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KR20050008975A - Method for Yielding Capacity Data of Gas Turbin - Google Patents

Method for Yielding Capacity Data of Gas Turbin Download PDF

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KR20050008975A
KR20050008975A KR1020030047862A KR20030047862A KR20050008975A KR 20050008975 A KR20050008975 A KR 20050008975A KR 1020030047862 A KR1020030047862 A KR 1020030047862A KR 20030047862 A KR20030047862 A KR 20030047862A KR 20050008975 A KR20050008975 A KR 20050008975A
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KR
South Korea
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pressure
turbine
compressor
atmospheric temperature
calculating
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020030047862A
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Korean (ko)
Inventor
김대중
Original Assignee
두산중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: A method for calculating/graphing data to measure performance of a gas turbine is provided to precisely and easily analyzing the performance of the gas turbine by determining conditions of each part of a compressor, a combustor, and the gas turbine based on weather data and site elevation information, and calculating/graphing the data to measure the performance based on the conditions. CONSTITUTION: The site elevation information and the weather data are inputted(S301). A combustion ratio of the air and fuel is determined by analyzing a fuel and composition of the fuel(S302). A pressure loss of the air at a compressor inlet and the pressure loss of the gas at a turbine outlet are determined by using stored pressure loss data of each model(S303). A modified air temperature, which is the air temperature at a site elevation, is calculated by using the site elevation information and the weather data(S304). The pressure at the compressor inlet is calculated by using the air pressure, the pressure loss at the compressor inlet, and the modified air temperature(S305). A wet air pressure of the air temperature is calculated by using a saturated pressure and the site elevation(S306).

Description

가스 터빈의 성능 데이터 산출 방법{Method for Yielding Capacity Data of Gas Turbin}Method for Yielding Performance Data of Gas Turbine {Method for Yielding Capacity Data of Gas Turbin}

본 발명은 가스 터빈의 성능 데이터 산출 방법에 관한 것으로, 특히 대기에 관한 데이터와 가스 터빈이 설치되는 부지의 높이에 대한 정보를 입력 받아 압축기, 연소기 및 가스 터빈 각 부의 조건을 결정하고, 이를 토대로 가스 터빈의 성능을 측정할 수 있는 데이터를 산출하며, 나아가 상기 산출된 성능 데이터를 그래프화 함으로써, 가스 터빈의 성능 분석을 정확하고 용이하게 하도록 하는 방안에 관한 것이다.The present invention relates to a method for calculating the performance data of a gas turbine, and in particular, the conditions of each part of the compressor, the combustor, and the gas turbine are determined by receiving data on the atmosphere and information on the height of the site where the gas turbine is installed. The present invention relates to a method of calculating a data capable of measuring the performance of a turbine and further graphing the calculated performance data to accurately and easily perform the performance analysis of the gas turbine.

종래에는 가스 터빈의 성능 측정을 위해서는 상용 프로그램을 구입해야만 가스 터빈의 각종 성능 및 그 성능의 추이를 확인할 수 있었고, 실제 가스 터빈의 성능 변화를 이해하기가 난해한 문제점이 있었다.Conventionally, in order to measure the performance of a gas turbine, it is necessary to purchase a commercial program to check various performances of the gas turbine and its performance, and there is a problem in that it is difficult to understand the performance change of the gas turbine.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 터빈 성능 분석을 위한 기초 자료인 대기에 관한 데이터와 가스 터빈이 설치되는 부지의 높이에 대한 정보를 입력 받아 압축기, 연소기 및 가스 터빈 각 부의 조건을 결정하고, 이를 토대로 가스 터빈의 성능을 측정할 수 있는 데이터를 산출하며, 나아가 상기 산출된 성능 데이터를 그래프화 하여 가스 터빈의 성능 분석을 정확하고 용이하게 하도록 하는데 있다.The present invention is to solve the problems as described above, the object of the compressor, the combustor and gas turbine by receiving data about the atmosphere and the height of the site where the gas turbine is installed, which is the basic data for turbine performance analysis It is to determine the conditions of each part, to calculate the data that can measure the performance of the gas turbine based on this, and further to make the performance analysis of the gas turbine accurate and easy by graphing the calculated performance data.

도 1은 일반적인 터빈 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도.1 is a view showing a schematic configuration of a general turbine system.

도 2는 본 발명에 따른 성능 데이터 산출 시스템의 구성을 나타내는 도.2 is a diagram illustrating a configuration of a performance data calculation system according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 성능 데이터 산출 동작을 나타내는 순서도.3 is a flowchart illustrating a performance data calculation operation according to the present invention.

도 4는 압축비 증가에 따른 터빈 효율의 변화를 나타내는 도.4 shows a change in turbine efficiency with increasing compression ratio.

도 5는 압축비 증가에 따른 터빈 출력(Net work)의 변화를 나타내는 도.5 is a view showing a change in turbine power (Net work) with increasing compression ratio.

도 6은 압축기와 연소기 및 터빈 각 부의 조건을 나타내는 도.Fig. 6 is a diagram showing conditions of respective parts of a compressor, a combustor, and a turbine.

도 7은 압축기 입구측 온도 변화에 따른 보정 곡선의 변화를 나타내는 도.7 is a view showing a change in a correction curve according to a change in compressor inlet temperature.

도 8은 비습도 변화에 따른 보정 곡선 변화를 나타내는 도.8 is a view showing a correction curve change according to the change in specific humidity.

도 9는 상대 습도 변화에 따른 보정 곡선의 변화를 나타내는 도.9 is a view showing a change in a correction curve according to a change in relative humidity.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

11 : 압축기 12 : 연소기11: compressor 12: combustor

13 : 가스 터빈 20 : 성능 데이터 산출 시스템13: gas turbine 20: performance data calculation system

21 : 데이터 입력부 22 : DB21: data input unit 22: DB

23 : 성능 데이터 산출부 24 : 데이터 출력부23: performance data calculator 24: data output unit

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가스 터빈의 성능 데이터 산출 방법은, 터빈이 설치되는 부지의 높이(Site Elevation: H) 정보와 함께 대기에 대한 정보(Weather Data)를 입력받는 단계와; 연료의 타입과 연료 성분의 분석을 통해 공기와 연료의 연소량의 비율을 결정하는 단계와; 기저장된 모델별 압력 손실 데이터를 이용하여 압축기 입구측 공기의 압력 손실(PiL)과 터빈 출구측 가스의 압력 손실(PoL)을 결정하는 단계와; 상기 부지 높이(H) 정보와 대기 온도(Ta) 정보를 이용하여 해당 높이(H)에서의 대기 온도인 수정 대기 온도(T1)를 산출하는 단계와; 상기 대기 압력(Pa)과 압축기 입구측 압력 손실(PiL) 및 상기 산출된 수정 대기 온도(T1)를 이용하여 압축기 입구측 압력(P1)을 산출하는 단계와; 상기 대기 온도(Ta)를 이용하여 기저장된 대기 압력(Ta)별 포화 압력(Ps) 테이블에서 해당 대기 온도(Ta)에 대응하는 포화 압력(Ps)을 검색하고, 상기 검색된 포화 압력(Ps)과 부지 높이(H) 정보를 이용하여 대기 온도(Ta)에서의 습공기 압력(Pv)을 산출하는 단계와; 상기 압축기 입구측 압력(P1)과 상기 산출된 습공기 압력(Pv)을 이용하여 절대 습도(W)를 산출하는 단계와; 압축기의 작동 원리를 이용하여 ISO 조건에서의 압축비(P2/P1)에 대한 대기 온도 변경에 따른 수정 압축 비율(σ)을 산출하는 단계와; 상기 연료 분석시 산출되는 공기 유량(Q1), 압축기 입구 압력(P1), 입구온도(T1) 및 입구측 공기의 엔트로피(S1)를 이용하여 압축기 입구측 조건을 결정하는 단계와; 상기 결정된 압축기 입구측 조건을 이용하여 연소기 입구측 조건을 결정하는 단계와; 상기 결정된 연소기 입구측 조건을 이용하여 터빈 입구측 조건을 결정하는 단계와; 상기 결정된 터빈 입구측 조건을 이용하여 터빈 출구측 조건을 결정하는 단계와; 상기 결정된 압축기, 연소기 및 가스 터빈의 각 조건을 이용하여 가스 터빈의 성능 데이터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Method for calculating the performance data of the gas turbine of the present invention for achieving the above object, the step of receiving the information (Weather Data) for the atmosphere together with the height (Site Elevation (H)) information of the site where the turbine is installed; ; Determining a ratio of the combustion amount of air and fuel through analysis of the type of fuel and the fuel component; Determining pressure loss (PiL) of the compressor inlet air and pressure loss (PoL) of the turbine outlet gas by using previously stored pressure loss data for each model; Calculating a modified atmospheric temperature (T1) which is an atmospheric temperature at the height (H) by using the site height (H) information and the atmospheric temperature (Ta) information; Calculating a compressor inlet pressure P1 using the atmospheric pressure Pa, the compressor inlet pressure loss PiL and the calculated correction atmospheric temperature T1; The saturation pressure Ps corresponding to the atmospheric temperature Ta is retrieved from the previously stored saturation pressure Ps table for each atmospheric pressure Ta using the atmospheric temperature Ta, and the retrieved saturation pressure Ps Calculating the wet air pressure Pv at the atmospheric temperature Ta using the site height H information; Calculating an absolute humidity (W) using the compressor inlet pressure (P1) and the calculated wet air pressure (Pv); Calculating a correction compression ratio (σ) according to the change of the atmospheric temperature with respect to the compression ratio P2 / P1 under the ISO condition using the operation principle of the compressor; Determining a compressor inlet side condition using an air flow rate (Q1), a compressor inlet pressure (P1), an inlet temperature (T1), and an entropy (S1) of inlet side air calculated during the fuel analysis; Determining a combustor inlet side condition using the determined compressor inlet side condition; Determining a turbine inlet side condition using the determined combustor inlet side condition; Determining a turbine outlet side condition using the determined turbine inlet side condition; Computing the performance data of the gas turbine using the determined conditions of the compressor, the combustor and the gas turbine.

나아가, 본 발명의 가스 터빈의 성능 데이터 산출 방법은 상기 산출된 성능 데이터를 그래프화 하여 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Furthermore, the performance data calculation method of the gas turbine of the present invention is characterized in that it further comprises the step of graphing and outputting the calculated performance data.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명이 적용되는 압축기(11)와 연소기(12) 및 터빈(13)을 도시한 도이다. 도 1을 참조하면, 압축기(11)에서 압축된 증기는 연소기(12)에서 연료에 의해 연소되어 고온의 가스로 터빈(13)으로 유입된 후, 가스 터빈(13)을 구동시키고 배출된다.1 is a diagram illustrating a compressor 11, a combustor 12, and a turbine 13 to which the present invention is applied. Referring to FIG. 1, the steam compressed by the compressor 11 is combusted by the fuel in the combustor 12, flows into the turbine 13 with high temperature gas, and then drives and discharges the gas turbine 13.

도 2는 본 발명에 따른 성능 데이터 산출 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도이고, 도 3은 상기 시스템의 터빈 성능 분석 동작을 나타내는 순서도이다.2 is a diagram illustrating a schematic configuration of a performance data calculation system according to the present invention, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a turbine performance analysis operation of the system.

도 2 및 도 3을 참조하면, 우선 성능 데이터 산출부(23)는 데이터 입력부(21)를 통해 터빈(13)이 설치되는 부지의 높이(Site Elevation: H) 정보와 함께 대기에 대한 정보(Weather Data)를 입력 받는다(S301). 상기 대기 정보는 대기의 온도(Ta), 압력(Pa) 및 상대 습도(RH)에 대한 정보이다.Referring to FIGS. 2 and 3, first, the performance data calculator 23 provides information on the atmosphere together with information on the height of the site on which the turbine 13 is installed through the data input unit 21. Data) is input (S301). The atmospheric information is information on the temperature Ta, the pressure Pa and the relative humidity RH of the atmosphere.

그리고, 연료의 타입과 연료 성분의 분석을 통해 공기와 연료의 연소량의 비율을 결정하고(S302), DB(22)에 기저장된 모델별 압력 손실 데이터를 이용하여 압축기(11) 입구측 공기의 압력 손실(PiL)과 터빈(13) 출구측 가스의 압력 손실(PoL)을 결정한다(S303).Then, the ratio of the combustion amount of the air and the fuel is determined by analyzing the type of fuel and the fuel component (S302), and the pressure of the air at the inlet side of the compressor 11 using the pressure loss data for each model pre-stored in the DB 22. The loss PiL and the pressure loss PoL of the gas at the outlet of the turbine 13 are determined (S303).

그 후, 상기 부지 높이(H) 정보와 대기 온도(Ta) 정보를 이용하여 아래의 수학식을 통해 해당 높이(H)에서의 대기 온도인 수정 대기 온도(T1)를 산출한다(S304).Thereafter, using the site height H information and the atmospheric temperature Ta information, a modified atmospheric temperature T1 which is an atmospheric temperature at the corresponding height H is calculated through the following equation (S304).

그리고, 상기 대기 압력(Pa)과 압축기(11) 입구측 압력 손실(PiL) 및 상기 산출된 수정 대기 온도(T1)를 이용하여 아래의 수학식을 통해 압축기(11) 입구측 압력(P1)을 산출한다(S305).Then, using the atmospheric pressure Pa, the compressor 11 inlet pressure loss PiL, and the calculated correction atmospheric temperature T1, the compressor 11 inlet pressure P1 is obtained through the following equation. It calculates (S305).

이후, 상기 대기 온도(Ta)를 이용하여 DB(22)에 기저장된 대기 압력(Ta)별 포화 압력(Ps) 테이블에서 해당 대기 온도(Ta)에 대응하는 포화 압력(Ps)을 검색하고, 상기 검색된 포화 압력(Ps)과 부지 높이(H) 정보를 이용하여 아래의 수학식을 통해 대기 온도(Ta)에서의 습공기 압력(Pv)을 산출한다(S306).Subsequently, the saturation pressure Ps corresponding to the corresponding atmospheric temperature Ta is searched for in the saturation pressure Ps for each atmospheric pressure Ta previously stored in the DB 22 using the atmospheric temperature Ta. Using the retrieved saturation pressure Ps and the site height H, the wet air pressure Pv at the atmospheric temperature Ta is calculated through the following equation (S306).

여기서, RH는 대기의 상대습도(%)이다.Where RH is the relative humidity (%) of the atmosphere.

그런 다음, 상기 압축기(11) 입구측 압력(P1)과 상기 산출된 습공기 압력(Pv)을 이용하여 아래의 수학식을 통해 절대 습도(W)를 산출한다(S307).Then, the absolute humidity W is calculated through the following equation using the compressor 11 inlet pressure P1 and the calculated wet air pressure Pv (S307).

여기서, 상기 Gw는 공기중의 습증기량이고 Ga는 공기중의 건공기량이다.Here, Gw is the amount of wet steam in the air and Ga is the amount of dry air in the air.

그후, 압축기의 작동 원리에 따라서 15.6deg.C, 상대습도 60%인 ISO 조건에서의 압축비(P2/P1)에 대한 대기 온도 변경에 따른 수정 압축 비율(σ)을 아래의 수학식을 통해 산출한다(S308).Then, the correction compression ratio (σ) according to the change of the atmospheric temperature with respect to the compression ratio (P2 / P1) at ISO conditions of 15.6 deg.C and 60% relative humidity according to the operating principle of the compressor is calculated through the following equation. (S308).

여기서, 상기 n은 폴리트로픽 지수, T2는 연소기(12) 입구의 실제 단열 압축과정에서의 온도(273.15+T1), P2는 연소기(12) 입구 압력이다.Where n is the polytropic index, T2 is the temperature (273.15 + T1) in the actual adiabatic compression of the combustor 12 inlet, and P2 is the combustor 12 inlet pressure.

그런 다음, 상기 연료 분석시 산출되는 공기 유량(Q1), 압축기(11) 입구 압력(P1), 입구 온도(T1) 및 입구측 공기의 엔트로피(S1)를 이용하여 압축기(11) 입구측 조건을 결정하고(S309), 상기 결정된 압축기(11) 입구측 조건을 이용하여 하기와 같은 연소기(12) 입구측 조건을 결정한다(S310).Then, the compressor 11 inlet condition is determined using the air flow rate Q1, the compressor 11 inlet pressure P1, the inlet temperature T1, and the entropy S1 of the inlet air, which are calculated during the fuel analysis. In operation S309, the inlet condition of the combustor 12 as described below is determined using the determined condition of the inlet side of the compressor 11 (S310).

P2 = P1 * σP2 = P1 * σ

T2s = (T1 + 273.15) * σ(1.4-1)/1.4]- 273.15T2s = (T1 + 273.15) * σ (1.4-1) /1.4]-273.15

T2 = T1 + (T2s- T1)/NcT2 = T1 + (T2s- T1) / Nc

S2s = S1S2s = S1

S2 = Cv LN(T2/T1) + S1S2 = Cv LN (T2 / T1) + S1

여기서, 상기 T2s는 연소기(12) 입구의 이론적인 단열 압축 과정에서의 온도, S2s는 이론적인 단열 압축 과정에서의 엔트로피, S2는 실제 단열 압축 과정에서의 엔트로피, Nc는 압축기의 단열 효율(%), Cv는 공기의 단열 비열이다.Here, T2s is the temperature in the theoretical adiabatic compression process at the inlet of the combustor 12, S2s is the entropy in the theoretical adiabatic compression process, S2 is entropy in the actual adiabatic compression process, Nc is the adiabatic efficiency of the compressor (%) , Cv is the heat insulation specific heat of air.

이후, 상기 결정된 연소기 입구측 조건을 이용하여 하기와 같은 터빈(13) 입구측 조건을 결정한다(S311).Subsequently, the turbine 13 inlet side condition is determined using the determined combustor inlet side condition (S311).

P3 = P2*97%(연소실에서의 3% 압력손실 고려)P3 = P2 * 97% (3% pressure loss in the combustion chamber)

T3 = 1374(터빈 모델의 설계 파라미터)T3 = 1374 (design parameters of the turbine model)

S3 = S4sS3 = S4s

여기서, P3는 터빈(13)의 입구측 압력, T3는 터빈(13)의 입구측 온도, S3는 터빈(13) 입구측에서의 엔트로피, S4s는 터빈(13) 출구측의 이론적인 단열과정에서의 엔트로피이다.Where P3 is the inlet pressure of the turbine 13, T3 is the inlet temperature of the turbine 13, S3 is the entropy at the inlet side of the turbine 13, and S4s is the entropy in the theoretical thermal insulation process at the outlet side of the turbine 13. to be.

그리고, 상기 결정된 터빈(13) 입구측 조건을 이용하여 하기와 같은 터빈 출구측 조건을 결정한다(S312).Then, the turbine outlet side conditions as described below are determined using the determined turbine 13 inlet side conditions (S312).

P4 = P3/ σ+ PoLP4 = P3 / σ + PoL

T4s=(T1+273.15)*(P4/P3)[(1.4-1)/1.4]-273.15T4s = (T1 + 273.15) * (P4 / P3) [(1.4-1) /1.4] -273.15

T4=T3-(T3-T4s)*NtT4 = T3- (T3-T4s) * Nt

S4s=S1 + Cv LN(T4s/T1)S4s = S1 + Cv LN (T4s / T1)

S4=S1+Cv LN(T4/T1)S4 = S1 + Cv LN (T4 / T1)

여기서, P4는 터빈(13) 출구측 압력, T4는 터빈(13) 출구측의 실제 단열 압축 과정에서의 온도, T4s는 터빈(13) 출구측의 이론적인 단열 압축 과정에서의 온도, S4는 터빈(13) 출구측의 실제 단열 압축 과정에서의 엔트로피, Nt는 가스 터빈(13)의 단열 효율이다.Where P4 is the turbine 13 outlet pressure, T4 is the temperature in the actual adiabatic compression process at the turbine 13 outlet side, T4s is the temperature in the theoretical adiabatic compression process at the turbine 13 outlet side, and S4 is the turbine. (13) The entropy in the actual adiabatic compression process on the outlet side, Nt, is the adiabatic efficiency of the gas turbine 13.

그런 다음, 상기 결정된 압축기(11), 연소기(12) 및 가스 터빈(13)의 각 조건을 이용하여 하기의 성능 데이터를 산출한다(S313).Then, the following performance data is calculated using the conditions of the determined compressor 11, combustor 12, and gas turbine 13 (S313).

Qe = Q + Ff / 3600 (kg/sec)Qe = Q + Ff / 3600 (kg / sec)

Effi = 1 - [ (T4s-T1) / (T3-T2s) ] (%)Effi = 1-[(T4s-T1) / (T3-T2s)] (%)

Effa = 1 - [ (T4-T1) / (T3-T2) ] (%)Effa = 1-[(T4-T1) / (T3-T2)] (%)

Wic = 0.24 * (T2s - T1) * A /101.97 * QeWic = 0.24 * (T2s-T1) * A /101.97 * Qe

Wac = 0.24 * (Ts - T1) * A /101.97 * QeWac = 0.24 * (Ts-T1) * A /101.97 * Qe

Wit = 0.24 * (T3 - T4s) * A /101.97 * QeWit = 0.24 * (T3-T4s) * A /101.97 * Qe

Wat = 0.24 * (T3 - T4) * A /101.97 * QeWat = 0.24 * (T3-T4) * A /101.97 * Qe

Pi = Wit - WicPi = Wit-Wic

Pa = Wat - WacPa = Wat-Wac

Work Ratio(Ri) = Wic / WitWork Ratio (Ri) = Wic / Wit

Work Ratio(Ra) = Wac / WatWork Ratio (Ra) = Wac / Wat

HRi = 860 / Effi (kcal/kw hr)HRi = 860 / Effi (kcal / kw hr)

HRa = 860 / Effi (kcal/kw hr)HRa = 860 / Effi (kcal / kw hr)

여기서, Qe는 배기가스의 유량, Q는 공기의 유량, Ff은 연료의 량, Effi는 가스 터빈(13)의 이론적인 열효율, Effa는 가스 터빈(13)의 실제 열효율, Wic는 압축기(11)에서 소모된 이론적인 전력 손실, Wac는 압축기(11)에서 소모된 실제 전력 손실, Wit는 가스 터빈(13)에서 생성된 이론적인 발생 전력, Wat는 가스 터빈(13)에서 생성된 실제 발생 전력, Pi는 이론적인 유효 전력, Pa는 실제 유효 전력, Ri는 가스 터빈(13) 출력에 대한 압축기(11)의 이론적인 전력, Ra는 가스 터빈(13) 출력에 대한 압축기(11)의 실제 전력, HRi는 이론적인 열량비(Heat rate), HRa는 실제 열량비이다.Where Qe is the flow rate of the exhaust gas, Q is the flow rate of the air, Ff is the amount of fuel, Effi is the theoretical thermal efficiency of the gas turbine 13, Effa is the actual thermal efficiency of the gas turbine 13, and Wic is the compressor 11. Is the theoretical power dissipated at, Wac is the actual power dissipated in the compressor 11, Wit is the theoretical generated power generated in the gas turbine 13, Wat is the actual generated power generated in the gas turbine 13, Pi is the theoretical active power, Pa is the actual active power, Ri is the theoretical power of the compressor 11 to the output of the gas turbine 13, Ra is the actual power of the compressor 11 to the output of the gas turbine 13, HRi is the theoretical heat rate and HRa is the actual calorie ratio.

그리고, 최종적으로 상기 산출된 성능 데이터를 이용하여 터빈(13) 및 압축기(11)의 이론적인 압축 과정과 실제 압축 과정을 고려한 압축비 증가에 따른 터빈(13) 효율의 변화(도 4), 압축비 증가에 따른 터빈(13) 출력(Net work)의 변화(도 5), 압축기(11)와 연소기(12) 및 터빈(13) 각 부의 조건을 나타내는 그래프(도 6), 압축기(11) 입구측 온도 변화에 따른 보정 곡선의 변화(도 7), 비습도 변화에 따른 보정 곡선 변화(도 8), 상대 습도 변화에 따른 보정 곡선의 변화(도 9), 기타 압축비 증가에 따른 터빈 효율과 출력의 관계, 대기 온도에 따른 가스 터빈의 보정 곡선의 변화, 대기 온도의 변화에 영향을 받는 절대 습도의 변화에 따른 가스 터빈(13)의 보정 곡선의 변화, 상대 습도의 변화에 영향을 받는 절대 습도의 변화에 따른 가스 터빈(13)의 보정 곡선의 변화, 발전소 부지의 높이에 따른 가스 터빈(13)의 보정 곡선의 변화, 압축기(11) 입구측 압력 손실에 따른 가스 터빈(13)의 보정 곡선의 변화, 가스 터빈(13) 출구측 압력 손실에 따른 가스 터빈(13)의 보정 곡선의 변화를 나타내는 그래프를 구현하여 데이터 출력부(24)를 통해 출력한다(S314).Finally, the change in the efficiency of the turbine 13 according to the increase in the compression ratio considering the theoretical compression process and the actual compression process of the turbine 13 and the compressor 11 by using the calculated performance data (FIG. 4), and the compression ratio increase. According to the change of the turbine 13 output (Net work) (Fig. 5), the compressor 11 and the combustor 12, and the condition of the respective parts of the turbine 13 (Fig. 6), the compressor 11 inlet temperature Change in the correction curve according to the change (Fig. 7), change in the correction curve according to the change in non-humidity (Fig. 8), change in the correction curve according to the change in the relative humidity (Fig. 9), and the relationship between the turbine efficiency and output according to the increase in the compression ratio , The change in the calibration curve of the gas turbine according to the ambient temperature, the change in the calibration curve of the gas turbine 13 according to the change in the absolute humidity affected by the change in the ambient temperature, the change in the absolute humidity affected by the change in the relative humidity Of the calibration curve of the gas turbine 13 according to the Change in the correction curve of the gas turbine 13 according to the height of the edge, change in the correction curve of the gas turbine 13 according to the pressure loss at the inlet side of the compressor 11, and the gas turbine according to the pressure loss at the outlet side of the gas turbine 13 ( A graph showing a change in the correction curve of 13) is implemented and output through the data output unit 24 (S314).

또한, 본 발명에 따른 실시 예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.In addition, the embodiment according to the present invention is not limited to the above description, and various alternatives, modifications, and changes can be made within the scope apparent to those skilled in the art.

이상과 같이, 본 발명은 대기에 관한 데이터와 가스 터빈이 설치되는 부지의 높이에 대한 정보를 입력 받아 압축기, 연소기 및 터빈 각 부의 조건을 결정하고,이를 토대로 가스 터빈의 성능을 측정할 수 있는 데이터를 산출하며, 나아가 상기 산출된 성능 데이터를 그래프화 함으로써, 가스 터빈의 성능을 용이하게 측정할 수 있고, 가스 터빈의 설계 데이터 증감을 통해 성능 변화를 확인할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention receives data on the atmosphere and information on the height of the site where the gas turbine is installed, determines the conditions of each part of the compressor, the combustor, and the turbine, and based on the data, the data of the performance of the gas turbine can be measured. By calculating the and further graphing the calculated performance data, it is possible to easily measure the performance of the gas turbine, there is an effect that can confirm the performance change through the increase and decrease of the design data of the gas turbine.

Claims (2)

터빈이 설치되는 부지의 높이(Site Elevation: H) 정보와 함께 대기에 대한 정보(Weather Data)인 대기 온도(Ta), 대기 압력(Pa) 및 상대 습도(RH) 정보를 입력받는 단계와;Receiving information on atmospheric temperature (Ta), atmospheric pressure (Pa), and relative humidity (RH), which are weather information (Weather Data), together with the height (Site Elevation) information of the site where the turbine is installed; 연료의 타입과 연료 성분의 분석을 통해 공기와 연료의 연소량의 비율을 결정하는 단계와;Determining a ratio of the combustion amount of air and fuel through analysis of the type of fuel and the fuel component; 기저장된 모델별 압력 손실 데이터를 이용하여 압축기 입구측 공기의 압력 손실(PiL)과 터빈 출구측 가스의 압력 손실(PoL)을 결정하는 단계와;Determining pressure loss (PiL) of the compressor inlet air and pressure loss (PoL) of the turbine outlet gas by using previously stored pressure loss data for each model; 상기 부지 높이(H) 정보와 대기 온도(Ta) 정보를 이용하여 해당 높이(H)에서의 대기 온도인 수정 대기 온도(T1)를 산출하는 단계와;Calculating a modified atmospheric temperature (T1) which is an atmospheric temperature at the height (H) by using the site height (H) information and the atmospheric temperature (Ta) information; 상기 대기 압력(Pa)과 압축기 입구측 압력 손실(PiL) 및 상기 산출된 수정 대기 온도(T1)를 이용하여 압축기 입구측 압력(P1)을 산출하는 단계와;Calculating a compressor inlet pressure P1 using the atmospheric pressure Pa, the compressor inlet pressure loss PiL and the calculated correction atmospheric temperature T1; 상기 대기 온도(Ta)를 이용하여 기저장된 대기 압력(Ta)별 포화 압력(Ps) 테이블에서 해당 대기 온도(Ta)에 대응하는 포화 압력(Ps)을 검색하고, 상기 검색된 포화 압력(Ps)과 부지 높이(H) 정보를 이용하여 대기 온도(Ta)에서의 습공기 압력(Pv)을 산출하는 단계와;The saturation pressure Ps corresponding to the atmospheric temperature Ta is retrieved from the previously stored saturation pressure Ps table for each atmospheric pressure Ta using the atmospheric temperature Ta, and the retrieved saturation pressure Ps Calculating the wet air pressure Pv at the atmospheric temperature Ta using the site height H information; 상기 압축기 입구측 압력(P1)과 상기 산출된 습공기 압력(Pv)을 이용하여 절대 습도(W)를 산출하는 단계와;Calculating an absolute humidity (W) using the compressor inlet pressure (P1) and the calculated wet air pressure (Pv); 압축기의 작동 원리를 이용하여 ISO 조건에서의 압축비(P2/P1)에 대한 대기온도 변경에 따른 수정 압축 비율(σ)을 산출하는 단계와;Calculating a correction compression ratio σ according to the change of the atmospheric temperature with respect to the compression ratio P2 / P1 under the ISO condition using the operation principle of the compressor; 상기 연료 분석시 산출되는 공기 유량(Q1), 압축기 입구 압력(P1), 입구 온도(T1) 및 입구측 공기의 엔트로피(S1)를 이용하여 압축기 입구측 조건, 연소기 입구측 조건, 터빈 입구측 조건 및 터빈 출구측 조건을 순차 결정하는 단계와;Compressor inlet side condition, combustor inlet side condition, turbine inlet side condition using air flow rate Q1, compressor inlet pressure P1, inlet temperature T1, and entropy S1 of inlet side air calculated during the fuel analysis And sequentially determining turbine outlet conditions; 상기 결정된 압축기, 연소기 및 가스 터빈의 각 조건을 이용하여 가스 터빈의 성능 데이터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 성능 데이터 산출 방법.And calculating the performance data of the gas turbine using the determined conditions of the compressor, the combustor, and the gas turbine. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 산출된 성능 데이터를 그래프화하여 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈의 성능 데이터 산출 방법.And graphing and outputting the calculated performance data.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20120033140A (en) * 2010-09-29 2012-04-06 한국전력공사 Device for anticipating of compressor performance map

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