08-07-2024 - Energy systems - Performance of steam cycles[EN]-[IT]

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ENGLISH
08-07-2024 - Energy systems - Performance of steam cycles[EN]-[IT]

Steam Cycle Performance

Overheating on performance
Overheating has an influence on the performance of a steam cycle.
Shown below is the Hirn cycle, one of those cycles that includes the superheating phase.
Below is the ideal Hirn cycle divided into three ideal sub-cycles

The thermodynamic efficiency of this cycle is shown below.

The effects of overheating a steam cycle are as follows:
-Increased Thermal Efficiency
-Reduction of Specific Steam Consumption
-Improvement of steam quality
-Greater Power Produced
-Economic and Environmental Implications
We can state that steam superheating improves the performance of a steam cycle by increasing thermal efficiency, reducing specific steam consumption, improving steam quality and increasing the power produced, leading to economic and environmental benefits.

Boiler pressure
Let's keep in mind that a Hirn cycle has an ideal efficiency that is always higher than the Rankine cycle operating at the same pressures.
boiler pressure effect
The increase in boiler pressure, considering the other parameters unchanged, causes an increase in the sII temperature (TsII) and the sIII temperature (TsIII). This means that for cycles below the critical pressure there is a
increase in theoretical efficiency.
However, it must be considered that the increase in boiler pressure causes a reduction in the steam content leaving the turbine. This means that it will be there
a limit to the maximum pressure in the boiler.
In the two graphs below we have that the one on the left shows what happens when the boiler pressure increases, while the graph on the right shows what happens when the condensation pressure is decreased.

Effect of condensing pressure
The condensation pressure is directly related to the well temperature
cold that takes away the heat.
By decreasing the condensing pressure we have a generalized increase in efficiency thanks to the reduction in the condensing temperature.
We can make the following considerations.
Condensing pressure significantly affects the thermodynamic efficiency of a steam cycle.
Lower pressure
Lower condensing pressure improves thermal efficiency and reduces specific steam consumption, but requires a larger and more expensive condenser.
Higher blood pressure
Higher condensing pressure reduces cycle efficiency and increases specific steam consumption, but can reduce condenser costs.

Conclusions
Steam superheating has a significant influence on the performance of a steam cycle.

Request
Did you know the effects of condensation pressure? Did you know that by lowering or increasing it the positive and negative aspects always balance out in a certain sense?

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ITALIAN
08-07-2024 - Sistemi energetici - Prestazioni dei cicli a vapore[EN]-[IT]

Prestazioni dei cicli a vapore

Surriscaldamento sul rendimento
Il surriscaldamento sul rendimento di un ciclo a vapore ha una sua influenza.
Qui di seguito è mostrato il ciclo di Hirn, uno di quei cicli che comprende la fase di surriscaldamento.
Qui di seguito il ciclo di Hirn ideale suddiviso in tre sotto cicli ideali

Il rendimento termodinamico di questo ciclo è mostrato qui di seguito.

Gli effetti di un surriscaldamento di un ciclo a vapore sono i seguenti.:
-Aumento dell'Efficienza Termica
-Riduzione del Consumo Specifico di Vapore
-Miglioramento della Qualità del Vapore
-Maggior Potenza Prodotta
-Implicazioni Economiche e Ambientali
Possiamo affermare che il surriscaldamento del vapore migliora il rendimento di un ciclo a vapore aumentando l'efficienza termica, riducendo il consumo specifico di vapore, migliorando la qualità del vapore e aumentando la potenza prodotta, portando a benefici economici e ambientali.

Pressione di caldaia
Teniamo presente che un ciclo Hirn ha rendimento ideale sempre maggiore del ciclo Rankine operante tra le stesse pressioni.
effetto pressione caldaia
L’aumento della pressione di caldaia, considerando gli altri parametri invariati, provoca un aumento della temperatura sII (TsII) e della temperatura sIII (TsIII). Questo comporta che per cicli al di sotto della pressione critica si ha un
aumento del rendimento teorico.
Bisogna però considerare che l’aumento della pressione di caldaia provoca una riduzione del titolo di vapore in uscita dalla turbina. Questo comporta che ci sarà
un limite alla pressione massima in caldaia.
Nei due grafici qui sotto riportati abbiamo che in quello di sinistra è mostrato cosa succede all’aumento della pressione di caldaia, mentre nel grafico di destra viene mostrato cosa accade quando viene diminuita la pressione di condensazione.

Effetto della pressione di condensazione
La pressione di condensazione è direttamente collegata alla temperatura del pozzo
freddo che asporta il calore.
Diminuendo la pressione di condensazione abbiamo una aumento generalizzato dei rendimenti grazie alla riduzione della temperatura di condensazione.
Possiamo fare le seguenti considerazioni.
La pressione di condensazione influisce significativamente sul rendimento termodinamico di un ciclo a vapore.
Pressione più bassa
Una pressione di condensazione più bassa migliora l'efficienza termica e riduce il consumo specifico di vapore, ma richiede un condensatore più grande e costoso.
Pressione più alta
Una pressione di condensazione più alta riduce l'efficienza del ciclo e aumenta il consumo specifico di vapore, ma può ridurre i costi del condensatore.

Conclusioni
Il surriscaldamento del vapore ha un'influenza significativa sul rendimento di un ciclo a vapore.

Domanda
Conoscevate gli effetti della pressione di condensazione? Sapevate che abbassandola o aumentandola gli aspetti positivi e negativi in un certo senso si equilibrano sempre?

THE END