Growing environmental concerns are causing a large transformation within the energy industry. Within the gas turbine industry, there is a large drive to develop improved modern dry-low emission combustion systems. The aim is to enable gas turbines to run on green fuels like hydrogen, while still keeping emission as NOx down. To design these systems, a thorough understanding of the aerothermal and kinetic processes within the combustion system of a gas turbine is essential. The goal of the thesis was to develop a one-dimensional general network model of the combustion system of Siemens Energy SGT-700, which accurately could predict pressure losses, mass flows, key temperatures, and emissions. Three models were evaluated and a code that emulated some aspects of the control system was developed. The models and the code were evaluated and compared to each other and to test data from earlier test campaigns performed on SGT-700 and SGT-600. Simulations were also carried out with hydrogen as the fuel. In the end, a model of the SGT-700 combustion chamber was developed and delivered to Siemens Energy. The model had been verified against test data and predictions made by other Siemens Energy thermodynamic calculation software, for a range of load conditions. The preforms of the model, when hydrogen was introduced into the fuel mixture, were also tested and compared to test data / En växande medvetenhet kring klimatfrågan, har medfört stora förändringar i energibranschen. I och med detta behöver även gasturbinindustrin förbättra de nuvarande dry-low emissions systemen och göra det möjligt för gasturbiner att förbränna gröna bränslen som väte. Samtidigt måste också utsläppen av NOx hållas nere. För att kunna utforma dessa system behövs en fullständig förståelse för de aerotermiska och kinetiska processerna i en gasturbins förbränningskammare. Målet med detta examensarbete var att utveckla en endimensionell generell nätverksmodell för förbränningssystemet i Siemens Energys SGT-700. Modellen skulle noggrant kunna förutsäga tryckförluster, massflöden, viktiga temperaturer samt utsläpp. Tre modeller utvärderades och en kod som emulerade vissa aspekter av styrsystemet utvecklades också. Modellerna och koden utvärderades och jämfördes mot varandra och även mot testdata från tidigare testserier som utfördes på SGT-700 och SGT-600. Simuleringar utfördes också med väte som bränsle. Slutligen levererades en modell av SGT-700 förbränningskammaren till Siemens Energy. Modellen har verifierats för en rad olika lastfall, mot testdata och data som genererats av andra termodynamisk beräkningsprogram som utvecklats av Siemens Energy. Hur modellen uppförde sig när väte var introducerat in i olika lastfall jämfördes också mot testdata
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-298477 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Håkansson, David |
| Publisher | KTH, Strömningsmekanik och Teknisk Akustik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2021:056 |
Page generated in 0.1039 seconds