DE60121788T2 - Regelsystem für den befeuchtungsgrag eines brenngases - Google Patents

Regelsystem für den befeuchtungsgrag eines brenngases Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Brenngas-Zuführungssystem für eine Gasturbine und im Besonderen auf ein System zum Steuern des Wasserpegels in einem Brenngasbefeuchter, das eine stabile Zufuhr eines befeuchteten Brenngases zu einer Gasturbine während der gesamten stationären und vorübergehenden Betriebsbedingungen des Brenngas-Befeuchtungssystems gestattet.
  • Im Allgemeinen schließt ein Kraftwerk mit kombiniertem Zyklus eine Gasturbine, eine Dampfturbine, einen Wärmerückgewinnungs-Generator, einen Brennstoff-Überhitzer und einen Brenngasbefeuchter ein. Trockenes kaltes Brenngas wird dem Gasbefeuchter zugeführt, in dem das Brenngas befeuchtet wird. Das befeuchtete bzw. gesättigte Brenngas wird dann durch den Brenngas-Supererhitzer erhitzt und der Gasturbine zur Verbrennung zugeführt. Die Verbrennungsreaktion treibt die Turbine und einen mit der Gasturbine gekoppelten Generator zur Erzeugung von Elektrizität an. Das Abgas der Gasturbine tritt in einen Wärmerückgewinnungs-Generator (HRSG) ein, der die Wärme der Abgase zum Erzeugen von Dampf zur Verwendung in der Dampfturbine nutzt und Wasser zum Einsatz im Brenngasbefeuchter und dem Brenngas-Supererhitzer erhitzt. Der im Wärmerückgewinnungs-Generator erzeugte Dampf dehnt sich in die Dampfturbine aus und treibt einen Generator zur Erzeugung von Elektrizität an. Das im Brenngasbefeuchter eingesetzte Wasser erfordert ein Erhitzen, weil das Brenngas-Befeuchtungsverfahren das Gas erhitzt, während Wasser im Brenngas aufgenommen wird, wobei die Wärme von den Abgasen der Gasturbine über das erhitzte Befeuchtungswasser bereitgestellt wird.
  • Chemische Prozesse und integrierte Vergasungs-Anwendungen mit kombiniertem Zyklus (IGCC) mit Befeuchtern laufen typischerweise bei stationärer Last für lange Zeitdauern. Die bei diesen Prozessen und Anwendungen benutzte Befeuchtersäule wendet eine ziemlich einfache Steuerung auf der Grundlage einer konstanten Wasser-Umwälzströmung und eine Pegelsteuerung mit einer einzelnen geschlossenen Schleife durch Modulation des Zusatzwassers an, um den Pegelsignal-Fehler auf Null zu bringen. In diesem Falle ist der Pegelsignal-Fehler gleich dem Unterschied zwischen dem Pegel-Sollwert und dem gemessenen Wasserpegel. Der Regler verstärkt oder vermindert die Strömung des Zusatzwassers auf der Grundlage des Pegelsignal-Fehlers durch Öffnen oder Schließen eines Ventils im Zusatzwasserstrom. Diese Art der Steuerung war vollständig befriedigend für eine IGCC, die einen Diffusionsbrenner benutzt, der für Variation im Brennstoffzufuhr-Heizwert und der -Temperatur tolerant ist.
  • Anspruchsvollere Pegelsteuerungs-Anwendungen, wie Boilertrommel-Wasserpegel, fügen eine Vorsteuerung auf der Grundlage der Messung der Strömung, die in das Gefäß eintritt und dieses verlässt, hinzu, um ein Zufuhr-Vorwärtssignal an das Wasserzuführungs-Steuerventil zu entwickeln. Diese werden typischerweise Dreielement-Pegelsteuerungen genannt, weil Wasserzufluss-Strömung, Wasserabfluss-Strömung und Wasserpegel im Gefäß direkt gemessen werden. Ein diese Messungen benutzender Algorithmus wird zum Steuern der Wasserzufuhr benutzt.
  • Befeuchtete Brennstoffzufuhr zu einem Trockengas-Turbinenverbrennungssystem mit wenig NOx erfordert eine außerordentlich genaue Steuerung des Brennstoff-Befeuchtungsverfahrens. Mit Erdgas betriebene kombinierte Zyklen bei Trocken-Verbrennungssystemen mit geringem NOx (DLN) haben strikte Anforderungen an das Brennstoff-Befeuchtungsverfahren aufgrund enger Brennstoff-Spezifikationstoleranzen (Variable wie Heizwert und Temperatur), häufiger und rascher Laständerungen und der Abwesenheit eines Zusatzbrennstoffes (der, wenn er verfügbar wäre, benutzt werden könnte, um den Betriebsbereich zu verengen, der vom Befeuchtungssystem gefordert wird). Typischerweise haben diese DLN-Systeme mindestens zwei Betriebsweisen: eine ergibt eine robuste Leistungsfähigkeit von der anfänglichen Betriebszündung durch frühe Belastung und die andere ergibt eine optimierte Leistungsfähigkeit bei Grund- oder hoher Last. Das Minimieren der Systememissionen ist während des Betriebes bei hoher Last kritisch. Der Betrieb eines fein abgestimmten Systems für optimale Leistungsfähigkeit bei hoher Last, d.h., bei oder nahe der Betriebskapazität, erfordert daher typischerweise eine geringe Toleranz für Variationen bei den Brennstoffzufuhr-Bedingungen.
  • Ein konventionelle Dreielement-Pegelsteuerung, die an eine Brenngas-Befeuchtungssäule angelegt wird, wie bei einem typischen Brenngas-Befeuchtungssystem benutzt, erfordert die Messung der Brenngas-Zufuhrströmung, der Zusatzwasser-Strömung und der austretenden befeuchteten Brenngas-Strömung. Dies ist problematisch, da die Strömungsrate des Zusatzwassers mit Bezug auf die Strömungsrate des befeuchteten Brenngases gering ist, so dass ein geringer prozentualer Fehler bei der Messung der Strömungsrate des befeuchteten Brenngases einem sehr viel größeren prozentualen Fehler im Feuchtigkeitsgehalt des befeuchteten Brenngases entspricht.
  • US 4,369,803 offenbart ein Verfahren, bei dem ein Brenngasstrom mit einem hohen BTU-Gehalt (BTU-Gehalt gleich Gehalt in britischen Wärmeeinheiten) mit einem Brenngasstrom mit einem geringen BTU-Gehalt vermischt wird, um ei nen gemischten Brenngasstrom zu bilden, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Brenngasstromes mit hohem BTU-Gehalt manipuliert wird, um einen erwünschten BTU-Gehalt für den gemischten Brenngasstrom aufrechtzuerhalten, es sei denn, eine solche Steuerung, die auf dem erwünschten BTU-Gehalt des gemischten Brenngasstromes beruht, würde zu einer Kondensation im gemischten Brenngasstrom führen.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung erfolgt die Dreielement-Pegelsteuerung des Wasserpegels im Sumpf einer Brenngas-Befeuchtersäule ohne direkte Strömungsmessung des befeuchteten Brenngases. Zusätzlich zur Verbesserung des Ansprechens der Pegelsteuerung mit Bezug auf das Ansprechen eines Einzelelement-Pegelreglers verbessert die vorliegende Erfindung Genauigkeit und vermindert Kosten mit Bezug auf ein konventionelles Dreielement-Pegelsteuerungssystem, das von der direkten Messung der Strömungsrate des befeuchteten Brenngases abhängt.
  • Die vorliegende Erfindung benutzt insbesondere eine Beziehung zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt des austretenden Brenngases und der gemessenen Strömungsrate des eintretenden trockenen Brenngases zum Berechnen einer genaueren Strömungsrate des mit dem befeuchteten Gas austretenden Wassers. Der Feuchtigkeitsgehalt des befeuchteten Brenngases wird aus Messungen der Temperatur des befeuchteten Brenngases (Nass- und Trocken-Kolben-Temperaturen) und des Druckes des befeuchteten Brenngases, das aus dem Brenngasbefeuchter austritt, berechnet. Der Pegel des Wassers im Boden der Befeuchtungssäule wird unter Benutzung der genaueren berechneten Strömungsrate des Wassers, das mit dem befeuchteten Brenngas austritt, der Strömungsrate des eintretenden Wassers und des Wasserpegels im Tank gesteuert. Un ter Benutzung dieser Parameter stellt der Regler die Strömungsrate des Zusatzwassers ein, um einen stabilen Wasserpegel im Sumpf des Brenngasbefeuchters sicherzustellen.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird der Feuchtigkeitsgehalt des befeuchteten Brenngases direkt gemessen. Die Messung wird unter Benutzung eines Feuchtigkeitssensors oder einer genaueren Zusammensetzungsmessung, wie Gaschromatographie, bewirkt. Der gemessene Feuchtigkeitsgehalt des befeuchteten Brenngases wird dann dazu benutzt, die Strömungsrate des austretenden Wassers in Kombination mit der gemessenen Strömung des trockenen Brennstoffes zu berechnen. Die Ausflussgeschwindigkeit des Wassers wird mit Messungen der Strömungsgeschwindigkeit des eintretenden Wassers und des Wasserpegels im Säulensumpf benutzt, um den Wasserpegel im Säulensumpf zu steuern.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern des Wasserpegels in einem Brenngas-Befeuchtersumpf bereitgestellt, umfassend die Stufen des Ermittelns eines Anteils des Wassers in dem von dem Gasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas, Ermittelns der Strömungsrate des in den Gasbefeuchter eintretenden trockenen Brenngases, Berechnens der Strömungsrate des Wassers im von dem Gasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas (ohne direkte Strömungsmessung des befeuchteten Brenngases) und Einstellens des in den Brenngasbefeuchter eintretenden Stromes von Zusatzwasser gemäß der ermittelten Strömungsrate des Wasseranteiles im befeuchteten Gas, das aus dem Gasbefeuchter austritt, um den Wasserpegel im Brenngasbefeuchter zu steuern, um dadurch einen stabilen Wasserpegel im Brenngasbefeuchter über alle stationären und vorübergehenden Betriebszustände aufrechtzuerhalten.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einem System mit kombiniertem Zyklus mit einer Gasturbine und einer Dampfturbine zum Erzeugen von Elektrizität, einem Wärmerückgewinnungs-Generator zum Rückgewinnen von Wärme aus den Abgasen der Gasturbine und Erzeugen von Dampf zur Verwendung in der Dampfturbine und mit einem Brenngasbefeuchter zum Liefern befeuchteten Brenngases in die Gasturbine, ein Verfahren zum Steuern des Wasserpegels im Brenngasbefeuchter bereitgestellt, umfassend die Stufen des Ermittelns eines Anteiles des Wassers in dem von dem Gasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas und aufgrund dessen Bereitstellen eines ersten Signales, Ermittelns einer Strömungsrate des in den Gasbefeuchter eintretenden trockenen Brenngases und aufgrund dessen Bereitstellen eines zweiten Signales, Berechnens einer Strömungsrate des Wassers, das in dem vom Gasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas enthalten ist, unter Verwendung des ersten und zweiten Signals und ohne direkte Strömungsmessung des befeuchteten Brenngases und Einstellens einer Strömung von Zusatzwasser, die in den Brenngasbefeuchter eintritt, gemäß der berechneten Strömungsrate des im befeuchteten Gas enthaltenen Wassers, das aus dem Gasbefeuchter austritt, um den Wasserpegel im Brenngasbefeuchter zu steuern und dadurch einen stabilen Wasserpegel im Brenngasbefeuchter über alle stationären und vorübergehenden Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten.
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Steuern des Wasserpegels in einem Brenngas-Befeuchtersumpf bereitgestellt, umfassend eine Einrichtung zum Ermitteln eines Anteils des Wassers im durch den Gasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas ohne direkte Strömungsmessung des befeuchteten Brenngases und Bereitstellen eines ersten Signales in Reaktion dazu, einen Sensor zum Messen einer Strömungsrate eines in den Brenngasbefeuchter eintretenden trockenen Brenngases und Bereitstellen eines zweiten Signales in Reaktion darauf, eine Einrichtung zum Ermitteln einer Strömungsrate des Wassers im vom Brenngasbefeuchter gelieferten befeuchteten Gas aus dem ersten und zweiten Signal und ohne direkte Strömungsmessung des befeuchteten Brenngases und einem Regler zum Steuern der Strömung von in den Brenngasbefeuchter eintretenden Zusatzwassers gemäß der ermittelten Strömungsrate des Wassers im durch den Gasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas, wodurch der Wasserpegel im Brenngasbefeuchter gesteuert wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines mit Erdgas befeuerten Kraftwerkes mit kombinierten Zyklus, bei dem die Pegelkontrolle des Brenngas-Befeuchtungssystems nach der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
  • 2 ist eine schematische Darstellung einer Pegelsteuerung nach dem Stande der Technik (prior art) in einem konventionellen Brenngasbefeuchter;
  • 3 ist eine schematische Darstellung der Pegelsteuerung in einem Brenngasbefeuchter gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und
  • 4 ist eine schematische Darstellung der Pegelsteuerung in einem Brenngasbefeuchter gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Eine schematische Darstellung eines mit Erdgas betriebenen Kraftwerkes mit kombiniertem Zyklus, das einen modfizierten Bodenzyklus für die Brenngasbefeuchtung enthält, ist in 1 gezeigt. Diese schematische Darstellung wird als ein Beispiel benutzt und die vorliegende Erfindung soll nicht nur auf die Verwendung in dieser Art von Kraftwerk beschränkt sein. Die in 1 gezeigte Art des Kraftwerkes ist vollständiger in der US-Patentanmeldung Serial Nummer 09/340,510, eingereicht am 1. Juli 1999, entsprechend der EP-A-1 065 347, beschrieben.
  • Ein mit Erdgas versehenes Kraftwerk mit kombiniertem Zyklus, allgemein mit 100 bezeichnet, schließt einen Brenngasbefeuchter 101, eine Gasturbine 102, eine Dampfturbine 103, einen Kühler 104, einen Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator (HRSG) 105, eine Befeuchter-Heizvorrichtung 106, einen Brennstoff-Supererhitzer 107 und eine Befeuchter-Bodenpumpe 108 ein. Die Zuführungen zum chemischen Prozess schließen trockenes Brenngas, das über Leitung 109 dem Befeuchter 101 zugeführt wird, Zusatzwasser, das über Leitung 110 dem Brennstoffbefeuchter 101 zugeführt wird, einen Umgebungsluftstrom 111 und einen Kühlwasserstrom (CW) 112 ein. Die Abgaben des chemischen Prozesses sind Schornsteingas, das durch den Pfeil 113 bezeichnet ist, und ein Strom (CW) 114 verbrauchten Wassers. Die von (nicht gezeigten) ein oder mehreren Generatoren, die mit der Gas- und Dampf-Turbine gekoppelt sind, erzeugte elektrische Energie ist natürlich auch eine Prozessabgabe.
  • Wie in 1 gezeigt, wird durch Leitung 109 zugeführtes trockenes Brenngas durch Brenngasbefeuchter 101 geblasen, der eine gepackte oder mit Böden versehene Säule ist, in der das Brenngas mit Wasser befeuchtet wird. Das befeuchtete Brenngas tritt oben aus dem Befeuchter aus und wird unter Benutzung einer Bodenzyklus-Heizquelle in einem Brennstoff-Überhitzer 107 überhitzt. Aus dem Brennstoff-Überhitzer 107 tritt der überhitzte befeuchtete Brennstoff in die Gasturbine 102 zur Verbrennung ein. Die heißen Gase der Gasturbine ergeben eine Abgasströmung durch Leitung 120 zum HRSG 105. Der HRSG 105 umfasst einen zentralisierten Wärmeaustauscher mit mehreren Einheiten zur Rückgewinnung von Wärme aus den Abgasen der Gasturbine 102. Die Abgase treten aus dem HRSG 105 zum Schornstein 113 aus. Aus dem Abgas der Gasturbine 102 rückgewonnene Wärme wird zum Erzeugen von Dampf benutzt, der durch die Dampfturbine 103 verwendet wird. Die Gasturbine 102 und die Dampfurbine 103 treiben eine oder mehrere, nicht dargestellte, Generatoren an, um Elektrizität zu erzeugen. Das aus den Dampfturbinen Ausströmende wird im Kühler 104 unter Benutzung von Kühlwasser 112 kondensiert und über Leitung 122 in den HRSG 105 zurückgeführt.
  • Wasser, das den Boden des Brenngasbefeuchters 101 durch Befeuchterbodenpumpe 108 verlässt, tritt in den HRSG 105 ein und gewinnt Wärme vom Gasturbinenabgas im Befeuchter-Erhitzer 106 zurück. Das erhitzte Wasser wird über Leitung 136 zum Brenngasbefeuchter 101 zurückgeführt, um trockenes Brenngas zu befeuchten. Zusatzwasser wird über Leitung 110 dem Brenngasbefeuchter zugeführt, um das mit dem befeuchteten Brenngas austretende Wasser zu ersetzen.
  • Eine schematische Darstellung einer konventionellen Dreielement-Pegelsteuerung für einen Brenngasbefeuchter ist in 2 veranschaulicht. Wie dargestellt, wird der Wasserpegel in der Brenngas-Befeuchtersäule 201 durch den Pegelregler 202 gesteuert. Der Pegelregler 202 stellt Ventil 203 ein, um die Zufuhr von Zusatzwasser über Leitung 210 zur Säule 201 zu verstärken oder zu vermindern, was dazu führt, dass der Wasserpegel 204 entsprechend steigt oder fällt. Ventil 203 ändert die Strömungsrate des Zusatzwassers in der Zusatzwasserleitung 205. Leitung 209 führt erhitztes Wasser zurück, das vom Boden des Befeuchters 201 durch die Befeuchter-Bodenpumpe 208 über den Befeuchter-Erhitzer 230 gepumpt wird. Die Leitungen 209 und 210 stehen mit dem Oberteil der Brenngas-Befeuchtersäule 201 in Verbindung, um das trockene Brenngas zu befeuchten. Über Leitung 206 zugeführtes trockenes Brenngas tritt in den Brenngasbefeuchter 201 ein, kommt mit Wasser innerhalb der Säule in Berührung, das über die Leitungen 209 und 210 bereitgestellt ist, und tritt aus der Säule als befeuchtetes Brenngas durch Leitung 207 aus. Trockenes Brenngas in Leitung 206 hat einen vernachlässigbaren Feuchtigkeitsgehalt, während das befeuchtete Brenngas in Leitung 207 einen nicht zu vernachlässigenden Prozentsatz der Feuchtigkeit (> 5%) aufweist.
  • Der Pegelregler 202 stellt Ventil 203 unter Benutzung der Zuführungs-Vorwärtssteuerung als eine Funktion gewisser Messungen variabel ein. Der Pegelsensor 211 misst den Wasserpegel 204 im Befeuchter 201. Der Strömungsraten-Sensor (Fluss) 212 misst die Strömungsrate trockenen Brenngases in Leitung 206, das in den Befeuchter 201 strömt, und der Strömungsraten-Sensor (Fluss) 213 misst die Strömungsrate des Zusatzwassers in Leitung 205, das in den Befeuchter 201 fließt. Strömungsraten-Sensor (Fluss) 214 misst die Strömungsrate befeuchteten Brenngases in Leitung 207. Die gemessene Strömungsrate trockenen Brenngases in Leitung 206 wird von der gemessenen Strömungsrate befeuchteten Brenngases in Leitung 207 subtrahiert, um die Strömungsrate des Wassers zu bestimmen, das den Befeuchter vermischt mit dem befeuchteten Brenngas in Leitung 207 verlässt. Dies wird durch GLEICHUNG 1 gezeigt: Wasserkomponente der Ausströmung = nasse Brennstoffausströmung – trockene Brennstoffeinströmung
  • Die Pegelsteuerung 202 kombiniert diese errechnete Zahl mit dem durch Pegelsensor 211 gemessenen Wasserpegel und der durch Strömungsraten-Sensor 213 in Leitung 205 gemessenen Strömungsrate des Zusatzwassers, um die geeignete Einstellung für Ventil 203 zu ermitteln. Dieses Subtraktionsverfahren zum Ermitteln der Strömungsrate des mit befeuchtetem Brenngas in Leitung 207 austretenden Wassers hat einen großen unvermeidbaren Fehler, der durch die Vergrößerung des Messfehlers der Strömungsrate befeuchteten Brenngases in Leitung 207 verursacht wird. Primär wird dieser Fehler durch die angenäherte Äquivalenz der Strömungsrate trockenen Brenngases und der Strömungsrate befeuchteten Brenngases verursacht, d.h., die Brennstoff-Feuchtigkeit im befeuchteten Strom ist gering mit Bezug auf die Gesamtströmung, so dass der Strömungs-Messfehler der Gesamtströmung groß mit Bezug auf die Brennstofffeuchtigkeit ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 3 abgebildet ist, bei der gleiche Teile durch um 100 vergrößerte gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind, ist der Brenngasbefeuchter 301 ähnlich dem Brenngasbefeuchter von 2. Das Steuerungssystem dafür ist jedoch recht verschieden. In 3 werden ein Temperatursensor 315 und ein Drucksensor 316 zum Messen des befeuchteten Brenngases in Leitung 307 eingesetzt. Der Anteil oder Prozentsatz der Feuchtigkeit in dem befeuchteten Brenngas in Leitung 307 ist eine Funktion der Temperatur und des Druckes und er kann aus diesen Parametern errechnet werden. Die Strömungsrate der Wasserkomponente, die zusammen mit dem befeuchteten Brenngas aus dem Befeuchter 301 austritt wird dann errechnet, z.B. durch Multiplizieren der Strömungsrate einströmenden trockenen Brenngases in Leitung 306 mit dem prozentualen Feuchtigkeitsgehalt des befeuchteten Brenngases in Leitung 307, dividiert durch 1 minus dem prozentualen Feuchtigkeitsgehalt des befeuchteten Brenngases in Leitung 307. Diese Berechnung wird durch GLEICHUNG 2 gezeigt:
  • Figure 00120001
  • Nachdem die Strömungsrate der zusammen mit dem befeuchteten Brenngas in Leitung 307 austretenden Wasserkomponente ermittelt worden ist, benutzt die Pegelsteuerung 302 einen Algorithmus, um das Ventil 303 in der Zusatzwasser-Leitung 205 einzustellen und dadurch den Wasserpegel 304 am Boden des Brenngasbefeuchters 301 zu steuern.
  • Eine andere bevorzugte Ausführungsform eines Zufuhrsystems für befeuchtetes Brenngas gemäß der vorliegenden Erfindung, das allgemein mit 400 bezeichnet ist, ist in 4 veranschaulicht. Diese Ausführungsform ist ähnlich der in 3 abgebildeten Ausführungsform und es wurden um 100 vergrößerte gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile wie in der vorherigen Ausführungsform benutzt. Feuchtigkeitssensor 417 misst den Feuchtigkeitsgehalt des befeuchteten Brenngases in Leitung 407 direkt und ersetzt also den Temperatursensor 315 und Drucksensor 316, die in 3 gezeigt sind. Die Menge des zusammen mit befeuchtetem Brenngas in Leitung 407 austretenden Wassers wird in der gleichen Weise wie in der bevorzugten Ausführungsform errechnet, die oben unter Benutzung von GLEICHUNG 2 beschrieben ist. Die Pegelsteuerung 402 benutzt die errechnete Was sermenge, die zusammen mit dem befeuchteten Brenngas in Leitung 407 austritt, die Strömungsrate des Zusatzwassers in Leitung 405 und den Pegel 404 des Wassers, um Ventil 403 und somit die Wasserströmung aus den kombinierten Strömungen von Zusatzwasser über Leitung 405 und Rückführungswasser über Leitung 409 in den Befeuchter 401 geeignet einzustellen.
  • Während die Erfindung unter Bezugnahme darauf beschrieben wurde, was derzeit als praktischste und bevorzugte Ausführungsform angesehen wird, sollte klar sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist, sondern im Gegenteil verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken soll, die in den Rahmen der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Steuern des Wasserpegels in einem Brenngasbefeuchter mit den Schritten: Ermitteln (315, 316, 302) eines Anteils des Wassers in dem von dem Brenngasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas; Ermitteln (313) einer Strömungsrate des in den Brenngasbefeuchter eintretenden trockenen Brenngases; Ermitteln einer Strömungsrate des Wasseranteils in dem von dem Brenngasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas ohne direkte Strömungsmessung des befeuchteten Brenngases; und Einstellen (303) eines Stroms von in den Brenngasbefeuchter eintretendem Zusatzwasser in Abhängigkeit von der bestimmten Strömungsrate des Wasseranteils in dem den Brenngasbefeuchter verlassenden befeuchteten Brenngas, um den Pegel des Wassers in dem Brenngasbefeuchter zu steuern, um dadurch einen stabilen Wasserpegel in dem Brenngasbefeuchter über alle stationären und vorübergehenden Betriebszustände stabil zu halten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das das Ermitteln (312) einer Strömungsrate von in den Brenngasbefeuchter eintretendem Zusatzwasser, Ermitteln des Pegels des Wassers in dem Brenngasbefeuchter und Einstellen des Stroms des in den Brenngasbefeuchter eintretenden Zusatzwassers in Bezug auf die Strömungsrate des den Brenngasbefeuchter in dem be feuchteten Brenngas verlassenden Wassers und des Pegels des Wassers in dem Brenngasbefeuchter in Bezug auf dessen Pegel-Sollpunkt umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Ermittlung des Anteils des Wassers in dem den Brenngasbefeuchter verlassenden befeuchteten Gas die Ermittlung (315, 316) einer Temperatur und eines Druckes des von dem Brenngasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngases beinhaltet.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt der Ermittlung des Anteils des Wassers in dem von dem Brenngasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas das Erfassen (417) der Feuchtigkeit des befeuchten Brenngases und das Erzeugen eines Signals in Reaktion darauf, und die Steuerung des Pegels des Wassers in dem Befeuchter in Reaktion auf das Signal beinhaltet.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei: sich der Brenngasbefeuchter (101) in einem System mit kombiniertem Zyklus mit einer Gasturbine (102) und einer Dampfturbine (103) zum Erzeugen von Elektrizität, einem Wärmerückgewinnungs-Dampfgenerator (105) zum Rückgewinnen von Wärme aus den Abgasen der Gasturbine und zum Erzeugen von Dampf zur Verwendung in der Dampfturbine und dem Brenngasbefeuchter (301) befindet, um befeuchtetes Brenngas in der Gasturbine zuzuführen; das Ermitteln (315, 316, 302) eines Anteils des Wassers in dem von dem Brenngasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas ferner in Reaktion darauf das Erzeugen eines ersten Signals umfasst; das Ermitteln einer Strömungsrate des in den Brenngasbefeuchter eintretenden trockenen Brenngases ferner in Reaktion darauf das Erzeugen eines zweiten Signals umfasst; und das Ermitteln einer Strömungsrate des Wassers in dem von dem Brenngasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas ohne direkte Strömungsmessung des befeuchteten Brenngases unter Verwendung der ersten und zweiten Signale durchgeführt wird.
  6. Vorrichtung zum Steuern eines Wasserpegels in einem Brenngasbefeuchtersumpf, mit: einem Sensor (313) zum Messen einer Strömungsrate eines in den Brenngasbefeuchter eintretenden trockenen Brenngases und zum Erzeugen eines zweiten Signals in Reaktion darauf; einer Einrichtung zum Ermitteln (315, 316, 302) eines Anteils des Wassers in dem von dem Brenngasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas ohne direkte Strömungsmessung des befeuchteten Brenngases und zum Erzeugen eines ersten Signals in Reaktion darauf; einer Einrichtung zum Ermitteln einer Strömungsrate des Wassers in dem von dem Brenngasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas aus den ersten und zweiten Signalen und ohne direkte Strömungsmessung des befeuchteten Brennstoffgases; und einer Steuerung (302) zum Steuern der Strömung des in dem Brenngasbefeuchter eintretenden Zusatzwassers in Abhängigkeit von der ermittelten Strömungsrate des Wassers in dem von dem Brenngasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas, um dadurch den Pegel des Wassers in dem Brenngasbefeuchter zu steuern.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Einrichtung zum Ermitteln des Anteils des Wassers in dem befeuchteten Brenngas Sensoren zum Bestimmen der Temperatur und des Druckes in dem von dem Brenngasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas enthält.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Einrichtung zum Ermitteln des Anteils des Wassers in dem von dem Brenngasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngas einen Sensor zum direkten Messen des Anteils des Wassers in dem von dem Brenngasbefeuchter gelieferten befeuchteten Brenngases enthält.
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