KR101683673B1 - Device for anticipating of compressor performance map - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압축기의 성능맵을 예측하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 가스터빈의 작동환경 및 부하 변동에 의한 가스터빈 작동점 변화에 따라 가스터빈의 성능을 예측함에 있어서 중요한 자료인 가스터빈 압축기 성능맵을 예측하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 성능맵 예측장치는 입력 파라미터에 따른 터빈의 설계 해석을 수행하여 설계 파라미터 및 물성치 정보를 산출하는 설계 해석 모듈 및 상기 설계 해석 파라미터 및 물성치 정보를 이용하여 압축기 성능맵의 상대 무차원 회전수 정보, 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 산출하고, 상기 산출된 상대 무차원 회전수 정보, 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 변화시켜 외기온 변화에 따른 설계 파라미터와 일치하도록 가스터빈의 압축기 성능맵을 모사하는 탈설계 해석 모듈을 포함할 수 있다.The present invention relates to an apparatus and a method for predicting a performance map of a compressor and relates to a gas turbine compressor performance map which is important data in predicting the performance of the gas turbine in accordance with the operating environment of the gas turbine, And more particularly, The compressor performance map predicting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a design analysis module that calculates design parameter and material property information by performing design analysis of a turbine according to input parameters and a compressor performance map Dimensional non-dimensional rotation number information, relative non-dimensional flow amount information, and pressure ratio information, and changes the calculated relative non-dimensional rotation number information, relative non-dimensional flow amount information, and pressure ratio information to match the design parameters according to the change in outside temperature Design analysis module that simulates the compressor performance map of the gas turbine.

Description

압축기 성능맵 예측 장치 및 방법{DEVICE FOR ANTICIPATING OF COMPRESSOR PERFORMANCE MAP}≪ Desc / Clms Page number 1 > DEVICE FOR ANTICIPATING OF COMPRESSOR PERFORMANCE MAP < RTI ID =

본 발명은 압축기의 성능맵을 예측하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 가스터빈의 작동환경 및 부하 변동에 의한 가스터빈 작동점 변화에 따라 가스터빈의 성능을 예측함에 있어서 중요한 자료인 가스터빈 압축기 성능맵을 예측하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and a method for predicting a performance map of a compressor and relates to a gas turbine compressor performance map which is important data in predicting the performance of the gas turbine in accordance with the operating environment of the gas turbine, And more particularly,

고유가 상황의 지속과 기후변화협약의 진전 등으로 인해 신재생에너지의 중요성이 날로 커지고 있다. 신재생에너지 발전 중 바이오 가스 발전은 매립가스, 음식물폐기물 및 하수 슬러지 등을 혐기상태에서 발효시킴으로써 발생하는 바이오 가스를 이용하여 발전하는 방식이다. 바이오 가스의 경우 대부분 메탄 및 이산화 탄소로 구성된다. 따라서 바이오 가스는 천연 가스에 비해 메탄 함량이 적고 발열량이 낮다. The importance of new and renewable energy is increasing due to the continuation of the high oil price situation and the progress of the Convention on Climate Change. Biogas power generation during new and renewable energy generation is a method of generating biogas generated by fermenting landfill gas, food waste and sewage sludge in an anaerobic state. Most of the biogas are composed of methane and carbon dioxide. Therefore, biogas has lower methane content and lower calorific value than natural gas.

천연가스로 연료로 사용하기 위해서 설계된 가스 터빈의 경우, 바이오 가스를 연료로 사용하게 되는 경우, 가스터빈의 운전점이 변하게 된다. 가스터빈의 운전점 변화에 의해서 가스터빈의 성능이 변하게 되며, 가스터빈을 구성하는 각각의 구성부에도 영향을 미치게 된다.In the case of a gas turbine designed for use as a natural gas fuel, the operating point of the gas turbine will change if the biogas is used as fuel. The change of the operating point of the gas turbine changes the performance of the gas turbine and affects the respective constituent parts constituting the gas turbine.

일반적으로 가스터빈은 압축기, 연소기, 터빈으로 구성되며, 압축기 입구로 들오는 공기가 압축되어 연소기에서 연소한 후 터빈에서 팽창하여 출력을 내는 시스템이다. 가스터빈의 작동환경 및 부하변동에 따른 가스터빈의 성능을 예측하기 위해서는 탈설계해석이 필요하다.Generally, a gas turbine consists of a compressor, a combustor, and a turbine. The air that enters the compressor inlet is compressed, combusted in a combustor, and then expanded in a turbine to produce an output. To predict the performance of the gas turbine due to the operating environment of the gas turbine and the load variation, a downscale analysis is required.

가스터빈의 탈설계해석은 먼저 가스터빈의 설계모사를 한 후, 압축기의 성능맵을 이용하여 작동환경 및 부하변동에 따라 압축기와 터빈의 작동점이 매칭(matching)이 될 때까지 반복계산을 통하여 작동점을 계산하여 가스터빈의 성능변화를 예측하게 된다. The design of the gas turbine is first analyzed by design simulation of the gas turbine and then it is repeatedly calculated by using the performance map of the compressor until the operating point of the compressor and the turbine is matched according to the operating environment and load variation The point is calculated to predict the performance change of the gas turbine.

따라서 작동환경 및 부하변동에 따른 성능변화를 예측함에 있어서 압축기 성능맵 자료는 중요하며 일반적으로 각 가스터빈의 압축기 성능맵이 공개되어 있지 않기 때문에 압축기 성능맵을 이용한 가스터빈의 성능해석이 불가능한 문제점이 있다.Therefore, the performance map data of the compressor is important in predicting the performance change depending on the operating environment and the load variation. In general, since the compressor performance map of each gas turbine is not disclosed, it is impossible to analyze the performance of the gas turbine using the compressor performance map have.

이에 본 방법은 천연가스를 연료로 사용하도록 설계된 5MW급 가스터빈에 음식물류 폐기물, 매립지 가스, 하수 슬러지 등에서 혐기성 소화공정을 통하여 발생되는 바이오 가스를 가스터빈의 연료로 사용함에 따라 가스터빈의 작동점이 이동하여 가스터빈의 성능이 변하게 되는데, 이 때 성능변화를 정확하게 해석하기 위해서는 압축기의 성능맵이 필요하다. 그러나 가스터빈의 압축기 성능맵은 제작사에서 제공하지 않기 때문에 성능변화를 해석하는데 어려움이 있다.
Therefore, this method is applied to the 5MW gas turbine designed to use natural gas as the fuel, because the biogas generated through the anaerobic digestion process in food waste, landfill gas, sewage sludge, etc. is used as the fuel of the gas turbine, The performance of the gas turbine is changed. At this time, a performance map of the compressor is required to accurately analyze the performance change. However, since the compressor performance map of the gas turbine is not provided by the manufacturer, it is difficult to interpret the performance change.

종전 가스터빈의 해석 방법으로는 불가능하였던 압축기 성능선도를 적용한 탈 설계 해석을 수행하기 위하여 제작사에서 제공한 데이터를 이용, 압축기의 성능선도를 예측, 적용하여 보다 정확한 성능 해석을 수행할 수 있다는 데에 본 방법의 장점이 있다. In order to perform the off-design analysis using the compressor performance diagram which was impossible with the conventional gas turbine analysis method, it is possible to perform more accurate performance analysis by predicting and applying the performance performance of the compressor using the data provided by the manufacturer There is an advantage of this method.

성능변화해석을 제작사의 가스터빈의 압축기 성능맵 제공이 없는 가운데, 압축기 성능맵 예측방법을 이용하여 정확한 시스템 성능해석 데이터를 제공한다. Provides accurate system performance analysis data using the compressor performance map prediction method without providing the compressor performance map of the manufacturer's gas turbine.

가스터빈 압축기 성능맵은 가스터빈의 성능을 예측할 수 있는 파라미터를 포함하고 있고 가스터빈 제작사의 오랜 제작 경험과 기술수준을 의미하는 자료이기 때문에 현재 제작사에서 제공하고 있지 않고 있지만, 본 압축기 맵 예측 기술을 이용하여 압축기 성능맵을 예측하여 바이오가스를 이용하는 가스터빈 시스템의 성능변화를 효과적으로 예측할 수 있다.
The performance map of the gas turbine compressor includes the parameters that predict the performance of the gas turbine and it is the data that indicates the long experience of production and the level of the technology of the gas turbine manufacturer. It is possible to predict the performance of the gas turbine system using the biogas effectively by predicting the compressor performance map.

본 발명의 일 측면에 따르면 압축기 성능맵 예측 장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention, a compressor performance map prediction apparatus is provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 성능맵 예측장치는 입력 파라미터에 따른 터빈의 설계 해석을 수행하여 설계 파라미터 및 물성치 정보를 산출하는 설계 해석 모듈 및 상기 설계 해석 파라미터 및 물성치 정보를 이용하여 압축기 성능맵의 상대 무차원 회전수 정보, 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 산출하고, 상기 산출된 상대 무차원 회전수 정보, 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 변화시켜 외기온 변화에 따른 설계 파라미터와 일치하도록 가스터빈의 압축기 성능맵을 모사하는 탈설계 해석 모듈을 포함할 수 있다.The compressor performance map predicting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a design analysis module that calculates design parameter and material property information by performing design analysis of a turbine according to input parameters and a compressor performance map Dimensional non-dimensional rotation number information, relative non-dimensional flow amount information, and pressure ratio information, and changes the calculated relative non-dimensional rotation number information, relative non-dimensional flow amount information, and pressure ratio information to match the design parameters according to the change in outside temperature Design analysis module that simulates the compressor performance map of the gas turbine.

본 발명의 일 측면에 따르면 압축기 성능맵 예측 방법이 제공된다.According to an aspect of the present invention, a method for estimating a compressor performance map is provided.

본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 성능맵 예측 방법은 입력 파라미터에 따른 터빈의 설계 해석을 수행하여 설계 파라미터 및 물성치 정보를 산출하는 단계 및 상기 설계 해석 파라미터 및 물성치 정보를 이용하여 압축기 성능맵의 상대 무차원 회전수 정보, 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 산출하고, 상기 산출된 상대 무차원 회전수 정보, 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 변화시켜 외기온 변화에 따른 설계 파라미터와 일치하도록 가스터빈의 압축기 성능맵을 모사하는 단계를 포함할 수 있다.
The compressor performance map predicting method according to an embodiment of the present invention includes the steps of calculating design parameter and property information by performing design analysis of a turbine according to an input parameter and calculating a relative performance of a compressor performance map using the design analysis parameter and property information Dimensional flow rate information, pressure ratio information, relative non-dimensional flow rate information, pressure ratio information, and relative non-dimensional flow rate information, relative non-dimensional flow rate information, and pressure ratio information, Lt; RTI ID = 0.0 > performance map < / RTI >

바이오 가스는 천연가스에 비해 메탄(Methane)의 함량이 적기 때문에 저위발열량이 낮다. 가스터빈은 천연가스를 연료로 설계 되었기 때문에 바이오 가스를 연료로 적용할 경우 가스터빈의 작동점은 이동하게 되고 탈설계점에서의 성능을 나타내게 된다. 이러한 탈설계 해석을 정확하게 수행하기 위해서는 압축기 성능맵은 아주 중요하다. 본 압축기 성능 예측방법을 통하여 얻은 압축기 성능맵을 이용하여 바이오 가스를 적용하는 가스터빈 시스템의 성능해석을 어려움 없이 수행할 수 있으며, 또한 가스터빈의 작동점 변화가 가스터빈의 수명에 영향을 미칠것으로 예상되는데 이러한 가스터빈의 수명감소 문제를 해결할 수 있는 적절한 운전점 예측할 수 있는 토대를 마련할 수 있다. 이를 통하여 가스터빈의 사고예방과 유지보수비를 절감할 것으로 기대된다. 해당 가스터빈의 성능변화 예측을 통하여 안정적인 전력수급량을 예상할 수 있다는 장점이 있다. 또한 정부에서 추진중인 신재생에너지의 의무발전비율(Renewable Portfolio Standards, RPS) 정책과 2013년부터 유기성폐기물의 해양투기 금지에 따라 이러한 MW급 바이오 가스터빈 발전시스템이 확대 보급 될 것으로 예상됨에 따라 국가적인 차원에서 본 방법의 기술효과는 상당하다고 판단된다.Biogas has lower calorific value because it contains less methane than natural gas. Since the gas turbine is designed as a natural gas fuel, when the biogas is applied as fuel, the operating point of the gas turbine is moved and the performance at the off-design point is shown. Compressor performance maps are very important to accurately perform these off-design analyzes. Performance analysis of a gas turbine system using biogas can be carried out without difficulty by using the compressor performance map obtained through the performance prediction method of the present compressor. Also, a change in operating point of the gas turbine will affect the life of the gas turbine It is anticipated that a suitable predictable operating point for solving the problem of reducing the life of the gas turbine can be provided. It is expected that the accident prevention and maintenance cost of gas turbine will be reduced. It is possible to predict the stable supply of electricity through prediction of the performance change of the gas turbine. In addition, due to the government's policy on Renewable Portfolio Standards (RPS) and the prohibition of marine dumping of organic wastes from 2013, it is expected that this MW-class biogas turbine power generation system will be expanded and expanded. The technical effect of this method is considered to be significant.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 성능맵 예측 장치의 블록 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 성능맵 예측 방법을 설명하기 위한 순서도.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 성능맵 예측 결과를 보여주는 도면.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈 설계 파라미터 및 성능 데이터를 설명하기 위한 도면.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 예측한 압축기 맵을 이용하여 천연가스를 연료로 사용할 경우 외기온에 따른 출력 변화해석 결과를 설명하기 위한 도면.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 성능 해석 결과를 설명하기 위한 도면.
FIG. 1 is a block diagram of a compressor performance map predicting apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.
4 is a flowchart illustrating a method of predicting a compressor performance map according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating a prediction result of a compressor performance map according to an embodiment of the present invention. FIG.
6 is a diagram for describing gas turbine design parameters and performance data according to an embodiment of the present invention;
7 is a view for explaining a result of an output change analysis according to outdoor temperature when natural gas is used as a fuel using a predicted compressor map according to an embodiment of the present invention.
8 is a view for explaining a result of a compressor performance analysis according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the present invention has been described in connection with certain exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the following description of the present invention, detailed description of known related arts will be omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured. In addition, numerals (e.g., first, second, etc.) used in the description of the present invention are merely an identifier for distinguishing one component from another.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
Also, in this specification, when an element is referred to as being "connected" or "connected" with another element, the element may be directly connected or directly connected to the other element, It should be understood that, unless an opposite description is present, it may be connected or connected via another element in the middle.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 성능맵 예측 장치의 블록 구성도이다.1 to 3 are block diagrams of a compressor performance map predicting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 압축기 성능맵 예측장치(100)는 설계해석모듈(120) 및 탈설계해석모듈(140)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a compressor performance map predicting apparatus 100 includes a design analysis module 120 and a design removal analysis module 140.

설계해석모듈(120)은 입력 파라미터에 따른 터빈의 설계 해석을 수행하여 설계 파라미터 및 물성치 정보를 산출한다.The design analysis module 120 performs the design analysis of the turbine according to the input parameters to calculate the design parameters and the property information.

도 2를 참조하면, 설계해석모듈(120)은 파라미터 입력부(122) 및 파라미터 산출부(124)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the design analysis module 120 includes a parameter input unit 122 and a parameter calculation unit 124.

파라미터 입력부(122)는 압력비, 가스유량, 터빈출구 온도, 터빈입구온도 정보를 포함하는 파라미터를 입력받는다.The parameter input unit 122 receives parameters including pressure ratio, gas flow rate, turbine outlet temperature, and turbine inlet temperature information.

파라미터 산출부(124)는 입력 파라미터를 이용하여 가스터빈의 출력과 효율이 일치할 때까지 가스터빈 각 구성부의 설계 파라미터 및 물성치 정보를 산출한다. 여기서, 설계 파라미터는 압축기의 압력비 정보, 출구 가스유량 정보, 압축기의 효율 정보, 가스터빈의 효율 정보, 냉각 공기유량 정보를 포함하며, 공기 및 가스 성분비 정보, 온도 정보, 압력 정보 및 몰 질량 정보를 포함하는 물성치 정보를 포함할 수 있다.The parameter calculation unit 124 calculates the design parameter and the property information of each constituent part of the gas turbine until the efficiency agrees with the output of the gas turbine using the input parameters. Here, the design parameters include pressure ratio information of the compressor, outlet gas flow rate information, efficiency information of the compressor, efficiency information of the gas turbine, cooling air flow rate information, and information of air and gas composition ratio, temperature information, pressure information, And may include physical property information including the physical property information.

탈설계 해석 모듈(140)은 설계 해석 파라미터 및 물성치 정보를 이용하여 압축기 성능맵의 상대 무차원 회전수 정보, 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 산출하고, 상기 산출된 상대 무차원 회전수 정보, 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 변화시켜 외기온 변화에 따른 설계 파라미터와 일치하도록 가스터빈의 압축기 성능맵을 모사한다.The off-design analysis module 140 calculates the relative non-dimensional rotation number information, the relative non-dimensional flow amount information, and the pressure ratio information of the compressor performance map using the design analysis parameter and the material property information, The relative non-dimensional flow rate information and the pressure ratio information are changed to simulate the compressor performance map of the gas turbine so as to match the design parameters according to the change in the outside air temperature.

도 3을 참조하면, 탈설계 해석 모듈(140)은 상대 무차원 회전수 산출 모듈(142), 외기온 무차원 유량 정보 산출 모듈(144), 작동점 정보 산출 모듈(146), 작동점 정보 재산출 모듈(148) 및 압축기 성능맵 예측 모듈(150)을 포함한다.3, the off-design analysis module 140 includes an relative dimensionless rotation number calculation module 142, an outside temperature non-dimensional flow amount information calculation module 144, an operation point information calculation module 146, Module 148 and a compressor performance map prediction module 150. [

상대 무차원 회전수 산출 모듈(142)은 설계 파라미터 및 물성치 정보를 이용하여 압축기의 무차원 유량 정보 및 터빈의 무차원 유량 정보를 산출하고, 일반적으로 공개되어 있는 가스터빈의 압축기 성능맵 및 외기온 데이터를 입력하여 상대 무차원 회전수를 산출한다.The relative non-dimensional rotation number calculation module 142 calculates the non-dimensional flow information of the compressor and the non-dimensional flow information of the turbine by using the design parameter and the material property information, and outputs the compressor performance map and the outside air temperature data The relative non-dimensional rotation number is calculated.

외기온 무차원 유량 정보 산출 모듈(144)은 압축기 성능맵에 표시된 상대 무차원 회전수 라인에 속한 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보에 상응하는 점을 가정하여 상응하는 외기온에서 무차원 유량 정보를 산출하여 압축기의 실제 유량 정보과 출구 압력 정보를 산출한다.The outdoor temperature non-dimensional flow rate information calculation module 144 calculates the non-dimensional flow rate information at the corresponding outdoor temperature assuming a point corresponding to the relative non-dimensional flow rate information and the pressure ratio information belonging to the relative non-dimensional rotation number line shown in the compressor performance map The actual flow rate information and the outlet pressure information of the compressor are calculated.

작동점 정보 산출 모듈(146)은 산출된 압축기의 실제 유량 정보 및 출구 압력 정보를 상기 가스 터빈의 초킹 조건이 매칭될 때까지 무차원 유량 정보 및 압력비 정보에 상응하는 점을 수정 반복하여 작동점 정보를 산출한다.The operating point information calculation module 146 corrects and corrects the actual flow rate information and the outlet pressure information of the calculated compressor until the choking condition of the gas turbine is matched with the point corresponding to the non-dimensional flow rate information and the pressure ratio information, .

작동점 정보 재산출 모듈(148)은 실제 가스터빈의 출력 및 효율 정보가 산출된 작동점 데이터와 일치하는 확인하고, 일치하지 않을 경우 상기 압축기 성능맵에 표시된 상대 무차원 회전수 라인에 속한 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 수정하고, 작동점 데이터를 재계산한다.The operating point information re-calculation module 148 confirms that the output and efficiency information of the actual gas turbine coincide with the calculated operating point data, and if not, the relative non-dimensional rotation number line in the compressor performance map Dimensional flow information and pressure ratio information, and recalculates the operating point data.

압축기 성능맵 예측 모듈(150)은 미리 설정된 범위의 외기온 정보를 변화시켜 가면서 반복계산을 수행하여 압축기 성능맵을 모사한다.
The compressor performance map predicting module 150 simulates a compressor performance map by performing iterative calculation while changing a predetermined range of outside temperature information.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 성능맵 예측 방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a method of predicting a compressor performance map according to an embodiment of the present invention.

천연가스를 사용할 때 외기온 변화에 따른 가스터빈의 성능 변화 자료를 이용하여 가스터빈의 압축기 성능맵을 예측할 수 있으며, 이 압축기 성능맵을 이용하여 바이오 가스를 연료로 사용하는 가스 터빈의 성능해석에 사용할 수 있다.The performance map of the gas turbine can be predicted by using the performance change data of the gas turbine according to the outside temperature change when natural gas is used and the performance map of the gas turbine can be predicted and the performance map of the gas turbine using the biogas as fuel .

이하 본 방법에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, the present method will be described in detail.

도 4를 참조하면, 단계 S410에서 압축기 성능맵 예측장치(100)는 먼저 설계 모듈(100)에서 주어진 파라미터 압력비(PR), 가스유량(

Figure 112010062963539-pat00001
), 터빈출구 온도(TET), 터빈입구온도(TIT, 혹은 터빈 로터 입구온도(TRIT))를 입력받는다.Referring to FIG. 4, in step S410, the compressor performance map predicting apparatus 100 first determines a parameter pressure ratio (PR), a gas flow rate
Figure 112010062963539-pat00001
), Turbine outlet temperature (TET), turbine inlet temperature (TIT, or turbine rotor inlet temperature (TRIT)).

단계 S420에서 압축기 성능맵 예측장치(100)는 나머지 구성부의 변수값인 압축기 효율(

Figure 112010062963539-pat00002
), 터빈효율(
Figure 112010062963539-pat00003
), 냉각 공기유량(
Figure 112010062963539-pat00004
)을 가정하여, 가스터빈의 출력과 효율이 일치할 때 까지 수정, 반복하여 계산하여 가스터빈 각 구성부의 파라미터(PR,
Figure 112010062963539-pat00005
,
Figure 112010062963539-pat00006
,
Figure 112010062963539-pat00007
,
Figure 112010062963539-pat00008
)와 물성치(공기 및 가스 성분비, 온도, 압력, 몰질량등)를 산출한다.
In step S420, the compressor performance map predicting apparatus 100 determines the compressor efficiency ("
Figure 112010062963539-pat00002
), Turbine efficiency
Figure 112010062963539-pat00003
), Cooling air flow rate (
Figure 112010062963539-pat00004
) And corrects and repeatedly calculates the parameters of the gas turbine components (PR,
Figure 112010062963539-pat00005
,
Figure 112010062963539-pat00006
,
Figure 112010062963539-pat00007
,
Figure 112010062963539-pat00008
) And physical properties (air and gas composition ratio, temperature, pressure, molar mass, etc.).

사용되는 압축기의 효율식은 다음과 같다. The efficiency equation of the compressor used is as follows.

Figure 112010062963539-pat00009
(1)
Figure 112010062963539-pat00009
(One)

여기에서

Figure 112010062963539-pat00010
는 효율, h는 엔탈피, in은 입구, out은 출구, c는 압축기, s는 등엔트로피 상태이다.
From here
Figure 112010062963539-pat00010
Is the enthalpy, h is the enthalpy, in is the inlet, out is the outlet, c is the compressor, and s is the entropy state.

사용되는 터빈의 효율식은 다음과 같다.
The efficiency equation of the turbine used is as follows.

Figure 112010062963539-pat00011
(2)
Figure 112010062963539-pat00011
(2)

여기에서

Figure 112010062963539-pat00012
는 효율,
Figure 112010062963539-pat00013
는 출력,
Figure 112010062963539-pat00014
은 질량유량, h는 엔탈피,
Figure 112010062963539-pat00015
로터냉각공기 출력의 기여도, in은 입구, out은 출구, T는 터빈, s는 등엔트로피 상태, nc는 노즐 냉각공기, rc는 로터냉각공기이다.
From here
Figure 112010062963539-pat00012
Efficiency,
Figure 112010062963539-pat00013
Output,
Figure 112010062963539-pat00014
Is the mass flow rate, h is the enthalpy,
Figure 112010062963539-pat00015
The contribution of the rotor cooling air output, in, is the inlet, out is the outlet, T is the turbine, s is the entropy state, nc is the nozzle cooling air, and rc is the rotor cooling air.

사용되는 가스터빈의 출력식은 다음과 같다.
The output formula of the gas turbine used is as follows.

Figure 112010062963539-pat00016
(3)
Figure 112010062963539-pat00016
(3)

여기에서

Figure 112010062963539-pat00017
는 효율,
Figure 112010062963539-pat00018
는 출력, GT는 가스터빈, T는 터빈,c는 압축기 gear은 기어박스, gen은 발전기
From here
Figure 112010062963539-pat00017
Efficiency,
Figure 112010062963539-pat00018
Output, GT gas turbine, T turbine, c compressor gearbox gearbox, gen generator

사용되는 가스터빈의 효율식은 다음과 같다.
The efficiency equation of the gas turbine used is as follows.

Figure 112010062963539-pat00019
(4)
Figure 112010062963539-pat00019
(4)

여기에서

Figure 112010062963539-pat00020
는 효율,
Figure 112010062963539-pat00021
는 출력, GT는 가스터빈,
Figure 112010062963539-pat00022
은 질량유량, LHV는 저위발열량이다.
From here
Figure 112010062963539-pat00020
Efficiency,
Figure 112010062963539-pat00021
Output, GT is a gas turbine,
Figure 112010062963539-pat00022
Is the mass flow rate, and LHV is the low calorific value.

단계 S430에서 압축기 성능맵 예측장치(100)는 각 구성부 파라미터 및 물성치를 설계모듈로부터 넘겨받은 뒤 압축기에서 무차원 유량

Figure 112010062963539-pat00023
과 터빈에서의 무차원 유량
Figure 112010062963539-pat00024
을 산출한다.In step S430, the compressor performance map predicting apparatus 100 receives each component parameter and the property value from the design module,
Figure 112010062963539-pat00023
And non-dimensional flow in the turbine
Figure 112010062963539-pat00024
.

압축기 성능맵 예측장치(100)는 그 후 일반적으로 공개되어 있는 가스터빈의 압축기 성능맵을 입력한 후, 가지고 있는 데이터의 가장 낮은 외기온을 입력하여, 해당 외기온에 해당하는 상대 무차원 회전수를 식(5)를 이용하여 산출한다.
The compressor performance map predicting apparatus 100 inputs a compressor performance map of a gas turbine which is generally publicized after that, inputs the lowest outside temperature of the data, and calculates a relative non-dimensional rotation number corresponding to the outside temperature, (5).

Figure 112010062963539-pat00025
(5)
Figure 112010062963539-pat00025
(5)

N은 회전수, T는 압축기 입구 온도, MW는 분자량, d는 설계점이다. 설계점에서 압축기 입구온도는 15℃, 입구 압력은 1atm이다. N is the number of revolutions, T is the compressor inlet temperature, MW is the molecular weight, and d is the design point. At the design point, the compressor inlet temperature is 15 ° C and the inlet pressure is 1 atm.

단계 S440에서 압축기 성능맵 예측장치(100)는 상기 압축기 성능맵에 표시된 상대 무차원 회전수 라인에 속한 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보에 상응하는 점을 가정하여 상응하는 외기온에서 무차원 유량 정보를 산출하여 압축기의 실제 유량 정보와 출구 압력 정보를 산출한다.In step S440, the compressor performance map predicting apparatus 100 calculates the non-dimensional flow rate information at the corresponding outside temperature, assuming a point corresponding to the relative dimensionless flow rate information and pressure ratio information belonging to the relative dimensionless revolution number line indicated in the compressor performance map And calculates actual flow rate information and outlet pressure information of the compressor.

압축기 성능맵 예측장치(100)는 가스터빈이 압축기 성능맵 상에서 해당 외기온 조건으로 구한 상대 무차원 회전수라인에 속한 어느 한 점에 작동하는 것이므로 이 상대 무차원 회전수라인에 속한 상대 무차원 유량과 압력비를 가진 점를 가정하여 해당 외기온에서의 무차원 유량을 구하여 압축기의 실제 유량과 출구 압력을 구할 수 있다. Since the compressor performance map predicting apparatus 100 operates at a point belonging to the relative dimensionless revolution number line obtained by the gas turbine on the compressor performance map under the corresponding ambient temperature condition, the relative non-dimensional flow quantity belonging to the relative non- Assuming that the pressure ratio is assumed, the actual flow rate and outlet pressure of the compressor can be obtained by obtaining the non-dimensional flow rate at the corresponding outside air temperature.

사용되는 압축기 맵의 상대 무차원 유량식은 다음과 같다.
The relative non-dimensional flow equation of the compressor map used is as follows.

Figure 112010062963539-pat00026
(6)
Figure 112010062963539-pat00026
(6)

Figure 112010062963539-pat00027
은 질량유량, P는 압축기 입구 압력, T는 압축기 입구 온도, R은 기체상수, MW는 분자량, d는 설계점이다.
Figure 112010062963539-pat00027
Is the mass flow rate, P is the compressor inlet pressure, T is the compressor inlet temperature, R is the gas constant, MW is the molecular weight, and d is the design point.

사용되는 압축기 맵의 압력비식은 다음과 같다.
The pressure ratio formula of the compressor map used is as follows.

Figure 112010062963539-pat00028
(7)
Figure 112010062963539-pat00028
(7)

사용되는 상대 효율식은 다음과 같다.
The relative efficiency formula used is as follows.

Figure 112010062963539-pat00029
(8)
Figure 112010062963539-pat00029
(8)

단계 S450에서 압축기 성능맵 예측장치(100)는 산출된 압축기의 실제 유량 정보 및 출구 압력 정보를 상기 가스 터빈의 초킹 조건이 매칭될 때까지 무차원 유량 정보 및 압력비 정보에 상응하는 점을 수정 반복하여 작동점 정보를 산출한다.In step S450, the compressor performance map predicting apparatus 100 corrects the actual flow rate information and the outlet pressure information of the calculated compressor by correcting the point corresponding to the non-dimensional flow rate information and the pressure ratio information until the choking condition of the gas turbine is matched And calculates operating point information.

압축기 성능맵 예측장치(100)는 산출한 압축기의 실제 유량과 출구 압력 값을 이용하여 터빈에서 초킹 조건(Choking condition)을 만족하여 압축기와 터빈이 매칭(matching)할 때 까지 무차원 유량과 압력비를 가진 점을 수정·반복하여 계산 한다. 이러한 과정을 통하여 작동점을 구하여 탈설계시 성능을 예측한다.
The compressor performance map predicting apparatus 100 estimates the non-dimensional flow rate and the pressure ratio until the compressor and the turbine are matched by satisfying the choking condition in the turbine using the actual flow rate and outlet pressure value of the calculated compressor Calculate the point of excitation and repeat it. Through this process, the operating point is obtained and the performance is predicted during the designing.

터빈에서 사용되는 초킹 조건(Choking condition)식은 다음과 같다.
The choking condition used in the turbine is as follows.

Figure 112010062963539-pat00030
(9)
Figure 112010062963539-pat00030
(9)

여기에서

Figure 112010062963539-pat00031
은 질량유량, A는 면적, P는 압력, T는 온도, T는 터빈, in은 입구, R은 기체상수이다.From here
Figure 112010062963539-pat00031
Is the mass flow, A is the area, P is the pressure, T is the temperature, T is the turbine, in is the inlet and R is the gas constant.

본 발명의 일 실시예 따른 압축기 성능맵 예측장치(100)는 도 5와 같은 압축기 성능 선도를 구할 수 있다. 도 7에서 알 수 있듯이 천연가스를 연료로 사용 할 경우 외기온 변화에 따른 출력변화 데이터와 비슷한 결과를 나타내도록 압축기 성능맵이 예측되었다
The compressor performance map predicting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention can obtain a compressor performance diagram as shown in FIG. As can be seen from FIG. 7, when the natural gas is used as the fuel, the compressor performance map is predicted to give a result similar to the output change data according to the outside temperature change

단계 S460에서 압축기 성능맵 예측장치(100)는 예측한 가스터빈의 출력, 효율, 유량, 터빈 출구 온도등의 결과가 데이터와 일치하는지를 판단한다.In step S460, the compressor performance map predicting apparatus 100 determines whether the predicted output of the gas turbine, the efficiency, the flow rate, the turbine outlet temperature, and the like are consistent with the data.

단계 S465에서 압축기 성능맵 예측장치(100)는 판단결과, 일치하지 않을 경우 해당 무차원 회전수 라인을 이동시켜 데이터 상의 가스터빈의 출력, 효율, 유량, 터빈 출구 온도가 일치할 때까지 계산을 반복한다. In step S465, the compressor performance map predicting apparatus 100 moves the corresponding dimensionless revolution number line if it does not match, and repeats the calculation until the output, efficiency, flow rate, and turbine outlet temperature of the gas turbine on the data coincide do.

단계 S470 및 단계 S475에서 압축기 성능맵 예측장치(100)는 최대 외기온 조건에 대해서 전 외기온 범위에서 만족 할 때 까지 외기온은 변화시켜 가면서 반복계산을 수행한다. 이와 같은 과정을 통하여 압축기 성능맵을 예측할 수 있다.
In step S470 and step S475, the compressor performance map predicting apparatus 100 performs the iterative calculation while changing the outside air temperature until the outside outside air temperature range is satisfied for the maximum outside air temperature condition. Through this process, the compressor performance map can be predicted.

도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 맵 성능시뮬레이션 정확도를 설명하기 위한 도면이다.6 to 8 are diagrams for explaining the accuracy of compressor map performance simulation according to an embodiment of the present invention.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 방법을 통해 예측된 압축기 성능 선도를 이용하여 성능 해석을 한 결과는 다음과 같다. 압축기 성능맵 예측장치(100)는 도 6에서 알 수 있듯이 먼저 설계해석이 잘 수행되었음을 알 수 있다. 이를 바탕으로 본 방법을 통해 예측된 압축기 성능 선도를 이용하여 성능해석을 한 결과, 도 7과 도 8에서 알 수 있듯이 가스터빈의 출력 데이터는 제작사에서 제공하는 참고 데이터 대비 오차범위 ±2%안의 값을 가지는 것으로 나타났다. 따라서 본 방법을 통해 예측된 가스터빈의 압축기 성능선도는 잘 예측된 것으로 볼 수 있다. Referring to FIGS. 6 to 8, the results of performance analysis using the compressor performance diagram predicted by the present method are as follows. As can be seen from FIG. 6, the compressor performance map predicting apparatus 100 can be understood that the design analysis is performed well first. As a result of the performance analysis using the predicted compressor performance diagram based on this method, as shown in FIG. 7 and FIG. 8, the output data of the gas turbine is within the error range of ± 2% . Therefore, the predicted compressor performance of the gas turbine through this method can be seen as well predicted.

가스터빈 성능해석에서 가스터빈의 작동점은 압축기의 성능 선도에 더 큰 영향을 받아 결정이 되므로 예측된 압축기 성능 선도의 정확성이 가스터빈의 성능해석에 큰 영향을 미친다. 현재 예측된 가스터빈의 압축기 성능선도가 오차범위 ±2%안의 값을 만족시키고 있으므로 바이오 가스를 가스터빈에 연료로 적용하였을 때의 가스터빈 성능해석 또한 오차범위 ±2% 내의 값을 가질 것으로 예상된다.In the gas turbine performance analysis, the operating point of the gas turbine is determined more influenced by the performance performance of the compressor, so that the accuracy of the predicted compressor performance lead to a great influence on the performance analysis of the gas turbine. It is expected that the performance analysis of the gas turbine when the biogas is applied to the gas turbine as a fuel is also within ± 2% of the error range since the predicted compressor performance curve of the currently predicted gas turbine meets the value within the error range of ± 2% .

본 발명의 실시예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. Embodiments of the invention may include a computer readable medium having program instructions for performing various computer implemented operations. The computer-readable medium may include program instructions, local data files, local data structures, etc., alone or in combination. The media may be those specially designed and constructed for the present invention or may be those known to those skilled in the computer software.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변경 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. Changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention.

Claims (11)

입력 파라미터에 따른 터빈의 설계 해석을 수행하여 설계 파라미터 및 물성치 정보를 산출하는 설계 해석 모듈; 및
상기 설계 파라미터 및 물성치 정보를 이용하여 압축기 성능맵의 상대 무차원 회전수 정보, 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 산출하고, 상기 산출된 상대 무차원 회전수 정보, 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 변화시켜 외기온 변화에 따른 설계 파라미터와 일치하도록 가스터빈의 압축기 성능맵을 모사하는 탈설계 해석 모듈을 포함하되,
상기 설계 해석 모듈은
상기 입력 파라미터를 입력 받는 파라미터 입력부-상기 입력 파라미터는 압력비, 가스유량, 터빈출구 온도, 터빈입구온도 정보를 포함함-; 및
상기 입력 파라미터를 이용하여 가스터빈의 출력과 효율이 일치할 때까지 가스터빈 각 구성부의 설계 파라미터 및 물성치 정보를 산출하는 파라미터 산출부-상기 설계 파라미터는 압축기의 압력비 정보, 출구 가스유량 정보, 압축기의 효율 정보, 가스터빈의 효율 정보, 냉각 공기유량 정보를 포함하는 파라미터와, 공기 및 가스 성분비 정보, 온도 정보, 압력 정보 및 몰 질량 정보를 포함하는 물성치 정보를 포함함-;를 포함하는 압축기 성능맵 예측 장치.
A design analysis module that performs design analysis of the turbine according to input parameters and calculates design parameter and material property information; And
Dimensional flow rate information and pressure ratio information of the compressor performance map by using the design parameter and the property information, and calculates the relative non-dimensional flow rate information, the relative non-dimensional flow rate information, and the pressure ratio information And a de-design analysis module for simulating the compressor performance map of the gas turbine so as to match the design parameters according to the change in outside temperature,
The design interpretation module
A parameter input for receiving the input parameter, the input parameter including pressure ratio, gas flow rate, turbine outlet temperature, and turbine inlet temperature information; And
A parameter calculation section for calculating design parameters and physical property information of each constituent part of the gas turbine until the efficiency agrees with the output of the gas turbine using the input parameters, the design parameters including pressure ratio information of the compressor, outlet gas flow rate information, Wherein the compressor performance map includes at least one of a compressor efficiency information, a efficiency information, a gas turbine efficiency information, a cooling air flow rate information, and air and gas composition ratio information, temperature information, pressure information, and molar mass information. Prediction device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 탈설계 해석 모듈은
상기 설계 파라미터 및 물성치 정보를 이용하여 압축기의 무차원 유량 정보 및 터빈의 무차원 유량 정보를 산출하고, 일반적으로 공개되어 있는 가스터빈의 압축기 성능맵 및 외기온 데이터를 입력하여 상대 무차원 회전수를 산출하는 상대 무차원 회전수 산출 모듈;
상기 압축기 성능맵에 표시된 상대 무차원 회전수 라인에 속한 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보에 상응하는 점을 가정하여 상응하는 외기온에서 무차원 유량 정보를 산출하여 압축기의 실제 유량 정보과 출구 압력 정보를 산출하는 외기온 무차원 유량 정보 산출 모듈; 및
상기 산출된 압축기의 실제 유량 정보 및 출구 압력 정보를 상기 가스 터빈의 초킹 조건이 매칭될 때까지 무차원 유량 정보 및 압력비 정보에 상응하는 점을 수정 반복하여 작동점 정보를 산출하는 작동점 정보 산출 모듈를 포함하는 압축기 성능맵 예측 장치;
The method according to claim 1,
The de-design analysis module
Dimensional flow rate information of the compressor and the non-dimensional flow rate information of the turbine by using the design parameter and the material property information, and calculates the relative non-dimensional rotation number by inputting the compressor performance map and the outside air temperature data of the gas turbine, A relative non-dimensional rotation number calculation module;
Dimensionless flow rate information at the corresponding outside temperature by assuming a point corresponding to the relative dimensionless flow rate information and the pressure ratio information belonging to the relative dimensionless revolution number line indicated in the compressor performance map and calculating actual flow rate information and outlet pressure information of the compressor An outdoor temperature non-dimensional flow rate information calculation module; And
An operating point information calculation module for calculating operating point information by correcting and repeating the points corresponding to the non-dimensional flow rate information and pressure ratio information until the actual flow rate information and the outlet pressure information of the calculated compressor are matched with the choking condition of the gas turbine A compressor performance map predicting device;
제3항에 있어서,
실제 가스터빈의 출력 및 효율 정보가 산출된 작동점 데이터와 일치하는 확인하고, 일치하지 않을 경우 상기 압축기 성능맵에 표시된 상대 무차원 회전수 라인에 속한 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 수정하고, 작동점 데이터를 재계산하는 작동점 정보 재산출 모듈을 더 포함하는 압축기 성능맵 예측 장치.
The method of claim 3,
Correcting the relative non-dimensional flow rate information and the pressure ratio information belonging to the relative non-dimensional rotation number line indicated in the compressor performance map, if the output and efficiency information of the actual gas turbine match with the calculated operating point data, Further comprising an operating point information re-calculating module for recalculating the operating point data.
제4항에 있어서,
미리 설정된 범위의 외기온 정보를 변화시켜 가면서 반복계산을 수행하여 압축기 성능맵을 모사하는 압축기 성능맵 예측 모듈을 더 포함하는 압축기 성능맵 예측 장치.
5. The method of claim 4,
Further comprising: a compressor performance map predicting module for performing repetitive calculation while changing outside air temperature information in a predetermined range to simulate a compressor performance map.
입력 파라미터에 따른 터빈의 설계 해석을 수행하여 설계 파라미터 및 물성치 정보를 산출하는 단계; 및
상기 설계 파라미터 및 물성치 정보를 이용하여 압축기 성능맵의 상대 무차원 회전수 정보, 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 산출하고, 상기 산출된 상대 무차원 회전수 정보, 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 변화시켜 외기온 변화에 따른 설계 파라미터와 일치하도록 가스터빈의 압축기 성능맵을 모사하는 단계를 포함하되,
상기 설계 파라미터 및 물성치 정보를 산출하는 단계는
상기 입력 파라미터를 입력 받는 단계-상기 입력 파라미터는 파라미터 압력비, 가스유량, 터빈출구 온도, 터빈입구온도 정보를 포함함-; 및
상기 입력 파라미터를 이용하여 가스터빈의 출력과 효율이 일치할 때까지 가스터빈 각 구성부의 설계 파라미터 및 물성치 정보를 산출하는 단계-상기 설계 파라미터는 압축기의 압력비 정보, 출구 가스유량 정보, 압축기의 효율 정보, 가스터빈의 효율 정보, 냉각 공기유량 정보를 포함하는 파라미터와, 공기 및 가스 성분비 정보, 온도 정보, 압력 정보 및 몰 질량 정보를 포함하는 물성치 정보를 포함함-;를 포함하는 압축기 성능맵 예측 방법.
Calculating a design parameter and physical property information by performing a design analysis of a turbine according to an input parameter; And
Dimensional flow rate information and pressure ratio information of the compressor performance map by using the design parameter and the property information, and calculates the relative non-dimensional flow rate information, the relative non-dimensional flow rate information, and the pressure ratio information To simulate the compressor performance map of the gas turbine so as to match the design parameters according to the change in outside temperature,
The step of calculating the design parameter and the property information
Receiving the input parameter, the input parameter including a parameter pressure ratio, a gas flow rate, a turbine outlet temperature, and a turbine inlet temperature information; And
Calculating design parameter and physical property information of each constituent part of the gas turbine until efficiency of the gas turbine is matched with the output of the gas turbine using the input parameter, the design parameters including pressure ratio information of the compressor, outlet gas flow rate information, , A parameter including the efficiency information of the gas turbine, the information including the cooling air flow rate information, and the air and gas composition ratio information, the temperature information, the pressure information, and the molar mass information. .
삭제delete 제6항에 있어서,
가스터빈의 압축기 성능맵을 모사하는 단계는
상기 설계 파라미터 및 물성치 정보를 이용하여 압축기의 무차원 유량 정보 및 터빈의 무차원 유량 정보를 산출하고, 일반적으로 공개되어 있는 가스터빈의 압축기 성능맵 및 외기온 데이터를 입력하여 상대 무차원 회전수를 산출하는 단계;
상기 압축기 성능맵에 표시된 상대 무차원 회전수 라인에 속한 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보에 상응하는 점을 가정하여 상응하는 외기온에서 무차원 유량 정보를 산출하여 압축기의 실제 유량 정보과 출구 압력 정보를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 압축기의 실제 유량 정보 및 출구 압력 정보를 상기 가스 터빈의 초킹 조건이 매칭될 때까지 무차원 유량 정보 및 압력비 정보에 상응하는 점을 수정 반복하여 작동점 정보를 산출하는 단계를 포함하는 압축기 성능맵 예측 방법.
The method according to claim 6,
The step of simulating the compressor performance map of the gas turbine
Dimensional flow rate information of the compressor and the non-dimensional flow rate information of the turbine by using the design parameter and the material property information, and calculates the relative non-dimensional rotation number by inputting the compressor performance map and the outside air temperature data of the gas turbine, ;
Dimensional flow rate information and pressure ratio information belonging to the relative non-dimensional flow rate line indicated in the compressor performance map, calculates the non-dimensional flow rate information at the corresponding outdoor temperature, and calculates the actual flow rate information and the outlet pressure information of the compressor ; And
Calculating the actual flow rate information and the outlet pressure information of the calculated compressor by correcting and repeating the point corresponding to the non-dimensional flow rate information and the pressure ratio information until the choking condition of the gas turbine is matched, How to predict performance maps.
제8항에 있어서,
실제 가스터빈의 출력 및 효율 정보가 산출된 작동점 데이터와 일치하는 확인하고, 일치하지 않을 경우 상기 압축기 성능맵에 표시된 상대 무차원 회전수 라인에 속한 상대 무차원 유량 정보 및 압력비 정보를 수정하고, 작동점 데이터를 재계산하는 단계를 더 포함하는 압축기 성능맵 예측 방법.
9. The method of claim 8,
Correcting the relative non-dimensional flow rate information and the pressure ratio information belonging to the relative non-dimensional rotation number line indicated in the compressor performance map, if the output and efficiency information of the actual gas turbine match with the calculated operating point data, Further comprising recalculating the operating point data.
제9항에 있어서,
미리 설정된 범위의 외기온 정보를 변화시켜 가면서 반복계산을 수행하여 압축기 성능맵을 모사하는 단계를 더 포함하는 압축기 성능맵 예측 방법.
10. The method of claim 9,
And repeating calculation while changing the outside-air temperature information in a predetermined range to simulate a compressor performance map.
제6항, 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록되어 있고 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.A computer program for executing the method according to any one of claims 6, 8, 9 and 10, wherein the computer program is recorded.
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