Bauteil 57: Gasturbine (mit Kennfeld)

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Bauteil 57: Gasturbine (detailliertes Kennfeld)

Vorgaben

Leitungsanschlüsse
1	Lufteintritt
2	Abgasaustritt
3	Brennstoffeintritt
4	Einspritzwasser- / Dampf- Eintritt
5	Generatorleistung
6	Eingang für TIT-Regler
7	Eingang für Regelgröße VIGV (durch Bauteil 46, Typ 8)
8	Eintritt für Regelgröße COS-PHI (durch Bauteil 46, Typ 8)
9	Messwert (P,T) für Verdichtereintritt
10	Messwert (P,T) für Verdichteraustritt
11	Messwert (Q) für Generatorklemmen
12	Messwert (P,T) für Turbinenaustritt
13	Messwert (P) für atmosphärischen Druck
14	Ausgabe für Grundlast (durch Bauteil 46, Typ 9)

Allgemeines Vorgabewerte Kennlinien Verwendete Physik Bauteilform Beispiel

Allgemeines

Bauteil 57 simuliert das gesamte Betriebsverhalten einer Gasturbine in der Nähe des Auslegungspunkts. Die folgenden Werte werden mittels Kennliniendiagrammen berechnet:

Klemmenleistung
Gesamtwirkungsgrad
Luftmassenstrom
Abgastemperatur
Druckverhältnis des Verdichters
Wirkungsgrad des Verdichters
Wirkungsgrad der Turbine

In den Kennliniendiagrammen (bestehend aus 241 Kennlinien), bestehen Abhängigkeiten von folgenden Werten

Umgebungsdruck
Umgebungstemperatur
Turbineneintrittstemperatur (TIT)
Wassereinspritzung in die Brennkammer
Eintrittsdruckverlust
Austrittsdruckverlust
Stellung der 1. Schaufelreihe
COS PHI Anpassung

Diese müssen vorgegeben werden. Diese Daten sind typ-spezifisch.

Das Bauteil verfügt über eine Reihe von Logik-Anschlüssen, auf denen folgende Größen als Messwerte vorgegeben werden können:

auf Logikleitung Nr. 6
die Turbineneintrittstemperatur (TIT)
auf Logikleitung Nr. 7
Stellung der ersten Schaufelreihe (VIGV)
auf Logikleitung Nr. 8
cos-phi des Generators
auf Logikleitung Nr. 9
der Eintrittsdruck des Verdampfers und seine Eintrittstemperatur
auf Logikleitung Nr. 10
der Enddruck und die Austrittstemperatur des Verdampfers
auf Logikleitung Nr. 11
die Generatorleistung für Vergleichszwecke
auf Logikleitung Nr. 12
der Turbinenaustrittsdruck und die Austrittstemperatur
auf Logikleitung Nr. 13
der Umgebungsdruck

Zur Vorgabe der Messwerte wird Bauteil 46 (Werteingabe (Messstelle)) verwendet.

Folgende Größen werden durch Messwerte und Kennlinien bestimmt:

die Generatorleistung,
der Gesamtwirkungsgrad,
der Luftmassenstrom,
die Abgastemperatur,
das Druckverhältnis des Verdichters,
der Wirkungsgrad des Verdichters, und
der Turbinenwirkungsgrad

Somit können spezifische Werte aus den oben genannten Werten gebildet werden.

Es wird erwartet, dass die Turbineneintrittstemperatur gegeben ist oder nach der "Temperatur", die an Anschluss 6 (z.B. zur Abgabe der geforderten Leistung) liegt, geregelt wird.

Die Stellung der ersten Schaufelreihe wird vorgegeben und durch ein Bauteil 46 am Anschluss 7 als Typ 8 festgelegt. VIGV kann als "POSITIVER" oder "NEGATIVER" Wert vorgegeben werden.

Der COS-PHI des Generators wird vorgegeben und durch ein Bauteil 46 am Anschluss 7 als Typ 8 festgelegt.

Der Grundlast-Faktor wird durch ein Bauteil 46 am Anschluss 8 vorgegeben und als Typ 9 festgelegt.

Vorgabewerte

QN	Gasturbinenleistung (nominal)
ETGN	Gesamtwirkungsgrad Gasturbine (nominal)
M1N	Luftmassenstrom (nominal)
TEXN	Abgastemperatur (nominal)
DPIN	Eintrittsdruckverlust
DPOUT	Austrittsdruckverlust
REV	Drehzahl
DQLGG	Summe aller Getriebe- und Generatorverluste
RQLCC	Relativer Brennkammerwärmeverlust
RDPCC	Relativer Brennkammerdruckverlust
TITB	Grundlast Turbineneintrittstemperatur
FDP	Art der DP Berechnung Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =1: Berechnet DPIN und DPOUT mit Simulation =2: Eingabe DPIN, Berechnung DPOUT =3: Eingabe DPOUT, Berechnung DPIN =4: Eingabe DPIN und DPOUT
FPEBS	(entfallen)

Generell sind alle sichtbaren Eingaben erforderlich. Häufig werden jedoch Standardwerte zur Verfügung gestellt.

Für weitere Informationen über die Farbe der Eingabefelder und ihre Beschreibungen siehe Komponenten bearbeiten\Vorgabewerte

Für weitere Informationen über Auslegung vs. Teillast und Nominalwerte siehe Allgemeines\Nominalwerte übernehmen

Anmerkungen für die Verwendung von FDP

--------------------------------------------------------------------

FDP ist ein Auswahlindex zur Berücksichtigung von verschiedenen Eingaben für die Bestimmung von Eintritts- und Austrittsdruckverlust (DPIN,DPOUT)

=1: Berechnung von
           Eintritts- und Austrittsdruckverlust durch Simulationsergebnisse

           DPIN = P(MEDIUM) - P(Eintritt) = P13 - P1
           DPOUT = P(Austritt) - P(MEDIUM) = P2 - P13

=2: Berechnung von
           Eintrittsdruckverlust durch Vorgabewerte und
           Austrittsdruckverlust durch Simulationsergebnisse

         DPIN = DPIN
           DPOUT = P(Austritt) - P(MEDIUM) = P2 - P13
           und Berechnung von P1=P13-DPI

=3: Berechnung von
Austrittsdruckverlust durch Vorgabewerte und
Eintrittsdruckverluste durch Simulationsergebnisse

          DPIN = P(MEDIUM) - P(Eintritt) = P13 - P1
          DPOUT = DPOUT
          und Berechnung von P2=P13+DPOUT

=4: Berechnung von
Austritts- und Eintrittsdruckverlust durch Vorgabewerte

          DPIN = DPIN
          DPOUT = DPOUT

          und Berechnung von P1=P13-DPIN
          und Berechnung von P2=P13+DPOUT

Kennlinien

Ausdrücke

=======

TIT             Turbineneintrittstemperatur
T0              mittlere Temperatur
P0             mittlerer Druck
DPIN          Eintrittsdruckverlust
DPOUT      Austrittsdruckverlust
COSP        COS-PHI des Generators
STEL         Stellung der Vorleitschaufeln
WSBN      Wassereinspritzung
Q              Generatorleistung
QN            Nennwert Generatorleistung
ETG          Gesamtwirkungsgrad
ETAN        Nennwert Gesamtwirkungsgrad
DL            Luftmassenstrom
DL1N        Nennwert Luftmassenstrom
TA            Turbinenabgastemperatur
TABN       Nennwert Abgastemperatur
PIK           Verdichterdruckverhältnis
ETAC       Verdichterwirkungsgrad
ETAT      Turbinenwirkungsgrad
VIGV        Stellung der Eintrittsventile

Generatorleistung

===============

Q = QN * QF0 * QF1 * QF2 * QF3 * QF4 * QF5 * QF6 * QF7

QF0 = f (TIT) Kennlinie 232

Kennlinienschar 1 : QF1 = f (T0 ,TIT)

Kennlinie 1 bis 7

Kennlinienschar 2 : QF2 = f (P0 ,TIT)

Kennlinie 8 bis 14

Kennlinienschar 3 : QF3 = f (DPIN,TIT)

Kennlinie 15 bis 21

Kennlinienschar 4 : QF4 = f (DPOT,TIT)

Kennlinie 22 bis 28

Kennlinienschar 5 : QF5 = f (COSP,TIT)

Kennlinie 29 bis 35

Kennlinienschar 6 : QF6 = f (STEL,TIT)

Kennlinie 36 bis 42

Kennlinienschar 7 : QF7 = f (WSBN,TIT)

Kennlinie 43 bis 49

Parameter ist die TIT mit

750, 800, 900, 1000, 1100, 1125, 1150 °C

Gesamtwirkungsgrad

================

ETG = ETAN * EF0 * EF1 * EF2 * EF3 * EF4 * EF5 * EF6

EF0 = f (TIT) Kennlinie 233

Kennlinienschar 8 : EF1 = f (T0 ,TIT)

Kennlinie 50 bis 56

Kennlinienschar 9 : EF2 = f (DPIN,TIT)

Kennlinie 57 bis 63

Kennlinienschar 10 : EF3 = f (DPOT,TIT)

Kennlinie 64 bis 70

Kennlinienschar 11 : EF4 = f (COSP,TIT)

Kennlinie 71 bis 77

Kennlinienschar 12 : EF5 = f (STEL,TIT)

Kennlinie 78 bis 84

Kennlinienschar 13 : EF6 = f (WSBN,TIT)

Kennlinie 85 bis 91

Parameter ist die TIT mit

750, 800, 900, 1000, 1100, 1125, 1150 °C

Luftmassenstrom

=============

M1 = M1N * MF0 * MF1 * MF2 * MF3 * MF4 * MF5

MF0 = f (TIT) Kennlinie 234

Kennlinienschar 14 : MF1 = f (T0 ,TIT)

Kennlinie 92 bis 98

Kennlinienschar 15 : MF2 = f (P0 ,TIT)

Kennlinie 99 bis 105

Kennlinienschar 16 : MF3 = f (DPIN,TIT)

Kennlinie 106 bis 112

Kennlinienschar 17 : MF4 = f (STEL,TIT)

Kennlinie 113 bis 119

Kennlinienschar 18 : MF5 = f (WSBN,TIT)

Kennlinie 120 bis 126

Parameter ist die TIT mit

750, 800, 900, 1000, 1100, 1125, 1150 °C

Abgastemperatur

==============

TA = TABN + TF0 + TF1 + TF2 + TF3 + TF4 + TF5 + TF6

TF0 = f (TIT) Kennlinie 235

Kennlinienschar 19 : TF1 = f (T0 ,TIT)

Kennlinie 127 bis 133

Kennlinienschar 20 : TF2 = f (P0 ,TIT)

Kennlinie 134 bis 140

Kennlinienschar 21 : TF3 = f (DPIN,TIT)

Kennlinie 141 bis 147

Kennlinienschar 22 : TF4 = f (DPOT,TIT)

Kennlinie 148 bis 154

Kennlinienschar 23 : TF5 = f (STEL,TIT)

Kennlinie 155 bis 161

Kennlinienschar 24 : TF6 = f (WSBN,TIT)

Kennlinie 62 bis 168

Parameter ist die TIT mit

750, 800, 900, 1000, 1100, 1125, 1150 °C

Verdichterdruckverhältnis

=========================

für 22° <= VIGV < 5° : PIK = PK2 - (PK3-PK2)*(VIGV+15)/15

für 5° <= VIGV < 32° : PIK = PK1 - (PK2-PK1)* VIGV/15

Kennlinienschar 25 : PK1 = f (T0,TIT)

Kennlinie 169 bis 175 für VIGV= 32°

Kennlinienschar 26 : PK2 = f (T0,TIT)

Kennlinie 176 bis 182 für VIGV= 5°

Kennlinienschar 27 : PK3 = f (T0,TIT)

Kennlinie 183 bis 189 für VIGV=-22°

Parameter ist die TIT mit

750, 800, 900, 1000, 1100, 1125, 1150 °C

Verdichterwirkungsgrad

=====================

für 22° <= VIGV < 5° : ETAC = ETAC2 - (ETAC3-ETAC2)*(VIGV+15)/15

für 5° <= VIGV < 32° : ETAC = ETAC1 - (ETAC2-ETAC1)* VIGV/15

Kennlinienschar 28 : ETAC1 = f (T0,PIK)

Kennlinie 190 bis 196 für VIGV= 32ø

Kennlinienschar 29 : ETAC2 = f (T0,PIK)

Kennlinie 197 bis 203 für VIGV= 5ø

Kennlinienschar 30 : ETAC3 = f (T0,PIK)

Kennlinie 204 bis 210 für VIGV=-22ø

Parameter ist PIK

14.8, 15.0, 15.2, 15.6, 16.0, 16.4, 16.8

Turbinenwirkungsgrad

==================

für 22° <= VIGV < 5° : ETAT = ETAT2 - (ETAT3-ETAT2)*(VIGV+15)/15

für 5° <= VIGV < 22° : ETAT = ETAT1 - (ETAT2-ETAT1)* VIGV/15

Kennlinienschar 31 : ETAT1 = f (T0,PIK)

Kennlinie 211 bis 217 für VIGV= 32ø

Kennlinienschar 32 : ETAT2 = f (T0,PIK)

Kennlinie 218 bis 224 für VIGV= 5ø

Kennlinienschar 33 : ETAT3 = f (T0,PIK)

Kennlinie 225 bis 231 für VIGV=-22ø

Parameter ist PIK

14.8, 15.0, 15.2, 15.6, 16.0, 16.4, 16.8

Die Kennlinien 236 bis 241 werden nicht mehr verwendet.

Verwendete Physik

Gleichungen

Alle Betriebsfälle
	Gesamtleistung Q = QN * QF0QF1QF2QF3QF4QF5QF6QF7 Gesamtwirkungsgrad ETG = ETAN EF0EF1EF2EF3EF4EF5EF6 Luftmassenstrom M1 = M1N * MF0MF1MF2MF3MF4MF5 Abgastemperatur T2 = TABN + TF0+TF1+TF2+TF3+TF4+TF5+TF6 M1 = M1 (1) M3 = Q/(ETANCV3) (2) M4 = WSBN (3) M2 = M1 + M3 + M4 (4) H2 = f(T2) (5) H5 = Q/M5 mit M5=1.0 (6) Abgaszusammensetzung - Gewichtsanteile Anschluss 1, 3 und 4 und - Verbrennungsrechnung

Bauteilform

Form 1

Form 2

Beispiel

Klicken Sie hier >> Bauteil 57 Demo << um ein Beispiel zu laden.

Siehe auch

Turbinen

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