NL8700630A - Mechanical energy-generation system - burns and expands mixtures of gas and oxygen in successive chambers and turbines - Google Patents
Mechanical energy-generation system - burns and expands mixtures of gas and oxygen in successive chambers and turbines Download PDFInfo
- Publication number
- NL8700630A NL8700630A NL8700630A NL8700630A NL8700630A NL 8700630 A NL8700630 A NL 8700630A NL 8700630 A NL8700630 A NL 8700630A NL 8700630 A NL8700630 A NL 8700630A NL 8700630 A NL8700630 A NL 8700630A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- gas
- oxygen
- combustion chamber
- gas mixture
- pressure
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/36—Open cycles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas- turbine plants for special use
- F02C6/003—Gas-turbine plants with heaters between turbine stages
Abstract
Description
f * - 1 - T 5826 NET Hsbf * - 1 - T 5826 NET Hsb
WERKWIJZE VOOR HET OPWEKKEN VAN MECHANISCHE ENERGIEMETHOD FOR GENERATING MECHANICAL ENERGY
De uitvinding betreft een werkwijze voor het opwekken van mechanische energie met behulp van een gasturbine.The invention relates to a method for generating mechanical energy using a gas turbine.
Het is bekend om aan de verbrandingskamer van een gasturbine een gasmengsel toe te voeren dat brandbare componenten bevat en een 5 overmaat lucht. De overmaat lucht is zo gekozen dat de temperatuur van de uit het verbrandingskamer uittredende gasmengsel niet zo hoog is dat de turbinebladen beschadigd worden. In de verbrandingskamer worden de brandbare componenten verbrand ter verkrijging van een heet gasmengsel dat aan een turbine wordt toegevoerd. In de 10 turbine expandeert het gasmengsel en daardoor wordt mechanische energie opgewekt. Het rendenment van een dergelijke turbine kan verhoogd worden door de temperatuur van het gasmengsel dat de turbine verlaat te verhogen, en dit gasmengsel in een tweede turbine te laten expanderen waarbij ook mechanische energie wordt 15 opgewekt.It is known to supply a gas mixture to the combustion chamber of a gas turbine which contains flammable components and an excess of air. The excess air is chosen so that the temperature of the gas mixture leaving the combustion chamber is not so high as to damage the turbine blades. In the combustion chamber, the combustible components are burned to obtain a hot gas mixture which is fed to a turbine. In the 10 turbine, the gas mixture expands and mechanical energy is generated thereby. The efficiency of such a turbine can be increased by increasing the temperature of the gas mixture leaving the turbine and allowing this gas mixture to expand in a second turbine, also generating mechanical energy.
Bij deze werkwijze wordt in de verbrandingskamer een zo grote hoeveelheid stiksofoxiden gevormd dat het uit de tweede turbine uittredende gasmengsel veelal gereinigd zal moeten worden voordat het in de atmosfeer geloosd kan worden.In this process, a quantity of nitrogen oxides so formed in the combustion chamber that the gas mixture leaving the second turbine will often have to be cleaned before it can be discharged into the atmosphere.
20 Een doel van de uitvinding is om een werkwijze te verschaffen voor het zeer efficient opwekken van mechanische energie waarbij de vorming van stikstofoxiden wordt onderdrukt.An object of the invention is to provide a method for very efficiently generating mechanical energy while suppressing the formation of nitrogen oxides.
Daartoe omvat de werkwijze voor het opwekken van mechanische energie volgens de uitvinding het onder relatief hoge druk toevoeren 25 aan een eerste verbrandingskamer van een eerste zuurstofbevattend gas en een gasmengsel met een overmaat brandbare componenten, het verbranden van een deel van de brandbare componenten met het zuurstofbevattende gas ter verkrijging van een heet gasmengsel dat nog brandbare componenten bevat, het laten expanderen van het hete 30 gasmengsel in een eerste turbine, het toevoeren van het uit de -8700630 t 4 - 2 - eerste turbine uittredende gasmengsel aan een tweede verbrandings-kamer waar met een tweede zuurstofbevattend gas ten minste een deel van de in het gasmengsel aanwezige brandbare componenten wordt verbrand ter verkrijging van een tweede heet gasmengsel, en het 5 laten expanderen van het tweede hete gasmengsel in een tweede turbine.To that end, the method for generating mechanical energy according to the invention comprises supplying a first oxygen-containing gas and a gas mixture with an excess of flammable components to a first combustion chamber under relatively high pressure, burning a part of the flammable components with the oxygen-containing gas to obtain a hot gas mixture which still contains combustible components, expanding the hot gas mixture in a first turbine, feeding the gas mixture leaving the -8700630 t 4 - 2 - first turbine to a second combustion chamber where with a second oxygen-containing gas, at least a part of the flammable components present in the gas mixture is burned to obtain a second hot gas mixture, and allowing the second hot gas mixture to expand in a second turbine.
In de beschrijving en in de conclusies wordt onder een gasmengsel met een overmaat brandbare componenten verstaan een gasmengsel dat een grotere hoeveelheid brandbare componenten bevat dan de hoeveelheid 10 die voor verbranding nodig is (de stoechiometrisch benodigde hoeveelheid).In the description and in the claims, a gas mixture with an excess of flammable components is understood to be a gas mixture containing a greater amount of flammable components than the amount required for combustion (the stoichiometrically required amount).
Verder wordt opgemerkt dat de in de beschrijving genoemde drukken absolute drukken zijn.It is further noted that the pressures mentioned in the description are absolute pressures.
De uitvinding zal nu bij wijze van voorbeeld in meer detail 15 worden besproken onder verwijzing naar de tekeningen, waarinThe invention will now be discussed in more detail by way of example with reference to the drawings, in which
Figuur 1 schematisch een eerste inrichting toont voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding;Figure 1 schematically shows a first device for carrying out the method according to the invention;
Figuur 2 schematisch een tweede inrichting toont voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding; en 20 Figuur 3 schematisch een derde inrichting toont voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.Figure 2 schematically shows a second device for carrying out the method according to the invention; and Figure 3 schematically shows a third device for carrying out the method according to the invention.
De inrichting getoond in Figuur 1 omvat een eerste verbrandings-kamer 1 waarin brandstofleiding 2 uitmondt, een eerste turbine 4, waarvan de gasinlaat is verbonden met de gasuitlaat van de eerste 25 verbrandingskamer 1 door leiding 6, een tweede verbrandingskamer 7, waarvan de brandstofinlaat is verbonden met de gasuitlaat van de eerste turbine 4 door leiding 10, en een tweede turbine 11, waarvan de gasinlaat is verbonden met de gasuitlaat van de tweede verbrandingskamer 7 door leiding 12. De tweede turbine 11 is voorzien van 30 een gasuitlaatleiding 13.The device shown in Figure 1 comprises a first combustion chamber 1 into which fuel line 2 opens, a first turbine 4, the gas inlet of which is connected to the gas outlet of the first combustion chamber 1 through line 6, a second combustion chamber 7, of which the fuel inlet is connected to the gas outlet of the first turbine 4 through line 10, and a second turbine 11, the gas inlet of which is connected to the gas outlet of the second combustion chamber 7 through line 12. The second turbine 11 is provided with a gas outlet line 13.
Verder omvat de inrichting een eerste compressor 16 waarin een luchttoevoer 17 uitmondt en waarvan de gasuitlaat is verbonden met de luchtinlaat van de eerste verbrandingskamer 2 door leiding 18, en een tweede compressor 21 waarin een luchttoevoer 22 uitmondt en ,87006ου f ± - 3 - waarvan de gasuitlaat is verbonden met de luchtinlaat van de tweede verbrandingskamer 7 door leiding 23.The device further comprises a first compressor 16 into which an air supply 17 opens and the gas outlet of which is connected to the air inlet of the first combustion chamber 2 through line 18, and a second compressor 21 into which an air supply 22 opens and, 87006ου f ± - 3 - of which the gas outlet is connected to the air inlet of the second combustion chamber 7 through line 23.
Onderdelen die niet voor de uitvinding van belang zijn, zoals warmtewisselaars, zijn niet getoond.Parts not important to the invention, such as heat exchangers, are not shown.
5 Tijdens normaal bedrijf wordt een eerste zuurstofbevattend gas, zoals lucht, in de eerste compressor samengedrukt tot een druk tussen 3 en 4 MPa, en door leiding 18 toegevoerd aan de eerste verbrandingskamer 1, en er wordt een gasmengsel met een overmaat aan brandbare componenten, bijvoorbeeld een mengsel van CO en Hg, 10 onder een druk tussen 3 en 4 MPa toegevoerd aan de eerste verbrandingskamer 1 door brandstofleiding 2. In de eerste verbrandingskamer 1 wordt een deel van de brandbare componenten met het zuurstof-bevattende gas omgezet ter verkrijging van een heet gasmengsel dat nog brandbare componenten bevat. De temperatuur van het gasmengsel 15 zal liggen tussen 1 000 en 1 500 K.5 During normal operation, a first oxygen-containing gas, such as air, is compressed in the first compressor to a pressure between 3 and 4 MPa, and supplied through line 18 to the first combustion chamber 1, and a gas mixture with an excess of combustible components is supplied, for example, a mixture of CO and Hg, 10 supplied at a pressure between 3 and 4 MPa to the first combustion chamber 1 through fuel line 2. In the first combustion chamber 1, part of the flammable components are reacted with the oxygen-containing gas to obtain a hot gas mixture that still contains flammable components. The temperature of the gas mixture 15 will be between 1 000 and 1 500 K.
Dit hete gasmengsel wordt door leiding 6 toegevoerd aan de eerste turbine 4, waar het hete gasmengsel expandeert tot een druk tussen 1,7 en 2,0 MPa. Verder zal het gasmengsel afkoelen tot een temperatuur tussen 700 en 1 100 K. De mechanische energie opgewekt 20 in de eerste turbine 4 kan bij voorbeeld worden gebruikt om een generator (niet getoond) aan te drijven.This hot gas mixture is fed through line 6 to the first turbine 4, where the hot gas mixture expands to a pressure between 1.7 and 2.0 MPa. Furthermore, the gas mixture will cool to a temperature between 700 and 1 100 K. The mechanical energy generated in the first turbine 4 can be used, for example, to drive a generator (not shown).
Het uit de eerste turbine 4 uittredende gasmengsel wordt door leiding 10 toegevoerd aan de tweede verbrandingskamer 7, en er wordt aan de tweede verbrandingskamer 7 door leiding 23 toegevoerd 25 een tweede zuurstofbevattend gas dat op een druk tussen 1,6 en 1,9 MPa uit de tweede compressor 21 uittreedt. In de tweede verbrandingskamer 7 worden de in het gasmengsel aanwezige brandbare componenten verbrand met het zuurstofbevattende gas ter verkrijging van een heet gasmengsel. De temperatuur van het gasmengsel zal liggen 30 tussen 1 000 en 1 500 K.The gas mixture exiting from the first turbine 4 is supplied through line 10 to the second combustion chamber 7, and a second oxygen-containing gas is supplied to the second combustion chamber 7 through line 23 at a pressure of between 1.6 and 1.9 MPa the second compressor 21 exits. In the second combustion chamber 7, the flammable components present in the gas mixture are burned with the oxygen-containing gas to obtain a hot gas mixture. The temperature of the gas mixture will be between 1 000 and 1 500 K.
Dit hete gasmengsel wordt door leiding 12 toegevoerd aan de tweede turbine 11, waar het hete gasmengsel expandeert tot een druk van 0,1 MPa. Verder zal het gasmengsel afkoelen tot een temperatuur tussen 700 en 1 100 K. De mechanische energie opgewekt in de tweede ,8700630 y 4 - 4 - turbine 11 kan bij voorbeeld worden gebruikt om een generator (niet getoond) aan te drijven.This hot gas mixture is fed through line 12 to the second turbine 11, where the hot gas mixture expands to a pressure of 0.1 MPa. Furthermore, the gas mixture will cool to a temperature between 700 and 1 100 K. The mechanical energy generated in the second 8700630 4-4 turbine 11 can be used, for example, to drive a generator (not shown).
Aan de eerste verbrandingskamer 1 wordt een hoeveelheid brandbare componenten toegevoerd die groter is dan de hoeveelheid ^ die nodig is voor een volledige verbranding, bijvoorbeeld een hoeveelheid die ligt tussen 1,5 en 2,5 maal de stoechiometrisch benodigde hoeveelheid. Als gevolg hiervan heerst in de eerste verbrandingskamer een reducerend milieu. Hierdoor zal het hete gasmengsel dat uittreedt uit de eerste verbrandingskamer 1 een te verwaarlozen hoeveelheid stikstofoxiden bevatten.The first combustion chamber 1 is supplied with an amount of flammable components which is greater than the amount needed for a complete combustion, for example an amount between 1.5 and 2.5 times the stoichiometrically required amount. As a result, a reducing environment prevails in the first combustion chamber. As a result, the hot gas mixture exiting from the first combustion chamber 1 will contain a negligible amount of nitrogen oxides.
, Om te voorkomen dat de temperatuur van het hete gasmengsel dat uittreedt uit de laatste verbrandingskamer te hoog is kan aan de eerste verbrandingskamer 1 stoom worden toegevoerd, bij voorbeeld 3 3 tussen 0,1 en 12 Nm stoom per Nm zuurstofbevattend gas. Een 15 voordeel van het toevoeren van stoom is dat roetvorming in de eerste verbrandingskamer wordt tegengegaan.To prevent the temperature of the hot gas mixture exiting from the last combustion chamber being too high, steam can be supplied to the first combustion chamber 1, for example 3 between 0.1 and 12 Nm of steam per Nm of oxygen-containing gas. An advantage of supplying steam is that soot formation in the first combustion chamber is prevented.
De stoom kan worden toegevoerd aan het gasmengsel dat brandbare componenten bevat, of aan het eerste zuursofbevattende gas.The steam can be supplied to the gas mixture containing flammable components or to the first oxygen-containing gas.
Figuur 2 toont een tweede uitvoeringsvorm van de uitvinding.Figure 2 shows a second embodiment of the invention.
20 Onderdelen van de getoonde inrichting die overeenkomen met in20 Parts of the device shown corresponding to in
Figuur 1 getoonde onderdelen hebben dezelfde verwijzingscijfers. Hierbij wordt het eerste zuurstofbevattende gas toegevoerd aan een primaire compressor 30 door leiding 31, in de primaire compressor 30 wordt het gasmengsel gecomprimeerd tot een druk waarbij het 25 gasmengsel aan de tweede verbrandingskamer 7 kan worden toegevoerd door leiding 33. En een deel van het van het uit de primaire compressor 30 uittredende gasmengsel wordt vervolgens door leiding 34 toegevoerd aan een secundaire compressor 37. In de secundaire compressor 37 wordt het gasmengsel gecomprimeerd tot een druk 30 waarbij het aan de eerste verbrandingskamer 1 kan worden toegevoerd door leiding 38. Verder is het bedrijf van de inrichting als beschreven onder verwijzing naar Figuur 1.Parts shown in Figure 1 have the same reference numerals. Here, the first oxygen-containing gas is supplied to a primary compressor 30 through line 31, in the primary compressor 30 the gas mixture is compressed to a pressure at which the gas mixture can be supplied to the second combustion chamber 7 through line 33. And part of the the gas mixture exiting from the primary compressor 30 is then supplied through line 34 to a secondary compressor 37. In the secondary compressor 37, the gas mixture is compressed to a pressure 30 at which it can be supplied to the first combustion chamber 1 through line 38. Furthermore, it is operation of the device as described with reference to Figure 1.
Figuur 3 toont een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding. Onderdelen van de getoonde inrichting die overeenkomen met in 35 Figuur 1 getoonde onderdelen hebben dezelfde verwijzingscijfers.Figure 3 shows a third embodiment of the invention. Parts of the device shown corresponding to parts shown in Figure 1 have the same reference numerals.
• 8 / (* u t $ tj - 5 - . ΐ *• 8 / (* u t $ tj - 5 -. Ϊ́ *
Tijdens bedrijf van de nu getoonde inrichting wordt in de tweede verbrandingskamer 7 slechts een gedeelte van de brandbare componenten verbrand. Het uit de tweede turbine 11 uittredende gasmengsel wordt door leiding 13 toegevoerd aan een derde verbrandingskamer 40. Een 5 zuurstofbevattend gas wordt door leiding 47 toegevoerd aan een derde compressor 48, waar het tot een druk wordt gecomprimeerd waarbij het aan de derde verbrandingskamer 40 kan worden toegevoerd door leiding 49. In de derde verbrandingskamer 40 worden de brandbare componenten verbrand, het er uittredende gasmengsel heeft een temperatuur tussen 1 000 K en 1 500 K. Het uit de derde verbrandings-10 kamer 40 uittredende gasmengsel wordt op een druk tussen 0,3 en 0,4 MPa toegevoerd aan een derde turbine 50 door leiding 51. In de derde turbine 50 expandeert het hete gasmengsel tot een druk van 0,1 MPa. Verder zal het gasmengsel afkoelen tot een temperatuur tussen 800 en 1 100 K. De mechanische energie opgewekt in de derde 15 turbine 50 kan bij voorbeeld worden gebruikt om een generator (niet getoond) aan te drijven. Het uit de derde turbine 50 uittredende gasmengsel wordt afgevoerd door leiding 52.During operation of the device now shown, only a part of the flammable components is burned in the second combustion chamber 7. The gas mixture exiting from the second turbine 11 is supplied through line 13 to a third combustion chamber 40. An oxygen-containing gas is supplied through line 47 to a third compressor 48, where it is compressed to the pressure where it can be supplied to the third combustion chamber 40 supplied through line 49. In the third combustion chamber 40, the combustible components are burned, the gas mixture exiting has a temperature between 1 000 K and 1 500 K. The gas mixture leaving the third combustion chamber 40 is pressured at a pressure between 0, 3 and 0.4 MPa are supplied to a third turbine 50 through line 51. In the third turbine 50, the hot gas mixture expands to a pressure of 0.1 MPa. Furthermore, the gas mixture will cool to a temperature between 800 and 1 100 K. The mechanical energy generated in the third turbine 50 can be used, for example, to drive a generator (not shown). The gas mixture leaving the third turbine 50 is discharged through line 52.
In het algemeen zal de verhouding tussen de druk van het gasmengsel dat uit een turbine uittreedt en de druk van het gasmengsel 20 dat in de turbine wordt geleid zo gekozen worden dat deze voor alle turbines ongeveer gelijk is.Generally, the ratio between the pressure of the gas mixture exiting from a turbine and the pressure of the gas mixture 20 entering the turbine will be chosen to be approximately equal for all turbines.
Aan de hand van Figuur 3 zal een voorbeeld worden besproken.An example will be discussed with reference to Figure 3.
Aan de de eerste verbrandingskamer 1 wordt 1 000 kg/h gasmengsel dat brandbare componenten bevat op een temperatuur van 800 K en een 25 druk van 4 MPa toegevoerd, de samenstelling van het gasmengsel is 9,5 %v Hg, 26,5 %v CO, 3,1 %v COg, 0,1 % HgS, <0,1 %v Ng en 0,7 %The first combustion chamber 1 is fed 1 000 kg / h gas mixture containing flammable components at a temperature of 800 K and a pressure of 4 MPa, the composition of the gas mixture is 9.5% v Hg, 26.5% v CO, 3.1% v COg, 0.1% HgS, <0.1% v Ng and 0.7%
Ar, de massa van de brandbare componenten is 291 kg, en de verbran-dingswaarde is 3 774 MJ/1 000 kg. Ook wordt aan de eerste verbrandingskamer 1 toegevoerd 325 kg/h stoom op een temperatuur van 524 K 30 en een druk van 4 MPa en 412 kg/h lucht op een temperatuur van 997 K en een druk van 4 MPa toegevoerd. De hoeveelheid zuurstof is 44% van de stoechiometrisch benodigde hoeveelheid.Ar, the mass of the flammable components is 291 kg, and the combustion value is 3,774 MJ / 1,000 kg. Also, the first combustion chamber 1 is supplied with 325 kg / h of steam at a temperature of 524 K and a pressure of 4 MPa and 412 kg / h of air at a temperature of 997 K and a pressure of 4 MPa. The amount of oxygen is 44% of the stoichiometrically required amount.
Een deel van de brandbare componenten wordt verbrand, en het uit de eerste verbrandingskamer 1 uittredende gasmengsel wordt op 35 een temperatuur van 1 400 K en een druk van 4 MPa toegevoerd aan de ,8700630 τ t, - 6 - eerste turbine 4. In de eerste turbine 4 wordt ongeveer 758 MJ opgewekt, hiervan wordt 316 MJ gebruikt om de eerste compressor 16 aan te drijven. Het verschil, 442 MJ, komt overeen met ongeveer 22% van de totale mechanische energie opgewekt in de drie turbines.A part of the combustible components is burned, and the gas mixture leaving the first combustion chamber 1 is fed at a temperature of 1 400 K and a pressure of 4 MPa to the .8700630 τ t .6 - first turbine 4. In the first turbine 4 is generated about 758 MJ, of which 316 MJ is used to drive the first compressor 16. The difference, 442 MJ, corresponds to approximately 22% of the total mechanical energy generated in the three turbines.
5 Het uit de eerste turbine 4 uittredende gasmengsel bevat 163 kg brandbare componenten, dit is 56% van de massa van de brandbare componenten in het oorspronkelijke gasmengsel bevat. Dit gasmengsel wordt op een temperatuur van 1 106 K en een druk van 1,17 MPa door leiding 10 toegevoerd aan de tweede verbrandingskamer 7. Aan de 10 tweede verbrandingskamer 7 wordt ook 237 kg/h lucht toegevoerd door leiding 23 op een temperatuur van 698 K en een druk van 1,3 MPa. De hoeveelheid zuurstof is 25% van de stoechiometrisch benodigde hoeveelheid betrokken op de hoeveelheid brandbare componenten in het oorspronkelijke gasmengsel.5 The gas mixture leaving the first turbine 4 contains 163 kg of flammable components, which is 56% of the mass of the flammable components in the original gas mixture. This gas mixture is supplied to the second combustion chamber 7 at a temperature of 1 106 K and a pressure of 1.17 MPa through line 10 to the second combustion chamber 7. 237 kg / h air is also supplied to the second combustion chamber 7 through line 23 at a temperature of 698 K and a pressure of 1.3 MPa. The amount of oxygen is 25% of the stoichiometrically required amount based on the amount of flammable components in the original gas mixture.
15 Een deel van de brandbare componenten wordt verbrand, en het uit de tweede verbrandingskamer 7 uittredende gasmengsel wordt op een temperatuur van 1 400 K en een druk van 1,17 MPa toegevoerd aan de tweede turbine 11. In de tweede turbine 11 wordt ongeveer 832 MJ opgewekt, hiervan wordt 102 MJ gebruikt om de tweede compressor 21 20 aan te drijven. Het verschil, 730 MJ, komt overeen met ongeveer 36% van de totale mechanische energie opgewekt in de drie turbines.Part of the combustible components are burned, and the gas mixture leaving the second combustion chamber 7 is supplied to the second turbine 11 at a temperature of 1 400 K and a pressure of 1.17 MPa. In the second turbine 11, about 832 MJ generated, of which 102 MJ is used to drive the second compressor 21-20. The difference, 730 MJ, corresponds to approximately 36% of the total mechanical energy generated in the three turbines.
Het uit de tweede turbine 11 uittredende gasmengsel bevat 90 kg brandbare componenten, dit is 31% van de massa van de brandbare componenten in het oorspronkelijke gasmengsel. Dit gasmengsel wordt 25 op een temperatuur van 1 109 K en een druk van 0,34 MPa door leiding 13 toegevoerd aan de derde verbrandingskamer 40. Aan de derde verbrandingskamer 40 wordt ook 310 kg/h lucht toegevoerd door leiding 49 op een temperatuur van 468 K en een druk van 0,4 MPa. De hoeveelheid zuurstof is 33 % van de stoechiometrisch benodigde 30 hoeveelheid betrokken op de hoeveelheid brandbare componenten in het oorspronkelijke gasmengsel.The gas mixture leaving the second turbine 11 contains 90 kg of flammable components, which is 31% of the mass of the flammable components in the original gas mixture. This gas mixture is supplied at a temperature of 1 109 K and a pressure of 0.34 MPa through line 13 to the third combustion chamber 40. The third combustion chamber 40 is also supplied with 310 kg / h of air through line 49 at a temperature of 468 K and a pressure of 0.4 MPa. The amount of oxygen is 33% of the stoichiometrically required amount based on the amount of flammable components in the original gas mixture.
De brandbare componenten worden verbrand, en het uit de derde verbrandingskamer 40 uittredende gasmengsel wordt op een temperatuur van 1 400 K en een druk van 0,34 MPa toegevoerd aan de derde 35 turbine 50. In de derde turbine 50 wordt ongeveer 921 MJ opgewekt, .8/00630 > ϋ - 7 - hiervan wordt 58 MJ gebruikt om de derde compressor 48 aan te drijven. Het verschil, 863 MJ, komt overeen met ongeveer 42% van de totale mechanische energie opgewekt in de drie turbines.The combustible components are burned, and the gas mixture leaving the third combustion chamber 40 is supplied to the third turbine 50 at a temperature of 1 400 K and a pressure of 0.34 MPa. In the third turbine 50, approximately 921 MJ is generated, .8 / 00630> ϋ - 7 - of this, 58 MJ is used to drive the third compressor 48. The difference, 863 MJ, corresponds to approximately 42% of the total mechanical energy generated in the three turbines.
Het uit de derde turbine 50 uittredènde gasmengsel heeft een 5 temperatuur van 1 115 K en een druk van 0,1 MPa. Dit gasmengsel wordt door leiding 52 afgevoerd.The gas mixture leaving the third turbine 50 has a temperature of 1 115 K and a pressure of 0.1 MPa. This gas mixture is discharged through line 52.
Het totale rendement van de inrichting is 53,9%.The total efficiency of the device is 53.9%.
Het derde zuurstofbevattende gas, dat aan de derde verbrandings-kamer 40 wordt toegevoerd, kan ook worden verkregen door zuurstof-10 bevattend gas in een eerste compressiestap (niet getoond) te comprimeren tot een druk waarbij het gas aan de derde verbrandings-kamer 40 kan worden toegevoerd, waarbij het tweede zuurstofbevattende gas wordt verkregen door een deel van het uit de eerste compressiestap afgevoerde gas in een tweede compressiestap (niet getoond) te 15 comprimeren tot een druk waarbij het gas aan de tweede verbrandings-kamer 7 kan worden toegevoerd, en waarbij het eerste zuurstofbevattend gas wordt verkregen door een deel van het uit de tweede compressiestap afgevoerde gas in een derde compressiestap (niet getoond) te comprimeren tot de druk waarbij het gas aan de eerste verbrandings-20 kamer 4 kan worden toegevoerd.The third oxygen-containing gas supplied to the third combustion chamber 40 can also be obtained by compressing oxygen-containing gas in a first compression step (not shown) to a pressure at which the gas can pass to the third combustion chamber 40 the second oxygen-containing gas is obtained by compressing part of the gas discharged from the first compression step in a second compression step (not shown) to a pressure at which the gas can be supplied to the second combustion chamber 7, and wherein the first oxygen-containing gas is obtained by compressing part of the gas discharged from the second compression step in a third compression step (not shown) to the pressure at which the gas can be supplied to the first combustion chamber 4.
Aangezien tijdens normaal bedrijf in de eerste verbrandingskamer een reducerend milieu aanwezig is, is de werkwijze volgens de uitvinding zeer geschikt om een afval gasstroom te behandelen die naast zuurstof ook stiksofoxiden en/of stikstofoxidenvormende 25 verbindingen bevat. In dat geval bevat het eerste zuurstofbevattende gas en/of het tweede zuurstofbevattende gas stiksofoxiden en/of stikstofoxidenvormende verbindingen zoals ammonia of een andere stiksofverbinding.Since a reducing environment is present in the first combustion chamber during normal operation, the method according to the invention is very suitable for treating a waste gas stream which, in addition to oxygen, also contains nitrogen oxides and / or nitrogen oxides-forming compounds. In that case, the first oxygen-containing gas and / or the second oxygen-containing gas contains nitrogen oxides and / or nitrogen oxide-forming compounds such as ammonia or another nitrogen compound.
Het gasmengsel dat brandbare componenten bevat kan bestaan uit 30 synthese gas afkomstig uit een inrichting voor het vergassen van kolen of olie. Het synthese gas bevat CO en Hg. Een voordeel van het gebruik van synthesegas is dat het al op een hoge druk en temperatuur is als het de vergassingsinrichting verlaat.The gas mixture containing flammable components may consist of synthesis gas from a coal or oil gasification plant. The synthesis gas contains CO and Hg. An advantage of using synthesis gas is that it is already at a high pressure and temperature when it leaves the gasifier.
Ook kan het gasmengsel dat brandbare componenten bevat kan 33 bestaan uit aardgas. Zeer geschikt is dan aardgas dat op een verhoogde druk uit een leidingnet wordt afgenomen.The gas mixture containing flammable components can also consist of natural gas. Natural gas, which is taken off the pipeline at an increased pressure, is very suitable.
.87006308700630
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8700630A NL8700630A (en) | 1987-03-17 | 1987-03-17 | Mechanical energy-generation system - burns and expands mixtures of gas and oxygen in successive chambers and turbines |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8700630A NL8700630A (en) | 1987-03-17 | 1987-03-17 | Mechanical energy-generation system - burns and expands mixtures of gas and oxygen in successive chambers and turbines |
| NL8700630 | 1987-03-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8700630A true NL8700630A (en) | 1988-10-17 |
Family
ID=19849719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8700630A NL8700630A (en) | 1987-03-17 | 1987-03-17 | Mechanical energy-generation system - burns and expands mixtures of gas and oxygen in successive chambers and turbines |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NL (1) | NL8700630A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0329236A1 (en) | 1988-02-16 | 1989-08-23 | Polydak B.V. | Structural member |
| FR2644846A1 (en) * | 1989-03-24 | 1990-09-28 | Gen Electric | DEVICE AND METHOD FOR COMBUSTING HYDROCARBON WITH LOW NOX CONTENT IN THE DRY CONDITION |
| EP0651144A1 (en) * | 1992-04-28 | 1995-05-03 | Smeshannoe Tovarischestvo "Germes" | Method for conversion of heat energy into mechanical energy in a gas-turbine engine, and gas-turbine engine |
| USRE35061E (en) * | 1989-03-24 | 1995-10-17 | General Electric Company | Dry low NOx hydrocarbon combustion apparatus |
| EP0733849A1 (en) * | 1995-03-24 | 1996-09-25 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Pipeline flow booster system |
| WO1998007970A1 (en) * | 1996-08-21 | 1998-02-26 | Hamburger Gaswerke Gmbh | In-line gas pre-heating |
| WO1998049438A1 (en) * | 1997-04-30 | 1998-11-05 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Power plant with partial oxidation and sequential combustion |
| WO1998051914A1 (en) * | 1997-05-13 | 1998-11-19 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Partial oxidation powerplant with sequential combustion |
-
1987
- 1987-03-17 NL NL8700630A patent/NL8700630A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0329236A1 (en) | 1988-02-16 | 1989-08-23 | Polydak B.V. | Structural member |
| FR2644846A1 (en) * | 1989-03-24 | 1990-09-28 | Gen Electric | DEVICE AND METHOD FOR COMBUSTING HYDROCARBON WITH LOW NOX CONTENT IN THE DRY CONDITION |
| USRE35061E (en) * | 1989-03-24 | 1995-10-17 | General Electric Company | Dry low NOx hydrocarbon combustion apparatus |
| EP0651144A1 (en) * | 1992-04-28 | 1995-05-03 | Smeshannoe Tovarischestvo "Germes" | Method for conversion of heat energy into mechanical energy in a gas-turbine engine, and gas-turbine engine |
| EP0651144A4 (en) * | 1992-04-28 | 1996-10-18 | Smeshannoe Tovarischestvo Germ | Method for conversion of heat energy into mechanical energy in a gas-turbine engine, and gas-turbine engine. |
| EP0733849A1 (en) * | 1995-03-24 | 1996-09-25 | Shell Internationale Researchmaatschappij B.V. | Pipeline flow booster system |
| WO1998007970A1 (en) * | 1996-08-21 | 1998-02-26 | Hamburger Gaswerke Gmbh | In-line gas pre-heating |
| US6730272B2 (en) | 1996-08-21 | 2004-05-04 | Ewe Aktiengesellschaft | In-line gas pre-heating |
| WO1998049438A1 (en) * | 1997-04-30 | 1998-11-05 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Power plant with partial oxidation and sequential combustion |
| US5906094A (en) * | 1997-04-30 | 1999-05-25 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Partial oxidation power plants and methods thereof |
| WO1998051914A1 (en) * | 1997-05-13 | 1998-11-19 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Partial oxidation powerplant with sequential combustion |
| US5934064A (en) * | 1997-05-13 | 1999-08-10 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Partial oxidation power plant with reheating and method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4528811A (en) | Closed-cycle gas turbine chemical processor | |
| US4785621A (en) | Air bottoming cycle for coal gasification plant | |
| US4106286A (en) | Waste heat recovery boiler apparatus | |
| US4492085A (en) | Gas turbine power plant | |
| US4667467A (en) | Method for energy conversion | |
| CA1288959C (en) | Method for increasing the efficiency of gas turbine generator systems using low btu gaseous fuels | |
| EP1040252A4 (en) | Clean air engines for transportation and other power applications | |
| CA2231749A1 (en) | Low-nox combustor and gas turbine apparatus employing said combustor | |
| TW354354B (en) | Operation of integrating gasification combined cycle power generation systems at part load | |
| GB2029855A (en) | Gasification unit | |
| GB1495877A (en) | Combined gas/steam power plant with combustible gas producer | |
| EP0278609A3 (en) | Gas turbine power plant fired by a water-bearing fuel | |
| NL8700630A (en) | Mechanical energy-generation system - burns and expands mixtures of gas and oxygen in successive chambers and turbines | |
| US5212941A (en) | Method for operating a combined gas turbine/steam turbine process | |
| US3978657A (en) | Turbine system | |
| EP0184137A1 (en) | Integrated coal gasification plant and combined cycle system with air bleed and steam injection | |
| US3446012A (en) | Gasifier and gas turbine system | |
| JPH06502898A (en) | High pressure gasifier/diesel cycle internal combustion engine system | |
| US5857421A (en) | Method of and means for producing combustible gases from low grade fuel | |
| JPH11159346A (en) | Method for eliminating inert gas from process gas before compression with gas turbine or combined cycle power generation plant | |
| JPS622650B2 (en) | ||
| US5388534A (en) | Method of and means for producing combustible gases from low grade solid fuel | |
| US5174107A (en) | Combined power generating plant | |
| US5469699A (en) | Method and apparatus for generating electrical energy utilizing a boiler and a gas turbine powered by a carbonizer | |
| US2509246A (en) | Means for deriving energy from solid fuels |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |