Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Application of hydrogen as fuel in gas turbines based on GE and Siemens cycles

Piotr Puszka

Abstract

The work deals with the use of hydrogen as a fuel in gas turbines. Because of the more frequent concerns associated with climate change, increasingly strict regulations designed to reduce greenhouse gas emissions are being placed. The energy sector is being forced to implement changes in order to exploit alternative energy sources. Hydrogen derived from renewable sources of energy is a clean energy medium, whose combustion produces only water. The use of hydrogen as a fuel for gas turbines is one of the solutions for energy system to the increasing requirements that are being placed upon them. The subject of this study is to analyze the parameters of standard gas turbine, by replacing methane with hydrogen. Changes in power and efficiency of cycles were taken into account. In the theoretical part of the paper basic information about hydrogen as a fuel for gas turbine, together with the assumptions adopted in the calculation and analysis of a simple gas turbine system powered by hydrogen were presented. The most important relations between different elements of the gas turbine were described. Theoretical part of the work ends with an overview of technology and projects to enable the hydrogen combustion in gas turbines, and problems related to its combustion together with proposed solutions. Models of gas turbines fueled with hydrogen in various configurations in comparison to the same turbine powered by methane are presented in computational part of the work. One of the systems is based on existing power plant with hydrogen turbine in the Italian town of Fusina. Model of the system from Fusina has performance comparable to the performance of the actual installation. Computer program GateCycle 6.1.2 was used to construct the gas turbine models. Performance parameters for each system were calculated and listed. The summary consist of comparative analysis of the results and conclusions deriving from them.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Piotr Puszka (FPAE) Piotr Puszka,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Wykorzystanie wodoru jako paliwa w turbinach gazowych na przykładzie układów GE i Siemensa
Supervisor
Jarosław Milewski (FPAE/IHE) Jarosław Milewski,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)
Study subject / specialization
, Energetyka (Power Engineering)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
12-02-2016
Issue date (year)
2016
Pages
75
Internal identifier
MEL; PD-3499
Reviewers
Jarosław Milewski (FPAE/IHE) Jarosław Milewski,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Marcin Wołowicz (FPAE/IHE) Marcin Wołowicz,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
wodór, metan, turbina gazowa, GateCycle, temperatura spalania, niskoemisyjność, sprawność, moc
Keywords in English
hydrogen, methane, gas turbine, GateCycle, combustion temperature, low emission, efficiency, power
Abstract in Polish
Praca dotyczy zastosowania wodoru jako paliwa w turbinach gazowych. Z powodu coraz częstszych obaw związanych ze zmianami klimatu, wprowadzane są coraz ostrzejsze normy, mające zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych. Sektor energetyczny jest zmuszany do zmian mających na celu wykorzystanie alternatywnych źródeł energii. Wodór pochodzący z odnawialnych źródeł energii jest czystym medium energetycznym, którego spalanie produkuje tylko wodę. Wykorzystanie wodoru jako paliwa do turbin gazowych jest jedną z odpowiedzi na rosnące wymagania stawiane przed układami wytwarzającymi energię elektryczną. Przedmiotem niniejszej pracy jest analiza parametrów standardowych turbin gazowych, przy zastąpieniu metanu wodorem z uwzględnieniem zmian mocy i sprawności układów. W części teoretycznej zostały przedstawione podstawowe informacje na temat wodoru jako paliwa do turbiny gazowej wraz z przyjętymi w obliczeniach założeniami oraz analiza prostego układu turbiny gazowej zasilanej wodorem. Opisane zostały najważniejsze zależności pomiędzy poszczególnymi elementami turbiny gazowej. Część teoretyczną pracy zamyka przegląd technologii i projektów mających umożliwić spalanie wodoru w turbinach gazowych oraz problemów związanych z jego spalaniem i proponowane rozwiązania. W części obliczeniowej zostały przedstawione modele turbin gazowych zasilanych wodorem w różnej konfiguracji w porównaniu z tymi samymi turbinami zasilanymi metanem. Jeden z układów jest bazowany na istniejącej elektrowni z turbiną wodorową we włoskiej miejscowości Fusina. Model układu z Fusiny ma osiągi porównywalne do osiągów rzeczywistej instalacji. Do konstrukcji modeli wykorzystany został program GateCycle 6.1.2. Dla każdego z układów obliczono osiągi i zestawiono najważniejsze z parametrów. Podsumowaniem rozważań jest analiza porównawcza otrzymanych wyników i wyciągnięcie wynikających z nich wniosków.
File
  • File: 1
    Puszka_Piotr_2015_wykorzystanie_wodoru_w_GT.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 9150

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT4143754943a340df933f4c91bd65e785/
URN
urn:pw-repo:WUT4143754943a340df933f4c91bd65e785

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page