The principles of the object oriented slug tracking schemes at EPT (Department of Energy and Process Engineering, NTNU) have been developed and discussed in some detail.Simple bench-mark testing revealed that the LASSI code suffers form a pipe inclination-dependant lack of mass conservation, the cause of which is presently unidentified.Comparing simplified and non-simplified SLUGGIT simulations with experimental data published by Taitel <i>et al.</i> mostly indicate a reasonable correspondence, though the precision is somewhat imprecise. In particular, obtaining stable riser flow (free of significant pressure oscillations) at low liquid flow rates was not managed without excessive gas rates.This is possibly a consequence of the method's intrinsic slug flow approximation to dispersed regimes, but further investigation showed that the methods stability response altered with recent code versions in which alterations to management procedures was identified as the main differences, indicating that the SLUGGIT method's riser stability properties are quite sensitive to intuition-based section management routines. Further developing the models to better accommodate vertical flow regimes is advised.Supplementary testing was afforded through the development of a steady-state unit-cell type model for phase fractions in the riser. Excellent accordance with simulation data was found, confirming that the SLUGGIT model is capable of reproducing stable, expanding bubble flow. Coarse resolution served to disturb this process as bubbles becomes longer and are affected by riser entrance and exit effects. It was also found that pressure oscillations caused by such entrance and exit effects display the typical characteristics of terrain slugging and may be mistaken as such.With basis in the P50 Girassol pipeline, a systematic investigation into operational instability phenomena has been carried out using the available boundary conditions. Instabilities rooted in gas accumulation in jumpers, possibly also influenced by the U-bend, were found when studying the fixed pressure open inlet condition. The character of these instabilities were of a frequency and intermittency uncongenial to the field data. Most instability phenomena captured in these simulations were sensitive to changes in geometry, inlet condition and management parameters. Severe slugging was initially found to dominate the flow picture with a fixed flow closed inlet condition. Also this type of operational instability had too high a frequency to be a match with the field data. Nor does the well-know `shark fin' pressure profile of the terrain slugging liquid build-up and blow-out precesses match the sinusoidal character of the field data.It was recently found that the supplied field data needed adjustment for phase transition at the inlet state, amounting to a considerable reduction in gas flow. This produced predictions of more stable production compatible with those generated by external participant, though significant pressure fluctuations were still observed. These fluctuations were found to originate from slugging in the U-bend and entrance effects as large Taylor bubbles formed through coalescence and penetrated into the riser.This latter cause is believed to be a feature of the limited, non-dispersed flow objects available in the EPT models.A production index type boundary condition was implemented to better accommodate the well production response. Even so, the conditions under which the Girassol field instability data was recorded could not be recreated satisfactorily without gas lift and PVT support implemented. Simulations including the productivity index inlet indicated, for the most part, that without the presence of a gas lift system, the pipeline is likely to come to a complete stand-still; unless the liquid in riser and well are strongly aerated at all times, the well head will not be sufficient to overcome the total system liquid column weight.

AbstractIn order to utilize the fossil resources on the Norwegian continental shelf, technology and expertise have proven to be of great importance and hence, essential for further exploration and development of new resources. A key element in this matter is the subsea wet gas compression technology which enables the transport of well stream directly to a land based treatment system, or more remote processing facilities offshore. Compression of gas at the seabed is a significant technology advance no one has previously made. The technology of subsea gas compression is one of the most important measures to deliver increased volumes from existing gas fields as well as developing resources in more remote and vulnerable areas.Due to the need of expertise and development of subsea installations, in order to meet the demand for fossil fuels and be competitive in a constantly increasing market, the Norwegian University of Science and Technology (NTNU) has built an experimental rig to test a wet gas compressor. The rig is unique and important to analyze the basic mechanisms and occurrence of instabilities related to wet gas compression. Both the literature review and the experimental work presented here are performed in order to visualize and document instabilities related to the phenomena surge and stall. Experimental data in this master thesis are obtained from a one- stage wet gas centrifugal compressor with an axial direct inlet. The stage involves a shrouded impeller, a vaneless diffuser and a volute. The compressor is a part of an open loop facility that is located at NTNU in Trondheim. The test rig is designed to operate with different amounts of liquid in the gas with gas volume fractions (GVF) and gas mass fractions (GMF) down to correspondingly 0.95 and 0.5. Applications in LabView were made and designed to analyze the raw data from the pressure sensors and pitot tubes in order to post-process and represent the data in a graphical manner. Log files from a total of seven scientific experiments with dry- and wet gas were documented and analyzed to identify the impeller outlet angle and achieving a more precise identification of wet gas surge initiation and instability precursor. The steady state flow angle experiments revealed a stringent increase in flow angle with decreasing volume flow, for both the dry gas test of 10000 and 9000 rpm, with maximum corresponding flow angles of 81.5 and 86 degrees. A sudden rise in flow angle gradient was found to occur at a volume flow of 0.95 m3/s and 0.8 m3/s for 10000 rpm and 9000 rpm, respectively, due to the volute causing a shift change from deceleration to acceleration performance, at the respective volume flows. Flow angle measurements of dry gas were further validated and compared with Matlab and CFD simulation revealing coincident trends. The performed wet gas tests were associated with a greater uncertainty than dry gas, due to the influence of liquid. However, the wet gas curves showed distinct trends with lower discharge angles across the spectrum compared to the case for dry gas measurements.The transient surge identification test was conducted on 7500 rpm with alternating GMF in the range from 0.6 to 0.42. The pressure characteristic revealed the first sign of intermittent behavior at a volume flow of 0.26 m3/s prevailing sudden stringent static pressure fluctuations. The corresponding frequency spectrum for dynamic pressure sensors shows that the critical disturbance occurs, and is enhanced at low frequencies causing the initiation of surge at a volume flow of 0.27 m3/s. A pitot tube set-up for identification of surge onset was evaluated and compared to the measurements conducted by a static pressure-, a differential pressure- and a high responsive dynamic pressure sensor. The detection tube indicated a possible precursor to surge by prevailing change and high fluctuations in the stagnation pressure.Observation through the impeller inlet showed that an annular backflow ring was formed with decreasing volume flow. The first observation of the ring shape was done for a volume flow of 0.3 m3/s, followed by larger developments and a chaotic flow path with complete backflow for volume flow lower than 0.25 m3/s.

Hovedfokus for oppgaven er å analysere nytten av en pumpe som et tillegg til kraftverket som ble vurdert i prosjektoppgaven ”Alternative tekniske løsninger for utbygging av lavtrykks kraftverk”. Kraftverket er plassert ved overføringstunnelen mellom hovedmagasinet og inntaksmagasinet til Tyin kraftverk. Prosjektoppgaven anbefalte å installere en Kaplan-turbin med kapasitet på ca. 9,5 MW og 35 m3/s i kraftverket. Dette er derfor grunnlaget for denne oppgaven.Hovedbegrunnelsen for en pumpe i systemet er at mye av tilsiget går direkte i inntaks-magasinet (Torolmen), som har relativt liten magasineringskapasitet. En må derfor noen ganger kjøre Tyin kraftverk selv om prisene er ugunstige og en heller skulle ønske å magasinere vannet. Ved å pumpe vannet fra for eksempel deler av vårflommen rundt 30 meter fra Torolmen og opp i det store magasinet i Tyinsjøen, kan en unngå produksjon i Tyin kraftverk til de mest ugunstige prisene. Kostnadene til investering i og drift av pumpa veies opp mot verdiøkningen som oppstår når dette vannet kjøres både gjennom Torolmen kraftverk og Tyin kraftverk etter at prisene har økt. Verdiøkningen gjelder hovedsaklig for produksjonen i Tyin kraftverk siden fallhøyden her er over 30 ganger så stor som pumpehøyden.Fem forskjellige pumpestørrelser er vurdert, og brukt i simuleringer av mengde pumpet vann og inntekt fra prisdifferansene i årene 2006 til 2011. Det er også gjort overslagsberegninger på hvilken prisdifferanse som er nødvendig for å kunne betale ned kapitalkostnaden for pumpa med ulike mengder pumpet vann. Resultatene sannsynliggjør lønnsomheten for pumpa. Pumpa gir økt fleksibilitet for hele systemet til en forholdsvis liten kostnad. Den prisdifferansen som skal til for å tjene inn pumpa er liten. I et marked som periodevis vil ha stort overskudd med stor sannsynlighet for kortere perioder med priskollaps, kan en pumpe som tar unna vannet være meget lønnsom. Stabiliteten til kraftverket er også vurdert. For å unngå for stor treghet i systemet og store trykkstøt som kan skade anlegget er en nødt til å ha en svingesjakt i systemet. Denne bør ha et vannspeilareal på minst 45 m2 for å unngå ustabile U-rørssvingninger mellom sjakt og magasin. Ved avslag etter pådrag får en også mye vann som må tas vare på. For å unngå overløp, må en finne en måte å ta unna dette vannet på, for eksempel øke tverrsnittet av sjakten ytterligere. Trykkøkningen foran turbinen blir på over 30 prosent, selv med et vannspeilareal i sjakten på 70 m2. Det trengs derfor en ventil eller luke som åpner seg ved brått avslag for å unngå dette. Tidskonstantene for vannveien gir en indikasjon på at systemet blir tungregulert og tregt, og et kraftverk ved Torolmen bør kjøres på et sterkt nett. Det vil mest sannsynlig si at kraftverket må kjøres samtidig med Tyin kraftverk. For å minske belastningen på nettet og sikre at pumpa ikke får fullt moment så raskt at det skader akslingen og motoren, kan en installere en soft-starter eller pumpe med turtallsregulering.

SammendragNye byggeforskrifter og krav til energimerking har bidratt til et økt fokus på energibruk i bygninger. Spesielt gjelder dette energibruk til kjøling i bygninger. Samtidig har de nye forskriftene gjort det mindre fordelaktig å benytte lokal mekanisk kjøling. Dette gjør det interessant å se på om kjøling kun med ventilasjonsluft kan være et alternativ, og i så fall hvilke ventilasjonsprinsipp som egner seg best for dette.Det er i denne oppgaven, med bruk av forsøk og simuleringer, sett på hvilket av de toventilasjonsprinsippene fortrengningsventilasjon og omrøringsventilasjon, som best egner seg til klimatisering av et vanlig kontor i et yrkesbygg i en sommersituasjon. Oppgaven er en videreføring av prosjektoppgaven som var en teoristudie av samme problemstilling. Først ble det gjennomført forsøk med tre ulike tilluftsventiler: to fortrengningsventiler, og en omrøringsventil. Forsøket ble satt opp slik at det skulle ligne mest mulig på et vanlig kontor, og det ble gjennomført to forsøk på hver tilluftsventil. De to forsøkene hadde konstante forhold med unntak av tilluftstemperaturen som ble variert. Forsøkene ble utført ved Airson Engineering sitt prøvelaboratorium i Ängelholm.Resultatene viste at alle tilluftsventilene oppnådde tilfredsstillende termiske forhold, men med klare forskjeller seg imellom. Begge fortrengningsventilene oppnådde en lavere lufttemperatur i oppholdssonen(for sittende personer) enn omrøringsventilen.Deretter ble det benyttet et simuleringsprogram, IDA ICE, for å beregne de termiskeforholdene og for å teste programmet opp mot forsøkene.Resultatene viste at for forsøkene med fortrengningsventilasjon var beregningene gode i den nedre del av rommet, mens for øvre del av rommet og avtrekket avviker simuleringene og de målte verdiene.For forsøkene med omrøringsventilasjon avvek simuleringene noe, ca. 1-2 °C, fra de målte verdiene.For alle forsøkene er det imidlertid en relativt god korrelasjon mellom de simulerte og de målte verdiene innenfor oppholdssonen for sittende personer(opp til 1,1m), da avvikene her er ca. < 1 °C. For øvre del av rommet ble det ikke gjort noen målinger med unntak av en i avtrekket, og her var avviket mellom simuleringene og de målte verdiene større, ca. < 3 °C. Det må imidlertid nevnes at det faktiske varmetapet fra forsøksrommet er betydelig større enn det simulerte, og dette skyldes mest sannsynlig skjulte kuldebroer og lignende som ikke blir fanget opp av simuleringsprogrammet.Resultatene viser at fortrengningsventilasjon oppnår en lavere temperatur i oppholdssonen for sittende personer enn omrøringsventilasjon. De målte verdiene for forsøkene med fortrengningsventilasjon ligger 1-1,5 °C under tilsvarende forsøk med omrøringsventilasjon, noe som er litt mindre enn praktiske erfaringer, men fremdeles utslagsgivende for energibruken til kjøling.Dette betyr at fortrengningsventilasjon vil kreve mindre kjøleenergi ennomrøringsventilasjon ved samme krav til termisk komfort.En enkel analyse av energibruken til kjøling viste at det kan oppnås store energibesparelser ved å heve tilluftstemperaturen bare med 1-2 °C.Fortrengningsventilasjon gir altså muligheten for å heve tilluftstemperaturen og dermedredusere energibruken til kjøling av uteluften, samtidig som den termiske komfortenopprettholdes.

Denne oppgaven har tatt for seg et prosessanlegg for fjerning av karbondioksid og tyngre hydrokarboner ved bruk av lavtemperatur destillasjon, kombinert med en Dividing Wall Column. Målet har vært å undersøke mulighetene og eventuelt fordelene ved bruk av lavtemperatur destillasjon for ulike fødegasser med varierende andel CO2, og potensialet for bruk av DWC i en slik prosess.Ryan-Holmes konsept for CO2-fjerning integrert med LNG produksjon har blitt benyttet som grunnlag for fire ulike konfigurasjoner av prosessanlegget. For å sammenlikne ytelsen til anlegget med en annen teknologi har også et prosessanlegg som benytter aminfjerning av CO2 blitt modellert. De fem ulike konseptene har blitt simulert og optimalisert i HYSYS, for tre fødegasser med henholdsvis 5,5 %, 20 % og 50 % CO2. Resultatene fra de forskjellige simuleringene har blitt presentert og diskutert. Bruk av DWC i en slik prosess har ikke vist seg å gi en betydelig endring i energibruk. Den er derimot lett å regulere og reduserer antall destillasjonskolonner i prosessen med én enhet, samtidig som den overholder krav til renhet for de ulike produktene. For gasser med fraksjon på 20 % CO2 eller lavere viser resultatene fra denne oppgaven at amin fjerning av karbondioksid har et lavere forbruk av elektrisitet og varme. Sammenliknet med modellen med aminfjerning var forbruket av elektrisitet 23 % høyere for modellen med DWC, mens forbruket av varme var 3 % høyere. Fra gassen med 20 % CO2 til gassen med 50 % CO2 økte forbruket av elektrisitet med 48 % og forbruket av varme med 405 % for modellen med aminfjerning av CO2. For gassen med 50 % CO2 var forbruket av elektrisitet 7 % høyere for modellen med DWC mens forbruket av varme var 32 % lavere. På grunn av den markante økningen i forbruket av varme for modellen med aminfjerning ble det totale forbruket av energi betydelig lavere for modellene som benytter lavtemperatur destillasjon.For gasser med høyere fraksjon CO2 enn 20 % vil lavtemperatur destillasjon kunne være mer lønnsomt, spesielt for tilfeller der tilgangen på varme er begrenset. Denne oppgaven konkluderer med at fjerning av karbondioksid og tyngre hydrokarboner ved bruk av lavtemperatur destillasjon har et stort potensiale for fødegasser med høy fraksjon CO2.

I denne oppgaven undersøkes det muligheten for å optimalisere våtgasskompressoren til NTNU. Oppgaven studerer muligheten for å optimalisere impelleren ved å endre kappeprofil og utløpshøyde B2. I tillegg er partikler simulert gjennom kompressoren for å etterligne våtgass. Effekten av å endre kappeprofil og utløpshøyde har på strømningen, er simulert med Ansys CFX. Antall kjørte simuleringer er 14 på originaldesign, 32 fordelt på 5 forskjellige kappeprofiler, og 8 partikkelsimuleringer med impeller, diffusor og spiralhus. Total er 54 simuleringer kjørt.Simuleringsdomenet er begrenset til et blad i impelleren. Utløpet er forlenget for å oppnå økt simuleringsstabilitet, og for å sammenlikne resultater med målinger. Konvergeringskriteriet er satt til 1e-5 for liten variasjon mellom simuleringene. Grensebetingelser på innløpet er total trykk og temperatur på 0,9 bar og 25 °C. På utløpet er massestrøm benyttet, som har vist seg å være en stabil metode for simuleringene. For å simulere forskjellige driftspunkt og slik tegne kompressorkarakteristikken for kompressoren, er massestrømmen endret på.Av simuleringene på fem forskjellige kappeprofiler, viste fire ingen forbedring i forhold til originalimpeller. Den femte kappeprofil navngitt 14mm pluss viste en maksimal økning i trykkforhold på 0,27 %, og i total polytropisk virkningsgrad på 0,43 %. Kappeprofilen var bedre enn originalimpeller ved lav volumstrøm, men vurderes totalt sett som et dårligere alternativ. Den lave forbedringen ved endring på kappen, viser et behov for å endre bladprofilen for å optimalisere impelleren.Partikkelsimuleringene viste at partiklene kolliderte med høy hastighet i hub i innløpet til bladpassasjen med medfølgende bevegelsestap. Partiklene ble avbøyd av corioliskraften og traff trykksiden av bladet tidlig i bladpassasjen. Deretter ble de slynget tangentielt ut i spiralhuset hvor en ny kollisjon med vegg fant sted. Kollisjoner i høy hastighet kan gi erosjonsproblemer, og bør unngås. Endring av massetettheten til partiklene viste liten endring i partikkelbanen. Dette indikerer at kollisjoner i kompressoren blir vanskelig å unngå uten modifikasjoner av kompressoren. Partiklene reduserte strømningsvinkelen til gassen i diffusor, som ga en mindre logaritmisk strømningsbane. Kortere strømningsbane ga økt trykkgjenvinning gjennom diffusor med 4 %. Samme trend er observert i laboratorium.Sammenlikning av resultater fra simuleringer med målinger viste god overensstemmelse. Maksimalt avvik på simuleringene er funnet på 5 % for pitotmålinger av strømningsvinkel, og 0,3 % for trykkmålingene. Målingene viste en annen avhengighet av volumstrøm enn hva simuleringene viste. En tilsvarende trend for strømningsvinkel var funnet ved kappen, som kan indikere pitotrøret som benyttes for målingene ikke er sentrert i diffusor. Det er dermed nødvendig å kontrollere plassering av pitotrøret før resultatet vurderes ytterligere. Ulikheten i trykkgjenvinning i målingene kan være mekaniske fenomen i kompressorriggen. Det er i fremtiden nødvendig å foreta flere målinger for å bekrefte/avkrefte dette. I oppgaven fremkommer ingen dokumentasjon av strømningsbildet i impelleren. Det var ikke mulig på daværende tidspunkt å foreta nødvendige målinger. På bakgrunn av dette er det utført et litteratursøk for å finne metoder som er mulig å benytte. Strømningsbildet i eksisterende kompressorrigg kan dokumenteres ved å benytte olje eller tynn maling for å tegne strømningslinjer på overflatene gjennom kompressoren. Andre muligheter krever modifikasjoner ved å bytte enkelte deler med gjennomsiktige. Dette er nødvendig for å kunne utføre nødvendige målinger. Usikkerhet i hvor gjennomførbart modifikasjonene er på kompressorriggen, ble det foreslått å konstruere en ny testrigg. En ny testrigg gir full frihet i utseendet. Den kan tilpasses sofistikerte målingsmetoder, og anses som det beste alternativet.

Kravene til å redusere energiforbruk i eksisterende og ny bygningsmasse øker stadig. Det er derfor viktig å se på hvordan disse kravene kan oppnås uten at det går på bekostning av inneklimaet. I byggprosjektering benyttes simuleringsprogram i økende grad til å stadfeste byggets energiytelse og til å vurdere inneklima og termisk komfort. Derfor er det viktig med god kompetanse ved bruk av simuleringsprogrammer. Det benyttes i dag en rekke standarder som setter kriterier for prosjektering av bygg. For passivhus er det allerede utarbeidet en standard for bolighus, mens en standard for yrkesbygg er på god vei og er forventet innført fra høsten 2012. Fra 2015 skal det i Norge innføres passivhusnivå i byggforskriftene. Det er nødvendig for en hver bruker av disse å være kritisk til hvordan man benytter seg av disse i simuleringer og byggprosjektering generelt.Rapporten beskriver innledningsvis momenter rundt vurdering av energiytelse og termisk komfort. Deretter velges en rekke systemløsninger og parametere som er aktuelle å analysere. Disse er av både passiv og aktiv art. Av passiv art vurderes to ulike fasadeutforminger. Av aktiv art er det hovedfokus på sammenlikning av romkjøling og ventilasjonskjøling, med eller uten nattventilasjon og ved ulike settpunkter for kjøling.Bygget som simuleres er et kontorbygg i Oslo som skal stå ferdig rundt årsskiftet 2012/2013. Det opprettes så simuleringsmodeller for dette bygget i simuleringsverktøyet IDA ICE 4.2. Modellene som er utarbeidet varierer mellom utsnitt av ytre og indre soner av bygget, med den hensikt å studere termiske forhold innad i bygget. Det er også gjennomført års-simuleringer av en representativ etasje for bygget for å gi et inntrykk av byggets energiytelse.Rapporten anbefaler ventilasjonskjøling og nattkjøling som en systemløsning som gir tilfredsstillende termisk komfort samtidig som det gir bygget god energiytelse. Resultatene som har blitt utarbeidet viser også hvordan ulike fasadeutforminger med ulik glassandel påvirker byggets termiske inneklima og energiytelse. Et rom i kjernen av bygget har også blitt studert med tanke på tilførsel av luftmengder til rom som står tomme i lengre tid. Årssimuleringene viser at byggets energiytelse påvirkes av minimumsluftmengdene som er satt for ventilasjonskjøling. Dersom disse er for høye om vinteren vil det kjøle ned bygget unødvendig, og kompensasjon må til med oppvarming. Riktig valg av minimumsmengder gjør ventilasjonskjøling til det beste valget energimessig. Dette avhenger selvsagt også av riktig tilluftstemperatur og reelle komponenter som tilrettelegger stor variasjon i luftmengder og lave tilluftstemperaturer.Ved bruk av effektiv solavskjerming som aktiveres ved 50 W/m2 innstrålt effekt på innsiden av glasset er det funnet at ulike soneinndelinger av bygget har mindre å si for resultatet av en energiberegning.

The title of the thesis - "Offshore Rankine Cycles" - is very general and cover a large range of engineering fields, e.g. thermodynamic cycles (Rankine, ORC, Brayton, Kalina, etc.), mechanical equipment (gas/steam turbine, heat exchangers and additional equipment) and safety concerns (flammable and/or toxic fluids, high temperature and pressures), to name the most important.The thesis try to give a brief overview of all critical points and alternatives, concerning employment of a waste heat recovery machine on offshore facilities, although focus has been on three more specified cases, namely:1. Comparison of a steam cycle vs. an organic Rankine cycle for high temperature operating conditions.2. Study of heat exchanger parameters on total cycle performance.3. Investigation of a modular expander setup versus a single expander.To compare a steam cycle to an organic cycle, a choice of working fluid for the organic cycle had to be made. After some investigation, toluene was chosen as it is a "common" fluid with known properties and was found to be a viable option for high temperature heat sources, both for subcritical and supercritical operation. Due to water being constricted to subcritical operation a CO2 cycle was implemented as a comparison to the supercritical toluene cycle. The main focus of the comparison was exergy losses during heat transfer and power output.The heat exchanger parameter study was conducted with a printed circuit heat exchanger as an example. The study of overall cycle performance has close connections to the heat exchanger size, since it is an important parameter concerning offshore employment due to costly "footprint". The cycle's dependency on the heat exchanger is mainly by the heat transfer rate, or heat load, which the heat exchanger applies to the cycle. The heat transfer rate is given by the heat exchanger`s ability to reduce the temperature of the exhaust gases. This ability depends on the two fluids involved and the geometry of the heat exchanger. While the choice in working fluid and pinch points sets the amount of heat transferred, the remaining analysis rest on the overall heat transfer coefficient (UA) to balance the heat load. When fluid properties are determined, the UA - value is again dependent on heat exchanger geometry and further variation of these parameters will in turn reveal the size of the heat exchanger. When imposing a working fluid to the cold side of the heat exchanger an optimization in heat exchanger volume could be found at specified heat load.A VBA macro has been made where expander parameters (rated power and efficiency vs. volumetric flow rate values) could be used as inputs to calculate the power output of two expanders in a modular setup relative to a single expander as reference.

This work involves the study of heating systems that combine solar collectors, geothermal heat pumps and thermal energy storage in the ground. Solar collectors can reduce the electricity use in these systems by reducing the operation time of the geothermal heat pump and by increasing the ground source temperature. These systems can be designed in many ways, consequently the complexity is high. The purpose of this study has been to develop simulation models to study the behavior of these systems, with emphasis on the thermal energy storage in the ground. A simulation tool with several models has been developed in the simulation software TRNSYS based on the proposed heating system at the GEL under the metrological conditions of Shanghai. The program was used for an intensive simulation study, in which the interaction with the borehole heat exchanger, the geothermal heat pump, the evacuated tube collector and the load requirements could be analyzed. A base case was developed to make it possible to vary and compare the design parameters of interest, such as the ground storage volume, the flow rate of the solar collector and the solar collector area. The base case was based on the design parameters of the GEL. The GEL was used as reference building and was simulated in TRNBuild with the thermal characteristics of the building material. From the simulations the heating demand of the building could be obtained and the building model could later on be used as a heat load for the other simulation models. The results showed that the there were heating demand from November to March. The four operation modes of the proposed heating system at the GEL were presented. All of the operation modes were simulated in TRNSYS. The four operation modes were solar thermal ground storage, solar direct heating, direct heat exchange with the ground storage and geothermal heat pump. The operation modes worked in two different seasons, storage season and heating season. The ground storage mode was studied thoroughly by varying the parameters of interest. To test the significance of the borehole configuration, the storage volume was kept constant and the number of boreholes and the borehole spacing were varied. It was found that a compact pattern with a high number of boreholes and small borehole spacing is favorable for borehole thermal energy storages. The performance of a ground storage is directly linked to the storage size. The solar collector efficiency is highly dependent on the return temperature of the storage. It was decided to continue to work with a compact pattern of the storage, rather than the base case of the GEL. This is because this kind of storage showed the most promising storage efficiency and also reached a high ground temperature during storage season.Simulations of the heating modes showed that the solar direct heating mode, the direct heat exchange with ground storage mode and the geothermal heat pump mode can each cover 37%, 25% and 38% of the heating demand respectively. For the simulations of the geothermal heat pump it was shown that the borehole depth is a very important factor for the system performance. Too short borehole depth will cause unstable and too low temperatures at the inlet of the evaporator. To compare the electricity use of a geothermal heat pump system with and without solar collectors there were also performed simulations for a traditional geothermal heat pump system. Results showed that 26.1% of the electricity consumption could be saved. The savings was mostly due to the reduced operation time of the heat pump, since other heating modes could be used. The studies showed that due to the complexity of such systems it is very important to perform simulations to optimize the performance. There are many factors that play an important role since there are so many components involved. The simulations showed that sizing of the system is critical for the system performance.

Nitrogen oxides (NOx) are formed by oxidation of nitrogen during the combustion process, and production rate is highly affected by flame temperature. NOx is regarded as a local pollutant causing smog, acid rain and health complaints, and strictest emission regulations are found in urban areas. Reduction of NOx emissions from gas turbines can be achieved by modifying the combustion process or by exhaust gas clean up. Several technologies are already commercial available, but there are still a great many being developed. Increased focus on the environment also forces manufacturers to improve existing technology. In this report, different NOx abatement technologies are looked into, and an optimal solution for the coming gas turbines on Skarv Idun is presented. Different techniques are compared in terms of thermal efficiency, emissions, maintenance requirements, load acceptance and rejection, engine stability and reliability and availability. Application and suitability of available technologies for reducing NOx from the selected gas turbines is discussed, and user experience for these is collected. It is showed that all technologies influence operation of the gas turbines to some extent, either by increasing/decreasing efficiency or by affecting engine stability. They also differ in their ability to reduce NOx emissions over the entire load range. Due to weight and space restrictions on offshore installations, limited technologies are suitable for platforms and boats. Gas turbines installed offshore are usually aero-derivative engines with high efficiency and relative low emissions of CO2. This year, Norwegian government introduced a NOx tax in order to reduce NOx emissions from the petroleum industry. Operators are forced to use best available technology, and dry low emission control (DLE) is the only one considered qualified as far as NOx is concerned. DLE is also chosen as the optimal solution for the planned gas turbines on Skarv Idun, due to small operational impacts and positive experience from existing fields. It is however recommended to allocate space in case a new and better combustor with lower emission levels is developed. Looking at a longer perspective, Cheng technology including steam injection into the gas turbine combustor seems very promising for NOx abatement.