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Corso di Sistemi Energetici L Esame del 1-9-2014 1. La caldaia a recupero a tre livelli di pressione mostrata in figura recupera calore da 665 kg/s di fumi a 610°C (cp medio fumi=1.13 kJ/kg-K). Sono assegnate le seguenti condizioni del vapore: G1=76.8 kg/s; h1=3508 kJ/kg; h2=3093 kJ/kg; G3=15.6 kg/s; h3=3041 kJ/kg; h4=3603 kJ/kg; G5=10.4 kg/s ; h5=3065 kJ/kg; T6=331°C; h6,liq=1532 kJ/kg; h6,vap=2667 kJ/kg; T7=230°C; h7,liq=990 kJ/kg; h7,vap=2802 kJ/kg; T8=144°C; h8,liq=605 kJ/kg; h8,vap=2738 kJ/kg; T9=225°C; T10=150°C; h10=612 kJ/kg. È inoltre noto che in tutti gli economizzatori si ha un ΔT di sub-cooling di 5°C e che le perdite termiche sono pari allo 0.6% del calore scambiato dai fumi. Per l’acqua liquida si consideri un cp medio di 5 kJ/kg-K. Si chiede di: a. Tracciare un diagramma T-Q dello scambio termico in caldaia e indicare se è possibile migliorare la disposizione dei banchi di scambio in qualche punto pe migliorare il rendimento atteso. (10) b. Calcolare il ΔT di pinch-point sull’evaporatore di media pressione. (10) c. Calcolare le perdite di Exergia al camino in % rispetto all’Exergia disponibile nei fumi, considerando che la temperatura dei fumi a camino e la temperatura ambiente sono rispettivamente 82°C e 15°C. (10) 2. Una centrale elettrica a carbone di potenza 850 MWe e rendimento 43% brucia un carbone con potere calorifico di 24 MJ/kg e un contenuto di carbonio e di zolfo rispettivamente del 70% e del 3.5% in peso. La centrale è dotata di un impianto di desolforazione con efficienza del 95%. a. Si calcoli l’emissione specifica di CO2 ed SO2 al camino per MWh di elettricità prodotta. (15) b. In seguito all’introduzione di una tassa sulle emissioni di SO2 pari a 5 €/kgSO2, si valuti se è conveniente sostituire l’attuale carbone con costo 60 €/t, con un…