Verfahren zum Betrieb einer Gasturbinenanlage mit festen Brennstoffen. Die Verwendung fester Brennstoffe für Gasturbinenanlagen unter vorheriger Entzie hung des Öl- und Teergehaltes lässt sich mit Hilfe eines Druckvergasers gut verwirklichen. Dabei wird der Druckvergaser mit Luft und Wasserdampf als Vergasungsmittel beauf- schlagt. Bei Vorhandensein einer Dampf anlage kann der Dampf ohne weiteres dieser entnommen werden, sofern der Dampfdruck etwas höher als der Druck im Druckvergaser ist.
Nun ist eine derartige Lösung aber für ein selbständiges Gasturbinenkraftwerk denkbar ungeeignet. Man muss selbstverständlich bei jeder grösseren Gasturbinenanlage darauf achten, dass sie eine selbständige Einheit dar stellt, die nicht auf solche Anlagen angewiesen ist, die nicht unmittelbar zu ihrem Betrieb gehören.
Man hat daher schon vorgeschlagen, die Abwärme der Gasturbine zur Erhitzung des Vergasungsmittels heranzuziehen. Man muss aber natürlich bestrebt sein, die Verbren nunrs-und Beimischungsluft der Gasturbinen anlage durch die Turbinenabgase möglichst weitgehend vorzuwärmen, um einen günstigen Gesamtwirkungsgrad zu erhalten. Es hat sich nun als zweckmässig erwiesen, den Abwärme ausnutzungsgrad als das Verhältnis der er reichten Temperaturerhöhung der Luft zur möglichen Temperaturerhöhung bis zu etwa 80 /o anzusetzen.
Ein grösserer Abwärmeaus- nutzungsgrad erfordert eine unverhältnis mässig grosse Zunahme der Heizfläche, wäh- rend ein kleinerer Ausnutzungsgrad nicht den erwünschten Wirkungsgradzuwachs bringt. Bei einem derartigen hohen Abwärmeausnut- zungsgrad reicht aber die verbleibende Ab wärme nicht aus, um die erforderliche Dampf menge in den Druckvergaser einzubringen.
Um diese Schwierigkeiten zu beheben, wird daher gemäss dem Verfahren nach der Erfin dung ein Teil der die Turbine verlassenden Abgase abgezweigt. und einem Wärmeaus- tauscher zugeführt. In diesem Wärmeaustau- scher, in welchem die Vergasungsluft für den Druckvergaser mittels dieser abgezweigten Turbinenabgase vorgewärmt wird, wird zum Zwecke der Anreicherung der Vergasungsluft mit dem erforderlichen Wasserdampf heisses Druckwasser eingespritzt, dem vorher Ab wärme aus dem Druckgaserzeugungsprozess zugeführt wurde.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungs beispiele einer zur Ausübung des erfindungs gemässen Verfahrens geeigneten Gasturbinen anlage in schematischer Weise dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung, bei welcher das eingespritzte Druckwasser zum Teil in der Wascheinrichtung anfallendes heisses Druck wasser und zum Teil gereinigtes, durch Ab wärme aus der Wascheinrichtung vorgewärm tes Druckwasser ist, und Fig. 2 eine Anordnung, bei welcher das in der Wascheinrichtung anfallende Druckwasser in einem Wärmeaustauscher zur Vorwärmung des einzuspritzenden, gereinigten Drtuekwas- sers verwendet wird.
In den Druckvergaser 1 wird der feste Brennstoff durch die Brennstoffsehleuse 2 eingeschleust. Die Asche wird durch die Aschenschleuse 3 ausgetragen. Das erzeugte Gas strömt durch die Leitung 4 der Wasehein- richtung 5 zu. Bei Eintritt in dieselbe wird durch eine Brause 6 Wasser in fein verteiltem Zustand eingespritzt. Das Wasser und das Gas strömen über die Blecheinbauten 7 nach unten. Hier scheidet sieh der grösste Teil des Wassers ab, während das Gas in dem äussern Mantel der Wascheinrichtung 5 nach oben steigt. und durch das Rohr 8 der weiteren Ver wendung zugeleitet wird.
Aus dem Sumpf der Wascheinriehtumg wird eine gewisse Menge Wasser durch die Leitung 9 abgeführt, in einem mechanischen Reiniger 10 von Staub und sonstigen, durch das Wasser ausgewasche nen Bestandteilen gereinigt und dann über die Leitung 11 einer Kesseltrommel 12 zugeführt. Die Hauptmenge des Wassers aus der Wasch einriehtung 5 wird durch das Rohr 13, den Kühler 14, die Leitung 15 zur Pumpe 16 ge leitet und von dort über die Leitung 17 wie der der Brause 6 zugeführt. Der Kühler wird mit Frischwasser beaufsehlagt, das bei 18 in den Kühler 14 eintritt und ihn durch die Leitung 19 verlässt.
Die Kühlwassermenge wird so bemessen, dass es mit einer ziemlich hohen Temperatur gegebenenfalls unter Druck in den Wärmeaustauseher 20 eintritt. Es ver lässt den Wärmeaustauscher durch die Lei tung 21. Durch die Pumpe 22 wird bei 23 gereinigtes Wasser angesaugt und durch die Leitung 24 dem Wärmeaustauscher 20 zuge führt. Hier wird es durch das stark aufge wärmte, abfliessende Kühlwasser erwärmt und strömt durch die Leitung 25 in die Leitung 11. Die Kesseltrommel 12 ist durch ein Rohr system 26 mit der Kesseltrommel 27 verbun den. Das Rohrsystem 26 wird durch einen Brenner 28, der das Schleusengas verbrennt, aufgeheizt. Das heisse Druckwasser gelangt nun aus der Kesseltrommel 27 in die Lei tung 29.
Die für den Druckvergaser be stimmte Luft. tritt bei 30 in den von den Turbinenabgasen beaufsehlaglen Kreuzstrom wärmeaustauseher 31 ein. Der Wärmeaustau- scher 31 hat in der Figur acht Züge. Die Turbinenabgase treten bei 32 in den Wärmeaustauseher 31 ein und verlassen ihn bei 33. Vor jedem Zug ist. eine Einspritzdüse 34 angeordnet und eben falls hinter dem letzten Zug beim Austritt.
35 aus dem Wärmeaustauseher. Diese Ein spritzdüsen sind durch Leitungen 36 an die Hauptleitung 29 angeschlossen und spritzen das heisse Wasser in die Vergasungsluft ein. Gegebenenfalls kann noch ein in der Kessel trommel 27 erzeugter Dampf durch die Lei tung 37 dem bei 35 abströmenden Luftdampf- gemiseh zugeführt werden.
Die zur Einsprit zung gelangende Wassermenge besteht. also zum einen Teil aus in der Wascheinrichtung 5 anfallendem heissem Druckwasser, zum andern Teil aus gereinigtem Wasser, dem jedoch die beim Rüekkühlvorgang des umlaufenden Wasehwassers entzogene Abwärme zu einem grossen Anteil zugeführt. wurde. Das einzu spritzende Di-Licl,-wasser niuPinatürlieh dieWi- derstände der Einspritzdüsen überwinden und daher einen entsprechend höheren Druck als die Vergasungsluft haben.
Es ist daher zweckmässig, in der Leitung 11 eine Pumpe 38 anzuordnen, die das Druekwasser, welches in der Wascheinriehtung 5 unter dem Druck des Druckgaserzeugers steht, auf den entspre chend höheren Druck fördert. Die bei 35 aus tretende erwärmte und mit dem erforder lichen Wasserdampf gemischte Luft tritt, bei 39 in den Druckgaserzeuger 1 ein. Es ist na türlich auch möglich, falls das in der Wasch einrichtung 5 anfallende Druckwasser in hin reichend grosser Menge vorhanden ist, nur denjenigen Teil der Abwärme aus dem Gas erzeugungsprozess dem Einspritzwasser zuzu führen, der in dem sich in der Wascheinrich tung 5 ansammelnden Druekwasser enthalten ist.
In der Fig. ' wird das sieh im untern Teil der Wascheinriehtung 5 sammelnde Was ser zum Teil durch die Leitung 9 einem Wä.rmeaustauscher 40 zugeführt. Das abge kühlte Wasser verlässt bei 41 den Wärmeaus- tauscher ins Freie oder strömt bei genügend grossem Anfall in eine kleine Wasserturbine, die - irgendwelche zu der ganzen Apparatur gehörende Pumpen antreibt. Das aus dem Kühler 14 anfallende Kühlwasser wird wie der über die Leitung 19 einem Wärmeaus- tauscher 20 zugeführt. Es verlässt diesen bei 21.
Die Pumpe 22 saugt bei 23 gereinigtes Wasser an, drückt es über die Leitung 24 in den Wärmeaustauscher 20, wo es vorgewärmt wird, und über die Leitung 25 in den Wärme- austauscher 40, in dem es durch das die Wascheinrichtung verlassende Druckwasser weiter erwärmt wird. Durch die Leitung 11 strömt es dann in die Kesseltrommel 12. Die weitere Schaltung und Anordnung ist genau wie in Fig. 1. Die Pumpe 38 kann in diesem Fall fortfallen, da man die Pumpe 22 gleich auf den erforderlichen Druck verdichten lassen kann.