DE947843C - Verfahren zur Verwendung des bei Druckvergasern anfallenden Schleusengases im Gasturbinenbetrieb - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verwendung des bei Druckvergasern anfallenden Schleusengases im. Gasturbinenbetrieb Die Gasturbine hat im allgemeinen. nur dann. Aussicht, in großen Zentralen zur Erzeugung elektrischen Stromes herangezogen zu werden, wenn es gelingt, als Brennstoff mittelbar oder unmittelbar Kohl,& zu verwenden. Dei- Druckvergaser gestattet nun die mittelbare Verwendung von Kohle. Die Druckvergasung hat außer der beachtlichen Verkleinerung der Abmessungen der Vergaser unter anderem noch den Vorteil, daß das Gas nicht verdichtet zu werden braucht. Es kann aus dem Gaserzeuger sogleich den Brennkammern, der. Gasturbinen. zugeführt werden.
• Normalerweise arbeiten die Gasturbinen. mit einem verhältnismäßig niedrigen Druck, der jedenfalls bedeutend unter dem im Druckvergaser herrschenden, liegt. Man, kann -aber bekanntermaßen den Eintrittsdruck der Gasturbinen dem Druck der Druckvergaser angleichen, wenn man während der Verdichtung der Luft Zwischenkühlungen und während der Dehnung der Verbrennungsgase Zwischenerhitzungen, vorsieht.
• Beim Einschleusen des Brennstoffes in die Druckvergaser entweicht jedesmal eine nicht ganz unbedeutende Gasmenge, die als sogenanntes Schleusengas in Gasbehältern, gesammelt wird. Da dieses Gas nur Atmosphärendruck besitzt, kann es nicht ohne weiteres für die Speisung der Brennkammern der Gasturbinen verwendet werden. Die Menge des Schleusengases liegt immerhin in der Größenordnung von :2 % der Gaserzeugung im Druckvergaser.
• Es sind nun schon Verfahren bekanntgeworden, nach denen das Schleusengas zur Erzeugung von Vergasungsdampf oder HeiB,wasser verbrannt wird. Diese Verfahren haben jedöcli verschiedene Nachteile.
• Die Energie des Schleusengases wird bei diesen bekannten Verfahren nicht vollkommen ausgenutzt. Die Druckgaserzeuger arbeiten im allgemeinen mit einem Druck von etwa 2o at. Der Druck des als Vergasungsmittel dienenden Dampfes muß daher etwas höher sein als dieser Druck. Bei efhem Dampfdruck von beispielsweise 25 at kann das verbrannte Schleusengas nur bis zu einem Wert, der beträchtlich über der Sättigungstemperatur des Dampfes, d. h. etwa 22o° C, liegt, ausgenutzt werden.
• Bei Einspritzung von Heißwasser in die im Wärmeaustauscher strömende Luft kann insbesondere nach Abstellen. der Gasturbinenanlage Wasser kondensieren. Um die Bildung von Rost im Wärmeaustauscher zu verhindern, muß also bei Wassereinspritzung rostsicherer, d. h. wesentlich teurerer Werkstoff verwendet werden.
• Nach der Erfindung wird nun das Schleusengas in einem Injektor, der vom Druckgas des Druckvergasers beaufschlagt wird, verdichtet und als Brenngas in eine Brennkammer, vorzugsweise in die Niederdruckbrennkammer, eingeführt.
• Auf diese Weise wird die Energie des Schleusengases restlos mit dem geringsten Aufwand in den Gasturbinenprozeß eingeführt. Gasturbinenanlagen mit Druckvergaser sind immerhin verhältnismäßig umfangreich. Man muß daher bestrebt sein, jede Verbesserung dieses Systems mit den --einfachsten Mitteln durchzuführen. Dies gilt in ganz besonderem Maße bei der Verwertung des Schleusengases, da die relativ geringe Menge des Schleusengases einen großen apparativen Aufwand wirtschaftlich nicht rechtfertigen würde.
• In der -Abbildung" ist eine Gasturbinenanlage mit Druckvergaser, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet, schematisch dargestellt. Der Verdichter i saugt bei 2 aus der Atmosphäre Luft an und drückt sie über den Zwischenkühler 3 zum Verdichter 4. Von hier wird sie über einen zweiten Zwischenkühler 5 zum Verdichter 6, weiter über einen dritten Zwischenkühler 7 zum Verdichter 8 geleitet. Nach Austritt aus dem Verdichter 8 strömt sie über den Wärmeaustauscher 9 zur HD-Brennkammer io. Durch Verbrennung von Gas werden hier Verbrennungsgase erzeugt, die die HD-Turbine i i beaufschlagen. Die Turbine. i i treibt die beiden Verdichter 6 und 8 an. Die.teilweise entspannten Verbrennungsgase gelangen dann zur Zwischenbrennkammer 12, in der durch zusätzliche Verbrennung von Gas die Temperatur der Verbrennungsgase wieder auf etwa den gleichen Wert wie vor der Turbine i i gebracht wird. Mit diesen Verbrennungsgasen wird die MD-Turbine 13 beaufschlagt, die die beiden Verdichter i und 4 antreibt. Die aus der Turbine 13 austretenden Verbrennungsgase werden noch einer zweiten Zwischenkammer 14 zugeleitet, wo wiederum durch zusätzliche Verbrennung von Gas die Temperatur der Verbrennungsgase erhöht wird. In der Turbine 15, die einen elektrischen Stromerzeuger 16 antreibt, werden die Verbrennungsgase restlos entspannt und durch die Leitung 17 zum Wärmeaustauscher 9 und von dort durch die Leitung 18 in die.Atmosphäre abgeführt.
• Ein Teil der verdichteten Luft wird nach Austritt aus dem Verdichter 8 durch die Leitung i9 abgezweigt und den kleinen mit dem Turbinenverdichtersatz 6, 8, i i gekuppelten Zusatzverdichter 2o zugeführt. Die hier weiterverdichtete Luft wird durch die Leitung 21 dem Druckvergaser 22 zugeleitet.
• Das im Druckvergaser erzeugte Gas wird durch die Leitung 23 zu einem Teil der Hochdruckbrennkammer io und durch die Leitung 24 zur Mitteldruckbrennkammer 12 geführt, während der restliche Teil durch die Leitung 25 zum Injektar 26 geleitet wird. Der Injektor saugt durch die Leitung a7 das Schleusengas aus dem Schleusengasbehälter 28 an und fördert es durch die Leitung 29 in die Niederdruckbrennkammer 14. Das im Druckvergaser 22 anfallende Schleusengas wird durch die Leitung 3o dem Schleusengasbehälter 28 zugeführt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Verwendung des bei Druckvergasern anfallenden Schleusengases in Gasturbinenanlagen, die aus mehreren hintereinandergeschaltetenTurbinen und Zwischenbrennkammern bestehen, in denen jeweils durch die zusätzliche Verbrennung von Gas die Temperatur der Verbrennungsgase erhöht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleusengas in einem Injektor, der.von dem Druckgas des Druckvergasers beaufschlagt wird, verdichtet wird -und daß es als Brenngas in eine Brennkammer, vorzugsweise in die Niederdruckbrenn kammer, eingeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 904 367, 803 62i, 800925.