Προσομοίωση μεταβατικής λειτουργίας αεριοστρόβιλου παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας

Καλλιβωκάς, Ηλιας; Kallivokas, Ilias

dc.contributor.author	Καλλιβωκάς, Ηλιας	el
dc.contributor.author	Kallivokas, Ilias	en
dc.date.accessioned	2019-06-28T12:10:32Z
dc.date.available	2019-06-28T12:10:32Z
dc.date.issued	2019-06-28
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48932
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16764
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Μεταβατική λειτουργία	el
dc.subject	Βιομηχανικοί αεριοστρόβιλοι	el
dc.subject	Προσομοίωση	el
dc.subject	Προσαρμογή παραμέτρων	el
dc.subject	Προβλημα ελαχιστοποίησης	el
dc.subject	Transient operation	en
dc.subject	Gas turbines	en
dc.subject	Simulation	en
dc.subject	Model adaptation	en
dc.subject	Minimization problem	en
dc.title	Προσομοίωση μεταβατικής λειτουργίας αεριοστρόβιλου παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Θερμικες Στροβιλομηχανες	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-04
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία σκοπό έχει, τη προσομοίωση μεταβατικής λειτουργίας βιομηχανικών αεριοστροβίλων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, και συγκεκριμένα του αεριοστροβίλου GE 9FA, ο οποίος βρίσκεται στη μονάδα V της ΔΕΗ Λαυρίου. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα PROOSIS. Η πιστή αναπαραγωγή της μεταβατικής λειτουργίας αεριοστροβίλων με τη χρήση μοντέλων είναι ιδιαίτερα χρήσιμη και εξυπηρετεί κυρίως διαγνωστικούς σκοπούς. Αρχικά, παρουσιάζονται τα κυριότερα φαινόμενα που εμφανίζονται κατά τη μεταβατική λειτουργία στις στροβιλομηχανές, καθώς και οι επιδράσεις τους σε ορισμένα χαρακτηριστικά μεγέθη και κατ’ επέκταση στις επιδόσεις τους. Στη συνέχεια, δίνεται μεγαλύτερη έμφαση στις επιδράσεις των φαινομένων που αναμένεται σύμφωνα με τη βιβλιογραφία να κυριαρχούν σε εφαρμογές βιομηχανικών αεριοστροβίλων όπως είναι η περίπτωση που εξετάζεται, πραγματοποιώντας αρχική διερεύνηση της συμπεριφοράς ορισμένων θεμελιωδών μεγεθών με την άντληση στοιχείων από τη βιβλιογραφία. Ακολούθως, γίνεται μια σύντομη αναφορά στο εύρος ακρίβειας της μοντελοποίησης των μεταβατικών φαινομένων καθώς και σε ορισμένες συνήθεις παραδοχές που πραγματοποιούνται κατά το στάδιο αυτό. Στη συνέχεια, παρουσιάζεται μια τυπική μεθοδολογία μοντελοποίησης της επίδρασης των κυρίαρχων σε βιομηχανικούς αεριοστροβίλους φαινομένων, μέσω μια σειράς κατάλληλων εξισώσεων, οι οποίες συμμετέχουν και στην διαδικασία επίλυσης του μαθηματικού μοντέλου που χρησιμοποιείται. Ακολούθως πραγματοποιείται προσομοίωση μεταβατικής λειτουργίας του μοντέλου GE 9FA παραθέτοντας διαγράμματα στα οποία γίνονται εμφανείς οι επιδράσεις των μεταβατικών φαινομένων που παρουσιάστηκαν. Επίσης δίνονται πληροφορίες που αφορούν τη διαμόρφωση του μαθηματικού μοντέλου καθώς και τη διαδικασία προσομοίωσης στο λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε. iv Ακόμη, επιχειρείται η προσαρμογή του μοντέλου σε δεδομένα μεταβατικής λειτουργίας. Για το σκοπό αυτό πραγματοποιείται αρχικά παραμετρική ανάλυση για χαρακτηριστικές των μεταβατικών φαινομένων παραμέτρους του μοντέλου, και στη συνέχεια δημιουργείται πρόβλημα βελτιστοποίησης με στόχο να ελαχιστοποιηθούν οι αποκλίσεις των προσομοιώσεων από τις μετρήσεις οι οποίες παρέχονται από το Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών. Παράλληλα, στα πλαίσια της παρούσας εργασίας, δημιουργήθηκε υπολογιστικό φύλλο εκτίμησης της μάζας βιομηχανικού αεριοστροβίλου απλής ατράκτου. Η γεωμετρική προσέγγιση έγινε θεωρώντας κωνική γεωμετρία στα κελύφη καθώς και στους ρότορες, ενώ τα πτερύγια θεωρήθηκαν ως ορθογωνικές πλάκες. Ως υλικά, επιλέχθηκαν από τη βιβλιογραφία συνήθη για βιομηχανικούς αεριοστροβίλους. Η προσέγγιση αυτή συγκρίθηκε με διαθέσιμα από το κατασκευαστή στοιχεία.	el
heal.abstract	In the context of the following diploma thesis, the transient simulation of industrial heavy duty gas turbines for electrical power production is being investigated. More specifically, the gas turbine being examined is the “General Electric” GE 9FA which is installed at the facilities of “DEI” at unit V at Lavrio. For that purpose, the program PROOSIS was used. The accurate simulation of the transient condition of gas turbines is of high importance and is used mainly for diagnostic purposes. Initially, the main phainomena that appear during the gas turbines transient operation, with the consequent effects in engine performance are described. The effects of the dominant, according to the literature, phainomena in industrial gas turbines are then distinguished from the rest. Also, the range of accuracy of transient effects modeling is mentioned. Next, a typical methodology of industrial gas turbines transient effects modeling is being given through a series of equations that are applied during the solution of the mathematical model that is used in this diploma thesis. A transient simulation run is being conducted, showing diagrams in which the transient effects are prominent. Furthermore, information about the construction of the mathematical model and the simulation procedure in the specific program is being given. Afterwards, the adaptation of the model to operational data is being attempted. For that purpose, a parametric study that includes a number of characteristic properties of the gas turbine is initially being conducted and followed by the construction of an optimization problem in which, the objective is to minimize the deviations between results of the simulation and transient operational data that were given from the Laboratory of Thermal Turbomachines. At the same time, a preliminary method for calculating the mass of an industrial heavy duty gas turbine, is being developed. Geometrical approach for the geometry of the gas turbine basic structure is done, assuming conic geometry for the rotors and stators as well as orthogonical geometry for the blades. The material properties were chosen from the literature vi for the case of industrial gas turbines. The approach conducted was compared to the gas turbine manufacturer’s data.	en
heal.abstract	In the context of the following diploma thesis, the transient simulation of industrial heavy duty gas turbines for electrical power production is being investigated. More specifically, the gas turbine being examined is the “General Electric” GE 9FA which is installed at the facilities of “DEI” at unit V at Lavrio. For that purpose, the program PROOSIS was used. The accurate simulation of the transient condition of gas turbines is of high importance and is used mainly for diagnostic purposes. Initially, the main phainomena that appear during the gas turbines transient operation, with the consequent effects in engine performance are described. The effects of the dominant, according to the literature, phainomena in industrial gas turbines are then distinguished from the rest. Also, the range of accuracy of transient effects modeling is mentioned. Next, a typical methodology of industrial gas turbines transient effects modeling is being given through a series of equations that are applied during the solution of the mathematical model that is used in this diploma thesis. A transient simulation run is being conducted, showing diagrams in which the transient effects are prominent. Furthermore, information about the construction of the mathematical model and the simulation procedure in the specific program is being given. Afterwards, the adaptation of the model to operational data is being attempted. For that purpose, a parametric study that includes a number of characteristic properties of the gas turbine is initially being conducted and followed by the construction of an optimization problem in which, the objective is to minimize the deviations between results of the simulation and transient operational data that were given from the Laboratory of Thermal Turbomachines. At the same time, a preliminary method for calculating the mass of an industrial heavy duty gas turbine, is being developed. Geometrical approach for the geometry of the gas turbine basic structure is done, assuming conic geometry for the rotors and stators as well as orthogonical geometry for the blades. The material properties were chosen from the literature vi for the case of industrial gas turbines. The approach conducted was compared to the gas turbine manufacturer’s data	en
heal.advisorName	Μαθιουδάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.advisorName	Mathioudakis, Konstantinos	en
heal.committeeMemberName	Αρετάκης, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.committeeMemberName	Μαθιουδάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	122 σ.
heal.fullTextAvailability	true