CH707549A2 - Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine. - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine, mit den Schritten: Ermitteln eines Soll-Zustandes an einer Turbinenstufe (84); Ermitteln einer Ist-Heissgaspfadtemperatur; Ermitteln einer Soll-Heissgaspfadtemperatur an der Turbinenstufe (84); Entnahme eines Luftstroms aus einer Verdichterstufe (82); Abschätzen einer dem Luftstrom hinzuzufügenden geschätzten Fluidmenge, um eine Soll-Heissgaspfadtemperatur an der Turbinenstufe zu erreichen; Hinzufügen eines Fluids in einer Menge im Wesentlichen gleich der geschätzten Fluidmenge zu dem Luftstrom, um einen Feuchtluftstrom zu erzeugen; und Einspritzen des Feuchtluftstroms in eine Düse an der Turbinenstufe (84). Das Verfahren ermöglicht die Lebensdauerverlängerung von Heissgaspfadkomponenten.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen

[0001] Diese Anmeldung ist eine Teilfortführung der U.S. Patentanmeldung Ser. Nr. 13/670, 504 mit dem Titel «SYSTEMS AND METHODS FOR ACTIVE COMPONENT LIFE MANAGEMENT FOR GAS TURBINE ENGINES», eingereicht am 7. Oktober 2012, welche hierin durch Verweis beinhaltet ist.

Technisches Gebiet der Erfindung

[0002] Gegenstand der hier beschriebenen Erfindung sind allgemein Gasturbinen und insbesondere aktive Komponentenlebensdauer-Managementsysteme und -verfahren zur Bereitstellung von zusätzlicher Kühlung zum Ausgleich von Spitzen-, Niedrig- und Ultraniedrig-Lastbetriebsarten und anderer Arten von Betriebsparametern.

Hintergrund zu der Erfindung

[0003] Die Lebensdauer von Gasturbinenheissgaspfadteilen hat einen signifikanten Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit des Gesamtlebensdauerzyklus von Einfachzyklus- und Kombinationszyklus-Kraftwerken. Gasturbinen verwenden im Allgemeinen Zapfluft aus einer oder mehreren Stufen eines Verdichters, um eine Kühlung und/oder Abdichtung der Komponenten entlang des Heissgaspfades in der Turbine bereitzustellen. Luft kann aus dem Verdichter entnommen und ausserhalb oder innerhalb den Stellen zugeführt werden, die eine Kühlung in der Turbine erfordern, was hierin als ein Turbinenkühlkreis definiert ist. Jede in dem Verdichter verdichtete und nicht zur Erzeugung von Verbrennungsgasen genutzte Luft verringert jedoch allgemein den Gesamtwirkungsgrad der Gasturbine. Andererseits können erhöhte Temperaturen in der Turbine einen Einfluss auf die Emissionspegel und die Lebensdauer der Komponenten haben, die entlang des Heissgaspfades und anderswo positioniert sind. Im Allgemeinen verringert ein Betrieb oberhalb der Grundlast die Lebensdauer der Heissgaspfadkomponenten, während ein Betrieb unterhalb der Grundlast die Komponentenlebensdauer im Allgemeinen verlängert.

[0004] Eine Ausnahme zu dieser Beziehung kann man jedoch in Bezug auf die Düsen und Laufschaufeln der Stufen hinter der ersten Turbinenstufe finden. Die Einlassgastemperaturen hinterer Stufen können bei Spitzenfeuerung höher als bei Grundlast und noch höher bei längerer Absenkung oder sehr niedrigen Lasten und Feuerungstemperaturen sein. Gasturbinen sind typischerweise für einen Dauergrundlastbetrieb mit minimierten Kühlflüssen zu den Stufen ausgelegt, um den thermischen Wirkungsgrad zu maximieren. Diesbezüglich kann ein Niedriglastbetrieb für die Komponenten in den hinteren Stufen schädlich sein, während ein Spitzenlastbetrieb für die Komponenten in allen Stufen der Turbine schädlich sein kann.

[0005] Das auf Physik basierende Verständnis der Lebensdauer von Gasturbinen-Heissgaspfadteilen zeigt, dass ein Betrieb über der Nenn-Feuerungstemperatur (T-fire) die Lebensdauer von Heissgaspfadteilen verkürzt und ein Betrieb unter der Nenn-Feuerungstemperatur (T-fire) die Teilelebensdauer verlängert. Diese Beziehung ist als der anwendbare Wartungsfaktor (MF) quantifiziert. Die Auswirkung auf die Düse der letzten Stufe und die Laufschaufel der letzten Stufe ist jedoch komplizierter und hat eine Beziehung zu T-fire und zur Ausgangsleistung dergestalt, dass die Gastemperatur bei dieser Stufe eine Badewannengestalt in Bezug auf die Ausgangsleistung und T-fire annimmt. Die Gastemperatur der letzten Stufe ist bei Spitzenfeuerung höher als bei Grundlast und bei längerer Absenkung oder sehr niedriger Last und T-fire noch höher. Dieses Phänomen zeigt eine der Intuition entgegensetzte Auswirkung auf die Komponenten der letzten Stufe, bei der ein Betrieb bei längerem Absenkungspegel oder ultraniedriger Last den grössten negativen Einfluss auf die Teilelebensdauer hat.

[0006] Gasturbinen sind typischerweise für einen Dauergrundlastbetrieb ausgelegt und jeder Aufwand wird zur Minimierung von Kühlungsströmen unternommen, um den thermischen Wirkungsgrad der Gasturbine zu maximieren. Diese typische Strategie kann jedoch im Spitzenlastbetrieb und im Ultraniedriglastbetrieb schädlich sein. Für Gasturbinen, die Abgastemperatur-geführt (herkömmliche Steuerung) oder modifiziert-Abgastemperatur-geführt gesteuert werden, stellt eine extern variable Turbinenbereichs-Kühlungsströmung eine zusätzliche Herausforderung für Abgastemperatursteuerungen dar, bei denen die gemessene Abgastemperatur kompensiert werden muss, um die Auswirkung der variablen Kühlmittelströmung zu berücksichtigen.

[0007] Herkömmliche Heissgaspfadtemperatur-Managementsysteme stellen keine ausreichenden Einrichtungen zur Beherrschung der negativen Betriebsauswirkung auf die Teilelebensdauer während eines Spitzen- und längeren Absenkungs- (oder Ultraniedriglast-) Betriebs bereit. Zusätzlich stellen herkömmliche Heissgaspfadtemperaturmanagementsysteme eine unzureichende selektive Unterkühlung der Heissgaspfadkomponenten, zur Erhöhung der Turbinenspitzenlast über die Nennleistungsfähigkeit hinaus bereit.

Kurze Beschreibung der Erfindung

[0008] Gemäss einer exemplarischen nicht einschränkenden Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine. Das Verfahren beinhaltet die Schritte einer Ermittlung einer Heissgaspfadtemperatur an einer Turbinenstufe und die Ermittlung einer Soll-Heissgaspfadtemperatur an der Turbinenstufe. Ein Luftstrom wird aus einer Verdichterstufe entnommen und eine den Luftstrom hinzuzufügende Fluidmenge zum Erreichen einer Soll-Heissgaspfadtemperatur an der Turbinenstufe wird abgeschätzt. Das Verfahren beinhaltet den Schritt der Hinzufügung der abgeschätzten Fluidmenge zu dem Luftstrom, um einen Feuchtluftstrom zu erzeugen und die Einspritzung des Feuchtluftstroms in eine Düse der Turbinenstufe.

[0009] Das Fluid ist Wasser oder Dampf.

[0010] Die Ermittlung einer Ist-Heissgaspfadtemperatur kann den Schritt der Messung der Ist-Heissgaspfadtemperatur mittels eines optischen Messwandlers aufweisen.

[0011] Zusätzlich oder alternativ kann die Ermittlung einer Ist-Heissgaspfadtemperatur den Schritt der Messung einer Brennerabgastemperatur aufweisen.

[0012] Zusätzlich oder alternativ kann die Ermittlung einer Ist-Heissgaspfadtemperatur den Schritt der Ermittlung einer Ist-Heissgaspfadtemperatur bei einer ersten Turbinenstufe und die Ermittlung einer Ist-Heissgaspfadtemperatur bei einer zweiten Turbinenstufe aufweisen.

[0013] Zusätzlich oder alternativ kann die Ermittlung einer Soll-Heissgaspfadtemperatur bei der Turbinenstufe aufweisen: Ermitteln einer Soll-Heissgaspfadtemperatur bei einer ersten Stufe; und Ermitteln einer Soll-Heissgaspfadtemperatur bei einer zweiten Stufe.

[0014] Die Entnahme eines Luftstroms kann aufweisen: Entnehmen eines ersten Luftstroms aus einer ersten Verdichterstufe; und Entnehmen eines zweiten Luftstroms aus einer zweiten Verdichterstufe.

[0015] Die Abschätzung einer dem Luftstrom hinzuzufügenden Fluidmenge kann die Schritte aufweisen: Abschätzen einer dem ersten Luftstrom hinzuzufügenden ersten Fluidmenge; und Abschätzen einer dem zweiten Luftstrom hinzuzufügenden zweiten Fluidmenge;

[0016] In einer weiteren Ausführungsform wird ein System zur Verlängerung der Lebensdauer von Heissgaspfadkomponenten beschrieben. Das System enthält einen an einer Turbinenstufe angeordneten Temperatursensor und ein Subsystem zur Ermittlung einer Soll-Heissgaspfadtemperatur bei der Turbinenstufe. Eine Entnahmeleitung ist mit einer Verdichterstufe verbunden und für die Entnahme eines Luftstroms angepasst. Das System enthält ein Subsystem zur Abschätzung einer dem Luftstrom hinzuzufügenden Wasser- oder Dampfmenge, um die Soll-Heissgaspfadtemperatur zu erreichen. Eine Wasser- oder Dampfeinspritzkomponente, die zum Einspritzen der Wasser- oder Dampfmenge in den Luftstrom zum Erzeugen eines Feuchtluftstroms angepasst ist und ein Einspritzungssubsystem, das zum Einspritzen des Feuchtluftstroms in eine Düse an der Turbinenstufe angepasst ist, sind ebenfalls enthalten.

[0017] Der Temperatursensor des Systems kann ein optischer Messwandler sein.

[0018] Die Wasser- oder Dampfeinspritzkomponente jedes vorstehend erwähnten Systems kann eine Wasser- oder Dampfeinspritzkammer aufweisen.

[0019] Jedes vorstehend erwähnte System kann ferner aufweisen: einen zweiten Temperatursensor, der bei einer zweiten Turbinenstufe angeordnet ist; eine zweite Entnahmeleitung, die mit einer zweiten Verdichterstufe verbunden ist, die zur Entnahme eines zweiten Luftstroms angepasst ist; und ein zweites Subsystem zum Ermitteln einer Soll-Heissgaspfadtemperatur an der zweiten Turbinenstufe; ein zweites Subsystem zum Abschätzen einer zweiten dem zweiten Luftstrom hinzuzufügenden Wasser- oder Dampfmenge, um die Soll-Heissgaspfadtemperatur an der zweiten Turbinenstufe zu erreichen; und eine zweite Brennstoffeinspritzkomponente, die zum Einspritzen einer zweiten Wasser- oder Dampfmenge in den zweiten Luftstrom angepasst ist, um einen zweiten Feuchtluftstrom zu erzeugen; und ein zweites Einspritzsubsystem, das zum Einspritzen eines zweiten Feuchtluftstroms in eine Düse an der zweiten Turbinenstufe angepasst ist.

[0020] In einer weiteren Ausführungsform wird eine Gasturbine mit einem Verdichter, einer Turbine und einer mit einer Stufe des Verdichters verbundenen Leitung, die zur Entnahme eines Luftstroms angepasst ist, beschrieben. Die Gasturbine enthält auch einen Temperatursensor, der zum Messen einer Heissgaspfadtemperatur an einer Turbinenstufe angepasst ist. Die Gasturbine enthält eine Wasser- oder Dampfeinspritzkammer, die mit der Leitung verbunden und zum Einspritzen einer vorbestimmten Wasser- oder Dampfmenge in den Luftstrom angepasst ist, um einen Feuchtluftstrom zu erzeugen, und eine Einspritzvorrichtung, die mit der Leitung verbunden und zum Einspritzen des Feuchtluftstroms in die Turbinenstufe angepasst ist.

[0021] Der Temperatursensor der Gasturbine kann einen optischen Messwandler aufweisen.

[0022] Die Gasturbine jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner eine mit einer zweiten Stufe des Verdichters verbundene zweite Entnahmeleitung aufweisen, die zu Entnahme eines zweiten Luftstroms angepasst ist.

[0023] Die Gasturbine jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner einen zweiten Temperatursensor aufweisen, der zum Messen einer zweiten Heissgaspfadtemperatur bei einer zweiten Turbinenstufe angepasst ist.

[0024] Die Gasturbine jedes vorstehend erwähnten Typs kann ferner aufweisen: eine zweite Wasser- oder Dampfeinspritzkammer, die mit der zweiten Entnahmeleitung verbunden und zum Einspritzen einer zweiten vorbestimmten Wasser- oder Dampfmenge in den Luftstrom angepasst ist, um einen zweiten Feuchtluftstrom zu erzeugen; und eine zweite Einspritzvorrichtung, die mit der zweiten Entnahmeleitung verbunden und zum Einspritzen des zweiten Feuchtluftstroms in die zweite Turbinenstufe angepasst ist.

[0025] In einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Verbessern einer Ausgangsleistung einer einen Verdichter und eine Turbine aufweisenden Gasturbine beschrieben. Das Verfahren beinhaltet die Schritte der Ermittlung einer Ist-Ausgangsleistung und einer Soll-Ausgangsleistung. Das Verfahren beinhaltet auch die Schritte der Entnahme eines Luftstroms aus einer Verdichterstufe und die Abschätzung einer dem Luftstrom hinzuzufügenden abgeschätzten Fluidmenge, um die Soll-Ausgangleistung zu erreichen. In einem weiteren Schritt beinhaltet das Verfahren die Hinzufügung von Fluid in einer Menge im Wesentlichen gleich der abgeschätzten Fluidmenge zu dem Luftstrom, um einen Feuchtluftstrom zu erzeugen. Das Verfahren beinhaltet auch die Einspritzung des Feuchtluftstroms in eine Düse an einer Turbinenstufe und die Einstellung der Ist-Ausgangsleistung auf die Soll-Ausgangsleistung.

[0026] Das Fluid kann Wasser oder Dampf sein.

[0027] Die Einspritzung eines Feuchtluftstroms in eine Düse an der Turbinenstufe kann die Einspritzung eines Feuchtluftstroms in mehrere Düsen an mehreren Turbinenstufen beinhalten.

[0028] Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden detaillierteren Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, welche im Rahmen eines Beispiels die Prinzipien bestimmter Aspekte der Erfindung veranschaulichen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0029] <tb>Fig. 1<SEP>ist eine schematische Darstellung einer Gasturbine, die einen Verdichter, einen Brenner, eine Turbine und eine Last darstellt. <tb>Fig. 2<SEP>ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines Feuchtluft-Kühlsystems, wie es hierin beschrieben ist. <tb>Fig. 3<SEP>ist ein Funktionsschema einer Ausführungsform eines in einem Feuchtluft-Kühlsystem verwendeten Steuerungssystems. <tb>Fig. 4<SEP>ist eine schematische Darstellung eines Abschnittes einer Turbine mit einer Infrarotkamera. <tb>Fig. 5<SEP>ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Betreiben einer Gasturbine unter Verwendung eines Feuchtluft-Kühlsystems. <tb>Fig. 6<SEP>ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Verbessern einer Ausgangsleistung einer Gasturbine.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

[0030] ] Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren stellen eine Unterkühlung der Heissgaspfaddüsen mit feuchter Luft, gekoppelt mit einer Abgastemperatur-Steuerungskompensation bereit. In einer weiteren Ausführungsform wird eine direkte Heissgaspfadkomponenten-Metalltemperaturmessung mit einem optischen Messwandler (z.B. einer Infrarotkamera) bereitgestellt. In noch einer weiteren Ausführungsform kann eine direkte Heissgaspfad-Gasstromtemperaturmessung mit einem optischen Messwandler (z.B. einer Infrarotkamera) angewendet werden. Die Kühlstromtemperaturen werden gemessen und die Kühlstromtemperaturen werden auf den Sollwert durch die Hinzufügung von de-mineralisiertem Wasser oder Dampf zum Erhöhen der Kühlluft-»Feuchtigkeit» bzw. Kühlluftmassenstroms gesteuert. Die Unterkühlung aller Düsenstufen in der Turbine ermöglicht ein aktives Teilelebensdauermanagement, welches dazu genutzt werden kann, den Maschinenbetrieb über seine derzeitigen Grenzen hinaus in Verbindung mit einer zusätzlichen Bewilligung zur Spitzenüberhitzung auszudehnen.

[0031] In den Zeichnungen, in welchen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente durchgängig durch die verschiedenen Ansichten beziehen, stellt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gasturbine 10 dar, wie sie hierin verwendet werden kann. Die Gasturbine 10 kann einen Verdichter 15 enthalten. Der Verdichter 15 verdichtet einen ankommenden Luftstrom 20. Der Verdichter 15 liefert den verdichteten Luftstrom 20 an einen Brenner 25. Der Brenner 25 vermischt den verdichteten Luftstrom 20 mit einem unter Druck stehendem Brennstoffstrom 30 und zündet das Gemisch, um einen Verbrennungsgasstrom 35 zu erzeugen. Obwohl nur ein Brenner 25 dargestellt ist, kann die Gasturbine 10 eine beliebige Anzahl von Brennern enthalten. Der Verbrennungsgasstrom 35 wird wiederum an eine Turbine 40 geliefert. Der Verbrennungsgasstrom 35 treibt die Turbine 40 an, um so mechanische Arbeit zu erzeugen. Die in der Turbine 40 erzeugte mechanische Arbeit treibt den Verdichter 15 und eine externe Last 50, wie z.B. einen elektrischen Generator und dergleichen, über eine Welle 45 an.

[0032] Die Gasturbine 10 kann Erdgas, flüssige Brennstoffe, verschiedene Arten von Synthesegas und/oder andere Brennstofftypen verwenden. Die Gasturbine 10 kann irgendeine von einer Anzahl unterschiedlicher Gasturbinen sein, die weltweit von verschiedenen Herstellern angeboten werden. Die Gasturbine 10 kann unterschiedliche Gestaltungen haben und kann andere Komponententypen verwenden. Mehr als nur eine Gasturbine 10, andere Arten von Turbomaschinen und andere Arten von Stromerzeugungsgeräten können ebenfalls hierin verwendet werden.

[0033] Wie vorstehend beschrieben, kann der Verdichter 15 eine Anzahl von Verdichterstufen 55 darin verwenden. Ebenso kann die Turbine 40 jede beliebige Anzahl von Turbinenstufen 40 darin verwenden. Die Gasturbine 10 kann somit eine Anzahl von Luftentnahmestellen 65 verwenden, um Kühlluft aus dem Verdichter 15 für die Turbine 40 bereitzustellen. In diesem Beispiel wird Luft aus der ersten Verdichterstufe 72 für eine erste Turbinenstufe 72 unter Verwendung einer ersten Entnahmeleitung 70 entnommen. So wie hierin verwendet, werden «erste» und «zweite» zur Unterscheidung der Stufen voneinander verwendet und nicht um notwendigerweise die Stufe des Verdichters 15 oder der Turbine 40 zu implizieren. Beispielsweise kann sich die erste Verdichterstufe 72 auf eine Stufe 9 des Verdichters 15 beziehen und die zweite Verdichterstufe kann sich auf eine Stufe 13 des Verdichters 15 beziehen. Ein erstes Entnahmesteuerungsventil 76 kann in der ersten Entnahmeleitung 70 positioniert sein. Ebenso kann die Gasturbine 10 eine zweite Entnahmeleitung 80 haben, die sich von der einer zweiten Verdichterstufe 82 zu einer zweiten Turbine 84 erstreckt. Ein zweites Entnahmesteuerungsventil 86 kann in der zweiten Entnahmeleitung 80 positioniert sein. Eine Verdichterauslassentnahmeleitung 90 kann sich von einem Verdichterauslass 92 zu einem Einlasszapfwärmesammler 94 oder einer anderen Stelle erstrecken. Der Einlasszapfwärme-sammler 94 kann um einen Einlass des Verdichters 15 herum positioniert sein. Ein Einlasszapfwärmesammlerventil 96 kann zum Steuern des Stroms dorthin verwendet werden. Die Entnahmeleitungen können sich innerhalb oder ausserhalb des Turbinengehäuses befinden. Weitere Komponenten und weitere Gestaltungen können hierin verwendet werden.

[0034] Fig. 2 stellt ein Feuchtluft-Kühlsystem 100 gemäss einer Ausführungsform dar. Das Feuchtluft-Kühlsystem 100 kann mit der Gasturbine 10 wie vorstehend beschrieben verwendet werden. Das Feuchtluft-Kühlsystem 100 kann die Komponenten der Turbine 40 deshalb entlang des Heissgaspfades, insbesondere im Bereich der ersten Turbinenstufe 74 (welche in einer Ausführungsform die Stufe 3 der Turbine sein kann) und der zweiten Turbinenstufe 89 (welche in einer Ausführungsform die Stufe 2 der Turbine sein kann) aktiv kühlen.

[0035] Das Feuchtluft-Kühlsystem 100 kann einen ersten Strömungs- und Temperatursensor 110 enthalten, der im Bereich der ersten Entnahmeleitung 70 positioniert ist. Ebenso kann das Feuchtluft-Kühlsystem 100 einen zweiten Strömungs- und Temperatursensor 120 enthalten, der im Bereich der zweiten Entnahmeleitung 80 positioniert ist. Der erste Strömungs- und Temperatursensor 110 und der zweite Strömungs- und Temperatursensor 120 können herkömmlicher Bauart sein. Der erste Strömungs- und Temperatursensor 110 und der zweite Strömungs- und Temperatursensor 120 bestimmen somit den Durchsatz und die Temperatur des Luftstroms 20 in der ersten Entnahmeleitung 70 (erster Luftstrom) und in der zweiten Entnahmeleitung 80 (zweiter Luftstrom).

[0036] Das Feuchtluft-Kühlsystem 100 kann auch eine erste Wasser/Dampf-Einspritzkammer 130 enthalten, die im Bereich der ersten Entnahmeleitung 70 positioniert ist. Die erste Wasser/Dampf-Einspritzkammer 130 kann ein Verdampfungskühlsystem sein, bei dem destilliertes Wasser einem Absorptionsmedium zugeführt und dem Luftstrom durch das Medium zum Verdampfen des Wassers mittels der Energie in der Luft ausgesetzt wird. Alternativ können mehrere Sammler und Düsen einen Strahl von fein zerstäubtem Wasser oder Dampf in den Luftstrom liefern.

[0037] Ebenso kann das Feuchtluft-Kühlsystem 100 eine zweite Wasser/Dampf-Einspritzkammer 140 enthalten, die im Bereich der zweiten Entnahmeleitung 80 positioniert ist. Die erste Wasser/Dampf-Einspritzkammer 130 und die zweite Wasser/Dampf-Einspritzkammer 140 können mit einem beliebigen Heiz- oder Kühlmedium aus einer beliebigen Quelle in Verbindung stehen. Weitere Komponenten und andere Gestaltungen können hierin verwendet werden.

[0038] Das Feuchtluft-Kühlsystem 100 kann ein erstes Steuerungsventil 150 enthalten, das in der ersten Entnahmeleitung 70 stromabwärts von der ersten Wasser/Dampf-Einspritzkammer 130 angeordnet ist. Das erste Steuerungsventil 150 steuert die Feuchtluftmenge, die in die erste Turbinenstufe 74 eingespritzt wird. Zusätzlich ist ein erster stromabwärtsseitiger Sensor 170 stromabwärts von der ersten Wasser/Dampf-Einspritzkammer 130 angeordnet und wird zur Ermittlung der Temperatur und des Durchsatzes des Feuchtluftstroms verwendet, der in die erste Turbinenstufe 74 eingespritzt wird. Ebenso kann das Feuchtluft-Kühlsystem 100 ein zweites Steuerungsventil 160 enthalten, das in der zweiten Entnahmeleitung 80 stromabwärts von der zweiten Wasser/Dampf-Einspritzkammer 140 angeordnet ist. Das zweite Steuerungsventil 160 steuert die Feuchtluftmenge, die in die zweite Turbinenstufe 84 eingespritzt wird. Zusätzlich ist ein zweiter stromabwärtsseitiger Sensor 180 stromabwärts von der zweiten Wasser/Dampf-Einspritzkammer 140 angeordnet und wird zur Ermittlung der Temperatur und des Durchsatzes des Feuchtluftstroms verwendet, der in die zweite Turbinenstufe 84 eingespritzt wird.

[0039] Die Hinzufügung von Feuchtigkeit zu den Turbinendüsen-kühlungsströmen mittels Wasser/Dampf-Einspritzung verbessert die spezifische Wärme (Cp) der Kühlluft und in einem geringeren Umfang die der primären Strömung. Zusätzlich senkt die Hinzufügung von Feuchtigkeit zu den Turbinendüsenkühlungsströmen mittels Wasser/Dampf-Einspritzung die Stufenbetriebstemperatur, was die Teilelebensdauer verbessert und ein aktives Teilelebensdauermanagement durch Modulieren der Einspritzung bei jeder Stufe ermöglicht. Ein weiterer Vorteil aus der Hinzufügung von Feuchtluft zu den Turbinendüsenkühlungsströmen besteht darin, dass sie den Massenstrom der Stufe erhöht und dadurch die Spitzenausgangsleistung erhöht. Die Hinzufügung von Feuchtluft verringert auch die Abgastemperatur während eines Niederlastbetriebs und verbessert dadurch die Fähigkeit, den Isothermengrenzwert von Wärmerückgewinnungsdampfgeneratoren bei Gasturbinenleistungssteigerungen zu erfüllen.

[0040] Das Feuchtluft-Kühlsystem 100 kann mittels einer Kühlungssteuerung 350 betrieben werden. Die Kühlungssteuerung 350 kann mit dem Gesamtsteuerungssystem der Gasturbine 10 in Verbindung stehen oder darin integriert sein. Die Kühlungssteuerung 350 kann eine Rückmeldung aus den verschiedenen Strömungssensoren empfangen, um somit die verschiedenen Steuerungsventile und Blockierungsventile geeignet zu betreiben, um so die Temperatur der Luftentnahmen 65 sowie die Temperatur der Heissgaspfadkomponenten zu steuern. Zusätzlich kann die durch die erste Wasser/Dampf-Einspritzkammer 130 (erste Fluidmenge) und durch die zweite Wasser/Dampf-Einspritzkammer 140 (zweite Fluidmenge) hinzuzufügende Fluidmenge durch die Kühlungssteuerung 350 gesteuert werden.

[0041] Die Kühlungssteuerung 350 des hierin beschriebenen Feuchtluft-Kühlsystems 100 überwacht somit den Durchsatz und die Temperatur in der ersten Entnahmeleitung 70 und der zweiten Entnahmeleitung 80 sowie die Temperatur der Heissgaspfadkomponenten in der Turbine 40 und die Lastbedingungen darin. Die Temperatur der Luftentnahmen 65 kann somit mittels der ersten Wasser/Dampf-Einspritzkammer 130 und der zweiten Wasser/Dampf-Einspritzkammer 140 verändert werden.

[0042] Die Kühlungssteuerung 350 kann auch den durch das Feuchtluft-Kühlsystem 100 bereitgestellten variablen Feuchtluftkühlungsstrom ausgleichen. Ein Abgastemperatursensor 360 kann stromabwärts von der Turbine 40 positioniert sein, um die Abgastemperatur zu ermitteln. Da die Gasturbine 10 Abgastemperatur-geführt gesteuert werden kann, kann die Kühlungssteuerung 350 eine Eingangsgrösse aus dem Abgastemperatursensor 360 sowie der zweiten Abgasströmung und dem Temperatursensor 120 und der ersten Strömung und dem Temperatursensor 110 empfangen, um somit einen angemessenen Kompensationsfaktor für die zusätzliche kühlende Feuchtluft bereitzustellen. Die Kühlungssteuerung 350 kann somit Stufenpegelzeit bei Temperaturverfolgung und -management bereitstellen.

[0043] Die Kühlungssteuerung 350 kann ein eigenständiger Prozessor oder Teil eines grösseren Steuerungssystems, wie z.B. des General Electric «SPEEDTRONIC™ Gasturbinensteuerungssystems sein, wie es in Rowen, W.I., SPEEDTRONIC™ Mark V Gas Turbine Control System», GE-3658D, veröffentlicht von GE Industrial & Power Systems of Schenectady, N.Y. beschrieben ist. Die Kühlungssteuerung 350 kann ein Computersystem mit einem Prozessor (en) sein, die Programme ausführen, um den Betrieb der Gasturbine unter Verwendung von Sensoreingangssignalen und Instruktionen von einer Bedienungsperson zu steuern. Die von der Kühlungssteuerung 350 ausgeführten Programme können Planungsalgorithmen zum Regeln des Brennstoffstroms zu dem Brenner 25 beinhalten. Die von der Kühlungssteuerung 350 erzeugten Befehle veranlassen Aktuatoren in dem Feuchtluft-Kühlsystem 100 beispielsweise dazu, das erste Steuerungsventil 150 und das zweite Steuerungsventil 160 einzustellen.

[0044] Fig. 3 ist eine Funktionsdarstellung einer Ausführungsform der Kühlungssteuerung 350. Von Abgastemperatursensoren gemessene Abgastemperaturwerte 420 können durch ein erstes Verarbeitungsmodul 440 verarbeitet werden. Das erste Verarbeitungsmodul 440 kann ein auf einem Steuerungsalgorithmus basierendes Modell sein, das einen linearen quadratischen Abschätzungsalgorithmus (Kaiman-Filter) verwendet. Die vom ersten stromabwärtsseitigen Sensor 170 und zweiten stromabwärtsseitigen Sensor 180 gemessenen Kühlungseinspritzstromwerte 430 werden auch an zweites Verarbeitungsmodul 450 geliefert, das ein Modell-basierender Steuerungsalgorithmus sein kann, der ein Kaiman-Filter verwendet. Die Ausgangssignale aus dem ersten Verarbeitungsmodul 440 und dem zweiten Verarbeitungsmodul 450 werden an ein drittes Verarbeitungsmodul 460 geliefert, wo die Abgastemperatur, die abgeleitete Feuerungstemperatur und die Niveautemperatur der Heissgaspfadstufe berechnet und für aktive Düsenkühlungsströme ausgeglichen werden. Ein weiteres Modul 470 kann eine zeitliche Aufzeichnung der Zeit bei einer Temperatur für verschiedene Stufen für Verfolgungs- und Managementzwecke führen.

[0045] Fig. 4 stellt ein optisches System, wie z.B. eine Infrarotkamera 370 dar, die über einer Heissgaspfadkomponente 380 positioniert ist. Die Heissgaspfadkomponente 380 kann eine Laufschaufel 390, eine Düse 400 oder irgendeine andere Art von Komponente sein, die in der Turbine 40 positioniert ist. Die Infrarotkamera 370 kann von herkömmlicher Auslegung sein. Die Infrarotkamera 370 kann eine Temperaturverteilung entlang der Heissgaspfadkomponente 380 erfassen. Die Infrarotkamera 370 o-der eine andere Art von Vorrichtung kann mit der Kühlungsteuerung 350 in Verbindung stehen. Diagnosealgorithmen können dazu genutzt werden, um einen Zustandsindex zu erzeugen, der entweder den Gesamtzustand der Komponentenoberfläche oder den Zustand einer spezifischen Stelle entlang der Oberfläche widerspiegelt. Lokale Defekte wie z.B. Oxidation und Abplatzung können als Abweichungen um die Stelle auf der Komponentenoberfläche erscheinen. Der Zustandsindex kann somit als ein Indikator für den Zustand der Komponente oder eines Abschnittes davon verwendet werden. Die Infrarotkamera 370 kann einen Auslöser 410 zur Verwendung mit rotierenden Heissgaspfadkomponenten enthalten. Ähnliche Arten von Pyrometersystemen und andere Arten optischer Systeme können hierin ebenfalls in einer ähnlichen Weise verwendet werden. Weitere Komponenten und andere Ausgestaltungen können ebenfalls hierin verwendet werden.

[0046] Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Verfahren 500 zum Betreiben einer Gasturbine 10 veranschaulicht.

[0047] Im Schritt 510 ermittelt das Verfahren 500 einen Ist-Zustand, wie z.B. ein Soll-Ausgangssignal oder eine Ist-Heissgaspfadtemperatur an einer Turbinenstufe.

[0048] Im Schritt 520 ermittelt das Verfahren 500 einen Soll-Zustand, wie z.B. ein Soll-Ausgangssignal oder eine Ist-Heissgaspfadtemperatur bei der Turbinenstufe.

[0049] Im Schritt 530 entnimmt das Verfahren 500 einen Luftstrom aus einer Verdichterstufe.

[0050] Im Schritt 540 schätzt das Verfahren 500 eine dem Luftstrom hinzuzufügende Wasser- oder Dampfmenge ab, um eine Soll-Heissgaspfadtemperatur an der Turbinenstufe zu erreichen.

[0051] Im Schritt 550 fügt das Verfahren 500 dem Luftstrom die Wasser- oder Dampfmenge hinzu, um einen Feuchtluftstrom zu erzeugen.

[0052] Im Schritt 560 spritzt das Verfahren 500 den Feuchtluftstrom in eine Düse an der Turbinenstufe ein.

[0053] Die Ermittlung der Heissgaspfadtemperatur kann erreicht werden, indem die Heissgaspfadtemperatur mit dem optischen Messwandler gemessen wird, oder eine Brennerabgastemperatur gemessen wird. Die Ermittlung der Heissgaspfadtemperatur kann für mehrere Turbinenstufen durchgeführt werden. Eine ähnliche Ermittlung einer Soll-Heissgaspfadtemperatur kann für mehrere Turbinenstufen durchgeführt werden. Die Entnahme des Luftstroms kann durch Entnahme von Luftströmen aus mehreren Verdichterstufen erreicht werden. Die Abschätzung der hinzuzufügenden Wasser- oder Dampfmenge kann die Abschätzung der zu jedem von mehreren Luftströmen hinzuzufügenden Wasser- oder Dampfmenge beinhalten. Ebenso kann die Hinzufügung von Wasser oder Dampf zu dem Luftstrom die Hinzufügung von Wasser oder Dampf zu mehreren Luftströmen beinhalten.

[0054] Das Feuchtluft-Kühlsystem 100 kann somit die Temperatur der Heissgaspfadkomponente 380 insbesondere unter Betriebsbedingungen, wie z.B. Spitzenlasten und Niedriglasten steuern, um eine erhöhte Kühlung nach Bedarf bereitzustellen. Das Feuchtluft-Kühlsystem 100 ermöglicht eine selektive Unterkühlung der betroffenen Komponenten mit einem variablen Kühlungsstrom auf der Basis des hierin beschriebenen Temperaturausgleichsverfahrens, um die Gesamtbelastung angemessen zu steuern. Ferner kann die selektive Unterkühlung aller Stufen der Turbine 40 ein aktives Komponentenlebensdauer-Management bereitstellen, um somit die Gesamtleistung der Gasturbine 10 über derzeitige Grenzen hinaus für eine Zeitdauer in Verbindung mit einer zusätzlichen Bewilligung zur Spitzenüberhitzung auszudehnen.

[0055] Das Feuchtluft-Kühlsystem 100 verbessert somit die Lebensdauer der Heissgaspfadkomponente 380, indem die während des Spitzenlastbetriebs, längeren Absenkungsbetriebzeiten und andere Arten von Betriebsparametern erzeugte höhere Wärme ausgeglichen wird. Ferner fügt das Feuchtluft-Kühlsystem 100 die Fähigkeit zu einem Betrieb über normale Spitzenlasten hinaus für beschränkte Zeit hinzu. Das Feuchtluft-Kühlsystem 100 kann somit die Wirtschaftlichkeit der Gesamtlebensdauer der Gasturbine verbessern, während es gleichzeitig eine funktionale Flexibilität in einem relativ preiswerten System bereitstellt.

[0056] Fig. 6 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens 600 zur Verbesserung einer Ausgangsleistung einer Gasturbine.

[0057] Im Schritt 610 ermittelt das Verfahren eine Ist-Ausgangsleistung.

[0058] Im Schritt 615 ermittelt das Verfahren 600 eine Soll-Ausgangsleistung.

[0059] Im Schritt 620 entnimmt das Verfahren einen Luftstrom aus einer Verdichterstufe.

[0060] Im Schritt 625 schätzt das Verfahren 600 eine dem Luftstrom hinzuzufügende Fluidmenge ab, um die Soll-Ausgangsleistung zu erreichen.

[0061] Im Schritt 630 fügt das Verfahren 600 ein Fluid in einer Menge im Wesentlichen gleich der abgeschätzten Fluidmenge dem Luftstrom zum Erzeugen eines Feuchtluftstroms hinzu.

[0062] Im Schritt 635 spritzt das Verfahren 600 einen Feuchtluftstrom in eine Düse an einer Turbinenstufe ein. Dieses kann erreicht werden, indem ein Feuchtluftstrom in mehrere Düsen bei mehreren Turbinenstufen eingespritzt wird.

[0063] Im Schritt 640 stellt das Verfahren 600 die Ist-Ausgangsleistung auf die Soll-Ausgangsleistung ein.

[0064] Wo die Definition von Begriffen von der üblicherweise verwendeten Bedeutung des Begriffes abweicht, möchte der Anmelder die nachstehend vorgesehenen Definitionen verwenden, soweit es nicht speziell anderweitig angegeben wird.

[0065] Die hierin verwendete Terminologie dient nur dem Zweck der Beschreibung spezieller Ausführungsformen und soll nicht die Erfindung einschränken. Wo die Definition von Begriffen von der üblicherweise verwendeten Bedeutung des Begriffes abweicht, möchte der Anmelder die hierein vorgesehenen Definitionen verwenden, soweit es nicht speziell anderweitig angegeben wird. Die Singularformen «einer, eine, eines» und «der, die, das» sollen auch die Pluralformen beinhalten, soweit es der Kontext nicht deutlich anderweitig vorgibt. Es dürfte sich verstehen, dass, obwohl die Begriffe «erster, zweiter usw.» zur Beschreibung verschiedener Elemente verwendet werden können, diese Elemente nicht durch diese Begriffe eingeschränkt sein sollen. Diese Begriffe werden nur zur Unterscheidung eines Elements von einem anderen verwendet werden. Der Begriff «und/oder» beinhaltet jede und alle Kombinationen von einer oder mehreren von den zugeordneten gelisteten Elementen. Die Ausdrücke «angekoppelt» oder «gekoppelt mit» zieht eine direkte oder indirekte Kopplung in Betracht.

[0066] Diese Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung einschliesslich ihrer besten Ausführungsart offenzulegen und um auch jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung einschliesslich der Herstellung und Nutzung aller Elemente und Systeme und der Durchführung aller einbezogenen Verfahren in die Praxis umzusetzen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten.

[0067] Ein System zur Verbesserung einer Gasturbinenausgangsleistung und zur Verlängerung der Lebensdauer von Heissgaspfad-komponenten enthält ein Subsystem zur Abschätzung einer dem Luftstrom hinzuzufügenden Wasser- oder Dampfmenge, um die Soll-Heissgaspfadtemperatur zu erreichen. Das System enthält eine Wasser- oder Dampfeinspritzkomponente, die zum Einspritzen der Wasser- oder Dampfmenge in den Luftstrom zum Erzeugen eines Feuchtluftstroms angepasst ist, um einen Feuchtluftstrom zu erzeugen, und ein Einspritzungssubsystem, das zum Einspritzen des Feuchtluft Stroms in eine Düse an der Turbinenstufe angepasst ist, ist ebenfalls enthalten. Das System enthält einen an einer Turbinenstufe angeordneten Temperatursensor und ein Subsystem zum Ermitteln einer Soll-Heissgaspfadtemperatur an der Turbinenstufe. Eine Entnahmeleitung ist mit einer Verdichterstufe verbunden und zur Entnahme eines Luftstroms angepasst.

Bezugszeichenliste

[0068] <tb>10<SEP>Gasturbine (13) <tb>15<SEP>Verdichter (10) <tb>20<SEP>Luft (4) <tb>25<SEP>Brenner (3) <tb>25<SEP>ein Brenner <tb>30<SEP>Brennstoff <tb>35<SEP>Verbrennungsgase (3) <tb>40<SEP>Turbine (11) <tb>45<SEP>Welle <tb>50<SEP>externe Last <tb>55<SEP>Verdichterstufen <tb>60<SEP>Turbinenstufen <tb>65<SEP>Luftentnahmen (30) <tb>70<SEP>erstes Entnahmerohr (7) <tb>72<SEP>erste Verdichterstufe (2) <tb>74<SEP>erste Turbinenstufe (4) <tb>76<SEP>erstes Entnahmesteuerungsventil <tb>80<SEP>zweites Entnahmerohr (6) <tb>82<SEP>zweite Verdichterstufe <tb>84<SEP>zweite Turbinenstufe (3) <tb>86<SEP>zweites Entnahmesteuerungsventil <tb>89<SEP>zweite Turbinenstufe <tb>90<SEP>Verdichterauslassentnahmerohr <tb>92<SEP>Verdichterauslass <tb>94<SEP>Einlassabzweigwärmesammler (2) <tb>96<SEP>Einlasszapfwärmesammlerventil <tb>100<SEP>Feuchtluft-Kühlsystem (18) <tb>110<SEP>Temperatursensor (4) <tb>120<SEP>Temperatursensor (4) <tb>130<SEP>erste Wasser/Dampf-Einspritzkammer (6) <tb>140<SEP>zweite Wasser/Dampf-Einspritzkammer (5) <tb>150<SEP>erstes Steuerungsventil (3) <tb>160<SEP>zweites Steuerungsventil (3) <tb>170<SEP>erster stromabwärtsseitiger Sensor (2) <tb>180<SEP>zweiter stromabwärtsseitiger Sensor (2) <tb>350<SEP>Kühlungssteuerung (13) <tb>360<SEP>Temperatursensor (2) <tb>370<SEP>Infrarotkamera (5) <tb>380<SEP>Heissgaspfadkomponente (5) <tb>390<SEP>Laufschaufel <tb>400<SEP>Düse <tb>410<SEP>Auslöser <tb>420<SEP>Abgastemperaturwerte <tb>430<SEP>Kühlungseinspritzströmungswerte <tb>440<SEP>erstes Verarbeitungsmodul (3) <tb>450<SEP>zweites Verarbeitungsmodul (2) <tb>460<SEP>drittes Verarbeitungsmodul <tb>470<SEP>Modul <tb>500<SEP>Verfahren (7) <tb>510<SEP>Schritt <tb>520<SEP>Schritt <tb>530<SEP>Schritt <tb>540<SEP>Schritt <tb>550<SEP>Schritt <tb>560<SEP>Schritt

Claims (10)

1. Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine, mit den Schritten: Ermitteln eines Soll-Zustandes an einer Turbinenstufe; Ermitteln einer Ist-Heissgaspfadtemperatur; Ermitteln einer Soll-Heissgaspfadtemperatur an der Turbinenstufe; Entnahme eines Luftstroms aus einer Verdichterstufe; Abschätzen einer dem Luftstrom hinzuzufügenden geschätzten Fluidmenge, um eine Soll-Heissgaspfadtemperatur an der Turbinenstufe zu erreichen; Hinzufügen eines Fluids in einer Menge im Wesentlichen gleich der geschätzten Fluidmenge zu dem Luftstrom, um einen Feuchtluftstrom zu erzeugen; und Einspritzen des Feuchtluftstroms in eine Düse an der Turbinenstufe.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Fluid Wasser oder Dampf ist.

3. Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine nach Anspruch 1, wobei die Ermittlung einer Ist-Heissgaspfadtemperatur den Schritt der Messung der Ist-Heissgaspfadtemperatur mit einem optischen Messwandler aufweist und/oder wobei die Ermittlung einer Ist-Heissgaspfadtemperatur den Schritt der Messung einer Brennerabgastemperatur aufweist und/oder wobei die Ermittlung einer Ist-Heissgaspfadtemperatur den Schritt der Ermittlung einer Ist-Heissgaspfadtemperatur an einer ersten Turbinenstufe und die Ermittlung einer Ist-Heissgaspfadtemperatur an einer zweiten Turbinenstufe aufweist.

4. Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine nach Anspruch 3, wobei die Ermittlung einer Soll-Heissgaspfadtemperatur an der Turbinenstufe die Schritte aufweist: Ermitteln einer Soll-Heissgaspfadtemperatur bei einer ersten Turbinenstufe; und Ermitteln einer Soll-Heissgaspfadtemperatur bei einer zweiten Turbinenstufe.

5. Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine nach Anspruch 4, wobei die Entnahme eines Luftstroms die Schritte aufweist: Entnahme eines ersten Luftstroms aus einer ersten Verdichterstufe; und Entnahme eines zweiten Luftstroms aus einer zweiten Verdichterstufe.

6. Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine nach Anspruch 5, wobei die Abschätzung einer dem Luftstrom hinzuzufügenden Fluidmenge die Schritte aufweist: Abschätzen einer ersten dem ersten Luftstrom hinzuzufügenden Fluidmenge; und Abschätzen einer zweiten dem zweiten Luftstrom hinzuzufügenden Fluidmenge.

7. System, aufweisend: einen an einer Turbinenstufe angeordneten Temperatursensor; ein Subsystem zum Ermitteln einer Soll-Heissgaspfadtemperatur an der Turbinenstufe; eine mit einer Verdichterstufe verbundene Entnahmeleitung, die zur Entnahme eines Luftstroms angepasst ist; ein Subsystem zum Abschätzen einer dem Luftstrom hinzuzufügenden Wasser- oder Dampfmenge, um die Soll-Heissgaspfadtemperatur zu erreichen; eine Wasser- oder Dampfeinspritzkomponente, die zum Einspritzen der Wasser- oder Dampfmenge in den Luftstrom angepasst ist, um einen Feuchtluftstrom zu erzeugen; und ein Einspritzsubsystem, das zum Einspritzen des Feuchtluftstroms in eine Düse an der Turbinenstufe angepasst.

8. System nach Anspruch 7, ferner aufweisend: einen bei einer zweiten Turbinenstufe angeordneten zweiten Temperatursensor; eine mit einer zweiten Verdichterstufe verbundene zweite Entnahmeleitung, die zur Entnahme eines zweiten Luftstroms angepasst ist; und ein zweites Subsystem zum Ermitteln einer Soll-Heissgaspfadtemperatur an einer zweiten Turbinenstufe; ein zweites Subsystem zum Abschätzen einer dem Luftstrom zum Erreichen der Soll-Heissgaspfadtemperatur und der zweiten Turbinenstufe hinzuzufügenden zweiten Wasser- o-der Dampfmenge; und eine zweite Brennstoffeinspritzkomponente, die zum Einspritzen einer zweiten Wasser- oder Dampfmenge in den zweiten Luftstrom zum Erzeugen eines zweiten Feuchtluftstroms angepasst ist; und ein zweites Einspritzsubsystem, das zum Einspritzen des zweiten Feuchtluftstroms in eine Düse an der zweiten Turbinenstufe angepasst ist.

9. Gasturbine, aufweisend: einen Verdichter; eine Turbine; eine mit einer Stufe des Verdichters verbundene Leitung, die zur Entnahme eines Luftstroms angepasst ist; einen Temperatursensor, der zum Messen einer Heissgaspfadtemperatur bei einer Turbinenstufe angepasst ist; eine Wasser- oder Dampfeinspritzkammer, die mit der Leitung verbunden und zum Einspritzen einer vorbestimmten Wasser- oder Dampfmenge in den Luftstrom zum Erzeugen eines Feuchtluftstroms angepasst ist; und eine Einspritzeinrichtung, die mit der Leitung verbunden und zum Einspritzen des Feuchtluftstroms in die Turbinenstufe angepasst ist.

10. Verfahren zum Verbessern einer Ausgangsleistung einer Gasturbine mit einem Verdichter und einer Turbine, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Ermitteln einer Ist-Ausgangsleistung; Ermitteln einer Soll-Ausgangsleistung; Entnehmen eines Luftstroms aus einer Verdichterstufe; Abschätzen einer dem Luftstrom hinzuzufügenden abgeschätzten Fluidmenge, um die Soll-Ausgangleistung zu erreichen; Hinzufügen von Fluid in einer Menge im Wesentlichen gleich der abgeschätzten Fluidmenge zu dem Luftstrom, um einen Feuchtluftstrom zu erzeugen; Einspritzen des Feuchtluftstroms in eine Düse an einer Turbinenstufe; und Einstellen der Ist-Ausgangsleistung auf die Soll-Ausgangsleistung.