مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی عملکرد گذرای سیکل ترکیبی و توربین گازی با تزریق بخار در زمان افت فرکانس

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی
2 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
3 دانشگاه لوند
چکیده
توربین گازی تک محوره و سیکل های وابسته به آن به افت فرکانس حساس بوده و تغییر بار ناگهانی و یا افت فرکاس های شدید می تواند منجر به ناپایداری آن ها شود. علت این پدیده به کاهش دبی هوای عبوری از توربین گازی با کاهش سرعت دورانی آن و در نتیجه، تداخل میان حلقه های کنترل دما و گاورنر باز می گردد. این تداخل مانع از افزایش توان توربین و در نتیجه ناپایداری آن می شود. در این مقاله، عملکرد سیکل ترکیبی و توربین گازی با تزریق بخار (سیکل استیگ) که از مهم ترین سیکل های تولید توان بر پایه توربین گازی می باشند، در زمان افت فرکانس و مانورهای گذرا مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور دو واحد مشابه بر اساس این دو سیکل توسعه داده شده است و عملکرد آن ها در سناریوهای مختلف مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که توربین گازی با تزریق بخار از عملکرد بهتری نسبت به سیکل ترکیبی در زمان افت فرکانس برخوردار می باشد و می تواند تغییر بارهای ناگهانی بزرگتری را تحمل نماید. این عملکرد بهتر توربین گازی با تزریق بخار ، در برخی از نقاط کاری دو برابر بهتر از سیکل ترکیبی مشابه می باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigating the transient performance of the combined cycle and steam injected gas turbine during frequency dips

نویسندگان English

Ali Ghaffari 1
Saeed Bahrami 2
Seyed Hossein Sadati 2
Marcus Thern 3
1 K.N. Toosi university of technology
2 K. N. Toosi University of Technology
3 Lund university
چکیده English

Single shaft gas turbine and the cycles based on it are sensitive to frequency drops and sudden change loads or large frequency dips might affect their stability. This phenomenon is related to reduction of air mass flow rate through the gas turbine during frequency dips, which might lead to interaction between the governor and temperature control loop. This interaction will prevent the gas turbine from being loaded further and might affect its stability. In this paper, the performance of the two well-known power generation cycles based on the gas turbine -combined cycle and steam injected gas turbine (STIG cycle)- are investigated during frequency dips and transient maneuvers. For this purpose, two similar units are developed based on these cycles and their performance are studied and compared in different scenarios. The simulation results show that the steam injected gas turbine has a better performance during frequency drops and it can handle larger step change loads. This superior performance of the steam injected gas turbine unit is almost twice as good as the similar combined cycle unit in some of the operating conditions.

کلیدواژه‌ها English

Single shaft gas turbine
combined-cycle
steam injected gas turbine
frequency control