Quanto vapore richiede una turbina a vapore da 100 MW a pieno carico?

Una turbina a vapore da 100 MW richiede 360 tonnellate di vapore all’ora se ogni chilogrammo fornisce 1.000 kJ di energia elettrica ai terminali del generatore. Se la resa energetica effettiva è inferiore, il fabbisogno di vapore aumenta; se è superiore, diminuisce. Si tratta di un esempio di calcolo, non di un valore nominale valido in ogni caso. Per determinare una portata a pieno carico attendibile servono le condizioni del vapore in ingresso, la pressione di scarico, il rendimento della turbina e una definizione chiara di cosa comprende la potenza in uscita di 100 MW.

La prima domanda da porsi in fase di selezione è quindi se il sistema a vapore proposto possa mantenere la portata richiesta alle condizioni specificate del vapore in ingresso alla turbina. La sola capacità della caldaia non è sufficiente per rispondere: le perdite di pressione, i prelievi di vapore per i processi, le utenze di estrazione e le prestazioni del condensatore influiscono tutti sulla quantità di vapore disponibile per la generazione di energia.

Calcolare la portata in base all’energia fornita per chilogrammo

Per una turbina semplice con un ingresso e uno scarico, senza estrazione né risurriscaldamento, la relazione preliminare è:

Portata di vapore (kg/s) = potenza elettrica in uscita (kW) ÷ [(h₁ − h_2s) × η_is × η_m × η_g]

Qui, h₁ è l’entalpia del vapore in ingresso e h_2s è l’entalpia di scarico dopo un’espansione ideale a entropia costante fino alla pressione di scarico specificata. Entrambe sono espresse in kJ/kg. Il