DE928858C

DE928858C - Verfahren zum Vermindern stoerender Wirkungen von Verbrennungs-produkten der Brennkammer in einer Gasturbinenanlage

Info

Publication number: DE928858C
Application number: DES38540A
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1953-04-16
Filing date: 1954-04-04
Publication date: 1955-06-13

Description

Verfahren zum Vermindern störender Wirkungen von Verbrennungsprodukten der Brennkammer in einer Gasturbinenanlage Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Vermindern störender Wirkungen von Verbrennungsprodukten der Brennkammer in einer Gasturbmenanlage mittels Zusatzstoffe.
Beim Arbeiten mit der Verbrennungsturbine entstehen störende Wirkungen durch beschleunigte Korrosion und durch Ablagerung von Aschebestandteilen.
Man hat schon die verschiedensten Zusätze vorgeschlagen, die zum Brennstoff, zur Verbrennung oder zu den Verbrennungsprodukten gemacht werden sollten, um diese störenden Wirkungen zu beheben, und die sich zwar in Laboratoriums- und Modellversuchen scheinbar als wirksam erwiesen.
Eingehende Versuche an einer ausgeführten Gasturbinenanlage haben aber gezeigt, daß die Vorgänge durchaus nicht so einfach sind, wie sie nach den Laboratoriums- und Modellversuchen zu sein schienen.
Die Verseuche lieferten die neue Erkenntnis, daß es zwar gelingt, einen Zusatzstoff so auszuwählen, daß er unter den gegebenen Verhältnissen an einer bestimmten Stelle der Gasturbinenanlage das Entstehen störender Wirkungen verhütet, daß er aber alsdann an .einer anderen Stelle der Anlage störende Wirkungen hervorzubringen vermag. Sie lieferten weiter die neue Erkenntnis, daß, wenn zwar ein Zusatzstoff gefunden ist, welcher unter den gegebenen Verhältnissen .an einer Stelle der Anlage das Entstehen störender Wirkungen verhütet, und ein anderer, welcher das gleiche an einer anderen Stelle der Anlage vollbringt, daß dann eine Mischung dieser beiden Zusatzstoffe unerwarteterweä!se nicht imstande ist, an diesen genannten beiden Stellen zugleich das Entstehen störender Wirkungen zu vermindern.
So .erweist sich z. B. bei einer Anlage, hei welcher :auf die Brennkammer .ein Lufterhitzer folgt, in welchem die Verbrennungsgase zunächst einen Teail ihrer Wärme an einen Luftkreislauf abgeben, bevor sie dann m einer Turbine Arbeit leisten, ein Zusatz von Mg0 als sehr wirksam gegen die Vanadiumkorrosion im Lufterhitzer und bildet ,an dieser Stelle kaum Ansätze; bei den niedrigeren Temperaturen der Turbine aber bilden sich aus der schwefligen Säure der Abgase _ große Mengen an Magnesiumsulfat, die ein baldiges Abstellen der Anlage erzwingen. Kaolin hingegen als Zusatzmittel schwächt die Sulfarbildung, so daß sich in der Turbine keine Ablagerungen bilden. In diesem Fall entstehen aber die Sch-,vierigleeiten beim Eingang des Lufterhitzers, da der Kaolin mit den. immer vorhandenen Alkali- und Erdalkaliverbindungen reagiert und dabei zumindest teilweise schmilzt. Die Eutektika mit den Alkalioxyden schmelzen bei goo bis rooo° C, welcher Wert .durch vorhandenes Vanadiumoxyd und Eisenoxyd noch weiter herabgesetzt wird.
Nimmt man als Zusatz ein Gemisch von Mg0 und Kaolin, so erhält man außerordentlich starke Ablagerungen an der heißen Stelle, so daß dieses Gemisch nicht verwendet werden kann.
Zwecks Beseitigung dieser Schwierigkeiten wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, an mindestens zwei Querschnitten des Gasweges der Gasturbinenanl.age voneinander verschiedene Zusatzstoffe zuzugeben.
Insbesondere eimpfiehlt es sich, an einem heißeren Querschnitt gegen Korrision wirksame, nicht sinternde Zusätze zu machen und an einem kälteren Querschnitt Zusätze, -welche Sulfate zersetzen, die dort etwa schon vorhanden sind, und die Bildung weiterer Sulfate verhüten.
Es kann an einem heißeren Querschnitt Mg 0 und an einem kälteren Querschnitt Aluminiumsilikat, z. B. Kaolin, Montmorillonit, zugesetzt werden. Hierbei wird man die Menge des zugesetzten Mg0 (an dessen Stelle auch eine Mg0 liefernde Verbindung oder auch reines Mg treten kann) insbesondere dem Vanadiumgehalt des Brennstoffes anpassen und diese Menge hierbei so klein wie möglich wählen, da sich ja aus Mg0 Magn.esiumsulfat zu bilden vermag, welches als weiteres störendes Sulfat zu den ohnehin sich bildenden Alkalisulfaten hinzutreten würde. Die Menge der zugesetzten Aluminiumsilikate hingegen wird man dem Alkaligehalt des Brennstoffes anpassen unter Berücksichtigung, wie eben erwähnt, auch der zugesetzten Mg 0-Menge- Bei dem erwähnten Beispiel einer Gasturbinenanlage wird man also eine relativ kleine Menge M-0 vor dem Lufterhitzer zwecks Vermeidung störender Wirkungen des Vanadiums und eine größere Menge Kaolin hinter dem Lufterhitzer bzw. vor der Turbine zusetzen, um die Sulfatbildun.g und damit die Bildung störender Ansätze an dieser Stelle zu vermeiden.
Auch kann an einem heißeren Querschnitt Zirkonsilikat und an einem kälteren Querschnitt Aluminiumsilikat, z. B. Kaolin, zugesetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zum Vermindern störender Wirkungen von Verbrennungsprodukten der Brennkammer in einer Gasturbinen.anlage mittels Zusatzstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens zwei Querschnitten des Gasweges der Gasturbinenanlage voneinander verschiedene Zusatzstoffe zugegeben werden. a. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß an einem heißeren Querschnitt gegen Korrosion wirksame, nicht sinternde Zusätze .gemacht - werden und an einem kälteren Querschnitt Zusätze, welche Sulfate zersetzen, die dort etwa schon vorhanden sind und die Bildung weiterer Sulfate verhüten. 3. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, da,ß an einem heißeren Querschnitt Mg0 und an einem kälteren Querschnitt Aluminiumsilikat zugesetzt wird. 4. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß an einem heißeren Querschnitt Zirkonsilikat und an einem kälteren Querschnitt Aluminiumsilikat zugesetzt wird.