DE966644C

DE966644C - Process for operating hot gas turbines

Info

Publication number: DE966644C
Application number: DEB31655A
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Flesch
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1956-07-02
Filing date: 1956-07-02
Publication date: 1957-08-29

Description

Gasturbinen sind den Dampfturbinen wirtschaftlich überlegen, wenn das zum Betrieb notwendige Gas entsprechend billig erzeugt werden kann. Geeignetes Gas hat man' bisher durch Verbrennen von Brennstoffen gewonnen. Die dafür nötige Verbrennungsluft hat man durch die aus der Turbine austretenden Gase vorgewärmt.Gas turbines are economically superior to steam turbines when the gas required for operation can be generated cheaply. Suitable Up until now, gas has been obtained by burning fuel. The one necessary for this Combustion air has been preheated by the gases emerging from the turbine.

Es wurde nun gefunden, daß man Heißgasturbinen mit Vorteil mit Verbrennungsgasen betreibt, die durch Verbrennen von Brennstoffen unter Druck in einer Wirbelschicht hergestellt wurden. Die Verwendung solcher Gase hat den Vorteil, daß zu ihrer Erzeugung weniger Luft benötigt wird als bei anderen Verbrennungsvorgängen. Die Verbrennung in Wirbelschicht hat den weiteren Vorteil, daß bei Verwendung von feinverteilten Brennstoffen die Flugstaubbildung geringer ist als bei der sonst üblichen Staubverbrennung. Ferner bietet die neue Arbeitsweise die Möglichkeit, Kohlen und Brennstoffe der verschiedensten Art, für die sonsi in der Regel besondere Verbrennungsvorrichtungen erforderlich sind, in der gleichen Anlage zu verbrennen.It has now been found that hot gas turbines can advantageously be used with combustion gases operates by burning fuel under pressure in a fluidized bed were manufactured. The use of such gases has the advantage of being able to generate them less air is required than in other combustion processes. The burn in fluidized bed has the further advantage that when using finely divided Fuels, the formation of airborne dust is lower than with the otherwise usual dust combustion. Furthermore, the new way of working offers the possibility of using coals and fuels of various kinds, for which sonsi usually special combustion devices are required to incinerate in the same facility.

Geeignete Brennstoffe sind neben den üblichen Kohle- und Koksarten insbesondere aschereiche Kohlen oder Ölrückstände. Auch flüssige oder gasförmige Brennstoffe können, vorteilhaft zusammen mit festen Brennstoffen, verwendet werden. Das für die Verbrennung erforderliche Wirbelbett wird zweckmäßig in bekannter Weise aus dem verwendeten Brennstoff oder Teilen davon, z. B. aus Kohlenasche oder Ölkoks, hergestellt. Die Verbrennung in der Wirbelschicht wird im übrigen in der üblichen Weise durchgeführt. Arbeitet man mit flüssigen Brennstoffen, z. B. mit billigen Rückstandsölen, so düst man diese zweckmäßig in die untere Schicht des Wirbelbettes, gegebenenfalls zusammen mit Verbrennungsluft, ein. Der sich dabei bildende Ölkoks, der langsamer verbrennt als das 01 selbst, kann zur Aufrechterhaltung der Wirbelschicht dienen.In addition to the usual types of coal and coke, suitable fuels are in particular ash-rich coals or oil residues. Liquid or gaseous fuels can also be used, advantageously together with solid fuels. The fluidized bed required for the combustion is expediently in a known manner from the fuel used or parts thereof, for. B. made of coal ash or oil coke. The combustion in the fluidized bed is otherwise carried out in the usual way. If you work with liquid fuels, e.g. B. with cheap residual oils, these are expediently jetted into the lower layer of the fluidized bed, optionally together with combustion air. The case which forms petroleum coke, the slower burn than the 01 itself may serve to maintain the fluidized bed.

Die im Wirbelbett erzeugten Verbrennungsgase werden in bekannter Weise, insbesondere durch Trockenabscheider, weitgehend von Staub befreit und in der Gasturbine entspannt. Die aus der Turbine austretenden Gase können ihre Wärme in Wärmeaustauschern, - z. B. zum Vorwärmen der Verbrennungsluft, abgeben: B e i s p i e 1 Olschiefer mit 28"/overbrennlichenBestandteilen wird bei 2 (s. Zeichnung) kontinuierlich in die Wirbelschichtbrennkammer i eingedreht. In der Wribelschichtbrennkammer befinden sich 35o kg teilverbrannter Ölschiefer, der durch Einblasen von 2oo m3/h Luft und 3o kg/h Dampf bei 3 und 4 in wirbelnder Bewegung gehalten wird.The combustion gases generated in the fluidized bed are largely freed of dust in a known manner, in particular by dry separators, and expanded in the gas turbine. The gases emerging from the turbine can get their heat in heat exchangers - z. For example, for preheating the combustion air, proposed: B ice p y 1 oil shale with 28 "/ over-combustible constituents is continuously screwed i in the fluidised bed combustion chamber at 2 (s drawing.) Are located in the Wribelschichtbrennkammer 35o kg partially combusted oil shale, by blowing 2oo. m3 / h air and 30 kg / h steam at 3 and 4 is kept in a whirling motion.

Es entsteht ein Gas folgender Zusammensetzung: c02 ........................... 13,2 % CO ........................... 4,20/0 H2 ............................ 3,00/0 C H4 ......................... - - 2,6"/o N2 ...: ........................ 77,00/0 Durch Einblasen von 70 m3/h Luft bei 5 wird das aus der Wirbelschicht hochsteigende Gas, das noch Wasserstoff, Kohlenoxyd und Methan enthält, nachverbrannt. Dabei entstehen etwa 3oo ri13/h praktisch sauerstofffreies Verbrennungsgas, das nach Passieren des Staubabscheiders 6 mit 8oo' und einem Druck von 5 at zwecks Arbeitsleistung in die Entspannungsturbine 7 eintritt. Diese betreibt den Luftkompressor8 sowie den Generatorg.The result is a gas with the following composition: c02 ........................... 13.2 % CO .......... ................. 4.20 / 0 H2 ........................... . 3.00 / 0 C H4 ......................... - - 2.6 "/ o N2 ...: .... .................... 77.00 / 0 By blowing in 70 m3 / h of air at 5 , the gas rising from the fluidized bed is converted into hydrogen, carbon oxide and methane This produces about 300 ri13 / h of practically oxygen-free combustion gas which, after passing through the dust separator 6 , enters the expansion turbine 7 for work at 8000 'and a pressure of 5 atm. This operates the air compressor 8 and the generator.

Das aus der Tu:rbine7 entweichende Gas heizt im Wärmeaustauscher io die vorkomprimierte Verbrennungsluft hoch. Die Verbrennungsrückstände werden, soweit sie nicht im Zyklon 6 abgeschieden werden, bei ii abgezogen.The gas escaping from the turbine7 heats up the pre-compressed combustion air in the heat exchanger. The combustion residues, if they are not separated in the cyclone 6 , are deducted at ii.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for operating hot gas turbines with Combustion gases produced by burning fuels under pressure are, characterized in that the combustion of the fuel in itself is carried out in a known manner in a fluidized bed.

2. The method according to claim i, characterized in that the gases emerging from the turbine are used in a known manner to preheat the combustion air. Considered publications: German Patent Specifications No. 904255, 684332; Swiss patents No. 291 617, 246 6ig; French Patent No. 953 135; British Patent No. 676: 2o8; AEG memorandum on AEG lecture week at the Technical University of Munich, May 3 to 7 , 1954, pp. 22, 28 and 29; The Engineer, B d. 192, 1 95 1, pp. 664 to 666; K r u s ch i k, »Die Gasturbine«, Vienna 195-2, S - 7, 143 to 145 and 186.