Kaasuturbiinin mallinnus
Hartikainen, Sami (2023)
Kandidaatintyö
2023
School of Engineering Science, Kemiantekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023062257906
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023062257906
Tiivistelmä
Kaasuturbiinit ovat energiantuotannossa yleisesti käytettävissä olevia laitteita. Kaasuturbiineissa eniten käytetty polttoaine on fossiilipohjainen maakaasu, joten ilmastoystävällisemmät vaihtoehtoiset polttoaineet ovat energiantuotannon kannalta kiinnostavia. Eräs kaasuturbiineihin sopiva vaihtoehtoinen polttoaine on vetykaasu, jota on mahdollista tuottaa reformoimalla metanolia.
Työssä tutustuttiin kirjallisuuskatsauksen muodossa metanolin tuotantoon ja reformointiin, sekä sen käyttöön energiantuotannossa. Lisäksi selvitettiin kaasuturbiinien toimintaa, sekä miten vetykaasun käyttö polttoaineena vaikuttaa kaasuturbiiniin sekä sen rakenteeseen. Työn tavoitteena oli mallintaa metanolin reformoinnin sisältävä kaasuturbiiniprosessi, joka käyttää polttoaineena reformoinnissa syntyvää vetykaasua, sekä tarkastella, millainen muodostunut prosessi on.
Työssä muodostettiin Aspen plus -ohjelmaa käyttäen simulaatiomalli metanolista muodostettua vetyä käyttävälle kaasuturbiiniprosessille. Työssä todettiin metanolisyötöllä toimivan kaasuturbiinin pystyvän tuottamaan lähes yhtä paljon energiaa kuin maakaasua polttava turbiini yhtä suurilla syötön moolivirroilla. Lisäksi kirjallisuusosassa todettiin vetykaasun poltolle sopivan kaasuturbiiniprosessin polttokammion eroavan rakenteellisesti maakaasua polttavasta turbiinista, johtuen kaasujen erilaisista ominaisuuksista.
Työssä tutustuttiin kirjallisuuskatsauksen muodossa metanolin tuotantoon ja reformointiin, sekä sen käyttöön energiantuotannossa. Lisäksi selvitettiin kaasuturbiinien toimintaa, sekä miten vetykaasun käyttö polttoaineena vaikuttaa kaasuturbiiniin sekä sen rakenteeseen. Työn tavoitteena oli mallintaa metanolin reformoinnin sisältävä kaasuturbiiniprosessi, joka käyttää polttoaineena reformoinnissa syntyvää vetykaasua, sekä tarkastella, millainen muodostunut prosessi on.
Työssä muodostettiin Aspen plus -ohjelmaa käyttäen simulaatiomalli metanolista muodostettua vetyä käyttävälle kaasuturbiiniprosessille. Työssä todettiin metanolisyötöllä toimivan kaasuturbiinin pystyvän tuottamaan lähes yhtä paljon energiaa kuin maakaasua polttava turbiini yhtä suurilla syötön moolivirroilla. Lisäksi kirjallisuusosassa todettiin vetykaasun poltolle sopivan kaasuturbiiniprosessin polttokammion eroavan rakenteellisesti maakaasua polttavasta turbiinista, johtuen kaasujen erilaisista ominaisuuksista.