CZ280982B6 - Způsob výroby mechanické energie a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Způsob výroby mechanické energie a zařízení k jeho provádění Download PDF

Info

Publication number
CZ280982B6
CZ280982B6 CS91243A CS24391A CZ280982B6 CZ 280982 B6 CZ280982 B6 CZ 280982B6 CS 91243 A CS91243 A CS 91243A CS 24391 A CS24391 A CS 24391A CZ 280982 B6 CZ280982 B6 CZ 280982B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
gas
steam
fuel
gas turbine
combustion
Prior art date
Application number
CS91243A
Other languages
English (en)
Inventor
Jan Ing. Ankersmit
Rudolf Ing. Hendriks
Leo J.M.J. Dr. Ing. Blomen
Original Assignee
Mannesmann Aktiengesellschaft
K.T.I. Group B.V.
Asa B.V.
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 Mannesmann Aktiengesellschaft, K.T.I. Group B.V., Asa B.V. filed Critical Mannesmann Aktiengesellschaft
Publication of CS9100243A2 publication Critical patent/CS9100243A2/cs
Publication of CZ280982B6 publication Critical patent/CZ280982B6/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
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • 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
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • 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
    • F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
    • F02C3/30—Adding water, steam or other fluids for influencing combustion, e.g. to obtain cleaner exhaust gases
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0822—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel the fuel containing hydrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0827—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel at least part of the fuel being a recycle stream
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Saccharide Compounds (AREA)

Abstract

U tohoto způsobu se výchozí palivo přeměňuje endotermní reakcí na transformované palivo s vyšší absolutní výhřevností. U příslušného zaří zení je první spalovací komora (5) uspořádána před jednotkou (2) plynové turbiny pro pohon kompresorů (3a, 3b). V reaktoru (7) pro endotermní reakci se vyrábí transformované palivo s vyšší absolutní výhřevností a tento reaktor (7) je připojen k jednomu z potrubí (ll,l2,l3,l4,l5) která přivádějí horké médium. Přívodní potrubí (20) paliva pro transformované palivo je vedeno před reaktorem (7) k první spalovací komoře (5).ŕ

Description

Vynález se týká způsobu kontinuální přeměny chemicky vázané energie, obsažené ve výchozím palivu na bázi sloučenin uhlíku a vodíku, na využitelnou mechanickou energii, při kterém se nejprve stlačuje spalovací vzduch, přičemž se hnací energie pro kompresi spalovacího vzduchu získává při použití plynové turbíny, kterou se vede alespoň zbytková část předem stlačeného spalovacího vzduchu při alespoň částečném uvolňování tlaku, přičemž se výchozí palivo nechává endotermní reakcí zreagovat na přeměněné palivo s vyšší absolutní výhřevností, spalováni přeměněného paliva se děje s eventuální přísadou výchozího paliva, přičemž přeměněné palivo je v palivové směsi, určené pro spalování, přítomno ve více než 50 %-ním podílu, přičemž vytápění reakčního prostoru pro endotermní reakci se provádí při zužitkování tepla plynných spalin prostřednictvím nepřímé výměny tepla, přičemž horké plynné spaliny, vzniklé spálením paliva se stlačeným spalovacím vzduchem, se nechávají při odevzdávání tlaku uvolňovat na plynové turbíně, s jejíž pomocí se vyrábí alespoň část využitelné mechanické energie a přičemž zbytkové teplo plynných spalin, proudících z plynové turbíny, se používá pro vytápění proudu médií, použitých při způsobu. Vynález se dále vztahuje na zařízení pro provádění tohoto způsobu.
Dosavadní stav techniky
Ve většině tepelných elektráren se pro výrobu elektrické energie nejdříve vyrábí spalováním fosilních paliv v kotlích přehřátá pára, která se uvolňuje z tlaku (nechává rozepnout) v parních turbínách a přitom se přeměňuje na mechanickou energii. Parní turbíny jsou spojeny s elektrickými generátory, čímž se tato mechanická energie převádí na elektrickou energii. Tento převod se uskutečňuje s účinností zřetelně nad 90 %. Na rozdíl od toho je podstatně horší stupeň účinnosti při přeměně chemické energie, vázané v používaných palivech, na mechanickou energii, protože stupeň účinnosti turbín i u velkých turbín činí nejvýše 37 %, přičemž je třeba počítat ještě se ztrátami v topných kotlích. Ve většině případů lze proto dnes využít pro efektivní výrobu elektřiny jen zhruba 35 % při spalování uvolňovaného tepla, zatímco 65 % odpadního tepla se bud ztrácí, nebo jej lze využít jen pro tepelné účely.
V nedávné době bylo možné dosáhnout podstatného zvýšení celkové účinnosti tím, že se pro přeměnu tepelné energie na mechanickou energii použila kombinace plynových turbín a parních turbín, přičemž horké spalované plyny se nejprve nechaly uvolnit z tlaku v plynových turbínách a pro výrobu páry pro parní turbíny se využilo teplo plynů, vystupujících z těchto plynových turbín. Přídavná možná zdokonalení spočívají v tom, že pára, uvolněná z tlaku, která proudí z parní turbíny, se vede zpět do spalovací komory předřazené plynové turbíny a tak vytváří větší objemový proud pro pohon plynové turbíny. Tato opatření umožnila zvýšit celkovou účinnost přeměny tepelné energie na mechanickou energii
-1CZ 280982 B6 u větších zařízení, například nad 50 MW, na velikost řádově 48 % až 50 %.
Takový kombinovaný výrobní proces plynových turbín a parních turbín je patrný například zDE 33 31 153 AI. Pro výrobu potřebných horkých spalovacích plynů pro plynovou turbinu se používají obvyklá proudící paliva, to znamená kapalné nebo plynné uhlovodíky. Aby se do značné míry zabránilo vzniku oxidů dusíku, snižuje se přiváděním části páry, která se vyrábí teplem plynů, vystupujících z plynové turbíny do spalovací komory, teplota spalovací komory. Při celkovém výkonu o hodnotě 300 MW se udává pro tento proces dosažitelný stupeň účinnosti o hodnotě 48 %.
V časopise VGB Kraftwerkstechnik 68, č. 5, květen 1988, strana 461 až 468, je popisován kombinovaný proces plynových a parních turbín ve spojení se zplyňováním uhlí. Hořlavý plyn, který se vyrobí zplyňováním uhlí, se po vyčištění částečně spaluje se stlačeným vzduchem v první spalovací komoře. Přitom vyrobené horké spalovací plyny se nejprve použijí pro přehřívání vodní páry pro zplyňování uhlí a pro vytápění alotermního zplyňování uhlí ještě před tím, než se rozepnou v první plynové turbíně, která sama o sobě pohání kompresor pro potřebný spalovací vzduch. Druhá část hořlavého plynu, vytvořeného zplyňováním uhlí, se spaluje ve druhé spalovací komoře a bezprostředné potom se uvolňuje z tlaku ve druhé plynové turbíně, která je mechanicky spojena s dalším kompresorem pro spalovací vzduch, potřebný ve druhé spalovací komoře, a s elektrickým generátorem pro výrobu elektrické energie.
Uvolněný plyn z druhé plynové turbíny je před odvodem do okolního ovzduší ještě využit společně s tlakově uvolněným plynem první plynové turbíny, to je turbíny pro pohon kompresoru, pro výrobu páry. Tato pára se nechává uvolnit z tlaku v parní turbíně, která je rovněž spojena s generátorem pro výrobu elektrické energie. Část páry se po částečném uvolnění z tlaku vyvede z parní turbíny a po již zmíněném přehřátí spalovacími plyny z první spalovací komory se použije pro zplyňování uhlí.
U tohoto známého zařízení se jako výchozí palivo používá uhlí, které je nutné před použitím v procesu plynových turbín nejprve zplyňovat. Tato úprava je nezbytné nutná z toho hlediska, že při spalování vzniká takový podíl popílku, který by mohl plynovou turbínu zničit. Paliva na bázi uhlovodíkových sloučenin jsou na rozdíl od toho k dispozici v kapalné formě nebo jako plyn, neobsahují žádné podíly popílku a proto je možné je bez dalších úprav použít v kombinovaném pracovním procesu plynových a parních turbín. Charakteristické pro tato známá zařízení je, že spalovací plyny jsou nejprve vedeny ve dvou nejprve na sobě zcela nezávislých dílčích proudech a že jsou použity pro různé dílčí procesy před tím, než se na konci celého způsobu použijí společně pro výrobu páry. Čistá účinnost tohoto zařízení je udávána zhruba o hodnotě 42 %, přičemž vnitřní spotřeba energie pro provádění procesu činí zhruba 7,5 %.
Další kombinovaný proces plynových turbín a parních turbín pro výrobu elektrické energie, u kterého se nejprve provádí zplyňování uhlí, je známý z amerického patentu US 4 478 039. U tohoto uspořádání se vyrobený plyn spaluje ve spalovací komoře při
-2CZ 280982 B6 přetlaku. Vzniklé horké spalované plyny se potom přivádějí do plynové turbíny, kde se nechávají uvolňovat z tlaku, přičemž tato plynová turbína pohání elektrický generátor a kompresor pro«stlačování spalovacího vzduchu. Plynné spaliny z turbíny, zbavené tlaku, se přídavně ještě používají pro vytápění zařízení pro zplyňováni uhlí a pro výrobu páry pro proces parní turbíny. Parní turbína rovněž pohání elektrický generátor. 0 využití výstupních plynných spalin na bázi uhlovodíkových sloučenin není v tomto spise nic uvedeno.
Dále je z DE 37 40 865 Al známý způsob a zařízení pro získávání vodíku, u kterého se plynné výstupní palivo, tedy uhlovodíková sloučenina, přeměňuje reformováním vodní párou na plyn bohatý na vodík s absolutní výhřevností, která je vyšší než proud výchozího paliva.
Pod pojmem absolutní výhřevnosti se zde nemíní, jak je tomu obvyklé, výhřevnost vztažená na jednotku hmotnosti. Zde se tím rozumí celkové množství spalovacího tepla, které je obsaženo v určitém množství výchozího paliva, případně v množství přeměněného paliva, které vzniklo endotermní přeměnou téhož množství výchozího paliva. V případě reformování vodní párou se totiž při přeměně přidaného podílu vodní páry celkové množství přeměněného paliva vzhledem k původnímu množství výchozího paliva nucené podstatně zvětší, takže výhřevnost, vztažená na hmotnost, je dokonce menší ne« před tím, i když uvolněné množství tepla, které vzniká při spalování přeměněného paliva, se zvětšilo.
V tomto procesu podle DE 37 40 865 Al vyrobený surový plyn se zpracovává pro získání čistého vodíku v čisticím stupni, například v absorpčním zařízení se střídavým tlakem, ve kterém se nečistoty, například oxid uhelnatý CO, oxid uhličitý C02, voda H2O a nepřeměněné uhlovodíky, oddělují a odvádějí se jako proud spalin. Tento spalitelný proud spalin, který má nutně ještě určité zbytkové podíly uhlovodíku, se po stlačení v kompresoru na tlak vyšší, než má spalovací plyn například ve spalovacím prostoru nepřímo vyhřívaného reformního zařízení páry, spaluje se zhuštěným vzduchem. Na podkladě značného oddělení vodíku od surového plynu poklesne absolutní výhřevnost proudu spalin z čisticího stupně vzhledem k absolutní výhřevnosti surového plynu o značnou hodnotu a je ještě nižší, než vkládané výchozí palivo.
Proto je často žádoucí spalovat při vytápění zařízení pro reformováni vodní párou bezprostředně dílčí proud výchozího paliva. Takto vznikající plynné spaliny se po vyhřátí zařízení pro reformování vodní párou přivádějí jako moderátorový plyn pro snížení teploty do spalovací komory, ve které se spaluje dílčí proud výchozího paliva se stlačeným vzduchem. Proud plynných spalin, který se odvádí z této spalovací komory, se potom nechává rozepnout v plynové turbíně. Plynová turbína vytváří u tohoto způsobu energii potřebnou pro pohon kompresoru a mimoto umožňuje prostřednictvím k ní připojeného generátoru také výrobu elektrické energie.
U tohoto způsobu se uskutečňuje přeměna výchozího paliva jenom proto, protože se zamýšlí vyrábět vodík, který se používá pro libovolné upotřebení mimo rámec tohoto způsobu. Z německého
-3CZ 280982 B6 spisu DE 37 40 865 AI nevyplývají žádné skutečnosti, které by poukazovaly na to, že by taková endotermni přeměna paliva mohla být výhodná i tehdy, pokud se přeměněné palivo následně spalovalo za účelem výroby mechanické energie. Spalování přeměněného paliva, použité v tomto způsobu, se totiž provádí jen ve smyslu zhodnocení vedlejšího produktu. Dále je třeba jako podstatné konstatovat, že při spalování je k dispozici jen část spalitelných složek, původně obsažených v přeměněném palivu, protože část vodíku, který vytváří převážný podíl absolutní výhřevnosti, byla před tím do značné míry oddělena. Z tohoto důvodu je čistě početní poměr vyrobené využitelné mechanické nebo elektrické energie k množství v použitém výchozím palivu gbsažené chemicky vázané energie u tohoto způsobu s hodnotou menší než 10 % opravdu velmi malý.
Z evropského patentového spisu EP 0 318 122 A2 je známý způsob a zařízení pro výrobu mechanické energie z plynných paliv, u kterého se mechanická energie, využitelná například pro výrobu elektrického proudu, odevzdává jen prostřednictvím plynové turbíny. Tato plynová turbína, která je upravena zejména pro oblast výkonu od 50 do 3000 kW, dosahuje přitom vzhledem na vloženou tepelnou energii při uvažované výhřevnosti na spodní hranici stupeň účinnosti o hodnotě zhruba 42 %. K tomu se předpokládá, že spalovaný vzduch se nejprve stlačí v kompresoru. Potom se stlačený spalovaný vzduch ohřeje v tepelném výměníku spalin, částečně se uvolní z tlaku v první plynové turbíně, která pohání kompresor, a potom se přivede do spalovací komory, ve které se spaluje palivo s tímto spalovacím vzduchem. Horké spaliny, vznikající při tomto spalování, pohánějí druhou plynovou turbínu, která dodává vlastní využitelnou mechanickou energii. Horké plynné spaliny, které proudí z druhé plynové turbíny, se používají k tomu, aby udržovaly v provozu tepelný výměník na spaliny a tak zajistily ohřívání stlačeného spalovacího vzduchu.
Podstata vynálezu
Vynález si klade za úkol dále zdokonalit způsob a zařízení v úvodu popsaného druhu tak, aby se účinnost při přeměně energie, to je spodní výhřevnosti na podkladě paliva na bázi sloučenin uhlíku a vodíku na mechanickou energii upravila u malých zařízení, to je 50 až 3000 kW, na hodnotu větší než 50 % a u větších zařízení na hodnotu nejméně 55 %. V dalším se rozumí pod pojmem účinnost nebo stupeň účinnosti vždy mechanická účinnost, to je poměr vyrobené použitelné mechanické energie turbíny k vložené energii výchozího paliva na bázi spodní výhřevnosti Hg.
Uvedeného cíle je dosaženo způsobem v úvodu uvedeného typu, jehož podstatou je, že spalování paliva probíhá ve dvou stupních, přičemž horké plynné spaliny, vytvořené v prvním stupni a obsahující vysoký přebytek vzduchu se po částečném odevzdání tlaku částečným uvolněním z tlaku na plynové turbíně, spojené s kompresorem, vedou se zbytkovým palivem z prvního stupně do druhého spalovacího stupně a horké plynné spaliny, vytvořené ve druhém stupni, se vedou do další plynové turbíny, kde se uvolněním z tlaku odevzdává využitelná mechanická energie.
-4CZ 280982 B6
S výhodou se zahřátý stlačený spalovací vzduch před jeho přiváděním do prvního spalovacího stupně používá k nepřímému ohřevu reakčního prostoru pro endotermní reakci.
Podle dalšího znaku vynálezu se horké plynné spaliny po zbytkovém rozepnutí pro odevzdávání využitelné mechanické energie vedou k vytápění reakčního prostoru pro endotermní reakci.
Účelně se zbytkové teplo v horkých plynných spalinách, uvolněných z tlaku v další plynové turbíně, používá pro ohřev stlačeného spalovacího vzduchu.
Podle dalšího znaku vynálezu se horké plynné spaliny před tím, než se nechávají částečně uvolnit z tlaku na plynové turbíně, spojené s kompresorem, používají k vytápění reakčního prostoru pro endotermní reakci.
Podle jiného provedení se horké plynné spaliny před tím, než se v další plynové turbíně nechají uvolnit z tlaku ke konečnému odevzdání tlaku, používají k zahřívání reakčního prostoru pro endotermní reakci.
Složení médií, zaváděných do obou spalovacích stupňů, se s výhodou kontinuálně reguluje při udržování adiabatické teploty plamene ve spalovacím prostoru na hodnotě nižší než 1700 °C, přičemž se vstupní teplota plynných spalin v každé z plynových turbín udržuje na hodnotě, ležící pod 1250 °C. Výstupní teplota plynných spalin ze spalovacího prostoru se účelně reguluje vstřikováním vody nebo vodní páry do spalovacího prostoru.
Podle dalšího znaku vynálezu se zbytkové teplo horkých plynných spalin, uvolněných z tlaku na plynové turbíně, použije pro výrobu páry, která se přehřívá při využití horkého proudu plynných spalin, nacházejících se před tím na vyšší teplotě, a používá se pro pohon parní turbíny, která rovněž vyrábí zužitkovatelnou mechanickou energii jako další turbína. Přehřívání vyrobené páry plynnými spalinami se s výhodou děje před vstupem horkého proudu plynných spalin do druhého spalovacího stupně a vytápění reakčního prostoru pro endotermní reakci se provádí horkým proudem plynných spalin, vystupujícím z další plynové turbíny před tím, než se tento proud použije k výrobě vodní páry.
Endotermní reakce se provádí podle dalšího znaku vynálezu ve formě reformování sloučenin s uhlíkem a vodíkem vodní párou, zejména jako přeměna zemního plynu nebo bioplynu (CH4) na syntézní plyn (CO a H2).
Endotermní reakce se provádí podle dalšího znaku vynálezu při teplotě pod 780 °C, s výhodou pod ,700 °C a zejména pod 650 ’C.
Podle dalšího znaku vynálezu se z parní turbíny odebírá část vodní páry, která ještě není úplně tlakově uvolněna a vede se do reformování vodní párou.
Vynález se dále vztahuje na zařízení pro provádění výše uvedeného způsobu, obsahující plynovou turbínu pro výrobu využitelné mechanické energie, nejméně jeden kompresor, a s ním mecha
-5CZ 280982 B6 nicky spojenou hnací plynovou turbínu pro pohon kompresoru, jejíž vstup je spojen soustavou potrubí s výstupní plynovou stranou kompresoru, spalovací komoru, uloženou mezi výstupem kompresoru pro stlačený spalovací vzduch a vstupem do hnací plynové turbíny, jejíž výstup je připojen přívody horkého plynu ke vstupní plynové straně plynové hnací turbíny pro vyrábění využitelné mechanické energie, soustavu vedení plynných spalin od výstupní plynové strany plynové turbíny k tepelně výměnnému zařízení pro využití zbytkového tepla plynných spalin, reaktor pro endotermní chemickou reakci pro výrobu přeměněného paliva, jehož topný okruh je napojen na potrubí pro vedení horkého procesního plynu, a který je opatřen přívodem paliva pro výchozí palivo, a jehož výstup je spojen vedením přeměněného paliva s první spalovací komorou, jehož podstatou je, že mezi hnací plynovou turbínou a plynovou turbínou pro výrobu mechanicky využitelné práce je do přívodních potrubí horkého plynu, spojujících obě turbíny, vřazena druhá spalovací komora, jejíž jeden vstup je spojen s výstupem hnací plynové turbíny a jejíž druhý vstup je přívodním vedením přeměněného paliva spojen s reaktorem pro endotermní chemickou reakci.
Přívod horkého plynu do reaktoru pro endotermní reakci je podle dalšího znaku vynálezu napojen na výstupní vedení za plynovou turbínou. Podle jednoho provedení je přívod horkého plynu do reaktoru pro endotermní reakci napojen na potrubí, vedoucí od první spalovací komory k hnací plynové turbíně. Podle jiného provedení je přívod horkého plynu do reaktoru pro endotermní reakce napojen na potrubí pro stlačený vzduch za výměníkem tepla. Podle dalšího účelného provedení je přívod horkého plynu do reaktoru pro endotermní reakci napojen na potrubí mezi hnací plynovou turbínou a plynovou turbínou.
Reaktor je podle dalšího znaku vynálezu vytvořen jako zařízení pro reformování vodní párou.
Plynová turbína je podle dalšího znaku vynálezu uložena na společném hřídeli s nejméně jedním kompresorem.
Podle dalšího znaku vynálezu je reaktor pro endotermní reakci svým topným okruhem spojen vedením plynných spalin s výstupní stranou plynové turbíny, přičemž výstupní strana tohoto topného obvodu je spojena vedením plynných spalin s výměníkem tepla plynných spalin, jehož strana, přijímající teplo, je napojena na potrubí pro stlačený spalovací vzduch, vedoucí od kompresoru k první spalovací komoře.
Reaktor pro endotermní reakci je podle dalšího provedení vynálezu svým topným okruhem spojen vedením plynných spalin s výstupní stranou plynové turbíny, přičemž výstupní strana tohoto topného okruhu je spojena vedením plynných spalin s tepelně výměnným zařízením, vytvořeným jako parní kotel, jehož strana, přijímající teplo, tvoří vodo-parní okruh, jehož strana, zužitkovávající teplo, vede přes vedení páry k přehřívači páry, který je svým topením vřazen do potrubí pro vedení plynných spalin mezi spalovacími komorami, a přičemž strana, zužitkovávající teplo, dále obsahuje parní turbínu, vsazenou za přehřívačem páry prostřednictvím dalšího parního potrubí.
-6CZ 280982 B6
Na vedeních plynných spalin je podle dalšího znaku vynálezu vsazen nejméně jeden výrobník páry, jehož výstup vodní páry je spojen s přívodním potrubím páry, spojujícím se s přívodním vedením paliva na vstupní straně reaktoru. Na vodo-parním okruhu, vytvořeném jako systém, doplňovatelný vodou, je na jeho parní straně s výhodou připojeno přívodní potrubí vodní páry, které je na vstupní straně reaktoru pro palivo spojeno s přívodním vedením paliva.
Podle dalšího provedení vynálezu obsahují spalovací komory pro regulování spalovací teploty přípoj ke vstřikováním vody nebo páry, zejména ve formě přívodního potrubí páry, napojeného na tepelně výměnný systém.
Podstatný vynálezecký krok je patrný z toho, že řešení, známé z evropského patentu EP 0 318 122 A2, je doplněno reaktorem pro endotermní chemickou reakci, ve které se vkládané palivo, to je výchozí palivo, přeměňuje na více kvalitní palivo, které se potom spaluje spolu se stlačeným vzduchem z kompresoru. Přitom se tepelná energie pro provoz reaktoru s výhodou získává z tepla spalin, proudících z plynové turbíny, která vyrábí využitelnou mechanickou energii. Pro vytápění reaktoru však lze pochopitelně využít i jiné proudy horkého plynu z celého procesu. V případě, že se pro ohřev reaktoru využijí plynné spaliny, lze tyto ochlazené spaliny dále využit v tepelném výměníku spalin pro ohřev stlačeného spalovacího vzduchu.
Přeměnou výchozího paliva se dosáhne, že obdobně jako u tepelného čerpadla se odpadní teplo ze spalin plynové turbíny nebo jiný tepelný proud současné zvýší na vyšší potenciální hladinu teploty, čímž se umožní toto teplo technicky lépe využít než teplo s nižší teplotou. Toto zvýšení hladiny teploty se přitom uskutečňuje v podobě zvýšené absolutní výhřevnosti nového paliva (např. vodíku H2 a oxidu uhelnatého CO), vytvářeného v reaktoru z původního paliva, například zemního plynu.
V případě reformování vodní párou je zvláště výhodné uskutečnit jej v tak zvaných membránových reaktorech, které jsou známé například ze zveřejnění Steam reforming of natural gas with integrated hydrogen separation for hydrogen production (Chem. eng. technol. 10 (1987), strana 248 až 255). V těchto membránových reaktorech se vyrábí v obvyklých nepřímo vyhřívaných, katalyzátorem naplněných reaktorových trubkách ze směsi uhlovodíků a vodní páry plyn bohatý na vodík H2. V reaktorových trubkách jsou upraveny proti teplu odolné trubky, jejichž stěny jsou vytvořeny jako membrány, které jsou v podstatě prostupné jen pro vodík, takže v průběhu výroby plynu bohatého na vodík H2 lze prostřednictvím těchto membránových trubek odebírat z reaktorových trubek trvale poměrné velmi čistý vodík, který má například 99 % čistoty. Tím se chemická rovnováha katalytické reakce přeměny trvale narušuje v příznivém smyslu, čímž dochází k podstatně vyšším podílům přeměny vodíku H2 než u obvyklých zařízení pro reformování páry. To působí velmi příznivě na stupeň účinnosti způsobu podle vynálezu. Kromě vytvořeného vodíku jsou totiž k dispozici také ostatní produkty reakce reformování vodní párou, zejména oxid uhelnatý CO, v podobě přeměněného nového paliva.
-7CZ 280982 B6
Způsob a zařízení podle vynálezu umožňují systematicky zachycovat odpadní teplo, které v procesu vzniká, a dále jej efektivním způsobem využívat. Přitom spočívá zvláštní výhoda v tom, že je možné provádět endotermní reakci pro výrobu vysoce hodnotného paliva, která se uskutečňuje zejména jako reformování párou například zemního plynu, při srovnatelné nízkých teplotách. Obvykle se toto reformování vodní párou provádí při teplotách v rozmezích 780 až 900 °C. Podle vynálezu by však účelně neměla být překročena horní mez teploty o hodnotě 780 C, nebo ještě lépe o hodnotě 700 ’C, nebo dokonce o hodnotě 650 “C.
Nevýhoda, která spočívá v tom, že s nižší teplotou dojde ke zhoršení dávky přeměny původního paliva, tedy ke zvýšení podílu nepřeměněného paliva, se sice musí brát v úvahu, ale výhoda, která spočívá v lepším využití odpadního tepla plynové turbíny nebo tepla jiného proudu horkých plynů z procesu při vytápění reaktoru, jakož i snížení teploty čerstvé páry, potřebné pro endotermní reakci, uvedenou nevýhodu více než vyrovnává. Snížená úroveň teploty přináší výhody i z hlediska nákladů na zařízeni podle vynálezu, protože tepelné požadavky na použité materiály jsou podstatné menší než u dosavadního stavu techniky.
Zcela zvláštní význam má i ta skutečnost, že spalování paliva je možné ovlivnit například vstřikováním vody nebo vodní páry do spalovací komory nebo komor zařízení, a to tak, že oxidy dusíku nevznikají bud vůbec, nebo jen ve zcela nepatrné míře. Přitom je teplota plamene omezena na hodnoty maximálně 1700 °C, t. j. adiabatickou teplotu plamene, a vstupní teplota do plynové turbíny je omezena nejvýše na 1250 ’C, což umožňuje provozovat způsob podle vynálezu neobyčejně příznivým způsobem z hlediska okolního prostředí, aniž by bylo třeba zřizovat finančně nákladná zařízení pro odstraňování dusíku. To všechno se umožní integrací přeměny paliva a výrobou mechanické energie z tepla, uvolněného spalováním paliva způsobem a zařízením podle vynálezu. Tím, že se umožňuje tak efektivní využívání proudů odpadního tepla, se také umožňuje až dosud nerealizovatelná účinnost.
Typické hodnoty účinnosti se pohybují v rozmezí 50 až 70 %, přičemž menší zařízení se pohybují ve spodní oblasti a větší zařízení dosahují účinnosti v horní oblasti. Zařízeni podle vynálezu jsou zvláště vhodná pro decentralizovanou výrobu elektřiny, to znamená blízko u spotřebitele, a vytvářejí tím přídavně tu další výhodu, že lze do značné míry zabránit ztrátám při přepravě energie na velké vzdálenosti a/nebo při transformování napětí. Tyto ztráty se podle zkušeností pohybují u velkých elektráren v oblasti zhruba kolem 10 % vyrobené elektrické energie.
Pro způsob podle vynálezu se za zvláště výhodné považují dvě hlavní varianty řešqpí. U první varianty řešení, jak již bylo uvedeno, se stlačený spalovací vzduch ohřívá před svým zavedením do spalovací komory v tepelném výměníku spalin, který je napájen spalinami z té plynové turbíny, která dodává využitelnou mechanickou energii. Tepelný výměník plynných spalin je s výhodou vytvořen jako rekuperátor.
Čím je větší množství tepla, které se v tomto rekuperátoru vyměňuje za jednotku času, tím více narůstá konstrukční objem tohoto agregátu tepelného výměníku. U větších zařízení podle
-8CZ 280982 B6 vynálezu, to znamená v rozmezích výkonu od zhruba 50 až 80 MW, je rekuperátor ve srovnání s ostatními částmi zařízení mimořádně velký a v souladu s tím i značné nákladný. Proto se pro větší zařízení doporučuje druhá hlavní varianta podle vynálezu, u které rekuperátor zcela odpadá.
U druhé hlavní varianty provedení se používají plynné spaliny z plynové turbíny, případné po ohřevu reaktoru pro přeměnu paliva, pro výrobu páry. Tato pára se přehřívá prostřednictvím proudu horkého plynu, který je v procesu k dispozici, a potom se uvolňuje pro výrobu přídavné mechanické energie v parní turbíně, jak je to známé z Jtak zvaných Combined Cycle elektráren. Účinnost procesu je u takových velkých zařízení sice o něco menší, než jaká je v zásadě možná u provedení zařízení podle první hlavní varianty, avšak náklady na celé zařízení jsou podstatně menší.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 schéma zařízení podle vynálezu v provedení s rekuperátorem a obr. 2 schéma druhé varianty zařízení podle vynálezu s parní turbínou.
Příklady provedení vynálezu který je znázorněn na obr. 1, je vzduch pomocí kompresoru 3a kompreješté druhý kompresor 3b. Stlačený i 4 a potom je tlak. Oba komU příkladu provedení, potrubím 9 nasáván spalovací sorové jednotky 3., která má spalovací vzduch je mezilehle ochlazován chladičem ve druhém kompresoru 3b stlačován na ještě vyšší presory 3a, 3b jsou mechanicky spojeny prostřednictvím hřídelů 24. 25 s plynovou hnací turbínou 2 pro pohon kompresorů 3a, 3b. Prostřednictvím potrubí z druhého kompresoru 3b zařízení 40 spalin, který je vytvořen po provedeném ohřevu nepřímou výměnou tepla prostřednictvím potrubí 11 do první spalovací komory 5.
se přivádí stlačený spalovací vzduch do výměníku tepla 8 tepelně výměnného jako rekuperátor, a odtud
Přívodním vedením 20 reformovaného paliva přichází do první spalovací komory 5 část paliva, které vzniklo v reaktoru Ί_ endotermní reakcí z výchozího paliva a které je v první spalovací komoře 5 spalováno. Vznikající horká plynná směs, která kromě produktů spalování obsahuje ještě přebytečný spalovací vzduch, je vedena přívodním potrubím 12 horkého plynu k hnací plynové turbíně 2 pro pohon kompresorů 3a, 3b a po odevzdání potřebné energie pro pohon kompresorové jednotky 2 je částečně uvolněna z tlaku a přitom poněkud ochlazena.
Tato stále tještě horká směs plynu se potom přívodním potrubím 13 horkého plynu dostane do druhé spalovací komory 6, do které se prostřednictvím odbočky přívodního vedení 20 reformovaného paliva rovněž přivádí palivo, které se spaluje s přebytkem vzduchu, čímž se plynné spaliny jako celek uvedou opět na vyšší teplotu.
Horké plynné spaliny, které vznikají spalováním, se přivádějí přívodním potrubím 14 horkého plynu do plynové turbíny 1,
-9CZ 280982 B6 která vyrábí použitelnou mechanickou energii, a odtud se po uvolnění z tlaku odvádějí vedením 15 plynných spalin. Hnací plynová turbína 2 pro pohon kompresorů 3a, 3b a plynová turbína 1 mohou být uspořádány na společném hřídeli a za určitých okolností mohou být dokonce pro zjednodušení celého zařízení vytvořeny jako jediný turbínový agregát. Je rovněž možné, pokud je uspořádáno více kompresorových stupňů, aby je zčásti poháněla plynová turbína 1. Tím lze vytvořit vzájemné optimální přizpůsobení mezi kompresory a turbínami.
Vstřikováním například vody nebo vodní páry do spalovacích komor 5, 6 je možné omezit adiabatickou teplotu plamene na hodnotu pod 1700 °C a vstupní teplotu do plynové turbíny 1 na hodnotu zhruba 1250 ’C, v některých případech dokonce ještě na nižší teplotu o hodnotě do 800 “C, což je významné z toho důvodu, že při těchto teplotách nevznikají žádná podstatná množství oxidů dusíku. V této souvislosti je třeba uvést významnou výhodu vynálezu, která spočívá v tom, že se podstatně sníží vytváření oxidů dusíku tím, že se místo výchozího paliva do značné míry spaluje v endotermní reakci vytvořené přeměněné palivo s vyšší absolutní výhřevností. Přitom se totiž vytváří podle přebytku vzduchu adiabatická teplota plamene, která je o 300 až 550 'C nižší než adiabatická teplota plamene při spalování výchozího paliva.
Je rovněž možné provádět spalování přiváděného paliva v jedné jediné spalovací komoře 5, takže druhá spalovací komora 6 se nemusí vytvářet. Při použití dvou spalovacích komor 5, 6. lze také omezit opatření pro záměrné sníženi teploty plamene jen na druhou spalovací komoru 6, protože oxidy dusíku, které se vytvářejí v první spalovací komoře 5, se působením tepla při následujícím druhém spalování do značné míry rozloží. To znamená, že v prvním spalování s vysokými teplotami spalin a tím i s příznivými podmínkami pro jednotku 2 plynové turbíny pro pohon kompresorů 3a, 3b s ohledem na pokud možno vysokou účinnost je možné takovou práci zajistit, aniž by to vedlo ve svých důsledcích k vyššímu obsahu oxidů dusíku ΝΟχ. Kontrolované uskutečňování teploty má tedy především zvláštní význam pro poslední spalovací stupeň.
Mechanická energie, která se vyrábí při uvolňování z tlaku v plynové turbíně 1, je k dispozici pro požadované využití na výstupním hřídeli 26 a lze ji použít například pro pohon generátoru G na výrobu elektrického proudu. Spaliny, při uvolňování z tlaku sice poněkud ochlazené, ale stále ještě horké, procházejí vedením 15 plynných spalin do vyhřívací oblasti nepřímo vytápěného reaktoru 7 pro endotermní reakci.
Prostřednictvím této endotermní reakce, která se může například uskutečnit jako reformování vodní párou, se vyrobí z výchozího paliva, které má určitou absolutní výhřevnost, nové palivo s vyšší absolutní výhřevností. Pro případ reformování zemního plynu vodní párou, kde se zemní plyn přivádí například přívodním vedením 18 paliva, je ve schématu zakresleno přívodní potrubí 19 páry do reakčního prostoru reaktoru 7,. w
Zpravidla bude účelné předem mísit páru s palivem. Vytvořené nové palivo, které sestává ze směsi vodíku H2, oxidu uhelnatého
10CZ 280982 B6
CO, oxidu uhličitého CO2, nepřeměněného methanu CH4 a vodní páry, se vede vedením 20 z reakčníhď prostoru do spalovacích komor 5 a 6 a tam se spaluje, jak již bylo výše popsáno. Je samozřejmě rovněž možné pro optimalizaci spalovacích procesů, t. j. teploty a hmotnostního proudu, přimíchávat ve spalovacích komorách 5 a 6 k vysoce hodnotnému palivu podíl výchozího paliva a teprve potom je spalovat. Přitom se účelně používá směs s podílem nejméně 50 %, s výhodou dokonce více než 80 % přeměněného paliva. Čím méně je ve směsi přeměněného paliva, tím více je nepříznivé ovlivňována účinnost. Princip, že spalované palivo má celkově vyšší výhřevnost než výchozí palivo však zůstává v každém případě zachován. Je samozřejmě rovněž možné vyloučit část vysoce hodnotného paliva z celého způsobu a použít jej v jiných pracovních procesech.
Při zmíněném reformování zemního plynu, v podstatě methanu CH4, vodní párou, se zvýší absolutní výhřevnost paliva o zhruba 30 %. V případě hydrogenace výchozího paliva toluenu činí zvýšení výhřevnosti zhruba 15 %. Místo reformování vodní párou lze uskutečnit endotermní reakci například také jako dehydrogenaci. Ta by přinesla u ethanu jako výchozího paliva zvýšení výhřevnosti o zhruba 10 až 20 % a u methanolu dokonce zhruba 20 až 30 %. Další příklad pro endotermní reakci je krakování libovolných uhlovodíkových sloučenin, například bioplynu, LPG, nafty, petroleje atd., vodní párou.
Právě tato poslední z uvedených možností je zajímavá zejména z toho důvodu, že dovoluje střídající se použití řady různých paliv pro výrobu mechanické energie, aniž by bylo nutné plynovou turbínu vždy nastavovat na provoz s novým palivem.
Endotermní reakce se pokud možno uskutečňuje při teplotách pod 780 °C, nebo dokonce ještě lépe pod 700 C. Pro ohřev používané spaliny opouštějí topnou oblast reaktoru 7 prostřednictvím vedení 16 plynných spalin s relativné stále ještě vysokou teplotou a podle vynálezu se využiji například pro vytápění výměníku tepla 8 spalin, prostřednictvím kterého se ohřívá stlačený spalovací vzduch. Prostřednictvím vedení 17 pro spaliny se nakonec ochlazené spaliny odvádějí z výměníku tepla 8 tepelně výměnného zařízení 40 spalin.
V případě endotermní reakce, při které je nutné použití páry, lze způsob podle vynálezu provozovat jako uzavřený systém tehdy, pokud je možné vyrobit tuto páru při použití tepla, které je k dispozici v jednotlivých horkých objemových proudech procesu. Pro dosažení ještě vyšší celkové účinnosti způsobu lze přivádět alespoň část potřebné čerstvé páry do reaktoru 7 zvnějšku. Ve tivně znázorněny čárkovaně na v úvahu, výrobníky páry 21, 22, provozu bud alternativně nebo páry také z libovolných zdrojů schématu zařízení jsou fakultatěch místech, která přicházejí 23, které mohou být uváděny do současně. Výrobník páry 21 je vestavěn na konci zařízení do vedení 17 pro spaliny a může proto vyrábět páru jen s relativně nízkou teplotou. V tomto místě je možné také umístit výměník tepla pro předehřívání vystupujícího paliva nebo směsi paliva s párou, nebo pro předehřívání napájecí vody pro výrobu páry. Dalším možným místem pro výrobník páry 22,
-11CZ 280982 B6 které je vyznačeno, je prostor mezi výměníkem tepla 8 spalin a mezi reaktorem T_ ve vedení 16 plynných spalin.
Podle dalšího výhodného uspořádání je výrobník páry 23 umístěn mezi hnací plynovou turbínou 2 pro pohon kompresorů 3a., 3b a mezi druhou spalovací komorou 6, protože toto uspořádání působí velmi příznivě z hlediska snížení teploty spalování ve druhé spalovací komoře 6. Pokud je použito současné více výrobníků páry 21, 22, 23, mohou být za sebou zapojeny tak, že se v jednom z nich, například ve výrobníku páry 21 vyrábí pára s relativné nízkou teplotou, která se potom v dalším, například ve výrobníku páry 22 a/nebo 23 přehřívá na vyšší teplotu. V zásadě lze také společně využít pro výrobu páry odpadní teplo, které vzniká při stlačování spalovacího vzduchu mezi chlazením v chladiči 4.
Ve schématu zařízení podle obr. 1 je reaktor Ί_ zapojen do vedení 15, 16 plynných spalin plynové turbíny 1. Je však rovněž možné provádět vytápění reaktoru 7 proudem horkého plynu, který byl získán v předcházejícím procesu. Proto by mohl být reaktor 7 v zásadě zapojen také v potrubích 11, 12, 13 nebo 14. Snížením teploty proudu horkých plynů se sice zmenšuje účinnost turbín 1 nebo 2, avšak současné se také zmenší tvorba oxidů dusíku ΝΟχ. Proto je třeba navzájem přizpůsobit jednotlivé parametry procesu z hlediska co nejoptimálnější účinnosti.
Pro umožnění najíždění zařízení ze studeného stavu, kdy není k dispozici ani proud horkého plynu, ani dostatek přeměněného paliva, lze provést alternativně nebo současné takovou úpravu, že se do první spalovací komory 5a do topné oblasti reaktoru 7 alespoň dočasně přivádí a tam spaluje původní palivo, například zemní plyn.
Odpovídající nezakreslená samostatná přívodní potrubí paliva mohou být krátkodobé připojena i tehdy, pokud by topný výkon v uvedených agregátech, který je k dispozici, nebyl přechodné dostačující. Tím je možné mimořádné jednoduše regulovat celkový provoz zařízení. Ve smyslu dokonalejší regulace a optimalizace celého systému lze přídavně provést ještě takové úpravy, že se část energie, která je vyrobena v hnací plynové turbíně 2 pro pohon kompresorů 3a, 3b, předá navenek jako využitelná mechanická energie.
Na obr. 2 je znázorněna druhá hlavní varianta způsobu podle vynálezu ve schematickém vyobrazení. Funkčně shodné části zařízení jsou přitom v podstatě opatřeny shodnými vztahovými znaky, jako na obr. 1. Proto platí také vysvětlení, která byla podána k provedení podle obr. 1, přičemž v dalším jsou blíže rozvedeny jen rozdíly mezi oběma uspořádáními.
Podstatný rozdíl vzhledem k uspořádáni podle obr. 1 spočívá v tom, že zde není použito tepelné výměnné zařízení ve formě výměníku tepla 8 spalin, vytvořeného jako rekuperátor pro předehřívání spalovacího vzduchu, ale je místo něj jako tepelně výměnné zařízení 40 použit systém pro výrobu přehřáté páry, který se používá u parní turbíny 31 pro výrobu mechanické energie. Tento systém pro výrobu páry sestává z parního kotle 30 a z přehřívače 29 páry.
-12CZ 280982 B6
Parní kotel 30 tepelné výměnného zařízení 40 je vytápěn zbytkovým teplem plynných spalin, které vystupují z plynové turbíny 1, a to po té, co tyto spaliny prošly topným prostorem reaktoru 7 a přitom předaly další teplo. Vyrobená pára prochází vedení 37 páry do přehřívače 39 páry a odtud parním potrubím 38 ke vstupní straně páry parní turbíny 31. Uvolněná pára se přivádí z parní turbíny 31 do kondenzátoru 32. Čerpadlo 33 kondenzátu dopravuje kondenzovanou vodu do odplynovacího ústrojí 34.
Odtud prochází upravená voda pro kotel prostřednictvím napájecího čerpadla 35 kotle potrubím do parního kotle 30 tepelně výměnného zařízení 40. Parní a vodní systém tak vytváří do značné míry uzavřený obvod. Vznikající ztráty vody se vyrovnávají neznázorněným doplňováním vody.
Tyto vodní ztráty vznikají zejména tak jak je to na obr. za vysokotlakou částí spalovacích komor 5 a 6 zvýšení hmotného proudění. potrubí 19 páry, ního prostoru reaktoru 7. Tuto páru již obr.
z a z v tom případě, pokud se, znázorněno čárkovaně, odvádí potrubím 36 parní turbíny 31 pára, která se vede do pro zajištění regulace teploty a pro Rovněž je možné uspořádat přívodní které odvádí páru ze systému a vede ji do reakčje však rovněž možné, jak to souvislosti s popisem zařízení podle nebo ji přivádět potřebná pro doplňování parního také získávat zpětně z kondenzátu 17 pro plynné spaliny.
blíže bylo uvedeno v
1, vytvářet na jiných místech zařízení, vnějšku. Vodu, která je vodního okruhu, je možné vedení
Pro úplnost se ještě uvádí, že na obr.. 2 je také zakresleno přívodní potrubí 27 stlačeného spalovacího vzduchu pro přívod stlačeného spalovacího vzduchu do parní spalovací komory 5 a přívodní potrubí 28 horkého plynu od přehřívače páry 29 do druhé spalovací komory 6.
V zásadě platí i pro variantu způsobu podle obr. 2, že reaktor 7 může být umístěn také na jiném místě v potrubí horkého plynu. Zvláště výhodné řešení pro tento účel spočívá v tom, že se navzájem vymění polohy reaktoru 7 a přehřívače 29 páry.
vynálezu, které však není znázorněno 2, se týká využití horkých spalin, turbíně 1. Tyto spaliny totiž zprapodil kyslíku, přebytkem kyslíku.
jako katodový plyn protože spalování se použít tyto spaliny
Proto lze pro zásobování kyslíkem systému vyrábí elektrický proud. U tako, pokud je možné s takovou teplotou, která odpovídá
Další výhodné vytvoření ani na obr. 1, ani na obr. které se uvolňují v plynové vidla obsahují ještě značný provádí s například palivových článků, ve kterém se vých systémů palivových článků je zvláště výhodné, přivádět katodový plyn zhruba ! _ .
provozní teplotě palivových článků. Podle typu systému palivových článků je vždy provozní teplota v jiné úrovni, souladu s tím se připojí systém palivových článků ve vhodném místě na vedení 15, 16, 17 plynných spalin. To znamená, že se provede ochlazení uvolněných spalin při vytápění jiných proudů médií, potřebných při způsobu podle vynálezu, jako je například předehřívání vzduchu, výroba páry, vytápění reformovacího zařízení, a to až na požadovanou provozní teplotu, přičemž teprve potom se proud spalin nebo jeho část přivede do katodového prostoru systému palivových článků. Zásobování systému palivových článků palivem se uskutečňuje
-13CZ 280982 B6 z libovolného zdroje, například z dálkového potrubí nebo z plynojemu, který dodává vodík. Je také možné přivádět do anodového prostoru palivových článků plyn bohatý na vodík jako dílčí proud z plynu, vyráběného v reaktoru 7.
Účinnost způsobu podle vynálezu je v dalším blíže vysvětlena na příkladu provedení. Přitom bylo vzato za základ zapojení, které odpovídá obr. 1. Pro výrobu vodní páry a pro předehřívání zemního plynu byl použit výměník tepla nebo výrobník páry 21, zatímco pro přehřívání směsi vodní páry a zemního plynu sloužil tepelný výměník, případně výrobník páry 22, a to před tím, než se tato směs přivedla do reformovacího zařízení 7 páry. Zemní plyn, který byl použit jako výchozí palivo, byl k dispozici s potrubním tlakem o hodnotě 2 MPa a použitá voda měla teplotu o hodnotě zhruba 15 °C. Poměr páry k uhlíku (mol/mol) měl hodnotu 2,0. Jinak byly parametry způsobu zvoleny podle údajů, které jsou obsaženy v následující tabulce. Přitom jsou pro usnadnění porozumění uvedeny v závorkách vztahové znaky odpovídajících nebo nejbližších funkčních prvků podle obr. 1.
- nízkotlaký kompresor (3a) - vstupní teplota 15 “C, výstupní teplota 180 °C, výstupní tlak, 0,45 MPa,
- vysokotlaký kompresor (3b) - vstupní teplota 25 °C, výstupní teplota 203 °C, výstupní tlak 2 MPa;
- tepelně výměnné zařízení jako rekuperátor (8) - nárůst teploty spalovacího vzduchu 257 °C, pokles teploty spalin 327 °C;
- první spalovací komora (5) - nárůst teploty spalováním, 690 °C,
- hnací plynová turbína (2) pro pohon kompresorů - vstupní teplota 1250 °C, poměr tlaku v turbíně 2,8, výstupní teplota 970 C;
- druhá spalovací komora (6) - nárůst teploty spalováním 280 °C;
- plynová turbína (1) - vstupní teplota 1250 ’C, tlakový poměr v plynové turbíně 6,4 , výstupní teplota 760 ’C;
- generátor (G) pro výrobu elektrického proudu, výkon 3200 KWeb;
- zařízeni pro reformování vodní párou (7) - vstupní teplota přehřáté směsi paliva a páry 550 °C, výstupní teplota plynných spalin 647 ’C, výstupní teplota vyrobeného plynu 720 °C;
- přehřívač paliva a páry (22), vstupní teplota směsi paliva a páry 249 °C, výstupní teplota plynných spalin 610 °C;
- výrobník páry (21) a předehřívač paliva - výstupní teplota spalin 227 °C.
Při reformování zemního plynu, sestávajícího v podstatě z methanu, vodní párou se přibližně 12 % methanu nepřeměnilo a spaluje se ve spalovacích komorách 5a 6 v původní podobě. S výjimkou energie pro stlačování zemního plynu, aby byl k dispozici s dostatečně velkým tlakem v potrubí, vytvářela se veškerá spotřebovávaná energie způsobu ve vlastním procesu, takže nebylo třeba provádět žádný další přívod energie z vnějšku. Celková
-14CZ 280982 B6 účinnost, to je poměr vyrobené elektrické energie k použitému množství energie v palivu na bázi spodní výhřevnosti přitom činij 65 % a dosáhl tak až dosud nikdy nedosažené velikosti. Přitom se plynné spaliny, které byly vypouštěny do okolního ovzduší, vyznačovaly velmi nízkým obsahem oxidů dusíku, aniž by bylo třeba uskutečňovat nějaká další přídavná opatření pro odstraňování oxidů dusíku.
Významná výhoda, které se podle vynálezu dosahuje, spočívá tedy v tom, že se nejen umožňuje velmi výrazné zvýšení účinnosti při výrobě mechanické energie z paliv na bázi sloučenin uhlovodíků, ale že se také současně podstatně snižuje obsah škodlivin ve vznikajících spalinách. Další výhoda spočívá v tom, že vzhledem k mimořádné výhodnosti zařízení podle vynálezu pro necentralizovanou výrobu energie se do značné míry odstraní ztráty, které vznikají u obvyklých velkých elektráren přenosem proudu na velké vzdálenosti a nezbytnou transformací napětí.

Claims (25)

1. Způsob kontinuální přeměny chemicky vázané energie, obsažené ve výchozím palivu na bázi sloučenin uhlíku a vodíku, na využitelnou mechanickou energii, při kterém se nejprve stlačuje spalovací vzduch, přičemž hnací energie pro kompresi spalovacího vzduchu se získává při použití plynové turbíny, kterou se vede alespoň zbytková část předem stlačeného spalovacího vzduchu při alespoň částečném uvolňování tlaku, přičemž se výchozí palivo nechává endotermní reakcí zreagovat na přeměněné palivo s vyšší absolutní výhřevností, spalování přeměněného paliva se děje s eventuální přísadou výchozího paliva, přičemž přeměněné palivo je v palivové směsi, určené pro spalování, přítomno ve více než 50%-ním podílu, přičemž vytápění reakčního prostoru pro endotermní reakci se provádí při zužitkování tepla plynných spalin prostřednictvím nepřímé výměny tepla, přičemž horké plynné spaliny vzniklé spálením paliva se stlačeným spalovacím vzduchem se nechávají při odevzdávání tlaku uvolňovat z tlaku na plynové turbíně, s jejíž pomocí se vyrábí alespoň část využitelné mechanické energie a přičemž zbytkové teplo plynných spalin, proudících z plynové turbíny, se používá pro vytápění proudu médií, použitých při způsobu, vyznačený tím, že spalování paliva probíhá ve dvou stupních, přičemž horké plynné spaliny, vytvořené v prvním stupni a obsahující vysoký přebytek vzduchu se po částečném odevzdání tlaku částečným uvolněním z tlaku na plynové turbíně, spojené s kompresorem, vedou se zbytkovým palivem z prvního stupně do druhého spalovacího stupně a horké plynné spaliny, vytvořené ve druhém stupni, se vedou do další plynové turbíny, kde se uvolněním z tlaku odevzdává využitelná mechanická energie.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že se zahřátý stlačený spalovací vzduch před jeho přiváděním do prvního spalovacího stupně používá k nepřímému ohřevu reakčního prostoru pro endotermní reakci.
-15CZ 280982 B6
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že se horké plynné spaliny po zbytkovém uvolnění z tlaku pro odevzdávání využitelné mechanické energie vedou k vytápění reakčního prostoru pro endotermní reakci.
4. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že zbytkové teplo v horkých plynných spalinách, uvolněných z tlaku v další plynové turbíně, se používá pro ohřev stlačeného spalovacího vzduchu.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že horké plynné spaliny se před tím, než se nechávají částečně uvolňovat z tlaku na plynové turbíně, spojené s kompresorem, se používají k vytápění reakčního prostoru pro endotermní reakci.
6. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že horké plynné spaliny se před tím, než se v další plynové turbíně nechají uvolňovat z tlaku ke konečnému odevzdání tlaku, se používají k zahřívání reakčního prostoru pro endotermní reakci.
7. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, vyznačený tím, že složení médií, zaváděných do obou spalovacích stupňů, se kontinuálně reguluje při udržováni adiabatické teploty plamene ve spalovacím prostoru na hodnotě nižší než 1700 °C, přičemž se vstupní teplota plynných spalin v každé z plynových turbín udržuje na hodnotě, ležící pod 1250 °C.
8. Způsob podle nároku 7, vyznačený tím, že se výstupní teplota plynných spalin ze spalovacího prostoru reguluje vstřikováním vody nebo vodní páry do spalovacího prostoru.
9. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1, 2, 3 nebo 5 až 8, vyznačený tím, že zbytkové teplo horkých plynných spalin, uvolněných z tlaku na plynové turbíně, se použije pro výrobu páry, která se přehřívá při využití horkého proudu plynných spalin, nacházejících se před tím na vyšší teplotě, a používá se pro pohon parní turbíny, která rovněž vyrábí zužitkovatelnou mechanickou energii jako další turbína.
10. Způsob podle nároku 9, vyznačený tím, že přehřívání vyrobené páry plynnými spalinami se děje před vstupem horkého proudu plynných spalin do druhého spalovacího stupně a vytápění reakčního prostoru pro endotermní reakci se provádí horkým proudem plynných spalin, vystupujícím z další plynové turbíny před tím, než se tento proud použije k výrobě vodní Páry.
11. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 10, vyznačený tím, že se endotermní reakce provádí ve formě reformování sloučenin uhlíku a vodíku vodní párou, zejména jako přeměna zemního plynu nebo bioplynu (CH4) na syntézní plyn (CO a H2).
12. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 11, vyznačený tím, že endotermní reakce se provádí při teplotě pod 780 ’C, s výhodou pod 700 °C a zejména pod 650 °C.
-16CZ 280982 B6
13.Způsob podle kteréhokoli z nároků 9 až 12, vyznačený tím, že se z parní turbíny odebírá část vodní páry, která ještě není úplně uvolněna z tlaku a vede se do reformování vodní párou.
podle kteréhokoli z (1) nároků 1 až
14.Zařízení pro provádění způsobu
13, obsahující plynovou turbínu (1) pro výrobu využitelné mechanické energie, nejméně jeden kompresor (3a, 3b) a s ním mechanicky spojenou hnací plynovou turbínu (2) pro pohon kompresoru, jejíž vstup je spojen soustavou potrubí s výstupní plynovou stranou kompresoru (3), spalovací komoru (5), uloženou mezi výstupem kompresoru pro stlačený spalovací vzduch a vstupem do hnací plynové turbíny (2), jejíž výstup je připojen přívody horkého plynu ke vstupní plynové straně plynové hnací turbíny (2) pro vyrábění využitelné mechanické energie, soustavu vedení (15, 16) plynných spalin od výstupní plynové strany plynové turbíny (1) k tepelné výměnnému zařízení (40) pro využití zbytkového tepla plynných spalin, reaktor (7) pro pro výrobu přeměněného paliva, na potrubí pro vedení horkého opatřen přívodním vedením (18) jehož výstup je spojen vedením první spalovací komorou (5), mezi hnací plynovou turbínou (20) v y z (2) a práce jících obě turbíny, vřazena jeden vstup je spojen s a jejíž druhý vstup je paliva spojen s reaktorem endotermní chemickou reakci jehož topný okruh je napojen procesního plynu, a který je paliva pro výchozí palivo, a přeměněného paliva s načené tím, že plynovou turbínou (1) pro výrobu mechanicky využitelné je do přívodních potrubí (13, 14) horkého plynu, spojudruhá spalovací komora (6), jejíž výstupem hnací plynové turbíny (2) přívodním vedením (20) přeměněného (7) pro endotermní chemickou reakci.
15. Zařízení podle nároku 14, vyznačené tím, že přívod horkého plynu do reaktoru (7) pro endotermní reakci je napojen na výstupní vedení (15) za plynovou turbínou (1).
16. Zářízení podle nároku 14, vyznačené tím, že přívod horkého plynu do reaktoru (7) pro endotermní reakci je napojen na potrubí (12), vedoucí od první spalovací komory (5) k hnací plynové turbíně (2).
17.Zařízení podle nároku 14, vyznačené tím, že přívod horkého plynu do reaktoru (7) pro endotermní reakci je napojen na potrubí (11) pro stlačený vzduch za výměníkem tepla (8).
18. Zařízení podle nároku 14, vyznačené tím, že přívod horkého plynu do reaktoru (7) pro endotermní reakci je napojen na potrubí (13, 14) mezi hnací plynovou turbínou (2) a plynovou turbínou (1).
19. Zářízení podle kteréhokoli z nároků 14 až 18, vyznač en é tím, že reaktor (7) je vytvořen jako zařízení pro reformování vodní párou.
20. Zařízení podle nároku 13 až 19, vyznačené t í m, že hnací plynová turbína (2) je uložena na společném hřídeli s nejméně jedním kompresorem (3a, 3b).
-17CZ 280982 B6
21. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 13 až 20, vyznačené tím, že reaktor (7) pro endotermní reakci je svým topným okruhem spojen vedením (15) plynných spalin s výstupní stranou plynové turbíny (1), přičemž výstupní strana tohoto topného obvodu je spojena vedením (16) plynných spalin s výměníkem tepla (8) plynných spalin, jehož strana, přijímající teplo, je napojena na potrubí (10, 11) pro stlačený spalovací vzduch, vedoucí od kompresoru (3) k první spalovací komoře (5).
22. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 13 až 21, vyznače- né tím, že reaktor (7) pro endotermní reakci je svým topným okruhem spojen vedením (15) plynných spalin s výstupní stranou plynové turbíny (1), přičemž výstupní strana tohoto topného okruhu je spojena vedením (16) plynných spalin s tepelně výměnným zařízením (30), vytvořeným jako parní kotel, jehož strana, přijímající teplo, tvoří vodoparní okruh, jehož strana, zužitkovávající teplo, vede přes vedení (37) páry k přehřívači (29) páry, který je svým topením vřazen do potrubí (13, 28) pro vedení plynných spalin mezi spalovacími komorami (5, 6), a přičemž strana, zužitkovávající teplo, dále obsahuje parní turbínu (31), vřazenou za přehřívačem (29) páry prostřednictvím dalšího parního potrubí (38).
23. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 13 až 22, vyznačené tím, že na vedeních (25, 16, 17) plynných spalin je vřazen nejméně jeden výrobník páry (21, 22, 23), jehož výstup vodní páry je spojen s přívodním potrubím (19) páry, spojující se s přívodním vedením (18) paliva, na vstupní straně reaktoru (7).
24. Zařízení podle nároku 23, vyznačené tím, že na vodoparním okruhu, vytvořeném jako systém, doplňovatelný vodou, je na jeho parní straně připojeno přívodní potrubí (19) vodní páry, které je na vstupní straně reaktoru (7) pro palivo spojeno s přívodním vedením paliva (18).
25. Zařízení podle kteréhokoli z nároků 13 až 24, vyznačené tím, že spalovací komory (5, 6) obsahují pro regulo- vání spalovací teploty přípoj ke vstřikováním vody nebo páry, zejména ve formě přívodního potrubí (36) páry, napojeného na tepelné výměnný systém.
CS91243A 1990-02-01 1991-02-01 Způsob výroby mechanické energie a zařízení k jeho provádění CZ280982B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4003210A DE4003210A1 (de) 1990-02-01 1990-02-01 Verfahren und anlage zur erzeugung mechanischer energie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS9100243A2 CS9100243A2 (en) 1991-08-13
CZ280982B6 true CZ280982B6 (cs) 1996-05-15

Family

ID=6399357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS91243A CZ280982B6 (cs) 1990-02-01 1991-02-01 Způsob výroby mechanické energie a zařízení k jeho provádění

Country Status (16)

Country Link
EP (1) EP0518868B1 (cs)
JP (1) JPH05506290A (cs)
KR (1) KR920701627A (cs)
CN (1) CN1024212C (cs)
AT (1) ATE103037T1 (cs)
CA (1) CA2075290A1 (cs)
CZ (1) CZ280982B6 (cs)
DE (2) DE4003210A1 (cs)
DK (1) DK0518868T3 (cs)
ES (1) ES2051117T3 (cs)
HU (1) HUT67416A (cs)
NO (1) NO179298C (cs)
PL (1) PL165321B1 (cs)
RU (1) RU2085754C1 (cs)
SK (1) SK278798B6 (cs)
WO (1) WO1991011597A1 (cs)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4032993C1 (cs) * 1990-10-15 1992-05-07 Mannesmann Ag, 4000 Duesseldorf, De
DK171830B1 (da) * 1995-01-20 1997-06-23 Topsoe Haldor As Fremgangsmåde til generering af elektrisk energi
GB2299377A (en) * 1995-03-29 1996-10-02 Cyril Timmins Gas turbine powere generation system
DE19627189A1 (de) * 1996-07-05 1998-01-15 Siemens Ag Kohle-(Öl-)Erdgas-Kombi-/Verbundkraftwerk mit Erdgasreformierung mit verbessertem Wirkungsgrad
DE19719197A1 (de) * 1997-05-09 1998-11-12 Abb Research Ltd Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben der Brennkammer einer Gasturbinenanlage mit Flüssigbrennstoff
GB0025150D0 (en) † 2000-10-13 2000-11-29 Air Prod & Chem A process and apparatus for the production of synthesis gas
US6278169B1 (en) * 1998-05-07 2001-08-21 Analog Devices, Inc. Image sensor shielding
DE19952885A1 (de) 1999-11-03 2001-05-10 Alstom Power Schweiz Ag Baden Verfahren und Betrieb einer Kraftwerksanlage
FR2847620B1 (fr) * 2002-11-21 2006-06-16 Jean Andre Bech Turbo-moteur a gazogene et son generateur de gaz de bois
FR2900934B1 (fr) * 2006-05-09 2012-09-21 Inst Francais Du Petrole Procede de coproduction d'electricite et d'un gaz riche en hydrogene par vaporeformage d'une coupe hydrocarbure avec apport de calories par combustion a l'hydrogene in situ
RU2478170C2 (ru) * 2007-03-06 2013-03-27 Керамтек Аг Концепция установки с пониженным расходом энергии и улучшенным выходом энергии
WO2009118697A2 (en) * 2008-03-26 2009-10-01 L'air Liquide-Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Cogeneration of hydrogen and power
US8701413B2 (en) 2008-12-08 2014-04-22 Ener-Core Power, Inc. Oxidizing fuel in multiple operating modes
MX2011007584A (es) * 2009-01-15 2012-01-12 Martin Hadlauer Turbina de gas/vapor acoplada.
DE102009043499A1 (de) * 2009-09-30 2011-03-31 Uhde Gmbh Verfahren zum Betrieb eines IGCC-Kraftwerkprozesses mit integrierter CO2-Abtrennung
RU2467187C2 (ru) * 2010-11-03 2012-11-20 ООО "Центр КОРТЭС" Способ работы газотурбинной установки
JP2013092053A (ja) * 2011-10-24 2013-05-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 液化ガス処理システム、この制御方法、これを備えた液化ガス運搬船およびこれを備えた液化ガス貯蔵設備
US9273606B2 (en) * 2011-11-04 2016-03-01 Ener-Core Power, Inc. Controls for multi-combustor turbine
EP2938853B1 (en) * 2012-12-28 2017-12-13 Phoenix Biopower AB Method and plant for transferring energy from biomass raw material to at least one energy user
JP6033476B2 (ja) 2013-06-28 2016-11-30 三菱重工コンプレッサ株式会社 軸流式エキスパンダ
WO2014210409A1 (en) * 2013-06-28 2014-12-31 Exxonmobil Upstream Research Company Systems and methods of utilizing axial flow expanders
DE102013212871A1 (de) * 2013-07-02 2015-01-08 Siemens Aktiengesellschaft Wärmetechnische Verschaltung von Kraftwerk, Dampfreformer und thermischer Wasseraufbereitung
RU2561755C2 (ru) * 2013-11-07 2015-09-10 Открытое акционерное общество "Газпром" Способ работы и устройство газотурбинной установки
RU2599407C1 (ru) * 2015-06-09 2016-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Способ работы газотурбинной установки непрерывного действия
DE102015219398A1 (de) * 2015-10-07 2017-04-13 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben eines Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerks sowie Gas-und-Dampf-Kombinationskraftwerk
CN107917433A (zh) * 2017-11-22 2018-04-17 苏州克兰茨环境科技有限公司 一种微型涡轮机有机废气处理装置
CN109268092A (zh) * 2018-08-02 2019-01-25 上海柯来浦能源科技有限公司 一种利用空气能源的氢气混合工质动力系统
WO2022156523A1 (zh) * 2021-01-25 2022-07-28 李华玉 双燃料燃气-蒸汽联合循环动力装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1219732B (de) * 1958-07-12 1966-06-23 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Verfahren zum Betrieb einer Brennkraftmaschine mit kontinuierlicher Verbrennung, beispielsweise einer Gasturbine
NL302138A (cs) * 1963-02-19
DE1228856B (de) * 1965-06-09 1966-11-17 M A N Turbo G M B H Brennkraftmaschine mit kontinuierlicher Verbrennung, insbesondere Gasturbinenanlage
CH626976A5 (cs) * 1978-01-03 1981-12-15 Rawyler Ernst Ehrat
US4478039A (en) * 1980-12-29 1984-10-23 United Technologies Corporation Utilization of coal in a combined cycle powerplant
JPS58162730A (ja) * 1982-03-22 1983-09-27 Setsuo Yamamoto ガスタ−ビン装置
DE3331153A1 (de) * 1983-08-30 1985-03-14 Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim Gasturbinenanlage fuer offenen prozess
JPS62214235A (ja) * 1986-03-17 1987-09-21 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd メタノ−ルを燃料に用いるガスタ−ビン発電システム
GB8629031D0 (en) * 1986-12-04 1987-01-14 Shell Int Research Producing hydrogen
NL8702834A (nl) * 1987-11-26 1989-06-16 Turbo Consult Bv Installatie voor het opwekken van mechanische energie alsmede werkwijze voor het bedrijven van een dergelijke installatie.
EP0351094B1 (en) * 1988-04-05 1994-03-23 Imperial Chemical Industries Plc Gas turbines

Also Published As

Publication number Publication date
ATE103037T1 (de) 1994-04-15
HUT67416A (en) 1995-04-28
EP0518868B1 (de) 1994-03-16
DE59101211D1 (de) 1994-04-21
CA2075290A1 (en) 1991-08-02
KR920701627A (ko) 1992-08-12
DE4003210A1 (de) 1991-08-14
NO923011D0 (no) 1992-07-30
PL288895A1 (en) 1991-10-21
RU2085754C1 (ru) 1997-07-27
ES2051117T3 (es) 1994-06-01
CN1057315A (zh) 1991-12-25
DK0518868T3 (da) 1994-05-09
WO1991011597A1 (de) 1991-08-08
NO179298B (no) 1996-06-03
JPH05506290A (ja) 1993-09-16
SK278798B6 (sk) 1998-03-04
CN1024212C (zh) 1994-04-13
CS9100243A2 (en) 1991-08-13
NO179298C (no) 1996-09-11
PL165321B1 (pl) 1994-12-30
NO923011L (no) 1992-09-23
EP0518868A1 (de) 1992-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ280982B6 (cs) Způsob výroby mechanické energie a zařízení k jeho provádění
US5669216A (en) Process and device for generating mechanical energy
RU2461516C1 (ru) Низкоэнергетический способ для получения аммиака или метанола
US5417051A (en) Process and installation for the combined generation of electrical and mechanical energy
US6237337B1 (en) Retrofit equipment for reducing the consumption of fossil fuel by a power plant using solar insolation
US7703271B2 (en) Cogeneration method and device using a gas turbine comprising a post-combustion chamber
US8152874B2 (en) Systems and methods for integration of gasification and reforming processes
FI76625B (fi) Medelbelastningskraftverk med integrerad kolfoergasningsanlaeggning.
AU2005217234B2 (en) Supply of steam and hydrogen to a process or plant producing synthesis gas
EP0814146B1 (en) Method for combined generation of synthesis gas and power
PL164615B1 (pl) Sposób i urzadzenie do wytwarzania energii elektrycznej1 . Sposób wytwarzania energii elektrycznej, w PL PL PL PL PL PL
SK392001A3 (en) PROCESS FOR GENERATING ELECTRIC ENERGY, STEAM AND CARBON DIOXIDEì (54) FROM HYDROCARBON FEEDSTOCK
CN103380198A (zh) 用于利用生物质制油工厂中产生的气体的热能的方法
JP2002527539A (ja) 水素を代替天然ガスに変換するための方法
TW202408660A (zh) 方法
US3582296A (en) Gasifying process
US20110113778A1 (en) Apparatus and method for using solar power in existing power plants
JP2006022687A (ja) 合成ガス製造兼発電装置
CN114981206A (zh) 与燃气涡轮发电机集成的重组工艺
JPS59108809A (ja) 複合原動システム
GB2075125A (en) Method of driving a rotary machine
Washcilenko Plasma Assisted Reforming of Natural Gas for GTL. Part 3. Gas Turbine Integrated GTL