Prediction of the Thermal Efficiency at Increased Pressure Ratio in an F-Class Gas Turbine with Operating Data

F급 가스터빈의 압력비 증가 시 운전데이터를 이용한 열효율 변동 예측

The gas turbine thermal efficiency has been predicted when the compressor pressure ratio increases from the previously set 13.5. Thermal efficiency has been predicted from 14.2 up to 18.2 at which the turbine work reaches its maximum value on the assumption that isentropic efficiency of the compressor and the turbine are constant using the operating data at the pressure ratio of 13.5. 35.11% of thermal efficiency has been acquired by the performance test when the pressure ratio increased to 16.2 since replacing the compressor low pressure stages. It's been approved that predicting thermal efficiency using the operating data at the pressure ratio of 13.5 is useful within 7.86% of tolerance as the figure measured by the performance test.

국내 S복합발전본부의 150 MW급 가스터빈 축류압축기(18단)에서 저압단(1~9단)을 교체하여 압축기의 압력비를 기존 13.5에서 증가시킬 때 가스터빈 열효율을 예측하였다. 압력비 13.5일 때의 운전자료로 구한 압축기 단열효율과 터빈 단열효율을 적용하여 압력비 14.2에서 터빈일이 최대가 되는 압력비인 18.2까지 압력비를 1씩 증가하면서 열효율을 예측하였다. 압력비 증가 시 이론 열효율은 각 압력비에 대하여 각각 36.95%에서 38.6%까지 예측되었다. 압축기 저압단 교체 후 압력비가 16.2으로 증가되었을 때 실시한 성능시험 결과 열효율은 35.11%였다. 압력비 16.2일 때의 이론 열효율 37.87%와 비교하여 7.86% 범위에서 일치하였다. 압축기 교체 전 압력비 13.5일 때의 운전자료로 구한 압축기 단열효율과 터빈 단열효율을 이용하여 압력비 증가 시의 열효율을 성능시험 열효율의 7.86%내에서 예측할 수 있다.