CH225035A - Gasturbinenanlage. - Google Patents

Description

      GasturbInenanlage.       Die Erfindung bezieht sich auf eine Gas  turbinenanlage, in welcher die Abgase eines       befeuerten,    mit     Wärmeaustauschflächen    ar  beitenden     Gaserhitzers    eine Turbine     beauf-          schla;gen.    Die     Wärmeaustauschflächen    eines  Gaserhitzers werden auf der Seite der Ver  brennungsgase durch bei der Verbrennung  entstehende Asche und andere     feste    oder       flüssige    Rückstände im Laufe des Betriebes  zunehmend verschmutzt.

   Der Wärmedurch  gang durch die     Wärmeaustauschflächen    wird  durch diese     Verschmutzung    wesentlich     ver-          mindert.    Wird die Austauschfläche so be  messen, dass sie im reinen Zustand     genüg,          um,die        verlangte        Wärmemenge    von den Ver  brennungsgasen an das zu erhitzende Gas  überzuführen, so wird mit     zunehmender     Verschmutzung das zu beheizende Gas  zu kühl     bezw.    die Abgase zu heiss den Er  hitzer verlassen.

       Bemisst    man den Gaserhitzer  umgekehrt     s.o,    dass er noch bei einer :gewissen  Verschmutzung der     Wärmeaustauschflächen     genügend Wärme überträgt, so werden zu       Beginn,    bei     geringerer    Verschmutzung die    Heizgase zu kühl     bezw.    die zu erhitzenden  Gase zu heiss austreten. Um die in diesem  zweiten Fall eintretenden Nachteile zu ver  hüten, wird gemäss der Erfindung in der vom  Erhitzer zur Turbine führenden     Abgasleitung     ein Brenner angeordnet.

   Man hat es dann     in     der Hand, mit Hilfe des Brenners den infolge       wachsender    Verschmutzung der Austausch  flächen sich     verändernden    Zustand der Ab  gase vor dem Eintritt in die Turbine auszu  gleichen.

   Es ist dann möglich, am Anfang  des Betriebes die Abgase des Erhitzers so zu       erwärmen,    dass sie mit dem gleichen Zustand  in die Turbine strömen wie bei stärkerer Ver  schmutzung nach längerer     Betriebszeit.    Wei  ter kann noch die     Leistung    des Brenners des       Gaserhitzers    nach Massgabe des Zustandes des       erhitzten    Gases eingestellt werden.     Damit     kann auch der Zustand der erhitzten Gase  während     einer    längeren Betriebszeit aus  geglichen, werden.  



  Es empfiehlt sich, mit der     Veränderung     der Belastung auch den Gaszustand innerhalb  gewisser Grenzen zu verändern; dabei soll      jedoch bei ein und demselben     Belastungsgrad     der     Zustand    trotz der Verschmutzung der       Wärmeaustauschflächen    der gleiche bleiben.  Die Leistung des in der Abgasleitung an  geordneten Brenners kann zum     Beispiel    in  Abhängigkeit von der Temperatur oder von  der Temperatur und vom Druck der     Abgase          eingestellt    werden.

   Zweckmässig wird die     Lei-          stung    des in der Abgasleitung     angeordneten     Brenners so     einsgestellt,    dass die     Temperatur     der Abgase am Eintritt in die Turbine mit  abnehmendem Druck sinkt und mit zu  nehmendem     Druck    steigt. Die schon     erwähnte          Einstellung        des        Brenners    im Gaserhitzer  kann in Abhängigkeit von der Temperatur  des erhitzten     Gases    so erfolgen, dass diese  Temperatur unveränderlich bleibt.  



  Ein Beispiel des     Erfindungsgegenstandes          ist        nachstehend    an Hand der     Zeichnung    näher       erläutert.        Fig.    1     stellt    eine Gasturbinen  anlage nach der Erfindung dar,     Fig.    2     zeigt     die     in    der Anlage nach     Fig.    1     verwendete          Brennerregelung.     



  Das Arbeitsmittel, von dem ein Teil in  einem     Kreislauf    umströmt, wird vom Ver  dichter 1     (Fig.    1) in     verdichtetem    Zustand in  den     Rekuperator    2 geführt. Aus     diesem    ge  langt ein Teil     in    den     befeuerten,    mit     Wärme-          austauschflächen        arbeitenden        Gaserhitzer    3,

         um    anschliessend als erhitztes Gas in die  Turbine 5     weiterzuströmen.    Das aus der  Turbine     abströmende        Arbeitsmittel        gelangt          schliesslich    durch den     Rekuperator    2     und    über  den Kühler 7 wieder in den Verdichter 1 zu  rück.

   Aus dem     beschriebenen    Kreislauf wird  ein Teil des     Arbeitsmittels    abgezweigt und       durch    die Leitung 4 zum Brenner 25 des       Gaserhitzers    3 geleitet,     aus    welchem die     Ab-          gase    durch die Leitung 13 in die Turbine 6  gelangen und     schliesslich        ins        Freie    abströmen.  



       Zum    Ersatz des dem Kreislauf entzogenen       Arbeitsmittels    wird durch den Verdichter 8  Luft     angesaugt    und in verdichtetem Zustand  im     Rekuperator    2 dem Kreislauf beigemischt.

    Um die Menge dieser     Ersatzluft    einzustellen,  kann eine     grössere    oder     kleinere    Menge     durch     die     mittels        des        Organes    10 einstellbare Um-         gehungsleitung    9 wieder     in    die     Saugleitung          des        Verdichters        zurückgeführt    werden.  



  Die Turbine 5     treibt    den Hauptverdich  ter 1 und den     Vorverdichter    8,     während    die  Turbine 6 den     Stromerzeuger    12     antreibt,    der  die     Leistung    auf ein     nicht        gezeichnetes    Netz  abgibt. Der     Anlassmotor    11     dient    zum In  betriebsetzen der Anlage.  



       In    der     Leitung    13     ist    ein Brenner 14 an  geordnet, mit     dessen    Hilfe die Temperatur  der Abgase erhöht werden kann. Das Regel  organ 15 in der     Brennstoffzufuhrleitung     stellt die Menge des     Brennstoffes    und     damit     die     Brennerleistung    nach     Massgabe    des     Tem-          peraturfühlers    17     und    des     Druckfühlers    20  ein.

       Der    dem Brenner 25     des    Erhitzers 3 zu  geführte Brennstoff wird durch das     Regel-          organ    26     nach        Massgabe    des Temperaturfüh  lers 27 und des     Druckfühlens    28     eingestellt.     Durch die     beschriebene        Einstellung        kann     nicht nur der     Zustand    des     Abgases,

      sondern  auch der     Zustand    des     erhitzten    Gases in einer       Weise        ausgeglichen        werden,    dass die während  einer     längeren.        Betriebszeit    zunehmende Ver  schmutzung der     Wärmeaustauschflächen    im  Gaserhitzer auf den Betrieb der     Anlage          keinen        Einfluss@    ausüben kann.  



  Die     Regelorgane    15 und 26     (Fig.    1) sind  gleich ausgebildet.     Jedes    Regelorgan ist       durch        einen    Hebel 23     (Fig.    2) mit dem Tem  peraturfühler 17 und dem     Druckfühler    20 in       Verbindung.        Der    Temperaturfühler 17 besitzt       einen    in der     Abgasleitung    13     angeordneten          Behälter    16, welcher     mit    einem     Mittel    ge  füllt ist,

       dessen        Druck        um.    so höher ist, je  grösser die     Temperatur        ist.    Dieser Druck       wird    über den Kolben 18, der Feder 19 ent  gegenwirkend auf den     Hebel    23     übertragen.     Durch den Druckfühler 20 wird der Druck  der     Abgase    über den     Kolben    21 der Feder 22       entgegen        ebenso    auf den Hebel 23     übertragen.     



  Die     Leistung    des in der     Abgasleitung    13  angeordneten Brenners kann so     eingestellt     werden,     dass    die     Temperatur    der Abgase am  Eintritt     in    die Turbine 6 ,einen für jeden     Be-          lastungsgrad    bestimmt     zugeordneten    Wert       aufweist.    Trotz zunehmender Verschmutzung  im     Laufe    des Betriebes bleibt     dann    die Tem-           peratur    für jeden einzelnen Belastungsgrad  über eine     längere    Betriebszeit unverändert.

    Der Brenner 25 im Gaserhitzer 3 kann so ein  gestellt werden, dass die     Temperatur    der Gase  am Eintritt in die Turbine 5 unverändert       bleibt.     



  Anstatt eines einzigen Brenners können  auch deren mehrere in die Leitung oder in  den Erhitzer eingesetzt sein, von denen alle  oder nur ein Teil geregelt werden. Zur Rege  lung der Brenner können auch andere als die       beschriebenen    Vorrichtungen verwendet wer  den, so können zum Beispiel die Druck- und  die Temperaturempfänger in der vom Er  hitzer zur     Nutzleistungsturbine    führenden  Leitung vor dem Brenner angeordnet sein. Es  ist auch möglich, -die Einstellung der den  Brennern einerseits im Gaserhitzer und  anderseits in der     Abgasleitung    zugeführten  Brennstoffmenge zu verkoppeln und gemein  sam in Abhängigkeit von ein und denselben  Impulsen     vorzunehmen.  

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Gasturbinenanlage, in welcher die Abgase eines befeuerten, mit Wärmeaus.tauschflächen arbeitenden Gaserhitzers eine Turbine beauf- schlagen, dadurch gekennzeichnet, dass in der vom Erhitzer zur Turbine führenden Abgas leitung ein Brenner angeordnet ist, mit dessen Hilfe der infolge wachsender Verschmutzung der Austauschflächen sich verändernde Zu stand der Abgase vor dem Eintritt in die Turbine ausgeglichen wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Gasturbinenanlage nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Lei- stung des Brenners des Gaserhitzers nach Massgabe des Zustandes des erhitzten Gases eingestellt wird.

   2. Gasturbinenanlage nach' Patentan spruch, :dadurch gekennzeichnet, dass die Lei stung des Brenners in -der Abgasleitung in Abhängigkeit von der Temperatur der Ab gase eingestellt wird. 3. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung des Brenners in, der Abgasleitung zusätzlich in Abhängigkeit vom Druck der Abgase ein gestellt wird.

   4. Gasturbinenanlage nach den Unteran sprüchen. 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung des Brenners in der Abgas leitung so eingestellt wird, dass die Tempera tur der Abgase am Eintritt in die Turbine mit abnehmendem Druck sinkt und mit zu nehmendem Druck steigt. 5. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 1, dadurch ,gekennzeichnet, .dass die Leistung des Brenners des Gaserhitzers in Abhängig keit von der Temperatur des erhitzten Gases eingestellt wird.

   6. Gasturbinenanlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistung des Brenners im Gaserhitzer und die Lei stung des Brenners in der Abgasleitung ge meinsam so eingestellt werden, dass der in- folge wachsender Verschmutzung der Aus tauschfläche sich verändernde Zustand nicht nur der Abgase, sondern auch der erhitzten Gase ausgeglichen wird.