• 제목/요약/키워드: VIGV

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발전용 가스터빈의 시동특성 해석 (Analysis of Start-Up Characteristics of Gas Turbines for Power Generation)

  • 김재환;송태원;김동섭;노승탁
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집B
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    • pp.662-667
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    • 2000
  • A simulation procedure for a full transient analysis of the start-up of heavy-duty gas turbines for power generation is constructed. Compressor stages are grouped into three categories (front, mid, rear) and three different stage characteristic curves are applied to consider the different low-speed operating characteristics. Start-up behavior of a typical single-shaft gas turbine for power generation is simulated. The predicted transient behavior shows a good agreement with the field data. Special attention is paid to the effects of the modulation of VIGV on start-up characteristics, which play a key role in the stable operation of gas turbines.

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가변 안내익을 이용한 터보팬 엔진 제어시스템 (Control System of Turbofan Engine with Variable Inlet Guide Vane)

  • 배경욱;민찬오;천봉규;이창용;이대우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제42권3호
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    • pp.237-242
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    • 2014
  • 항공기용 터보팬 엔진의 성능이 이륙과 같이 급격하게 변하는 상황일 때 압축기에서 서지현상이 발생할 수 있는데, 본 논문에서는 이를 방지하는 것을 목적으로 한다. 제안된 시스템은 연료유량을 개루프 명령으로 생성하고, 가변 안내익을 폐루프로 설계하여 터보팬 엔진에 대한 제어시스템을 고전적인 PID제어기와 퍼지 추론 기법을 적용하여 설계하였다. 시뮬레이션은 SIMULINK를 이용하였는데, 제어로직 구성을 위한 동역학적 모델링은 NPSS(엔진해석프로그램)와 SIMULINK를 연동시켜주는 SIMUNLINK BLOCK인 NPSS S-function을 설계하여 이용하였다. 그리고 시뮬레이션 결과로 PID와 Fuzzy 모든 방법에 있어 VIGV의 제어결과로 서지현상을 방지할 수 있음을 증명하였다.

부하추종 운전방법에 따른 고체산화물 연료전지/가스터빈 하이브리드 동력 시스템의 부분부하 성능특성 (Part-load Performance Characteristics of a Solid Oxide Fuel Cell/Gas Turbine Hybrid Power System Operating with Various Load-following Operation Modes)

  • 김재훈;양진식;노승탁;손정락
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제30권3호
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    • pp.193-200
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    • 2006
  • The purpose of this study is to compare the part-load performance of a SOFC/GT hybrid power system with three different kinds of load-following operation modes. The primary mode for the part load operation of a hybrid power system is the reduction of supplied fuel (e.g., fuel control mode) to the hybrid system. The other two options, i.e., variable speed and VIGV controls, are related to the reduction of supplied air simultaneously with the reduction of supplied fuel to the system. With the performance analysis of a SOFC/GT hybrid power system, it is concluded that the variable speed con佐ol mode Provides the best performance for the part-load operations. It is also found that the VIGV control mode, with its better performance behavior than the fuel control mode, can be used as an important option for the part-load operation especially in case that the variable speed control mode can not be adopted.

가변 안내익 및 정익을 가지는 소형 터보팬 엔진의 성능예측을 위한 통합 해석법 연구 (An Approach for the Integrated Performance Analysis of a Small Turbofan engine with Variable Inlet Guide and Variable Stator Vane)

  • 김상조;김동현;손창민;김귀순;김유일;민성기
    • 한국추진공학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.23-32
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    • 2012
  • 본 연구에서는 가변 안내익과 가변 정익을 가진 압축기가 적용된 소형 터보팬엔진의 통합성능해석법에 대한 연구를 수행하였다. 통합해석을 위해 Isight를 이용하여 엔진성능해석프로그램(NPSS)과 압축기탈 설계점 성능프로그램(STGSTK)을 연계하여 해석할 수 있는 절차 및 연계프로그램을 구축하였다. 각각의 해석프로그램은 실험데이터와 비교하여 타당성을 검증하였다. 이러한 통합 해석법을 적용한 결과 탈설계점에서 요구되는 서지마진을 가지는 가변시스템의 작동 조건을 예측할 수 있었다.

가변 안내익을 이용한 터보팬 엔진 압축기의 서지 제어 (Surge Control of Turbofan Engine Compressor with the Variable Inlet Guide Vane)

  • 배경욱;김상조;한동인;민찬오;이대우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권7호
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    • pp.539-546
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    • 2013
  • 항공기용 터보팬 엔진에서 압축기 성능이 단 시간에 변화가 클 경우, 이를테면 항공기가 이륙하는 상황에서와 같이 엔진 회전속도(RPM)를 공회전(idle) 상태에서 최대로 증가 시킬 때, 항공기의 엔진 성능이 급격하게 변화하므로 압축기 내에서 서지현상이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 서지현상 발생 방지를 그 목적으로 하였다. Simulink를 이용하여 특정 상황에서 압축기 내에 일어나는 동적 움직임을 모사하였다. 연료유량을 입력값으로 하고 그에 따른 RPM, 공기유량은 전달함수로 나타냈으며, NPSS를 통해서 획득한 압축기 성능 맵을 통해 서지마진을 출력하였다. 서지마진을 기준 값 10%와의 차이를 PD제어하여 IGV(Inlet Guide Vane)각을 변화시킴으로써 즉, VIGV를 이용하여 압축기 내의 서지라인과 운용점 사이의 마진을 증가시켜 서지현상이 발생하는 것을 방지하였다.

고체산화물 연료전지/마이크로 가스터빈 하이브리드 시스템의 성능 해석 (Performance Analysis of a Solid Oxide Fuel Cell/Micro Gas Turbine Hybrid System)

  • 양진식;송태원;김재훈;손정락;노승탁
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.273-276
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    • 2005
  • Performance analysis of a solid oxide fuel cell/micro gas turbine hybrid system is conducted at design-point and part-load conditions and its results are discussed in this study. With detailed considerations of the heat and mass transfer phenomena along various flow streams of the SOFC, the analysis based on a quasi-2D model reasonably predicts its performance at the design-point operating conditions. In case of part-load operations, performance of the hybrid system to three different operation modes(fuel only control, speed control, and VIGV control) is compared. It is found that the simultaneous control of both supplied fuel and air to the system with a variable MGT rotational speed mode is the optimum choice for the high performance operation. And then, the dynamic characteristics of a solid oxide fuel cell are briefly introduced.

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마이크로 가스터빈의 탈설계 운전 성능특성 (Performance Characteristics for Off-design Operation of Micro Gas Turbines)

  • 김동섭;황성훈
    • 한국유체기계학회 논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.39-47
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    • 2004
  • Micro gas turbines are designed with low turbine inlet temperature and pressure ratio. To overcome the efficiency defect of the simple cycle, adoption of the recuperator is an inevitable choice. In addition to the design performance, we should also pay attention to the off-design performance of gas turbines since they usually operate at part-load conditions lot a considerable amount of their lifetime. This study analyzes off-design performance characteristics of micro gas turbines and addresses the importance of the recuperation process doting the part load operation. Comparative analyses have been performed to evaluate the part load performance differences among various design and operating options : simple vs recuperative cycles, single vs two shaft configurations, various operating strategies for the single shaft configuration, and current vs advanced engines. Major finding is that maintaining high turbine exhaust temperature is crucial for efficient operation of micro gas turbines.

마이크로 가스터빈의 탈설계 운전 성능특성 (Performance Characteristics for Off-design Operation of Micro Gas Turbines)

  • 황성훈;김동섭
    • 유체기계공업학회:학술대회논문집
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    • 유체기계공업학회 2003년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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    • pp.80-87
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    • 2003
  • Micro gas turbines are designed with low turbine inlet temperature and pressure ratio. To overcome the efficiency defect of the simple cycle, adoption of the recuperator is an inevitable choice. In addition to the design performance, we should also pay attention to the off-design performance of gas turbines since they usually operate at part-load conditions for a considerable amount of the time. This study aims at analyzing off-design performance characteristics of micro gas turbines and addressing the importance of the recuperator in the part load operation. Comparative analyses have been performed to evaluate the part load performance differences among various design and operating options : simple vs recuperative cycles, single vs two shaft configurations, various operating strategies for the single shaft configuration (fuel only control, variable speed operation, variable inlet guide vane control), and current vs advanced engines. Major finding is that maintaining turbine at high level is crucial in efficient operation of micro gas turbines.

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