Evaluierung des Modells zur Bestimmung der Quantität und der Qualität der Dampf- und Kondensatströme in einem Gasturbinenprozess mit Dampfeindüsung (engl.: Evaluation of the model for determining the quantity and quality of the steam and condensate flows in a gas turbine process with steam injection)

Research output: Types of ThesisMaster thesis

Contributors

  • Tim Naboth - (Author)

Abstract

Gasturbinenprozesse mit integrierter Dampfeindüsung sind flexible Kraft-Wärme-Kopplungsprozesse, bei denen eine gleichzeitige Bereitstellung von Wärme und Strom teilweise entkoppelt werden kann. Hierbei können fossile Brennstoffe effizient und sparsam eingesetzt werden. Zur Steigerung der Leistung und zur Reduzierung der Stickoxide im Rauchgas kann variabel Dampf in den Gasturbinenprozess eingedüst werden. Das dafür benötigte Wasser muss hinsichtlich seiner Eigenschaften eine bestimmte Qualität aufweisen. Zur Einsparung von Wasseraufbereitungskosten kann der im Rauchgas enthaltene Wasserdampf auskondensiert und nach einer Wiederaufbereitung erneut dem Prozess zugeführt werden. In dieser Masterarbeit wird die Wasserqualität und –quantität in Abhängigkeit der Versuchsdurchführung an der Versuchsanlage am Zentrum für Energietechnik an der Technischen Universität Dresden untersucht und ausgewertet. Im Zuge einer Vorgängerarbeit wurde ein Modell entwickelt, welches den Schadstoffübergang in die wässrige Phase während des Rückkondensationsvorganges beschreibt. Dieses Modell wird evaluiert und mit den Ergebnissen der Vorgängerarbeit verglichen. Zur Quantifizierung der Rauchgaszusammensetzung wird ein Modell zur Verbrennungsrechnung statistisch ausgewertet. Weiterhin wird die Wirksamkeit und die Wirtschaftlichkeit der Prozesswasseraufbereitungsanlage geprüft. Hierbei liegt der Fokus auf der Umkehrosmose.

Gas turbine processes with integrated steam injection are flexible heat and power plants in which the simultaneous provision of heat and electricity can be partially decoupled. Fossil fuels can be used efficiently and economically. In order to increase the output and to reduce the nitrogen oxides in the flue gas, steam can be variably injected into the gas turbine process. The water required for this purpose must have a certain quality in terms of its properties. To save water treatment costs, the water contained in the flue gas can be condensed and recycled to the process after a reprocessing.
In this master thesis, the water quality and quantity are examined and evaluated as a function of the experimental conditions of the pilot plant at the “Zentrum für Energietechnik” at the Dresden University of Technology. In the course of a previous work, a model was developed that describes the transfer of pollutants into the aqueous phase during the condensation process. This model is evaluated and compared with the results of the previous work. To quantify the flue gas composition, a model for the burn calculation is statistically evaluated. Furthermore, the effectiveness and cost-effectiveness of the process water treatment plant is examined. The focus here is on reverse osmosis.

Details

Original languageGerman
Qualification levelMaster of Science
Awarding Institution
Supervisors/Advisors
Defense Date (Date of certificate)23 May 2017
Publication statusPublished - 2017
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Keywords

Research priority areas of TU Dresden

Subject groups, research areas, subject areas according to Destatis

Sustainable Development Goals

Keywords

  • Gasturbine, GiD, Dampfinjektion, Prozesswasser, Kondensat, Umkehrosmose, Rauchgas, gas turbine, steam injection, process water, condenser, reverse osmosis, flue gas