DK159510B - Middellastkraftvaerk med et integreret kulforgasningsanlaeg - Google Patents

Description

DK 159510B

- 1 -

Opfindelsen angår et middellastkraftværk med et integreret kulforgasningsanlæg, med en til kulforgasningsanlægget tilsluttet gasturbinekraftværksdel, med en til rågas-varmeveksleranlægget i kulforgasnings-anlægget tilsluttet dampkraftværksdel og med et metanolsynteseanlæg.

5 DE-offentliggørelsesskrift nr. 31.14.984 angiver et kraftværksan læg, hvor en gasturbine forsynes af et kulforgasningsanlæg med rengas. Gasturbinen driver en elektrisk generator. Varmen fra spildgassen i gasturbinen føres ved dette kraftværksanlæg til dampproduktion. Med dampen drives en dampturbine og en yderligere elektrisk generator. Ved 10 dette kraftværksanlæg føres en del af den frembragte rengas til et metanolsynteseanlæg, og den frembragte metanol lagres. Ydelsen af dette kraftværksanlæg kan reguleres synkront med ydelsen af kulforgasningsanlægget. Dettes ydelse kan imidlertid kun ændres inden for området mellem 75% og 100%, og med økonomisk tab, i nødstilfælde også 55% af sin 15 nominelle ydelse. Der er en ejendommelighed ved dette kraftværksanlæg, at be lastnings spids er kun imødegås ved, at den før frembragte metanol forbrændes som tilskud til rengassen i gasturbinen. Ved frakobling af den med kulforgasningen koblede kraftværksdel skal også metanolsyntese-anlægget frakobles, fordi der ikke er mulighed for at bortlede varmen 20 fra rågassen.

Fra EP-patentskrift 00.38.138 kendes et middellastkraftværk, som har to indbyrdes fuldstændigt uafhængigt arbejdende kraftværksanlæg. Af disse to kraftværksanlæg er det første kraftværksanlæg, som omfatter en gasturbine med et til spildvarmekedlen fra gasturbinen tilsluttet damp-25 turbineanlæg, tilsluttet til et kulforgasningsanlæg. Kulforgasningsanlægget er desuden koblet efter et anlæg til frembringelse af syntetisk benzin. Det første kraftværksanlæg arbejder i grundbelastningsdrift og kan kun reguleres så meget som det forankoblede kulforgasningsanlæg.

Dette lader sig imidlertid kun regulere Økonomisk i området fra 75% til 30 100% af sin nominelle belastning. Dets lastforhold er afgørende bestemt af kulforgasningsanlæggets lastforhold, inklusive det dertil hørende luftsønderdelingsanlæg. Det andet, uafhængige kraftværksanlæg udligner i det væsentlige belastningssvingningerne i strømproduktionen. I dette forbrændes imidlertid den væsentligt dyrere, tidligere frembragte syn-35 tetiske benzin. Det er en ejendommelighed ved dette anlæg, at den over- - 2 -

DK 159510 B

skydende rengasmængde ved en pludselig belastningsnedsættelse i kraftværksdelen skal afbrændes, indtil ligevægten mellem rengasfremstillin-gen og fremstillingen af syntetisk drivstof ved den nye lavere strømfrembringelseshastighed atter er tilvejebragt. Dette energitab kan an-5 tage betragtelig størrelse, fordi nedreguleringen af et større kulforgasningsanlæg kan vare over en time, medens ydelsen for en gasturbine lader sig neddrosle på få minutter. Ved udligning af belastningsspidser samt ved hurtig igangsætning af dette kraftværksanlæg skal det relativt dyrere, tidligere frembragte syntetiske drivstof forbrændes i det andet 10 uafhængige kraftværksanlæg. Også dette skal ske, indtil der atter er tilvejebragt en ydelsesligevægt.

Til grund for opfindelsen ligger den opgave at udvikle et middel-lastkraftværk, som ikke behøver yderligere uafhængige kraftværksanlæg til imødegåelse af strømbelastningssvingninger. Ved dette middellast-15 kraftværk skal spidsbelastningssvingninger imødegås uden anvendelse af et dyrere andet brændstof. Endvidere skal ethvert brændselstab undgås ved pludselig lastnedsættelse. Endelig skal det samlede varmeindhold i de frembragte gasser ved middellastkraftværket, som skal udvikles, kunne udnyttes.

20 Ved et middellastkraftværk af den indledningsvis anførte art er metanolsynteseanlægget derfor ifølge opfindelsen sammensat af parallelt koblede moduler og forbundet med gasturbinekraftværksdelen via et centralt rengasfordelingssystem, som omfatter et parallelt med rengasforsyningsledningen koblet rengas-gennemstrømningsmellemlagringsanlæg, og 25 som på gassiden er koblet efter rågas-varmeveksleranlægget. Ved et således skitseret middellastkraftværk er det muligt ved lastændring af kraftværksdelen at mellemlagre overskydendé gasmængder fra kulforgasningsanlægget så lssnge, at ligevægten mellem gasfrembringelsen og gasbehovet i hele anlægget atter tilvejebringes. Ligevægten mellem gaspro-30 duktionen og gasforbruget kan ved aftagende eller voksende strømafgivelse til nettet atter tilvejebringes trinvist ved tilkobling eller frakobling af enkelte moduler i metanolsyntesen. I mellemtiden kan forekommende over- eller underproduktioner optages henholdsvis afgives af de til rengasforsyningsledningen tilsluttede rengas-gennemstrømnings-35 mellemlagringsanlæg.

- 3 -

DK 159510 B

I en hensigtsmæssig udformning af opfindelsen kan rengas-gennem-strømningsmellemlagringsanlægget til fastholdelse af trykket i rengasforsyningsledningen være udformet som et regulerings- og mellemlagringsanlæg og indeholde et lavtrykslager og et høj tryks lager, som er 5 forbundet indbyrdes via en trykforøgningskompressor. Et sådant rengas-gennemstrømningsmellemlager kan som funktionel bestanddel af det centrale rengasfordelingssystem automatisk som regulerings- og mellemlagringsanlæg fastholde trykket i rengasforsyningsledningen mellem to grænseværdier. Gasmængdeforskelle mellem fremstilling og forbrug ud-10 lignes herunder automatisk.

Udnyttelsen af varmen i rågassen forbedres# hvis rågas-varmeveks-leranlægget ifølge opfindelsen omfatter tre varmevekslere# af hvilke den første og den tredie tjener til dampproduktion og den anden til forvarmning af den i gasturbinens forbrændingskammer i gasturbinekraft-15 værksdelen indstrømmende rengas. Denne skitse tilvejebringer den fordel, at der i den første varmeveksler kan fremstilles højtryksdan$>, som kan fødes ind i højtryksdelen i dampturbinen# og at der desuden i den tredie varmeveksler kan fremstilles lavtryksdamp, som kan fødes til lavtryksdelen i damp turbinen, men som imidlertid også kan anvendes som 20 procesdamp. Desuden tilvejebringes derved forudsætningen for yderligere udformninger af opfindelsen.

Således kan middellastkraftværkets fleksibilitet forøges# hvis kapaciteten af den første og den tredie varmeveksler ifølge opfindelsen er dimensioneret således# at den er tilstrækkelig til ved frakoblet 25 gasturbine og løbende kulforgasningsanlæg at drive dampturbinen til opretholdelse af den elektriske egenforsyning til kulforgasningsanlægget og metanolsynteseanlægget.

Desuden kan den tredie varmeveksler ifølge opfindelsen ved en passende udformning af varmefladerne dimensioneres således, at den ved 30 dellast eller stilstand af gasturbinen kan optage yderligere produceret rågas varme. Det har til følge# at den ved frakoblet gasturbine med højere temperatur i den tredie varmeveksler indstrømmende rågas også der kan frembringe en større mængde damp. Dette kan således i det mindste delvis substituere den fra spildvarmekedlen manglende dampmængde.

35 Middellastkraftværkets tilpasning til forskellige belastningstil- - 4 -

DK 159510 B

stande forøges isser i det nedre lastområde i en hensigtsmæssig udformning af opfindelsen, hvis den ikke fuldstændigt omsatte syntesespildgas kan føres tilbage til i det mindste ét af modulerne i metanolsyntese-anlægget ved hjælp af en cirkulationskompressor via et brintberignings-5 trin i syntesereaktoren. Brint- og kulmonoxydinængden i rengassen, som indfødes i disse moduler ved lav belastning, kan her omsættes fuldstændigt.

Metanolsynteseanlægget kan i en særligt hensigtsmæssig videreud-formning af opfindelsen yderligere forenkles, hvis den i syntesereak-10 toren på mindst ét af modulerne i metanolsynteseanlægget ikke fuldstændigt omsatte syntesespildgas via en blandestrækning kan indfødes i den til gasturbinekraftværksdelen førende rengas-forsyningsledning. Med denne udformning af mindst ét af modulerne i metanolsynteseanlægget opnås der på én gang flere fordele. Ved at dette modul er udformet som 15 gennemstrømningssyntesemodul, dvs. uden cirkulationskompressor og uden brintberigningstrin, er dettes kapital- og energiomkostninger mindre end ved moduler, i hvilke syntesegassen recirkulerer. Følgelig kan metanolen her fremstilles mere økonomisk. Desuden har syntesegasserne i dette modul i metanolsynteseanlægget en tilstrækkelig stor varmeværdi 20 til via en blandestrækning at kunne indføres i den til gasturbinekraftværksdelen førende rengasforsyningsledning. Det kommer også dette modul til gode, at det forbliver i drift ved alle driftstilstande i middellas tkraftværket, således at den i rengasforsyningsledningen indførte gasmængde tilnærmelsesvis er konstant og substituerer en tilsvarende 25 mængde rengas. Denne udformning og drift af dette modul danner samtidig også forudsætning for en anden udformning af opfindelsen.

I en hensigtsmæssig udformning af opfindelsen kan den ikke fuldstændigt omsatte syntesespildgas for mindst ét modul i metanolsynteseanlægget indføres til accelereret igangsætning af syntesereaktoren i et 30 af de øvrige moduler i recirkulationsledningen, som tilbagefører dem til deres syntesereaktor. Herved opnås det, at yderligere moduler i metanolsynteseanlægget ved hurtigt stigende rengastilbud, som fx. ved start af gasturbinen, lastnedsættelse el.lign. kan opvarmes accelereret ved indfødning af den ikke fuldstændigt omsatte varme syntesespildgas 35 fra et i drift værende modul og således kan tages væsentligt hurtigere - 5 -

DK 159510 B

i brug. Fordringerne til lagerkapaciteten for rengas-gennemstrømnings-mellemlagringsanlægget mindskes herved indirekte.

Yderligere enkeltheder ved opfindelsen forklares ved hjælp af et udførelseseksempel. På figuren vises en skematisk gengivelse af raiddel-5 lastkraftværket ifølge opfindelsen.

De væsentligste bygge grupper i det i udførelseseksemplet viste middellastkraftværk 1 ifølge opfindelsen er et kulforgasningsanlæg 2, et rågas-varmeveksleranlæg 3, et gasrensningsanlæg 4, et af en gasturbinekraftværksdel 5 og en dampkraftværksdel 6 bestående kombikraftværk, 10 et metanolsynteseanlæg 7 og et centralt rengasfordelingssystem 8 med et parallelt med rengasforsyningsledningen 9 koblet rengas-gennemstrøm-ningsmellemlagringsanlæg 10. Kulforgasningsanlægget 2 indeholder en kulforgasser 11, et luftsønderdelingsanlæg 12, et buf fer lager 13, 14 i iltledningen 15 henholdsvis kvælstofledningen 16 i luftsønderdelings-15 anlægget 12, to foran luftsønderdelingsanlægget koblede tilskudsluftkompressorer 17, 18 og en i iltledningen 15 til kulforgasseren 11 anbragt yderligere gaskompressor 19. Det i gasstrømmen fra kulforgasseren anbragte rågas-varmeveksleranlæg 3 indeholder en første til dampproduktion tjenende varmeveksler 20, en anden til rengasforvarmning tjenende 20 rågas-rengas-varmeveksler 21 og en tredie, ligeledes til dampproduktion tjenende varmeveksler 22. Endelig findes der i rågas-varme-veksleran-lægget 3 endnu en reguleringskøler 23. Det efter rågas-varme-veksleranlægget 3 koblede gasrensningsanlæg 4 indeholder en rågasvasker 24, et svovlbrinteabsorptionsanlæg 25 og et svovludvindingsanlæg 26.

25 Gasturbinekraftværksdelen 5 er tilsluttet den rengasforsynings ledning, som forlader rågas-rengas-varmeveksleren 21. I udførelseseksemplet omfatter den kun ét forbrændingskammer 27, en gasturbine 28 og en af gasturbinen drevet generator 29 og luftkompressor 30. Ved den spildgasledning 31, som forlader gasturbinen, findes en spildvarmekedel 30 32, til hvis dampledning 33 den af en højtryksdel 34 og en lavtryksdel 35 bestående dampturbine 36 i dampkraftværksdelen 6 er tilsluttet. Dampturbinen driver en generator 37. Efter lavtryksdelen 35 i dampturbinen 36 er der koblet en kondensator 38, en kondensatpumpe 39, en fø-devandsbeholder 40 samt flere fødevandspumper 41, 42, 43.

35 Det centrale rengasfordelersystem 8 omfatter foruden rengasforsy- - 6 -

DK 159510 B

ningsledningen 9 og det parallelt med rengasforsyningsledningen koblede rengasgennemstrømnings-mellemlagringsanlæg også de rengaskompressorer 44, 45, 46, som forsyner metanolsynteseanlægget 7. Rengasgennemstrøm-nings-mellemlagringsanlægget indeholder et lavtrykslager 47 og et høj-5 trykslager 48 og en derimellem koblet rengaskompressor 49. Herunder er lavtrykslageret 47 via en ladeventil· 50 og højtrykslageret 48 via en udladeventil 51 forbundet med rengasforsyningsledningen 9. Udladeventilen 51 styres via trykfølere på en her ikke nærmere vist måde, hvis trykket i rengasforsyningsledningen 9 synker under en vis værdi. Lade-10 ventilen 50 styres, hvis trykket i rengasforsyningsledningen 9 stiger over en forudindstillet værdi. I den til rågas-rengasforvarmeren 21 førende rengasforsyningsledning 9 findes der en blandes trækning 52 til tilblanding af syntesegas fra metanolsynteseanlægget 7. Umiddelbart før forbrændingskammeret 27 i gasturbinen 28 findes der endvidere et blan-15 dekammer 53 til tilblanding af kvælstof fra rengassen.

Metanolsynteseanlægget 7 består i udførelseseksemplet af tre parallelt koblede moduler 54, 55, 56, af hvilke to moduler 55, 56 består af en syntesereaktor 57, 58, en metanoludskiller 59, 60, en recirkulationsledning 61, 62, som tilbagefører syntesespildgasserne fra metanol-20 udskilleren til syntesereaktoren, med en cirkulationskompressor 63, 64 og et brintberigningstrin 65, 66. Et yderligere modul 54 i metanolsynteseanlægget 7 er kun udrustet med en syntesereaktor 67 og en efter denne koblet metanoludskiller 68. Dennes syntesespildgasledning 69 er via ventilerne 70, 71, 72 forbundet med recirkulationsledningerne 61, 25 62 i de øvrige moduler 55, 56 og med blandestrækningen 52 i rengasfor syningsledningen 9.

Ved nominel last forsynes luftsønderdelingsanlægget 12 både ved hjælp af den af gasturbinen 28 drevne luftkompressor 30 samt over mindst én af tilskudsluftkompressorerne 17, 18 i luftsønderdelingsan-30 lægget med trykluft. Ilten i luftsønderdelingsanlægget indblæses via bufferlageret 13 og gaskompressoren 19 i kulforgasseren 11. I kulfor-gasseren forgasses kullene med ilten og den indførte procesdamp til rågas. Den mellem 800*C og 1600*C varme rågas afgiver først en del af sin varme i den første varmeveksler 20 i rågas-varmeveksleranlægget 3, i 35 hvilken der frembringes højtryksdamp til indfødning i højtryksdelen 34 - 7 -

DK 159510 B

i dampturbinen 36. I den anden varmeveksler 21 i rågas-varmeveksleran-lægget forvarmes den rengas, som strømmer til forbrændingskammeret 27 i gasturbinen 28, med spildvarmen fra rågassen. Yderligere varme udvindes fra rågassen i den tredie varmeveksler 22, i hvilken der frembringes 5 lavtryksdamp. Denne lavtryksdamp fødes under nominel belastning delvis ind i lavtryksdelen 35 i dampturbinen 36 og anvendes delvis som procesdamp og ledes fx. ind i kulforgasseren 11. I den reguleringskøler 23, som slutter sig til den tredie varmeveksler 22 i rågas-varmeveksleran-lægget 3, reguleres rågastemperaturen, før den træder ind i det efter-10 koblede gasrensningsanlæg 4, til en på forhånd fastsat temperatur.

I gasrensningsanlægget 4 renses rågassen først i rågasvaskeren 24 for støvpartikler og i det efterfølgende svovlbrinteabsorptionsanlæg 25 for svovlbrinte. Den svovlbrinteholdige spildgas fra svovlbrinteabsorptionsanlægget 25 omdannes i svovlindvindingsanlægget 26 til svovl. Den 15 fra gasrensningsanlægget 4 udtrædende rengas ledes via rengasforsyningsledningen 9 til rengas-gennemstrømningsmellemlagringsanlægget 10 samt til de andre gasforbrugere. Via rengaskompressorerae 44, 45, 46 komprimeres rengassen ved de i drift værende moduler i metanolsyntese-anlægget 7 til syntesetrykket og fødes ind i den pågældende metanolsyn-20 tesereaktor. Ved nominel belastning er fortrinsvis kun modulet 54, som drives ved gennemstrømningssyntese, i drift. Den syntesegas, som forlader metanolsyntesereaktoren 67, befries i den efterfølgende metanol-udskiller 68 for metanol. Den fra metanoludskilleren 68 udstrømmende syntesespildgas omsættes kun delvis og har derfor endnu ingen varmevær-25 di, som adskiller sig væsentligt fra rengassens varmeværdi. Den udfældede syntesespildgas kan via blandes trækningen 52 fødes ind i den til forbrændingskammeret 27 i gasturbinen førende rengasledning. Den substituerer der en del af rengassen.

De to andre moduler 55, 56, som hver er forsynet med en recirkula-30 tionsledning 61, 62, tilkobles, hvis der står et overskud af rengas til rådighed, fordi fx ydelsen fra gasturbinen 28 blev nedsat, og denne rengasmængde ikke kan opfanges ved forøgelse af kapaciteten af det allerede i drift værende modul 54. I disse moduler tilbageføres synte-sespildgassen via recirkulationsledningen 61, 62 og et brintberignings-35 trin 65, 66 til metanolsyntesereaktoren 57, 58. I brintberigningstrinet - 8 -

DK 159510 B

tilvejebringes det til metanolsyntesen nødvendige støkiometriske forhold mellem H2 og CO = 2 atter ved brinttilførsel. Brintberigningstrin-ene kan også være indbygget i rengasledningerne til syntesereaktoreme i stedet for i recirkulationsledningerne. Ved recirkulation af syntese-5 spildgassen kan mængden af brint og carbonmonoxid i syntesespildgassen næsten omsættes fuldstændigt. Til opretholdelse af en konstant mængde af inerte gasser i den recirkulerende syntesespildgas slippes en lille mængde af syntesespildgassen ud som restgas via ventilerne 73, 74 og brændes i en her ikke yderligere vist damp generator. Dennes damp kan 10 benyttes som procesdamp eller som damp til drift af en separat dampturbine.

Alternativt kan denne restgas også brændes i en separat gasturbine. Med denne damp turbine hhv. gasturbine kan der via en generator frembringes elektrisk energi til dækning af egenbehovet ved middellast-15 kraftværket 1.

Gasturbinen 28 driver generatoren 29 og luftkompressoren 30. Denne forsyner både forbrasndingskammeret 27 i gasturbinen og luftsønderdelingsanlægget 12 med trykluft. Da ydelsen af kompressoren 30 er afpasset efter den luftmængde, som gasturbinen 28 behøver ved fuldlast, skal 20 der til dækning af det totale iltbehov ved kulforgasningsanlægget 2 ved fuldlast af gasturbinekraftværksdelen 5 og ved drift af modulet 52 i metanolsynteseanlægget være en regulerbar tilskuds luftkompressor 17 i drift. Denne tilskudsluftkompressor 17 samt en yderligere parallelt koblet tilskudsluftkompressor 18 leverer den ved stilstand af gasturbi-25 nen 28 af luftsønderdelingsanlægget 12 til den efterkoblede kulforgasser 11 behøvede luftmængde for at videreføre metanolsynteseanlægget 7.

Til mindskelse af NOx~dannelsen ved forbrænding af rengassen tilblandes der til rengassen kvælstof fra luftsønderdelingsanlægget 12, før den indtræder i forbrasndingskammeret 27 ved hjælp af en kompressor 30 75. Herved mindskes temperaturen i flammen og dermed NOx-frembringel-sen. Den tilblandede kvælstofmængde skal afpasses efter optagelseskapaciteten for gasturbinen ved den pågældende driftstilstand. Overskydende kvælstof, som ikke kan optages af gasturbinen, kan opfanges i bufferlageret 14. Hvis gasturbinen ved mindsket last tilføres mindre rengas, 35 kan der, inden for visse grænser, tilblandes mere kvælstof.

- 9 -

DK 159510 B

De varme spildgasser fra gasturbinen 28 ledes via spildgasledningen 31 ind i spildvarmekedlen 32. Deres spildvarme anvendes til dampfremstilling. Den i spildvarmekedlen frembragte damp, samt yderligere i rågas-varmeveksleranlægget 3 frembragte damp ledes til dampturbine 36.

5 Den damp, som forlader lavtryksdelen 35 i dampturbinen, kondenseres i kondensatoren 38. Kondensatet pumpes ind i fødevandsbeholderen 40, hvorfra det via fødevandspumperne 41, 42, 43 kan transporteres ind i spildvarmekedlen 32 og de øvre varmevekslere 20, 22.

Hvis driftsydelsen af gasturbinen 28 nedsættes, mindskes også ren-10 gasgennemstrømningen gennem rengas-rågas-varmeveksleren 21. Dette fører til en højere indgangstemperatur for rågassen i den tredie varmeveksler 22. Denne er imidlertid udformet og dimensioneret således, at den selv ved fuldstændig frakobling af gasturbinen og manglende rågaskøling i rågas-rengas-varmeveksleren 21 kan optage det forøgede varmetilbud på 15 rågassen fuldt ud. I det opstår der ved tilpasning af fødevandstilførsien en tilsvarende større danpmængde, som kan ledes til lavtryksdelen 35 i dampturbinen 36 og delvis kondenserer det mindre damptilbud fra spildvarmekedlen 32 fra gasturbinen 28.

Som følge af nedsættelsen af gasturbineeffekten mødes det kon-20 stante gastilbud fra kulforgasningsanlægget 11 med et mindre gasbehov.

Dette fører til en forøgelse af trykket i rengasforsyningsledningen 9 over et forudindstillet tilsigtet tryk og således til en reaktion fra la de venti len 50 i rengas gennemstrømnings-mellemlagringsanlægget 10. Via ladeventilen 50 oplades først lavtrykslageret 47 og derpå via rengas-25 kompressoren 49 også høj tryks lageret 48. Samtidig vil ydelsen for det i drift værende modul 54 i metanolsynteseanlægget 7 stige. Hvis det ikke er tilstrækkeligt til at opnå ligevægt mellem gastilbudet og gasbehovet, sættes yderligere moduler 55, 56 i metanolsynteseanlægget 7 i drift. Hertil ledes via en i recirkulations ledningen 61, 62 i et af de 30 moduler, som skal sættes i drift, indmundende ventiler 70, 71 varm syn-tesespildgas fra et i drift værende modul 54, og dennes syntesereaktor 57, 58 opvarmes via brintberigningstrinet 65, 66 og cirkulationskompressoren 63, 64 med varm syntesegas. Denne opvarmning sker foruden opvarmningen via de enkelte moduler tilhørende, på figuren ikke yderlige-35 re viste varmevekslere. Ved denne dobbelte opvarmning kan disse yderli-

DK 159510B

-10- gere moduler 55, 56 hurtigt sættes i drift. Herved kobles så mange moduler efter hinanden, at der tilnærmet atter består en ligevægt mellem gastilbudet og gasbehovet·

Ved fuldstændigt frakoblet gasturbine 28 fører det til, at alle 5 moduler i metanolsynteseanlægget er indkoblet og sammen optager den fra kulforgasningsanlægget 2 leverede rengasmængde fuldstændigt. Det kan, afhængigt af dimensioneringen af metanolsynteseanlægget 7, være rengas-mængden, som kulforgasseren 11 leverer ved nominel belastning eller lidt reduceret last. Ved frakoblet gasturbine kan luftsønderdelingsan-10 lægget 12 imidlertid ikke forsynes fra luftkompressoren 30 i gasturbinen 28 med trykluft, men skal forsynes via de til luftsønderdelings-anlægget hørende tilskudsluftkompressorer 17, 18. Som tilskudsluftkompressor kan der anvendes en enkelt regulerbar eller flere parallelt koblede tilskudsluftkompressorer 17, 18. Drivenergien til tilskudsluft-15 kompressorerne tages fra den første og den tredie varmeveksler i varrae-veksleranlægget 3. Disses dampydelse er tilstrækkeligt til at drive dampturbinen 36 og at frembringe elektrisk energi til egenbehovet for kulforgasningsanlægget 2 samt metanolsynteseanlægget 7 med de dertil hørende kompressorer 17, 18, 19, 44, 45, 46, 63, 64. Ved fuldstændigt 20 frakoblet gasturbine fødes hele syntesespildgassen fra gennemstrømningssyntesemodulet 54 ind i recirkulationsledningerne 61, 62 på de øvrige moduler 55, 56.

Tages gasturbinen 28 ved stigende effektbehov atter i brug, modvirkes et større forbrug i begyndelsen af det uændrede rengastilbud.

25 Dette fører til en sænkning af trykket i rengasforsynings ledningen 9 under det tilsigtede tryk. Dette har atter til følge, at udladeventilen 51 i gennemstrømnings-mellemlagringsanlægget 10 reagerer. Nu strømmer der rengas fra højtrykslageret 48 ind i rengasforsyningsledningen 9, indtil det tilsigtede tryk atter er nået. Samtidig genoprettes lige-30 vægten mellem rengastilbud og rengasbehov ved frakobling eller nedregulering af enkelte moduler 55, 56 i metanolsynteseanlægget 7. Mindre forskelle mellem rengastilbud og rengasefterspørgsel udlignes herunder løbende ved hjælp af rengasgennemstrømnings-mellemlagringsanlægget 10.

Med genstarten af gasturbinen 28 står der også atter trykluft til rå-35 dighed fra luftkompressoren 30 i gasturbinen 2έ, hvilken trykluft, så - 11 -

DK 159510 B

længe gasturbinen ikke drives med fuld last, ikke behøves fuldstændigt i det til gasturbinen hørende forbrændingskammer 27. Denne overskydende luftmængde kan ledes til luftsønderdelingsanlægget 12, således at ydelsen fra tilskudskompressorerne 17, 18 kan nedsættes. Samtidigt raodvir-5 kes, på grund af rågas-rengas-varmeveksleren 21, som nu atter er i drift, det mindre damptilbud fra den tredie varmeveksler 22 atter af et yderligere damptilbud fra spildvarmekedlen 32 fra gasturbinen 26. Herved forstørres det samlede damptilbud, således at også effekten fra dampturbinen 36 forstørres, og der kan afgives mere elektrisk effekt 10 til nettet fra dennes generator.

Ved udførelseseksemplet drives kulforgasningsanlægget 2 med et tryk, som svarer til det tryk, som forbrændingskammeret 27 i gasturbinen 28 behøver. Dette tryk ligger betydeligt lavere end trykket, som metanolsyntesereaktorerne 57, 58, 67 behøver til deres drift. Derfor 15 behøves der til disses tilslutning rengaskompressorer 44, 45, 46. Disse rengaskompressorer kan man spare, hvis man forøger trykket i kulforgas-seren. I dette tilfælde skal der anbringes en afspændingsturbine i rengasledningen 9 foran forbrændingskammeret 27 i gasturbinen. I denne afspændingsturbine kan der tilbagevindes en del af den energi, som den 20 foran kulforgasseren koblede kompressor behøver.

Claims (15)

1. Midde1lastkraftværk (1) med et integreret kulforgasningsanlæg (2), med en til kulforgasningsanlægget tilsluttet gasturbinekraftværksdel (5), med en til rågas-varmeveksleranlægget (3) i kulforgasningsanlægget tilsluttet dampkraftværksdel (6) og med et metanolsynteseanlæg (7), 5 kendetegnet ved, at metanolsynteseanlægget (7) er sammensat af parallelt koblede moduler (54, 55, 56) og forbundet med gasturbinekraftværksdelen via et centralt rengasfordelingssystem (8), som omfatter et parallelt med rengasforsyningsledningen (9) koblet rengas-gen-nemstrøraningsmellemlagringsanlæg (10), og som på gassiden er koblet ef-10 ter rågas-varmeveksleranlægget (3).

2. Middellastkraftværk ifølge krav 1, kendetegnet ved, at rengas-gennemstrømningsmellemlagringsanlægget (10) til fastholdelse af trykket i rengas-forsyningsledningen (9) er udformet som et regulerings- og mellemlagringsanlæg og indeholder et lavtrykslager (47) og et 15 højtrykslager (48), som er indbyrdes forbundet via en trykforøgningskompressor (49).

3. Middellastkraftværk ifølge krav 1, kendetegnet ved, at rågas-varmeveksleranlægget (3) omfatter tre varmevekslere (20, 21, 22), af hvilke den første (20) og den tredie (22) tjener til damppro- 20 duktion og den anden (21) til forvarmning af den i gasturbinens (28) forbrændingskammer (27) i gasturbinekraftværksdelen (5) indstrømmende rengas.

4. Middellastkraf tværk ifølge krav 3, kendetegnet ved, at kapaciteten af den første og den tredie varmeveksler (20, 22) er 25 dimensioneret således, at den er tilstrækkelig til ved frakoblede gasturbiner (28) og løbende kulforgasningsanlæg (2) at drive dampturbinen (36) til opretholdelse af den elektriske egenforsyning til kulforgasningsanlægget (2) og metanolsynteseanlægget (7).

5. Middellastkraf tværk ifølge krav 3 eller 4, kendetegnet 30 ved, at den tredie varmeveksler (22) ved en passende udformning af varmefladerne er dimensioneret således, at den ved dellast eller stilstand af gasturbinen (28) kan optage yderligere produceret rågasvarme.

6. Middellastkraftværk ifølge krav 1, kendetegnet ved, - 13 - DK 159510 B at den ikke fuldstændigt omsatte syntesespildgas kan føres tilbage til i det mindste ét af modulerne (55, 56) i metanolsynteseanlægget ved hjælp af en cirkulationskompressor (63, 64) via et brintberigningstrin (65, 66) i syntesereaktoren (57, 58).

7. Middellastkraftværk ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den i syntesereaktoren (67) på mindst ét af modulerne (57) i meta-nolsynteseanlægget (7) ikke fuldstændigt omsatte syntesespildgas via en blandestrækning (52) kan indfødes i den til gasturbinekraftværksdelen (5) førende rengas-forsyningsledning (9).

8. Middellastkraf tværk ifølge krav 6 eller 7, kendetegnet ved, at den ikke fuldstændigt omsatte syntesespildgas for mindst ét modul (54) i metanolsynteseanlægget (7) kan indføres til accelereret igangsætning af syntesereaktoren i et af de øvrige moduler (55, 56) i recirkulationsledningenr (61, 62), som tilbagefører dem til deres synte-15 sereaktor (57, 58).

9. Middellastkraf tværk ifølge krav 1 eller 6, kendetegnet ved, at åen fra recirkulationsledningerne (61, 62) udtagne restgas fra de enkelte moduler (55, 56) i metanolsynteseanlægget (7) forbrændes i en separat dampgenerator, og den frembragte dang? kan tilføres damp- 20 kraftværksdelen (6).

10. Middellastkraftværk ifølge krav 1 eller 6, kendetegnet ved, at den ved hjælp af recirkulation i vidt omfang omsatte restgas fra de enkelte moduler (55, 56) i metanolsynteseanlægget (7) forbrændes i en separat gasturbine til dækning af egenbehovet for elektrisk 25 energi.

11. Middellastkraf tvaark ifølge krav 3, kendetegnet ved, at der anvendes en vandkølet reguleringskøler (23) til fastholdelse af rågasudgangstemperatur fra rågas-varmeveksleranlægget (3).

12. Middellastkraf tværk ifølge krav 1, kendetegnet ved, 30 at der til kulforgasseren (11) mindst hører en yderligere luftkompressor (17, 18), som er koblet parallelt med luftkompressoren (30) i gasturbinekraftværksdelen (5), og med hvilken forsyningen af det foran kulforgasseren koblede luftsønderdelingsanlæg (12) kan suppleres med luft.

13. Middellastkraftværk ifølge krav 12, kendetegnet ved, - 14 - DK 159510 B at den yderligere luftkorapressor (17/ 18) ved frakoblet gasturbine-' kraftværksdel (5) overtager forsyningen af kulforgasningsanlægget (2) til driften af metanolsynteseanlægget (7).

14. Middellastkraftværk ifølge krav 1/ kendetegnet ved, 5 at der findes et iltbuffer lager (13) mellem kulforgasseren (11) og det foran kulforgasseren koblede luftsønderdelingsanlæg (12).

15. Middellastkraftværk ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kvælstof ledningen til det foran kulforgasseren (11) koblede luft-sønderdelingsanlæg (12) via et buf fer lager (14) er forbundet med den 10 til brænderen (27) i gasturbinekraftværksdelen (5) førende rengasledning (9). 15