DE202007012458U1

DE202007012458U1 - Shuttersystem für eine Gasturbine

Info

Publication number: DE202007012458U1
Application number: DE200720012458
Authority: DE
Original assignee: SIRAX - ENERGY GmbH; SIRAX ENERGY GmbH
Current assignee: SIRAX - ENERGY GmbH; SIRAX ENERGY GmbH
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2017-09-06

Abstract

Gasturbine (10) mit einem Lufteinlauf (20, 30), einem Verdichter (40), einer Brennkammer (50) und einem mit einem Generator verbundenen Wellentriebwerk (60),
gekennzeichnet durch
eine im Lufteinlauf (20, 30) angeordnete Absperrklappe (100),
einen Luftentfeuchter (110) mit einer dem Luftentfeuchter (110) vom Verdichter (40) Prozessluft zuführenden Leitung (120) und einer dem Verdichter (40) entfeuchtete Luft zuführenden Leitung (140), wobei die Leitungen (120, 140) jeweils ein Absperrventil (125, 145) aufweisen, und
eine auf die Absperrklappe (100) und die Absperrventile (125, 145) derart wirkende Steuerung, dass die Absperrventile (125, 145) bei geöffneter Absperrklappe (100) geschlossen und bei geschlossener Absperrklappe (100) geöffnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasturbine mit einem Lufteinlauf, einem Verdichter, einer Brennkammer und einem mit einem Generator verbundenen Wellentriebwerk.
Derartige Gasturbinen werden zur Stromerzeugung verwendet. Sie werden oftmals wegen ihrer Schnellstartfähigkeit als Kraftwerksreserve vorgehalten. Zunehmend aber gewinnen Gasturbinen auch Bedeutung in Gas- und Dampfturbinenkraftwerken, in denen die heißen Abgase der Gasturbine(n) zur Erzeugung von Dampf verwendet werden, der einer oder mehrerer Dampfturbinen zugeführt wird.
Während Dampfturbinen ausschließlich mit dem durch die Abluft der Gasturbine erzeugten Dampf angetrieben werden, sind Gasturbinen auf gasförmige oder flüssige Brennstoffe, z.B. Erdgas, Biogas oder Heizöl, Rohöl, angewiesen. Das bei der Verbrennung entstehende Abgas wird regelmäßig in einem Filterhaus gefiltert und das Reingas über einen Schornstein an die Umgebung abgegeben.
Bei den bekannten Anlagen besteht jedoch das Problem, dass in sehr hohen Filterhäusern regelmäßig Sogwirkungen entstehen, durch die kalte Luft durch den Lufteinlauf angesogen wird und dadurch in speziellen Fällen sogar der Normalbetrieb mit der regulären Wellendrehvorrichtung verhindert.
Insbesondere führt aber das Ansaugen kalter oder warmer Luft auch dazu, dass während des Abschaltvorgangs der Gasturbine oder während die Gasturbine nicht in Betrieb ist kalte feuchte Luft durch den Lufteinlauf in den Verdichter gesogen wird und dadurch die Korrosion des Verdichters begünstigt wird. Verschmutzte Verdichter bedeuten einen Verlust des Wirkungsgrades und somit bei gleichbleibenden Brennstoffkosten einen Verlust an Leistung von ca. 7 bis 10%.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Gasturbine zu schaffen, die während des Abschaltvorgangs und im ausgeschalteten Zustand vor Korrosion geschützt ist.
Die Aufgabe wird durch die Gasturbine mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Grundgedanke der Erfindung ist es, zu verhindern, dass Feuchtigkeit und Staub enthaltende Luft durch Sogwirkung im Filterhaus über den Lufteinlauf in die Gasturbine, insbesondere den Verdichter, gelangen kann, wenn die Gasturbine ausgeschaltet wird oder ist. Dieses wird dadurch erreicht, dass der Lufteinlauf mittels einer Absperrklappe verschlossen und die im Verdichter vorhandene Prozessluft durch entfeuchtete Luft ersetzt wird, wobei der Verdichter bevorzugt mit einem Überdruck beaufschlagt wird. Dadurch kann wirkungsvoll verhindert werden, dass die Gasturbine der erhöhten Gefahr von Korrosion ausgesetzt ist.
Die Erfindung wird anhand eines besonders bevorzugten in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Gasturbine. Die Gasturbine 10 besteht aus einem Verdichter 40, der mit einem Lufteinlauf 20, 30 verbunden ist, einer Brennkammer 50 und einem Wellentriebwerk 60, das mit einem Strom erzeugenden Generator verbunden ist. Bevorzugt ist die Gasturbine einwellig ausgebildet, d.h. Generator, Wellentriebwerk 60 und Verdichter 40 sind über nur eine einzige Welle miteinander verbunden. Die Gasturbine 10 kann bevorzugt Teil eines Gas- und Dampfturbinenkraftwerks sein.
Erfindungsgemäß ist nun in dem Lufteinlauf 20, 30 eine Absperrklappe 100 vorgesehen, die im gezeigten Beispiel den Lufteinlauf 20, 30 in einen oberen Abschnitt 20 und einen unteren Abschnitt 30 unterteilt. Die Absperrklappe 100 kann aber auch derart angeordnet sein, dass die Absperrklappe 100 den Lufteinlauf 20, 30 unmittelbar vom Verdichter 40 trennt.
Des Weiteren weist die erfindungsgemäße Gasturbine 10 einen Luftentfeuchter 110 auf. Der Luftentfeuchter 110 ist einerseits über eine Leitung 120 mit dem Verdichter 40 bzw., wie im Beispiel gezeigt, mit dem von unterem Lufteinlauf 30 und Verdichter 40 gebildeten Raum verbunden. Die Leitung 120 hat die Aufgabe, dem Luftentfeuchter 110 Prozessluft aus der Gasturbine 10 zuzuführen.
Andererseits weist der Luftentfeuchter 110 auch eine zweite mit dem Verdichter 40 bzw. dem von unterem Lufteinlauf 30 und Verdichter 40 gebildeten Raum verbundene Leitung 140 auf, die dem Verdichter 40 bzw. dem von unterem Lufteinlauf 30 und Verdichter 40 gebildeten Raum vom Luftentfeuchter 110 entfeuchtete Luft zuführt. Als dritte Leitung 130 kann der Luftentfeuchter 110 nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine dem Luftentfeuchter 110 Regenerationsluft zuführende Leitung 130 aufweisen.
Weiterhin weisen die die Prozessluft führende Leitung 120 und die die entfeuchtete Luft führende Leitung 140, sowie besonders bevorzugt auch die die Regenerationsluft führende Lei tung 130 Absperrventile 125, 145, 135 auf, mit denen die Leitungen 120, 130, 140 geöffnet und geschlossen werden können.
Schließlich ist erfindungsgemäß eine Steuerung vorgesehen, die derart auf die Absperrklappe 100 und die Absperrventile 125, 145 der die Prozessluft und die entfeuchtete Luft führenden Leitungen 120, 140 wirkt, dass die Absperrventile 125, 145 bei geöffneter Absperrklappe 100 geschlossen und bei geschlossener Absperrklappe 100 geöffnet sind.
Die Steuerung ist so eingerichtet, dass das Schließen der Absperrklappe 100 und das Öffnen der Absperrventile 125, 145 bewirkt wird, wenn die Gasturbine 10 abgeschaltet und außer Betrieb gesetzt wird. Hierzu können insbesondere Mittel zur Messung der Drehzahl des Wellentriebwerks 60 vorgesehen sein, die der Steuerung ein Abschalten der Gasturbine 10 anzeigen, wobei beispielsweise bei Unterschreiten eines vorbestimmten Drehzahlbetrags das Schließen der Absperrklappe 100 und das Öffnen der Absperrventile 125, 145 bewirkt werden kann.
Wir die Gasturbine 10 umgekehrt wieder in Betrieb genommen, kann ein Überschreiten eines vorbestimmten Drehzahlbetrags der Steuerung als Auslöser dienen, die Absperrklappe 100 wieder zu öffnen und die Absperrventile 125, 145 wieder zu schließen. Die vorgenannte Steuerung kann sich auch auf die vorteilhafte Ausbildung erstrecken, bei der die Regenerationsluft führende Leitung 130 mit einem Ventil 135 ausgebildet ist.
Vorteilhaft ist es weiterhin, den Querschnitt der die entfeuchtete Luft führenden Leitung 140 größer als den Querschnitt der die Prozessluft führenden Leitung 120 auszubilden. Dadurch wird auf einfache Weise ermöglicht, dass der Verdichter 40 bei geschlossener Absperrklappe 100 und geöffneten Absperrventilen 125, 145 mit einem Überdruck entfeuchteter Luft beaufschlagt ist, wodurch verhindert wird, dass feuchte Luft über mögliche Leckagen in der Absperrklappe 100 in den Verdichter eindringt.
Gegenüber Systemen ohne den erfindungsgemäßen Aufbau kann eine Leistungserhaltung, sowie eine verlängerte Lebensdauer von Gasturbinen erreicht werden.

Claims

Gasturbine (10) mit einem Lufteinlauf (20, 30), einem Verdichter (40), einer Brennkammer (50) und einem mit einem Generator verbundenen Wellentriebwerk (60), gekennzeichnet durch eine im Lufteinlauf (20, 30) angeordnete Absperrklappe (100), einen Luftentfeuchter (110) mit einer dem Luftentfeuchter (110) vom Verdichter (40) Prozessluft zuführenden Leitung (120) und einer dem Verdichter (40) entfeuchtete Luft zuführenden Leitung (140), wobei die Leitungen (120, 140) jeweils ein Absperrventil (125, 145) aufweisen, und eine auf die Absperrklappe (100) und die Absperrventile (125, 145) derart wirkende Steuerung, dass die Absperrventile (125, 145) bei geöffneter Absperrklappe (100) geschlossen und bei geschlossener Absperrklappe (100) geöffnet sind.
Gasturbine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der entfeuchtete Luft führenden Leitung (140) größer als der Querschnitt der Prozessluft führenden Leitung (120) ist.
Gasturbine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (40) bei geschlossener Absperrklappe (100) und geöffneten Absperrventilen (125, 145) mit einem Überdruck entfeuchteter Luft beaufschlagt ist.
Gasturbine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftentfeuchter (110) eine dem Luftentfeuchter (110) Regenerationsluft zuführende Leitung (130) mit einem Absperrventil (135) aufweist.
Gasturbine (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung auf das Absperrventil (135) in der Regenerationsluft führenden Leitung (130) derart wirkt, dass das Absperrventil (135) bei geöffneter Absperrklappe (100) geschlossen und bei geschlossener Absperrklappe (100) geöffnet ist.
Gasturbine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung Mittel zur Messung der Drehzahl des Wellentriebwerks (60) aufweist, wobei das Öffnen und/oder Schließen der Absperrklappe (100) und der Absperrventile (125, 135, 145) von der Drehzahl des Wellentriebwerks (60) abhängig ist.
Gasturbine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasturbine (10) Teil eines Gas- und Dampfturbinenkraftwerks ist.