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皆さん、質問があります。1トンの3.0MPa(A)の飽和蒸気で、どれくらいの電力を発電できるでしょうか? (現在の技術では、タービンやスクリュー膨張機など、どのような方法を用いても、結局どれだけの効果が得られるのでしょうか?)案内資料を見たんですが、スクリュー膨張機を使って発電していて、総発電量は140kwhだそうです。どういう仕組みなのかよくわかりませんでした。どなたか達人のご指導をお願いします。
1トン、3.0MPa(A)の飽和蒸気で4500~5000KW/時の電力を発生できる
それは大げさだよ。先に挙げた140kwの方がまだ信頼できる
具体的にどれだけの電力を発電できるかは、発電設備の効率に関係しています。設備メーカーに問い合わせることをお勧めします。実際、一般的な発電設備の発電効率を知っていれば、蒸気の入口と出口のエンタルピー差からも計算することができます
1トンの3.0MPa(A)の飽和蒸気では150KW/時の電力を発生でき、一般的には6トンの3.0MPaの蒸気で1000KW/時と見なされる。
この投稿は最後にarpcdによって2015-6-16 14:24に編集されました。簡単に見積もることができ、熱力学の基礎を少し知っていれば計算できます。(エンタルピー効用)、あるいは利用可能エネルギーという概念を用いると、Ex=(H-H0)-T0*(S-S0)となり、ここでH0とS0はそれぞれ環境状態にある水のエンタルピーとエントロピーである。いわゆる火用とは、このように理解できます。どんな熱源でも、発電に利用した場合の最大発電量が火用であり、電力の火用効率は100%だからです。 環境状態は、1標準大気圧、45℃とする(スクリューポンプでもタービンでも、45℃は冷却水が到達できる最低温度である)。H0=188.5 kJ/kg、S0=0.6386 kJ/kg·K。熱源は3MPaの飽和蒸気で、H=2803.3 kJ/kg、S=6.1858 kJ/kg·Kである。したがって、Ex=(2803.3-188.5)-318.15×(6.1858-0.6386)=850 kJ/kgとなる。蒸気流量を1tとした場合、最大発電量は(これ以上は熱力学上不可能であり、これが上限値である):W=850×1000/3600=236 kWhである。つまり、3MPaの飽和蒸気1tから得られる最大発電量は236kWhである。実際のタービンやスクリューポンプでは、熱変換効率、すなわち内部効率が存在し、一般的にこの値は0.6~0.7程度である。アメリカではスクリューポンプの内部効率を74%まで高めたと言われており、これは非常に驚くべき数値である。さらに機械効率や発電機効率も加わると、これらが良好であれば効率はさらに高くなり、ほとんどが90%以上になる。大まかに3つの効率を合計して60%と仮定すると、最終的な発電量W=236×0.6=142kWhとなる。これはあなたのデータと一致しているのではないだろうか。おそらくあなたが見た案では、アメリカ製のスクリュー膨張機が採用されているのだろう。国内でも多く使用されている。
スクリュー膨張機に3.0MPa(A)の飽和蒸気を使用した場合、国内で性能の良いスクリュー膨張機の熱効率は約18%であり、これが熱エネルギーを電力に変換できる割合です。3.0MPa(A)飽和蒸気のエンタルピー2725kJ/kg=2725000kJ/t。2725000*18%/3600=136.25KW。かなり信頼できる。