Επίδραση φαινομένων μετάδοσης θερμότητας στην παρακολούθηση λειτουργίας αεριοστροβίλου ηλεκτροπαραγωγής

Χιδιριάν, Αγκόπ; Chidirian, Agkop

dc.contributor.author	Χιδιριάν, Αγκόπ	el
dc.contributor.author	Chidirian, Agkop	en
dc.date.accessioned	2022-01-27T18:38:43Z
dc.date.available	2022-01-27T18:38:43Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54431
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22129
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
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	Αεριοστρόβιλος	el
dc.subject	Gas turbine	en
dc.subject	Μοντελοποίηση	el
dc.subject	Μετάδοση θερμότητας	el
dc.subject	Διάγνωση	el
dc.subject	Μεταβατική λειτουργία	el
dc.subject	Engine modelling	en
dc.subject	Transient operation	en
dc.subject	Heat soakage	en
dc.subject	Diagnostics	en
dc.title	Επίδραση φαινομένων μετάδοσης θερμότητας στην παρακολούθηση λειτουργίας αεριοστροβίλου ηλεκτροπαραγωγής	el
dc.title	Heat transfer effects in the condition monitoring of an electricity generation gas turbine	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανολογία	el
heal.classification	Διαγνωστική μηχανών	el
heal.classification	Μοντελοποίηση μηχανών	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-07-16
heal.abstract	Κατά τη διάρκεια αλλαγής του σημείου λειτουργίας στροβιλομηχανών σε υψηλότερα ή χαμηλότερα φορτία, υπεισέρχονται κάποια μεταβατικά φαινόμενα έως ότου αποκατασταθεί εκ νέου η θερμική ισορροπία. Η παρούσα διπλωματική εργασία επικεντρώνεται στην κατανόηση των φαινομένων μετάδοσης θερμότητας κατά τη μεταβατική λειτουργία αεριοστροβίλου ηλεκτροπαραγωγής και την επίδραση αυτών κατά την παρακολούθηση λειτουργίας. Ο υπό εξέταση αεριοστρόβιλος ανήκει στη σειρά 9FA κατατης General Electric και λειτουργεί στη Μονάδα V του εργοστασίου της Δ.Ε.Η. στο Λαύριο, το οποίο παρέχει μετρήσεις σε πραγματικό χρόνο στο Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών για λόγους παρακολούθησης λειτουργίας, διάγνωσης και τεχνικής υποστήριξης. Αρχικά περιγάφονται τα φυσικά φαινόμενα που λαμβάνουν χώρα κατά την αλλαγή σημείου λειτουργίας ενός αεριοστροβίλου αυτής της κατηγορίας και οι μηχανισμοί με τους οποίους αυτά επηρεάζουν την απόδοση, με ιδιαίτερη έμφαση στην μετάδοση θερμότητας μεταξύ αέριου εργαζόμενου μέσου και μεταλλικών στοιχείων της μηχανής, η οποία και αποτελεί το βασικό θέμα μελέτης. Δίνονται κάποιες μαθηματικές σχέσεις και οι αντίστοιχες απλοποιήσεις και παραδοχές οι οποίες καθιστούν εφικτή τη μοντελοποίηση των παραπάνω. Στη συνέχεια, με χρήση του λογισμικού PROOSIS, γίνεται προσπάθεια αύξησης της ακρίβειας ενός ήδη υπάρχοντος μοντέλου [1]. Για το σκοπό αυτό διερευνώνται μια σειρά από δυνατότητες, όπως η προσθήκη περισσότερων ρευμάτων αέρα ψύξης από το συμπιεστή, η διάσπαση αυτού σε δύο μέρη και η συσχέτιση των συντελεστών προσαρμογής των χαρτών με τις συνθήκες λειτουργίας. Έπειτα δοκιμάζεται μια διαφορετική προσέγγιση με μοντελοποίηση μέσω μόνο δύο συγκεντρωτικών παραμέτρων ανά βαθμίδα, το γινόμενο μάζας επί ειδική θερμοχωρητικότητα και το γινόμενο συντελεστή μεταφοράς θερμότητας επί τη βρεχόμενη επιφάνεια. Η μοντελοποίηση αυτή εισάγεται σε μια διαδικασία βελτιστοποίησης με αλγόριθμο Simplex, με στόχο την ελαχιστοποίηση των αποκλίσεων των μεγεθών ενδιαφέροντος από τα διαθέσιμα μετρητικά δεδομένα. Την προσπάθεια επίτευξης καλύτερων λύσεων μέσω διαφορετικών προσεγγίσεων και προσομοιώσεων ακολουθεί η μελέτη, ανάλυση και επεξεργασία μετρήσεων σχετιζόμενων με τη μετάδοση θερμότητας εντός της μηχανής. Συγκεκριμένα, γίνεται για πρώτη φορά χρήση των μετρήσεων θερμοκρασίας του αέρα ψύξης δίσκων στροβίλου, από τις οποίες εξάγονται χρήσιμα συμπεράσματα για την πραγματική μηχανή, τα οποία θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε μελλοντική προσπάθεια μοντελοποίησης ακόμα υψηλότερης ακριβείας, η οποία θα ακολουθεί περισσότερο τη φυσική των πειραματικών δεδομένων.	el
heal.abstract	During the change of the operating point of a thermal turbomachine to higher or lower loads, some transient phenomena appear until thermal balance is restored. In the context of the following diploma thesis emphasis is given to the understanding and demonstration of the heat soakage effects during the transient operation of a heavy-duty gas turbine shaft-connected to an electric generator. The specific engine examined belongs to the 9FA family of General Electric and operates at unit V of the combined cycle power plant of the Hellenic Public Power Corporation in Lavrio. The N.T.U.A. Lab of Thermal Turbomachines receives real-time data from the engine mounted measuring devices and sensors to monitor the performance and provide timely diagnostic insights and troubleshooting instructions. Initially, a general description of the anticipated transient phenomena of a gas turbine of this class is given and the ways they act on the performance of the engine are explained. Particular attention is paid to the heat exchange between the working fluid and the engine metal elements, which is the main subject of study. The above is modeled through some mathematical relationships, the derivation of which demands some corresponding simplifications and assumptions which are mentioned. Afterwards, using the PROOSIS software, multiple attempts are made in order to achieve higher accuracy than an already existing digital twin [1]. In this aspect, a series of new capabilities is investigated, such as the addition of more cooling air bleeds from the compressor, the division of the latest in two parts and the correlation of the map adaptation factors with the operating conditions. Next, a different modelling approach is made through a pair of total heat soakage parameters in each component. More specifically, the first parameter consists of the product of the mass and the specific thermal capacity and the second of the heat transfer coefficient and the area exposed to the flow. This modelling is fed to a Simplex optimization algorithm targeting to minimize the deviation between predicted and measured values. Eventually, the attempt to achieve better configurations through different approaches and simulations is followed by the analysis of some measured data related to the heat soakage phenomenon. In particular, temperature measurements from the turbine wheel space cooling air are examined for the first time. The derived conclusions from this chapter describe the attitude of the real-world engine and could be further used in a future modelling attempt to create a higher accuracy digital twin.	en
heal.advisorName	Μαθιουδάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μαθιουδάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Γιαννάκογλου, Κυριάκος	el
heal.committeeMemberName	Αρετάκης, Νικόλαος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	125 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false