Analiza numeryczna eksploatacji układu skojarzonego z turbiną gazową przy zmiennych parametrach otoczenia

• Autorzy: Plis M. , Rusinowski H.

Warianty tytułu

EN

Numerical analysis of exploatation of gas turbine combined cycle power plant at variable ambient parameters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Układy skojarzone z turbiną gazową charakteryzują się wysoką sprawnością konwersji energii chemicznej paliw. Układy te, obejmują zespół turbiny gazowej, zespół turbiny parowej oraz kocioł odzyskowy. Maksymalna moc elektryczna zespołu gazowo – parowego silnie zależy od parametrów otoczenia – głównie temperatury. Zmiana parametrów otoczenia wpływa na punkt pracy sprężarki, co skutkuje zmianą parametrów spalin zasilających kocioł odzyskowy. W konsekwencji sprawność energetyczna kotła, oraz parametry produkowanej pary świeżej ulegają zmianie. Artykuł przedstawia analizę numeryczną wpływu parametrów otoczenia na wskaźniki energetyczne eksploatacji turbiny gazowej oraz kotła odzyskowego dla potrzeb diagnostyki cieplnej. Wpływ zmiany parametrów otoczenia na moc, strumień, temperaturę wylotową turbiny gazowej modelowano z wykorzystaniem krzywych korekcyjnych. Model matematyczny kotła odzyskowego opiera się na równaniach bilansów substancji i energii oraz równaniach empirycznych opisujących proces wymiany ciepła. Nieznane współczynniki empiryczne występujące w tych równaniach przyjęto w oparciu o dane literaturowe. Przedstawiono przykładowe wyniki obliczeń oraz sformułowano wnioski.

EN

Gas Turbine Combined Cycle power plants are a one of the most efficient energy conversion systems. These systems encompass gas turbine cycle, steam turbine cycle and heat recovery steam generator. Electric power of Gas Turbine Combined Cycle power plant heavily depends on ambient parameters – mainly on temperature. A variation of ambient parameters changes compressor working point, hence temperature and stream of flue gas leaving gas turbine can be changed. In consequence, boiler efficiency and steam flow and parameters can also be changed. The article presents a numerical analysis of influence of ambient parameters on energy exploitation indicators of gas turbine and double pressure heat recovery steam generator. Effect of variation of ambient temperature on gas turbine power, flue gas stream and temperature at the outlet of turbine was modelled with the use of correction curves. Mathematical model of heat recovery steam generator is based on mass and energy equations and additional equations which describe heat transfer process. Unknown empirical parameters which occur in in empirical equations are taken from the literature. The calculation method and exemplary calculation results are presented.

Słowa kluczowe

PL

model matematyczny; funkcje empiryczne; krzywe korekcyjne; turbina gazowa; kocioł odzyskowy

EN

mathematical model; empirical functions; correction curves; gas turbine; heat recovery steam generator

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 6
• Strony: 47--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Plis M.

• doktorant Politechniki Śląskiej w Gliwicach

autor

Rusinowski H.

• Politechnika Śląska w Gliwicach

Bibliografia

• [1] P.P. Walsh, P. Fletcher.: Gas turbine performance. Blackwell Science Ltd 2004
• [2] Szapajko G., Rusinowski H.: Theoretical-empirical model of the steam-water cycle of the power unit. Proceedings of 10th International Carpathian Control Conference ICCC 2009, 379-382, Zakopane, Poland, May 24-27, 2009
• [3] Rusinowski H., Stanek W., Szapajko G.: An advanced system of thermal diagnosis with the application of neural modeling of the boilers. Proceedings of the 20th International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact on Energy Systems ECOS 2007, vol. I, 303-309, Padova, Italy, June 25-28, 2007
• [4] Rusinowski H.: Diagnostyka cieplna eksploatacji w energetyce. Wydawnictwo Oddziału PAN w Katowicach, Gliwice-Katowice, 2010
• [5] Strona internetowa: https://www.facebook.com/pages/Gas-Turbine-Power-Plant-Frame-9/374723952610835
• [6] Rusinowski H., Plis M.: Mathematical modelling of biomass fired fluidized bed boiler. Proceedings of the 16thInternational Carpathian Control Conference, pp. 315-320, Szilvásvárad, Hungary, May 27-30, 2015
• [7] Ganapathy V.: Waste Heat Boiler Deskbook. Lilburn, 1991.
• [8] Ganapathy V., Rentz J., Flanagan D.: Heat recovery boilers for process applications, Seventh National Industrial Energy Technology Conference, Houston, May 12-15 1985
• [9] Knopf F. C.: Modeling, analysis and optimization of process and energy systems. Wiley, January 2012
• [10] Kostowski E.: Przepływ ciepła, Gliwice 2010