DE2941498A1

DE2941498A1 - Verfahren zum betreiben von gasturbinenanlagen

Info

Publication number: DE2941498A1
Application number: DE19792941498
Authority: DE
Inventors: Nebojsa Prof. Dr.-Ing. 1000 Berlin Gasparovic
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-10-11
Filing date: 1979-10-11
Publication date: 1981-04-30

Description

Verfahren zum Betreiben von Gasturbinenanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben von Gasturbinen, bestehend aus mindestens einem Verdichter, wenigstens einer Vorrichtung zur Zuführung von Wärme, mindestens einer Turbine und der zugehörigen Einrichtung, der die Nutzarbeit zugeführt wird.
Die Vorrichtung zur Zuführung von Wärme kann bekanntlich aus einer oder mehreren Brennkammern oder Oberflächenwärmetauschern bestehen, während die zugehörige Einrichtung etwa ein Stromerzeuger, Pumpe, Verdichter oder dergleichen ist. Im Teillastbetrieb einer Gasturbinenanlage wird als veränderliche Größe bekanntlich hauptsächlich die Turbineneintrittstemperatur benutzt. Die Änderung dieser Eintrittstemperatur beeinflußt jedoch zusätzlich den Wirkungsgrad der Energieumsetzung in der Gasturbinenanlage in der Weise, daß bei geringerer Last diese Temperatur gesenkt wird, was zur Folge hat, daß gleichzeitig der Wirkungsgrad der Gasturbinenanlage kleiner wird.
Es ist vorteilhafter,die Laständerung mit Hilfe der knderung des Massenstroms des Fluids im Gasturbinenprozeß zu verändern, da diese Minderung nicht unbedingt einen unmittelbar negativen Einfluß auf den Wirkungsgrad hat. In diesem Zusammenhang sind bereits Verfahren bekannt, um den Massenstrom vor dem Verdichter zu beeinflussen, beispielsweise durch verstellbare Vorleiträder, oder durch Veränderung des Drosselzustandes des Verdichters, indem in einer der Turbinenstufen verstellbare Leitschaufeln vorgesehen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Verfahren zum Betreiben von Gasturbinenanlagen dahingegen zu verbessern und weiterzuentwickeln, daß die Last im Teillastbetrieb gesenkt oder erhöht werden kann, ohne daß sich dabei der Wirkungsgrad der Energieumsetzung wesentlich ändert.
Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindunqsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebene Maßnahme erreicht.
Dadurch, daß der Fluidmassenstrom durch Abblasen aus dem Verdichter, bei einer oder mehreren Stufen, beeinflußt wird, läßt sich in überraschender Weise der Wirkungsgrad einer Gasturbinenanlage im Teillastbetrieb erheblich verbessern.
Der im Teillastbetrieb aus dem Verdichter entnommene Teilstrom wird vorteilhaft direkt in die freie Atmosphäre abgeführt oder für den Fall, daß ein Arbeiten im geschlossenen Kreislauf angezeigt ist, an geeigneter Stelle dem Kreislauf wieder zugeführt.
Das Abblasen von Fluid, wie beispielsweise verdichteter Luft aus dem Verdichter, wird bisher ausschließlich beim Anfahrvorgang von Gasturbinenanlagen verwendet, und zwar nur deshalb, um in dieser Startphase zu verhindern, daß der Verdichter ins Pumpen gerät. Der Vorgang des Abblasens wird bei aller. bekannten Verfahren vor der eigentlichen Belastung der Gasturbinenanlage beendet. Demzufolge geschieht das Belasten der Gasturbine von der Nullast bis zu der Vollast bei geschlossenen Abblasventilen, da ganz allgemein stets davon ausgegangen worden ist, daß im Teillastbetrieb nicht der geringste Anteil an verdichtetem Fluid ungenutzt verloren gehen darf. In Überwindung dieses allgemeinen Vorurteils der Fachwelt, wird nunmehr erfindungsgemäß das Fluid auch über der Nullast abgeblasen, wobei es sich nicht mehr um die Kontrolle des Pumpens handelt, sondern um eine demgegenüber völlig unterschiedliche Aufgabenlösung, nämlich die Erzielung eines möglichst guten Teillastwirkungsgrades.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Verfahren in der Art durchgeführt werden, daß die bereits am Verdichter befindlichen Abblasventile auch bei Teillastbetrieb zum Teil oder ganz offen gehalten werden.
Das Verfahren kann in einer weiteren abgewandelten Ausführungsform sich auch dadurch kennzeichnen, daß der öffnungsgrad der Abblasventile über eine Regeleinrichtung, die den jeweils optimalen Teillastwirkungsgrad einstellt, gesteuert wird, was beispielsweise mittels einer geeignet ausgelegten Steuerelektronik vollautomatisch erfolgen kann.

Claims

ANSPRÜCHE Verfahren zum Betreiben von Gasturbinenanlagen, bestehend aus mindestens einem Verdichter, wenigstens einer Einrichtung zur Zuführung von Wärme, mindestens einer Turbine und der zugehörigen Einrichtung der die Nutzarbeit zugeführt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß im Teillastbetrieb ein Teilstrom des Kreislauffluids aus einer oder mehreren Stufen des Verdichters abgeblasen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der entnommene Teilstrom des Kreislauffluids in die freie Atmosphäre abgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der entnommene Teilstrom des verdichteten Fluids an geeigneter Stelle dem Kreislauf wieder zugeführt wird.
4. Gasturbinenanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Verdichter angeordneten Abblasventile so ausgebildet sind, daß sie im Teillastbetrieb ganz oder teilweise geöffnet sind.
5. Gasturbinenanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine den Öffnungsgrad der Abblasventile lastabhängig steuernde Regeleinrichtung vorgesehen ist.