 450 C) = 3330 /kg b) Bleed steam, isentropic decrease in pressure h 3s(16 bar) = 3 070 /kg isentropic efficiency of 65%: h 3 = h 2 η s (h 2 h 3s ) h 3 = 3330 0,65 (3330 3070) h 4 = h (16 bar) = 855 /kg = 3 161 kg Mass flow of the bleed steam is calculated from the energy balance of the process A: m 3h 3 = m 3h 4 + P A m 3 = P A = 20 000 kw = 8,673 kg/s (h 3 h 4 ) (3161 855)/kg Enthalpy of back-pressure steam (40 bar -> 4 bar): h 5s = 2760 /kg h 5 = h 2 η s (h 2 h 5s ) h 5 = 3330 0,65 (3330 2760) = 2 959,5 kg Temperature of steam in point 5 can be looked from h,s-diagram: t 5 245 C Enthalpies at points 6 and 7: 3

h 6 = h (4 bar) = 605 /kg h 7 = h(4 bar, 180 C) = 2820 /kg m 5 = m 2 m 3 = 15 8,673 = 6,327 kg/s Mass flow of the spray water is calculated according to the energy and mass balances: h 5 m 5 + h 6 m 6 = h 7 m 7 m 7 = m 5 + m 6 h 5 m 5 + h 6 m 6 = h 7 m 5 + h 7 m 6 m 6 = m 5(h 7 h 5 ) h 6 h 7 = 6,327 (2820 2959,5) 605 2820 = 0,398 kg/s Problem 3 * Steam (80 bar, 520 C) is led to a steam turbine, which has an isentropic efficiency of 70% (See Figure 2). Bleed steam is taken from a turbine at pressure level of 20 bars. The mass flow of the bleed steam is 8 kg/s and it is used to heat a process. The return flow from the process is assumed to be saturated water at the pressure of 20 bars. The water is led into a steam separator, where the pressure is 4 bar. The water from the separator flows to the district heat network of the plant, while the steam from the separator is condensed and the released heat is used to warm up the driving water. All of the water sent to the district heat network is assumed to return in 50 C temperature and 1 bar pressure. a) What is the thermal power used by the process? b) What is the thermal power used by the district heat network? c) What is the thermal power released to the driving water? Tehtävä 3 * Höyryä (80 bar, 520 C) johdetaan höyryturbiiniin, jonka isentrooppinen hyötysuhde on 70% (Figure 2). Turbiinin väliottohöyryn paine on 20 bar. Väliottohöyryn massavirta on 8 kg/s ja sitä käytetään erään prosessin tarpeisiin. Prosessista palautuva vesi on kylläistä vettä 20 bar paineessa. Vesi johdetaan höyrynerottimeen, jonka paine on 4 bar. Höyrynerottimesta poistuva vesi johdetaan tehtaan kaukolämpöverkkoon, ja erottimesta vapautuva höyry lauhdutetaan ja lämpö käytetään käyttöveden lämmittämiseen. Kaikki kaukolämpöverkkoon syötetty vesi oletetaan palaavan tilassa 50 C ja 1 bar. a) Mikä on prosessin käyttämä lämpöteho? b) Mikä on kaukolämpöverkon käyttämä lämpöteho? c) Mikä on käyttöveden lämmitykseen saatava lämpöteho? 4

80 bar, 520 C 1 2 20 bar 4 3 4 bar Condenser 7 6 5 DH network Figure 2 Process diagram for problem 3* 5