NL8203867A

NL8203867A - Werkwijze en inrichting voor het doeltreffend veranderen van het totaalvermogen bij een met een samengestelde (gas-stoom) kringloop plaats vindende aandrijving van de produktiemachine-eenheden van krachtstations en drukverhoger-(compressor) stations van aardgas- en aardolietransportleidingen.

Info

Publication number: NL8203867A
Application number: NL8203867A
Authority: NL
Original assignee: Energiagazdalkodasi Intezet
Priority date: 1982-01-27
Filing date: 1982-10-05
Publication date: 1983-08-16
Also published as: SU1517765A3; IT8283487A0; GB8301939D0; IT1158321B; CH663448A5; DE3302733C2; DE3302733A1; GB2117056A; JPS58133407A; FR2526482A1; FR2526482B1; GB2117056B

Description

> ί r d VO 3768

Betr. ï Werkwijze en inrichting voor het doeltreffend veranderen van het totaal,vermogen bij een mst een samengestelde (gas-stoam.) kringr loop plaate vindende aandrijving van de pjxduktiemachineiTeenr heden van krachtstations en drukverhoger- (cxxtpressor) stations van aardgas- en aardolietfanspcrtleidingen.

De uitvinding kan werden tqegepast voer de met een samengestelde gas-stoaikringloop plaats vindende aandrijvingen van krachtstations en drukverhogerstations van aardgas- en aardolietranspartlei-dingen.

5. De z.g. samengestelde kringloop, ook gas-stocmkringloop ge noemd, levert.een .betrékkelijk goed totaalrendement, doordat de afvalwarmte van de gastiirfaine-aandrijvingen wordt benut en zodoende een verder aandrijfvernegen wordt gewonnen. De samengestelde kringloop wordt in het bijzonder toegepast bij elektriciteitsbedrijven, waarbij 10 in de laatste tijd wordt begonnen met het ook voor de .met een samengestelde kringloop plaats vindende aandrijving van de campressorstations van aardgastransportlfti dingen toepassen daarvan. De, de huidige stand van de techniek vertonende oplossingen, schenken echter geen overeenkomstige aandacht aan .de met een goed rendement plaats vindende ver-15 andéring van het totaalvermogen van de installaties, hetgeen echter als gevolg van de aard van de aandrijving van de genoemde installaties van buitengewoon belang is. Zo is voor de gasturbines, bij de talrijke voordelige eigenschappen daarvan, bij een bedrijf met gedeeltelijke belasting een betrekkelijk slecht rendement kenmerkend. Hierbij kent, 20 dat bij een kleine stoemdoorvoer ook het rendement van .de-stixmturbine terugvalt, zodat een met een gas-stocmkringloop werkende installatie bij een tot onder de nominale waarde dalend vermogen slechts met een slecht rendement kan worden bedreven. Deze nadelen worden aangetoond door het feit, dat het rendement van een installatie van 3 x 10 MW 25 bij een vermogen van 30 WW, 41% bedraagt, bij een vermogen van 22,5 MW, 35% en bij een vermogen van 15 MW slechts 25%.

Bij talrijke toepassingen (krachtstations .met eilandbedrijf, ‘ carpressorstations) könt een bedrijf met gedeeltelijke .belasting dikwijls voor, en zodoende openbaart zich de verwezenlijking van een plooi- ......* / \ 8203867 - 2 - baar en tezelfdertijd .met .een goed rendement .werkend .stelsel -als een .feitelijke voorwaarde. Het doel van.de .onderhavige uitvinding is .een wezenlijke verbetering van .het totaal rendement van de met een gas-stoaröoring-loop werkende -installaties in .eerste instantie tijdens het bedrijf .met 5 gedeeltelijke belasting.

Bat wazenlijke van de werkwijze' is, dat de onderlinge verhouding van de eenzelfde of nagenoeg eenzelfde vermogen bezittende, van een gas- respectievelijk stocmturbine-aandrijving voorziene machine-eenheden veranderen in een verhouding van 2:1, 1:1 respectievelijk de ccmbi-10 natie daarvan en/of een veelvoud bij een gelijke of nagenoeg gelijke waarde' (+ 5%) van het eenheidsvermogen en het kringlooprenderaent, doordat met behulp van de, .de verbrandingsgaswarmte .benuttende ketel (in andere afvalwarmteketels) van de gasturbines voorziene, ook het O^-géhal-te van het verbrandingsgas benuttende aanvullende steking, .de bij een 15 gastmbine-stoemturbineverhewding van 2 : 1 gunstige stoatdru3<waarde van 16 - 60 bar wordt verhoogd tot de (bij een gasturbine-stocmtairbinever-houding van 1 : 1 gunstige) waarde van 40 - 150 bar bij een gelijktijdig verhogen van de cververhittingstaiperatuur van de stoom van doeltreffend 300 - 380° C cp 400 - 500° C en met de op deze wijze een ver-20 hoogd werkvermogen bezittende stoom in een voor een stoenbedrijf net veranderlijke (glijdende) parameters geschikte stoomturbine, het gewenste gelijke of nagenoeg gelijke eenheidsvermogen wordt opgewekt.

Het wezenlijke van de installatie volgens de uitvinding is, dat het compressorstation (het krachtstation) een op elk der gasturbines 25 daarvan aan de verbrandingsgas zijde zich aansluitende, van een voor een aanvullende steking ook het O^-gehalte van het verbrandingsgas benuttende aanvullende stookinrichting voorziene, bij een veranderlijke stoomdruk en veranderlijke stoemtenperatuur in een verhouding van ca. 1 : 2 veranderlijk werkvermogen, d.w.z. energie bezittende stocm-producerende af-30 valwarmteketel, waarvan alle onderdelen (stocm-waterscheider, kamers, buisleidingen, pompen) volgens een voor de tijdens het bedrijf optredende druk- en tenperatuurwaarden en de tijdens het bedrijf plaats vindende verandering daarvan geschikte uitvoering zijn vervaardigd, en/of waarvan de technische kernwaarden (doorsnede# toerental) kunnen worden veranderd, 35 waarbij het-ccnpressarstation (het' krachtstation) een of twee eenzelfde of nagenoeg eenzelfde (t ,5%) .eenheidsvermogen.bezitterade, bij de ene of - de twee door een gasturbine aangedreven machine-eenheid behorende, door .

8203867 ‘ * — l * ---:--:............- ----1---‘-=--ï -r 3 - een stoantiirbine aangedreven machine-eenheden bezit, welke stoomturbines een de bij verschillende ttocnparameters voor het leveren van .hetzelfde of nagenoeg hetzelfde asventpgen vereiste, inwendige uitvoering, de belasting tussen.de, de twee verschillende drukken en temperaturen hebbende 5 stoorasoarten verwerkende turbinedèlèn verdelende inrichting .bezitten en verder een dienovereenkomstig uitgevóerd beveiligings- en regels telsel, waarbij het uit de gasturbines, de afvalwarnrteketels, de aanvullende stookinrichting en de stoanturbines bestaande stelsel een door de gewenste venoogensbehoefte van de stoomturbines gestuurde en door de verandering 10 van de aanvullende stookinrichting van de afvalwarnrteketels verwezenlijkte regeling bezit.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin : fig. 1 een ritvoeringsvoarbeeld toont? en - .

15 fig. 2 .een ander uitvoeringsvoorbeeld toont.

De installatie volgens fig. 1 (ccrrpressorstation .respectievelijk krachtstation) bestaat uit drie machine-eenheden, waarvan er twee door middel van een gasturbine 1 en een door middel van de stxxmturbine 3 worden aangedreven.

20 De aangedreven machine 2 kan een compressor of een generator zijn. Beide gasturbines 1 zijn elk voorzien van een afvalwarmteketel 4, die is voorzien van een het C^-géhalte van het verbrandingsgas benuttende, aanvullende vuurhaard. Hierbij zijn alle drie machine-eenheden in be- · drijf, waarbij de afvalwarmteketels 4 van de gasturbines 1 uit het ver-25 brandingsgas van de gasturbines 1 zonder toepassing van de aanvullende stookinrichting 5 of met het in geringe mate inzetten daarvan zoveel stoom produceren als voldoende is voor het benutten van het volle nomina- . le vermogen van de door de stoomturbine 3 aangedreven machine 2. De stoom koot door de stocmleiding 6 in de stoomturbine 3.

30 Fig. 2 toont de andere bedrijfsaard van de installatie volgens fig. 1. Hierbij werken slechts twee eenheden van de drie machine-eenheden, bijvoorbeeld omdat slechts twae-derde van het totaalvermogen nodig is. Dit wordt bereikt, doordat een door een gasturbine 1 aangedreven machine 2 < wordt uitgeschakeld, en de werkende twse machine-eenheden .met volle belas-35 ting en een goed rendement worden .bedreven, doordat de op de afvalwarmte- ; ketel 4 van de gasturbine 1 van de machihe-eenheid nr. U aangesloten, .— aanvullende stookinrichting 5 met volle capaciteit (bij ca. 100% aanvullend - 820 3 8 67 " -;- - -4 - ketelvennogen) In werking wordt gezet. Op deze wijze .levert .de machine-eenheid nr. UI met de qp een .hoger energiepotentiaal opgewekte stoom als gevolg van de voor .een bedrijf met' veranderlijke parameters geschik- ; te constructie in de stoomturbine 3 daarvan .een met de in fig. 1 afgebeel-5 .de bedrijfsaard volkanen gelijk, vermogen bij een praktisch onveranderd goed totaalrendement. De machine^eenheid nr. I werkt niet in deze bedrijf saard.

In plaats van de in fig. 1 getoonde installatie met drie, d.w.z» met een oneven aantal machine-eenheden, respectievelijk daarbij kan ook 10 een in fig. .2 afgébeelde installatie worden .bereikt met twee, d.w.z. een even aantal machine-eenheden. Een installatie met vier machine-eenheden kan worden opgebouwi uit telkens twee machines, waarbij, een installatie .met vijf HHchine-eenheden kan worden qpgebouwi uit drie plus twee machines. Teneinde de bedrijfsbeschikbaarheid van de twee machinekeppeling 15 . (een gasturbine, een.stoomturbine) te verhogen, kan de afvalwarmteketel worden voorzien van een stooidirrichting, die ock zonder bedrijf van de gasturbine in staat is de stocmturbine-eenheid in bedrijf te houden.

Voordelen van .de onderhavige werkwijze en de daarbij behorende inrichting· : 20 - De bekende ..voordelen van de toepassing van de samengestelde kring loop warden bij een onveranderd goed rendement uitgebreid over het. bedrijf met gedeeltelijke belasting van de installaties.

- De bedrijfszekerheid van .de installaties .net samengestelde kringloop wordt door de voorgestelde nieuwe bedrijf saard verhoogd.

25 - Door de veranderbaarheid van de gasturbine/stocmturbineverhoudingen worden investerings- en bedrijfsverüchtingen verschaft.

- Door de inzet van machines met eenzelfde. vermogen worden bedrijfs-en.onde3±oudsvoardelen bereikt, en daardoor wordt de invoering van de nieuwe soort aandrijving vergemakkelijkt.

• 1 t , f \ \ ' 8 20 3 8 67 ; “ ^

Claims

1. Werkwijze voor het doeltreffend veranderen van het totaalver-mogen van .de met een samengestelde kringloop (gas-stocm) aangedreven, producerende machine-eenheden van drukverboger- (carpressar) stations en krachtstations van aardgas** en aardolietransportleidingen, met het kenr 5 merk, dat de onderlinge verhouding van de .met een gasturbine-aandrijving . (1) respecrfdevelijk stoanturbine-aandrljving (3) voorziene machine-een-heden wordt veranderd in 2 : 1, 1 ; 1 respectievelijk de combinatie en/of t — een veelvoud daarvan bij eenzelfde of nagenoeg eenzelfde waarde (+ 5%) van het eenheidsverroogen en het kringlooprendaaant, doordat met behulp 10 van een bij de afvalwarmteketels (4) van de gasturbines (1) voorziene, ook het 02**gehalte van het verbrandingsgas benuttende vuurhaard (5) de bij een gasturbine (1) : stocmfcurbine (3)-verhouding van 2:1 gunstige stocmdrukwaarde van 16" - 60 bar wordt verhoogd tot de (bij een gasturbine /stoanturbinerveihouding van 1 : 1 gunstige) waarde van 40 - 150 bar bij 15 een gelijktijdige verhoging van de CMarverhittingstenperatuur van de stoaa van met voordeel 300 - 480° C cp 400 - 540° C, waarbij met de cp deze wijze een verhoogde energie (arbeidscapaciteit) hebbende stocm in - een voor een stoarbedrijf met veranderlijke (glijdende) parameters geschikte stoonturbine (3), het gewenste gelijke of nagenoeg gelijke een-20 heidsvermogen wordt opgewekt.

2. Inrichting voor het toepassen van de werkwijze volgens conclusie 1 met het .kenmerk, dat .het station (het kraditstation) een op elk . der gasturbines (1) daarvan aan de verbrandingsgaszijde zich aansluiten-( de, van een voor het aanvullend stoken ook het (^-gehalte van 1st ver- 25 brandingsgas .benuttende, aanvullende stookinrichting (5) voorziene, , bij veranderlijke steendruk en veranderlijke stoantemperatuur in een verhouding van ca. 1 : 2 veranderlijke energie (arbeidscapaciteit) hébbende stocm poxducerende afvalwazmteketel .bezit, waarvan alle onderdelen (stoanr waterscheider, kamers, buisleidingen, panpen) zijn uitgevoerd in een voor . 30 de tijdens '.het bedrijf optredende druk- en temperatuurwaarden en de tij- ; dens bedrijf plaats vindende verandering daarvan geschikte uitvoering en/of waarvan de technische kenwaarden (doorsnede, toerental) kunnen wor-deuiveranderd, waarbij het station (het krachtstation) .een of twee bij een van de of beide door gasturbines (i)' aangedreven iradiine-eenheden be-; 35 horende, eenzelfde of nagenoeg eenzelfde (+.5%) eenheidsvermogen hebbende, 82 o 3 rrr---- 4__ - — - *> ♦ -:6- door stoomturbines (3) aangedreven nachine-eenheden .bezit, en de .stocm- · turbines (3), die bij verschillende .stoanparameters -voor .liet leveren van hetzelfde of nagenoeg hetzelfde' (+ .5%). asvennogen vereiste inwendige uitvoering (constructie), een de belasting tussen de twee, verschillende 5 drukken en temperaturen hebbende .stoansoorten verwerkende turbinedelen verdelende inrichting hebben, alsmede een dienovereenkomstig uitgevoerd beveiligings- en regelstelsel, waarbij .het uit de gasturbines (1), de -af-valwannbeketels (.4), de aanvullende vuurhaard (5) en de stocmturbines (3) bestaand stelsel een door de gewenste vermogensbehoefte van de 10 stocmturbines gestuurde en door de verandering 'van het aanvullend stoken van de afvalwanafcéketels 04) verwezenlijkte regeling bezit. \ , ( 820 5 8 67__ _J;