Energetische Untersuchung des Gesamtprozesses eines erdgasbefeuerten Gas- und Dampfturbinenkraftwerks mit Oxyfuel-Technologie

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Beschreibung

In dieser Arbeit wird der GuD-Prozess unter Oxyfuel-Bedingungen hinsichtlich der Einflussgrößen auf den Nettowirkungsgrad untersucht. Dazu wird ein konventionelles GuD-Kraftwerk im Luftfall modelliert und für den Betrieb unter Oxyfuel-Bedingungen angepasst. Die Gesamtprozessbetrachtung schließt auch die Modellierung der Sauerstoffbereitstellung mittels kryogener Luftzerlegung und die Aufbereitung des CO₂ mit ein. Für die Gasturbine des GuD Kraftwerks werden zwei Varianten betrachtet, die sich in ihrem Verbrennungskonzept, d. h. einstufige und sequentielle Verbrennung, unterscheiden. Die Modellierung des Gesamtprozesses erfolgt in EBSILON®Professional. Die Teilprozesse mit Luftzerlegung und CO₂-Aufbereitung werden mit ASPEN Plus® modelliert. Aufgrund der hohen Druckverhältnisse unter Oxyfuel-Bedingungen wurde in der Arbeit ein Modell entwickelt, mit dem der polytrope Wirkungsgrad des Gasturbinenverdichters in Abhängigkeit vom Druckverhältnis berechnet werden kann, ohne bereits eine detaillierte Verdichtergeometrie festzulegen.