CH702925B1 - Befeuchtungssystem. - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Befeuchtungssystem bereitgestellt. Das Befeuchtungssystem umfasst mehrere Gasquellen, welche dafür konfiguriert sind, mehreren Gasbeschickungen einen Gasstrom zuzuführen, mehrere Wärmequellen (226, 228), welche dafür konfiguriert sind, dem Umlaufwasser Energie hinzuzufügen, eine einzelne Gasbefeuchtungsvorrichtung (112), welche mit den mehreren Gasquellen und den mehreren Gasbeschickungen im Strömungsaustausch verbunden ist, wobei die einzelne Gasbefeuchtungsvorrichtung dafür konfiguriert ist, den mehreren Gasbeschickungen einen Gasstrom zuzuführen, welcher einen vorgegebenen Feuchtigkeitsgehalt aufweist, und ein Regelungssystem, welches dafür konfiguriert ist, den vorgegebenen Feuchtigkeitsgehalt aufrechtzuerhalten.
Description
Allgemeiner Stand der Technik
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Befeuchtungssystem. Es werden Erzeugungssysteme mit kombiniertem Zyklus und insbesondere Verfahren und Systeme zur Regelung des Feuchtigkeitsgehalts in einem Gasstrom eines Erzeugungssystems mit kombiniertem Zyklus beschrieben.
[0002] Zumindest einige bekannte Erzeugungssysteme mit kombiniertem Zyklus umfassen ein Befeuchtungs-Untersystem, welches dafür konfiguriert ist, zu einem relativ trockenen Gasstrom ein Befeuchtungsfluid hinzuzufügen. Typischerweise umfasst das Gas ein kohlenstoffhaltiges oder auf Wasserstoff basierendes Treibstoffgas, und bei dem Befeuchtungsfluid handelt es sich gewöhnlich um Wasser oder Wasserdampf. Im Allgemeinen ist ein Befeuchtungsturm oder Sättiger in-line innerhalb einer Prozessgasstrasse angeordnet, welche das Treibstoffgas einer Gasturbine zuführt. Es ist eine relativ einfache Aufgabe, die Feuchtigkeit in einem Gasstrom zwischen einer einzelnen Gasquelle und einer einzelnen Gasbeschickung zu regeln; andere Konfigurationen können jedoch für Kosteneinsparungen bei den Materialien und Betriebskosten sorgen. Das Gas, welches den Gasbeschickungen zugeführt wird, muss auch noch vorgegebenen Anforderungen genügen, wenn andere Konfigurationen der Gasquellen, Befeuchtungsvorrichtungen und Gasbeschickungen verwendet werden. Es kann sein, dass einfache Feuchtigkeitsregelungsverfahren nicht für alle Betriebsbedingungen dieser Konfigurationen geeignet sind, zum Beispiel während eines Anfahrens, eines Herunterfahrens oder eines Übergangszustands, wenn eine oder mehrere Gasquellen und/oder Zuführungen beteiligt sind.
[0003] Benötigt wird ein Regelungssystem, welches dafür konfiguriert ist, die Feuchtigkeit in einem Gasstrom eines Systems zu regeln, welches eine oder mehrere Befeuchtungsvorrichtungen auf der Strecke von mehreren Gasquellen zu mehreren Gasbeschickungen umfasst, und den Wärmeeintrag von mehreren Wärmequellen zu regeln.
Kurzdarstellung der Erfindung
[0004] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Befeuchtungssystem nach Patentanspruch 1. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0005] Fig. 1<sep>ist ein schematisches Diagramm eines Teils eines beispielhaften Kraftwerksystems mit kombiniertem Zyklus; Fig. 2<sep>ist ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels des in Fig. 1 dargestellten Befeuchtungsvorrichtungs-Untersystems; Fig. 3<sep>ist ein schematisches Block-Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des in Fig. 2dargestellten Temperaturregelungs-Untersystems und Untersystems zur Regelung des Wasser-Gas-Verhältnisses; und Fig. 4<sep>ist ein Steuerungsdiagramm eines Ausführungsbeispiels des in Fig. 2 dargestellten Temperaturregelungs-Untersystems und Untersystems zur Regelung des Wasser-Gas-Verhältnisses.
[0006] Detaillierte Beschreibung der Erfindung
[0007] Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm eines Teils eines beispielhaften Kraftwerksystems mit kombiniertem Zyklus 100, zum Beispiel eines Kombizyklus-Kraftwerksystems mit integrierter Vergasung (IGCC). Das System umfasst im Allgemeinen mehrere Gasquellen 102, 104, z.B. ein Vergasungssystem, welche jeweils einen Strom eines relativ trockenen Synthesegases erzeugen. Obwohl das System 100 in Fig. 1 nur mit zwei Gasquellen 102 und 104 dargestellt ist, können alternative Ausführungsformen jede Anzahl von Gasquellen umfassen. Das in jeder der Gasquellen 102 und 104 erzeugte Synthesegas wird durch entsprechende Leitungen 106 und 108 zu einem gemeinsamen Sammelrohr 110 und zu einem einzigen Gasbefeuchtungs-Untersystem 112 hin kanalisiert. In alternativen Ausführungsformen werden andere Kombinationen von Gasquellen und Befeuchtern verwendet. Zum Beispiel werden in einer Ausführungsform drei Gasquellen im Strömungsaustausch mit zwei Befeuchtern verbunden. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform werden fünf Gasquellen im Strömungsaustausch mit drei Befeuchtern verbunden. Das befeuchtete Synthesegas wird vom Befeuchtungsuntersystem 112 durch ein gemeinsames Sammelrohr 114 zu einem Einlass 116 und 118 in entsprechende Gasturbinentriebwerken 120 und 122 kanalisiert. In anderen Ausführungsformen führt das Befeuchtungsuntersystem 112 das befeuchtete Synthesegas anderen Kombinationen von Gasturbinentriebwerken zu.
[0008] Fig. 2 ist ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels des (in Fig. 1 dargestellten) Befeuchtungsuntersystems 112. In dem Ausführungsbeispiel umfasst das Befeuchtungsuntersystem 112 einen Befeuchtungsturm 202, ein Wasserumlauf-Untersystem 204, einen Trockengaseinlass 206 und einen Feuchtgasauslass 208. Das Wasserumlauf-Untersystem 204 umfasst eine Umwälzpumpe 210, welche von den Turmböden 212 ansaugt und das erwärmte Wasser in einen Flüssigkeitsverteiler 214 pumpt, der sich im Kopf 216 des Turms befindet. Das Bodenwasser wird durch ein oder mehrere Erwärmungszweige 218 und 220 des Umlaufuntersystems 204 kanalisiert. Jeder Zweig umfasst ein Strömungsregelungsventil 222 bzw. 224, einen ersten Wärmetauscher 226 bzw. 228, einen zweiten Wärmetauscher 230 bzw. 232 und ein Bypassventil 234 bzw. 236. Obwohl sie hierin als Wärmetauscher beschrieben werden, können die ersten Wärmetauscher 226 und 228 und die zweiten Wärmetauscher 230 und 232 stattdessen auch als Heizvorrichtungen ausgeführt sein, zum Beispiel, ohne darauf beschränkt zu sein, als elektrische Heizvorrichtungen und/oder als brennstoffbetriebene Heizvorrichtungen, oder es kann sich um eine Kombination aus Heizvorrichtungen und Wärmetauschern handeln.
[0009] Das Befeuchtungsuntersystem 112 umfasst ein Temperaturregelungs-Untersystem 238 und ein Untersystem 240 zur Regelung des Wasser-Gas-Verhältnisses. In dem Ausführungsbeispiel empfängt das Temperaturregelungs-Untersystem 238 Eingaben über die Trockengasströmung 242 und 244 und -temperatur 246, die Bodenwasserströmung 248 und -temperatur 250, die Umlaufströmung 252 und 254 und einen Druck 260 und eine Temperatur 262 des Feuchtgasauslasses aus dem Befeuchtungsturm 202, hierin auch als Kopfdruck und Kopftemperatur bezeichnet. Das Untersystem 240 zur Regelung des Wasser-Gas-Verhältnisses empfängt Eingaben über die Trockengasströmung 242 und 244 und eine Ventilpositionsanzeige 264 und 266 für jedes der Umleitungsventile 234 bzw. 236.
[0010] Während des Betriebs wird ein Trockengas mit Wasser befeuchtet, indem das Gas innerhalb einer Drucksäule wie z.B. dem Befeuchtungsturm 202 in einer Reihe von Gleichgewichtsstufen mit Wasser in Kontakt gebracht wird. Verschiedene Faktoren beeinflussen den Grad der Befeuchtung des Gases, wenn es aus dem Befeuchtungsturm 202 austritt. Bei diesen Faktoren handelt es sich z.B. um den Turmdruck, Gas- und Wassereinlasstemperaturen, das Strömungsverhältnis Wasser/Gas und die Trockengaszusammensetzung, welche in den Befeuchtungsturm 202 eintritt.
[0011] Es kann eine genaue Regelung des Feuchtigkeitsgehalts in einem nicht kondensierbaren Gas erforderlich sein, um in Anlagen, in welchen das Gas benutzt wird, akzeptable Gestaltungseigenschaften zu erzielen. Trockengas-Zufuhrströme aus zwei oder mehreren unabhängigen Produktionseinheiten, zum Beispiel Vergasungseinheiten, werden kombiniert und durch einen einzigen Befeuchtungsturm 202 befeuchtet. Das befeuchtete Gas wird dann geteilt und nachgeschalteten Verbrauchseinheiten oder Gasbeschickungen zugeführt. Die Wasserkennwerte des befeuchteten Gases werden innerhalb enger zulässiger Abweichungen gehalten, zum Beispiel ± 1,0 Mol-% eines vorgegebenen Zielwerts während Übergangszuständen in den Operationen von entweder vorgeschalteten oder nachgeschalteten Einheiten. Das System kann die Feuchtigkeit auch während Perioden begrenzter Wärmeverfügbarkeit regeln.
[0012] Das Temperaturregelungs-Untersystem 238 berechnet im Voraus Veränderungen der Kopffeuchtigkeit, wenn sich Zufuhrbedingungen verändern, und es stellt die Umlaufwasser-Rücklauftemperatur in den oberen Teil des Befeuchtungsturms 202 richtig ein. Wenn erforderlich, sieht die Regelungsstrategie vor, das Wasser-Gas-Verhältnis zu erhöhen, um die Feuchtigkeitsabweichung auf ein Mindestmass zu beschränken. Eine solche Operation ermöglicht es einem einzigen Befeuchtungsturm 202, zwei oder mehrere unabhängige Gaszufuhrströme zu befeuchten und zwei oder mehreren unabhängigen Operationen nachgeschalteter Einheiten zuzuführen. Es kann sein, dass nur rückwärts regelnde Regelungsstrategien zu langsam reagieren, um in sich schnell ändernden Betriebsbedingungen enge zulässige Abweichungen für die Feuchtigkeitsregelung zu ermöglichen. Das Temperaturregelungs-Untersystem 238 und das Untersystem 240 zur Regelung des Wasser-Gas-Verhältnisses verbinden die Regelung der Wassertemperatur und des Wasser-Gas-Strömungsverhältnisses, um eine akzeptable Feuchtigkeitsregelung während aller Betriebsperioden zu ermöglichen.
[0013] Fig. 3 ist ein schematisches Block-Datenflussdiagramm 300 eines Ausführungsbeispiels des (in Fig. 2 dargestellten) Temperaturregelungs-Untersystems 238 und Untersystems 240 zur Regelung des Wasser-Gas-Verhältnisses.
[0014] In dem Ausführungsbeispiel wird ein Ziel-Feuchtigkeitswert 302 für den Auslass des Befeuchtungsturms 202 angegeben. Der Ziel-Feuchtigkeitswert 302 wird verwendet, um eine Ziel-Turmtemperatur 304 zu bestimmen. Die Feuchtigkeit in dem befeuchteten Gas, welches aus dem Befeuchtungsturm 202 austritt, wird durch den Kopfdruck und die Kopftemperatur im Befeuchtungsturm 202 bestimmt. In einer Ausführungsform wird eine Korrelationskurve der Zielfeuchtigkeit mit der Turmtemperatur verwendet, um die Ziel-Turmtemperatur 304 zu bestimmen. Die bestimmte Ziel-Turmtemperatur 304 wird an eine Turmwärmeausgleichs-Berechnungseinheit 306 und eine Rückwärtsregelungsvorrichtung 308 gesendet. Die Turmwärme-Ausgleichseinheit 306 errechnet einen Vorwärtsregelungsteil 309 des Temperaturregelungs-Untersystems 238. Die Turmwärme-Ausgleichseinheit 306 verwendet ein bestimmbares Verhältnis zwischen mehreren Eingaben, um die Ausgabe zu einem geregelten Parameter vorauszuberechnen, um schnell die gewünschte Regelungsantwort zu erreichen. Ein Rückwärtsregelungsteil verwendet die tatsächliche gemessene Temperatur 262, um den Regelungsparameter einzustellen, um die Temperatur 262 genau auf der Ziel-Turmtemperatur 304 zu halten.
[0015] Die Turmwärme-Ausgleichseinheit 306 bestimmt einen Zielwert 310 für die Umlaufwassertemperatur aus Eingaben, welche den Trockengasstrom 242 und 244 und die Trockengastemperatur 246, die Bodentemperatur 250, den Umlaufwasserstrom 252 und 254 und den aktuellen Austrittsgas-Feuchtigkeitsgehalt, vorausberechnet unter Verwendung des Drucks 260 und der Temperatur 262, umfassen.
[0016] Die Turmwärme-Ausgleichseinheit 306 verwendet die Temperatur-, Strom- und Druckeingaben, um den Zielwert 310 für die Umlaufwassertemperatur zu bestimmen. Im Ausführungsbeispiel ist bei Gleichgewichtsbedingungen im Befeuchtungsturm 202 die Menge der je Zeiteinheit in den Befeuchtungsturm 202 fliessenden Wärme gleich der Menge der je Zeiteinheit aus dem Befeuchtungsturm 202 herausfliessenden Wärme,
[0017] für die in den Befeuchtungsturm 202 eintretende Wärme steht und für die aus dem Befeuchtungsturm 202 austretende Wärme steht.
[0018] kann als eine Summe der Quellen des Wärmeeintrags in den Befeuchtungsturm 202 ausgedrückt werden:
[0019] für den Wärmeeintrag aus dem Strom des relativ trockenen Gases steht, welches in den Befeuchtungsturm 202 eintritt, für den Trockengasstrom, CPg für die spezifische Wärmekapazität des Trockengases und Tg für die Temperatur des Gases steht; für den Wärmeeintrag aus dem Strom des Umlaufwassers steht, welches in den Befeuchtungsturm 202 eintritt, für den Umlaufwasserstrom, für die spezifische Wärmekapazität des Umlaufwassers und für die Temperatur des Umlaufwassers steht. Die Messung des Umlaufwasserstroms wird vorgenommen, nachdem dem Umlaufwasserkreislauf Zusatzwasser zugegeben wird.
[0020] kann als Summe der Quellen der aus dem Befeuchtungsturm 202 austretenden Wärme ausgedrückt werden:
[0021] für die Wärme steht, welche aufgrund des Feuchtgasstromes austritt, der aus dem Befeuchtungsturm 202 austritt, für den Feuchtgasstrom, CPOH für die spezifische Wärmekapazität des Feuchtgases und TOH für die Temperatur des Feuchtgases steht; für die Wärme in dem Wasser steht, welches die Turmböden 212 verlässt, für den Bodenstrom steht, welcher den Turm verlässt, CPB für die spezifische Wärmekapazität des Bodenwassers und TBfür die Temperatur des Bodenwassers steht.
[0022] Die Terme für aus der Gleichung (2) und aus der Gleichung (3) werden in die Gleichung (1) eingesetzt:
[0023] Die Gleichung (4) wird dann nach aufgelöst, wobei es sich um die Temperatur des Umlaufwassers handelt, welches in den Befeuchtungsturm 202 eintritt, und den Parameter, welcher durch das Temperaturregelungs-Untersystem 238 geregelt wird.
[0024] TH2Oist der in Fig. 3 dargestellte Zielwert 310 der Umlaufwassertemperatur. Der ermittelte Zielwert 310 der Umlaufwassertemperatur wird in einer Summierfunktion 314 mit einer Ausgabe 312 der Rückwärtsregelungsvorrichtung 308 kombiniert, um einen korrigierten Zielwert 316 der Umlaufwassertemperatur zu bestimmen. Der korrigierte Zielwert 316 der Umlaufwassertemperatur wird benutzt, um die Umlauf-Bypassventile 234 und 236 zu steuern, um die Temperatur 262 ungefähr auf der bestimmten Ziel-Turmtemperatur 304 zu halten. Während Perioden geringer Wärmeverfügbarkeit oder anderer Übergangsbedingungen können die Umlauf-Bypassventile 234 und 236 angewiesen werden, sich zu schliessen, um den Wärmetauschern 230 und 232 eine grössere Wärmemenge zu entziehen. Bei begrenzter Wärmeverfügbarkeit könnten die Umlauf-Bypassventile 234 und 236 ein Ende der Bewegungsmöglichkeit in Schliessrichtung erreichen, so dass die Temperaturkontrolle verloren werden könnte. In verschiedenen wird jedoch die Position der Umlauf-Bypassventile 234 und 236 überwacht, so dass die Bewegung über eine vorgegebene Position hinaus, zum Beispiel 10 % des Hubs, ein Signal zur Erhöhung der Wassermenge je Zeiteinheit 318 sendet, um das Wasser-Gas-Verhältnis zu steigern. Die Erhöhung des Wasser-Gas-Verhältnisses verringert die Umlaufwasser-Temperaturanforderungen, wie sie durch die Vorwärts-Wärmeausgleichseinheit 306 berechnet werden. Wenn die erste der beiden Wärmequellen 226 und 228 überdimensioniert ist und eine überschüssige Wärmeübertragungskapazität aufweist, werden bei einer Erhöhung des Umlaufwasserstroms und einer Verringerung der Temperaturanforderungen gewöhnlich die Umlauf-Bypassventile 234 und 236 geöffnet und die Umlauf-Bypassventile 234 und 236 in einem besser steuerbaren Öffnungsbereich der Ventile angeordnet.
[0025] Fig. 4 ist ein Regelungsdiagramm 400 und 401 eines Ausführungsbeispiels des (in Fig. 2 dargestellten) Temperaturregelungs-Untersystems 238 und Untersystems zur Regelung des Wasser-Gas-Verhältnisses 240. In dem Ausführungsbeispiel wird die Ziel-Turmtemperatur unter Verwendung von Eingaben zum Beispiel über einen wählbaren Feuchtigkeitssollwert 402 und einen aktuellen Druck 260 im Befeuchtungsturm 202 erzeugt. Die Ziel-Turmtemperatur 304 wird an die Turmwärme-Ausgleichseinheit 306 und die Rückwärtsregelungsvorrichtung 308 gesendet. Die Turmwärme-Ausgleichseinheit verwendet die Ziel-Turmtemperatur 304, die Trockengasströme 242 und 244, die Trockengastemperatur 246, den Bodenwasserstrom 248, die Bodenwassertemperatur 250, die Umlaufwasserströme 252 und 254, den Feuchtgas-Auslassdruck 260 und die Feuchtgas-Auslasstemperatur 262. Eine Eingabe der aktuellen Feuchtigkeit 404, ausgedrückt als Molprozentsatz, wird erzeugt, indem die Turmkopftemperatur 262 und der Turmkopfdruck 260 betrachtet werden, und wird über eine Korrelation in einen Feuchtigkeitsgehalt umgewandelt.
[0026] Die Turmwärme-Ausgleichseinheit 306 erzeugt die Umlaufwasser-Zieltemperatur 310, welche auf die Umlaufwasser-Zieltemperatur 316 korrigiert wird, indem die Umlaufwasser-Zieltemperatur 310 mit der Temperatur-Rückwärtskorrektur 312 kombiniert wird. Um während schneller Veränderungen irgendeiner der Eingaben in die Wärmeausgleichseinheit Regelungsstörungen zu verhindern, wird die vorausberechnete Temperatur 310 unter Verwendung der Steigerungseinheit 406 auf ihren vorausberechneten Wert gesteigert. Die korrigierte Umlaufwasser-Zieltemperatur 316 wird benutzt, um die Position der Bypassventile 234 und 236 zu steuern. Wenn die Position der Bypassventile 234 und 236 im Steuerungsdiagramm 401 eine vorgegebene Positionsgrenze erreicht, zum Beispiel 10% geöffnet, erzeugen eine Vergleichseinheit 318, eine Klemme 319 und ein Vervielfacher 320 einen Anstieg des Wasser-Gas-Verhältnisses, welcher auf ihren Endwert gesteigert wird und dem Grund-Wasser-Gas-Verhältnis hinzugefügt wird. Dieses erhöhte Verhältnis wird auf den Zweig angewendet, dessen Ventildurchsatz unter den Schwellenwert gefallen war. Unter Verwendung der Trockengasgeschwindigkeit 242 und 244 wird der erforderliche Wassersollwert an die Strömungsventile 222 und 224 gesendet. Das erhöhte Wasser-Gas-Verhältnis wird der Turmwärme-Ausgleichseinheit 306 zugeführt, so dass die Umlaufwasser-Zieltemperatur 310 verringert wird. Dies ermöglicht den Bypassventilen 234 und 236, auf eine niedrigere Zieltemperatur einzuregeln, so dass sich die Bypassventile 234 und 236 auf eine offenere Position als die vorgegebene Positionsgrenze öffnen. Es ist über die Blöcke 410 und 412 eine richtige Initialisierung der Regelungslogik erforderlich, um ein Windup der Steuereinheit zu verhindern.
[0027] Die oben beschriebenen Gasbefeuchtungssysteme und Verfahren sind kosteneffektiv und äusserst zuverlässig. Das Verfahren ermöglicht eine Feuchtigkeitsregelung mit engen zulässigen Abweichungen für mehrere Gasbeschickungen während Übergangszuständen und stabilen Bedingungen. Die Systeme und Verfahren stellen sicher, dass eine genaue Feuchtigkeitsregelung aufrechterhalten wird, indem ein vorausberechnendes Vorwärtselement bereitgestellt wird, und indem für eine Regelung auf Basis der Wassertemperatur und des Wasser-Gas-Verhältnisses gesorgt wird. Die Systeme und Verfahren ermöglichen, dass eine Befeuchtungssäule zwei unabhängige Gasströme befeuchtet, welche zwei unabhängige Gasturbinen versorgen. Demzufolge erleichtern die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren den Betrieb von Systemen mit kombiniertem Zyklus auf eine kosteneffektive und zuverlässige Weise.
[0028] Obwohl die Erfindung in Form von verschiedenen Beispielen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass die Erfindung innerhalb des Umfangs der Patentansprüche mit Modifikationen ausgeführt werden kann.
Claims (9)
1. Befeuchtungssystem, welches das Folgende umfasst: mehrere Gasbeschickungen;
mehrere Synthesegasquellen (102, 104), welche dafür konfiguriert sind, einen Synthesegasstrom an die mehreren Gasbeschickungen zuzuführen;
eine einzelne Gasbefeuchtungsvorrichtung (112), welche im Strömungsaustausch mit den mehreren Synthesegasquellen (102, 104) und den mehreren Gasbeschickungen verbunden ist, wobei die einzelne Gasbefeuchtungsvorrichtung (112) ein Umlaufuntersystem enthält, welches Umlaufwasser umfasst, wobei die einzelne Gasbefeuchtungsvorrichtung (112) dafür konfiguriert ist, den Synthesegasstrom, welcher einen vorgegebenen Feuchtigkeitsgehalt aufweist, an die mehreren Gasbeschickungen zuzuführen;
mehrere Wärmequellen (226, 228), welche dafür konfiguriert sind, dem Umlaufwasser Energie hinzuzufügen; und
ein Regelungssystem, welches dafür konfiguriert ist, ein Wasser-Gas-Verhältnis, welches in die Gasbefeuchtungsvorrichtung (112) eintritt, basierend auf einer Umlaufwasser-Temperatur einzustellen, wodurch der vorgegebene Feuchtigkeitsgehalt aufrechterhalten bleibt.
2. System nach Anspruch 1, wobei das Umlaufuntersystem, im Strömungsaustausch hintereinandergeschaltet, eine Pumpe (210), einen ersten Wärmetauscher (226) und einen zweiten Wärmetauscher (230) umfasst.
3. System nach Anspruch 2, wobei der erste Wärmetauscher (226) und der zweite Wärmetauscher (230) einen Gasströmungsweg und einen damit nicht in Kontakt stehenden Befeuchtungsfluid-Strömungsweg umfassen.
4. System nach Anspruch 3, wobei der erste Wärmetauscher (226) in Bezug auf den Gasströmungsweg dem zweiten Wärmetauscher (230) nachgeschaltet angeordnet ist.
5. System nach Anspruch 3 oder 4, wobei der zweite Wärmetauscher (230) in Bezug auf den Befeuchtungsfluid-Strömungsweg dem ersten Wärmetauscher (226) nachgeschaltet angeordnet ist.
6. System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei eine Auslasstemperatur eines Befeuchtungsfluidstroms aus dem zweiten Wärmetauscher (230) durch ein Umleiten einer Menge des Befeuchtungsfluidstroms um den zweiten Wärmetauscher (230) herum bestimmbar ist.
7. System nach Anspruch 6, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Befeuchtungsfluidstroms, welcher um den zweiten Wärmetauscher (230) herum umleitbar ist, durch ein Bypassventil (234, 236) regelbar ist.
8. System nach Anspruch 7, wobei zur Aufrechterhaltung des vorgegebenen Feuchtigkeitsgehalts das Regelungssystem dafür konfiguriert ist, eine Position des Bypassventils (234, 236) zu bestimmen.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Regelungssystem eine Vorwärts-Rückwärts-Regelung umfasst.
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Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100326083A1 (en) * | 2009-06-26 | 2010-12-30 | Robert Bland | Spray system, power augmentation system for engine containing spray system and method of humidifying air |
KR101503294B1 (ko) * | 2011-01-21 | 2015-03-18 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | 발전 플랜트 |
US20130199192A1 (en) * | 2012-02-07 | 2013-08-08 | General Electric Company | System and method for gas turbine nox emission improvement |
CN103575855A (zh) * | 2013-04-19 | 2014-02-12 | 中国兵器工业集团第五三研究所 | 一种增湿饱和器 |
CN105561743B (zh) * | 2014-10-14 | 2018-04-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于合成气膜法脱碳的增湿缓冲系统 |
EP3453773A1 (de) * | 2017-09-06 | 2019-03-13 | Primetals Technologies Austria GmbH | Reduktionsgasgewinnung aus gesättigtem topgas |
CN114220995B (zh) * | 2022-02-21 | 2022-05-17 | 中国汽车技术研究中心有限公司 | 燃料电池增湿器建模方法、设备和介质 |
CN114899453B (zh) * | 2022-05-25 | 2024-04-12 | 大连锐格新能源科技有限公司 | 小流量和工况低限流量的供气增湿装置 |
Family Cites Families (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2807326C2 (de) * | 1978-02-21 | 1982-03-18 | Steag Ag, 4300 Essen | Verfahren zum Betreiben eines Gas-Dampfturbinenkraftwerks |
GB8519821D0 (en) * | 1985-08-07 | 1985-09-11 | Ici Plc | Hydrogen streams |
GB8513997D0 (en) * | 1985-06-04 | 1985-07-10 | Ici Plc | Technical hydrogen |
US5329758A (en) * | 1993-05-21 | 1994-07-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Steam-augmented gas turbine |
US5595059A (en) * | 1995-03-02 | 1997-01-21 | Westingthouse Electric Corporation | Combined cycle power plant with thermochemical recuperation and flue gas recirculation |
JP3787820B2 (ja) * | 1996-02-16 | 2006-06-21 | 石川島播磨重工業株式会社 | ガス化複合発電設備 |
JPH11148372A (ja) * | 1997-11-17 | 1999-06-02 | Hitachi Ltd | ガスタービン |
JPH11156117A (ja) * | 1997-11-26 | 1999-06-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | サチュレーション設備 |
JP3807702B2 (ja) * | 1998-04-07 | 2006-08-09 | 石川島播磨重工業株式会社 | ガス化複合発電設備 |
DE19832293A1 (de) * | 1998-07-17 | 1999-10-21 | Siemens Ag | Gas- und Dampfturbinenanlage |
JP3577539B2 (ja) * | 1998-09-29 | 2004-10-13 | 株式会社日立製作所 | ガスタービン発電プラントの制御装置 |
JP2000120445A (ja) * | 1998-10-16 | 2000-04-25 | Toshiba Corp | 石炭ガス化複合発電システム |
JP2000213371A (ja) * | 1999-01-25 | 2000-08-02 | Hitachi Ltd | ガスタ―ビン発電方法及び発電装置 |
EP1065347B1 (de) | 1999-07-01 | 2007-03-07 | General Electric Company | Vorrichtung zur Befeuchtung und Heizung von Brenngas |
JP2002004879A (ja) * | 2000-06-21 | 2002-01-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 発電プラント統括運転指令システム |
US6295838B1 (en) * | 2000-08-16 | 2001-10-02 | Praxair Technology, Inc. | Cryogenic air separation and gas turbine integration using heated nitrogen |
US6478289B1 (en) * | 2000-11-06 | 2002-11-12 | General Electric Company | Apparatus and methods for controlling the supply of water mist to a gas-turbine compressor |
US6502402B1 (en) * | 2000-11-09 | 2003-01-07 | General Electric Company | Fuel moisturization control |
US6370880B1 (en) | 2000-11-09 | 2002-04-16 | General Electric Company | Fuel gas moisturization control system for start-up, high load operation and shutdown |
US6694744B1 (en) * | 2000-11-09 | 2004-02-24 | General Electric Company | Fuel gas moisturization system level control |
JP2003238574A (ja) * | 2001-12-12 | 2003-08-27 | Mitsubishi Chemicals Corp | 有機基担持シリカゲル |
DE102004003269B4 (de) * | 2003-01-21 | 2018-05-24 | Helmut Siegmund | Vorrichtung zur Reduzierung von Keimen sowie VOC-Lasten in der Luft eines Raumes |
US7513486B2 (en) * | 2004-05-24 | 2009-04-07 | Kaz, Inc. | Humidifier with improved UV disinfection |
JP4811991B2 (ja) * | 2005-07-06 | 2011-11-09 | 株式会社日立製作所 | 高湿分利用ガスタービン設備 |
JP4648152B2 (ja) * | 2005-10-14 | 2011-03-09 | 株式会社日立製作所 | ガスタービンシステム及びガスタービンシステムの運転方法 |
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