DE2647463A1 - Gasturbinen-konstruktion und darin ausgefuehrtes verbrennungsverfahren - Google Patents
Gasturbinen-konstruktion und darin ausgefuehrtes verbrennungsverfahrenInfo
- Publication number
- DE2647463A1 DE2647463A1 DE19762647463 DE2647463A DE2647463A1 DE 2647463 A1 DE2647463 A1 DE 2647463A1 DE 19762647463 DE19762647463 DE 19762647463 DE 2647463 A DE2647463 A DE 2647463A DE 2647463 A1 DE2647463 A1 DE 2647463A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- zone
- combustion
- fuel
- air
- primary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/04—Air inlet arrangements
- F23R3/06—Arrangement of apertures along the flame tube
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
- F23R2900/00002—Gas turbine combustors adapted for fuels having low heating value [LHV]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
Gasturbinen-Konstruktion und darin ausgeführtes
Verbrennungsverfahren
Verbrennungsverfahren
Die Erfindung bezieht sich auf aas Verbrennen eines gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoffes (z.B. Kohlenwasserstoff) in einer
Gasturbine und mehr im besonderen bezieht sie sich auf ein Verfahren zum Verbrennen eines solchen Brennstoffes, bei dem das Entstehen
von Stickstoffοxyden aus im Brennstoff gebunden vorhandenen
Stickstoff beträchtlich verringert ist.
Es ist erkannt worden, dass die Bildung von Stickstoffoxyden in Verbrennungsverfahren auf das Vorkommen ausserordentlich hoher
Temperaturen während der Verbrennung des Brennstoffes zurückgeführt werden kann. Dies wird als der thermische Mechanismus bezeichnet, nach dem molekularer Stickstoff unter Bildung von
Stickstoffoxyden oxydiert wird.
Temperaturen während der Verbrennung des Brennstoffes zurückgeführt werden kann. Dies wird als der thermische Mechanismus bezeichnet, nach dem molekularer Stickstoff unter Bildung von
Stickstoffoxyden oxydiert wird.
709817/0352
In der US-PS 3 048 131 ist die Verbrennung von Brennstoff in zwei Stufen beschrieben, bei denen die Bildung von Stickstoffoxyden
durch den thermischen Mechanismus verringert ist. Bei diesem Verfahren wird in der ersten Stufe eine brennstoffreiche Mischung
verbrannt, wobei die restliche Luft danach (zweite Stufe) zugegeben wird. Beim Ausführen der anfänglichen Verbrennung in dieser
Weise, bei der die vollständige Verbrennung des Brennstoffes verzögert ist, wird die Maximaltemperatur der Flamme verringert.
Wegen der verringerten Plammentemperatur und ungenügend Sauerstoff
bilden sich Stickstoffoxyde nur in verringertem Maße.
In der US-PS 3 832 122 ist auch eine 2-Stufen-Verbrennung beschrieben,
wobei diese beiden Verbrennungsstufen auf jeder Seite eines Bettes aus hitzebeständigem Material stattfinden, um die Ausführung
einer Oberflächenreaktion darauf zu erleichtern. Das Abkühlen sowohl der ersten als auch der zweiten Stufe und damit des gesamten
Verbrennungsverfahrens wie des Bettes aus hoch schmelzendem Material ist erforderlich und die Verwendung eines in dem Bett als
hitzebeständiges Material vorhandenen Katalysators ist bevorzugt. Wie bei dem in der US-PS 3 048 131 beschriebenen Verbrennungsverfahren
erfolgt die Verbrennung in der ersten Stufe mit einem brennstoffreichen
Gemisch (d.h. es sind 90 % der für eine vollständige
Verbrennung erforderlichen Luft vorhanden) und in der zweiten Stufe des Verbrennungsverfahrens benutzt man mehr als die stöchiometrisch
erforderliche Menge an Luft. Es ist natürlich erforderlich, dass das Bett aus hitzebeständigem Material in der Verbrennungskammer
angeordnet wird, was ein Konstruktionsmerkmal ist, das in einer Gasturbine nicht toleriert werden kann.
In der US-PS 3 89Ο 088 ist ein 2-Stufen-Verbrennungsverfahren offenbart,
in dem bei der- anfänglichen Verbrennung nur ein Teil des Brennstoffes verbraucht wird, damit der restliche Brennstoff soweit
erhitzt werden kann, dass er einen heissen verdampften Brennstoff bildet, zu dem Luft dann unter Entstehung einer gleichförmigen
Mischung hinzugegeben wird und diese Mischung tritt dann in
709817/0352
die Verbrennungskammer ein, wo sie für die zweite Stufe der Verbrennung
gezündet wird.
Nach der anfänglichen Verbrennung wird die Brennstoff/Luft-Mischung
beträchtlich abgekühlt, bevor man sie für die zweite Verbrennungsstufe in die Verbrennungskammer einführt. Das in dieser
zuletzt genannten US-PS offenbarte Verfahren richtet sich auf das Problem des chemisch gebundenen Stickstoffes und schlägt eine
spezifiscne Konstruktion zur Anpassung an Brennstoffe vor, die einen ziemlich grossen Anteil chemisch gebundenen Stickstoffes
enthalten, mit dem Ziel, den chemisch gebundenen Stickstoff freizusetzen. Der nach dieser PS angewandte Mechanismus besteht in
der Pyrolisierung aes verdampften Brennstoffes in Abwesenheit einer Flamme mit dem Ziel, atomaren Stickstoff freizusetzen, der
sich dann unter Bildung molekularen Stickstoffes rekombinieren soll.
In der Gasturbinentechnologie besteht eine dringende Notwendigkeit
an ausführbaren Verfahren una brauchbaren Konstruktionen zur Verbrennung von Brennstoffen, die einen verhältnismässig
grossen Anteil an chemisch gebundenem Stickstoff enthalten, und trotzdem den verschiedenen Vorschriften genügen, die die annehmbaren
Stickstoffoxyd-Emissionen festlegen.
Durch die vorliegende Erfindung werden daher ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Verbrennen
eines flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffes, z.B. Kohlenwasserstoffes,
in einer Gasturbine vorgeschlagen, mit deren Hilfe die Erzeugung von Stickstoffoxyden aus im Brennstoff gebundenem
Stickstoff beträchtlich verringert wird. Eine primäre Flammenzone, in der der gesamte Brennstoff nahe der reichen experimentellen
Grenze verbrannt wird, ist von einer stromabwärts gelegenen sekundären Verbrennungszone (wo sekundäre Verbrennungsluft
eingeführt wird) durch eine Verzögerüngs"-* I geffenntT"'in der die
heissen Reaktionsprodukte der Flammenzone bei im wesentlichen der adiabatischen Flammentemperatur gehalten weraen und wo man
709817/0352
zur Entstehung von N„ führende chemische Reaktionen ablaufen lässt.
Die minimale Aufenthaltszeit in der Verzögerungszone liegt für
die heissen primären Produkte in der Grössenordnung von 5 Millisekunden
und das Ziel ist es, eine möglichst hohe N~-Produktion zu erzielen. Im Gegensatz zur brennstoffreichen Verbrennung in
der primären Flammenzone findet die Verbrennung in der sekundären Zone brennstoffarm statt.
Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Figur 1 eine Schnittansicht, die schematisch die Verbrennungskammer
für eine Gasturbine darstellt, welche die Lehre der vorliegenden Erfindung verkörpert, und
Figur 2 eine graphiscne Darstellung aer Wirkung des Verringerns der Temperatur der Verbrennungsprodukte der Verbrennung
in der ersten Stufe mit folgender Zugabe von Luft für die sekundäre Verbrennungsstufe.
Das Verständnis der vorliegenden Erfindung wird durch die folgenden
Definitionen bestimmter Fachbegriffe erleichtert werden:
Adiabatische Flammentemperatur: ist die Temperatur, die nach der Beendigung der Umsetzung zwischen Brennstoff und Luft erreicht
wird, ohne dass Wärme aus dem Reaktionssystem an die Umgebung verloren geht.
Äquivalenzverhältnis («J): ist das Brennstoff/Luft-Verhältnis
dividiert durch das stöchiometriscne Brennstoff/Luft-Verhältnis.
Ist das Äquivalenzverhältnis kleiner als 1, dann ist das System brennstoffarm, ist das Äquivalenzverhältnis grosser als 1, dann
ist das System brennstoffreich.
Reiche experimentelle Grenze: ist die brennstoff reiche Verbrennung,
bei der das Brennstoff/Luft-Gesamtverhältnis erhöht wird, bis die
70S81 7/0352
Grenze erreicht ist, jenseits der die Flamme nicht aufrecht erhalten
werden kann. Für Kohlenwasserstoff-Brennstoffe liegt diese Grenze üblicherweise in dem Bereich der Äquivalenzverhältnisse von
1,2 bis 1,5.
Brennstoffgebundener Stickstoff: das sind die Stickstoffatome, die in Brennstoffmolekülen chemisch gebunden sind und die mindestens
ein anderes Element als Stickstoff enthalten, z.B. Ammoniak, Pyriüin, Chinolin. Typischerweise ist der Stickstoff im Brennstoff
chemisch mit Kohlenstoff, Wasserstoff una manchmal Sauerstoff verbunden. Das Entfernen von brennstoffgebundenem Stickstoff ist
häufig schwierig und teuer.
In die in Figur 1 dargestellte Verbrennungskammer 10 einer Gasturbine
tritt Brennstoff von einem nicht gezeigten Brennstoffreservoir durch den Brennstoffinjektor 11 in die Verbrennungskammer ein.
Luft für die Verbrennung in der primären Zone tritt durch die Löcher 12 im Kopfende der Verbrennungskammer ein. Brennstoff- und
LuftZuführungen in die primäre Zone sind derart,dass sich eine
hochturbulente Region entwickelt, in der ein rasches Vermischen von Brennstoff und Luft stattfindet und in der die rasche Verbrennung
der vermischten Reaktanten stattfindet. Bei dieser Verbrennung wird der gesamte eingeführte Brennstoff verbraucht. Die erforderliche
Turbulenz wird dadurch erzeugt, dass die Luft in einer Weise eintritt, dass sich ein turbulenter Wirbel bildet, in den mittels
des Brennstoffinjektors 11 Brennstoffstrahlen injiziert werden.
Die Menge des eingeführten Brennstoffes wird so eingestellt, dass das Brennstoff/Luft-Gesamtverhältnis in der primären Zone bei oder
nahe der reichen experimentellen Grenze liegt, z.B. liegt 6 zwischen
1,2 bis 1,5 für Kohlenwasserstoff-Brennstoffe. Auf dem Wege stromab in der Verbrennungskammer wird die PrimärZonenverbrennung
am Ende der Primärzone, die sich typischerweise für etwas 1 bis 2 Durchmesser erstrecken kann, im wesentlichen abgeschlossen sein,
ausgenommen für Umsetzungen zwischen Reaktanten, die nur in ge-
709817/0 3 52
ringen Konzentrationen vorhanden sind. Der Betrieb nahe der reichen
experimentellen Grenze ist wesentlich, um eine starke Verringerung in der Ausbeute an Stickstoffoxyden zu erzielen und
es ist gleichermassen wichtig, dass eine Verzögerungszone vorgesehen
ist, in der die heissen Primärverbrennungsprodukte bei im wesentlichen der adiabatischen Flammentemperatur für eine Zeit von
mindestens etwa 5 Millisekunden, z.B. 5 bis 10 Millisekunden,
bleiben, bevor weitere Verbrennungsluft zugeführt wird. Diese Bedingungen sind in der Verzögerungszone stromab der Primärzone
vorhanden.
Obwohl die Luft als durch Schlitze 13 eintretend dargestellt ist, wird diese Luftströmung lediglich so stark gehalten, wie erforderlich
ist, um die Auskleidung 14 der Verbrennungskammer vor dem
Überhitzen zu schützen. Diese Strömung muss klein genug sein, damit
die primären Verbrennungsproaukte bei im wesentlichen der adiabatischen Flammentemperatur bleiben können und diese Luftströmung
trägt, wenn überhaupt, nur wenig zur zusätzlichen Verbrennung bei.
In der Primärzone werd^aie Brennstoffmoleküle zu kleinen Molekülen
wie H2, CO, NH,, COp und H2O gespalten. Die kleinen ätickstoffhaltigen
Moleküle setzen sich dann weiter unter Entstehung von NO und N2 nach den folgenden in Konkurrenz zueinander stehenden
Reaktionstypen um:
^T=5*- NH2 + 1/2 H2
> NO + anderen nicht identifizierten Verbindungen
—s»- Zwischenprodukten —>
N2 + nicht identifizierten Verbindungen.
Der brennstoffgebundene Stickstoff wird auf diese Weise zu NO und N2 gewandelt. Es ist erwünscht, das 'Entstehen von N2 möglichst zu
vergrössern und dies wira erreicht, indem man die Konzentration
(D | NH2 | NH |
(2) | NH2 | + OH |
(3) | + NO | |
709817/0352
- 40-
der oxydierenden Reste, der Hydroxylreste, bei einem Minimalwert
hält. Dies wiederum wird bewerkstelligt durch einen Betrieb so nahe wie möglich bei der reichen experimentellen Grenze. Wenn die kleinen
stickstoffhaltigen Pfoleküle, wie Ammoniak, in der reichen primären
Zone nicht in ci? oder NO umgewandelt werden, werden diese
Moleküle in der heissen sekundären Verbrennung nahezu quantitativ in NO umgewandelt. NO ist eine Bezeicnnung, welche Stickstoff-
X X
oxyd-Verunreinigungen beschreibt. Die Bildung solchen NO wird vermieden,
indem man die oben beschriebene Verzögerungszone stromab
der primären B'lamrnenzone schafft, in der die die Flammenradikale
verbraucnenden Reaktionen abgeschlossen werden.
Weiter stromab wird aurch die grösseren Löcher 16 in der Auskleidung
Ik die Zweitstufenlui't eingebracht und mit den gasförmigen
Produkten der heissen primären Verbrennung vermischt. Der Lufteintritt erfolgt in einer Weise, dass ein rasches Vermischen mit den
primären gasförmigen Produkten erfolgt, und die Menge der einge-
iisfc/
führten LuftTderart, dass die entstehende Mischung brennstoffarm
ist, d.h. das Äquivalenzverhältnis wird auf unter 1,0 verringert. In dieser Stufe werden die heissen gasförmigen Produkte
uer Verbrennung des gesamten Brennstoffes in der primären Zone bei oder nane stöchiometrischen Bedingungen verbrannt und hier
werden auch die höchsten Temperaturen in der Verbrennungskammer erreicht. Wegen der hohen Temperatur ist hier die Bildungsgeschwindigkeit
von Stickstoffoxyden nach dem thermischen Mechanismus bei einem Maximalwert. Die wesentli^nen Verbrennungsreaktionen werden
in dieser sekundären Zone abgeschlossen.
Die Bildung von NO durch den thermischen Mechanismus wird folgendermassen
ausgedrückt:
(4) 0 + N2 >
NO + N
(5) N- + O2 >N0 + 0
Diese Reaktionen treten in der Sekundärzone auf und ausserdem wird
der in der Verzögerungszone nicht in Np umgewandelte brennstoffgebundene
Stickstoff hier in grossem Maße in NO umgewandelt.
709817/0352
Danach wird in der Verdünnungszone zusätzliche Luft durch die
Löcher 17 eingelassen, um die Verbrennungsprodukte der zweiten Stufe zu verdünnen und dabei aie Temperatur bis zu einer Hone zu
verringern, aie für aen Turbineneinsatz annehmbar ist. Im allgemeinen
findet in diesem Bereich nur noch eine untergeordnete chemische Umsetzung statt.
Die Kühlluftschlitze 13 sind über dem grössten Teil der Oberfläche
der AusKleidung 14 angeordnet und dadurch wird eine schützende
Luftschicht über der inneren Oberfläche der Verbrennungskammer-Auskleidung verteilt. Der Übersicntlichkeit nalber ist die Zahl
der dargestellten Schlitze 13 in aer Figur 1 gering gehalten worden.
Der Betrieb gemäss den Lehren des Standes der Technik zur Kontrolle
des thermischen Mechanismus ist in Figur 2 dargestellt. Eine reiche Mischung wird danacn in der primären Verbrennungszone
(Punkt A) verbrannt. Zu den sich in aer Verbrennungskammer
stromabwärts bewegenden heissen reichen gasförmigen Produkten der primären Verbrennung wira sekunaäre Verbrennungsluft hinzugegeben.
Würde diese Luft in einer solchen Weise hinzugegeben werden, dass keine Wärme von den heissen primären Gasprodukten an
die Umgebung verloren ginge und die Verbrermungsreaktion abgeschlossen
werden würde, dann folgte die Verbrennungstemperatur
der adiabatischen Kurve, die jetzt bis zum Punkt B ansteigt und sich dann in Ricntung auf den Punkt C vermindert. Die Maximaltemperatur
(Punkt B) würde bei ό = 1,0 auftreten. Übersteigt diese
Maximaltemperatur etwa 1641J0K, dann wird die NO-Bildung nach
den Umsetzungen der obigen Gleichungen (4) und (5) begünstigt und diese tritt z.B. beim Verbrennen von Kohlenwasserstoffen auf.
Wenn daher Brennstoffe eingesetzt werden sollen, die während der Verbrennung mit Luft sich in dieser Weise verhalten, lehrt der
Stand der Tecnnik die Vermeidung von Temperaturen, welche aen thermischen Mechanismus begünstigen. Diese Art der Verbrennung
7 0 9 8 17/0 '-. 2
erhält man entlang der gestrichelten Linie der Figur 2, indem man willkürlich den Wärmeverlust aus dem Verbrennungssystem fördert,
wenn Luft hinzugegeben wird. Nach diesem Mecnanismus liegt die Temperaturkurve unterhalb der adiabatischen Kurve, die in
Form einer durchgehenden Linie dargestellt ist. Die maximale Gastemperatur wird so verringert und dadurch die NO-Erzeugungsgeschwindigkeit
verringert.
Da jedocn aie NO-Ausbeute aus brennstoffgebundenem Stickstoff
(im Gegensatz zum Stickstoff in der Verbrennungsluft) relativ unabhängig von dem in Figur 2 gezeigten Temperaturverlauf ist, befassen
sich die Lösungen des Standes der Tecnnik gar nicht mit diesem Problem. Gemäss der vorliegenden Erfindung wird die Steuerung
für die relativen Geschwindigkeiten der konkurrierenden Reaktionen ausgeübt, die oben in den Gleichungen (2) und (3) wiedergegeben
sind. Durch Verbrennen von brennstoffreichem Gemisch nahe der reicnen experimentellen Grenze kann die Umsetzung der
Gleichung (2) relativ zur Umsetzung der Gleichung (3) verringert werden, wodurch die Erzeugung von ri~ erhöht und der Anteil an
NO verringert wird. Um dies jedoch zu bewerkstelligen, muss die verfügbare Zeit für die Durchführung dieser Umsetzungen verlängert
werden und die Natur der Verbrennung muss im wesentlichen unverändert bleiben während dieser Zeitausdehnung,
damit der brennstoffgebundene Stickstoff bis zu einer annehmbaren Menge verbraucht und in N„ umgewandelt werden kann, was durch eine
verzögerte Zugabe der sekundären Verbrennungsluft und damit ein minimales Abkühlen erreicht wird.
Die Reaktionsgeschwindigkeit für die Umsetzung der Gleichung (3) ist gemessen worden und aus den Ergebnissen wurde die folgende
etwaige Beziehung für die Zeit (in Millisekunden) ermittelt, die erforderlich ist, um in irgendeinem Augenblick die Hälfte des
vorhandenen NO umzuwandeln:
7 09817/0352
*■ ^ 650
t1/2 „,
+
ppm von NO
ppm von NO
+ Teile pro Million
In diesen frühen Stufen der reicnen Verbrennung kann die Konzentration
des NO aus dem ßrennstoffstickstoff IuOO ppm oder mehr betragen.
Bei dieser Konzentration wäre t*/2 etwa 0,65 Millisekunden.
Gegen Ende der sehr reicnen primären Verbrennung werden sich die NO-Mengen jedoch zu einigen 100 ppm verringert haben. Ist
der NO-Gehalt auf 100 ppm gefallen, dann beträgt t*.* etwa 6,5
Millisekunden. Es ist daher wesentlich, die weitere Luftzugabe zu verzögern, bis sich die NO-Konzentrationen zu einem annehmbaren
Wert in der reichen Zone verringert haben.
Brennstoffe für die Durchfünrung der vorliegenden Erfindung sind nicht auf kohlenwasserstoffartige Brennstoffe begrenzt, sondern
es können flüssige oder gasförmige Brennstoffe, die brennstoffgebundenen
Stickstoff enthalten, allgemein vorteilhaft unter Verwendung des erfindungsgemässen Verfahrens sowie der Vorrichtung
zur Durchführung des Verfanrens verbrannt werden. Für einige gasförmige Brennstoffe geringen Heizwertes, z.B. Gas aus der Vergasung
von Konle, ist die maximale adiabatische Temperatur, die bei der Verbrennung mit Luft auftritt, so gering (etwa 172O0K),
dass die Erzeugung von NO durch den themischen Mechanismus unterhalb
von 10 ppm gehalten werden kann. Die Ausbeute an NO aus brennstoffgebundenem Stickstoff, z.B. aus Ammoniak, ist jedoch
hoch, wenn keine besondere Maßnahme vorgesehen ist, dieser NO-Quelle Rechnung zu tragen.
Die vorliegende Erfindung und die dadurch vorgesehene Maßnahme zum Verbrauch des brennstoffgebundenen Stickstoffes und dessen
Umwandlung zu N„ bietet eine Lösung zu diesem Problem.
709817/0352
* t' ,Länge der,
Gemäss der bevorzugten Aus führungs form liegt die"| Ver zogerungs zone
im Bereich von etwa 15 bis etwa 30 cm. Für eine Geschwindigkeit des heissen Gases von etwa 30 m pro Sekunde würde die Verbrennungskammer
der Gasturbine daher verlängert werden, um eine etwa 15 cm
lange Verzögerungszone zwischen der primären und der sekundären
Zone zu schaffen.
Im Idealfalle würde keine Kühlluft zu den heissen Gasprodukten der primären Verbrennung hinzugegeben werden, bis diese Gase durch
die Verzögerungszone hindurch gegangen sind. In der Praxis kann
es jedoch erforderlich sein, dass eine geringe Menge Kompressorluft benötigt wird, um die Auskleidung 14 der Verbrennungskammer
zu kühlen. Diese Luftzugabe verändert das örtliche Äquivalenzverhältnis oder die daher rührende Temperatur, die am Ende der primären
Zone vorherrscht, nicht merklich.
709817/0352
Leerseite
Claims (9)
- PatentansprücheVerfahren zum Verbrennen eines flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffes in einer Gasturbine, bei dem der Brennstoff mit Luft in einer primären Verbrennungszone verbrannt und danach stromabwärts mehr Luft ninzugegeben wird, um eine zusätzliche Verbrennung in einer sekundären Verbrennungszone zu ermöglichen, gefolgt von weiterer Luftzugabe in einer Verdünnungszone, um die Reaktionsprodukte vor dem Eintritt in den Turbineneinlass abzukühlen, dadurch gekennzeichnet , dassa) der gesamte Brennstoff, der brennstoffgebundenen Stickstoff enthält, in der primären Verbrennungszone nahe der reichen experimentellen Grenze für diesen Brennstoff und Luft verbrannt wird,b) dass die heissen gasförmigen Reaktionsprodukte aus der primären Zone stromabwärts der primären Verbrennungszone für mindestens etwa 5 Millisekunden bei im wesentlichen der adiabatischen Flammentemperatur gehalten werden,c) dass Sekundärluft mit den heissen gasförmigen Reaktionsprodukten der vorhergehenden Stufe vermischt wird, um eine brennstoffarme Gesamtmischung zu schaffen und eine sekundäre Verbrennung unter etwa stöchiometrischen Bedingungen zustande zu bringen undd) Einführen und Einmischen zusätzlicher Luft stromabwärts, um die Produkte der sekundären Verbrennung vor ihrem Eintritt in den Turbineneinlass zu verdünnen.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Brennstoff ein Kohlenwasserstoff-Brennstoff ist und das Äquivalenzverhältnis für die primäre Verbrennung im Bereich von etwa 1,2 bis etwa 1,5 liegt.709817/0352
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, aaaurch gekennzeichnet , dass das Äquivalenzverhältnis in der zweiten Verbrennung im Bereich von etwa 1,0 bis etwa 0,70 liegt.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , aass aer Brennstoff Ammoniak enthält.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Brennstoff ein gasförmiges Produkt ist, das durch Vergasen von Kohle erhalten wurde.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicnnet , dass die Aufenthalts zeit für die Reaktionsprodukte aer primären Verbrennung in einem Bereicn stromabwärts der Flammenzone und stromaufwärts der Zone für die zweite Verbrennung etwa 10 Millisekunden beträgt.
- 7. Gasturbinen-Verbrennungskammer mit einer primären Verbrennungszone, einer sekundären Zone und einer Verdünnungszone, dadurch gekennzeichnet , dass zwischen der primären Verbrennungszone una der sekundären Verbrennungszone eine Verzögerungszone vorgesehen ist, in der die eintretenden gasförmigen Produkte bei im wesentlichen der adiabatischen Flammentemperatur für eine Zeit genalten werden, die ausreicht, um die chemischen umsetzungen abzuschliessen, wodurch eine beträchtliche Menge aes Stickstoffes in stickstoffhaltigen Molekülen in molekularen Stickstoff umgewandelt wird.
- 8. Turbinen-Verbrennungskammer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , dass die Länge der Verzögerungszone im Bereich von etwa 15 bis etwa 30 cm liegt.709817/0352υ t /» ϊ
- 9. Gasturbinen-Verbrennungskammer nach Ansprucn 7, dadurch gekennzeichnet , dass die Verzögerungszone so ausgebildet ist, dass sie aie Bewegung der heissen gasförmigen Produkte aus der primären Verbrennungszone in aie sekundäre Zone nicht behinaert.709817/0352
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US62512075A | 1975-10-23 | 1975-10-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2647463A1 true DE2647463A1 (de) | 1977-04-28 |
Family
ID=24504675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762647463 Withdrawn DE2647463A1 (de) | 1975-10-23 | 1976-10-21 | Gasturbinen-konstruktion und darin ausgefuehrtes verbrennungsverfahren |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5260324A (de) |
BE (1) | BE847236A (de) |
DE (1) | DE2647463A1 (de) |
FR (1) | FR2328845A1 (de) |
GB (1) | GB1537109A (de) |
NO (1) | NO763604L (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3017034A1 (de) * | 1979-05-30 | 1980-12-11 | United Technologies Corp | Brenneranordnung sowie verfahren zur durchfuehrung der verbrennung |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2417468A1 (fr) * | 1978-02-16 | 1979-09-14 | Haemmerlin Georges Sa | Limiteur d'effort, notamment pour monte-materiaux |
GB9505067D0 (en) * | 1995-03-14 | 1995-05-03 | Europ Gas Turbines Ltd | Combustor and operating method for gas or liquid-fuelled turbine |
US6101814A (en) | 1999-04-15 | 2000-08-15 | United Technologies Corporation | Low emissions can combustor with dilution hole arrangement for a turbine engine |
US20100269513A1 (en) * | 2009-04-23 | 2010-10-28 | General Electric Company | Thimble Fan for a Combustion System |
GB2544552A (en) * | 2015-11-20 | 2017-05-24 | Siemens Ag | A gas turbine system |
GB2547274B (en) * | 2016-02-15 | 2018-03-28 | Siemens Ag | Method and equipment for combustion of ammonia |
CN109990308A (zh) * | 2019-04-28 | 2019-07-09 | 新奥能源动力科技(上海)有限公司 | 一种燃烧室及燃气轮机 |
-
1976
- 1976-09-13 GB GB37781/76A patent/GB1537109A/en not_active Expired
- 1976-10-13 BE BE171476A patent/BE847236A/xx unknown
- 1976-10-15 FR FR7631037A patent/FR2328845A1/fr active Pending
- 1976-10-20 JP JP51125054A patent/JPS5260324A/ja active Pending
- 1976-10-21 DE DE19762647463 patent/DE2647463A1/de not_active Withdrawn
- 1976-10-22 NO NO763604A patent/NO763604L/no unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3017034A1 (de) * | 1979-05-30 | 1980-12-11 | United Technologies Corp | Brenneranordnung sowie verfahren zur durchfuehrung der verbrennung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO763604L (de) | 1977-04-26 |
BE847236A (fr) | 1977-04-13 |
GB1537109A (en) | 1978-12-29 |
JPS5260324A (en) | 1977-05-18 |
FR2328845A1 (fr) | 1977-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69017318T2 (de) | Verbrennungsverfahren mit verbesserter Temperaturverteilung. | |
DE69303613T2 (de) | VERFAHREN ZUR GASVERBRENNUNG IN EINEM BRENNER FÜR NOx-ARME VERBRENNUNG MIT GESTUFTER LUFTZUFUHR UND ABGASRÜCKFÜHRUNG | |
DE69117930T2 (de) | Verbrennung mit getrennten Zonen | |
DE69009896T2 (de) | Verbrennungsverfahren mit verringerten NOx. | |
DE69301328T2 (de) | Vormischbrenner mit Hochgeschwindigkeits-Brennstoffstrahl und geringer NOx-Bildung | |
DE69018916T2 (de) | Feuerungssystem für Kesselbrennkammer. | |
DE68909309T2 (de) | Verbrennungsverfahren mit niedrigem NOx-Gehalt und mit hohem Leistungsgrad. | |
DE3132224A1 (de) | Verbrennungsverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung desselben | |
DE69222777T2 (de) | NOx-ARME VERBRENNUNG, GESTEUERT DURCH NOx-ARME PILOTBRENNER | |
DE2659181A1 (de) | Verfahren zum verbrennen stickstoff enthaltender brennstoffe | |
DE2757049A1 (de) | Verfahren zur erzielung einer ununterbrochenen verbrennung von kohlenstoffhaltigem brennstoff | |
DE69111058T2 (de) | Verfahren zur Verminderung des Ausstosses von Distickstoffoxid bei der Verbrennung von stickstoffhaltigem Brennstoff in Wirbelschichtreaktoren. | |
DE2159790C3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Schwefeldioxid hoher Reinheit | |
DE2647463A1 (de) | Gasturbinen-konstruktion und darin ausgefuehrtes verbrennungsverfahren | |
DE69516669T2 (de) | Herstellung von no aus n2o | |
DE463839T1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur pollutionskontrolle. | |
DE69300290T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Abfällen, insbesondere festen Abfällen, welche organische Materialien enthalten. | |
DE19860308A1 (de) | Verfahren zur Verwertung eines Brennstoffs unter Nutzung exothermer Vorreaktionen in Form einer Kalten Flamme | |
DE3440876A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum herstellen einer schutzgasatmosphaere | |
DE4116950A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur minderung der no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-emission | |
DE7618549U1 (de) | Vorrichtung zum entfernen von ammoniak aus einer ammoniak enthaltenden beschickung | |
DE2851802C2 (de) | Vorrichtung zur Gewinnung von Schwefel aus schwefelwasserstoffhaltigen Gasen | |
DE2437907A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum gewinnen reduzierenden gases unter druck und bei hoher temperatur | |
DE4419193C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verbrennung, insbesondere Nachverbrennung von Gasen sowie zur vollständigen Zersetzung von Schadstoffen und zur Erzeugung von Abgas mit reduziertem NO¶x¶-Gehalt | |
EP0703994A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum wärmebehandeln von werkstücken |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |