DE2055714B2 - Verwendung eines schweren Rohöldestillats als Treibstoff für Verbrennungsturbinen - Google Patents

Description

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch einer flüssigen Fraktion bestehen, die in reiner Form gekennzeichnet, daß man ein schweres Destillat in einer ersten Destillation eines Rohöls bei Atmoverwendet, das eine Viskosität bei 100⁰C von sphärendruck an einem Punkt abgezogen wurde, der höchstens 10 Centistokes aufweist. unterhalb der Entnahme der Gasöle üegi. Er _ kann

4. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch 25 andererseits auch durch Destillation unter vermindergekennzeichnet, daß man ein schweres Destillat tem Druck von Rückständen einer Rohöldestillation verwendet, das einen Flammpunkt von mehr als bei Atmosphärendruck durch Abziehen in einer Zone 75°C, insbesondere zwischen 150 und 250 °C auf- erhallen werden, die zwischen Gasöl und Bitumen weist. liegt.

5. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch 30 Es hat sich gezeigt, daß eine solche Fraktion eine gekennzeichnet, daß man ein schweres Destillat Reihe charakteristischer Eigenschaften aufweist, die mit einem Schwefelgehalt von höchstens 2% ver- sie besonders wertvoll für den angestrebten Verwenwendet. dungszweck machen.

6. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch Der Fließpunkt des flüssigen Treibstoffes ist für seine gekennzeichnet, daß man ein schweres Destillat 35 Anwendung von großer Wichtigkeit: Dieser Punkt muß verwendet, welches pro 1 Million Teile höchstens unterhalb der Minimaltemperatur liegen, bei der der

2 Teile Vanadin, 2 Teile Natrium, 5 Teile der Treibstoff aufbewahrt, transportiert und verwendet Summe aus Natrium und Kalium, 5 Teile Blei und wird. Unter den erfindungsgemäßen Anwendungs-10 Teile Calcium enthält. bedingungen beträgt er höchstens 48 °C oder weniger.

7. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch 40 Außerdem zeigt der Kohlenstoff-Rückstand nach gekennzeichnet, daß man ein schweres Destillat dem Conradson-Test, der Rückschlüsse auf das Ververwendet, das einen Wassergehalt von höchstens halten der schweren Bestandteile des Treibstoffes in 0,15 % aufweist. dem Motor zuläßt und der ein Maß für die mehr oder

weniger ausgeprägte Neigung dieses Treibstoffes zum

45 Verkohlen darstellt, einen Wert von weniger als 0,4%.

Um die günstigsten Bedingungen für eine ausgezeichnete Verbrennung sicherzustellen, muß die Ver-

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines schwe- teilung des Treibstoffes möglichst fein sein. Sie ist

ren Destillats mit bestimmten charakteristischen Eigen- offensichtlich eine Funktion der Fließfähigkeit. Die

schäften für Verbrennungsturbinen, insbesondere in 50 für die erfindungsgemäße Verwendung des Treibstoffes

industriellen Verbrennungsturbinen zur Produktion günstigste kinematische Viskosität, gemessen bei einer

von elektrischer Energie oder gleichzeitig von elek- Temperatur von 100 C, liegt in einem Bereich bei

Irischer Energie und Dampf. weniger als 10 Centistoke.

Seit vielen Jahren ist bekannt, daß Verbrennungs- Der Flammpunkt, der die Temperatur angibt, bei

motoren des Turbinentyps mit gasförmigen Brenn- 55 welcher der erfindungsgemäß verwendete Treibstoff in

stoffen, wie Naturgas, oder mit flüssigen Brennstoffen, Berührung mit einer Flamme entflammt, liegt bei einer

wie Schwerbenzin, Kerosin, Heizöl u. dgl. betrieben Temperatur oberhalb 75 "C und befindet sich im allge-

werden, deren Siedepunkt bei Atmosphärendruck meinen zwischen 150 und 250⁰C.

höchstens 360⁰C beträgt. Der Schwefelgehalt dieses Treibstoffes muß für seine

Es wurde nun die Verwendung eines neuen Treib- 60 Verwendung in Verbrennungsturbinen einen solchen

Stoffs für Verbrennungsturbinen aufgefunden, der außer Wert besitzen, daß die Gefahr einer Korrosion und der

seinen besonderen Vorteilen in wirtschaftlicher Hin- Verunreinigung der Atmosphäre gering ist. Es wurde

sieht natürliche physikalische Eigenschaften besitzt, festgestellt, daß die geduldeten Werte für den Schwefel-

die auf diesen Anwendungszweck abgestimmt sind, gehalt bis zu 2% (bezogen auf das Gewicht des Treib-

ohne daß es erforderlich ist, sie zu korrigieren odrr 65 stoffes) betragen können. Ferner wurde gefunden, daß

durch Kunstgriffe umzuformen, wie durch Zusatz von der Schwefelgehalt des erfindungsgemäß verwendeten

Fremdstoffen oder durch verschiedene Behandlungen, Treibstoffes in der Praxis weit unterhalb dieses Wertes

wie Bleichen, starke Entschwefelung u. dgl. lag.

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Ebenso ist der Gehalt dieses Treibstoffes am Metallen der Entnahme der Gasöle lag. Diese Fraktion entsprach

wie Vanadin, Calcium, Natrium, Kalium und Blei einem Schnitt von 300 bis 450'C.

gering, wodurch der korrosive Angriff auf die Tür- Dieser Treibstoff hatte folgende charakteristische

binenschaufeln vermieden wird, Vanadin wird bei- Eigenschaften:

spielsweise durch Verbrennung zu Vanadinpentoxyd 5 viskosität IOO"C 8 Centistoke

oxydiert und danach in die Asche überführt, die an Kohlenstoffrückstand

den heißen Metalloberflächen haftet und deren Schutz- _nach Conrad so η 0 27

schicht korrosiv zerstört. Es wurde somit festgestellt, Dichte 50⁰C 0888

daß die Korrosionswirkung sehr gering war, wenn die Flammpunkt 216°C

Gehalte an diesen verschiedenen Metallen einen oberen xo Prozent Aschengehalt '.'.'.'.'.'.'.'.'.Υ.'. Spuren

Grenzwert nicht überschritten. In der Praxis enthält Schwefel 1 447

der erfindungsgemäß verwendete Treibstoff im allge- Feuchtigkeit ICK) Teile

meinen nicht mehr als 2 Teile Vanadin pro 1 Millicn _pro j Million

Teile, 2 Teile Natrium pro 1 Million Teile, 5 Teile _Tejl_e (ppm)

Natrium plus Kalium pro 1 Million Teile, 5 Teile Blei 15 Flammpunkt 216°C

pro 1 Million Teile und 10 Teile Calcium pro 1 Million Vanadin 0 16 ρ ρ m.

Teile. Daß Turbinentreibstoffe nur einen geringen _B]ei 014p pm

Vanadingeh^It haben dürfen, war bereits bekannt. Natrium OJ p.p.m.

Der Wassergehalt des erfindungsgemäß verwendeten Kalium weniger als

Treibstoffes beträgt schließlich höchstens 0,15%, wäh- 20 0 1 ρ ρ m

rend sein Gehalt an Ablagerungen praktisch gleich Calcium · 01 ppm

Null ist.

In der Praxis kann dieser Treibstoff in industriellen Jeder Turbogenerator bestand aus

Energieerzeugungs7en!ra!en eingesetzt werden, in de- _a) einer Verbrennungsturbine des bekannten Typs,

nen Verbrennungsturbinen des bekannten Typs ver- 25 ' die aus einem lostiifigen Kompressor, der mit einer

wendet werden, die mit klassischen Wechselstrom- Geschwindigkeit von 5100 Upm rotierte, einem

generatoren, insbesondere mit Generatoren des selbst- Verbrennungssystem und einer 2stufigen Entspan-

belüfteten Typs mit geschlossenem Kreis oder irgend nungsturbine bestand.

einer anderen rotierenden Maschine gekoppelt sind. _h) „;„„,„ Generator eines ebenfalls bekannten Typs

Die l urbinen können mit r>mpferzeugerkesseln oder 30 _{ejner Leistung von} 20OOO KW bei einer Spannung

anderen Wärmeaustauschern mit Wasserzirkulation in _{von 5 5 Kv und einer Freq}uenz von 50 Hz.
Verbindung sein, um gleichzi.tig mit der Herstellung

von elektrischer Energie Wasserdampf unter Druck Oberhalb der Turbine und in Verbindung mit der

zu erzeugen, indem die Wärme des abströmenden Gruppe von Turbogeneratoren war der Dampferhitzer

Gases ausgenutzt wird. 35 angebracht, der die Abgase aufnahm, deren Temperatur bei 500 C lag. Dabei betrug die Ausbeute an

^BeisP^iel erzeugtem Dampf 50 t/h unter einem Druck von 28 Bar

Ein Werk zur Erzeugung von Wasserdampf und und 8 Bar.

elektrischer Energie, das aus 8 Gruppen einer Kombi- Die entweichenden Abgase waren hell, wodurch die nation von Turbogenerator und Dampferhitzer be- 40 ausgezeichnete Verbrennung auch der schwersten Frakstand, wovon 7 Gruppen kontinuierlich arbeiteten, tionen dieses Treibstoffes aufgezeigt wurde. Außerdem wurde ein Jahr lang mit dem erfindungsgemäß ver- zeigten zahlreiche Untersuchungen durch Auseinanderwendeten Treibstoff betrieben. Dieser Treibstoff wurde nehmen der Vorrichtung keinerlei Vorliegen von auf 100^ÜC vorerhitzt und dann in einer Batterie filtriert, Kohlenstoffablagerungen in den Verbrennungskambevor er in die Verbrennungskammern eingespritzt 45 mern und den Turbinen. Die innerhalb der angegebewurde. nen Grenzen liegenden Gehalte an Schwefel und Me-

Der verwendete Treibstoff war die Fraktion der tallen sind so gering, daß die Korrosion der wesent-

ersten Destillation eines Rohöls, die in der Kolonne an liehen Elemente der Turbinen und der Dampferhitzer

einer Stelle abgezogen wurde, die unterhalb der Stelle zur Energiegewinnung vermieden wurden.

Claims (2)

Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung Patentansprüche: eines schweren Destillats mit einem an sich bekanntermaßen geringen Vanadingehalt von höchstens zwei

1. Verwendung eines schweren Destillats mit Teilen Vanadin pro I Million Teile, das die Fraktion einem an sich bekanntermaßen geringen Vanadin- 5 von 300 bis 450°C aus der ersten Destillation eines gehalt von höchstens zwei Teilen Vadanin pro Rohöls, die an einem Punkt der Kolonne unterhalb

1 Million Teile, das die Fraktion von 300 bis 450^uC der Stelle der Gewinnung der Gasöle abgezogen wurde, aus der ersten Destillation eines Rohöls, die an oder aus der Destillation unter vermindertem Druck einem Punkt der Kolonne unterhalb der Stelle der eines Rückstands der Rohöldestillation unter Atmo-Gewinnung der Gasöle abgezogen wurde, oder aus io sphärendnick, die an einem Punkt der Kolonne unterder Destillation unter vermindertem Druck eines halb der Gewinnung der Gasöle abgezogen wurde, Rückstands der Rohöldestillation unter Atmo- darstellt, als Treibstoff für Verbrennungsturbinen,
sphärendnick, die an einem Punkt der Kolonne Der erfindungsgemäß verwendete Treibstoff, der in unterhalb der Gewinnung der Gasöle abgezogen die Kategorie der Schweröle eingeordnet werden kann, wurde, darstellt, als Treibstoff für Verbrennungs- 15 ist durch seine Flüchtigkeitseigenscfcrften gekennzeichturbinen. net, das heißt durch seine Destillationskurve, die fest-

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch ge- gelegt ist durch den Siedebeginn (30OX), das Siedekennzeichnet, daß man ein schweres Destillat ver- ende (450^rC) und die Punkte von 10% (380 C), 50% wendet, das einen Fließpunkt von höchstens 48°C (400⁰C), 90% (410 C) und 95% (420"C).

hat. 20 Als schweres Destillat kann dieser Treibstoff aus