Ausgehend von Anwendungsproblemen des Werkzeugs „Modellierung und Simulation“ wird eine praxisnahe Vorgehensweise abgeleitet, die simulationsbasierte Vergleichsstudien unter den Aspekten Nachvollziehbarkeit, Vergleichbarkeit und Realitätsnähe erlaubt. Diese wird am Beispiel der Entwicklungsoptionen der Großkraftwerkstechnik hinsichtlich Wirkungsgradsteigerung und CO2-Emissionsminderung genutzt. Betrachtet werden stein- und braunkohlebefeuerte Dampfkraftwerke nach dem Stand der Technik, deren möglichen Fortentwicklung durch gesteigerte Dampfparameter, Braunkohlevortrocknung sowie CO2-Abtrennung im Post-Combustion- und Oxyfuel-Verfahren. Zudem werden die Unterschiede verschiedener Gasturbinenmodelle bei erdgasbefeuerten GuD-Kraftwerken untersucht.
Aktualisiert: 2023-01-01
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Aktualisiert: 2023-03-14
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In dieser Arbeit wird der GuD-Prozess unter Oxyfuel-Bedingungen hinsichtlich der Einflussgrößen auf den Nettowirkungsgrad untersucht. Dazu wird ein konventionelles GuD-Kraftwerk im Luftfall modelliert und für den Betrieb unter Oxyfuel-Bedingungen angepasst. Die Gesamtprozessbetrachtung schließt auch die Modellierung der Sauerstoffbereitstellung mittels kryogener Luftzerlegung und die Aufbereitung des CO₂ mit ein. Für die Gasturbine des GuD Kraftwerks werden zwei Varianten betrachtet, die sich in ihrem Verbrennungskonzept, d. h. einstufige und sequentielle Verbrennung, unterscheiden. Die Modellierung des Gesamtprozesses erfolgt in EBSILON®Professional. Die Teilprozesse mit Luftzerlegung und CO₂-Aufbereitung werden mit ASPEN Plus® modelliert. Aufgrund der hohen Druckverhältnisse unter Oxyfuel-Bedingungen wurde in der Arbeit ein Modell entwickelt, mit dem der polytrope Wirkungsgrad des Gasturbinenverdichters in Abhängigkeit vom Druckverhältnis berechnet werden kann, ohne bereits eine detaillierte Verdichtergeometrie festzulegen.
Aktualisiert: 2019-11-13
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Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Gas- und Dampfturbinenkraftwerk in Verbindung mit einer nach dem post-combustion capture-Verfahren arbeitenden CO2-Abtrennungsanlage mit dem Lösungsmittel Monoethanolamin untersucht. Das Ziel ist dabei die Optimierung des Nettowirkungsgrades fü r den Gesamtprozess. Dazu werden verschiedene Modifikationen der einzelnen Teilprozesse untersucht. Zu den untersuchten Modifikationen gehören unter anderem die Abgasrezirkulation, Prozessänderungen an der Aminwäsche und Integrationsmaßnahmen zur energetischen Einbindung der Aminwäsche in den Kraftwerksprozess. Die wesentlichen Unterschiede im Vergleich zur CO2-Abtrennung bei kohlebefeuerten Dampfkraftwerke werden hervorgehoben. Am Ende der Arbeit steht ein optimierter Gesamtprozess, bei dem die effektivsten Modifikationen zusammengeführt werden, um den Wirkungsgrad des Gesamtprozesses so weit wie möglich zu steigern.
Aktualisiert: 2020-05-11
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In diesem begleitenden Buch zur Vorlesung Kraftwerkskomponentensimulation im Masterstudiengang Energietechnik der Hochschule Kempten werden die Verfahren zur physikalisch-technisch korrekten Modellierung einer Kraftwerksgasturbine und ihre Integration zu einem Gesamtmodell gezeigt. Die Verfahren und Methoden sind grundsätzlich auch auf thermodynamische und strömungsmechanische Systeme anwendbar, die nicht direkt dem Kraftwerksbereich zuzuordnen sind, beispielsweise Flugtriebwerke (Fan- und Turboproptriebwerke), Motoren, Schiffsantriebe, Kraft-Wärmekopplungssysteme und BHKW. Es werden ausschließlich frei verfügbare und kostenlos nutzbare Programmiersysteme verwendet und empfohlen, die käuflichen Systemen gleichwertig sind, so dass die Anwendung der Simulationsprinzipien auch ohne hohe Lizenzgebühren möglich wird.
Aktualisiert: 2022-04-20
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Aktualisiert: 2023-04-04
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