DE3815536C1 - Heating and power station and method for generating heat energy in the form of steam and generating electrical energy - Google Patents

Heating and power station and method for generating heat energy in the form of steam and generating electrical energy

Info

Publication number
DE3815536C1
DE3815536C1 DE19883815536 DE3815536A DE3815536C1 DE 3815536 C1 DE3815536 C1 DE 3815536C1 DE 19883815536 DE19883815536 DE 19883815536 DE 3815536 A DE3815536 A DE 3815536A DE 3815536 C1 DE3815536 C1 DE 3815536C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
waste heat
heat boiler
gas turbine
exhaust
steam
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.)
Expired
Application number
DE19883815536
Other languages
English (en)
Inventor
Juergen 3030 Walsrode De Kruse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kruse Juergen 29664 Walsrode De
Original Assignee
Wolff Walsrode AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wolff Walsrode AG filed Critical Wolff Walsrode AG
Priority to DE19883815536 priority Critical patent/DE3815536C1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3815536C1 publication Critical patent/DE3815536C1/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/10Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/103Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with afterburner in exhaust boiler
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

Description

Die Erfindung betrifft eine Heizkraftwerksanlage, bestehend aus einem Anlageteil A), mit einem zusatzgefeuerten Abhitzekessel, welchem ein erster Verbraucher nachgeordnet und welchem eine erste Gasturbine vorgeordnet ist, wobei die erste Gasturbine einerseits mit einem ersten Generator und andererseits über eine erste Abgasleitung mit dem zusatzgefeuerten Abhitzekessel verbunden ist, bestehend aus einem Anlagenteil B), mit einem reinen Abhitzekessel, welcher einerseits mit dem ersten Verbraucher und weiteren Verbrauchern und andererseits über eine zweite Abgasleitung mit einer zweiten Gasturbine verbunden, welche ihrerseits mit einem zweiten Generator verbunden ist.
Es sind Heizkraftwerksanlagen zum Erzeugen von elektrischer Energie und Dampf bekannt, bei denen einem zusatzgefeuerten Abhitzekessel eine Gasturbine vorgeordnet ist. In einer solchen Anlage werden etwa 20 bis 25% der eingesetzten Primärenergie in Form von elektrischer Energie ausgekoppelt, d. h. Stromkennziffern von 200 bis 220 kW/t Gegendruckdampf erreicht. Bei optimaler Auslegung wird diese Mehrausbeute an elektrischer Energie mit der Effizienz der Wärme-Kraftkopplung erreicht. Die optimale Auslegung für eine derartige Schaltung ist aber nur für einen Betriebspunkt, nämlich dem Punkt der maximal möglichen Dampferzeugung im zusatzgefeuerten Abhitzekessel möglich. Mit sinkender Dampferzeugung geht der Wirkungsgrad des Systems zurück. Das heißt, die Mehrerzeugung an elektrischer Energie muß im Teillastbereich mit erhöhten Dampferzeugungskosten erkauft werden.
Andererseits sind auch reine Abhitzekessel mit vorgeordneter Abgasturbine bekannt. Der Abhitzekessel ist dabei in der Regel als Mehrdruckkessel ausgebildet und besitzt vorzugsweise einen Nachschaltvorwärmer. In diesem System wird auf die Nutzung des im Abgas enthaltenen Sauerstoffpotentials durch eine Zusatzfeuerung verzichtet. Die ausschließliche Rückgewinnung der fühlbaren Abgaswärme der Gasturbine führt zu einem erheblich geringeren Hochdruckdampfanfall bei unveränderter Stromerzeugung durch die Gasturbine. Das heißt, mit diesem System werden spezifische Stromausbeuten von 500 bis 600 kW/t Gegendruckdampf erreicht oder 35 bis 40% der eingesetzten Primärenergie werden als elektrische Energie bei Wirkungsgraden um 80% erzeugt. Dieses Wirkungsgradniveau liegt deutlich unter dem des Systems mit zusatzgefeuertem Abhitzekessel, aber die Stromkennziffer wird um den Faktor 2 und mehr größer als bei Anlagen des Typs A. Nachteilig ist jedoch, daß die Gasturbine ständig im Vollastbetrieb laufen muß, um ausreichende Temperaturen für die Dampferzeugung liefern zu können, d. h., dieses System ist praktisch nicht regelbar.
Je nach der Bedarfsstruktur des Versorgungsbereiches an Dampf und Strom hat das System mit zusatzgefeuertem Abhitzekessel oder mit reinem Abhitzekessel seine Vorteile. Wegen ihrer nur bedingten Regelbarkeit verlieren aber beide Systeme an Vorteilen, wenn sie bei Verschiebung in der Bedarfsstruktur außerhalb des optimalen Betriebspunktes betrieben werden müssen. Dies ist relativ häufig der Fall, insbesondere bei jahreszeitlich bedingtem unterschiedlichen Heizwärmebedarf. Aber auch bei speziellen Industrieanlagen kann zeitlich schwankender Dampf- bzw. Wärmebedarf auftreten.
Es besteht die Aufgabe, eine Heizkraftwerksanlage und ein Verfahren zum Erzeugen von Wärmeenergie in Form von Dampf und von elektrischer Energie zu finden, womit auch bei schwankendem Wärmebedarf, d. h. auch im Teillastbetrieb, ein verbesserter Wirkungsgrad und damit eine höhere Wirtschaftlichkeit erzielt wird.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die erste Abgasleitung und die zweite Abgasleitung über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, wobei in den hinter dem Verbindungsabschnitt zu den Abhitzekesseln führenden Abgasleitungsabschnitten ein verstellbarer Abgasverteiler angeordnet ist.
Die Anlagenteile A) und B) entsprechen in ihrem Aufbau den beiden unterschiedlichen, eingangs erwähnten Kraftwerkssystemen. Durch die Verbindung der Abgasleitungen der Gasturbinen wird es möglich, durch entsprechende Aufteilung der Abgase auf beide Abhitzekessel bei Betrieb im Teillastbereich einen verbesserten Wirkungsgrad zu erreichen. Im Extremfall ist es möglich, die gesamte Abgasmenge beider Gasturbinen nur einem der beiden Abhitzekessel zuzuführen, d. h., nur einen Abhitzekessel zu betreiben. Es versteht sich, daß auch mehr als zwei Gasturbinen vorgesehen sein könne, welche eine Abgassammelleitung beschicken.
Es ist zwar aus O. Schmoch "Gasturbinen, Brennstoff-Wärme- Kraft" 30, Nr. 4, April 1978, Seiten 184-188 ein Heizkraftwerk mit zwei Anlageteilen bekannt. Jedoch ist keinerlei Hinweis gegeben, mittels eines Abgasverteilers den Wirkungsgrad zu steigern.
Eine äquivalente Lösung der Aufgabe geht aus von einer Heizkraftwerksanlage, bestehend aus einem Anlagenteil A) mit einem zusatzgefeuerten Abhitzekessel, welchem ein erster Verbraucher nachgeordnet und welchem eine Gasturbine vorgeordnet ist, wobei die Gasturbine einerseits mit einem ersten Generator und andererseits über eine erste Abgasleitung mit dem zusatzgefeuerten Abhitzekessel verbunden ist, bestehend aus einem Anlagenteil B) mit einem reinen Abhitzekessel, welcher einerseits mit dem ersten Verbraucher und weiteren Verbrauchern und andererseits über eine zweite Abgasleitung mit einer Gasturbine verbunden ist, welche ihrerseits mit einem zweiten Generator verbunden ist.
Das Neue ist darin zu sehen, daß die beiden Anlagenteile A) und B) mit einer einzigen gemeinsamen Gasturbine verbunden sind, deren Abgasleitung sich über einen verstellbaren Abgasverteiler in zu den Abhitzekesseln führende Abgasleitungsabschnitte verzweigt.
Für die Gestaltung des Abgasverteilers bieten sich mehrere Möglichkeiten:
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Abgasverteiler aus einer in den Abgasleitungen angeordneten Weiche.
Diese Weiche kann die verschiedensten Ausführungsformen aufweisen, wie sie bei einstellbaren Strömungsteilern üblich und auch durch die Art der Verbindung der Abgasleitungen bedingt sind. Sind beispielsweise die von den Gasturbinen kommenden Abgasleitungsabschnitte mit den zu den Abhitzekesseln führenden Leitungsabschnitten über einen einzigen Verbindungsabschnitt, welcher sich in Form eines Hosenrohres zu den Abhitzekesseln hin verzweigt, verbunden, so genügt eine in der Verzweigung schwenkbar gelagerte Klappe. Führt von den beiden von den Gasturbinen kommenden, sich vereinigenden Abgasleitungen zu jedem Abhitzekessel je ein Abgasleitungsabschnitt ab, so läßt sich in jedem dieser Abschnitte eine zur anderen gegensinnig verstellbare Pendelklappe anordnen, welche über ein Gestänge an einen Stellantrieb angeschlossen sind. Ein solcher Stellantrieb kann in einfachster Weise aus einem Handrad mit Schraubspindel bestehen.
Eine andere Möglichkeit der Abgasverteilung in Form einer Weiche besteht darin, daß mindestens in einem der zu den Abhitzekesseln führenden Abgasleitungsabschnitte ein Drosselventil angeordnet ist. Vorzugsweise ordnet man jedoch in jedem der beiden Abgasleitungsabschnitte ein Drosselventil an, welche analog den Pendelklappen gegensinnig verstellbar sind.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform besteht der Abgasverteiler aus einem regelbaren Saugzugventilator, welcher jenem der beiden Abhitzekessel, welcher den größten Rauchgaswiderstand aufweist, nachgeordnet ist.
Je nach angelegter Saugkraft läßt sich auf diese Weise der gesamte Abgasstrom in zwei Abgasströme gewünschter Größe aufteilen.
Vorzugsweise besteht der Abgasverteiler aus je einem jedem Abhitzekessel nachgeordneten, regelbaren Saugzugventilator.
Auch hier wird durch Saugkraft die Aufteilung des Gesamtgasstromes erzielt, jedoch ist die Regelbarkeit größer als mit einem Saugzugventilator. Eine gegensinnige Regelbarkeit der Saugzugventilatoren ist von Vorteil.
Gemäß einer Abwandlung der neuen Heizkraftwerksanlage ist anstelle von zwei nur eine einzige Gasturbine vorgesehen, deren Abgasleitung sich zu den beiden Abhitzekesseln hin verzweigt.
Dieses System ist zwar einfacher im Aufbau, ist aber nicht so elastisch im Betrieb wie die Ausführungsform mit zwei oder mehr Gasturbinen.
Das neue Verfahren zur Erzeugung von Wärmeenergie in Form von Dampf und von elektrischer Energie in einer Heizkraftwerksanlage geht davon aus, daß mittels einer ersten Gasturbine und eines ersten Generators elektrische Energie erzeugt und mittels des Abgasstromes der ersten Gasturbine in einem zusatzgefeuerten Abhitzekessel Dampf erzeugt und ersten Verbrauchern zugeführt wird.
Das Neue ist darin zu sehen, daß mittels einer zweiten Gasturbine und eines zweiten Generators ebenfalls elektrische Energie erzeugt wird und der Abgasstrom der zweiten Gasturbine mit demjenigen der ersten Gasturbine vereinigt, neu aufgeteilt und die Abgasströme dem zusatzgefeuerten Abhitzekessel und einem reinen Abhitzekessel zugeführt werden, in welchem ebenfalls Dampf erzeugt wird, welcher neben den ersten Verbrauchern noch weiteren Verbrauchern zugeführt wird, wobei die gesamte Dampfproduktion entsprechend dem jeweiligen Bedarf bei einem optimalen Wirkungsgrad der gesamten Heizkraftwerksanlage durchgeführt wird, indem bei erhöhtem Wärmebedarf das Abgas überwiegend dem zusatzgefeuerten Abhitzekessel und bei niedrigerem Wärmebedarf überwiegend dem reinen Abhitzekessel zugeführt wird.
Dadurch wird die relativ starke Abhängigkeit von Strom- und Dampferzeugung in Wärmekraftkopplungssystemen flexibel. Strom- und Wärmeerzeugung werden unabhängig voneinander steuer- bzw. regelbar. Insbesondere die Wärmeerzeugung läßt sich im Lastverhältnis von etwa 1 : 4 frei regeln. Bei der Stromerzeugung, soweit eine Dampfgegendruckturbine vorgesehen ist, ist nur noch der mit dieser erzeugte Strom dem Wärmebedarf direkt proportional. Diese beiden gegenläufigen Charakteristiken dieses Systems führen zu einer gegenläufigen Stromkennziffer, d. h. mit sinkendem Wärmebedarf wächst die Stromkennziffer von ca. 230 kW/t bei 100% Wärmebedarf auf ca. 600 kW/t bei 25% Wärmebedarf. Somit bietet das neue Verfahren die Voraussetzungen bei einem Heizkraftwerksbetrieb, der mit seiner Wärmeabgabe insbesondere stark von der Jahreszeit abhängig ist, über das ganze Jahr die Auskopplung von hohen Stromanteilen unter Wärmekraftkopplungsbedingungen zu gestatten. Innerhalb des aufgezeigten Regelbereiches sind Heißdampf und Abgastemperaturen der Abhitzekessel nahezu konstant, d. h. sie sind von der jeweiligen Belastung unabhängig. Dieses Teillastverhalten führt praktisch zu unveränderlichen Wirkungsgraden über den gesamten Regelbereich. Der erhöhte Wärmebedarf im Winter kann mit dem zusatzgefeuerten Abhitzekessel mit seinem sehr guten Wirkungsgrad abgedeckt werden und seine nahströchiometrische Fahrweise ist für diesen Teil der Anlage eine günstige Voraussetzung für die stickoxidarme Verbrennung. Der Nachteil des erhöhten Bau- und Investitionsvolumens amortisiert sich durch die geringeren Betriebskosten in der wärmebedarfsschwachen Zeit. Die gegenläufige Stromkennziffer ermöglicht auch in Phasen geringeren Wärmebedarfs einen wirtschaftlich interessanten Betrieb.
Eine äquivalente Durchführung des neuen Verfahrens zum Erzeugen von Wärmeenergie in Form von Dampf und von elektrischer Energie in einer Heizkraftwerksanlage geht davon aus, daß mittels einer Gasturbine und eines Generators elektrische Energie erzeugt und mittels des Abgasstromes der Gasturbine in einem zusatzgefeuerten Abhitzekessel Dampf erzeugt und ersten Verbrauchern zugeführt wird.
Das Neue ist darin zu sehen, daß der Abgasstrom der Gasturbine aufgeteilt und die Abgasteilströme dem zusatzgefeuerten Abhitzekessel und einem reinen Abhitzekessel zugeführt werden, in welchem ebenfalls Dampf erzeugt wird, welcher neben den ersten Verbrauchern noch weiteren Verbrauchern zugeführt wird, wobei die gesamte Dampfproduktion entsprechend dem jeweiligen Bedarf bei einem optimalen Wirkungsgrad der gesamten Heizkraftwerksanlage durchgeführt wird, indem bei erhöhtem Wärmebedarf das Abgas überwiegend dem zusatzgefeuerten Abhitzekessel und bei niedrigerem Wärmebedarf überwiegend dem reinen Abhitzekessel zugeführt wird.
Dieser Abgasstrom läßt sich entsprechend aufteilen. Die Verfahrensweise bietet zwar einen geringen Aufwand bei der Konzeption der Heizkraftwerksanlage, bedingt aber auch eine geringere Elastizität in der Regelbarkeit.
In der Zeichnung ist die neue Heizkraftwerksanlage in mehreren Ausführungsbeispielen rein schematisch schaltbildartig dargestellt und nachstehend näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel und
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel.
In Fig. 1 besteht die Heizkraftwerksanlage aus einem Anlageteil A) und einem Anlagenteil B).
Der Anlagenteil A) besteht aus einem zusatzgefeuerten Abhitzekessel 1, welchem über eine Abgasleitung 2 eine Gasturbine 3 vorgeordnet ist. Ihr sind ein Brenner 4 und ein Verdichter 5 zugeordnet. Außerdem ist sie mit einem Generator 6 verbunden. Die Zusatzbefeuerung des Abhitzekessels 1 ist mit 7 bezeichnet, die vom Abhitzekessel 1 zu einem nicht dargestellten Kamin führende Rauchgasleitung mit 8. Über eine Dampfleitung 9 ist der Abhitzekessel 1 mit einer Gegendruckdampfturbine als Verbraucher 10 verbunden, welche einen Generator 11 antreibt.
Der Anlagenteil B) besteht aus einem reinen Abhitzekessel 12, welchem über eine Abgasleitung 13 eine Gasturbine 14 vorgeordnet ist. Ihr sind ein Brenner 15 und ein Verdichter 16 zugeordnet. Außerdem ist sie mit einem Generator 17 verbunden. Dem Abhitzekessel 12 ist ein Nachschaltvorwärmer 18 mit Entgaser 19 nachgeordnet. Von diesem Nachschaltvorwärmer 18 führt eine Rauchgasleitung 20 zum nicht dargestellten Kamin. Vom Abhitzekessel 12 führen Dampfleitungen 21, 22, 23 ab, von denen die Dampfleitung 21 in die Dampfleitung 9 mündet, so daß die Gegendruckdampfturbine 10 auch vom Abhitzekessel 12 beschickt werden kann. Die Dampfleitungen 22, 23 führen zu weiteren, durch die Bezugsziffern 24 und 25 symbolisierten Verbrauchern, z. B. nicht dargestellte Heizsysteme.
Die Abgasleitungen 2 und 13 sind über einen Verbindungsabschnitt 26 miteinander verbunden. In den hinter diesem Verbindungsabschnitt 26 zu den Abhitzekesseln 1, 12 abführenden Abgasleitungsabschnitten 27, 28 ist ein Abgasverteiler 29 angeordnet. Er besteht aus in den Abgasleitungsabschnitten 27, 28 angeordneten, gegensinnig bewegbaren, über ein Gestänge 30 miteinander gekoppelten und mit einem Stellantrieb 31 verbundenen Pendelklappen 32, 33. Anstelle der Pendelklappen 32, 33 und dem Gestänge 30 können auch Drosselarmaturen treten, welche beispielsweise über einen Kettentrieb gekoppelt sind.
In Fig. 2 besteht die Heizkraftwerksanlage ebenfalls aus einem Anlagenteil A) und einem Anlagenteil B).
Der Anlagenteil A) besteht aus einem zusatzgefeuerten Abhitzekessel 41, welchem über eine Abgasleitung 42 eine Gasturbine 43 vorgeordnet ist. Ihr seid ein Brenner 44 und ein Verdichter 45 zugeordnet. Außerdem ist sie mit einem Generator 46 verbunden. Die Zusatzfeuerung des Abhitzekessels 41 ist mit 47 bezeichnet, die vom Abhitzekessel 41 zu einem nicht dargestellten Kamin führende Rauchgasleitung mit 48. Über eine Dampfleitung 49 ist der Abhitzekessel 41 mit einer Gegendruckdampfturbine als Verbraucher 50 verbunden, welche einen Generator 51 abtreibt.
Der Anlagenteil B) besteht aus einem reinen Abhitzekessel 52, welchem über eine Abgasleitung 53 eine Gasturbine 54 vorgeordnet ist. Ihr sind ein Brenner 55 und ein Verdichter 56 zugeordnet. Außerdem ist sie mit einem Generator 57 verbunden. Dem Abhitzekessel 52 ist ein Nachschaltvorwärmer 58 mit einem Vergaser 59 nachgeordnet. Von diesem Nachschaltvorwärmer 58 führt eine Rauchgasleitung 60 zu dem nicht dargestellten Kamin. Vom Abgaskessel 52 führen Dampfleitungen 61, 62, 63 ab, von denen die Dampfleitung 61 in die Dampfleitung 49 mündet, so daß die Gegendruckdampfturbine 50 auch vom Abhitzekessel 41 beschickt werden kann. Die Dampfleitungen 62, 63 führen zu weiteren, nur durch Bezugsziffern angedeuteten Verbrauchern 64, 65.
Die Abgasleitungen 42 und 53 müssen in einen gemeinsamen Abschnitt 66. Dieser geht in ein Hosenrohr 67 über, von welchem Abgasleitungsabschnitte 68, 69 zu den Abhitzekesseln 41 und 52 führen.
In diesem Falle sind als Abgasverteiler 70 in jeder der zum Kamin führenden Rauchgasleitungen 48, 60 ein Saugzugventilator 71, 72 mit Regelantrieb 73, 74 vorgesehen.
Diese Saugzugventilatoren 71, 72 sind je nach den Erfordernissen gleichzeitig oder abwechselnd betreibbar. Vorzugsweise sind sie gegensinnig regelbar.
Alternativ braucht auch nur ein Saugzugventilator 71 in der dem Abhitzekessel 41 zugeordneten Abgasleitung 48 angeordnet zu sein. Dieser Abhitzekessel 41 hat den höheren Rauchgaswiederstand.
In Fig. 3 besteht die Heizkraftwerksanlage ebenfalls aus einem Anlagenteil A) und einem Anlagenteil B).
Der Anlagenteil A besteht aus einem zusatzgefeuerten Abhitzekessel 81, welchem über eine Abgasleitung 82 eine Gasturbine 83 vorgeordnet ist. Ihr sind ein Brenner 84 und ein Verdichter 85 zugeordnet. Außerdem ist sie mit einem Generator 86 verbunden. Die Zusatzbefeuerung des Abhitzekessels 81 ist mit 87 bezeichnet, die vom Abhitzekessel 81 zum nicht dargestellten Kamin führende Rauchgasleitung mit 88. Über eine Dampfleitung 89 ist der Abhitzekessel 81 mit einer Gegendruckdampfturbine als Verbraucher 90 verbunden, welche einen Generator 91 antreibt.
Der Anlagenteil B) besteht aus einem reinen Abhitzekessel 92 und weist in dieser Ausführungsform keine eigene Gasturbine auf, sondern Gasturbine 83, Brenner 84, Verdichter 85 und Generator 86 sowie Abgasleitung 82 sind beiden Anlagenteilen A) und B) gemeinsam.
Die Abgasleitung 82 verzweigt sich mittels eines Hosenrohres 93 in die zu den Abhitzekesseln 81, 92 führenden Abgasleitungsabschnitte 94, 95. Im Hosenrohr 93 ist als Abgasverteiler 96 eine Schwenkklappe 97 angeordnet, welche mit einem Stellantrieb 98 versehen ist. Dem Abhitzekessel 92 ist ein Nachschaltvorwärmer 99 mit Entgaser 100 zugeordnet. Vom Nachschaltvorwärmer 99 führt eine Rauchgasleitung 101 zu dem nicht dargestellten Kamin. Vom Abhitzekessel 92 führen Dampfleitungen 102, 103, 104 ab, von denen die Dampfleitung 102 in die Dampfleitung 89 mündet, so daß die Gegendruckdampfturbine 91 auch vom Abhitzekessel 92 beaufschlagt werden kann. Die Dampfleitungen 103, 104 führen zu durch die Bezugszahlen 105 und 106 angedeuteten Verbrauchern.
Beispiel 1
Verwendet wird die Anlage gemäß Fig. 1 der Zeichnung mit einem Wärmeleistungsverhältnis 1 : 4 unter Verwendung marktüblicher Turbinen und Kessel. Es ergeben sich folgende Daten:

Vergleichsbeispiel
Es betrifft ein Heizkraftwerk herkömmlicher Konzeption mit gleichem Wärmeleistungsverhältnis wie in Beispiel 1 und in etwa gleichen Stromkennziffern, bestehend aus einem Block gemäß Anlagenteil A) und einem davon getrennten Block gemäß Anlagenteil B) sowie einem zusätzlichen konventionellen Spitzenlastkessel, welcher erforderlich ist, weil gegenüber dem Ausführungsbeispiel 1 ansonsten nur 50% Wärmekapazität erreicht werden könnten. Es ergeben sich folgende Daten:

Claims (7)

1. Heizkraftwerksanlage, bestehend aus einem Anlagenteil A) mit einem zusatzgefeuerten Abhitzekessel, welchem ein erster Verbraucher nachgeordnet und welchem eine erste Gasturbine vorgeordnet ist, wobei die erste Gasturbine einerseits mit einem ersten Generator und andererseits über eine erste Abgasleitung mit dem zusatzgefeuerten Abhitzekessel verbunden ist; bestehend aus einem Anlagenteil B) mit einem reinen Abhitzekessel, welcher einerseits mit dem ersten Verbraucher und weiteren Verbrauchern und andererseits über eine zweite Abgasleitung mit einer zweiten Gasturbine verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Abgasleitung (2, 42) und die zweite Abgasleitung (13, 53) über einen Verbindungsabschnitt (26, 66) miteinander verbunden sind, wobei in den hinter dem Verbindungsabschnitt zu den Abhitzekesseln (1, 12, 41, 52) führenden Abgasleitungsabschnitten (27, 28, 68, 69) ein verstellbarer Abgasverteiler (29, 31, 67) angeordnet ist.
2. Heizkraftwerksanlage, bestehend aus einem Anlagenteil A) mit einem zusatzgefeuerten Abhitzekessel, welchem ein erster Verbraucher nachgeordnet und welchem eine Gasturbine vorgeordnet ist, wobei die Gasturbine einerseits mit einem ersten Generator und andererseits über eine erste Abgasleitung mit dem zusatzgefeuerten Abhitzekessel verbunden ist, bestehend aus einem Anlagenteil B) mit einem reinen Abhitzekessel, welcher einerseits mit dem ersten Verbraucher und weiteren Verbrauchern und andererseits über eine zweite Abgasleitung mit einer Gasturbine verbunden ist, welche ihrerseits mit einem zweiten Generator verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anlagenteile A) und B) mit einer einzigen gemeinsamen Gasturbine (83) verbunden sind, deren Abgasleitung (82) sich über einen verstellbaren Abgasverteiler (96) in zu den Abhitzekesseln (81, 92) führende Abgasleitungsabschnitte (94, 95) verzweigt.
3. Heizkraftwerksanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasverteiler (29, 96) aus einer in den Abgasleitungen (2, 13, 53, 82) angeordneten Weiche (30, 31, 32, 33, 97, 98) besteht.
4. Heizkraftwerksanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasverteiler (70) aus einem regelbaren Saugzugventilator (71) besteht, welcher jenem der beiden Abhitzekessel (41) oder (52), welcher den größten Rauchgaswiderstand aufweist, nachgeordnet ist.
5. Heizkraftwerksanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasverteiler (70) aus je einem jedem Abhitzekessel (41, 52) nachgeordneten, regelbaren Saugzugventilator (71, 72) besteht.
6. Verfahren zum Erzeugen von Wärmeenergie in Form von Dampf und von elektrischer Energie in einer Heizkraftwerksanlage gemäß Anspruch 1, indem mittels einer ersten Gasturbine und eines ersten Generators elektrische Energie erzeugt und mittels des Abgasstromes der ersten Gasturbine in einem zusatzgefeuerten Abhitzekessel Dampf erzeugt und ersten Verbrauchern zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer zweiten Gasturbine (14, 54) und eines zweiten Generators (17, 57) elektrische Energie erzeugt wird und der Abgasstrom der zweiten Gasturbine (14, 54) mit demjenigen der ersten Gasturbine (3, 43) vereinigt, neu aufgeteilt und die Abgasteilströme dem zusatzgefeuerten Abhitzekessel (1, 41, 81) und einem reinen Abhitzekessel (12, 52, 92) zugeführt werden, in welchem ebenfalls Dampf erzeugt wird, welcher neben den ersten Verbrauchern noch weiteren Verbrauchern (24, 25, 64, 65, 106, 107) zugeführt wird, wobei die gesamte Dampfproduktion entsprechend dem jeweiligen Bedarf bei einem optimalen Wirkungsgrad der gesamten Heizkraftwerksanlage durchgeführt wird, indem bei erhöhtem Wärmebedarf das Abgas überwiegend dem zusatzgefeuerten Abhitzekessel (1, 41, 81) und bei niedrigerem Wärmebedarf überwiegend dem reinen Abhitzekessel (12, 52, 92) zugeführt wird.
7. Verfahren zum Erzeugen von Wärmeenergie in Form von Dampf und von elektrischer Energie in einer Heizkraftwerksanlage gemäß Anspruch 2, indem mittels einer Gasturbine und eines Generators elektrische Energie erzeugt und mittels des Abgasstromes der Gasturbine in einem zusatzgefeuerten Abhitzekessel Dampf erzeugt und ersten Verbrauchern zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasstrom der Gasturbine (83) aufgeteilt und die Abgasteilströme dem zusatzgefeuerten Abhitzekessel (81) und einem reinen Abhitzekessel (92) zugeführt werden, in welchem ebenfalls Dampf erzeugt wird, welcher neben den ersten Verbrauchern (90) noch weiteren Verbrauchern (106, 107) zugeführt wird, wobei die gesamte Dampfproduktion entsprechend dem jeweiligen Bedarf bei einem optimalen Wirkungsgrad der gesamten Heizkraftwerksanlage durchgeführt wird, indem bei erhöhtem Wärmebedarf das Abgas überwiegend dem zusatzgefeuerten Abhitzekessel (81) und bei niedrigerem Wärmebedarf überwiegend dem reinen Abhitzekessel (92) zugeführt wird.
DE19883815536 1988-05-06 1988-05-06 Heating and power station and method for generating heat energy in the form of steam and generating electrical energy Expired DE3815536C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19883815536 DE3815536C1 (en) 1988-05-06 1988-05-06 Heating and power station and method for generating heat energy in the form of steam and generating electrical energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19883815536 DE3815536C1 (en) 1988-05-06 1988-05-06 Heating and power station and method for generating heat energy in the form of steam and generating electrical energy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3815536C1 true DE3815536C1 (en) 1989-07-20

Family

ID=6353838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19883815536 Expired DE3815536C1 (en) 1988-05-06 1988-05-06 Heating and power station and method for generating heat energy in the form of steam and generating electrical energy

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3815536C1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4117191A1 (de) * 1991-05-25 1992-12-03 Saarbergwerke Ag Verfahren zur erzeugung von energie in einer kombinierten gas-dampfkraftanlage
DE4129115A1 (de) * 1991-09-02 1993-03-04 Abb Patent Gmbh Verfahren zur verbesserung des wirkungsgrades verknuepfter abhitzeprozesse und dampferzeugungsanlage zur durchfuehrung des verfahrens
DE4312072A1 (de) * 1992-04-14 1993-10-21 Siemens Power Corp Palmetto Dampfkraftwerk mit Vorschaltgasturbine
WO1996010124A1 (de) * 1994-09-27 1996-04-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben einer gas- und dampfturbinenanlage sowie danach arbeitende anlage
WO1996012091A1 (en) * 1994-10-12 1996-04-25 Rice Ivan G Split stream boiler for combined cycle power plants

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SCHMOCH, O.: Gasturbinen, Brennstoff-Wärme-Kraft 30, Nr. 4, April 1978, S. 184-188 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4117191A1 (de) * 1991-05-25 1992-12-03 Saarbergwerke Ag Verfahren zur erzeugung von energie in einer kombinierten gas-dampfkraftanlage
DE4129115A1 (de) * 1991-09-02 1993-03-04 Abb Patent Gmbh Verfahren zur verbesserung des wirkungsgrades verknuepfter abhitzeprozesse und dampferzeugungsanlage zur durchfuehrung des verfahrens
DE4312072A1 (de) * 1992-04-14 1993-10-21 Siemens Power Corp Palmetto Dampfkraftwerk mit Vorschaltgasturbine
DE4312072C2 (de) * 1992-04-14 2002-11-07 Siemens Power Corp Palmetto Dampfkraftwerk mit Vorschaltgasturbine
DE4312072C5 (de) * 1992-04-14 2007-11-08 Siemens Power Corporation, Palmetto Dampfkraftwerk mit Vorschaltgasturbine
WO1996010124A1 (de) * 1994-09-27 1996-04-04 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben einer gas- und dampfturbinenanlage sowie danach arbeitende anlage
EP0822320A1 (de) * 1994-09-27 1998-02-04 Siemens Aktiengesellschaft Gas- und Dampfturbinenanlage
US5887418A (en) * 1994-09-27 1999-03-30 Siemens Aktiengesellschaft Method for operating a gas-turbine and steam-turbine plant and plant working according to the method
CN1067137C (zh) * 1994-09-27 2001-06-13 西门子公司 燃气和蒸汽轮机装置
WO1996012091A1 (en) * 1994-10-12 1996-04-25 Rice Ivan G Split stream boiler for combined cycle power plants

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1407120B1 (de) Verfahren zum betrieb eines brenners einer gasturbine sowie kraftwerksanlage
DE60312239T2 (de) Kombikraftwerk und Verfahren zu dessen Betrieb
DE602004011762T2 (de) Verfahren zum betrieb einer gasturbinengruppe
EP0436536B1 (de) Verfahren und anlage zur abhitzedampferzeugung
EP1119688A1 (de) Gas- und dampfturbinenanlage
EP1105624B1 (de) Gas- und dampfturbinenanlage
EP0209044B1 (de) Kombiniertes Gas- und Dampfturbinenkraftwerk
DE102018123663A1 (de) Brennstoffvorwärmsystem für eine Verbrennungsgasturbine
DE69812811T2 (de) Verfahren und Anordnung für Kombikraftwerk
EP0415300B1 (de) Erzeugung von Dampf und Strom für den Anfahrbetrieb eines Dampfkraftwerkes
EP0099501B1 (de) Verfahren zum Verändern der Abgabe von elektrischer Energie eines Heizkraftwerkes ohne Beeinflussung der Wärmeabgabe an angeschlossene Wärmeverbraucher
DE10144841B9 (de) Solarthermisches Gas- und Dampfkraftwerk und Verfahren zur Umwandlung von thermischer Energie in elektrische Energie
DE3815536C1 (en) Heating and power station and method for generating heat energy in the form of steam and generating electrical energy
EP1286030B1 (de) Gas- und Luftturbinenanlage
DE1301654B (de) Kraftwerk mit einer Gasturbinenanlage und einer Dampfturbinenanlage
DE102007047107A1 (de) Verstärktes Hybrid-Nachverbrennungsluft-System und Verfahren zur NOx-Verringerung in Verbrennungsgasen
DE3331153A1 (de) Gasturbinenanlage fuer offenen prozess
DE3512061A1 (de) Automatisches optimalwert-steuerungssystem
DE4019343C2 (de)
DE4025527C1 (en) Steam boiler with economiser - incorporates combustion chamber with recirculation circuit
WO1984000206A1 (en) Method for operating an industrial furnace
EP0650554B1 (de) Verfahren zum betreiben einer gasturbine
DE19734862C2 (de) Wärmekraftwerk mit einer Gasturbine und einem Dampferzeuger für eine Mehrdruck-Dampfturbine
EP0212311B1 (de) Kombiniertes Gas- und Dampfturbinenkraftwerk
DE2621340B2 (de) Abhitzedampferzeuger

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8363 Opposition against the patent
8368 Opposition refused due to inadmissibility
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: KRUSE, JUERGEN, 29664 WALSRODE, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee