Bauteil 74: Blockheizkraftwerk (BHKW)

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Bauteil 74: Blockheizkraftwerk (BHKW)

Vorgaben

Leitungsanschlüsse
1	Lufteintritt
2	Rauchgasaustritt
3	Brennstoffeintritt
4	Leistungabgabe an Generatorklemmen
5	Regeleingang für Generatorleistung
6	Eintritt Wärmeloop 1
7	Austritt Wärmeloop 1
8	Eintritt Wärmeloop 2
9	Austritt Wärmeloop 2

Allgemeines Vorgabewerte Kennlinien Verwendete Physik Bauteilform Beispiel

Allgemeines

Bauteil 74 berechnet nicht die einzelnen Aggregate eines Blockheizkraftwerks, sondern verwendet Daten aus Kennfeldern, die vom Hersteller der Maschine zur Verfügung gestellt werden müssen. Dadurch ist sichergestellt, dass die Spezifikationen des Herstellers unverändert in die Berechnung übernommen werden. Dies erlaubt eine gute Anpassung an die Garantiebedingungen.

Die Rauchgaszusammensetzung ist durch eine Verbrennungsrechnung unter Berücksichtigung der Luftverhältnisse und der Brennstoffanalyse festgelegt.
Als Wärmeübertragungsmedium für das Blockheizkraftwerk im Heizkreis 1 und Heizkreis 2 können bei beiden Heizkreisen alle Stoffe verwendet werden (siehe dazu Stoffwerteingabe).

Die Rauchgastemperatur wird aus Kennfeldwerten und der Energiebilanz berechnet.

Vorgabe von Spannung und Frequenz, Stromtyp im Bauteil:

Es gibt die Möglichkeit Spannung (VOLT), Frequenz (FREQ) und Stromtyp (NPHAS) als Vorgabewert im Bauteil vorzugeben.

Über die Schalter FVOLT und FFREQ wird eingestellt, ob die Vorgabe durch die neuen Vorgabewerte VOLT bzw. FREQ erfolgen soll (0) oder als Messwerte (Spannung und Frequenz)
auf die Elektroleitung (-1) gesetzt werden.

Vorgabewerte

FMODE	Schalter für Berechnungsmodus Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: GLOBAL =1: lokale Teillast
ALAM	Luftverhältnis (Luft zu Luft stöchiometrisch)
DP67N	Druckabfall Leitung 6 bis 7 (nominal)
DP89N	Druckabfall Leitung 8 bis 9 (nominal)
T7MAX	Maximum der Austrittstemperatur Leitung 7
T9MAX	Maximum der Austrittstemperatur Leitung 9
T2MIN	Minimum der Austrittstemperatur Leitung 2
T2MAX	Maximum der Austrittstemperatur Leitung 2
FVOLT	Schalter für die Methode zur Vorgabe der Spannung Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: durch Vorgabewert VOLT =-1: Spannung von außen auf Elektroausgang gegeben
VOLT	Spannung (auf Elektroleitung)
FFREQ	Schalter für die Methode zur Vorgabe der Frequenz Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Vorgabewert FREQ verwenden =-1: Frequenz von außen auf Elektroausgang gegeben
FREQ	Generatorfrequenz
NPHAS	Stromtyp Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Gleichstrom =1: 1-Phasen-Wechselstrom =3: 3-Phasen-Wechselstrom (Drehstrom)
QN	Nennleistung
M6N	Massenstrom in der Leitung 6 und 7
M8N	Massenstrom in der Leitung 8 und 9
V6N	spezifisches Volumen am Eintritt 6
V8N	spezifisches Volumen am Eintritt 8

Die blau markierten Identifikationswerte sind Referenzgrößen für den Teillastmodus. Die Ist-Teillastwerte beziehen sich in den verwendeten Gleichungen auf diese Größen.

Generell sind alle sichtbaren Eingaben erforderlich. Häufig werden jedoch Standardwerte zur Verfügung gestellt.

Für weitere Informationen über die Farbe der Eingabefelder und ihre Beschreibungen siehe Komponenten bearbeiten\Vorgabewerte

Für weitere Informationen über Auslegung vs. Teillast und Nominalwerte siehe Allgemeines\Nominalwerte übernehmen

Kennlinien

Kennlinie 1, CQ3NCV: Anforderung Brennstoffwärme Q3NCV / Q5 = f(Q5/QN)

      X-Achse     1         Q5 / QN                      1. Punkt
                        2          Q5 / QN                     2. Punkt
                        .
                      N         Q5 / QN                     letzter Punkt

     Y-Achse      1          Q3NCV / Q5               1. Punkt
                        2          Q3NCV / Q5               2. Punkt
                        .
                        N         Q3NCV / Q5               letzter Punkt

Kennlinie 2, CQ67: Wärmeaufnahme von Kühlung1 Q67 / Q5 = f(Q5/QN)

     X-Achse      1          Q5 / QN                     1. Punkt
                        2          Q5 / QN                     2. Punkt
                        .
                      N         Q5 / QN                     letzter Punkt

     Y-Achse      1          Q67 / Q5                   1. Punkt
                        2          Q67 / Q5                   2. Punkt
                        .
                        N         Q67 / Q5                   letzter Punkt

Kennlinie 3, CQ89: Wärmeaufnahme von Kühlung2 Q89 / Q5 = f(Q5/QN)

     X-Achse       1         Q5 / QN                     1. Punkt
                         2         Q5 / QN                    2. Punkt
                        .
                      N         Q5 / QN                     letzter Punkt

     Y-Achse      1          Q89 / Q5                   1. Punkt
                        2          Q89 / Q5                   2. Punkt
                        .
                        N         Q89 / Q5                   letzter Punkt

Kennlinie 4, CQLOSS: Wärmeverlust QL / Q5 = f(Q5/QN)

     X-Achse      1         Q5 / QN                      1. Punkt
                        2          Q5 / QN                     2. Punkt
                        .
                      N         Q5 / QN                     letzter Punkt

     Y-Achse      1          QL / Q5                     1. Punkt
                        2          QL / Q5                     2. Punkt
                        .
                        N         QL / Q5                     letzter Punkt

Verwendete Physik

Gleichungen

Auslegungsfall

(Simulationsflag:
GLOBAL=Auslegungsfall
UND
FMODE=Auslegungsfall)

Die folgenden Werte sind durch Start- und Grenzwerte spezifiziert {

    - alle Drücke
    - Zusammensetzung von Strom 1, 3
    - Zusammensetzung von Strom 2 wird aus der Messung der
      Bilanzen der Massenströme 1, 3 berechnet }

M3 aus Kennlinie Brennstoffenergiebedarf
Q3NCV / Q5 = f(Q5/QN) Kennlinie1
M3 = QN * Q3NCV/Q5/NCV3 (1)

M1 aus Verbrennungsrechnung
M1 = M3 * f(X1i,X3i,ALAM) (2)

M2 aus Massenbilanz
M2 = M1 + M3 (3)

M6 = M7 (4)

M8 = M9 (5)

M4 = 1.0 (6)

M5 = 1.0 (7)

M6R = M6/M6N
F1 = (M6R ** 2) * (V6/V67N)
wenn GLOBAL = Auslegung, dann F1= 1.0

DP67 = DP67N* F1
P7 = P6 DP67 (8)

M8R = M8/M8N
F2 = (M8R ** 2) * (V8/V89N)
wenn GLOBAL = Auslegung, dann F2= 1.0

DP89 = DP89N* F2
P9 = P8 DP89 (9)

P4 = 0.01 (10)

P5 = 0.01 (11)

Restwärme im Rauchgas

Q3D = Q3NCV
Q2 = Q1 + Q3 + Q3D-(Q4 + Q67 + Q89 + QL)
(mit Q67, Q89, QL aus Kennlinien)

H2 = Q2/M2 (12)

M7*H7-M6*H6=Q67 (13)

M9*H9-M8*H8=Q89 (14)

H4 = H5 (15)

Bauteilform

Form 1

Beispiel

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Siehe auch

Motoren und Generatoren

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