Einfluss der Umgebungstemperatur auf Leistung und Wirkungsgrad einer Kleingasturbine

Abstract

Hauptaufgabe dieser Diplomarbeit war es, die Auswirkung einer Umgebungstemperaturänderung auf den Betrieb der Kleingasturbine mittels zweier Messdaten, welche bei zwei unterschiedlichen Umgebungstemperaturen aufgenommen wurden, zu untersuchen. Bevor die Auswertung dieser Messdaten erfolgte, wurde eine theoretische Aufarbeitung der wichtigsten Einflussparameter (Umgebungstemperatur, Umgebungsdruck, usw.) durchgeführt, die dafür verantwortlich sind, dass Gasturbinen von ihrem Referenzzustand abweichen. Mit den ausgewerteten Messungen wurde darauffolgend die Auswirkung einer Umgebungstemperaturerhöhung auf die einzelnen Komponenten der Kleinasturbine bei konstanter Turbineneintrittstemperatur untersucht.<br />Wie erwartet, sind die Gesamtleistung und der Gesamtwirkungsgrad gesunken, wobei verdeutlicht wurde, dass sich der Umgebungstemperatureinfluss auf die Gasturbine bei steigender Betriebslast (durch Erhöhung der Turbineneintrittstemperatur) vermindert, d.h. der Wirkungsgrad- und Leistungsabfall fällt geringer aus. Um die Aussagekraft der Messauswertungen zu unterstreichen, erfolgte eine Auswertung der Herstellerdaten. Anschließend wurden die Sensitivitätskoeffizienten der Leistung und des Wirkungsgrades, welche die Leistungs- und Wirkungsgradabnahmen pro °C angeben, aus den ausgewerteten Hersteller- und Messdaten bestimmt und miteinander verglichen. Dieser Vergleich hat ergeben, dass die Abnahmen zufolge einer Umgebungstemperaturerhöhung relativ gut miteinander übereinstimmen. Zum Schluss erfolgte eine Gegenüberstellung der ausgewerteten Sensitivitätskoeffizienten mit jenen von Gasturbinen höherer Leistung, wobei die Sensitivitätskoeffizienten der Kleingasturbine im Vergleich zu diesen, wie erwartet, größer ausgefallen sind. D.h. der Einfluss der Umgebungstemperatur auf die Leistung und den Wirkungsgrad ist bei Kleingasturbinen stärker ausgeprägt als bei Gasturbinen mit höherer Leistung.