DE2365763C3

DE2365763C3 - Brennstoffzusammensetzung für Gasturbinen

Info

Publication number: DE2365763C3
Application number: DE19732365763
Authority: DE
Inventors: James Franklyn West Ridgefield Conn. Scott (V.StA.)
Original assignee: Ausscheidung Aus 23 41 692 Perolin Co Inc Wilton Conn VStA
Current assignee: Ausscheidung Aus 23 41 692 Perolin Co Inc Wilton Conn VStA
Priority date: 1972-08-17
Filing date: 1973-08-17
Publication date: 1978-01-19

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennstoffzusammensetzung für Gasturbinen auf der Basis eines Vanadium und/oder Alkalimetall als Verunreinigungen enthaltenden Brennstoffs, der im Gemisch mit einem Zusatzmittel vorliegt, das im wesentlichen aus Silicium- und Magnesiumverbindungen besteht, die bei der Verbrennung des Brennstoffs SiO₂ und MgO bilden.

Die Verwendung aschehaltiger Brennöle von geringerer Qualität kann ein wesentlicher Faktor für die Senkung der Betriebskosten von Gasturbinen sein, und, weil der Brennstoff ein Hauptkostenfaktor ist, ist die Möglichkeit, Brennstoffe von geringen Kosten zu verwenden, in manchen Fällen bestimmend für die für die Energieerzeugung oder Tür Antriebssysteme gewählte Anlage. In vielen Fällen ist es daher vom wirtschaftlichen Standpunkt aus erwünscht, Gasturbinen mit geringwertigen flüssigen Brennstoffen, einschließlich schweren Destillaten, Dieselöl, Rohölen und Rückstandsölen zu betreiben.

Die mit der Verwendung von Brennstoffen, die anorganische Ascheverunreinigungen enthalten, verbundenen Probleme sind bekannt, obwohl der Mechanismus, der bei hohen Temperaturen zur Korrosion und Ascheabscheidung in der Turbine führt, noch wenig geklärt ist

Bekanntlich variieren Art und Menge der Asche in den als Brennstoffe verwendeten Rückstandsölen mit der Herkunft der Rohöle, aus denen sie hergestellt worden sind. Die Asche solcher Öle hat im allgemeinen eine niedrige Schmelztemperatur in dem Bereich von bis 650 C und enthält u.a. Vanadium. Alkalimetalle und Schwefelverbindungen, die im allgemeinen als die Hauptursachen der Korrosion und Ascheabscheidung auf den Metallflächen der Turbine bei den Verbrennungstemperaturen gelten. Dabei können auch andere in fossilen Brennstoffen enthaltene, nicht verbrennbare anorganische Verbindungen eine Rolle spielen. Beispielsweise führen Korrosion und Abschsidungen auch dann zu Schwierigkeiten bei Gasturbinen, wenn als Treibstoff Hochofengas verwendet wird, das kein Vanadium enthält

Es gibt zwar verschiedene bekannte Zusatzmittel, mit denen diese Schwierigkeiten bei Gasturbinen, bei denen die Metallflächen bei Temperaturen von etwa 425 bis 705° C mit den Verbrennungsprodukten in Berührung kommen, weitgehend behoben werden können. Man ist aber heute bestrebt, eine bessere Wirkung und eine höhere Energieausbeute durch Erhöhen der Betriebstemperaturen zu erzielen, und wenn die Metalltemperaturen beträchtlich über den Schmelzpunkt der Asche des Brennstofföls erhöht werden und insbesondere auf über 760°C steigen, ergeben sich neue Probleme aus Ascheabscheidung und Korrosion, und Zusätze, die sich in dem niedrigeren Temperaturbereich als wirksam erwiesen haben, sind bei höheren Betriebstemperaturen weitgehend unwirksam. Die Verwendung von Magnesium, Siliciumdioxid und Kombinationen beider zur Verringerung der Korrosion und Ascheabscheidung in mit fossiiem Brennstoff arbeitenden Gasturbinen ist seit langem bekannt. Beispielsweise beschreibt die US-PS 30 03 857 die Wirkung von Siliciumdioxidbildnern hinsichtlich der Verringerung der Ascheabscheidung beim Betrieb von Gasturbinen mit geringwertigen Ölen.

Mit siliciumhaltigen Zusätzen ist es zwar gelungen, die Schmelztemperatur der aus den Brennstoffölen stammenden Asche so weit zu erhöhen, daß bei Temperaturen unter etwa-705°C das Auftreten korrodierender flüssiger Phasen verhindert wird, so daß bei diesen Temperaturen arbeitende Turbinen ohne die Notwendigkeit der Unterbrechung des Betriebes zur Reinigung der Turbinenschaufeln kontinuierlich bis zu 5000 Stunden mit Rückstandsölen betrieben werden konnten; bei höheren Verbrennungstemperaturen läßt sich jedoch die Korrosion durch Verwendung von Silicium nicht wirksam unterdrücken.

Wenn die Metalltemperaturen in Gasturbinen ansteigen und sich einem Temperaturbereich von 815 bis 870^cC nähern, gewinnt das Problem der Korrosion zunehmend an Bedeutung und wird zu gegebener Zeit das Hauptproblem, weil dann die kritische Temperatur, bei der die Aschekomponenten eine korrodierende flüssige Phase bilden, überschritten wird, und unter diesen Bedingungen hat es sich als nicht praktikabel erwiesen, aschehaltige oder Rückstandsöle in der herkömmlichen Weise zu verwenden, selbst wenn Brennstoffzusätze verwendet wurden.

Eine Methode der Brennstoffbehandlung, die mit unterschiedlichem Erfolg bei Temperaturen bis zu etwa 760 C angewandt wurde und den Betrieb von Gasturbinen mit aschehaltigen Brennstoffen bei maximaler Energieerzeugung ermöglicht hat, ist das Waschen des Brennstoffs mit Wasser zum Abtrennen von Alkalisalzen (Natrium und Kalium) unter Verwendung eines Demulgators zum Abtrennen von Wasser und Dispergieren einer gesättigten wäßrigen Magnesiumsulfatlösung in dem Brennstoff in solcher Menge, daß 3 Gewichtsteile Magnesium auf 1 Gewichtsteil Vanadium entfallen. Hierbei bilden sich auf den Turbinenschau-

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fein Ablagerungen, die sich mit Wasser abwaschen Metallteile wegen der Korrosion durch Sulfidbildung

lassen. Die Verwendung von Magnesium trägt aber ausfielen.

wesentlich zur Zerstörung der Turbinenschaufeln bei Da es praktisch unmöglich ist, ein vollständig schwe- und hat ein kontinuierliches Absinken der Energie- feifreies Öl zu erhalten, kommt zur Bekämpfung der ausbeute zur Folge. In der Praxis ist es notwendig, die 5 Korrosion durch Sulfidbildung das Auswaschen des Menge an Magnesium auf 3 bis 3,5 Teile Magnesium Natriums aus dem Brennstoff mit Wasser in Betracht, je Teil Vanadium zu beschränken, um einerseits einen sofern das gewaschene Öl nicht anschließend einer erKorrosionsschutz und andererseits einen möglichst neuten Verunreinigung vor dem Verbrennen ausgegeringen Energieverlust zu erzielen. setzt ist Wenn das Waschen mit Wasser in der Raffi-

Der Betrieb von Hochleistungsturbinen mit gering- io nerie erfolgt und das Öl dann durch Transport über wertigen Brennstoffen ist also möglich gewesen, und das Meer dem Verbraucher zugeführt wird, müssen durch die Verwendung magnesiumhaltiger Zusätze besondere Maßnahmen ergriffen werden, um zu verwurde ddFNatriumgehalt auf etwa 1 bis 2 ppm gesenkt hindern, daß Natrium durch Verunreinigung mit Meer-Ein Teil der modifizierten Asche fällt ab, wenn die wasser in das Öl gelangt, was den Brennstoffpreis Turbine abgeschaltet wird, und restliche Abscheidun- 15 erhöhen würde. Der Brennstoff ist jedoch nicht die gen können gewöhnlich vollständig mit Wasser abge- einzige Quelle für Natrium. Kochsalz kann auch aus waschen werden. Ein solches Abschalten und Waschen der Luft in die Gasturbine gelangen, wenn sich diese erfordert jedoch etwa 6 Stunden, so daß dieses Ver- z. B. in der Nähe des Meeres befindet Auch dies führt fahren nur auf Hochleistungsturbinen anwendbar ist, zu erheblichen Schwierigkeiten hinsichtlich der Korrodie verhältnismäßig häufig abgeschaltet werden kön- 20 sion durch Sulfidbildung.

nen, nicht aber auf Turbinen, die über lange Zeit- Die ASTM-Vorschriften für Turbinengas setzen für

räume ununterbrochen in Betrieb sein müssen. Brennstoffe der Güteklasse GTl, GT2 und GT3, die

Es ist schon versucht worden, die Zeitspannen zwi- ohne Zusätze zur Verhinderung von Korrosion oder sehen dem Abschalten zum Zwecke des Waschens Abscheidungen verwendet werden sollen, Grenzen der Turbinenschaufeln dadurch zu verlängern, daß 25 für den Natriumgehalt von 5 ppm und für den Vanaman in Zeitabständen, die sich aus dem Absinken diumgehalt von 2 ppm. Obwohl diese Grenzen von ' des Turbinenwirkungsgrades ergeben, die Ascheab- Turbinenherstelle.rn und Erdölsesellschaften gesetzt Scheidungen mechanisch entfernte. Zu diesem Zweck wurden, hat die Erfahrung der Industrie in den letzten wurde beispielsweise versucht, gemahlene Walnuß- Jahren gezeigt, daß Brennstoffe, die Verunreinigungen schalen oder dgl. so einzuführen, daß sie auf die 30 in dieser Menge enthalten, unannehmbar sind und zu Turbinenschaufeln prallten und die Ascheabscheidun- einer raschen Zerstörung von Schaufeln von Turbinen gen lösten, was ohne Unterbrechung des Betriebs der führen, die bei Metalltemperaturen von etwa 760 C Turbine geschehen kann. Dadurch wird der Turbinen- und darüber arbeiten. Aus verschiedenen Patentschrifwirkungsgrad zwar teilweise, aber nicht vollständig ten ist die Verwendung von Verbindungen von Mawiederhergestellt, und nach jeder mechanischen Ab- 35 gnesium, Aluminium, Zink, Calcium und anderen trennung von Ascheabscheidungen wird der Wirkungs- Metallen in einer Form, die bei den Verbrennungsgrad geringer, bis ein Abschalten zum Zwecke des temperaturen Metalloxide bildet, als Mitte! zur Be-Waschens der Schaufeln mit Wasser notwendig wird. kämpfung der Korrosion und Ascheabscheidung auf Dieses Verfahren der mechanischen Ascheabtrennung Grund des Vanadiumgehaltes des Öls bekannt, und des Waschens der Schaufeln in längeren Zeit- 40 So beschreiben die US-PS 27 81 005, die GB-PS abständen wurde angewandt um die Betriebszeit 761 360 und 8 00445 und die FR-PS 11 08 757 den gezu verlängern, hat aber den Nachteil, daß Energie- meinsamen Zusatz von Magnesium- und Siliciumverausbeute und Turbinenwirkungsgrad langsam ab- bindungen zu Brennstoffölen in Form von Oxiden sinken und der Betrieb trotzdem periodisch unter- oder von in der Natur vorkommenden Silicaten, wie brachen werden muß, um die Schaufeln mit Wasser 45 Ton und Talkum. Bei diesen Produkten liegt jedoch zu waschen. das Verhältnis von Siliciumdioxid zu Magnesiumoxid

Für Gasturbinenschaufeln müssen zwar hitze- und im allgemeinen im Bereich von 1:1 bis 2 :1.

korrosionsbeständige Legierungen verwendet werden; Aus der FR-PSIl 11067 ist es bekannt, flüssigen

derartige Legierungen haben sich aber bei Speisung Brennstoffen, insbesondere für Gasturbinen, ein Kie-

der Turbinen mit Rückstandsölen in der Praxis bisher 50 selsäurehydrogel, gegebenenfalls in Kombination mit

nicht bewährt, so daß Gasturbinen, die bei Einlaß- einem Magnesiumhydroxid-Hydrogel, zusammen mit

temperaturen von etwa 705⁰C betrieben werden, meist einem Tensid zuzusetzen, um eine gute und gleich-

mit flüssigen Erdöldestillaten oder Erdgas gespeist mäßige Verteilung der Zusatzmittel in dem Brennstoff

werden müssen. herbeizuführen.

Aber auch bei Verwendung solcher höherwertiger 55 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugoinde, preis- Brennstoffe ergibt sich ein Problem, wenn an Metall- werte Brennstoffe für Gasturbinen zur Verfügung zu

temperaturen etwa 760"C erreichen, in der Form der stellen, die auf Grund der in ihnen enthaltenen Zu-

Korrosion durch Sulfidbildung durch Schwefel und satzmittel den Turbinenschaufeln auch bei Verwen- Natrium, die im Brennstoff enthalten sind oder mit dung salzhaltiger Verbrennungsluft einen noch besse-

der Verbrennungsluft in die Turbine gelangen. Diese 60 ren Schutz gegen Korrosion und Ascheablagerungen

Bestandteile führen zur Bildung von Na^SO₄ als reak- bieten als die die bisher bekannten Zusatzmittel ent-

tive Komponente der Asche, das dann direkt mit dem haltenden Brennstoffe.

Nickel und dem Chrom der Turbinenschaufellegierung . Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten

reagiert und zu einer raschen Zerstörung des Metall- Brennstoffzusammensetzung erfindungsgemäß da-

gefüges führt. Es sind Fälle bekanntgeworden, wo eine 65 durch gelöst, daß die Silicium- und Magnesiumverbin-

Anlage, für die eine Lebensdauer in der Größenord- düngen in einem solchen Verhältnis vorliegen, daß

nung von 50 000 Stunden erwartet wurde, bereits nach das Gewichtsverhältnis SiO₂: MgO größer als 2 : I ist,

7000 Stunden oder weniger unbrauchbar wurde, weil und in dem Brennstoff in solchen Meneen enthalten

sind, daß mindestens 2 Gewichtsteile Magnesium auf jeden Gewichtsteil Vanadium und mindestens 2 Gewichtsteile Silicium auf jeden Gewichtsteil in dem Brennstoff enthaltenen Alkalimetalls entfallen.

Als Magnesiumverbindungen können Verbindungen, wie Magnesiumsulfat, Magnesiumacetat und Magnesiumchlorid, die wasserlöslich sind, Magnesiumhydroxid, Magnesiumoxid und Magnesiumcarbonat in Form feinteiliger dispergierbarer Pulver, Talkum und gewisse Tone sowie natürliche und synthetische Magnesiumsilicate, die sowohl Magnesium als auch einen Teil des erforderlichen Siliciums liefern und in Form von in Wasser oder organischen flüssigen Medien dispergierbaren trockenen Pulvern vorliegen, sowie öllösliche Verbindungen, wie Magnesiumsulfonat, -naphthanat, -oleat oder -octoat, verwendet werden.

Beispiele für Siliciumdäoxidverbindungen sind feinteiliges oder kolloidales Siliciumdioxid, feinteilige anorganische Silicate und organische Siliciumverbindungen, insbesondere Silicone, Polysilicone, niedermolekulare Alkylsilicate, wie Tetra-nied.-alkylorthosilicate, gemischte Äthylpolysilicate und dgl.

Vorzugsweise ist die Magnesiumverbindung in dem Brennstoff in solchen Mengen enthalten, .daß etwa 3 Gewichtsteile Magnesium auf jeden Gewichtsteil Vanadium entfallen.

Bei Turbinen, die fern vom Meer arbeiten, ist es nicht wahrscheinlich, daß Alkalimetall mit der Verbrennungsluft eingeführt wird. Bei Gasturbinen für den Antrieb von Schiffen oder Turbinen, die in der Nähe größerer Mengen Salzwasser arbeiten müssen, kann jedoch die Menge von Alkalimetall, die mit der Verbrennungsluft eingeführt wird, beträchtlich zu der Menge von Alkalimetall in den Verbrennungsprodukten beitragen.

Wie bereits erwähnt, (uhren die in fossilen Brennstoffen fast immer enthaltenen Spuren von Schwefel und Alkalimetallen zur Korrosion durch Sulfidbildung, wenn Gasturbinen bei höheren Temperaturen von 760 bis 870 C und darüber betrieben werden. Bei einem solchen Betrieb ist es erwünscht, das Verhältnis SiO₂: MgO beträchtlich zu erhöhen, so daß sich ein Verhältnis Si: Na in der Größenordnung von 6:1 oder darüber ergibt. Dadurch wird verhindert, daß sich geschmolzenes Natriumsulfat auf den Turbinenschaufel ansammelt, wodurch die zerstörende Wirkung von Na₂SO₄ auf Legierungskomponenten, wie Nickel und Chrom, der Turbinenschaufeln weitgehend herabgesetzt wird.

Die Verwendung der Brennstoffzusammensetzungen gemäß der Erfindung ermöglicht den Betrieb von Turbinen bei hohen Temperaturen mit geringwertigeren Brennstoffen, als es bisher möglich war.

Den Brennstoffzusammensetzungen gemäß der Erfindung können auch noch andere, an sich bekannte Zusatzmittel, wie Manganverbindungen oder andere Katalysatoren zur Unterdrückung der SO_rBildung sowie Mittel zur Verbesserung der Verbrennung, Emulgatoren oder De-Emulgatoren, beigegeben werden.

Dosierung

Beispiel 1

Prüfungen auf Korrosion und Ascheabscheidung wurden mit Metallproben von der Zusammensetzung von Gasturbinenschaufeln unter Verwendung einer Hochdruckkorrosionsprüfvorriciiiung durchgeführt. Diese Vorrichtung, in der Bedingungen eingestellt werden können, die denjenigen in Gasturbinen sehr nahe kommen, ist in der Veröffentlichung Nr. 70-WA/ CD-2, einer ASME-Publikation, die beim jährlichen Treffen der American Society of Mechanical Engineers in New York, New York, vom 30. Nov. bis 3. Dez. 1970 vorgelegt wurde und den Titel trägt »Laboratory Procedures for Evaluating High-Temperature Corrosion Resistance of Gas Turbine Alloys«, beschrieben und veranschaulicht.

Die Teststücke wurden aus einer hochwarmfesten, korrosionsbeständigen Legierung aus 48% Ni, 19,5% Co, 19 % Cr, 4 % Mo, weniger als 4 % Fe, 2,9 % Ti, 2,9 % Al, weniger als 0,75% Mn, weniger als 0,75% S und 0,08% C, einer der in dieser Veröffentlichung beschriebenen »Superlegierungen«, hergestellt.

Der bei den Versuchen verwendete Brennstoff war »Heizöl Nr. 2« mit einem Gehalt von 50 ppm Vanadium und frei von Natrium, und die Versuche wurden 10 Stunden bei einem Druck von 3 at durchgeführt, wobei die Prüfstücke sich auf einer Temperatur von 816"C befanden.

In gesonderten Versuchen wurden dem Öl Magnesiumverbindungen allein, Siliciumverbindungen allein und drei verschiedene Gemische von Silicium- und Magnesiumverbindungen zugesetzt

Der Testbrennstoff, der nur eine Magnesiumverbindung enthielt, wurde hergestellt, indem dem Öl eine Dispersion von Mg(OH)₂ in Paraffinöl, die 31 Gewichtsprozent MgO enthielt, zugesetzt wurde.

Der Testbrennstoff, der nur eine Siliciumverbindung enthielt, wurde hergestellt, indem dem Öl eine Lösung eines Siliconpolymeren in einem hochsiedenden aromatischen Lösungsmittel (einer Methylnaphthalinfraktion mit einem Siedebereich von 232 bis 37FC), die 33 Gewichtsprozent SiO₂ enthielt; zugesetzt wurde.

Die Testbrennstoffe, die Magnesium- und Siliciumverbindungen enthielten, wurden unter Verwendung von Lösungen von Magnesiumsulfonat mit ^Gewichtsprozent MgO und einem Siliconpolymeren mit 60 Gewichtsprozent SiO₂ in einer Methylnaphthalinfraktion mit einem Siedebereich von 232 bis 371 C in Mengen, entsprechend 14 bis 20 Gewichtsprozent an kombiniertem MgO- und SiO₂-Äquivalent, hergestellt, wobei die Mengenverhältnisse SiO₂: MgO in der folgenden Tabelle angegeben sind.
Nach Beendigung des 10-Stunden-Versuchs wurden die Stücke auf Korrosion und Art der Ascheabscheidung geprüft Die Ergebnisse sind in der folgenden tabelle zusammengestellt:

Test Zusatz

Gewichtsverhältnis SiO₂: MgO Mg: V

ppm in Brennstoff Korrosion Mg Si

Abscheidungen

Mg

3:1

150

Einige korrodierte
Stellen

Starke Ansammlung einer sehr harten und spröden Abscheidung. Anzeichen von Schmelzen.

Fortsetzung

Test Zusatz Gewichtsverhältnis ppm in Brennstoff Korrosion SiO₂: MgO Mg: V Mg Si

Abscheidungen

b	Si	1:1,5	3:1	150	184	Stark korrodiert
C	Si/Mg	1,5:1	3:1	150	78	Keine Korrosion
d	Si/Mg	3:1	3:1	150	175	Keine Korrosion
e	Si/Mg			350	Keine Korrosion

Schwache Ansammlung einer wei chen Abscheidung.

Mäßige Menge an weicher und brii chiger Abscheidung.

Wie »c«, aber geringere Menge.

Wie »c« und »d«, aber noch gerin gere Menge.

Diese Werte veranschaulichen die synergistische Wirkung des Si/Mg-Kombinationszusatzes hinsichtlich der Unterdrückung der Korrosion und der Ascheabscheidung. Die bei Verwendung der Si/Mg-Zusätze entstehenden weichen brüchigen Abscheidungen bedeuten eine Verbesserung gegenüber den harten spröden Abscheidungen, die sich bei Zusatz nur einer Magnesiumverbindung bilden. Die starke Ansammlung von Abscheidungen ist charakteristisch für die Verwendung eines Zusatzes, der nur Magnesium, aber kein Silicium enthält, und diese Abscheidung ist die Ursache für die Verringerung der Energieausbeute der Turbine. Dagegen ergibt sich ein besonderer Vorteil aus einer Verringerung der Menge solcher Abscheidungen und der weichen, brüchigen Abscheidungen durch Erhöhen des Verhältnisses SiO₂: MgO in dem Brennstoff auf über 2:1.

Ähnliche Ergebnisse werden bei weiteren Vergleichsversuchen unter Verwendung von drei Nickellegierungen und einer Kobaltlegierung erzielt, die in der erwähnten Publikation beschrieben sind.

Beispiel 2

Um den Einfluß zunehmender Mengenanteile an Silicium in den Magnesium und Silicium enthaltenden Brennstoffen auf die Verringerung der Korrosion von Turbinenschaufellegierungen durch Brennstoffverbrennungsprodukte zu ermitteln, wurden einige Vergleichsversuche unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Hochdruckkorrosionsprüfvorrichtung mit Heizöl Nr. 2 durchgeführt, dem 5 ppm Vanadiurr und 2 ppm Natrium zugesetzt worden waren. Die Versuche wurden 50 Stunden bei einem Druck von 3ai und einer Prüfstücktemperatur von 816°C durchgeführt. Als Turbinenschaufellegierung wurde die in Beispiel 1 beschriebene Nickellegierung (in der nach stehenden Tabelle und in der Abbildung mit »U 500« bezeichnet) sowie eine weitere Nickellegierung verwendet, die geringere Mengen an Kobalt und Chrom und eine beträchtliche Menge an Eisen und anderer Komponenten enthält (in der nachstehenden Tabelle und in der Abbildung mit »U-710« bezeichnet).

Es wurden Vergleichsversuche mit Brennstoffen ohne Zusatz und Versuche unter Verwendung eines Brennstoffs mit einem Verhältnis Mg: V von 3 :1 sowie mit Brennstoffen mit Verhältnissen SiO₂: MgO von 1,5:1; 3:1 bzw. 6:1 durchgeführt.

Bei diesen Versuchen wurden der Brennstoffbasis Lösungen von Magnesiumsulfonat mit ^Gewichtsprozent MgO und einem Siliconpolymeren mit 60 Gewichtsprozent SiO₂, in einer Methyl naphthalinfraktion mit einem Siedebereich von 232 bis 371°C ir Mengen, entsprechend 14 bis 20 Gewichtsprozent an kombiniertem MgO- und SiO₂-ÄquivaIent, zugesetzt Die Gewichtsverhältnisse und die festgestellte Korrosion (Gewichtsverlust) in mg/cm² sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Auch die mit einem zusatzfreien Öl festgestellte Korrosion ist in diesel Tabelle aufgeführt, und diese Werte sind in der Abbildung in Abhängigkeit von dem Verhältnis Si:Na graphisch aufgetragen.

Zusatz	Dosierung SiO₂	Gew.-Verh. Mg	MgO	SiO₂	Si	Schaufelkorrosion, U-500	100	mg/cm² U-710	100
	MgO	V	V	Na	Na	%*)	45,7	%*)	69,3
kein	-	-	-	-	-	18,8	27,1	14,3	43,4
Si/Mg	1,5:1	3:1	5:1	3:1	1,4:1	8,6	14,7	9,9	21,9
Si/Mg	3:1	3:1	5:1	6:1	2,8:1	5,2	6,2
Si/Mg	6:1	3:1	5:1	12:1	5,6:1	2,77	3,13

*) % Korrosion, bezogen auf 100% für den Vergleichsversuch ohne Zusatz

Diese Werte zeigen, daß die Korrosion mit Ände- als 50% und für U-500 liegt sie beträchtlich über 50%). rungen der Zusammensetzung der Legierung beträcht- Die sehr geringe Konzentration in dem Bereich des lieh variiert. Jedoch sind beide Kurven einander sehr Verhältnisses von Silicium zu Natrium von 5:1 bis 6:1 ähnlich, und beide Kurven zeigen, daß bei einem 65 und die Neigung der Kurven in diesem Bereich läßt mittleren Verhältnis von Silicium zu Natrium von
2:1 eine etwa 50%ige Verringerung der Korrosion
erfolgt (für U-710 ist die Verringerung etwas geringer

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen vermuten, daß eine geringfügige weitere Zunahme des Verhältnisses Si:Na bei manchen Legierungen günstig sein könnte.

709 683/337

Claims

Patentansprüche:

1. Brennstoffzusammensetzung für Gasturbinen auf der Basis eines Vanadium und/oder Alkali- S metall als Verunreinigungen enthaltenden Brennstoffs, der im Gemisch mit einem Zusatzmittel vorliegt, das im wesentlichen aus Silicium- und Magnesiumverbindungen besteht, die bei der Verbrennung des Brennstoffs SiO₂ und MgO bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Silicium- und Magnesiumverbindungen in einem solchen Verhältnis vorliegen, daß das Gewichtsverhältnis SiO₂: MgO größer als 2:1 ist, und in dem Brennstoff in solchen Mengen enthalten sind, daß mindestens 2 Gewichtsteile Magnesium auf jeden Gewichtsteil Vanadium und mindestens 2 Gewichtsteile Silicium auf jeden Gewichtsteil in dem Brennstoff enthaltenen Alkalimetalle entfallen.

2. Brennstoffzusammensetzung nach Anspruch 1 auf der Basis eines Destillatbrennstoffs für die Verwendung in einer Umgebung, in der Meersalze in die Verbrennungsluft gelangen können, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Zusatzmittels so bemessen ist, daß mindestens 2 Gewichtsteile Silicium auf jeden Gewichtsteil Alkalimetall in den der Gasturbine zugeführten Verbrennungsprodukten entfallen.

3. Brennstoffzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Zusatzmittels so bemessen ist, daß mindestens 6 Gewichtsteile Silicium auf jeden Gewichtsteil Alkalimetall in den der Gasturbine zugiiführten Verbrennungsprodukten entfallen.

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