Ocena efektywności pracy zespołu turbiny gazowej sprzężonej z nadkrytyczną siłownią ORC

Przedstawiono możliwość poprawy efektywności pracy zespołu turbiny gazowej poprzez zastosowania dodatkowego obiegu ORC wykorzystującego entalpię spalin wylotowych z turbiny. Autorzy przyjęli, że w siłowni ORC realizowany jest obieg nadkrytyczny. Przeprowadzona analiza dotyczy zespołu turbiny gazowej o mocy elektrycznej 5,25 MW, zasilanej gazem ziemnym. W analizie uwzględniono kilka czynników organicznych (decan, benzen, cykloheksan, toluen). Przykładowe wyniki dla zespołu turbiny gazowej z obiegiem ORC dla cykloheksanu (temperatura pary przed turbiną w obiegu ORC - 400°C) są następujące: sprawność elektryczna układu - 41,6% (sama turbina gazowa 30,5%), moc elektryczna układu - 7,17 MW (wzrost mocy w stosunku do mocy samej turbiny gazowej wynosi około 37%). Uzyskane wyniki obliczeń potwierdziły możliwość poprawy efektywności pracy zespołu turbiny gazowej dzięki zastosowaniu dodatkowego obiegu ORC.

---

Presented is the possibility to improve work efficiency of a gas turbine generating unit by application of an additional Organic Rankine Cycle utilizing the enthalpy of exhaust gases from a turbine. It is assumed that in ORC installation a supercritical cycle is realized. Analysed is a 5,25 MW natural gas fired turbine unit and in this analysis several organic agents like decane, benzene, cyclohexane or toluene are taken into consideration. Exemplary results for gas turbine unit with ORC cycle for cyclohexane (steam temp. before the turbine in ORC cycle - 4000C) are as follows: system electric efficiency - 41,6% (gas turbine only - 30,5%), system electric power - 7,17 MW (power growth in relation to the power of gas turbine only - about 37%). Obtained results confirm possibility to improve the gas turbine unit work efficiency thanks to application of additional ORC cycle.