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Untersuchungen zur Optimierung der Wasserrückgewinnung in einem Gasturbinenprozess mit Dampfeindüsung
Art der Abschlussarbeit
Master
Autoren
- Müller, Jasmin
Betreuer
- Prof. Dr. André Lerch
- Dipl.-Ing. Astrid Weigert
Weitere Betreuer
Dr.-Ing. Guntram Buchheim (TUD, Professur für thermische Energiemaschinen und -anlagen)
Abstract
Gasturbinen mit integrierter Dampfeindüsung bieten die Möglichkeit zur Entkopplung der Erzeugung von Elektroenergie und Wärme. Die Einbringung von Dampf in die Turbine erhöht den Massenstrom des Rauchgases und führt entweder zu einer Senkung des Brennstoffverbrauchs bei konstanter Leistung oder zu einer Leistungssteigerung bei konstanter Temperatur. Der Nachteil einer GiD-Anlage ist der Wasserverbrauch bzw. die Kosten die durch die Wasseraufbereitung entstehen. Ziel ist es daher, das im Rauchgas enthaltene Wasser zu kondensieren und wiederzuverwenden. Um eine optimale Kreislaufführung zu planen, sind Kenntnisse über Kondensatquantität und -qualität in Abhängigkeit des Anlagenbetriebs nötig. In dieser Arbeit wurde die Quantität und Qualität des Rückkondensats der GiD-Anlage des Zentrums für Energietechnik der Technischen Universität Dresden in Abhängigkeit von Leistung, Dampf und Veränderung der Kondensationsanlage (Rezirkulation des Rückkondensats) untersucht. Um das Verhalten von Stickstoffoxiden, die bei dem Betrieb der Gasturbine entstehen, zu bestimmen, wurde ein physikalisches Modell auf Grundlage von Verbrennungsprozessen und Phasenübergängen ausgearbeitet. Ein zweites Modell zur Prognose der Rückkondensatquantität und –qualität wurde aus der Auswertung von den Analyseergebnissen der Qualitätskomponenten (Leitfähigkeit, pH-Wert, Nitrit und Nitrat) und der Quantitätsuntersuchung erstellt. Zudem wurde eine Wirtschaftlichkeitsanalyse sowie Bewertung der Wasseraufbereitung in Hinblick auf eine Wiederverwendung des Rückkondensats und eine Betrachtung der Emissionen unter dem Aspekt des Bundesimmissionsschutzgesetzes durchgeführt.
Schlagwörter
Gasturbine, Dampfinjektion, GiD, Kondensator, Wasserrückgewinnung, Stickstoffoxide, Kondensatqualität
Berichtsjahr
2015