DE959869C

DE959869C - Gasturbinenanlage mit einer mit Rueckstandsoelen oder festen Brennstoffen befeuerten Brennkammer

Info

Publication number: DE959869C
Application number: DEL18190A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Richard Stroehlen
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1954-03-07
Filing date: 1954-03-07
Publication date: 1957-03-14

Description

Gasturbinenanlage mit einer mit Rückstandsölen oder festen Brennstoffen befeuerten Brennkammer Bei der Verbrennung von, Rückstandsölen oder auch festen Brennstoffen in. Brennkammern für Gasturbinenan;lagen muB, besonders bei hohen Temperaturen, mit stark korrodierenden Bestandteilen in, den Verbrennungsgasen gerechnet werden. Bei den Rückstandsölen, hand ;elt es sich hierbei vorwiegend um korrodierende Bestandteile aus Natriumsulfat (Na2 S 04) oder Vanadiumpentoxyd (V205), das bei Temperaturen über 65o° C bereits flüssig wird und dann schon in geringer Konzenr tration auf den Metallteilen. der Turbine starke Korrosionsschäden hervorruft.
Es ist bekannt, dem Brennstoff korrosionshindernde Bestandteile beizumischen, um Vor= brennungsprodukte mit hohem Schmelzpunkt zu erhalten. Die Beimengungen müssen. jedoch auf ro bis 2o ,u vermahlen und in Rührwerkein fein verteilt werden, was kostspüelige Aufbereitungsanlagen und -verfahren erfordert. Außerdem ist es bekannt, der Turbine einen Gasreiniger vorzuschalten, der mit hitzebeständigen.. Körpern z. B. aus Metall gefüllt bzw. von ihnen durchströmt wird, welche der Größe, Form und. Oberfläche nach eine fließfähige Masse bilden, die zeitweise abgefüllt, gereinigt und wieder eingefüllt oder im Kreislauf bewegt und dabei gereinigt wird. Das Reinigen dieser Filtermasse bei etwa 700° ist jedoch schwierig und hat Wärmeverluste zur Folge, was den thermischen Wirkungsgrad herabsetzt. Die für das Fließen erforderliche glatte Oberflächenbeschaffenheit der die Massel bildenden Körper hat außerdem einen hohen Korrosionswiderstand; zur Folge, so daß die korrodierende Eigenschaft der Rauchgase nicht in hinreichendem Maße aufgezehrt wird..
Gemäß der Erfindung ist der Gasreiniger mit Stoffen gefüllt, die einem. geringeren Korrosionswiderstand als die nachgeschalteten Rohrleitungen, und insbesondere als die Turbinenteile! der für hohe Verbrennungstemperatur vorgesehenen, Gasturbinen besitzen. Als solche Stoffe kommen Späne, z. B: Drehspäne aus zunderfreiem, jedoch eine große chemische Affinität aufweisenden Metall in Frage. Beim Durchgang der Gase durch den. Gasreinigerwerden die korradierenden.Gasbestandteile wirksamer, als es bisher möglich war, an. die eine große und rauhe Oberfläche aufweisenden Metallspäne gebunden, so daß das Gas ohne Korrosionsgefahr für die nachgeschalteten Rohrleitungen und Turbinenteile weitergeleitet werden kann.
In gewissen Zeitabständen muß der Füllstoff des Gasreinigers erneuert werden. Zur Aufrechterhaltung eines stetigen Betriebes sind daher in an sich bekannter Weise zwei Gasreiniger vorzusehen., die wechselweise umgeschaltet werden können. Diese Anordnung ist für sich allein nicht Gegenstand der Erfindung.
Um die Reaktionsgeschwindigkeit dies Reinigungsprozesses zu erhöhen., empfiehlt es sich, die Gasreinigung bei einer höheren Temperatur als der Betriebstemperatur der Turbine vorzunehmen. Ein Teil der erforderlichen Sekundärluft wird daher den Verbrennungsgasen erst nach dem Durchgang durch die Brennkammer und den Gasreiniger beigemischt. Diese beiden Maßnahmen sind ebenfalls an sich bekannt und sind für sich allein nicht Gegenstand der Erfindung.
Zur Sicherstellung der Haltbarkeit bei derartig hohen Betriebstemperaturen ist es vorteilhaft, den Gasreiniger doppelwandig auszuführen, wobei der Innenmantel hauptsächlich die Temperaturbeanspruchungen, der Außenmantel dagegen die Druckbeanspruchungen aufzunehmen hat. Für den Druckausgleich kann der Innenmantel mit Bohrungen versehen werden, während der Raum zwischen den beeiden Mänteln mit Isoliermaterial angefüllt wird, um eine möglichst niedrige Temperatur am Außenmantel zu erhalten.
Die Zeichnung zeigt in Fig. i in schematischer Darstellung die Verwendung .eines derartigen Gasreinigers in einer offenen Gasturbinenanlage. Die aus dem Wärmetauscher i kommende verdichtete Luft strömt zum Teil über die Leitung 2 in die Brennkammer 3. Der restliche Teil wird über die Leitung q. abgezweigt und erst nach dem Durchgang der übrigen Luftmenge durch die Brennkammer 3 und den Gasreiniger 6 dieser wieder beigemischt. Im Gasreiniger 6 ergibt sich so eine höhere Temperatur als die Verbrauchstemperatur und auf diese Weise eine Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit des Reinigungsprozesses. 5 und 7 stellen Dreiwege-Ventile dar, mit denen die beiden getremrnten Einheiten. des Gasreinigers. 6 wechselweise umgeschaltet werden können. Nach dem Durchströmen des. Gasreinigers 6 wird das Gas noch in einem besonderen;, vorzugsweise mit dem Gasreiniger 6 zu einer Baueinheit verbundenen Abscheiden 8 von mitgerissenen Staubteilchen. berfTeit, bevor es durch die Beimischung der vorher abgezweigten Sekundärluft auf die Eintrittstemperiatur der Ga.sturbine9 gebracht wird. Mit io ist der Verdichter der Anlage bezeichnet.
Fig. z der Zeichnung stellt einen Schnitt durch dem. Gasreiniger dar. In, dem mit Bohrungen versehenen Innenbehälter 12 befinden sich diel zur Durchführung des Reinigungsprozesses geeigneten Metallspäne ii. Durch die Stutzen 1q. und; 15 strömt das Gas durch den Innenbehälter 12. Der Raum zwischen, dem Innenbehälter 12 und dien Außenmantel 13 ist mit Isoliermaterial gefüllt. Um das Eindringen. von Metallspänen; in die Rohrleitungen zu verhindern, sind. am Ein- und Austrittsstutzen 1q. bzw. 15 Siebe 16 und 17 angebracht.

Claims

PATENTAIJSPRÜCHE: i. Gasturbinenanlage mit einer mit Rückstandsölen oder festen Brennstoffen befeuerten Brennkammer, bei der die Rauchgase in unmittelbarem Anschluß an die Brennkammer einen Gasreiniger durchströmen., dadurch gekennzeichnet, daß der Gasreiniger mit Stoffen gefüllt ist, die einen. geringeren Korrosionswiderstand als die nachgeschalteten Rohrleitungen und; insbesondere als die Turbinenteile, der mit hohen Verbrennungstemperaturen betrenbbaren Gasturbinen besitzen.
2. Gasturbinenanlage nach Anspruch i, da,-durch gekennzeichnet., daß der Gasreiniger mit Metallspänen gefüllt ist.
3. Gasturbinenanlage nach Anspruch. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallspäne zwar aus korrosionsempfindlichen, jedoch zunderfesten Metallen bestehen. q.. Gasturbinenanlage nach. Anspruch, i, dädurch gekennzeichnet, daß zwei getrennte Gasreiniger vorgesehen sind, die wechselweise abschaltbar sind. 5. Gasturbinenanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasreiniger eine Doppelmantelisolation aufweist, wobei der Innenmantel vorwiegend die Temperaturbeanspruchung und der Außenmantel vorwiegend die Druckbeanspruchung aufnimmt. 6,. Gasturbinenanlage nach Anspruch i, da durch gekennzeichnet, daß zur Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit der Gasreiniger mit höherer Temperatur durchströmt wird,, als die Gasturbine betrieben. wird, wobei ein Teil der Sekundärluft erst hinter dem Gasreiniger zugesetzt wird. 7. Gas.turbinenainlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gasreiniger ein. Abschender für die mitgerissenen Staubteilchen nachgeschaltet ist. B. Gasturbinenanlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daB der Abscheider mit dem Gasreiniger zu einer Baueinheit verbunden, ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 869 447; schwoizerische Patentschrift Nr. 288 249; französische Patentschrift Nr. i 045 85I ; Brennstoff Wärme Kraft (BWK), Bd. 5 (r953) Nr. io, S. 352,353; Schweizerische Bauzeitung, Ball. 72 (i954) Nr. 7, S. 79 bis 82.