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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf den einer Gasturbine zugeführten Gasbrennstoff
und insbesondere auf ein Verfahren und System, das zur Abwandlung
der Eigenschaften des Gasbrennstoffs ein Dampfinjektionssystem einsetzt.
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Aufgrund
des anhaltenden Anstiegs der Nachfrage nach Erdgas, kann die Versorgung
mit Pipeline-Erdgas die Nachfrage nach Gasbrennstoff nicht mehr
decken. Um diesem Defizit zu begegnen, beginnen Gasturbinenbetreiber,
Flüssigerdgas
(liquefied natural gas – LNG)
als alternative Gasbrennstoffquelle zu nutzen. Die Zunahme der Verwendung
von Flüssigerdgas
wirft die Frage der Austauschbarkeit von Erdgas aus der Pipelineversorgung
und Flüssigerdgas
auf, wenn diese im Verbrennungssystem einer Gasturbine verbrannt
werden.
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Typischerweise
sind der Heizwert und die Wobbe-Zahl (weiter unten erläutert) von
Flüssigerdgas
höher als
die von Erdgas. Flüssigerdgas
kann mit einem Inertgas wie Stickstoff verdünnt werden, um die Wobbe-Zahl
auf die von Erdgas zu reduzieren. Dieses Verfahren erhöht jedoch
die Kosten und verringert die Wettbewerbsfähigkeit von Flüssigerdgas.
Folglich beabsichtigen die Gasanbieter, den zulässigen Gasaustauschbarkeitstarif
zu erweitern. Dieses führt
jedoch zu größeren Schwankungen
bei den Eigenschaften des Gasbrennstoffs, der an Betreiber von Gasturbinen
geliefert wird, was – wie
unten beschrieben – beträchtliche
Auswirkungen auf die Verbrennungscharakteristik eines Gasturbinenverbrennungssystems
haben kann.
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Vor
einer Erläuterung
der Auswirkungen auf die Verbrennungsdynamik, sollen die folgenden
zwei Brennstoffparameter definiert werden: Die Wobbe-Zahl (WZ) des
zuströmenden
Gases und der Modifizierte Wobbe-Index (MWI) des der Turbine zugeführten Gases.
Die WZ ist definiert als:
wobei:
HHW der höhere Heizwert
des Gasbrennstoffs ist und
SG das spezifische Gewicht des Gasbrennstoffs
oder Gasbrennstoff-Dampf-Gemisches im Verhältnis zur Luft ist.
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Die
WZ wird als ein Austauschbarkeitsindex verwendet, um die Nutzung
von Gasbrennstoffen mit unterschiedlichen Heizwerten in demselben
Verbrennungssystem ohne eine Änderung
der Hardware zu ermöglichen.
Die Temperatur ist in diese WZ-Gleichung nicht einbezogen, da Gas üblicherweise
mit in etwa Erdbodentemperatur geliefert wird, wobei während des
Jahres nur geringe Schwankungen auftreten.
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Der
MWI ist definiert als:
wobei:
NHW der niedrigere
Heizwert des Gasbrennstoffs oder Gasbrennstoff-Dampf-Gemisches ist
und
T
g die Temperatur des Gasbrennstoffs
oder des Gasbrennstoff-Dampf-Gemisches in Grad Fahrenheit ist.
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Der
MWI misst genauer als die WZ die durch eine Brennstoffdüse zugeführte Energie
bei einem gegebenen Druckverhältnis.
Diese Unterscheidung zwischen MWI und WZ erhält große Bedeutung, wenn der Gasbrennstoff
vor der Einspeisung in die Gasturbine erwärmt wird.
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Veranlasst
durch Anforderungen des Marktes, könnten Kraftwerksbetreiber zu
unterschiedlichen Tageszeiten Gas von verschiedenen lokalen Pipelines
kaufen. Zeigt das Gas zweier Pipelines signifikante Unterschiede
in Bezug auf Zusammensetzung und Heizwert, könnte in der Nähe eines
Kraftwerks ein „Nullpunkt" eingerichtet werden,
der sich zwischen der Erdgas- und der Flüssigerdgaspipeline befindet.
Ein an dem „Nullpunkt" gelegenes Kraftwerk
könnte
mehrmals täglich
einer Veränderung
der Gaszusammensetzung unterworfen sein. Die zunehmenden Schwankungen
der Gaseigenschaften von Pipeline zu Pipeline aufgrund der Flüssiggasnutzung
haben beträchtliche
Auswirkungen auf die Betriebsfähigkeit
des Verbrennungssystems. Da ein Tuning des Verbrennungssystems,
um diesen Schwankungen Rechnung zu tragen, unpraktisch wäre, kann ein
Betrieb über
die Leistungsfähigkeit
der Brennkammer hinaus die Folge sein, was eine erhöhte Verbrennungsdynamik
und einen Betrieb ohne Einhaltung der Emissionsvorgaben zur Folge
hat.
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Wie
bereits erwähnt,
injizieren einige Gasanbieter Inertgase wie N2 oder CO2, um den
Heizwert und die WZ des Gases zu regulieren, wenn die WZ der Gaslieferung
inakzeptabel hoch ist.
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Mit
den gegenwärtig
bekannten Systemen gibt es einige Probleme. Die Menge der injizierten
Inertgase wird minimiert, da sie den höheren Heizwert des Gases auf
BTU-Basis reduzieren. Die Kosten des gelieferten Gases können sich
erhöhen,
wenn Inertgase zur Reduzierung des höheren Heizwerts eingesetzt
werden.
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Aus
den vorstehenden Gründen
existiert ein Bedarf an einem Verfahren und System zur Reduzierung des
HHW eines Gasbrennstoffs. Das Verfahren und System sollten die Anpassung
des MWI in einem großen Bereich
erlauben, ohne dass eine signifikante Anpassung der Temperatur des
gasförmigen
Brennstoffs erforderlich wäre.
Das Verfahren und System sollten ein Verdünnungsmittel für die Reduzierung
des HHW und des resultierenden MWI zur Verfügung stellen. Das Verfahren
und System sollten keinen zusätzlichen
Brennstoffabscheider und Brennstoff-Überhitzer erfordern. Das Verfahren
und System sollten im Vergleich mit den zuvor erwähnten Systemen
die Kosten gelieferten Gases pro Energieeinheit nicht signifikant
erhöhen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für die Anpassung eines Modifizierten
Wobbe-Indexes (MWI) eines Brennstoffs unter Verwendung zumindest
eines Dampfinjektionssystems zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren
umfasst: die Bereitstellung ei ner Gasturbine mit zumindest einem
Dampfinjektionssystem, wobei das zumindest eine Dampfinjektionssystem
Dampf in zumindest eine Brennstoffzufuhrleitung stromauf eines Verbrennungssystems
eingespritzt, um den MWI zumindest eines Brennstoffs anzupassen;
die Feststellung, ob der MWI des zumindest einen Brennstoffs außerhalb
eines vorgegebenen Bereichs liegt, und den Einsatz des zumindest
einen Dampfinjektionssystems, um den Dampf automatisch mit einer
ersten Durchflussrate einzuspritzen, um den MWI des zumindest einen
Brennstoffs anzupassen.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren für die Anpassung eines Modifizierten
Wobbe-Indexes (MWI) eines Brennstoffs unter Verwendung zumindest
eines Dampfinjektionssystems zur Verfügung gestellt, wobei das Verfahren
umfasst: die Bereitstellung einer Gasturbine mit zumindest einem
Dampfinjektionssystem, wobei das zumindest eine Dampfinjektionssystem
Dampf in zumindest eine Brennstoffzufuhrleitung stromauf eines Verbrennungssystems
injiziert, um den MWI zumindest eines Brennstoffs anzupassen; die
Feststellung, ob der MWI des zumindest einen Brennstoffs außerhalb eines
vorgegebenen Bereichs liegt, und den Einsatz des zumindest einen
Dampfinjektionssystems, um den Dampf automatisch mit einer ersten
Durchflussrate einzuspritzen, um den MWI des zumindest einen Brennstoffs
anzupassen; die Ermittlung des MWI des zumindest einen Brennstoffs,
nachdem das zumindest eine Dampfinjektionssystem Dampf mit der ersten
Durchflussrate eingespritzt hat, und das Injizieren des Dampfes mit
einer zweiten Durchflussrate, wenn der MWI des zumindest einen Brennstoffs
nach dem Injizieren des Dampfes mit einer ersten Durchflussrate
außerhalb
des Bereichs liegt, oder das Beibehalten der Dampfinjektion mit
der ersten Durchflussra te, wenn der MWI des ersten Brennstoffs innerhalb
des Bereichs liegt, nachdem der Dampf mit der ersten Durchflussrate
eingespritzt wurde.
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Gemäß einer
anderen alternativen Ausführungsform
wird ein System für
die Anpassung eines Modifizierten Wobbe-Indexes (MWI) eines Brennstoffs
unter Verwendung zumindest eines Dampfinjektionssystems geschaffen,
wobei das System aufweist: eine Gasturbine mit zumindest einem Dampfinjektionssystem,
wobei das zumindest eine Dampfinjektionssystem zumindest ein Regelventil
und zumindest ein Absperrventil umfasst, wobei das zumindest eine
Dampfinjektionssystem Dampf in zumindest eine Brennstoffzufuhrleitung stromauf
eines Verbrennungssystems injiziert, um den MWI zumindest eines
Brennstoffs anzupassen; Mittel, um festzustellen, ob der MWI des
zumindest einen Brennstoffs außerhalb
eines vorgegebenen Bereichs liegt, Mittel, um das zumindest eine
Dampfinjektionssystem dafür
einzusetzen, automatisch Dampf mit einer ersten Durchflussrate injizieren,
und Mittel zum Injizieren von Dampf mit einer zweiten Durchflussrate,
wenn erforderlich, oder Mittel zur Beibehaltung der ersten Durchflussrate
für die
Dampfinjektion, wobei das zumindest eine Dampfinjektionssystem Dampf
in zumindest einen Wärmetauscher
injiziert, um den MWI zumindest eines Brennstoffs anzupassen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung der Umgebung, in der eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrieben wird.
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2 ist
ein Schaubild, das ein Beispiel für ein System zur Anpassung
des MWI eines Brennstoffs unter Einsatz einer Dampfinjektion gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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3 ist
ein Schaubild, das ein Beispiel für ein System zur Anpassung
des MWI eines Brennstoffs unter Einsatz einer Dampfinjektion gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist
ein Schaubild, das ein Beispiel für ein System zur Anpassung
des MWI eines Brennstoffs unter Einsatz einer Dampfinjektion gemäß einer
anderen alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren zur Anpassung
des MWI eins Brennstoffs unter Einsatz einer Dampfinjektion gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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6 ist
ein Blockdiagramm eines beispielhaften Systems zur Vorhersage der
Emissionen einer Gasturbine gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
folgende detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
nimmt Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, die spezifische Ausführungsformen
der Erfindung darstellen. Andere Ausführungsformen mit anderen Strukturen
und Arbeitsgängen
weichen nicht vom Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung ab.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hat die Form einer Anwendung und eines
Verfahrens, die überhitzten
Dampf, der entweder einem Abhitzedampferzeuger, einer Dampfturbine
eines Gas-und-Dampf-Kombikraftwerks oder einer anderen Quelle entnommen
wird, stromauf des Verbrennungssystems in den Gasbrennstoff injizieren
können,
um den Modifizierten Wobbe-Index (MWI) des Brennstoffs anzupassen.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann entweder bei einem einzelnen Wärmetauscher
oder einer Vielzahl von Wärmetauschern
angewendet werden.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hat die technische Wirkung, den Bereich,
in dem die Brennkammer betriebsfähig
ist, in Bezug auf den MWI des zugeführten Gasbrennstoffs zu erweitern.
Wie unten beschrieben, kann der Ort der Dampfinjektion abhängig von
der Anwendung einer der folgenden sein: stromab einer Brennstoffversorgung
und zwischen dem ersten und zweiten Abschnitt eines ersten Wärmetauschers,
beispielsweise eines indirekten Wärmetauschers (fuel gas heater),
zwischen einem ersten und zweiten Wärmetauscher oder stromab des
ersten und zweiten Wärmetauschers
und vor dem Gasturbinenverbrennungssystem.
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Die
vorliegende Erfindung kann vor dem Eintritt des Gasbrennstoffs in
das Verbrennungssystem eine relativ geringe Menge überhitzten
Dampfes in die Gasversorgungsleitung injizieren. Das Dampf/Gas-Verhältnis kann
sich zwischen circa 1:100 und circa 30:100 bewegen, wodurch sichergestellt
werden kann, dass der überhitzte
Dampf nicht in der Gasbrennstoffleitung kondensiert.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann zur Regelung des MWI verschiedener
industrieller Komponenten verwendet werden, die einen Gasbrennstoff
benötigen.
Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung unter anderem bei einer
Gasturbine in schwerer Bauweise, einer aeroderivativen Gasturbine
oder einem Dampfkessel eingesetzt werden.
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Es
wird jetzt auf die Figuren Bezug genommen, wobei gleiche Bezugszeichen
in allen Darstellungen gleiche Elemente bezeichnen. 1 ist
ein Schaubild, das die Umgebung darstellt, in der eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung betrieben wird. 1 stellt
den Standort 100 eines Kraftwerks dar, das zumindest eine
Gasturbine 110, einen Abhitzedampferzeuger (HRSG) 120 und
einen Generator 130 umfasst.
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Die
Gasturbine 110 umfasst einen Axialverdichter 135 mit
einer Rotorwelle 140. Luft tritt bei 145 in den Einlass
des Verdichters ein, wird durch den Axialverdichter 135 verdichtet
und dann zu einem Verbrennungssystem 150 ausgelassen, wo
Brennstoff wie beispielsweise Erdgas verbrannt wird, um energiereiche
Verbrennungsgase zu liefern, die die Turbine 155 antreiben.
In der Turbine 155 wird die Energie der Heißgase in
Arbeit umgewandelt, wovon ein Teil dafür verwendet wird, den Verdichter 135 über die
Welle 140 anzutreiben, während der Rest für nutzbare
Arbeit zur Verfügung
steht, um zur Elektrizitätserzeugung
eine Last wie beispielsweise den Generator 130 mittels
der Rotorwelle 160 anzutreiben. Ein Abhitzedampferzeuger 120 kann
das Abgas 165 der Turbine 155 aufnehmen.
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Der
Abhitzedampferzeuger 120 kann gemäß zumindest einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zur Erwärmung des zugeführten Brennstoffs 175 vor
dem Eintritt in das Verbrennungssystem 150 heißes Wasser
in einer Zufuhrleitung 180 zu zumindest einem Wärmetauscher 170 bereitstellen.
Ein Rücklauf 185 kann
ermöglichen,
dass das von dem Wärmetauscher 170 abgelassene
Wasser von zumindest einer Dampfkessel-Speisepumpe (nicht dargestellt)
des Abhitzedampferzeugers 120 aufgenommen wird.
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Die
Gasturbine 110 kann zumindest ein Steuersystem oder Ähnliches
(nicht dargestellt) umfassen, das den MWI des zugeführten Gasbrennstoffs 175 feststellen
kann. Das Steuersystem kann Daten bezüglich der Eigenschaften des
Brennstoffs 175 empfangen, um diese bei der Ermittlung
des MWI zu verwenden.
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2 ist
ein Schaubild, das ein Beispiel für ein System 200 zur
Anpassung des MWI eines Brennstoffs 175 unter Einsatz von
Dampfinjektion gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie dargestellt, kann das System 200 in
den in 1 dargestellten Kraftwerksstandort 100 integriert
werden. Das System 200 umfasst zumindest ein Dampfinjektionssystem 205,
das ein Absperrventil 215, ein Regelventil 210 und
einen Dampfweg 220 enthalten kann.
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Die
in 2 dargestellte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung kann vier Primärströmungswege
umfassen: einen für
Brennstoff 175, eine Zufuhrleitung 180, einen
Rücklauf 185 und
einen Dampfweg 220.
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Die
Gaszufuhrleitung 190, kann zu Anfang den Brennstoff 175 von
einem Gaslieferanten aufnehmen. Wie in 2 dargestellt,
kann der Brennstoff 175 stromab der Gaszufuhrleitung 190 zu
einem ersten Wärmetauscher 170 strömen. Der
erste Wärmetauscher 170 kann
den Brennstoff 175 aufnehmen und konditionieren, bevor
dieser in das Verbrennungssystem 150 eintritt. Der erste
Wärmetauscher 170 kann
für gewöhnlich als eine
Hochleistungsheizvorrichtung oder Ähnliches bezeichnet werden,
wenn er primär
zur Erhöhung
der Temperatur des zugeführten
Brennstoffs 175 verwendet wird. Nach dem Passieren des
ersten Wärmetauschers 170,
kann der Brennstoff 175 zu dem Verbrennungssystem 150 strömen.
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Eine
Ausführungsform
des ersten Wärmetauschers 170 kann
einen ersten Abschnitt 172 und einen zweiten Abschnitt 174 umfassen.
Der Brennstoff 175 von einem Gaslieferanten wird üblicherweise
mit Umgebungs-Erdbodentemperatur aufgenommen. Um die Gesamtleistung
des Kraftwerksstandorts 100 zu erhöhen, kann die Temperatur des
Brennstoffs 175 erhöht
werden. Die Temperatur des Brennstoffs kann zum Beispiel unter anderem
auf einen Bereich zwischen ca. 176,66°C und ca. 260°C (ca. 350
und ca. 500°F)
erhöht
werden. Die Höhe
des Temperaturanstiegs kann unter anderem aufgrund des Gasturbinentyps
(Größe des Frames oder Ähnliches)
und der Konfiguration (Typ des Verbrennungssystems) variieren.
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Der
zweite Abschnitt 174 kann an die Zufuhrleitung 180 angeschlossen
sein, die ursprünglich
zum Beispiel von dem Abhitzekessel 120 ausgehen kann. Die
Zufuhrleitung 180 kann primär der Erhöhung der Temperatur des Brennstoffs 175 dienen.
Die Zufuhrleitung 180 kann heißes Wasser führen, wie
bereits erörtert, und
kann andere Eigenschaften aufweisen, die sicherstellen, dass bei
dem Wärmetauschprozess
ausreichend Energie übertragen
wird, um die Temperatur des Brenn stoffs 175 auf eine gewünschte Temperatur
zu erhöhen, wie
oben beschrieben.
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Der
erste Abschnitt 172 kann den Rücklauf 185 umfassen,
der es ermöglichen
kann, dass das von dem Wärmetauscher 170 abgelassene
Wasser von zumindest einer Dampfkessel-Speisepumpe (nicht dargestellt)
des Abhitzedampferzeugers 120 aufgenommen wird.
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Stromab
der Gaszufuhrleitung 190 und des ersten Abschnitts 172 und
stromauf des zweiten Abschnitts 174 kann ein Teil des Strömungswegs
für Brennstoff 175 den
Dampfweg 220 des Dampfinjektionssystems 205 aufnehmen.
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Der
Dampfweg 220 kann außerdem
ursprünglich
zum Beispiel unter anderem von dem Abhitzekessel 120 ausgehen.
Das Dampfinjektionssystem 205 kann primär der Zufuhr überhitzten
Dampfes dienen, der für die
Anpassung des MWI des Brennstoffs 175 verwendet wird (wie
unten erörtert).
Der Dampfweg 220 kann von stromab des Abhitzedampferzeugers 120 zu
dem Regelventil 210 verlaufen. Das Regelventil 210 kann
ein Ventiltyp sein, der in der Lage ist, unter den mit dem Dampfinjektionssystem 205 einhergehenden
Betriebsbedingungen zu funktionieren. Das Regelventil 210 kann
in einem linearen Bereich arbeiten, was eine genaue Regelung des
Durchflusses ermöglicht.
Zum Beispiel, das aber nicht einschränkend sein soll, kann das Regelventil 210 die
Durchflussrate des überhitzten
Dampfes auf 5–10%
des Maximaldurchflusses durch das Dampfinjektionssystem 205 begrenzen.
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Der
Dampfweg 220 kann dann stromab des Regelventils 210 zu
dem Absperrventil 215 verlaufen, das ein Ventiltyp sein
kann, der in der Lage ist, unter den mit dem Dampfin jektionssystem 205 einhergehenden
Betriebsbedingungen zu funktionieren.
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Der
Dampfweg 220 kann stromab des Absperrventils 215 zu
dem zweiten Abschnitt 174 des ersten Wärmetauschers 170 verlaufen,
wo der Dampf eingespeist und mit dem Brennstoff 175 vermischt
werden kann.
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Die 3 und 4 zeigen
alternative Ausführungsformen
des Dampfinjektionssystems 205. Wie unten beschrieben und
dargestellt, umfassen diese alternativen Ausführungsformen eine Vielzahl
Wärmetauscher
und unterschiedliche Konfigurationen des Dampfwegs 220.
Die Erörterung
der 3 und 4 wird sich auf die Unterschiede
zu der Ausführungsform
in 2 konzentrieren.
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3 ist
ein Schaubild, das ein Beispiel für ein System 200 zur
Anpassung des MWI eines Brennstoffs unter Einsatz von Dampfinjektion
gemäß einer
alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. 3 zeigt
den Kraftwerksstandort 100 mit einem zweiten Wärmetauscher 225.
Der zweite Wärmetauscher 225 kann
erforderlich sein, wenn der erste Wärmetauscher 170 den
Brennstoff 175 nur vorwärmt.
Der zweite Wärmetauscher 225 kann
mit dem ersten Wärmetauscher 170 in
Reihe geschaltet oder auf ähnliche
Weise verbunden sein. Wie in 4 dargestellt,
wird der Brennstoff 175 durch den ersten Wärmetauscher 170 vorgewärmt.
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Der
Brennstoff 175 kann aus einer eingehenden Gaszufuhrleitung 190 stammen,
die an dem Kraftwerksstandort 100 der Ort sein kann, der
zu Anfang den Brennstoff 175 von einem Gaslieferanten aufnimmt. Wie
in 3 gezeigt, kann der Brennstoff 175 stromab
der eingehenden Gaszufuhrleitung 190 zu dem ersten Wärmetauscher 170 strömen, der
beginnen kann, die Temperatur des Brennstoffs 175 auf die
gewünschte Endtemperatur
zu erhöhen.
Nach dem Passieren des ersten Wärmetauschers 170 kann
der Brennstoff 175 als Nächstes durch den zweiten Wärmetauscher 225 aufgenommen
werden. Der zweite Wärmetauscher 225 kann
die Temperatur des Brennstoffs 175 ebenfalls auf die gewünschte Temperatur
bringen. Nach dem Passieren des zweiten Wärmetauschers 225,
kann der Brennstoff 175 zu dem Verbrennungssystem 150 strömen.
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Wie
in 3 gezeigt, kann ein Abschnitt des zweiten Wärmetauschers 225 eine
Zufuhrleitung 180 aufnehmen, die ursprünglich zum Beispiel unter anderem
von dem Abhitzekessel 120 ausgehen kann. Die Zufuhrleitung 180 kann
aus einem anderen Abschnitt des zweiten Wärmetauschers austreten 225 und
es dem heißen
Wasser ermöglichen,
in einen Abschnitt des ersten Wärmetauschers 170 einzutreten.
Der Rücklauf 185 kann
dann ermöglichen,
dass das von dem Wärmetauscher 170 abgelassene
Warmwasser von zumindest einer Dampfkessel-Speisepumpe (nicht dargestellt) des
Abhitzedampferzeugers 120 aufgenommen wird, wie bereits
erörtert.
Die Zufuhrleitung 180 kann primär der Erhöhung der Temperatur des Brennstoffs 175 dienen, wie
oben beschrieben.
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Stromab
des ersten Wärmetauschers
und stromauf des zweiten Wärmetauschers 225 kann
der Dampfweg 220 mit der Rohrleitung verbunden sein, in
der der Brennstoff 175 strömt, was die Vermischung des Brennstoffs 175 mit
dem überhitzten
Dampf ermöglicht.
Die Einspeisung des überhitzten
Dampfes in den Brennstoff 175 vor dem Eintritt in den zweiten
Wärmetauscher 220 kann
für ein
größeres Maß an Kontrolle über den
MWI-Wert des Brennstoffs 175 sorgen.
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Wie
bereits erörtert,
kann der Dampfweg 220 ursprünglich zum Beispiel unter anderem
von dem Abhitzekessel 120 ausgehen. Der Dampfweg 220 kann
stromab des Abhitzekessels 120 zu dem Regelventil 210 verlaufen.
Das Regelventil 210 kann ein Ventiltyp sein, der in der
Lage ist, unter den mit dem Dampfinjektionssystem 205 einhergehenden
Betriebsbedingungen zu funktionieren. Das Regelventil 210 kann
in einem linearen Bereich arbeiten, was eine genaue Regelung des
Durchflusses ermöglicht,
wie zuvor beschrieben.
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Der
Dampfweg 220 kann dann stromab des Regelventils 210 zu
dem Absperrventil 215 verlaufen, das ein Ventiltyp sein
kann, der in der Lage ist, unter den mit dem Dampfinjektionssystem 205 einhergehenden
Betriebsbedingungen zu funktionieren.
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4 ist
ein Schaubild, das ein Beispiel für ein System 200 zur
Anpassung des MWI eines Brennstoffs unter Einsatz von Dampfinjektion
gemäß einer
anderen alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Wie dargestellt, können das
System 200 und die Konfiguration des Dampfinjektionssystems 205 in 4 als ähnlich der 3 betrachtet
werden.
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Der
primäre
Unterschied der in 4 dargestellten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im Vergleich mit 3 besteht
in dem Ort, an dem der Dampfweg 220 mit dem Brennstoff 175 verbunden
werden kann. Wie dargestellt, kann dieser Ort sich stromab des ersten
und zweiten Wärmetauschers 170, 225 befinden.
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Die
in 4 dargestellte Konfiguration des Dampfinjektionssystems 205 kann
sich als nützlich
erweisen, wenn die Konfiguration eines Kraftwerksstandorts 100 es
nicht ermöglicht,
dass der Dampfweg 220 mit dem Brennstoff 175 zwischen
dem ersten und zweiten Wärmetauscher 170, 225 verbunden
wird, wie in 3 dargestellt.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Form einer Softwareanwendung
und eines Softwareprozesses annehmen, die ein Dampfinjektionssystem 205 zur
Anpassung des MWI eines Brennstoffs 175 einsetzen.
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Es
ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung als Verfahren, System
oder Computerprogrammprodukt verkörpert werden kann. Dementsprechend
kann die vorliegende Erfindung die Form einer reinen Hardware-Ausführungsform,
einer reinen Software-Ausführungsform
(eingeschlossen Firmware, speicherresidente Software, Mikrocode
usw.) annehmen, oder die einer Ausführungsform, die Software- und
Hardwaregesichtspunkte kombiniert, die hier alle allgemein als „Schaltung", „Modul" oder „System" bezeichnet werden
sollen. Die vorliegende Erfindung kann außerdem die Form eines Computerprogrammprodukts
auf einem computerverwendbaren Speichermedium mit einem in dem Medium
verkörperten
computerverwendbaren Programmcode annehmen.
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Es
kann ein beliebiges computerlesbares Medium eingesetzt werden. Das
computerverwendbare oder computerlesbare Medium kann beispielsweise
unter anderem ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches,
Infrarot- oder Halbleitersystem oder ein derartiges Gerät, eine
derartige Vorrichtung oder ein derartiges Ausbreitungsmedium sein.
Eine nicht vollständige,
spezifischere Liste von Beispielen für das computerlesbare Medium
würde Folgendes
aufführen:
eine elektrische Verbindung mit einem oder mehreren Kabeln, eine
tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, einen Speicher mit wahlfreiem
Zugriff (RAM), einen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen löschbaren,
programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EPROM oder Flash-Speicher),
eine optische Faser, eine tragbare CD-ROM, eine optische Speichervorrichtung,
ein Übertragungsmedium
des Typs, der das Internet oder ein Intranet unterstützt, oder
eine magnetische Speichervorrichtung. Zu beachten ist, dass das
computerverwendbare oder computerlesbare Medium sogar Papier oder
ein anderes geeignetes Medium sein könnte, auf das das Programm
gedruckt ist, da das Programm elektronisch erfasst werden kann – beispielsweise
durch optisches Scannen des Papiers oder anderen Mediums – und dann
kompiliert, übersetzt
oder, wenn nötig,
auf eine andere geeignete Weise verarbeitet und dann in einem Computerspeicher
gespeichert werden kann. Im Zusammenhang dieses Dokuments kann ein
computerverwendbares oder computerlesbares Medium ein beliebiges
Medium sein, das das Programm für
die Nutzung durch das oder in Verbindung mit dem Anweisungen ausführenden)
System, dem Gerät
oder der Vorrichtung enthalten, speichern, kommunizieren, verbreiten
oder transportieren kann.
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Der
Computerprogrammcode zum Ausführen
der Handlungen der vorliegenden Erfindung kann in einer objektorientierten
Programmiersprache wie Java7, Smalltalk oder C++ oder Ähnlichem
geschrieben sein. Der Computerprogrammcode zur Ausführung von
Handlungen der vorliegenden Erfindung kann jedoch ebenfalls in konventionellen
prozeduralen Programmiersprachen, wie beispielsweise der Programmiersprache „C" oder einer ähnlichen
Sprache geschrieben sein. Der Programmcode kann vollständig oder
teilweise auf dem Computer des Benutzers, als ein stand-alone Softwarepaket,
zum Teil auf dem Computer des Benutzers und zum Teil auf einem entfernten
Computer oder vollständig
auf dem entfernten Computer ausgeführt werden. Bei dem letzten
Szenario kann der entfernte Computer mit dem Computer des Benutzers
durch ein Lokales Netzwerk (LAN) oder ein Weitverkehrsnetz (WAN)
verbunden sein, oder es kann eine Verbindung mit einem externen
Computer hergestellt werden (zum Beispiel über das Internet unter Verwendung
eines Internet Service Providers).
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Die
vorliegende Erfindung wird unten mit Bezug auf Flussdiagramme und/oder
Blockdiagramme von Verfahren, Geräten (Systemen) und Computerprogrammprodukten
gemäß Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der
Flussdiagramme und/oder Blockdiagramme sowie Kombinationen von Blöcken in
den Fluss- und/oder Blockdiagrammen durch Computerprogrammanweisungen
implementiert werden können.
Diese Computerprogrammanweisungen können einem Prozessor eines
Computers für öffentliche
Zwecke, einem Spezialcomputer oder einer anderen programmierbaren
Datenverarbeitungsvorrichtung zur Herstellung einer Maschine zur
Verfügung
gestellt werden, so dass die Anweisungen, die durch den Prozessor
des Computers oder der anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung
ausgeführt
werden, Mittel zur Implementierung der in dem Fluss- und/oder Blockdiagrammblock
oder -blöcken spezifizierten
Funktionen/Handlungen erzeugen.
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Diese
Computerprogrammanweisungen können
auch in einem computerlesbaren Speicher gespeichert sein, der einen
Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung
so steuern kann, dass sie auf eine bestimmte Weise funktioniert,
so dass die in dem computerlesbaren Speicher gespeicherten Anweisungen
ein Produkt samt der Anweisungsmittel herstellen, die die in dem
Block oder den Blöcken
des Fluss- und/oder Blockdiagramms spezifizierte Funktion/Handlung
implementieren. Die Computerprogrammanweisungen können auch
auf einen Computer oder eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung
geladen werden, um eine Reihe von auf dem Computer oder der anderen
programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung durchzuführenden
Betriebsschritten zu bewirken, um einen computerimplementierten
Prozess herzustellen, so dass die Anweisungen, die auf dem Computer
oder der anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung
ausgeführt
werden, Schritte für
die Implementierung der in dem Block oder den Blöcken des Fluss- und/oder Blockdiagramms
spezifizierten Funktionen/Handlungen zur Verfügung stellen.
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Die
vorliegende Erfindung kann ein Steuersystem oder Ähnliches
umfassen, das dafür
eingerichtet ist, automatisch oder kontinuierlich den MWI des eintretenden
Brennstoffs 175 zu überwachen,
mit dem der Kraftwerksstandort 100 durch einen Gaslieferanten
versorgt wird. Alternativ kann das Steuersystem dafür eingerichtet
sein, dass eine Benutzerhandlung für das Starten des Dampfinjektionssystems 205 erforderlich
ist. Eine Ausführungsform
des Steuersystems der vorliegenden Erfindung kann als ein stand-alone
System arbeiten. Alternativ kann das Steuersystem als ein Modul
oder Ähnliches
in einem umfassenderen System, wie beispielsweise einem Turbinen-
oder Kraftwerkssteuersystem, integriert sein.
-
5 ist
ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für ein Verfahren 500 zur
Anpassung des MWI eines Brennstoffs unter Einsatz eines Dampfinjektionssystems 205 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
In
Schritt
510 kann das Verfahren
500 den MWI des
Brennstoffs
175 überwachen.
Wie bereits erörtert, kann
der MWI des Brennstoffs
175 schwanken, da der Kraftwerksstandort
100 Brennstoff
175 mit
veränderlichen
Eigenschaften erhält.
Der MWI ist definiert als:
-
Die
Variablen sind folgendermaßen
definiert:
NHW ist der niedrigere Heizwert des Gasbrennstoffs
oder Gasbrennstoff-Dampf-Gemisches,
SG ist das spezifische
Gewicht des Gasbrennstoffs oder Gasbrennstoff-Dampf-Gemisches im
Verhältnis
zur Luft und
Tg ist die Temperatur des Gasbrennstoffs oder
des Gasbrennstoff-Dampf-Gemisches in Grad Fahrenheit.
-
Das
Verfahren 500 kann von dem Steuersystem Daten bezüglich der
Variablen in der MWI-Gleichung erhalten und dann unter Verwendung
der zuvor erwähnten
Gleichung den MWI ermitteln.
-
In
Schritt 520 kann das Verfahren 500 ermitteln,
ob der in Schritt 510 ermittelte MWI-Wert außerhalb eines
gewünschten
Arbeitsbereiches liegt. Die vorliegende Erfindung kann es einem
Benutzer ermöglichen, den
gewünschten
Bereich und die akzeptable Totzone für den MWI festzulegen. Dies
kann unter anderem zum Beispiel nützlich sein, wenn das Verbrennungssystem 150 eine
Ersatzdüse
umfasst, die eventuell mit einem anderen MWI-Bereich arbeitet. Hier
kann die vorliegende Erfindung es dem Benutzer ermöglichen,
den MWI-Arbeitsbereich
zu ändern.
In einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, kann der Originalgerätehersteller (OEM) des Verbrennungssystems 150 eventuell
verlangen, dass der MWI-Bereich unveränderlich ist und von dem OEM
festgelegt wird. Stellt das Verfahren 500 fest, dass der
MWI außerhalb
des gewünschten
Bereichs und der akzeptablen Totzone liegt, kann das Verfahren 500 zu
Schritt 530 fortschreiten, andernfalls kann das Verfahren 500 zu
Schritt 510 zurückkehren.
-
In
Schritt 530 kann das Verfahren feststellen, ob zumindest
eine Erlaubnisbedingung für
das Dampfinjektionssystem 205 erfüllt ist. Eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann dem Benutzer das Konfigurieren zumindest
einer Erlaubnisbedingung für
die Dampfinjektion ermöglichen.
Die zumindest eine Erlaubnisbedingung für die Dampfinjektion kann eine
der folgenden erlaubenden Regeln beinhalten: Die Gasturbine 110 wird
mit einem Gasbrennstoff betrieben; die Temperatur des Gasbrennstoffs 175 liegt
zwischen ca. 176,66°C
und ca. 260°C
(zwischen ca. 350 und ca. 500 Grad Fahrenheit); die Gasturbine 110 wird
temperaturgeregelt betrieben; die Dampftemperatur und der Dampfdruck
liegen innerhalb für
den Kraftwerksstandort 100 spezifischer Bereiche; überhitzter
Dampf hat den Dampfweg 220 vorgewärmt; die Temperatur des überhitzten
Dampfes wird ca. 10°C
(50°F) über der
Sättigungstemperatur
des Dampfes gehalten; der Durchfluss durch das Dampfinjektionssystem 205 ist
auf 30% des Gasbrennstoff-Maximaldurchflusses begrenzt. Ist die Erlaubnisbedingung
für die
Dampfinjektion erfüllt,
kann das Verfahren 500 zu Schritt 540 fortschreiten,
andernfalls kann das Verfahren 500 zu Schritt 510 zurückkehren.
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In
Schritt 540 kann das Verfahren 500 das Dampfinjektionssystem 205 aktivieren.
Eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann den Benutzer auffordern, das Dampfinjektionssystem 205 zu
aktivieren. In einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung kann das Verfahren 500 sich eventuell selbst aktivieren,
nachdem die Erlaubnisbedingung für
die Dampfinjektion in Schritt 530 erfüllt wurde. Wird das Dampfinjektionssystem 205 aktiviert,
kann das Verfahren 500 zu Schritt 550 fortschreiten,
andernfalls kann das Verfahren 500 zu Schritt 510 zurückkehren.
-
In
Schritt 550 kann das Verfahren 500 mit dem Betrieb
des Dampfinjektionssystems 205 beginnen. Ein Benutzer kann
das Verfahren 500 so konfigurieren, dass es automatisch
startet, nachdem Schritt 540 erfüllt wurde. Diese Option kann
für Benutzer
zum Beispiel dann wünschenswert
sein, wenn der Betrieb des Dampfinjektionssystems 205 ferngesteuert
wird. Alternativ kann das Verfahren 500 im Vorhinein so
konfiguriert sein, dass für
den Start des Dampfinjektionssystems 205 eine Benutzerhandlung
erforderlich ist. Die Benutzerhandlung kann unter anderem darin
bestehen, auf einem Display für
die Steuerung des Dampfinjektionssystems 205 einen Schalter „Dampfinjektionssystem
starten" oder etwas Ähnliches
auszuwählen.
-
In
Schritt 560 kann das Verfahren 500 ermitteln,
ob der MWI-Wert unterhalb eines gewünschten Arbeitsbereichs und
einer gewünschten
Totzone liegt. Das Verfahren 500 kann die Auswirkung auf
den MWI des Brennstoffs 175 seit dem Be triebsbeginn des
Dampfinjektionssystems 205 feststellen. In Schritt 560 kann
das Verfahren 500 für
den Vergleich mit dem gewünschten
MWI-Bereich den neuen MWI ermitteln, wie zuvor bei Schritt 520 beschrieben.
In Schritt 560 kann das Verfahren 500 außerdem ermitteln,
ob der MWI-Wert oberhalb eines gewünschten Arbeitsbereiches und
einer gewünschten
Totzone liegt. Stellt das Verfahren 500 fest, dass der
MWI noch oberhalb des gewünschten
Bereichs liegt, kann das Verfahren 500 zu Schritt 570 fortschreiten, andernfalls
kann das Verfahren 500 zu Schritt 580 zurückkehren.
-
In
Schritt 570 kann das Verfahren 500 die Durchflussrate
des Dampfinjektionssystems 205 erhöhen, um den MWI zu verringern.
Ein Benutzer kann den Hub des Regelventils 215 vergrößern, um
die Durchflussrate des Dampfinjektionssystems 205 zu vergrößern. In
einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann das Steuersystem automatisch den
Hub des Regelventils 215 vergrößern. Nachdem das Verfahren 500 in
Schritt 570 die Durchflussrate des Dampfinjektionssystems 205 erhöht hat,
kann das Verfahren 500 zu Schritt 510 zurückkehren.
-
In
Schritt 580 kann das Verfahren 500 die Durchflussrate
des Dampfinjektionssystems 205 verringern, um den MWI zu
erhöhen.
Hier kann ein Benutzer den Hub des Regelventils 215 anpassen,
um die Durchflussrate des Dampfinjektionssystems 205 je
nach Bedarf zu verringern. In einer alternativen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann das Steuersystem automatisch den
Hub des Regelventils 215 anpassen, um den MWI zu senken.
Nachdem das Verfahren 500 in Schritt 580 die Durchflussrate
des Dampfinjektionssystems 205 verringert hat, kann das
Verfahren 500 zu Schritt 510 zurückkehren.
-
Es
wird jetzt auf 6 Bezug genommen, die ein Blockbild
eines beispielhaften Systems 600 zur Anpassung des MWI
eines Brennstoffs gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Elemente des Verfahrens 500 können in
dem System 600 verkörpert
sein und von diesem ausgeführt
werden. Das System 600 kann eine oder mehrere Benutzer-
oder Client-Kommunikationsvorrichtungen 602 oder ähnliche
Systeme oder Vorrichtungen (zwei sind in 6 dargestellt)
umfassen. Jede Kommunikationsvorrichtung 602 kann zum Beispiel
unter anderem ein Computersystem, ein Personal Digital Assistant
(PDA), ein Handy oder eine ähnliche
Vorrichtung sein, die zum Senden und Empfangen elektronischer Nachrichten
in der Lage ist.
-
Die
Kommunikationsvorrichtung 602 kann einen Systemspeicher 604 oder
ein lokales Dateisystem umfassen. Der Systemspeicher 604 kann
zum Beispiel unter anderem einen Nur-Lese-Speicher (read-only memory – ROM) und
einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (random access memory – RAM) umfassen.
Der Nur-Lese-Speicher kann ein elementares Eingabe/Ausgabe-System
(BIOS) umfassen. Das BIOS kann elementare Routinen enthalten, die
dazu beitragen, Informationen zwischen Elementen oder Komponenten
der Kommunikationsvorrichtung 602 zu übertragen. Der Systemspeicher 604 kann
ein Betriebssystem 606 zur Steuerung des gesamten Betriebes
der Kommunikationsvorrichtung 602 umfassen. Der Systemspeicher 604 kann
außerdem
einen Browser 608 oder Webbrowser umfassen. Der Systemspeicher 604 kann
außerdem
Datenstrukturen 510 oder computerausführbaren Code enthalten, um
den MWI eines Brennstoffs anzupassen, die Elemente des Verfahrens 500 aus 5 ähnlich sind
oder solche enthalten.
-
Der
Systemspeicher 604 kann ferner einen Template-Cachespeicher 612 umfassen,
der in Verbindung mit dem Verfahren 500 aus 5 zur
Anpassung des MWI eines Brennstoffs benutzt werden kann.
-
Die
Kommunikationsvorrichtung 602 kann auch einen Prozessor
oder Hauptprozessor 614 umfassen, um die Handlungen der
anderen Komponenten der Kommunikationsvorrichtung 602 zu
steuern. Das Betriebssystem 606, der Browser 608 sowie
die Datenstrukturen 610 können auf dem Prozessor 614 lauffähig sein. Der
Prozessor 614 kann mit dem Speichersystem 604 und
anderen Komponenten der Kommunikationsvorrichtung 602 durch
einen Systembus 616 verbunden sein.
-
Die
Kommunikationsvorrichtung 602 kann auch mehrere Eingabevorrichtungen,
Ausgabevorrichtungen oder kombinierte Eingabe-/Ausgabevorrichtungen 618 (E/A)
umfassen. Jede Eingabe-/Ausgabevorrichtung 618 kann mit
dem Systembus 616 durch eine Eingabe-/Ausgabeschnittstelle
(nicht in 6 gezeigt) verbunden sein. Die
Eingabe- und Ausgabevorrichtungen oder kombinierten E/A-Vorrichtungen 618 ermöglichen einem
Benutzer die Verbindung mit der Kommunikationsvorrichtung 602 und
deren Bedienung sowie die Steuerung der Tätigkeit des Browsers 608 und
der Datenstrukturen 610, um auf die Software zuzugreifen,
sie zu bedienen und zu steuern, um den MWI eines Brennstoffs anzupassen.
Die E/A-Vorrichtungen 618 können zur Ausführung der
hier erörterten
Tätigkeiten
eine Tastatur und eine Computer-Zeigevorrichtung oder Ähnliches umfassen.
-
Die
E/A-Vorrichtungen 618 können
zum Beispiel unter anderem auch Plattenlaufwerke, optische, mechanische,
magnetische oder Infrarot-Eingabe-/Ausgabevorrichtungen, Mo dems
oder Ähnliches
umfassen. Die E/A-Vorrichtungen können für den Zugriff auf ein Medium 620 benutzt
werden. Das Medium 620 kann für die Nutzung durch ein System
oder die Verwendung in Verbindung mit einem System wie den Kommunikationsvorrichtungen 602 computerlesbare
oder computerausführbare
Anweisungen oder andere Informationen enthalten, speichern oder
weitergeben.
-
Die
Kommunikationsvorrichtung 602 kann außerdem andere Vorrichtungen
umfassen oder mit solchen verbunden sein, beispielsweise mit einem
Display oder Monitor 622. Der Monitor 622 kann
dazu verwendet werden, dem Benutzer die Verbindung mit der Kommunikationsvorrichtung 602 zu
ermöglichen.
-
Die
Kommunikationsvorrichtung 602 kann außerdem ein Festplattenlaufwerk 624 umfassen.
Die Festplatte 624 kann mit dem Systembus 616 über eine
Festplattenschnittstelle (nicht in 6 gezeigt)
verbunden sein. Die Festplatte 624 kann auch einen Teil
des lokalen Dateisystems oder des Systemspeichers 604 bilden. Programme,
Software und Daten können
für den
Betrieb der Kommunikationsvorrichtung 602 zwischen dem Systemspeicher 604 und
der Festplatte 624 übertragen
und ausgetauscht werden.
-
Die
Kommunikationsvorrichtung 602 kann mit einem Fernserver 626 kommunizieren
und auf andere Server oder andere Kommunikationsvorrichtungen ähnlich der
Kommunikationsvorrichtung 602 über ein Netzwerk 628 zugreifen.
Der Systembus 616 kann mit dem Netzwerk 628 durch
eine Netzwerkschnittstelle 630 verbunden sein. Die Netzwerkschnittstelle 630 kann
ein Modem, eine Ethernetkarte, ein Router, ein Gateway oder Ähnliches
zur Verbindung mit dem Netzwerk 628 sein.
-
Bei
der Verbindung kann es sich um eine kabelgebundene oder kabellose
Verbindung handeln. Das Netzwerk 628 kann das Internet,
ein privates Netzwerk, ein Intranet oder etwas Ähnliches sein.
-
Der
Server 626 kann außerdem
einen Systemspeicher 632 umfassen, der ein Dateisystem,
ROM, RAM und Ähnliches
enthalten kann. Der Systemspeicher 632 kann ein Betriebssystem 634, ähnlich dem
Betriebssystem 606 in den Kommunikationsvorrichtungen 602,
umfassen. Der Systemspeicher 632 kann auch Datenstrukturen 636 für die Anpassung
des MWI eines Brennstoffs enthalten. Die Datenstrukturen 636 können Handlungen
beinhalten, die den in Bezug auf das Verfahren 500 zur
Anpassung des MWI eines Brennstoffs beschriebenen ähneln. Der
Serversystemspeicher 632 kann ebenfalls andere Dateien 638,
Anwendungen, Module und Ähnliches
enthalten.
-
Der
Server 626 kann auch einen Prozessor 642 oder
eine Prozessoreinheit umfassen, um den Betrieb anderer Vorrichtungen
auf dem Server 626 zu steuern. Der Server 626 kann
auch eine E/A-Vorrichtung 644 umfassen. Die E/A-Vorrichtungen 644 können den
E/A-Vorrichtungen 618 der Kommunikationsvorrichtungen 602 ähneln. Der
Server 626 kann ferner andere Vorrichtungen 646 umfassen,
wie beispielsweise einen Monitor oder Ähnliches, um zusammen mit den
E/A-Vorrichtungen 644 eine Schnittstelle zum Server 626 zur
Verfügung
zu stellen. Der Server 626 kann auch ein Festplattenlaufwerk 648 umfassen.
Ein Systembus 650 kann die verschiedenen Komponenten des
Servers 626 verbinden. Eine Netzwerkschnittstelle 652 kann
den Server 626 über
den Systembus 650 mit dem Netzwerk 628 verbinden.
-
Die
Fluss- und Schrittdiagramme in den Figuren stellen die Architektur,
Funktionalität
und den Betrieb möglicher
Implementationen der Systeme, Verfahren, und Computerprogrammprodukte
gemäß verschiedener Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dar. In dieser Beziehung kann jeder Schritt
des Flussdiagramms oder Schrittdiagrams ein Modul, Segment oder
einen Codeabschnitt enthalten, die einen oder mehrere ausführbare Anweisungen
für die
Implementierung der spezifizierten Logikfunktion(en) darstellen.
Es ist auch zu beachten, dass bei einigen alternativen Implementationen
die in dem Schritt gezeigten Funktionen in einer anderen Reihenfolge
als in den Figuren dargestellt auftreten können. Zum Beispiel können zwei
aufeinanderfolgend dargestellte Schritte tatsächlich im Wesentlichen gleichzeitig
ausgeführt
werden, oder die Schritte können
in Abhängigkeit
von der betreffenden Funktionalität in der umgekehrten Reihenfolge
ausgeführt
werden. Es ist ebenfalls zu beachten, dass jeder Schritt der Schrittdiagramme
und/oder der Flussdiagramme und Schrittkombinationen in den Schrittdiagrammen
und/oder Flussdiagrammen durch hardwarebasierte Spezialsysteme,
die die spezifizierten Funktionen oder Handlungen ausführen, oder
Kombinationen von Spezialhardware und Computeranweisungen implementiert
werden kann.
-
Die
hier verwendete Terminologie dient ausschließlich dem Zweck der Beschreibung
bestimmter Ausführungsformen
und soll die Erfindung nicht einschränken. Die Singularformen „ein" und „eine" sowie „der, die, das" sollen ebenfalls
die Pluralformen beinhalten, solange der Kontext nicht klar auf
etwas anderes hinweist. Ferner versteht sich, dass die Begriffe „umfasst" und/oder „umfassend" in dieser Beschreibung
das Vorhandensein von behaupteten Merkmalen, Entitäten, Schritten,
Handlungen, Elementen und/oder Komponenten be schreiben, aber das
Vorhandensein von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Entitäten, Schritten, Handlungen,
Elementen, Komponenten und/oder Gruppen aus diesen nicht ausschließen.
-
Obwohl
hier spezifische Ausführungsformen
dargestellt und beschrieben wurden, ist zu beachten, dass eine beliebige
Anordnung, die für
denselben Zweck bestimmt ist, anstelle der gezeigten spezifischen Ausführungsformen
eingesetzt werden kann, und dass für die Erfindung Anwendungen
in anderen Umgebungen existieren. Diese Anmeldung soll alle Anpassungen
oder Abwandlungen der vorliegenden Erfindung abdecken. Die folgenden
Patentansprüche
sollen in keiner Weise den Anwendungsbereich der Erfindung auf die hier
beschriebenen Ausführungsformen
beschränken.
-
Es
werden ein Verfahren und ein System für die Anpassung des Modifizierten
Wobbe-Indexes (MWI) eines Brennstoffs 175 zur Verfügung gestellt.
Verschiedene industrielle Komponenten, die einen Gasbrennstoff 175 benötigen, wie
beispielsweise unter anderem eine Gasturbine 110 in Schwerbauweise,
eine aeroderivative Gasturbine 110 oder ein Dampfkessel
können
das Verfahren und System nutzen. Das Verfahren und System können eine
industrielle Komponente zur Verfügung
stellen, die zumindest ein Dampfinjektionssystem 205 umfasst,
wobei das zumindest eine Dampfinjektionssystem 205 Dampf
in zumindest eine Brennstoffzufuhrleitung 190 stromauf
eines Verbrennungssystems 150 injiziert, um den MWI zumindest
eines Brennstoffs 175 anzupassen. Das Verfahren und System
können
auch feststellen, ob der MWI des zumindest einen Brennstoffs 175 außerhalb
eines vorgegebenen Bereichs liegt, und das zumindest eine Dampfinjektionssystem 205 einsetzen, um
Dampf automatisch mit einer gegebenen Durchflussrate zu injizieren,
um den MWI des zumindest einen Brennstoffs 175 anzupassen.
-
- 100
- Kraftwerksstandort
- 110
- Gasturbine
- 120
- Abhitzedampferzeuger
- 130
- Generator
- 135
- Verdichter
- 140
- Rotorwelle
- 150
- Verbrennungssystem
- 155
- Turbinensektion
- 160
- Rotorwelle
- 165
- Abgas
- 170
- Wärmetauscher
- 172
- Erster
Abschnitt
- 174
- Zweiter
Abschnitt
- 175
- Brennstoff
- 180
- Zufuhrleitung
- 185
- Rücklauf
- 190
- Gaszufuhrleitung
- 200
- System
- 205
- Dampfinjektionssystem
- 210
- Regelventil
- 215
- Absperrventil
- 220
- Dampfweg
- 225
- Zweiter
Wärmetauscher
- 600
- System
- 602
- Kommunikationsvorrichtungen
- 604
- Systemspeicher
- 606
- Betriebssystem
- 608
- Browser
- 610
- Datenstrukturen
- 612
- Cachespeicher
- 614
- Prozessor
- 616
- Systembus
- 618
- Eingabe-/Ausgabevorrichtungen
- 620
- Medium
- 622
- Monitor
- 624
- Festplatte
- 626
- Server
- 628
- Netzwerk
- 630
- Netzwerkschnittstelle
- 632
- Speicher
- 634
- Betriebssystem
- 636
- Datenstrukturen
- 638
- Andere
Dateien
- 642
- Prozessor
- 644
- E/A-Vorrichtungen
- 646
- Andere
Vorrichtungen
- 648
- Festplattenlaufwerk
- 650
- Systembus
- 652
- Netzwerkschnittstelle
