Naslov (srp)

Proračun prelaznih režima rada gasnih turbina : doktorska disertacija

Autor

Petković, Đorđe, 1993-

Doprinosi

Ristanović, Milan, 1972-
Banjac, Milan, 1980-
Rosić, Budimir
Gojak, Milan, 1960-
Stojiljković, Dragoslava, 1964-
Petrović, Milan, 1959-

Opis (eng)

The change in the share of renewable energy sources in electricity production leads to a changein the role conventional power plants have in the power system, as flexible operation and quickstart-up are required. The concept of new power plant development is changing and, apart fromstationary regimes, it becomes important to study transient phenomena such as starting, rapidload changes, normal and emergency shutdown. Much of the development involves expensiveexperimental tests that can damage the machine. Therefore, a lot of effort is invested in thedevelopment of computational models for predicting such regimes, which is the subject of thisdissertation. It describes a dynamic model for simulation of the complete transient operationof gas turbines, from start-up to shutdown. The performance of the compressor and the turbineare described using steady-state characteristics, while component dynamics are modeledwith the conversation laws in the form of ordinary differential equations. In addition to basictransient phenomena, volume packing, and heat soakage, the effects of the tip clearance changeon the performance are also included. The applied component characteristics are calculatedusing through-flow solvers. A large number of compressor maps are implemented to includeadjustments of stator blades and changes in tip clearances. The model is paired with a controlsystem for the regulation of speed/load and turbine exit temperature.The developed model was applied to simulate the operation of single-shaft and two-shaft industrialgas turbines and the results were compared with experimental data. The comparisonincludes a large number of parameters for each component of the power plant and the starterused during start-up. Sequences of starting from a cold state, sudden load changes, shutdown,but also the operation of the machine during several consecutive start-ups were simulated inorder to analyze the influence of the thermal state on the performance of the machine. Analyzesof the behavior of the gas turbine at different loading rates and at load rejection were alsocarried out.

Opis (srp)

Promena udela obnovljivih izvora energije u proizvodnji elektricne energije dovodi do promeneuloge koje konvencionalna postrojenja imaju u elektroenergetskom sistemu jer se zahteva fleksibilanrad i brzo startovanje. Menja se koncept razvoja novih postrojenja i, osim stacionarnihrežima, postaje bitno izucavanje prelaznih pojava kao što su startovanje, brze promene opterecenja,normalno i prinudno zaustavljanje. Veliki deo razvoja obuhvata skupa eksperimentalnaispitivanja pri kojima može doci do oštecenja mašine. Stoga se veliki trud ulaže u razvoj proracunskihmodela za predvižanje ovakvih režima što je i tema ove disertacije. U radu je opisandinamicki model za simuliranje razlicitih prelaznih režima rada gasnih turbina u celokupnomradnom opsegu, od pokretanja do zaustavljanja. Radni režimi kompresora i turbine opisani supomocu stacionarnih karakteristika, dok je njihovo dinamicko ponašanje modelirano zakonimaodržanja u obliku obicnih diferencijalnih jednacina. Pored osnovnih fenomena, akumulacije masei energije, kao i akumulacije toplote unutar konstruktivnih elemenata mašine, obuhvaceni sui efekti promene radijalnih zazora na performanse. Primenjene radne karakteristike su izracunatepomocu postojecih meridijanskih modela strujanja. Kako bi se obuhvatio uticaj promenageometrije kompresora zbog zakretanja statorskih lopatica kao i promena radijalnih zazora,implementiran je veliki broj karakteristika. Model je uparen sa osnovnim sistemom regulisanjaradi kontrole brzine/opterecenja i izlazne temperature gasova iz turbine.Razvijeni model je primenjen za simulaciju rada jednovratilnih i dvovratilnih industrijskihgasnih turbina i rezultati su uporeženi sa eksperimentalnim podacima. Poreženje ukljucujeveliki broj parametara za svaku komponentu postrojenja i startera koji se koristi pri startovanju.Simulirane su sekvence startovanja iz hladnog stanja, nagle promene opterecenja, zaustavljanjeali i rad mašine tokom više uzastopnih pokretanja radi analize uticaja termickog stanja naperformanse mašine. Sprovedene su i analize ponašanja gasne turbine pri razlicitim brzinamapromene i naglog gubitka opterecenja.

Opis (srp)

Mašinstvo - Termoenergetika / Mechanical Engineering - Thermal Power Engineering Datum odbrane: 25.10.2023.

Jezik

srpski

Datum

2023

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC-ND 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno - Bez prerada 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Termotehnika. Motori. Hidraulika

gas turbine, compressor, dynamic model, transient operation, start-up, shutdown

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Termotehnika. Motori. Hidraulika

gasna turbina, kompresor, dinamicki model, prelazne pojave, pokretanje, zaustavljanje