コンバインドサイクルのモデル化と過渡解析
1
コンバインドサイクルとは
コンバインドサイクルはガスタービン(ブレイトンサイクル)と蒸気タービン(ランキンサイクル)を組み合わせた発電方式です。ガスタービンの燃焼器出口では1,100~1,500℃の高温燃焼ガスを発生させてタービンを回しますが、500~600℃の排ガスが放出されます。この排熱を利用して排熱回収ボイラー(HRSG)で蒸気を作り、蒸気タービンを回します。多軸型コンバインドサイクルの模式図を図 1に示します。

2
Flownexによるモデル化
Flownexによる多軸型コンバインドサイクルの簡易モデルを図 2に示します。

3
シナリオ設定
シナリオ設定により、燃料(天然ガス)の供給量を減少させます(図 3の紫線)。

過渡解析結果
4
発電出力の変化
燃料供給量の変化によって、他のパラメータがどのように変化するかを観察します。図 4は、黒線:圧縮機の消費電力、緑線:ガスタービンの発電出力、赤線:ガスタービン発電出力-圧縮機消費電力、青線:蒸気タービン発電出力です。

5
タンク内液面の変化
図 5は排熱回収ボイラー(HRSG)と復水器の液面の高さです。赤線:HRSGの液面、青線:復水器の液面。

サイクル線図と性能曲線

機器の性能曲線と動作点

図 7 圧縮機の性能曲線(縦軸:圧力比、横軸:修正流量)と動作点

図 8 ガスタービンの性能曲線(縦軸:圧力比、横軸:修正流量)と動作点

図 9 蒸気タービンの性能曲線(縦軸:タービン効率、横軸:修正流量)と動作点
感度分析




















