Th ermodynamic Analysis and Comparison of Two Marine Steam Propulsion Turbines

• Published in: Naše more znanstveni časopis za more i pomorstvo Vol. 70; no. 2; pp. 1 - 15
• Main Authors: Poljak, Igor, Mrzljak, Vedran
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Dubrovnik Sveuiliste u Dubrovniku 01.03.2023
• Subjects: Ambient temperature; Analysis; Cylinders; Diesel engines; Efficiency; Energy; Energy efficiency; Engines; Exergy; Exploitation; Heating; Industrial plant emissions; Low pressure; Marine propulsion; Parameter sensitivity; Parameters; Power plants; Pressure; Propulsion systems; Shipping industry; Steam power; Steam turbines; Temperature; Thermodynamics; Turbine engines; Turbines
• ISSN: 0469-6255; 1848-6320
• DOI: 10.17818/NM/2023/2.2

Ovaj rad predstavlja termodinamičku energijsku i eksergijsku analizu te usporedbu dviju propulzijskih parnih turbina na temelju njihovih radnih parametara iz eksploatacije. Prva turbina ne posjeduje pregrijavanje pare i ima samo dva kućišta (visokotlačno i niskotlačno kućište), dok druga turbina posjeduje pregrijavanje pare i ima jedno dodatno kućište (srednjetlačno kućište). U literaturi se trenutačno ne može naći izravna i egzaktna usporedba ovih dviju brodskih parnih turbina i njihovih kućišta bazirana na stvarnim eksploatacijskim parametrima. Uz analize energije i eksergije, u istraživanju ispituje se osjetljivost parametara eksergije u odnosu na izmjenu temperature ambijenta za obje turbine i svako kućište. Takoder je prikazan utjecaj procesa pregrijavanja pare na energijsku i eksergijsku iskoristivost čitavoga postrojenja. Za obje promatrane turbine i njihova kućišta vrijedi da su relativni gubici i iskoristivost (energije i eksergije) obrnuto proporcionalni. Djelovanje srednjetlačnog kućišta parne turbine sa pregrijavanjem pare najbliže je optimalnom. Zbog različitih izvora gubitaka pri energijskoj i eksergijskoj analizi, svaka analiza detektira različita kućišta turbina kao najproblematičnija. Proces pregrijavanja pare smanjuje gubitke i povećava iskoristivost (energije i eksergije) svakoga kućišta i cijele turbine. Cijela turbina s pregrijavanjem pare ima energetsku iskoristivost koja je jednaka 81,46% i eksergijsku iskoristivost koja je jednaka 86,48%, dok cijela turbina bez pregrijavanja pare ima energijsku i eksergijsku iskoristivost koja je jednaka 76,47%, odnosno 80,94%. Eksergijski parametri parne turbine bez pregrijavanja pare, kao i njezina kućišta pod većim su utjecajem promjena ambijentalne temperature u usporedbi s parnom turbinom sa pregrijavanjem pare i njezinim kućištima. Proces pregrijavanja pare povećat će iskoristivost cijeloga pogonskog postrojenja u stvarnim eksploatacijskim uvjetima u iznosu od 10% do 12%.