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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch
1 zum Befreien der Ansaugluft einer Gasturbine von festen und flüssigen Partikeln.
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Die
Erfindung betrifft des Weiteren eine Anordnung zum Implementieren
des Verfahrens.
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Die
Ansaugluft eines Gasturbinenverdichters, d. h. die Verbrennungsluft
der Turbine, muss gereinigt werden, bevor sie zum Verdichter gelangt. Meistens
wird die Ansaugluft mittels mechanischer Faserfilter gereinigt.
Der Zweck einer solchen Reinigung besteht darin zu verhindern, dass
abrasive und oberflächenverschmutzende
Partikel in den Verdichter und in die Turbine gelangen, um so den
Verschleiß der
Ausrüstung
zu verhindern und die Notwendigkeit von Reinigungs- und Wartungsarbeiten zu
verringern. Große
Gasturbinen, die für
die Energieerzeugung eingesetzt werden, verbrauchen beträchtliche
Mengen an Verbrennungsluft, weshalb selbst kleinste Mengen an Verunreinigungen,
die in der Verbrennungsluft enthalten sind, während des Gebrauchs zu größeren Ablagerungen
führen,
so dass die bestmögliche
Filterung der Verbrennungsluft wünschenswert
ist. Andererseits verringern Druckverluste im Ansaugluftkanal den
Wirkungsgrad der Ausrüstung,
weshalb die Filtrationseffizienz immer ein Kompromiss ist, über den
anhand der vorherrschenden Bedingungen entschieden wird. Kleine Wassertröpfchen und
Feuchtigkeit werden immer mit der Ansaugluft in den Verdichter transportiert.
Bei niedrigen Temperaturen frieren die Tröpfchen an den Oberflächen, auf
die sie auftreffen, fest und bilden dabei größere Eisschichten, die, wenn
sie sich ablösen,
die Verdichterschaufeln beschädigen
können. Dadurch
kann schlimmstenfalls der gesamte Verdichter unbrauchbar werden.
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Heute
werden fast ausschließlich
verschiedene Arten von mechanischen Filtern als Ansaugluftfilter
in Verdichtern verwendet. Bei diesen Filtern umfasst das Filtermedium
eine Faserschicht, die ein Labyrinth bildet, an dem die Verunreinigungen
anhaften. Die Filterkapazität
hängt vom
Filtermaterial und der Packungsdichte des Materials ab. Im Fall
eines bestimmten Filtermaterials kann die Filterkapazität erhöht werden,
indem man die Filterdicke vergrößert oder
die Packungsdichte erhöht,
indem man das Filtermaterial in eine dichtere Form presst. Beide
Alternativen haben eine rasche Zunahme der Druckverluste am Filter
zur Folge, und die Filterkapazität
mechanischer Filter kann nur bis zu einer bestimmten Grenze erhöht werden,
und man kann mit Sicherheit sagen, dass die derzeitigen Faserfilter
in der Praxis eine vollständige
Trennung von Partikeln mit einer Größe von 1 bis 5 μm erreichen.
Bei den bekannten Filtern ist die Trennung von hinreichend kleinen
Partikeln immer unvollständig.
Des Weiteren sind mechanische Filter für Benetzung anfällig, zu
der es durch die kleinen durch die Luft getragenen Wassertröpfchen und
die Druckverluste der Luft am Filter kommt. Ein mechanischer Filter
ist dann verstopft, und bei hinreichend niedriger Temperatur friert
er zu. In einem solchen Fall muss der Filter getrocknet werden,
indem die Ansaugluft so erwärmt
wird, dass ihre relative Feuchte und Temperatur das erneute Verdampfen
des Wassers und des gebildeten Eises zurück zur Dampfphase sowie seine
Konvektion zusammen mit der Ansaugluft in den Verdichter hinein ermöglicht.
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Die
Verwendung einer größeren Anzahl
effizienter Filtersysteme wurde bisher nicht für notwendig erachtet, aber
jüngste
Wirkungsgradmessungen an Turbinenanlagen offenbaren, dass selbst
die kleinsten Partikel für
den Wirkungsgrad und die Grenznutzungsdauer eine Rolle spielen.
Es sind die kleinsten Partikel, die am meisten zu den Ablagerungen
in der Gasturbine und im Verdichter beitragen, weshalb sie entfernt
werden sollten. Der Anteil winziger Partikel macht nur einen Bruchteil
an der Gesamtmenge der Verunreinigungen aus, doch auf lange Sicht
und bei großen
Luftmassen sammeln sie sich in der Gasturbine zu einer beträchtlichen
Gesamtmasse an, die sich jährlich
bis zu einer Kilogrammzahl im hohen zweistelligen Bereich häufen kann.
Die Ablagerung mindert den Wirkungsgrad und die elektrische Leistungsabgabe
der Turbine. Die verringerte Leistung ist die Summe einer Reihe
von Faktoren, wie beispielsweise der durch die Partikel verursachte
Verschleiß,
ineffiziente Reinigungsverfahren, die dazu führen, dass nicht alles Material,
das sich ablagern wird, entfernt wird, die Schleifwirkung der Reinigung
und das verstärkte
Nachgeben der Isolierungen und die daraus resultierenden Undichtigkeiten.
Selbst die kleinste Senkung der Leistungsabgabe summiert sich über die
gesamte Lebensdauer hinweg zu beträchtlichen Verlusten. Der Wirkungsgrad
der Turbine wird auch durch Oberflächenverschmutzung verringert,
weshalb der Verdichter und die Turbine selbst regelmäßig gereinigt
werden müssen.
Zum Reinigen werden Wasser und verschiedene Arten grobkörniger Pulver
verwendet. Das Waschen mit Wasser wird insbesondere durch Gefrieren bei
kaltem Wetter behindert. Die durch Oberflächenverschmutzung entstehenden
Kosten sind die Folge eines höheren
Brennstoffverbrauchs, des verringerten Wirkungsgrades und der Kosten
für das
Waschen des Verdichters. Die Ablagerungsintensität und ihre Auswirkungen sind
natürlich
von der Einsatzumgebung und dem Gehalt an Verunreinigungen in der
Ansaugluft abhängig.
Selbst beim Waschen können nicht
alle Verunreinigungen entfernt werden, und es bleibt ein Faktor,
der zu Leistungsverlusten im hohen zweistelligen Prozentbereich
in nur wenigen Jahren beiträgt.
Während
der kalten Perioden muss zusätzlich
zur Verwendung von mechanischen Filtern die Ansaugluft vorgewärmt werden,
um das Verstopfen infolge der Benetzung der Filter sowie das Risiko
des Gefrierens infolge von Wassertröpfchen zu minimieren. Das Vorwärmen der
Ansaugluft verursacht jedes Jahr erhebliche Produktionsverluste
und führt
zu erhöhten
Betriebskosten aufgrund des niedrigeren Wirkungsgrades.
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Eine
Verschmutzung der Filter führt
zu Druckverlusten, wenn die Filter durch Fremdkörper verstopft sind, und die
verschmutzten Filter müssen regelmäßig ausgewechselt
werden. Je enger das Maschengewebe der Filter ist, desto größer ist
die Notwendigkeit eines Filterwechsels, und ein Filterwechsel ist
wegen des Preises der Filter und wegen der Stillstandszeit mit Kosten
verbunden. Herkömmlicherweise
wurde die Filterwirkung durch die Entwicklung des Materials für Grob-
und Feinfilter verstärkt
und nicht durch Kombinieren verschiedener Filterverfahren. Des Weiteren
wurden elektrische Filter immer als derart unzuverlässig angesehen,
dass ihr Gebrauch als einziger Filter als ein zu großes Risiko
betrachtet wurde. Ein Nachteil elektrischer Filterverfahren hängt mit
der Feuchtigkeit und den durch sie verursachten Kurzschlüssen zusammen.
In dem Maße,
wie sich Ablagerungen auf dem in elektrischen Filtern verwendeten
Isolationsmaterial ansammeln, kann sich die Schicht aus Verunreinigungen
zu einer leitenden Brücke
entwickeln, die den Strom leiten kann. Eine problematische Art von
Ablagerungen umfasst verschiedene Arten von Fasern, die aufgrund
ihrer länglichen
Gestalt stromführende
Teile miteinander verbinden können,
wodurch es in der Anlage zu Kurzschlüssen kommen kann. Aus JP-A-90 24
298 ist eine elektrische Trennvorrichtung bekannt. Das Vorkommen
verschiedener Arten von Fasern oder anderer Verunreinigungen in
der Ansaugluft wird durch die Bedingungen der Einsatzumgebung der
Gasturbine beeinflusst, wie beispielsweise das Verkehrsaufkommen,
Industrieanlagen, Vegetation und Bodenart. Gleichermaßen schwankt
die Fähigkeit
zur Feuchttrennung je nach den Klimaverhältnissen erheblich. Insbesondere
unter Bedingungen mit hoher Luftfeuchte und gleichzeitig niedriger
Temperatur kann es zur Eisbildung an den Filterplatten kommen. Das
größte Problem
im Zusammenhang mit der Eisbildung ist das Ablösen großer Stücke des Eises, das sich an
den Platten eines elektrischen Filters gebildet hat, da solche Stücke schwere
Schäden
verursachen können,
wenn sie in den Verdichter geraten. Das Risiko des Zufrierens wird
zusätzlich
durch die Tatsache verstärkt,
dass Luft sich infolge des Druckabfalls in den Ansaugkanälen abkühlen kann,
wodurch es selbst dann zu einem Gefrieren kommen kann, wenn die
Umgebungstemperatur über
dem Gefrierpunkt liegt. Dies ist besonders problematisch, weil wärmere Luft
einen höheren
Feuchtigkeitsgehalt haben kann. Wasser, das auf die Platten eines
elektrischen Abscheiders gelangt, ist ebenfalls schädlich, weil
es einen Teil der auf den Platten angesammelten Ablagerungen herunterwaschen
kann, die dann in Form von Partikeln von beachtlicher Größe ungehinderten
Zugang zum Verdichter und zur Turbine haben.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens
zum Reinigen der Ansaugluft einer Gasturbine und zum Beseitigen
der Notwendigkeit eines Vorwärmens
der Ansaugluft ohne Verwendung mechanischer Filter.
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Die
Erfindung basiert auf dem Konzept des Aufladens der in der Ansaugluft
enthaltenen Partikel, die von einem elektrischen Abscheider aufgefangen werden,
mittels Elektroden, die von den Auffangplatten getrennt sind, wobei
diese Elektroden eine Spannung aufweisen, welche die Auffangspannung
bei weitem übersteigt.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung wird die Ansaugluft mit Elektroden aufgeladen, die mit
nadelartigen Entladungsspitzen versehen sind, wodurch die Richtung
des Feldes ausgewählt
werden kann, so dass man ein gleichmäßigeres Feld über den
gesamten Aufladungsbereich hinweg erhält.
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Genauer
gesagt, ist das erfindungsgemäße Verfahren
dadurch gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil von Anspruch
1 ausgesagt ist.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
ist dann dadurch gekennzeichnet, was im kennzeichnenden Teil von
Anspruch 8 ausgesagt ist.
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Mit
der Erfindung werden beachtliche Vorteile erreicht.
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Die
Erfindung erreicht eine Trennungsleistung, die wenigstens der von
aktuellen Faserfiltern gleicht, selbst bei den kleinsten Partikeln,
wobei gleichzeitig der Wartungsbedarf gesenkt wird und die Ansaugluftdruckverluste
verringert werden. Wasser in Tröpfchenform
wird mindestens ausreichend vor dem in der Anlage verwendeten elektrischen
Abscheider abgeschieden, so dass die Probleme im Zusammenhang mit
Feuchtigkeit und Einfrieren, die den Gebrauch von elektrischen Filtern
früher
eingeschränkt
haben, nun gelöst
sind. Die Anlage hat eine derart gute Trennungsleistung bei Wasser
in Tröpfchenform,
dass es sogar möglich
ist, unter warmen Bedingungen einen Wasserstrahl zum Kühlen der Ansaugluft
zu verwenden, um den Wirkungsgrad zu erhöhen. Der mechanische Aufbau
und die Abmessungen des Filtersystems können auf vielfältige Weise
variiert werden, weshalb es problemlos an die Stelle der Filteranlagen
treten kann, die in heutigen Gasturbinen verwendet werden. Die Filterleistung kann
variiert werden, indem die Ionisierungs- und/oder Auffangspannung
variiert wird, und somit kann die Filtereffizienz je nach dem Gehalt
an Verunreinigungen in der Ansaugluft variiert werden. Gemäß einer
vorteilhafterweise Ausführungsform
der Erfindung wird ein hoch-effizientes Aufladen von Partikeln und
Tröpfchen
erreicht, was auch zu einem effizienten Auffangen der Partikel und
Tröpfchen
mittels der Sektionen eines elektrischen Abscheiders führt. Die
Auffangfläche
der Platten des elektrischen Abscheiders ist breit, weshalb sie
keine häufige
Reinigung benötigen,
weil die Menge an Ablagerungen, die an den Platten aufgefangen werden,
im Verhältnis zum
Abstand zwischen den Platten klein ist. Die Notwendigkeit einer
Reinigung richtet sich freilich nach dem Gehalt an Verunreinigungen
in der Ansaugluft und der Konstantheit der Strömung in den Zellen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer Anzahl von Arbeitsbeispielen
und unter Bezug auf die angehängten
Zeichnungen untersucht.
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1 ist
eine Ansicht des Filtersystems gemäß der Erfindung.
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2 repräsentiert
eine vorteilhafte Vorrichtung zum Aufladen der Partikel in der Ansaugluft.
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In
der vorliegenden Anmeldung wird der Begriff "Partikel" für
alle in der Luft enthaltenen Bestandteile verwendet, mit Ausnahme
gasförmiger
Bestandteile, wie beispielsweise Feststoffpartikel, Flüssigkeitströpfchen und
Fasern.
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Die
Vorrichtung in 1 umfasst einen Ansaugluftkanal 1,
Aufladungskammern 2, die am Anfang des Ansaugluftkanals
installiert sind, wodurch alle Luft, die in den Ansaugluftkanal 1 eintritt,
durch die Kammern strömt.
Der Ansaugluftkanal 1 bildet einen Strömungskanal für ionisierte
Luft, und herkömmliche
elektrische Auffangsektionen oder elektrische Abscheider 3 sind
an dessen Ende angeordnet. Da die Partikel in der zu reinigenden
Luft in den Aufladungskammern 2 effektiv aufgeladen werden,
werden in den elektrischen Abscheidern keine Koronadrähte zum
Aufladen der Partikel verwendet, sondern die Partikel, die in der
Aufladungskammer 2 aufgeladen werden, können vielmehr direkt auf den
Platten aufgefangen werden. Die gereinigte Luft wird entlang des
Kanals 4 zum Gasturbinenverdichter geleitet.
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Zum
Aufladen der Partikel kann jede beliebige Elektrodenstruktur verwendet
werden, die den Einsatz von Ladespannungen im Bereich von 50 kV bis
250 kV sowie eines großen
Luftschlitzes gestattet. In diesem Fall entsteht jedoch das Problem
des Erreichens eines gleichmäßigen elektrischen
Feldes in der Aufladungskammer 2. Im Fall planarer oder aufgereihter
Elektroden kommt es nur in einer bestimmten Region, die den einfachsten
Flusspfad enthält,
leicht zu einer Koronaentladung. Ein weiteres Problem liegt in den
leicht erfolgenden Durchschlägen.
Es ist daher von Vorteil, für
das Aufladen von Luft – oder
genauer gesagt: der Partikel in der Luft – Elektroden zu verwenden,
die mit Nadelentladungsspitzen versehen sind, wodurch es immer an
der Spitze der Elektroden zu einer Entladung kommt. Konstruktionen,
die sich gut für
diesen Zweck eignen, sind in der PCT-Anmeldung Nr. F199/00315 beschrieben.
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2 zeigt
eine Aufladungskammer, die in der oben angesprochenen Anmeldung
beschrieben wird. Solche Aufladungsvorrichtungen 2 werden
in der Regel in einer vertikalen Position, wie in 1 zu sehen,
eingebaut, wenngleich auch andere Positionen möglich sind, und der zu reinigende
Gasstrom wird zu den vertikal angeordneten Ionisierungskammern 2 an
deren unteren Abschnitt geleitet. Eine Elektrode 5 ist
in jeder Aufladungskammer 2 in Längsrichtung der Aufladungskammer
angeordnet, wobei an der Spitze der Elektrode Ionisierungsnadeln
(Elektrodenspitzen) 6 angebracht sind. Die Ionisierungsnadeln 6 können zum
Beispiel aus Metalldraht bestehen. An die Elektrode 5 wird
Hochspannung angeschlossen, wodurch an den Enden der Ionisierungsnadeln 6 eine
Koronaentladung erzeugt wird, was zu einem kontinuierlichen Elektronenfluss von
den Nadeln zu einer Gegenelektrode führt. Die Form der Ionenstrahlen
wird beispielsweise durch die Anzahl der Ionisierungsnadeln 6 und
den Abstand zwischen den Ionisierungsnadeln und der Gegenelektrode
beeinflusst. Um das bestmögliche
Aufladeergebnis zu garantieren, sollten zahlreiche Ionisierungsnadeln
vorhanden sein, und die von ihnen gebildeten Strahlfelder sollten
vorzugsweise einander überlappen,
wodurch Zwischenbereiche vermieden werden, wo die Partikel nicht
geladen werden. Die Spannung des elektrischen Stroms, der zu der
Elektrode 5 geleitet wird, liegt in der Regel im Bereich
von 50 bis 250 kV, aber eine erfindungsgemäße Lösung gestattet die Verwendung
einer höheren
oder niedrigeren Spannung. Die Wand 7 der Aufladungskammer 2 ist
geerdet, wodurch die Ionenstrahlen infolge des Potenzialunterschiedes
zwischen den Ionisierungsnadeln 6 und der Wand 7 in
Richtung der Wand gelenkt werden. Somit bildet die Wand 7 die
andere Elektrode, d. h. die Gegenelektrode. Es ist möglich, ein
anderes Potenzial als ein Erdungspotenzial mit dieser Elektrode
zu verbinden, aber die Verbindung mit der Erde ist die einfachste
Lösung.
Das zu reinigende Gas strömt
in den Strömungskanälen 2 aufwärts und
trifft dabei auf die Ionenstrahlen, die an den Ionisierungsnadeln 6 gebildet
werden und mechanische und elektrische Kräfte verursachen, die zur Trennung
von in dem Gasstrom mitgeführten
Materialien und Substanzen, die nicht in gasförmiger Phase vorliegen, wie
beispielsweise Partikel und Wassertröpfchen, aus dem Strom führen, wobei
diese Materialien zu der Wand 7 der Aufladungskammern transportiert
werden. Gleichzeitig waschen die aus dem Gasstrom herausgelösten Wassertröpfchen Partikel, die
an den Wänden
abgelagert sind, in ein Auffangbecken, das beispielsweise unter
der Ionisierungskammer 2 angeordnet ist. Schließlich wird
das teilweise gereinigte und ionisierte Gas aus den Aufladungskammern 2 an
deren oberstem Abschnitt heraus und weiter zu den elektrischen Plattenfiltern
geleitet, die nun den Rest der aufgeladenen Partikel auffangen.
Bei einer solchen Anordnung sind die Luftspalte zwischen den Elektroden
groß,
sogar 100 bis 1000 mm.
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Das
Ziel besteht darin, den Strömungswiderstand
und die Druckverluste des zu reinigenden Gasstromes so niedrig wie
möglich
zu halten, weshalb die Aufladungskammern 2 relativ zu der
verbrauchten Gasmenge einen breiten Querschnitt haben, und in den
Kammern 2 wird eine Strömung
angestrebt, die so gleichmäßig und
turbulenzfrei wie möglich
ist. Die Strömungsrate
der Strömung
in der Kammer 2 ist in der Mitte des durch die Kammer gebildeten
Strömungskanals
am größten und
ist der Nähe
der inneren Wand 7 am geringsten. Darum muss ein Luftstrom
durch den inneren Abschnitt der Elektrode 5, die in der
Mitte der Kammer angeordnet ist, verhindert werden, weil sonst ein
erheblicher Teil des zu reinigenden Gases durch die Elektrode 5 strömen würde. Aufgrund
der Konstruktion der Elektrode 5 können in ihrer Mitte keine Ionenstrahlen
erzeugt werden, so dass keine Ionisierungs- oder Reinigungswirkung
erzielt wird. Darum hat das zu reinigende Gas eine runden Strömungsquerschnitt
in der Aufladungskammer 2, wodurch Gas in der Nähe der inneren
Wand des Strömungskanals
strömt,
aber nicht an der Elektrode 5 in der mittleren Sektion
der Kammer 2. Dies wird dergestalt erreicht, dass die Elektrode 5 im
Hinblick auf das Volumen der Aufladungskammer 2 beispielsweise
an wenigstens einem Ende ein geschlossenes Rohr oder ein massiver
Stab sein kann, das bzw. den der Gastsrom nicht durchqueren kann. Die
Form der Aufladungskammer 2 beeinflusst die Position der
Elektrode 5 in dem Strömungskanal.
Im Fall eines Strömungskanals
mit rundem Querschnitt beispielsweise ordnet man die Elektrode 5 vorteilhafterweise
in der Mitte der Aufladungskammer 2 an, wodurch der Abstand
zwischen der Elektrode 5 und der Wand 7 des Strömungskanals
an jedem Punkt der gleiche ist.
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Eine
eingehendere Beschreibung der oben angesprochenen Aufladungskammer
findet sich in der PCT-Anmeldung Nr. F199/00315.
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Die
erfindungsgemäße Anordnung
funktioniert folgendermaßen.
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Luft
strömt
in die Aufladungskammer 2, die mit einer Elektrode 5 der
oben beschriebenen Art versehen ist. Von den Elektrodenspitzen 6 in
Richtung der geerdeten Wand 7 der Aufladungskammer wird ein
elektrisches Feld gebildet. Wenn in der Luft befindliche Partikel
in dieses Feld eintreten, so werden diese kraftvoll aufgeladen und
beginnen sich zu der Wand 7 hin zu bewegen und haften dort
an. Zusätzlich
zu Feststoffpartikeln werden auch Wasser- und andere Flüssigkeitströpfchen in
dieser frühen
Phase des Reinigungsprozesses effizient aufgeladen und in großer Menge
aus dem Luftstrom entfernt. Insbesondere das Entfernen von Feuchtigkeit
ist effizient. Da für
die Ionisierung eine hohe Spannung von beispielsweise 50 bis 250
kV verwendet wird, ist das entstehende elektrische Feld sehr stark
und hat eine gute Ionisierungseffizienz. Ein starkes elektrisches Feld
transportiert auch die ionisierten Partikel und Tröpfchen effizient.
Als nächstes
strömt
die Luft zu den elektrischen Abscheidern 3, die in einem
Abstand zu den Aufladungskammern 2 angeordnet sind, wo
die kraftvoll aufgeladenen Partikel an den Platten des Filters 3 aufgefangen
werden. Es ist möglich,
dass alle Partikel oder ein großer
Teil davon schon in der Aufladungskammer 2 aus dem Luftstrom entfernt
werden, so dass keine nennenswerte Menge an Partikeln den Plattenfilter
erreicht. Aus Sicht der Wasserabscheidung ist es von Bedeutung,
dass das kraftvolle elektrische Feld mit seinen Koronaentladungen
die Luft und die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit einer hohen
Energie aussetzt, wodurch ein Teil des Wassers verdampft. Das verdampfte
Wasser behindert nicht den Betrieb der Gasturbine, und der Anteil
an verdampftem Wasser verringert so die Menge des abzuscheidenden
Wassers in Tröpfchenform.
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Die
Erfindung zielt darauf ab, diese aufgeladenen Partikel so effizient
wie möglich
mittels eines elektrischen Abscheiders aufzuladen und aufzufangen.
Die Aufladungskammer ist hier eine effiziente Partikelaufladungsvorrichtung
und ein Abscheider für große Partikel,
insbesondere Fasern und Wasser. Die Partikel, die sich nach der
Aufladungskammer noch in der Ansaugluft befinden, werden kraftvoll
aufgeladen, und die aufgeladenen Partikel werden von den Filtersektionen
aufgefangen, denen nur eine Auffangspannung zugeführt wird.
Die Auffangspannung liegt in der Regel in einer Größenordnung
von einigen Kilovolt, beispielsweise 4 bis 6 kV, und weniger als
10 kV, d. h. ein Zehntel oder ein Zwanzigstel der Aufladungsspannung.
Allgemein ausgedrückt,
verbessert ein Anheben der Aufladungs- oder Koronaspannung die Abscheidungseffizienz
eines elektrischen Abscheiders 3, wie es auch ein Anheben
der Auffangspannung tut. Damit kann durch Einstellen dieser Spannungen
die Funktion der Anlage optimal so angepasst werden, dass die Luftqualität, beispielsweise Feuchtigkeitsgehalt
oder Schmutzanteil, oder Veränderungen
der verbrauchten Luftmenge berücksichtigt werden.
Eine erhöhte
Strömungsrate
beeinträchtigt die
Abscheidungsleistung, weshalb es ratsam ist, die angelegten Spannungen
zu erhöhen.
Die Polarität der
Koronaentladung spielt für
die Auffangeffizienz des elektrischen Abscheiders kaum eine Rolle,
so dass in der Aufladungskammer entweder eine negative oder eine
positive Entladung stattfinden kann.
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Innerhalb
des Geltungsbereichs der Erfindung sind sogar Lösungen möglich, die von den oben beschriebenen
Ausführungsformen
abweichen. Wie oben angesprochen, hat man bei der konstruktiven Gestaltung
von Strömungskanälen, Aufladungskammern
und Plattenfilter einen breiten Spielraum. Worauf es jedoch ankommt,
ist, dass die Ionisierung in einem Raum stattfindet, der von dem
Raum getrennt ist, der für
das Auffangen der Partikel verwendet wird, damit eine ausreichend
hohe Spannung für
die Ionisierung verwendet werden kann, ohne die Funktion des Plattenfilters
zu stören.
Deshalb muss die Aufladungskammer in einem Abstand von dem Plattenfilter
im Strömungspfad
der zu reinigenden Luft angeordnet sein. Der Mindestabstand muss
einen Luftspalt umfassen, der breit genug ist, dass das Risiko eines
elektrischen Durchschlagens zwischen den Elektroden in der Aufladungskammer
und den Auffangplatten beseitigt ist. Da elektrische Abscheider
und Aufladungskammern aufgrund der enormen Luftmengen ziemlich groß sind und
oft vorteilhafterweise in einer bestimmten Position angeordnet sind, wird
dieser Anforderung in der Regel auf der Grundlage der strukturellen
Erfordernisse der Strömungskanäle entsprochen.
Die Bemessung und die Anzahl der Abscheider und der Aufladungskammern
werden natürlich
durch die Menge der in der Gasturbine benötigten Luft bestimmt. Worauf
es bei der konstruktiven Gestaltung der Aufladungskammern ankommt, ist,
dass die gesamte durch sie hindurchströmende Luftmenge einem ionisierenden
elektrischen Feld ausgesetzt werden muss.