Optimizacija kombiniranog Brayton-Rankineova ciklusa s obzirom na ukupni termički stupanj djelovanja

U radu je matematički modeliran kombinirani Brayton – Rankineov ciklus koji se sastoji od sljedećih komponenata: kompresora, komore izgaranja, plinske turbine, generatora pare na otpadnu toplinu, parne turbine, kondenzatora te pumpe. Definiran je model kombiniranog ciklusa s 13 karakterističnih točaka na ulazima, odnosno izlazima iz komponenata sustava. Za svaku točku dane su pripadajuća temperatura, tlak, entalpija i entropija. Iz zakona očuvanja energije izračunati su izmjenjeni toplinski tokovi i neto dobivene snage u sustavu, te termodinamički (termički) stupnjevi djelovanja pojedinačno plinskog i parnog ciklusa te ukupni termodinamički stupanj djelovanja kombiniranog ciklusa. U programskom paketu Matlab razvijen je odgovarajući numerički postupak za određivanje maksimalnog termodinamičkog stupnja djelovanja kombiniranog ciklusa uz zadana ograničenja: temperature dimnih plinova na ulazu u plinsku turbinu te temperature kondenzacije vodene pare u parnom dijelu ciklusa (kondenzatoru). Za svaki promatrani slučaj iznađene su radne točke kombiniranog procesa pri kojima se postiže taj traženi maksimalni termodinamički stupanj djelovanja. Zaključeno je da se kombiniranim ciklusom povećava ukupno dobivena snaga i ukupni termodinamički stupanj djelovanja procesa. Za temperaturu dimnih plinova na ulazu u plinsku turbinu od 1400 °C maksimalni termodinamički stupanj djelovanja kombiniranog procesa iznosi 61,5 %. Nadalje, u radu je dana i jednadžba pomoću koje se može preliminarno odrediti maksimalni termodinamički stupanj djelovanja za različite vrijednosti odabranih parametara ΔTpinch i izentropskog stupnja djelovanja kompresora te plinske i parne turbine