DE943204C

DE943204C - Method for reducing the harmful effects of combustion products in the combustion chamber in a gas turbine plant

Info

Publication number: DE943204C
Application number: DES38539A
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1953-04-16
Filing date: 1954-04-04
Publication date: 1956-05-17

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 Gasturbinenanlage mittels Zusatzstoffen auf der Basis der Si 0.-Al.. 0.-Reihe (Aluminiumsilikate).Process for reducing the adverse effects of combustion products the combustion chamber in a gas turbine plant The invention relates to a method to reduce the disruptive effects of combustion products of the combustion chamber in a gas turbine plant using additives based on the Si 0.-Al .. 0. series (Aluminum silicates).

Zum Vermindern dieser störenden Wirkungen, welche insbesondere durch erhöhte Korrosion und Ablagerungen entstehen und z.B. auf Vanadiumverbindungen und auch auf Alkali- und Erdalkalisulfate zurückgehen können, hat man schon die verschiedensten Zusätze zum Brennstoff, zur Flamme oder zu den Verbrennungsprodukten vorgeschlagen und in Kleinversuchen, im Laboratorium und am Modell mittels dieser Zusätze scheinbare Erfolge erzielt.To reduce these disruptive effects, which in particular by increased corrosion and deposits occur and e.g. on vanadium compounds and can also be traced back to alkali and alkaline earth sulfates, one has already got the most diverse Suggested additives to fuel, flame or combustion products and apparent in small experiments, in the laboratory and on the model by means of these additions Achieved success.

Im Großversuch an der wirklichen Gasturbinenanlage zeigt sich jedoch, daß Zusätze, welche sich, wie das z. B. bei Mg0 der Fall ist, im Kleinversuch bewährten, zwar auch im Großversuch z. B. Korrosion zu vermindern vermögen, durch sie aber dann an anderen Stellen der Gasturbinenanlage durch erhöhte Ablagerungen z. B. an den Turbinenschaufeln störende Wirkungen hervorrufen.In the large-scale test on the real gas turbine plant, however, it is shown that that additives, which, like z. B. is the case with Mg0, proven in small-scale tests, although also in large-scale experiments z. B. Ability to reduce corrosion, but through them then at other points of the gas turbine system by increased deposits z. B. at cause disruptive effects on the turbine blades.

Ebenso hat es sich erwiesen, daß auch Stoffe, wie Aluminiumoxyd, Titanoxyd, Zirkonoxyd, die sonst als mit schwefliger Säure nur schwer reagierende Stoffe anzusehen sind, unter den Verhältnissen des Großversuchs trotzdem Sulfate bilden und dadurch störende Wirkungen hervorrufen.It has also been shown that substances such as aluminum oxide, titanium oxide, Zirconium oxide, which otherwise only reacts with difficulty than with sulphurous acid Fabrics are to be considered, under the conditions of the large-scale experiment, sulphates are nonetheless formed and thereby cause disruptive effects.

Einen Faktor dieser' Schwierigkeiten könnte man dadurch eliminieren, daß man unter Verzicht auf die Verwendung von Zusatzstoffen lediglich mittels einer reduzierend geführten Verbrennung die Vanadiumschäden vermindern und die Bildung von Sulfaten verzögern könnte. Hierbei würde aber der hohe Dampfdruck, insbesondere des Natriumoxyds, hinderlich bleiben, da dieses durch seine Reaktionsfähigkeit und die leichte Bildung von Schmelzen zu Ansätzen führt. Diesen. Schwierigkeiten ließe sich zwar durch eine außerordentliche Menge von Flugkoks entgegenarbeiten, den man aus der reduzierenden Verbrennung gewinnen könnte, jedoch nur unter Schädigung der Brennstoffwirtschaftlichkeit sowie unter Inkaufnahme unzulässig starker mechanischer Erosionen der Anlage.One factor of these difficulties could be eliminated by that you waive the use of additives only by means of a Reduced combustion reduce the vanadium damage and the formation of sulfates could delay. Here, however, the high vapor pressure, in particular of sodium oxide, remain a hindrance, as this is due to its reactivity and the easy formation of melts leads to deposits. This one. Difficulties to counteract with an extraordinary amount of flying coke that one could gain from the reducing combustion, but only with damage to the Fuel economy as well as accepting impermissibly strong mechanical Erosions of the plant.

Gemäß der Erfindung wird nun vorgeschlagen, zwar auf eine Verwendung von Zusatzstoffen nicht zu verzichten, unter den bekannten Zusatzstoffen aber solche auszuwählen, welche den Dampfdruck, insbesondere des Natriumoxyds, wesentlich herabhetzen, wie solches bei Zusatzstoffen auf der Basis der Si0.--AI,0"-Reihe, also bei Aluminiumsilikaten z. B. bei Kaolin, der Fall ist, und die Erfindung besteht darin, daß zugleich der Brennvorgang reduzierend geführt wird.According to the invention it is now proposed, although for one use Not to be without additives, but among the known additives there are some select the ones that significantly lower the vapor pressure, especially of the sodium oxide, As is the case with additives based on the Si0 .-- Al.0 "series, i.e. with aluminum silicates z. B. with kaolin, the case, and the invention consists in that at the same time Firing process is performed reducing.

Aus dieser Kombination entsteht der Vorteil, daß, selbst wenn hierbei die Aluminiumsilikate zusammen mit den Aschebestandteilen des Brennstoffs irgendwelche flüssigen oder halbflüssigen Verbindungen eingehen sollten, diese doch vom festen Gerüst der durch den reduzierend geführten Brennvorgang reduzierten Aschenbestandteile aufgenommen und mitgetragen werden.This combination has the advantage that, even if here the aluminum silicates together with the ash components of the fuel any liquid or semi-liquid compounds should enter into, but these of the solid Structure of the ash constituents reduced by the reduced burning process be taken up and carried along.

Es entsteht der weitere Vorteil, daß, falls der flüssige Anteil der Asche noch zu groß sein sollte, man z. B. durch Änderung des Sekundärluftstroms, der Teilchengröße usw. je nach Bedarf die Menge des festen Gerüstes noch erhöhen kann.There is the further advantage that, if the liquid portion of the ash should still be too large, z. B. can not increase by changing the secondary air flow, particle size, etc. according to need, the amount of the solid framework.

Ein sehr wesentlicher Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens ist, daß die Vanadiumverbindungen unschädlich gemacht sind und daß die Zusätze wesentlich geringer gehalten werden können, da die Sulfatbildung vermieden wird.A very important advantage of the proposed method is that the vanadium compounds are rendered harmless and that the additives are essential can be kept lower because the sulfate formation is avoided.

Claims

PATENT CLAIM.- A method for reducing the disruptive effects of combustion products of the combustion chamber in a gas turbine system by means of additives based on the S'02-A'20 series (aluminum silicates), characterized in that the combustion process is reduced at the same time. Attracted, pamphlets: Swiss Archives for Applied Science and Technology, 17 (1951), No. 122, pp. 359, 362 and 363; Dissertation Paul A m g wer d, "Investigations into the 'attack of vanadium-containing oil ash on heat-resistant steels", ETH, Zurich 1949.