DE2005723C3 - Regelungseinrichtung einer Gasturbinenanlage - Google Patents

Description

Bei Betrieb von Gasturbinenanlagen, bei denen 40 dem sich auch die dem Kessel zugeführten Brenngas-Antriebsmittel in seinem Erzeuger bei innerhalb wei- mengen, die der Dampferzeugung für den angeschloster Grenzen wechselnder Abgabe von Antriebsmittel senen Dampfturbinenkreislauf dienen. Mit dem veraus diesem Erzeuger auf gleichbleibendem Druck ge- änderlichen Wärmeangebot im Kessel ändert sich halten wird (vgl. deutsche Patentschrift 704 737), ist deshalb auch die Leistung des Dampfturbinenkreises bekannt, zur Druckregelung so vorzugehen, daß 45 laufs. Schließlich wird auch durch das sich ändernde dieser Druck des Antriebsmittels im Erzeuger vermit- Druckgefälle und den veränderlichen Volurnenstrom tels seines Druckverlaufprüfers zur selbsttätigen der im Kessel verbrannten Gase ( = Abgase) die Lei-Überwachung der Zufuhr der Krafterzeugungsstoffe stung der Gasturbine verändert. Dadurch kann das durch die Abgabeventile der Zuführungspumpen ver- beschriebene regeltechnische Problem auf einfache wendet wird. Das läßt sich auf Gasturbinenanlagen 50 Weise gelöst werden.

der eingangs beschriebenen Gattung nicht übertra- Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer legen. — Im übrigen herrscht die Meinung (vgl. deut- diglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichsche Patentschrift 928 381), daß Gasturbinenanlagen nung ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt zweckmäßigerweise mit Gleichdruckverbrennung be- in schematischer Darstellung eine Gasturbinenanlage trieben werden, was dann zu geringsten Wirkungsgra- 55 mit erfindungsgemäßer Regelungseinrichtung,
deinbußen bei Teillasten führt, wenn man die Anlage, Die in der Figur dargestellte Anlage besteht in ih-

bei der das aus der Nutzleistungsturbine austretende rem grundsätzlichen Aufbau zunächst aus Eiruckver-Arbeitsmittel vor seinem Eintritt in die Verdichter- gaser 1, Entspannungsturbine 2 mit Hochdruckverturbine zwischenerhitzt wird, im Gleichdruckverfah- dichter 3 und zugeordnetem Motor-Generator 4, Kesren betreibt. Hierzu wird regelungstechnisch so vor- 60 sei 5 mit angeschlossener Gasturbine 6 und angekupgegangen, daß bei Belastungsänderungen der Nutzlei- peltem Niederdruckverdichter 7 sowie Anfahrmostungsturbine zunächst ein Lastablegerimpuls gleich- tor 8. Der Niederdruckverdichter 7 arbeitet auf den zeitig die Brennstoffzufuhr zur Zwischenerhitzer- Hochdruckverdichter 3. Die Gasturbine treibt einen brennkammer in dem Sinn verändert, daß sie in an Generator 9 an. Vor der Entspannungsturbine 2 ist sich bekannter Weise bei steigender Last größer und 65 ein Steuerventil 10 mit zugeordnetem Regelkreis 11 bei fallender Last kleiner wird, so wie im gleichen angeordnet. Der Regelkreis besteht aus Regler 12 mit Sinn diejenige zur Nutzleistungsturbinen-Brennkam- Sollwerteinstellung 13, Stellmotor 14 für das: Steuermer voranstellt, während alsdann ein von der Tem- ventil 10, Meßstelle 15 für die Istwerterfassune. Da-

durch wird der Druck des Brenngases vor dem Steuerventil konstant gehalten. Im einzelnen ergibt sich der folgende Funktionszusammenhang:

Die Zuordnung der beschriebenen Elemente bzw. Aggregate zueinander ist durch Verbindungslinien angedeutet, die, wie üblich, mechanische Wellen 1ä bzw. Gas-, Dampf- oder Wasserleitungen 17 bzw. im Regelkreis Funktionsleitungen 18 darstellen. Übliche Armaturen 19 und Wärmetauscher 20 sind eingetragen, aber nicht als erfindungswesentlich und im Detail nicht weiter beschrieben. Zwischen Druckvergaser 1 und Entspannungsturbine 2 befindet sich eine Gaswäsche 21. Die Luft wird der Anlage über die S Rohrleitung 22 zugeführt. Das Gas verläßt die Anlage über die Rohrleitung 23. Die an die Aggregate bzw. Leitungen angeschriebenen, mit Dimensionen versehenen Zahlen geben eine mögliche und funktionsfähige Auslegung der Anlage an.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 ^ 2

peratur des Arbeitsmittels vor der Nutzleistungstur-

Patentanspruch: bine abgeleiteter Impuls die Brennstoffzufuhr zur

Nutzleistungsturbine der geänderten Fördermenge

Regelungseinrichtung einer Gasturbinenanlage, des Verdichters anpaßt, wobei eine gleichfalls auf die bestehend aus Kohle-Druckvergaser, Entspan- 5 Brennstoffzufuhr zur Zwischenerhitzer-Brennkamnungsturbine mit Hochdruckverdichter und zu- mer einwirkende Temperarurgrenzrcgelung die geordnetem Motor-Generator, Kessel mit ange- Höchsttemperatur des Treibmittels für die Verschlossener Gasturbine und daran angekuppeltem dichterturbine begrenzt. Das sind verhältnismäßig Niederdruckverdichter sowie Anfahrmotor, da- aufwendige Maßnahmen, die sich darüber hinaus auf durch gekennzeichnet, daß vor der Ent- " Gasturbinenanlagen der eingangs beschnebenen Gatspannungsturbine ein Steuerventil angeordnet ist, tung nicht übertragen lassen.

durch das mittels eines Regelkreises (11), der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf eineinen mit einer Sollwerteinstellung (13) versehe- fache Weise die vorbeschriebene Regelung durchzunen Regler (12) enthält, der an einer Meßstelle führen.

(15) vor dem Steuerventil gemessene Druck des 15 Die Erfindung betrifft eine Regeluugsemnchtung Brenngases konstant gehalten wird. einer Gasturbinenanlage, bestehend aus Kohle

Druckvergaser, Entspannungsturbine mit Hoch druckverdichter und zugeordnetem Motor-Generator. Kessel mit angeschlossener Gasturbine und daran an

ao gekuppeltem Niederdruckverdichter sowie Anfahr

motor. Die Erfindung besteht darin, daß vor der Entspannungsturbine ein Steuerventil mit zugeordnetem Regelkreis angeordnet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelungsein- Durch die Regelung des Steuerventils vor der Em

richtung einer Gasturbinenanlage, die besteht aus 35 Spannungsturbine mit Hilfe des zugeordneten Regel Kohle-Druckvergaser, Entspannungsturbine mit kreises erfolgt erfindungsgemäß eine Leistungsrege Hochdruckverdichter und zugeordnetem Motor-Ge- lung der gesamten Anlage derart, daß der Vordruck nerator, Kessf' mit angeschlossener Gasturbine und vor dem Steuerventil konstant bleibt. Bei sinkendei daran angekuppeltem Niederdruckverdichter sowie bzw. steigender Kraftwerksbelastung muß die Gaser-Anfahrmotor. Bei solchen Gasturbinenanlagen berei- 30 zeugung im Kohle-Druckvergaser abnehmen bzw. zutet die Regelung des Druc^vergasungsprozesses nehmen, d. h. mit dem veränderlichen Gasvolumen Schwierigkeiten, da es einerseits erforderlich ist, den muß das Turbinensteuerventil zur Aufrechterhaltung Druck im Kohle-Druckvergaser für die optimale des geforderten konstanten Vordrucks mehr bzw. we-Durchführung des Vergasungsprozesses konstant, niger drosseln, dadurch sinkt bzw. steigt der Druck z. B. bei etwa 20 at, zu halten und da außerdem die 35 hinter dem Steuerventil und damit vor der Entspan-Fahrweise des Kraftwerks den jeweiligen Lastverhält- nungsturbine. Mit veränderlichem Gasvolumen und nissen anzupassen ist, wobei der Druck im Verbren- Vordruck verändert sich auch das Druckgefälle und nungsraum des Kessels auf höchstens 10 at begrenzt damit die Leistung (= Produkt aus Druckgefälle und werden muß. Volumenstrom) der Gasturbine. Darüber hinaus än-