CZ20013438A3 - Zařízení a způsob regulace přívodu vodní páry do kompresoru plynové turbíny - Google Patents

Zařízení a způsob regulace přívodu vodní páry do kompresoru plynové turbíny Download PDF

Info

Publication number
CZ20013438A3
CZ20013438A3 CZ20013438A CZ20013438A CZ20013438A3 CZ 20013438 A3 CZ20013438 A3 CZ 20013438A3 CZ 20013438 A CZ20013438 A CZ 20013438A CZ 20013438 A CZ20013438 A CZ 20013438A CZ 20013438 A3 CZ20013438 A3 CZ 20013438A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
water
air
inlet
compressor
misting
Prior art date
Application number
CZ20013438A
Other languages
English (en)
Inventor
Richard Robert Trewin
Original Assignee
General Electric Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Company filed Critical General Electric Company
Publication of CZ20013438A3 publication Critical patent/CZ20013438A3/cs

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
    • F01K21/04—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas
    • F01K21/047—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas having at least one combustion gas turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • F02C7/14—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
    • F02C7/141—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid
    • F02C7/143—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages
    • F02C7/1435—Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages by water injection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
    • Y10S261/34—Automatic humidity regulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)
  • Air Humidification (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Description

Zařízeni a způsob regulace přívodu vodní páry do kompresoru plynové turbíny
Oblast techniky
Vynález se týká soustrojí plynové turbíny, přičemž se zejména týká zařízení pro zvlhčování vzduchu, přiváděného do kompresoru, s využitím měření podmínek vzduchu a vody před kompresorem ve směru proudění a známého průtokového množství vzduchu, proudícího turbínou.
Dosavadní stav techniky /
Je všeobecně známo, že energetický výkon plynové turbíny může být zvýšen prostřednictvím rozprašování jemné mlhy vodních kapiček do vzduchu ve směru proudění před vstupem do kompresoru plynové turbíny. Voda způsobuje snížení teploty vzduchu, přiváděného do vstupu kompresoru.
Výrobci zařízení na přivádění jemné vodní mlhy do proudu vzduchu na vstupu kompresoru používají obvykle několika vodních čerpadel o stejné velikosti, a to buď jednotlivě nebo společně. Průtokové množství vody může být nastaveno tak, že je rovno průtokovému množství kteréhokoliv jednotlivého čerpadla nebo součtu průtokových množství dvou nebo více čerpadel. Průtokové množství může být rovněž měněno prostřednictvím soustavy řídicích a obtokových ventilů.
Při regulaci proudění vody se obvykle využívá měření teploty suchého teploměru vzduchového proudu v místě ve směru prouděni za vstřikováním vody. Tato praxe je nespolehlivá, neboť jakýkoliv teplotní snímač, který leží ve směru proudění za vstřikováním vody, je citlivý na narážení vodních kapiček, což způsobuje, že se měření teploty odchyluje směrem k teplotě mokrého teploměru. Kromě toho se předpokládá, že teplota vody, přiváděné do mlžícího zařízení, je stejná, jako teplota mokrého teploměru vzduchu, to znamená, že se předpokládá, že proces odpařování probíhá při teplotě mokrého teploměru vzduchu.
Podstata vynálezu
V souladu s příkladným provedením předmětu tohoto vynálezu bylo vyvinuto zařízení pro regulování požadovaného průtokového množství vody, proudící do mlžícího zařízení, a to bez měření teploty ve ·. směru proudění za mlžícími zařízeními. V souladu s předmětem tohoto vynálezu se měří teploty vstupního vzduchu a vstupní vody ve směru proudění před mlžícími zařízeními, přičemž společně se známou hodnotou průtokového množství zvlhčeného vzduchu, přiváděného do vstupu kompresoru, a na základě analýzy procesů přestupu tepla a přestupu hmoty, se stanovuje průtokové množství vody, přiváděné do mlžících zařízení. Nepřesnosti, ke kterým dochází při postupech, známých z dosavadního stavu techniky, jsou tak odstraněny.
Množství vody, která má být přidávána do proudu vzduchu, se stanovuje zejména prostřednictvím využívání naměřené teploty suchého teploměru a měření vlhkosti, jako teploty rosného bodu, relativní vlhkosti nebo teploty mokrého teploměru okolního vzduchu ve směru proudění před mlžícími zařízeními, a to společně se známou hodnotou teploty vody a průtokového množství vzduchu.
Způsob zahrnuje stanovení poměru vlhkosti (hmotnost vodní páry, podělená hmotností suchého vzduchu) vzhůru ve směru proudění okolního vzduchu od teplot suchého teploměru a rosného bodu. Způsob rovněž zahrnuje stanovení poměru vlhkosti nasyceného vzduchu při požadovaných podmínkách dole ve směru proudění, kdy je voda zcela odpařena. Rozdíl mezi poměrem vlhkosti vzduchu vzhůru ve směru proudění a poměrem vlhkosti nasyceného vzduchu dole ve směru proudění, nebo určitý zlomek tohoto rozdílu, je používán pro výpočet požadovaného průtokového množství vodní mlhy na jednotku průtokového množství vzduchu. Tato průtoková množství jsou vyjádřena v hmotnostních jednotkách za jednotku času. A nakonec je celkové průtokové množství vodní mlhy vypočítáváno na základě známého průtokového množství zvlhčeného vzduchu a požadovaného průtokového množství vody na jednotku průtokového množství vzduchu.
Obsluha určuje relativní vlhkost vzduchu, vstupujícího do kompresoru, například na hodnotu 99 % relativní vlhkosti. Požadovaná vzdálenost a průtokové množství vody, které vytváří požadované podmínky pro vzduch dole ve směru proudění, zahrnuje analýzu procesů přestupu tepla a přestupu hmoty, které jsou modelovány s využitím teorie filmu. Jelikož jsou tyto procesy vzájemně závislé, zahrnuje tento výpočet opakující se výsledek.
Procesy přestupu tepla a přestupu hmoty mají za následek proces ochlazování proudu vzduchu, který je podobný, jako > · · · · · · · · · • · ······ ··· ······ * proces konstantního mokrého teploměru. Ve skutečnosti je proces přestupu tepla a přestupu hmoty shodný s procesem konstantního mokrého teploměru, pokud je voda přiváděna do proudu vzduchu při teplotě mokrého teploměru vzduchu. Avšak předmětu tohoto vynálezu umožňuje, aby byla voda přiváděna do vzduchu při teplotě vyšší nebo nižší, než je teplota mokrého teploměru, a to bez předpokladu, že tyto teploty jsou stejné.
Řešení podle teorie filmu závisí na průtokovém množství vody, na teplotě vodní mlhy, na průměru distribuce vodních kapiček, na vlhkosti vstupního vzduchu, na průtokovém množství vstupního vzduchu, na lineární vlhkosti vstupního vzduchu a na teplotě vstupního vzduchu. Přenos hmoty modeluje vypařování vody před dosažením kompresoru.
Rovněž proces přenosu tepla je adiabatický, což poskytuje odpovídající energetickou vyváženost. Energetická vyváženost závisí na průtokovém množství vstupního vzduchu, na vlhkosti vstupního vzduchu, na teplotě suchého teploměru vstupního vzduchu, na teplotě vstupní vody, na průtokovém množství vstupní vody a na vlhkosti vzduchu, vstupujícího do kompresoru. S využitím vzájemného vztahu přenosu hmoty a energetické vyváženosti, získaného teorií filmu, je průtokové množství vodní mlhy a požadovaná vzdálenost pro úplné odpaření stanovována na základě relativní vlhkosti, určované obsluhou.
U výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu je voda přiváděna do proudu vzduchu prostřednictvím soustavy čerpadel, z nichž každé má odlišnou velikost. Druhé nejmenší čerpadlo přivádí vodu ve dvojnásobném průtokovém množství, než nejmenší čerpadlo. Třetí nejmenší čerpadlo přivádí vodu ve dvojnásobném průtokovém množství než druhé nejmenši čerpadlo. Čtvrté nejmenši, například největší čerpadlo má řízenou proměnlivou rychlost, takže průtokové množství může být libovolně měněno.
Tímto nastaveno čerpadel množství, způsobem může být na jakoukoliv hodnotu polovinou a jednou která jsou mohou být • '9 průtokové množství vody kapacitou
Průtoková mezi maximální této kapacity.
menši, než jedna polovina nastavena jako přírůstky maximální kapacity, čerpadla prostřednictvím spuštění jednotlivých čerpadel.
nejmenšího
V souladu s výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu byl proto vyvinut způsob kompresoru u regulačního turbíny, opatřené pro přivádění pro přivádění vody, který obsahuje kroky průtokového množství vody, přiváděné přivádění zvlhčeného systému pro mlžící vzduchu do zařízení u plynové zařízení kompresorem, vstupem vzduchu a výstupem do do zařízení do mlžícího mlžícího mlžícího stanovení zařízení, pro zvlhčováni vzduchu, přiváděného stanovené zajištěni předem prostřednictvím snímání alespoň jedné do kompresoru, pro relativní vlhkosti vlastnosti vzduchu na vstupu vzduchu do mlžícího zařízení.
Krok stanovení průtokového množství vody, přiváděné do mlžícího zařízení, s výhodou zahrnuje stanovení teploty vstupního vzduchu.
Způsob podle tohoto vynálezu rovněž s výhodou zahrnuje stanovení teploty rosného bodu a teploty suchého teploměru vstupního vzduchu.
• ·· 9 · · ·· •
·· · · ♦ · · • • · • ·
• · · • · • • · •
• · • · * ··
• · · • · · · · • i · • • · ·
Krok stanoveni s výhodou zahrnuje stanoveni teploty vody na vstupu do mlžícího zařízení.
Způsob podle tohoto vynálezu dále s výhodou zahrnuje stanovení teploty rosného bodu a teploty suchého teploměru vstupního vzduchu.
Krok stanovení s výhodou zahrnuje stanovení průtokového množství suchého vzduchu do kompresoru za mlžícím zařízením ve směru proudění.
V souladu s dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu byl dále rovněž vyvinut způsob přivádění zvlhčeného vzduchu do kompresoru u regulačního systému pro mlžící zařízení u plynové turbíny, opatřené kompresorem, vstupem do mlžícího zařízení pro přivádění vzduchu a výstupem do mlžícího zařízení pro přivádění vody, který obsahuje kroky snímání vlastnosti vzduchu, přiváděného do mlžícího zařízení a regulování průtokového množství vody, přiváděného do mlžícího zařízení pro zvlhčování vzduchu, přiváděného do kompresoru, na předem stanovenou relativní vlhkost na základě uvedené zjištěné vlastnosti.
V souladu s ještě dalším aspektem předmětu tohoto vynálezu bylo dále rovněž vyvinuto zařízení pro přivádění zvlhčeného vzduchu do kompresoru plynové turbíny, které obsahuje mlžící zařízení, vstup do mlžícího zařízení pro přivádění vzduchu, vstup do mlžícího zařízení pro přivádění vody, snímače pro zjišťování teploty a vlhkosti vzduchu na vstupu vzduchu do mlžícího zařízení a teploty vody na vstupu vody do mlžícího zařízení, a regulátor proudění vody pro regulování průtoku do mlžícího zařízení v závislosti na « φφ * ·· ·· * φ Φ ·· 9 9 Φ Φ 99 • · · 9 · 9 9 * · φ 9 9 · · · 9 9 9 • 99 9 9 9 9 9 Φ 9 99 9 9 9 zjištěných teplotách vzduchu a vody na vstupech do mlžícího zařízení pro přivádění zvlhčeného vzduchu do kompresoru.
Zařízení podle tohoto vynálezu dále s výhodou obsahuje množinu čerpadel pro čerpání vody do uvedeného mlžícího zařízení, přičemž uvedený regulátor1 proudění vody řídí uvedená čerpadla pro přivádění předem stanoveného nastaveného průtoku vody do uvedeného mlžícího zařízení v závislosti na zjištěných teplotách.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženému jedinému obrázku výkresů, kde je znázorněno schematické zobrazení řídicího systému pro zvlhčování vzduchu, přiváděného clo vstupu kompresoru plynové turbíny elektrárny v souladu s> příkladným výhodným provedením předmětu tohoto vynálezu.
Příklady provedeni vynálezu
Zařízení, které je obecně označeno vztahovou značkou 100, pro regulaci zvlhčování vzduchu, vstupujícího do kompresoru, je znázorněno na přiloženém obrázku výkresů.
Zvlhčovači zařízení 100 má následující procesní vstupy: okolní vzduch prostřednictvím proudu 101 okolního vzduchu a vodu prostřednictvím proudu 102 vody. Procesní výstupy tvoří zvlhčený vzduch prostřednictvím proudu 103 zvlhčeného vzduchu pro proudění do vstupu kompresoru 104 a přebytečnou vodu, pokud nějaká existuje, prostřednictvím proudu 105, přičemž nedošlo k odpařeni vody po zvlhčovacím procesu a během vstupu do kompresoru 104.
Na shora uvedeném obrázku výkresů jsou rovněž znázorněny plynová turbina 106 a generátor 107. Plynová turbina 106 všeobecně známým způsobem pohání generátor 107 pro účely výroby elektrické energie.
Voda, která vstupuje do procesu prostřednictvím proudu 102 vody, je rozdělena na množinu proudů, například na čtyři proudy, z nichž každý
čerpadlem 108, 109, 110 a 111.
prostřednictvím proudu 112,
prostřednictvím proudu 113,
prostřednictvím proudu 114,
prostřednictvím proudu 115.
je ovládán samostatným
Takže čerpadlo 108 čerpá vodu
čerpadlo 109 čerpá vodu
čerpadlo 110 čerpá vodu
a čerpadlo 111 čerpá vodu
Každé čerpadlo má odlišnou velikost, přičemž celkové průtokové množství vody, proudící do procesu, může být příslušným způsobem regulováno. Například čerpadlo 109 může mít dvojnásobnou velikost, než čerpadlo 108, čerpadlo 110 může mít dvojnásobnou velikost, než čerpadlo 109, a čerpadlo 111 může být dvojnásobnou velikost, než čerpadlo 110. Kromě toho tím největším čerpadlem, například čerpadlem 111, může být čerpadlo s proměnlivou rychlostí otáčení.
Přestože čerpadla 108, 109 a 110 mohou být rovněž čerpadly s proměnlivou rychlostí otáčení, je u výhodného příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu využíváno kombinací čerpadel pro řízení celkového průtokového množství vody v proudu 102 vody, a tím i množství vody, dodávané
• ·· ·'· •
9'9 · i 9 9 • 9
• · ♦ • · •
• · · • 9 9 •
• 9 9 9 9 •
• 99 *9 • 9 ♦ ··
mlžícími zařízeními nebo mlžícími tryskami 116, 117, 118 a 119 do vstupu kompresoru.
V tabulce 1 jsou uvedeny relativní jednotky průtokového množství s využitím různých kombinací čerpadel podle tohoto vynálezu.
tabulka 1
Jak je uvedeno v tabulce 1, tak předmětný systém dodává vodu v průtokových množstvích v přírůstcích, jedné patnáctině celkového průtokového množství způsobu počítání binárního typu, neboť každá čerpadel vytváří specifické průtokové množství.
/ rovnajících se s využitím kombinace
Kromě toho,
110, má množství množství jelikož to největší čerpadlo, proměnlivé rychlosti otáčení, libovolně měnit. Tímto způsobem vody v proudu 102 nastaveno na jakoukoliv například je možno může být čerpadlo průtokové průtokové hodnotu mezi maximální kapacitou čerpadel a jednou polovinou této kapacity. Průtoková množství, která jsou menší než jedna polovina maximální kapacity, mohou být nastavena jako přírůstky nejmenšího čerpadla, například čerpadla 108.
Z čerpadla 108 proudí voda prostřednictvím proudu 112 do mlžících zařízení nebo mlžících trysek 116. Obdobně pak proudí voda prostřednictvím proudu 113 z čerpadla 109 do mlžících zařízení nebo mlžících trysek 117, dále proudí voda prostřednictvím proudu 114 z čerpadla 110 do mlžících zařízení nebo mlžících trysek 118, přičemž prostřednictvím proudu 115 proudí voda z čerpadla 111 do mlžících zařízení
9 • 4 • ·· • • ·· ·· « ♦ * ♦ ··
• · • •
« φ ě • · i • ♦
• · · ♦
nebo mlžících trysek 119.
Každá mlžící tryska vytváří jemný proud rozprášené vody, takže je umožněno, aby okolní vzduch prostřednictvím proudu 101 byl unášen kapičkami vody z mlžících trysek 116, 117, 118 a 119. Od těchto mlžících trysek proudí zvlhčený vzduch prostřednictvím proudu 103 přes kolektor či sběrač 130, kde je shromažďována voda v kapalné formě v proudu 105. Tato voda může mít původ ve vodě, která se buď neodpařila nebo která po odpařeni zkondenzovala. Kolektor nebo sběrač 130 zabraňuje tomu, aby mohla voda v kapalné formě vstupovat do kompresoru 104. Znalost průtokového množství vody v proudu 105 umožňuje dosáhnout daleko přesnějšího výpočtu množství vody, unášeného proudem 103.
Relativní vlhkost zvlhčeného vzduchu v proudu 103 je měněna pouze s využitím , průtokového množství vody v proudu 102. Obsluha nastaví požadovanou relativní vlhkost vzduchu v proudu 103, přičemž regulátor 120 prouděni vody uvádí do činnosti Čerpadla 108, Í09, 11Ó a 111 za účelem nastavení vhodného průtokového množství vody, přidávané do vzduchu v proudu 101 za účelem· dosažení požadovaného průtokového množství.
Procesy přestupu tepla a hmoty jsou analyzovány, což bylo provedeno na modelu s využitím teorie filmu. Celá řada proměnných je používána pro výpočet požadované agregace průtokového množství vody. Není však používáno žádné měření teploty zvlhčeného vzduchu v proudu 103. Proto tedy průtokové množství vody, zjištěné na základě procesů přestupu tepla a hmoty, je mnohem přesnější, než tomu bylo u postupů, známých z dosavadního stavu techniky.
'· 9 9 9 9 9 ··
9 9 9 99 9 4 0 9 9 9
9 9 9 9 9 • • 9
9 9 9 9 9 • • 9
99 9 9 99 9 9 · ·· • 9
Regulátor 120 proudění vody využívá měření průtokového množství zvlhčeného vzduchu a teploty při řízení a regulaci zvlhčovacího procesu. Celkové průtokové množství zvlhčeného vzduchu v proudu 103, směřujícím do kompresoru 104, je určováno vnějšími faktory, například zatížením elektrárny, poměrem paliva a vzduchu a podobně.
Takže regulátor 120 proudění vody využívá pouze snímače 121 proudění pro měření průtokového množství zvlhčeného vzduchu v proudu 103. Součet měření, provedených snímači 122, 123, 124 a 125 proudění, je roven průtokovému množství vody v proudu 102. Snímače 122, 123, 124 a 125 proudění měří průtoková množství vody v příslušných proudech 112, 113, 114 a 115. Alternativně je možno využít jediného měřidla proudění v proudu 102.
Snímač 126 proudění měří průtokové množství vody v proudu 105, vycházejícím z kolektoru či sběrače Ϊ30, a vysílá signál do regulátoru 120 proudění vody. Tento regulátor 120 proudění vody zajistí vhodné snížení průtokového množství vody v proudu 102 v závislosti na množství vody, která se nevypařila nebo nezkondenzovala před vstupem zvlhčeného vzduchu do vstupu kompresoru.
Množství vody, které se může vypařit v proudu 103 ve vhodné vzdálenosti před vstupem do kompresoru 104, závisí na celé řadě faktorů, a to včetně průtokového množství vody v proudu 102, průměru distribuce vodních kapiček, vytvářených mlžícími zařízeními nebo mlžícími tryskami 116, 117, 118
'0 0 0 • 0· 0 0 0 0
·· · • • 0 > 0 0 • 0
• • · ♦ 0 9 0 0
• · 0 0 0 · 0 0 0
• · · • 0 0 · 0 0 0 00 0 0
a 119, průtokového množství vzduchu v proudu 101, rychlosti vzduchu v proudu 101 nebo vlhkosti vzduchu v proudu 101.
Průměr distribuce kapiček zůstává v podstatě konstantní v čase, pokud nedojde k poruše mlžících zařízení nebo mlžících trysek 116, 117, 118 a 119. Rychlost vzduchu v proudu 101 může být stanovena podělením objemového průtokového množství vzduchu průřezovou plochou proudu 101. Vlhkost vzduchu v proudu 101 se stanovuje s využitím snímačů teploty vlhkého teploměru a teploty suchého teploměru v proudu 101.
Snímač 127 teploty rosného bodu měří teplotu rosného bodu vzduchu v proudu 101. Suchý teploměr 128 měří teplotu suchého teploměru vzduchu v proudu 101. Psychometrický diagram při tlaku jedné atmosféry může být využit pro stanovení poměru vlhkosti vzduchů v proudu 101, kromě jiných vlastností, jako je relativní vlhkost a entalpie.
Snímač, tj. teploměr 129, měří teplotu vody v proudu 102. Proces přenosu tepla je přibližně adíabaťický. Proto tepelná energie vody a tepelná energie vzduchu v proudu 101 dodává energii, nezbytnou pro odpařování vody v proudech 112, 113, 114 a 115. Energie v proudu 101 je známa z entalpie suchého vzduchu a vodní páry v proudu 101, která může být zjištěna z psychometrického diagramu a z průtokového množství suchého vzduchu a poměru vlhkosti v proudu 101. Průtokové množství suchého vzduchu v proudu 101 je rovno naměřenému průtokovému množství suchého vzduchu v proudu 103.
Celkové průtokové množství odpařené vody může být stanoveno na základě průtokových množství vody • «Φ φ φφ φφ · φφ φ φ Φ· φ φ φ · ·· «Μ ΦΦΦΦ·· φ φ φ · ··>··· φ φ · φ Φ ΦΦ ΦΦΦ •ΦΦ φφ ·»» φφ φφ φφφ v proudech 112, 113, 114 a 115 a průtokového množství vody v proudu 105. Energie v proudu 102 vody je známá, neboť průtokové množství a teplota vody v proudu 102 jsou známy.
Teplota vody v proudu 102 určuje entalpii vody, přičemž atmosférický tlak určuje latentní teplo vypařování vody.
Teplota zvlhčeného vzduchu v proudu 103 je obvykle nižší, než je teplota vzduchu v proudu 101, neboť při vypařování vody dochází ke spotřebě tepelné energie vzduchu v proudu 101. Za předpokladu, že zvlhčený vzduch v proudu 103 dosáhl tepelné rovnováhy, to znamená, že vodní kapičky ve vzduchu se odpařily, může být vhodné průtokové množství vody v proudu 102 stanoveno s využitím opakujících se postupů.
Vhodné průtokové množství vody v proudu 102 je stanoveno opakováním, neboť procesy přestupu tepla a hmoty jsou vzájemně závislé. Množství vody,' které může být přeměněno na mlhu za účelem dosažení předem stanovené relativní vlhkosti v dostupné vzdálenosti, závisí na parametrech přenosu hmoty, jako je průtokové množství vody, proudící přes mlžící zařízení nebo mlžící trysky 116, Í17, 118 a 119, a teplota zvlhčeného vzduchu v proudu 103.
Proces přenosu hmoty závisí na teplotě vody v důsledku tlaku páry ve vodě. Pokud je vzduch v proudu 103 nasycen, to znamená, že má stoprocentní relativní vlhkost, pak zvyšování průtokového množství vody v proudu 102 nemůže způsobit zvyšování relativní vlhkosti vzduchu. Kromě toho proces přenosu tepla závisí na průtokových množství odpařené vody v důsledku teploty vody. Takže proces přestupu tepla střídá proces přestupu hmoty a naopak.
Φ ·» • *9
• · · 4 ·· ♦ • a Λ • »
• ·· • · • • •
14 4 > · • · <· * • * • 9 t
Přestože teorie filmu spojuje oba tyto procesy, tak vhodné proudění vody v proudu
102 pro dosažení' předem stanovené relativní vlhkosti v proudu
103 v dostupné vzdálenosti nemůže být dosaženo přímo.
Proto je prováděno opakování, až se výsledky ustálí na hodnotě pro proudění vody v proudu 102, odpovídající výsledné relativní vlhkosti zvlhčeného vzduchu v proudu 103.
Přestože byl předmět tohoto vynálezu popsán ve spojitosti s jeho příkladným provedením, které je v současné době považováno za nejpraktičtější, je zcela pochopitelné, že předmět tohoto vynálezu se neomezuje pouze na shora popsané provedení, neboť je naopak určen k pokrytí různých modifikací a ekvivalentních uspořádání, které spadají do myšlenky a rozsahu přiložených patentových nároků.
i
<6 ·· 6 99 • to
• 6 * ·· · · • • ··
• ·· • · · • ·
to to · * • · ♦ • · •
• · · « · · • ·
• 6 «· ··· 9« ··

Claims (7)

1. Způsob přivádění zvlhčeného vzduchu do kompresoru u regulačního systému pro mlžící zařízení (116, 117,
118, 119) u plynové turbíny, opatřené kompresorem, vstupem mlžícího zařízení pro přivádění vzduchu a výstupem mlžícího (101) do (102) do zařízeni pro přivádění vody, vyzná stanovení čující se tím, průtokového množství vody, pro zvlhčování vzduchu, že obsahuje kroky přiváděné do přiváděného do pro zajištění předem stanovené relativní vlhkosti zařízení, prostřednictvím snímání alespoň jedné vstupu vzduchu do mlžícího zařízení.
vlastnosti mlžícího kompresoru, (127, 128) vzduchu na
2. Způsob podle nároku
1, vyznačující se tím, průtokového množství vody, přiváděné že krok stanovení do mlžícího zařízení, zahrnuje stanovení teploty vstupního vzduchu.
3. Způsob podle nároku 2, vyznačůijící se tím, že” zahrnuje stanovení teploty rosného bodu (127) a teploty suchého teploměru (128) vstupního vzduchu.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačuj i c i se t í m , že krok stanovení zahrnuje stanovení teploty vody na vstupu do mlžícího zařízení. 5. Způsob podle nároku 4, vyznačuj í c i se t i m , že zahrnuje stanovení
teploty rosného bodu a teploty suchého teploměru vstupního vzduchu.
6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tim, že krok stanoveni zahrnuje stanovení (121) průtokového množství suchého vzduchu do kompresoru za mlžícím zařízením ve směru proudění.
7. Způsob přivádění zvlhčeného vzduchu do kompresoru u regulačního systému pro mlžící zařízení (116, 117, 118, 119) u plynové turbíny, opatřené kompresorem, vstupem (101) do mlžícího zařízení pro přivádění vzduchu a výstupem (102) do mlžícího zařízení pro přivádění vody, vyznačující se tím, že obsahuje kroky snímání (127, 128) vlastnosti vzduchu, přiváděného do mlžícího zařízení a regulování (120, 108, 109, 110, 111) průtokového množství vody, přiváděného do mlžícího zařízení pro zvlhčování vzduchu, přiváděného do kompresoru, na předem stanovenou relativní vlhkost na základě uvedené zjištěné vlastnosti.
8. Zařízení pro přivádění zvlhčeného vzduchu do kompresoru plynové turbíny, vyznačující se tím, že obsahuje mlžící zařízení (116, 117, 118, 119), vstup (101) do mlžícího zařízení pro přivádění vzduchu, vstup (102) do mlžícího zařízení pro přivádění vody, snímače (127, 128) pro zjišťování teploty a vlhkosti vzduchu na vstupu vzduchu do mlžícího zařízení a teploty (129) vody na vstupu vody do mlžícího zařízení, a regulátor (120) proudění vody pro regulování průtoku do mlžícího zařízení v závislosti na zjištěných teplotách vzduchu a vody na vstupech do mlžícího zařízení pro přivádění zvlhčeného vzduchu do kompresoru.
9. Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že obsahuje množinu čerpadel (108, 109, 110, 111) pro čerpání vody do uvedeného mlžícího zařízení, přičemž uvedený regulátor (120) proudění vody řídí uvedená čerpadla pro přivádění předem stanoveného nastaveného průtoku vody do uvedeného mlžícího zařízení v závislosti na zjištěných teplotách.
CZ20013438A 2000-11-06 2001-09-25 Zařízení a způsob regulace přívodu vodní páry do kompresoru plynové turbíny CZ20013438A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/707,247 US6478289B1 (en) 2000-11-06 2000-11-06 Apparatus and methods for controlling the supply of water mist to a gas-turbine compressor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20013438A3 true CZ20013438A3 (cs) 2002-06-12

Family

ID=24840941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20013438A CZ20013438A3 (cs) 2000-11-06 2001-09-25 Zařízení a způsob regulace přívodu vodní páry do kompresoru plynové turbíny

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6478289B1 (cs)
EP (1) EP1203866B1 (cs)
JP (1) JP4160289B2 (cs)
KR (1) KR100705862B1 (cs)
AT (1) ATE388304T1 (cs)
CZ (1) CZ20013438A3 (cs)
DE (1) DE60133074T2 (cs)

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6715916B2 (en) * 2001-02-08 2004-04-06 General Electric Company System and method for determining gas turbine firing and combustion reference temperatures having correction for water content in fuel
WO2004025102A1 (en) * 2002-09-12 2004-03-25 Optiguide Controlled Humidity Ltd. A gas turbine fogging system and methods for its control and trouble detection
DE10256193A1 (de) * 2002-12-02 2004-06-09 Alstom Technology Ltd Verfahren zur Steuerung der Flüssigkeitseinspritzung in einen Zuströmkanal einer Kraft- oder Arbeitsmaschine
EP1462633B1 (de) * 2003-03-28 2013-10-30 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Regelung der Heissgastemperatur einer Gasturbine
WO2004085816A1 (de) * 2003-03-28 2004-10-07 Siemens Aktiengesellschaft TEMPERATURMESSEINRICHTUNG UND REGELUNG FÜR DIE HEIßGASTEMPERATUR EINER GASTURBINE
US6938425B2 (en) * 2003-08-11 2005-09-06 Siemens Westinghouse Power Corporation System and method for controlling water injection in a turbine engine
DE10340177A1 (de) * 2003-09-01 2005-03-31 Alstom Technology Ltd Zerstäubungs- und Eindüsensystem, und Verfahren zum Betrieb
EP1704313B1 (de) 2003-10-30 2016-03-30 Alstom Technology Ltd Verfahren zum betrieb einer kraftwerksanlage
DE10352088A1 (de) * 2003-11-07 2005-08-11 Alstom Technology Ltd Verfahren zum Betrieb einer Zerstäubungsvorrichtung
US6938405B2 (en) * 2003-11-13 2005-09-06 General Electric Company Spray nozzle grid configuration for gas turbine inlet misting system
DE102004004135A1 (de) * 2004-01-28 2005-09-29 Alstom Technology Ltd Fördervorrichtung
DE102004017682A1 (de) 2004-04-10 2005-10-27 Alstom Technology Ltd Verfahren und Vorrichtung zum Fördern einer Flüssigkeit
CH697258B1 (de) * 2004-06-22 2008-07-31 Alstom Technology Ltd Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine.
DE502005007796D1 (de) 2004-07-19 2009-09-10 Alstom Technology Ltd Verfahren zum betrieb einer gasturbogruppe
KR100679639B1 (ko) * 2004-12-02 2007-02-07 한국항공우주연구원 초음파 가습기가 장착된 압축기
US7703272B2 (en) * 2006-09-11 2010-04-27 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab System and method for augmenting turbine power output
US7712301B1 (en) * 2006-09-11 2010-05-11 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab System and method for augmenting turbine power output
DE102007015309B4 (de) 2007-03-27 2023-01-05 Ansaldo Energia Switzerland AG Betriebsverfahren für eine Turbogruppe
US7788930B2 (en) * 2007-05-01 2010-09-07 General Electric Company Methods and systems for gas moisturization control
EP2067964B1 (en) * 2007-12-06 2013-02-27 Rolls-Royce Power Engineering PLC Radial staging method and configuration of a liquid injection system for power plants
US8250863B2 (en) 2008-04-09 2012-08-28 Sustainx, Inc. Heat exchange with compressed gas in energy-storage systems
US8448433B2 (en) 2008-04-09 2013-05-28 Sustainx, Inc. Systems and methods for energy storage and recovery using gas expansion and compression
US8240140B2 (en) 2008-04-09 2012-08-14 Sustainx, Inc. High-efficiency energy-conversion based on fluid expansion and compression
US8359856B2 (en) 2008-04-09 2013-01-29 Sustainx Inc. Systems and methods for efficient pumping of high-pressure fluids for energy storage and recovery
WO2009126784A2 (en) 2008-04-09 2009-10-15 Sustainx, Inc. Systems and methods for energy storage and recovery using compressed gas
US20100307156A1 (en) 2009-06-04 2010-12-09 Bollinger Benjamin R Systems and Methods for Improving Drivetrain Efficiency for Compressed Gas Energy Storage and Recovery Systems
US8474255B2 (en) 2008-04-09 2013-07-02 Sustainx, Inc. Forming liquid sprays in compressed-gas energy storage systems for effective heat exchange
US8037678B2 (en) 2009-09-11 2011-10-18 Sustainx, Inc. Energy storage and generation systems and methods using coupled cylinder assemblies
US8677744B2 (en) 2008-04-09 2014-03-25 SustaioX, Inc. Fluid circulation in energy storage and recovery systems
US8479505B2 (en) 2008-04-09 2013-07-09 Sustainx, Inc. Systems and methods for reducing dead volume in compressed-gas energy storage systems
US7802426B2 (en) 2008-06-09 2010-09-28 Sustainx, Inc. System and method for rapid isothermal gas expansion and compression for energy storage
US7958731B2 (en) 2009-01-20 2011-06-14 Sustainx, Inc. Systems and methods for combined thermal and compressed gas energy conversion systems
US8225606B2 (en) 2008-04-09 2012-07-24 Sustainx, Inc. Systems and methods for energy storage and recovery using rapid isothermal gas expansion and compression
US7647777B2 (en) * 2008-06-20 2010-01-19 Gas Turbine Efficiency Sweden Ab Skid architecture for a power augmentation system
US8381529B2 (en) * 2009-01-29 2013-02-26 General Electric Company System and method for water injection in a turbine engine
WO2010105155A2 (en) 2009-03-12 2010-09-16 Sustainx, Inc. Systems and methods for improving drivetrain efficiency for compressed gas energy storage
CA2762184A1 (en) 2009-05-12 2010-11-18 Icr Turbine Engine Corporation Gas turbine energy storage and conversion system
US8104274B2 (en) 2009-06-04 2012-01-31 Sustainx, Inc. Increased power in compressed-gas energy storage and recovery
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
WO2011056855A1 (en) 2009-11-03 2011-05-12 Sustainx, Inc. Systems and methods for compressed-gas energy storage using coupled cylinder assemblies
US20110173947A1 (en) * 2010-01-19 2011-07-21 General Electric Company System and method for gas turbine power augmentation
US8866334B2 (en) 2010-03-02 2014-10-21 Icr Turbine Engine Corporation Dispatchable power from a renewable energy facility
US8171728B2 (en) 2010-04-08 2012-05-08 Sustainx, Inc. High-efficiency liquid heat exchange in compressed-gas energy storage systems
US8191362B2 (en) 2010-04-08 2012-06-05 Sustainx, Inc. Systems and methods for reducing dead volume in compressed-gas energy storage systems
JP2011231739A (ja) * 2010-04-30 2011-11-17 Toshiba Corp ガスタービン発電設備およびその運転方法
US8234863B2 (en) 2010-05-14 2012-08-07 Sustainx, Inc. Forming liquid sprays in compressed-gas energy storage systems for effective heat exchange
US8984895B2 (en) 2010-07-09 2015-03-24 Icr Turbine Engine Corporation Metallic ceramic spool for a gas turbine engine
US8495872B2 (en) 2010-08-20 2013-07-30 Sustainx, Inc. Energy storage and recovery utilizing low-pressure thermal conditioning for heat exchange with high-pressure gas
CA2813680A1 (en) 2010-09-03 2012-03-08 Icr Turbine Engine Corporation Gas turbine engine configurations
US8578708B2 (en) 2010-11-30 2013-11-12 Sustainx, Inc. Fluid-flow control in energy storage and recovery systems
JP5562822B2 (ja) * 2010-12-15 2014-07-30 株式会社東芝 ガスタービン発電設備およびその運転方法
EP2672089B1 (en) * 2011-02-04 2018-08-01 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Control device for gas turbine power generation plant
US9803549B2 (en) * 2011-02-28 2017-10-31 Ansaldo Energia Ip Uk Limited Using return water of an evaporative intake air cooling system for cooling a component of a gas turbine
KR20140031319A (ko) 2011-05-17 2014-03-12 서스테인쓰, 인크. 압축 공기 에너지 저장 시스템 내의 효율적인 2상 열전달을 위한 시스템 및 방법
US9051873B2 (en) 2011-05-20 2015-06-09 Icr Turbine Engine Corporation Ceramic-to-metal turbine shaft attachment
US20130091835A1 (en) 2011-10-14 2013-04-18 Sustainx, Inc. Dead-volume management in compressed-gas energy storage and recovery systems
US10094288B2 (en) 2012-07-24 2018-10-09 Icr Turbine Engine Corporation Ceramic-to-metal turbine volute attachment for a gas turbine engine
US9816391B2 (en) 2012-11-07 2017-11-14 General Electric Company Compressor wash system with spheroids
JP6180145B2 (ja) * 2013-03-26 2017-08-16 三菱日立パワーシステムズ株式会社 吸気冷却装置
US20150159509A1 (en) * 2013-12-06 2015-06-11 General Electric Company Method and System for Dispensing Gas Turbine Anticorrosive Protection
US10557413B1 (en) * 2014-11-26 2020-02-11 Caldwell Tanks, Inc. Systems and methods for controlling liquid flow to a turbine fogging array
EP3109441B1 (en) * 2015-06-24 2020-02-19 Aaf Ltd. System for reducing inlet air temperature of a device
US10961909B2 (en) * 2018-05-15 2021-03-30 General Electric Company Variable evaporative cooling system
CN110624429B (zh) * 2019-10-15 2024-09-06 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种用于间冷循环船用燃气轮机的喷淋式水温调节装置
US11668239B2 (en) 2020-06-24 2023-06-06 General Electric Company System and method for controlling temperature in an air intake

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4702074A (en) * 1985-07-30 1987-10-27 Michael Munk Internal combustion engine system with fog injection and heat exchange
US4730462A (en) * 1986-05-05 1988-03-15 Rogers Allen R Evaporative precooling unit
DK170217B1 (da) * 1993-06-04 1995-06-26 Man B & W Diesel Gmbh Stor trykladet forbrændingsmotor og fremgangsmåde til drift af en køler til afkøling af en sådan motors indsugningsluft.
US5463873A (en) * 1993-12-06 1995-11-07 Cool Fog Systems, Inc. Method and apparatus for evaporative cooling of air leading to a gas turbine engine
US5867977A (en) * 1996-05-14 1999-02-09 The Dow Chemical Company Method and apparatus for achieving power augmentation in gas turbines via wet compression
JP3401615B2 (ja) * 1997-05-13 2003-04-28 吉秀 中村 コンバインドサイクルシステムとその夏期における吸気冷却方法
US6256976B1 (en) * 1997-06-27 2001-07-10 Hitachi, Ltd. Exhaust gas recirculation type combined plant
JPH1172029A (ja) * 1997-06-30 1999-03-16 Hitachi Ltd 水噴霧による出力増加機構を備えたガスタービン
SG104914A1 (en) * 1997-06-30 2004-07-30 Hitachi Ltd Gas turbine
US6250064B1 (en) * 1999-05-07 2001-06-26 General Electric Co. Gas turbine inlet air integrated water saturation and supersaturation system and related process
AU7340200A (en) * 1999-09-03 2001-04-10 Enhanced Turbine Output Holding, Llc Gas turbine operative at high ambient temperatures

Also Published As

Publication number Publication date
KR100705862B1 (ko) 2007-04-09
ATE388304T1 (de) 2008-03-15
JP4160289B2 (ja) 2008-10-01
US6478289B1 (en) 2002-11-12
EP1203866A2 (en) 2002-05-08
JP2002201958A (ja) 2002-07-19
EP1203866A3 (en) 2004-08-25
DE60133074D1 (de) 2008-04-17
EP1203866B1 (en) 2008-03-05
DE60133074T2 (de) 2009-03-12
KR20020035447A (ko) 2002-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20013438A3 (cs) Zařízení a způsob regulace přívodu vodní páry do kompresoru plynové turbíny
JP4954665B2 (ja) 二流体水噴霧ノズルの比例制御方法とその装置。
US5463873A (en) Method and apparatus for evaporative cooling of air leading to a gas turbine engine
US6634165B2 (en) Control system for gas turbine inlet-air water-saturation and supersaturation system
Bottcher et al. Characterizing erficiency of misting systems for poultry
JP4732520B2 (ja) 航空機に加湿した雰囲気を供給するための構造
JP2013108652A (ja) 空気調和方法および空気調和装置
Xu et al. Experimental and theoretical studies on air humidification by a water spray at elevated pressure
JP4047639B2 (ja) 産業用空調装置
WO2003089770A1 (en) Water injection for gas turbine inlet air
WO2008034253A1 (en) Control of relative humidity in fuel cell systems
US5394734A (en) Apparatus for determining humidity concentration in a humidified air system
US8814149B2 (en) Humidity generator
CN114759225B (zh) 燃料电池水气分离器测试系统和测试方法
Singletary et al. Characterizing effects of temperature and humidity on misting evaporative efficiency
Širok et al. Energy and mass transfer phenomena in natural draft cooling towers
WO2004025102A1 (en) A gas turbine fogging system and methods for its control and trouble detection
CN107121996A (zh) 一种恒温恒湿控制装置及控制方法
Porter et al. Heat and mass transfer of spray canals
JP2004044867A (ja) 気体調湿方法および気体調湿装置
Bottcher et al. Analysis of misting and ventilation cycling for broiler housing
US20090224414A1 (en) Evaporative humidifier
JP2712828B2 (ja) 環境試験装置
JP6151567B2 (ja) 氷点下で氷飽和以上の空気の含水量計測方法および計測装置
Wu et al. A Research on Humidity Control Method for Large Space Aircraft Climatic Laboratory