Modularity integration in the gas turbine sector for performance and cost optimization

Chavanel-Precloux, Lucas (2023). Modularity integration in the gas turbine sector for performance and cost optimization. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Production changes brought about by Industry 4.0 (I4.0) enable industries to respond to customer needs in a much more precise way. It also allows companies to focus on the development of sustainable and more efficient solutions. The energy sector needs evolution and the implementation of I4.0 and more precisely modularity could help solve many problems. This research focus on filling the research gap on I4.0 implementation in the Gas Turbine (GT) sector. A modular design application for GT has been developed. Its main objective is to ease the relationship between customer and engineer, by providing a quick and accessible design application but also pre-designed cycles, that propose solutions simulated and optimized with the customer requirements. This research will present the functioning of this application, the different variables used and the decision variable i.e., cost of energy. Simulation and comparison with literature GT cycles has been made to prove the accuracy of the simulation process. Finally, a study case is presented, placing the application in a hypothetical context to illustrate its benefits and the solutions it offers. The application has been found to correctly simulate GT cycles and its use corresponds to the stated objectives, however, it can be upgraded in many ways, with the addition of components, heat cycles, the optimization of the code or the integration of multiple entry variables.

Titre traduit

Intégration de la modularité dans le secteur des turbines à gaz pour l'optimisation des performances et des coûts

Résumé traduit

Les changements de production induits par l'industrie 4.0 (I4.0) permettent aux industries de répondre aux besoins des clients de manière beaucoup plus précise. Cela permet également aux entreprises de se concentrer sur le développement de solutions durables et plus efficaces. Le secteur de l'énergie a besoin d'évoluer et la mise en œuvre de l'I4.0, et plus précisément de la modularité, pourrait contribuer à résoudre de nombreux problèmes. Cette recherche vise à combler les lacunes de la recherche sur la mise en œuvre de l'I4.0 dans le secteur des turbines à gaz (GT). Une application de conception modulaire pour les turbines à gaz a été développée. Son principal objectif est de faciliter la relation entre le client et l'ingénieur, en fournissant une application de conception rapide et accessible, mais aussi des cycles préconçus, qui proposent des solutions simulées et optimisées en fonction des exigences du client. Cette recherche présentera le fonctionnement de cette application, les différentes variables utilisées et la variable de décision, à savoir le coût de l'énergie. La simulation et la comparaison avec les cycles GT de la littérature ont été effectuées pour prouver la précision du processus de simulation. Enfin, un cas d'étude est présenté, plaçant l'application dans un contexte hypothétique pour illustrer ses avantages et les solutions qu'elle offre. L'application s'est révélée capable de simuler correctement les cycles GT et son utilisation correspond aux objectifs fixés. Cependant, elle peut être améliorée de nombreuses façons, avec l'ajout de composants, de cycles thermiques, l'optimisation du code ou l'intégration de variables d'entrée multiples.

Type de document:	Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires:	"Manuscripted-based thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillement of the requirements for the degree of master in mechanical engineering with thesis". Comprend des références bibliographiques (pages 119-124).
Mots-clés libres:	industrie 4.0, modularité, turbines à gas, optimisation, simulation
Directeur de mémoire/thèse:	Directeur de mémoire/thèse Hof, Lucas
Codirecteur:	Codirecteur Maranzana, Roland
Programme:	Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt:	20 févr. 2024 20:18
Dernière modification:	20 févr. 2024 20:18
URI:	https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/3412

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