SE462759B - Foerfarande foer alstring av elektrisk energi och aanga med anvaendning av ett foergasningssystem foer fast kolhaltigt braensle - Google Patents

Foerfarande foer alstring av elektrisk energi och aanga med anvaendning av ett foergasningssystem foer fast kolhaltigt braensle

Info

Publication number
SE462759B
SE462759B SE8602461A SE8602461A SE462759B SE 462759 B SE462759 B SE 462759B SE 8602461 A SE8602461 A SE 8602461A SE 8602461 A SE8602461 A SE 8602461A SE 462759 B SE462759 B SE 462759B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
steam
line
pressure
gas turbine
unit
Prior art date
Application number
SE8602461A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8602461L (sv
SE8602461D0 (sv
Inventor
D H Archer
J R Hamm
E J Vidt
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of SE8602461D0 publication Critical patent/SE8602461D0/sv
Publication of SE8602461L publication Critical patent/SE8602461L/sv
Publication of SE462759B publication Critical patent/SE462759B/sv

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
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/067—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion heat coming from a gasification or pyrolysis process, e.g. coal gasification
    • 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
    • F02C3/26—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 the fuel or oxidant being solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension
    • F02C3/28—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 the fuel or oxidant being solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension using a separate gas producer for gasifying the fuel before combustion
    • 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
    • F02C3/30—Adding water, steam or other fluids for influencing combustion, e.g. to obtain cleaner exhaust gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

462 759 2 för fast kolhaltigt bränsle för att alstra en bränslegas, som tillföras ett gasturbinsystam, som utnyttjar bränslegasen för alstring av elektrisk effekt och ånga, varvid bränslegasen genereras genom förgasning av ett fast kolhaltigt bränsle i en förgasningsanordning, som utnyttjar ånga och en luft-vattenblandning, varpå förekommande fasta partiklar avlägsnas från bränslegasen och bränslegasen förbrännas för att alstra heta förbrännings- gaser, vilka utnyttjas i ett gasturbinsystam innehållande minst en kompres- sionsenhet och en expansionsenhet, kopplade till en generator för alstring av elektrisk effekt med avlopp för varm avgas från expansionsenheten känne- tecknat av att vattenstrålakylning av gasturbinens kompressionsenhat ut- föres, vilket medför att däri bildas en luft-vattenblandning, av vilken åtminstone en del överföras till förgasningsanordningen som den däri utnytt- jade luft-vattenblandningen, och den varma avgasen från gasturbinen föras till en ånggenerator, för att däri alstra ånga, och åtminstone en del av den i ånggeneratorn alstrade ångan ur nämnda varma avgas tillföras till förgas- ningsanordningen som den däri använda ångan.
Vattenstrålekylning av gasturbinens kompressor bildar en luft- -vattenblandning för användning i förgasningsanordningen liksom även i gasturbinens brännare. Det sammansatta kolförgasningssystemet och gastur- binsystemet med värmeåtervinning och ateruppvärmning av expansionsgas medför billig högeffektiv elektrisk effektalstring.
Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas i en lämplig utföringsform med hänvisning till bifogade ritningar.
Fig. 1 visar schematiskt ett integrerat system enligt uppfinningen med användning av en enda kompressionsenhat i ett gasturbinsystam med mellankylning.
F ig. 2 visar schematiskt ett kolförgasningssystem för användning i det integrerade systemet enligt uppfinningen.
F ig. 3 visar schematiskt en annan utföringsform av ett integrerat system enligt uppfinningen med dubbla kompressionsenheter i ett gasturbin- systam med mellanstegskylning.
Föreliggande uppfinning bildar en anläggning för elektrisk energi- produktion, som tillåter kolförgasning, företrädesvis med dolomitisk gasav- svavling att kombineras med en rekuperativ àteruppvärmd gasturbin med våt kompression, så att den vattankylda luften för rekuperativ gasturbinförbrän- ning även bildar del av den luft-vattenblandning som erfordras för kolförgas- ning och för sulfonering av sulfiderad dolomit. Anläggningen ger ur miljösyn- punkt acceptabla utsläpp av kolaska och sulfonerad dolomít samtidigt med 462 759 3 lagsvavliga förbränningsprodukter fran gasturbinen i en billig och högeligen effektiv anläggning för elektrisk energialstring.
Sasom framgår av fig. l har förgasningsanläggningen l en ledning 3 för tillföring av anga därtill, en ledning 5 för tillförsel av kol eller annat fast kolhaltigt bränsle, en ledning 7 för tillförsel av en luft-vattenblandning för förbränningen samt en ledning 9 för tillförsel av ett fast absorptionsmedel för svavel eller andra föroreningar i kolet. Fasta aterstoder fran förgasnings- anordningen avföres genom ledningen ll, medan den i förgasningsanordningen l alstrade bränslegasen far fasta ämnen avlägsnade fran densamma, de fasta ämnena avförda genom ledningen 13, medan bränslegasen bortföres genom ledningen 15. Den under högt tryck stående bränslegasen kyles i en Vattenkyl- ningsapparat 17, till vilken vatten föres genom ledningen 19, och fran vilken överflödigt vatten kan avföras genom ledningen 21. Det primära skälet för kylning av bränslegasen är att minska tillförseltemperaturen hos bränslegasen i ledningen 23 till en med högt tryck verkande förbränningsenhet eller brännare 25 belägen nedströms av densamma. En del av bränslegasen under högt tryck ledes genom ledningen 27 till en expansionsenhet 29, som kan alstra elektrisk energi medelst en samverkande generator 31, och fran expansionsenheten 29 vid ett lägre tryck genom ledningen 33 till en med lagt tryck arbetande förbränningsenhet eller brännare 35. Heta gaser fran för- bränningsenheten 25 med högt tryck och fran förbränningsenheten 35 med lagt tryck användes i en gasturbinanläggning 37. I den visade gasturbinanlägg- ningen 37 finnes en enda haspel med en kompressionsenhet 39 och dubbla expansionssteg. Ett luftkylt expansionssteg 41 och ett angkylt expansionssteg 43 tillsammans med kompressionsenheten 39 driver en generator 45 för alstring av elektrisk energi.
Varm avgas fran turbinanläggningen 37 ledes genom ledningen 47 till en värmeatervinningsanläggning 49 och därpa genom ledningen 51 till en anggeneratoranläggning sasom en spillvärmeskokare 53. I spillvärmeskokaren 53 finnes en avdunstningsanordning 55 för högt tryck som alstrar en ström av högtrycksanga till ledningen 3, som matas in i förgasningsanordningen 1. En avdunstningsanordning 57 för lagt tryck är även anordnad i spillvärmeskoka- ren 53, som alstrar en ström av lagtrycksanga till ledningen 59, av vilken ström införes till det angkylda expansionssteget 43 i gasturbinanordningen 37.
Avgaser fran spillvärmeskokaren 53 bortföres genom ledningen 61. Matar- vatten föres till avdunstningsanordningen 57 för lagt tryck genom ledningen 63, i vilken är inkopplad en uppvärmningsanordning 63 för matarvatten, som mottager en del av strömmen av lagtrycksanga, och till avdunstningsanord- 462 759 4 ningen 55 för högt tryck genom ledningen 67, till en pump 69 och genom ekonomizerslingan 71 i kokaranläggningen.
Den varma avgasen fran gasturbinanläggningen 37 användes salun- da i spillvärmeskokaren 53 för att alstra anga för förgasningsanordningen l. Överflödig högtrycksanga, som bildas i kokaren 53 fran ledningen 3 genom utgangen 70 eller överflödig lagtrycksanga fran ledningen 39 genom utgangs- ledningen 72 kan användas vid samverkande tillämpningar som en angkälla, medan de varma förbränningsgaserna fran ledningen 61 kan användas som en värmekälla vid samverkande tillämpningar. Enligt föreliggande uppfinningen användes vattenstralekylning av kompressiohsenheten i gasturbinanlägg- ningen. Sasom visas införes ett flertal vattenstralar 73 fran en ledning 75 i kompressionsenheten 39. Luft till gasturbinanläggningen 37 genom ledningen 77 har även vatten insprutat i densamma i en avdunstningskylare 79, och sedan ledes luften till kompressionsenheten 39. En luftkylare eller en sprutkammare 81, som tillföres vatten, är anordnad mellan kompressionsen- heten 39 och det luftkylda expansionssteget 41 i gasturbinanläggningen 37.
En del av den varma luften innehållande vatten fran kompres- sionsenheten 39 ledes genom ledningen 83 till en kompressor 85, som samverkar med expansionsanordningen 29 och ledes sedan till ledningen 7 för användning i förgasningsanordningen 1. Huvuddelen av den varma luft-vatten- blandningen i ledningen 83 kan ledas genom ledningen 87 genom rekuperatorn 49 och sedan till den med högt tryck arbetande förbränningsenheten 25.
F örbränningsgaser fran förbränningsenheten 25 strömmar genom ledningen 89 till den luftkylda expansionsanordningen 41, medan gaser fran den luftkylda expansionsenheten 41 strömmar genom ledningen 91 till den med lagt tryck arbetande förbränningsenheten 35, och förbränningsgaserna fran förbränningsenheten 35 ledes genom ledningen 93 till den angkylda expansionsanordningen 43.
En utföringsform av en förgasningsanordning 1 som kan användas vid förfarandet enligt uppfinningen illustreras i fig. 2. En förgasningsanord- ning för ett fast kolhaltigt bränsle 101 har en blandning av fast kolhaltigt bränsle sasom kol och ett absorptionsmedel för svavel förd till densamma genom ledningen 102, varvid en del av den luft innehållande blandningen, som strömmar genom ledningen 7, användes som tillförselströmmen. Kolet fran ledningen 5 och svavelabsorberande medel fran ledningen 9 kombineras företrädesvis i en tratt 103 och matas genom ledningen 105, som innehaller en ventil 107, till en matartratt 109 och trycksättes däri. Fran matartratten 109 matas den fasta blandningen genom ledningen lll, som innehåller en 462 759 5 ventil 113, till en matarledning 115. I matarledningen 115 blandas den fasta blandningen med en del av luft-vattenblandningen fran turbinens luftkomp- ressor och matas till förgasningsanordningen 101. Den aterstaende delen av luft-vattenblandningen fran ledningen 7 strömmar genom en separat öppning in i förgasningsanordningen 101. I förgasningsanordningen 101, som kan vara av konventionellt utförande, kontakteras den fasta blandningen vid förhöjd temperatur med bade luft-vattenblandningen, som tillföres genom ledningen 7, och angan som tillföres genom ledningen 3, vilken ledning 3 kan ha en grenledning 117 eller ett flertal sådana grenledningar. I förgasningsanord- ningen 101 behandlas det fasta kolhaltiga bränslet för att alstra en bränsle- gas, som tömmes genom ledningen 119. Aska och sulfidhaltig kalksten, där kalksten användes som svavelabsorberingsmedel, kontakteras med luft- -vattenblandningen fran ledningen 7 och anga fran ledningen 3 för omvandling till sulfathaltig kalksten, för kolutbränning och för kylning i botten 121 av förgasningsanordningen 101. Aska och förbrukat svavelabsorberingsmedel avlägsnas fran förgasningsanordningen 101 genom ledningen 123, som inne- håller en ventil 125, och föres sedan till en matartratt 127. Fran matar- tratten tömmes de förbrukade fasta ämnena fran förgasningsanordningen 1 genom ledningen 11, som innehaller en ventil 128. Den varma bränslegasen fran ledningen 119 passerar till en cyklon 129 eller annan separator för fasta ämnen för att avlägsna fasta ämnen därifrån, vilka aterföres genom ledningen 131, som innehaller en ventil 133, till förgasningsanordningen 101. Bränsle- gasen bortföres fran cyklonen 129 genom ledningen 135 och föres till en filteranordning 137. Sedan kvarvarande fasta ämnen avlägsnas med använd- ning av keramiska eller metalliska filter, tömmes den fran fasta ämnen fria bränslegasen fran förgasningsanordningen 1 genom ledningen 15. Grenled- ningen 139 utgar fran ledningen 3 för att leda en del av anga till filteranord- ningen för angrening av densamma, medan en grenledning 141 fran ledningen 139 matar anga till ledningen 131 för aterföring av fina partiklar till förgasningsanordningen 101. De fasta ämnena fran filtret 137 passerar genom ledningen 143, som innehaller en ventil 145, till en matningstratt 147 för damm och tömmes sedan fran förgasningsanordningen genom ledningen 13, som innehaller en ventil 148.
I en lämplig förgasningsanordning är det fasta kolhaltiga bränslet kol, lignit, torv eller biomassa, och svavelabsorberingsmedlet är dolomit eller kalksten. Vid avlägsnandet av svavel fran den gasformiga blandningen, som alstras i förgasningsanordningen, reagerar dolomit eller kalksten med svavel- komponenterna i kolet för att alstra en svavelhaltig blandning. Den svavelhal- 462 759 6 tiga blandningen omvandlas vid kontakt med ånga och luft i den nedre delen av förgasningsanordningen till en försvavlad blandning, som är mera accepta- bel ur miljösynpunkt.
En schematisk bild av en annan utföringsform av den återvinnan- de, uppvärmda gasturbinen med vattenstrålekylning och sammanbyggd kolför- gasningsanordning visas i fig. 3. Förgasningsanordningen l får ånga tillförd till densamma genom ledningen 3, kol eller annat fast kolhaltigt bränsle genom ledningen 5, förbränningsblandning av luft och vatten genom ledningen 7 och absorptionsmedel för svavel eller andra föroreningar i kolet genom ledningen 9. Fasta återstoder från förgasningsprocessen tömmes genom ledningen 11, medan bränslegasen har uppslammade fasta ämnen avlägsnade därifrån genom ledningen 13 medan bränslegasen därvid tömmes från förgas- ningsanordningen l medelst ledningen 15. Bränslegasen i ledningen 15 be- finner sig vid högt tryck. En första del av den under högt tryck stående bränslegasen föres av ledningen 201 till en med högt tryck arbetande förbränningsenhet 203, medan en andra del föres av ledningen 205 till en expansionsanordning 207, som kan alstra elektrisk energi medelst en sam- verkande generator 209, och från expansionsanordningen 207 vid ett lägre tryck genom ledningen 211 till en med lågt tryck arbetande förbränningsenhet 213. Varma gaser från den under högt tryck stående förbränningsenheten 203 och den under lågt tryck stående förbränningsenheten 213 användes i ett gasturbinsystem 215.
I det illustrerade gasturbinsystemet 215 visas ett tvåhaspelut- förande med de två kompressionsenheterna 217 och 219 arbetande med olika rotationshastigheter, varvid systemet innefattar ett luftkylt expansionssteg 221 och ett ångkylt expansionssteg 223 och turbinsystemet påverkar en generator 221 för alstring av elektrisk effekt.
Varm avgas från turbinsystemet 215 föres genom ledningen 227 genom en värmeväxlare 229 och därpå genom ledningen 231 till en spill- värmeskokare 233. I kokaren 233 är anordnad en under högt tryck arbetande avdunstningsanordning 235, som alstrar ett ångflöde under högt tryck till en ledning 3, vilken ström matas till förgasningsanordningen 1, medan en med lågt tryck arbetande avdunstningsanordning 237 är anordnad, vilken alstrar ett ångflöde under lågt tryck till ledningen 239, som föres till det ångkylda expansionssteget 223 i gasturbinsystemet 215. Avgas från spillvärmeskokaren tömmes genom ledningen 241. Matarvatten för kokaren matas till avdunst- ningsanordningen 237 för lågt tryck genom ledningen 243, i vilken är inkopplad en uppvärmningsanordning 245 för matarvatten, och till avdunst- 462 759 7 ningsanordningen 235 för högt tryck genom ledningen 247, till en pump 249 och genom ekonomizerslingan 251 i kokaren till avdunstningsanordningen 235 för högt tryck. Den varma avgasen från gasturbinsystemet 215 användes sålunda i spillvärmeskokaren 233 för att alstra ånga för förgasningsanord- ningen 1.
Vid denna utföringsform användes även vattenstrålekylning av kompressionsstegen i gasturbinen. Såsom visas införes ett flertal vatten- strålar genom införingsledningen 253 till det första steget i kompressionsen- heten 217 och genom ledningen 255 till det andra steget i kompressionsen- heten 219 till gasturbinsystemet 215. Luft till gasturbinsystemet 215 genom ledningen 257 har även vatten infört i densamma vid en ångbildande vatten- strålekylare eller kontaktkylare 259, och därpå föres luften till kompressions- steget 217. En vattenstråle- eller kontaktkylare 260 är även anordnad mellan kompressionsstegen 217 och 219, till vilken vatten tillföras, och en ytterliga- re vattenstrålekammare 261 är anordnad mellan kompressionssteget 219 och det luftkylda expansionssteget 221, vilken tillföres ytterligare vatten för att åstadkomma ett medium för kylning av skovlar.
En del av den varma luften innehållande vatten från kompres- sionssteget 219 i gasturbinsystemet 215 föres genom ledningen 263 till en hjälpkompressor 265 med en samverkande motor och passeras därpå till ledningen 7 för användning i förgasningsanordningen 1. Huvuddelen av denna blandning av varm luft och vatten i' ledningen 263 föres genom ledningen 267 genom värmeväxlaren 229 och därpå till förbränningsenheten 203.
F örbränningsgaser från den med högt tryck arbetande för- bränningsenheten 203 strömmar genom ledningen 269 till den luftkylda expansionsanordningen 221, medan gaser från den luftkylda expansionsen- heten 22J. strömmar genom ledningen 271 till den med lågt tryck arbetande förbränningsenheten 213. F örbränningsgaserna från förbränningsenheten 213 föres genom ledningen 273 till den ångkylda expansionsenheten 223.
Denna process med användning av utföringsformen enligt fig. 3 utföres på följande sätt. Efter avlägsnande av fasta ämnen tömmes bränsle- gas från förgasningsanordningen genom ledningen 15 vid en temperatur av omkring l000°C och ett tryck av 19,7 kg/cmz. En första del av gaserna föres under dessa förhållanden genom ledningen 201 till den med högt tryck arbetande förbränningsenheten 203. En andra del av gaserna föres genom ledningen 205 till expansionsanordningen 207 och tryckminskas och kyles däri med bränslegas med lägre tryck vid en temperatur av omkring 75000 och ett tryck av 7 kg/cmz förd genom ledningen 211 till den med lågt tryck 462 759 8 arbetande förbränningsenheten 213.
Varma avgaser fran gasturbinsystemet 215 tömmes genom led- ningen 227 vid en temperatur av omkring 550°C till värmeväxlaren 229, där de kyles till omkring 320°C och föras genom ledningen 231 till spillvärmesko- karen 233 för alstring av anga. Högtrycksànga alstras i avdunstningsanord- ningen 235 vid en temperatur av omkring 2l0°C och ett tryck av 21 kg/cmz.
Matarvatten för kokaren med en temperatur av omkring l50°C och 7 kg/cmz tryck matas till uppvärmningsanordningen 245. Lagtrycksangan i ledningen 239 kommer att vara vid en temperatur av omkring 16500 och ett tryck av 7 kg/cmz, varvid en del därav matas till den med lagt tryck arbetande expansionsenheten 223, medan avgasen fran spillvärmeskokaren i ledningen 241 kommer att vara vid en temperatur av omkring ISÛOC.
I gasturbinsystemet 215 föres fuktig luft vid omkring l2°C och ett tryck av l kg/cmz och 90% fuktighet genom ledningen 257 till kompressions- steget 217 med vatten matat till stralkammaren 260 för att upprätthålla en 90% fuktighet till kompressionssteget 219. Luft-vattenblandning i ledningen 263 är vid en temperatur av omkring 18000 och ett tryck av 18,4 kg/cmz, och kommer efter kompression i hjälpkompressorn 265 att passera genom led- ningen 7 i förgasningsanordningen 1 vid en temperatur av omkring 20000 och ett tryck av 21 kg/cmz. Sidoströmmen av luft-vattenblandning i ledningen 267 uppvärmes genom värmeväxling av värme fran de varma avgaserna fran gasturbinsystemet 215 i värmeväxlaren 229 till en temperatur av omkring 5l0°C och vid ett tryck av omkring 18 kg/cmz och föres till den med högt tryck arbetande förbränningsenheten 203. F örbränningsgaser i ledningen 269 fran förbrânningsenheten 203 kommer att vara vid en temperatur av omkring llüüoC. Gaser i ledningen 271 fran den luftkylda expansionsanordningen till den med lagt tryck arbetande förbränningsenheten 213 är vid en temperatur av omkring 775°C och ett tryck av 7 kg/cmz, medan de varma förbränninge- gaserna fran den med lagt tryck arbetande förbränningsenheten 213 i ledningen 273 till den med lagt tryck arbetande expansionsenheten kommer att vara vid en temperatur av omkring 980°C.
Förfarandet enligt föreliggande uppfinning astadkommer en billig, effektiv elektrisk energialstring med användning av en kolförgasningsanord- ning och sammanbyggd gasturbin, vilket medför ur miljösynpunkt acceptabla utsläpp av kol, aska och svavelhaltig dolomit eller kalksten och förbrännings- produkter med lag svavelhalt fran gasturbinen.

Claims (9)

9 4 6 2 7 5 9 PATENT KRAV
1. Förfarande för alstring av elektrisk energi och ånga med använd- ning av ett förgasningssystem för fast kolhaltigt bränsle för att alstra en bränslegas, som tillföres ett gasturbinsystem, som utnyttjar bränslegasen för alstring av elektrisk energi och ånga, varvid bränslegasen genereras genom förgasning av ett fast kolhaltigt bränsle i en förgasningsanordning (l), som utnyttjar ånga och en luft-vattenblandning, varpå eventuellt partikelformigt material avlägsnas från bränslegasen och bränslegasen förbrännes för att alstra heta förbränningsgaser, vilka utnyttjas i ett gasturbinsystem inne- hållande minst en kompressionsenhet (39) och en expansionsenhet (41) koppla- de till en generator (45) för alstring av elektrisk energi med avlopp för varm avgas från expansionsenheten (41), vilken avgas föres till en ånggenerator (53), och åtminstone en del av den i ånggeneratorn (53) ur den varma avgasen alstrade ångan tillföres förgasningsanordningen som den däri använda ångan, k ä n n e t e c k n a t i av att gasturbinens kompressionsenhet (39) vattenstrålekyles i ett mellansteg, vilket medför att däri bildas en luft- -vattenblandning, och av vilken åtminstone en del överföres till förgasnings- anordningen som den däri utnyttjade luft-vattenblandningen.
2. Förfarande enligt krav l, k ä n n n e t e c k n a t av att värme återvinnas från nämnda varma avgas efter det denna tömmes från gasturbin- systemet och innan det föres till ånggeneratoranordningen.
3. Förfarande enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a t av att en ytter- ligare del av den i ånggeneratorn alstrade ångan bildar nämnda varma avgaser och föres till gasturbinsystemet för kylning av en expansionsenhet i detsam- ma.
4. Förfarande enligt krav 3, varvid en med högt tryck arbetande expansionsenhet och en med lågt tryck arbetande expansionsenhet är anord- nade i nämnda gasturbinsystem, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda ytterli- gare del av ånga föres till den med lågt tryck arbetande expansionsenheten.
5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t av att en med högt tryck arbetande förbränningsenhet och en med lågt tryck arbetande förbränningsenhet är anordnade, och att under högt tryck stående för- bränningsgaser från den med högt tryck arbetande förbränningsenheten användes i nämnda med högt tryck arbetande förbränningsenheten användes i nämnda med högt tryck arbetande expansionsenheten och förbränningsgaser med lågt tryck från den med lågt tryck arbetande förbränningsenheten användes i nämnda med lågt tryck arbetande expansionsenheten.
6. Förfarande enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att gasturbin- 462 759 m systemet är försett med första och andra kompressionsenheter och att vattenstràlekylning utföres i bada nämnda kompressionsenheter.
7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda del av luft-vattenblandníng, som föres till förgasningsanordningen, tömmes fràn nämnda andra kompressor-enhet.
8. Förfarande enligt nagot eller nagra av kraven 1 till 7, k ä n n e - t e c k n a t av att ett fast absorptionsmedel införes i förgasningsanord- ningen för att absorbera svavel i nämnda fasta kolhaltiga bränsle.
9. F örfarande enligt krav 8, k ä n n e t e ck n a t av att nämnda fasta absorptionsmedel utgöres av dolomit eller kalksten. lÛ. Förfarande enligt något eller nägra av kraven l till 9, k ä n n e - t e c k n a t av att i nämnda ànggeneratorsystem, som alstrar en högtrycks- ånga och en làgtrycksänga, alstrad överskottsånga användes som arbetsànga i ett samverkande generator-system. ll. Förfarande enligt krav lU, k ä n n e t e c k n a t av att varma förbränningsgaser från ànggeneratorsystemet användes som en källa för arbetsvärme i ett samverkande generatorsystem. l\
SE8602461A 1985-06-04 1986-05-30 Foerfarande foer alstring av elektrisk energi och aanga med anvaendning av ett foergasningssystem foer fast kolhaltigt braensle SE462759B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/741,091 US4667467A (en) 1985-06-04 1985-06-04 Method for energy conversion

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8602461D0 SE8602461D0 (sv) 1986-05-30
SE8602461L SE8602461L (sv) 1986-12-05
SE462759B true SE462759B (sv) 1990-08-27

Family

ID=24979357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8602461A SE462759B (sv) 1985-06-04 1986-05-30 Foerfarande foer alstring av elektrisk energi och aanga med anvaendning av ett foergasningssystem foer fast kolhaltigt braensle

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4667467A (sv)
JP (1) JPS61283728A (sv)
DE (1) DE3618745A1 (sv)
FI (1) FI84290C (sv)
SE (1) SE462759B (sv)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3828534A1 (de) * 1988-08-23 1990-03-08 Gottfried Dipl Ing Roessle Verfahren zur verwertung von energiehaltiger masse, vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und verwendung eines bei der verwertung anfallenden produkts
EP0361065A1 (en) * 1988-09-28 1990-04-04 Westinghouse Electric Corporation Power generating method using solid fuel for a gas turbine
JP2954972B2 (ja) * 1990-04-18 1999-09-27 三菱重工業株式会社 ガス化ガス燃焼ガスタービン発電プラント
GB9208647D0 (en) * 1992-04-22 1992-06-10 Boc Group Plc Air separation
GB9208646D0 (en) * 1992-04-22 1992-06-10 Boc Group Plc Air separation
WO1994016210A1 (en) * 1992-12-30 1994-07-21 Combustion Engineering, Inc. Control system for integrated gasification combined cycle system
US5595059A (en) * 1995-03-02 1997-01-21 Westingthouse Electric Corporation Combined cycle power plant with thermochemical recuperation and flue gas recirculation
US5572861A (en) * 1995-04-12 1996-11-12 Shao; Yulin S cycle electric power system
US5867977A (en) * 1996-05-14 1999-02-09 The Dow Chemical Company Method and apparatus for achieving power augmentation in gas turbines via wet compression
US5930990A (en) * 1996-05-14 1999-08-03 The Dow Chemical Company Method and apparatus for achieving power augmentation in gas turbines via wet compression
EP0967365B1 (de) * 1998-06-26 2003-07-30 ALSTOM (Switzerland) Ltd Verfahren zum Steuern und Regeln eines Kraftwerkes sowie Kraftwerk zur Durchführung des Verfahrens
EP0978635B1 (de) * 1998-08-05 2003-05-28 ALSTOM (Switzerland) Ltd Verfahren zur Kühlung der thermisch belasteten Strukturen einer Kraftwerksanlage
AU5071300A (en) 1999-06-18 2001-01-09 N.V. Bekaert S.A. Hot gas filtration system
US6599118B2 (en) * 2001-02-28 2003-07-29 The Penn State Research Foundation Method and system for reducing nitrogen oxides and carbon loss from carbonaceous fuel combustion flue emissions
FR2837530B1 (fr) * 2002-03-21 2004-07-16 Mdi Motor Dev Internat Groupe de cogeneration individuel et reseau de proximite
GB0211350D0 (en) * 2002-05-16 2002-06-26 Rolls Royce Plc A gas turbine engine
US7137257B2 (en) * 2004-10-06 2006-11-21 Praxair Technology, Inc. Gas turbine power augmentation method
JP2006125255A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Ebara Corp ガスタービン装置およびガスタービン発電システム
US7451591B2 (en) * 2006-05-08 2008-11-18 Econo-Power International Corporation Production enhancements on integrated gasification combined cycle power plants
JP5415276B2 (ja) * 2006-12-01 2014-02-12 アルストム テクノロジー リミテッド ガスタービンを運転する方法
WO2009068427A1 (de) * 2007-11-27 2009-06-04 Alstom Technology Ltd Vorrichtung und verfahren zum betrieb einer gasturbinenanlage unter verwendung eines zweiten, wasserstoffreichen brennstoffs
DE102009014447A1 (de) * 2009-03-23 2010-09-30 Man Turbo Ag Kraftwerk für IGSC-Prozess
DE102009038322A1 (de) * 2009-08-21 2011-02-24 Krones Ag Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung thermischer Energie aus Biomasse in mechanische Arbeit
DE102009038323A1 (de) * 2009-08-21 2011-02-24 Krones Ag Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Biomasse
WO2012048756A1 (de) * 2010-10-15 2012-04-19 Bühler AG Verfahren und anlage zur herstellung und/oder verarbeitung eines produktes sowie verfahren zum aufrüsten oder umrüsten einer ablage
WO2018162995A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-13 8 Rivers Capital, Llc System and method for combustion of solid fuels and derivatives thereof
US11473442B1 (en) * 2020-09-22 2022-10-18 Aetherdynamic Power Systems Llc Re-circulating heat pump turbine
SE2151005A1 (en) * 2021-08-19 2023-02-20 Phoenix Biopower Ip Services Ab A gas turbine power generation plant and a method for regulating a physical quantity associated therewith

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3020715A (en) * 1957-05-08 1962-02-13 Alfred M Thomsen Method of improving the thermal efficiency of a gas producer-gas turbine assembly
FR2116594A5 (sv) * 1970-10-22 1972-07-21 Progil
US3882671A (en) * 1971-09-14 1975-05-13 Brayton Cycle Improvement Ass Gasification method with fuel gas cooling
US3969089A (en) * 1971-11-12 1976-07-13 Exxon Research And Engineering Company Manufacture of combustible gases
BE793881A (fr) * 1972-01-11 1973-07-11 Westinghouse Electric Corp Appareil pour la desulfurisation et la gazeification complete du charbon
US4132065A (en) * 1977-03-28 1979-01-02 Texaco Inc. Production of H2 and co-containing gas stream and power
US4150953A (en) * 1978-05-22 1979-04-24 General Electric Company Coal gasification power plant and process
US4202167A (en) * 1979-03-08 1980-05-13 Texaco Inc. Process for producing power
US4193259A (en) * 1979-05-24 1980-03-18 Texaco Inc. Process for the generation of power from carbonaceous fuels with minimal atmospheric pollution

Also Published As

Publication number Publication date
DE3618745A1 (de) 1986-12-04
FI862354A0 (fi) 1986-06-03
JPS61283728A (ja) 1986-12-13
SE8602461L (sv) 1986-12-05
FI862354A (fi) 1986-12-05
US4667467A (en) 1987-05-26
FI84290C (sv) 1991-11-11
FI84290B (fi) 1991-07-31
SE8602461D0 (sv) 1986-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE462759B (sv) Foerfarande foer alstring av elektrisk energi och aanga med anvaendning av ett foergasningssystem foer fast kolhaltigt braensle
US4492085A (en) Gas turbine power plant
US5265410A (en) Power generation system
US6141796A (en) Use of carbonaceous fuels
US5544479A (en) Dual brayton-cycle gas turbine power plant utilizing a circulating pressurized fluidized bed combustor
US4468923A (en) Process and plant for generating electrical energy
US5440871A (en) Circulating fluidized bed reactor combined cycle power generation system
US4223529A (en) Combined cycle power plant with pressurized fluidized bed combustor
US8752384B2 (en) Carbon dioxide capture interface and power generation facility
GB2029855A (en) Gasification unit
US5319934A (en) Combined gas turbine and steam turbine power plant for high efficiency use of low grade coal
US4095419A (en) Thermal power plant
US8475545B2 (en) Methods and apparatus for use in cooling an injector tip
JP3093775B2 (ja) ガスタービン・蒸気タービン複合サイクル方式と該方式の実施に使用する発電設備
US6314715B1 (en) Modified fuel gas turbo-expander for oxygen blown gasifiers and related method
US4282449A (en) Coal gasifier supplying MHD-steam power plant
EP0642612A1 (en) A process for recovering chemicals and energy from cellulose waste liquor
WO1997005216A1 (en) Improvements in the use of carbonaceous fuels
CA1096641A (en) Power generator
EP0406994A1 (en) A composite coal gasification power plant
US5517818A (en) Gas generation apparatus
RU2211927C1 (ru) Способ термической переработки бурых углей с выработкой электроэнергии и установка для его осуществления
JP7236194B2 (ja) ガスタービン設備およびガス化設備ならびにガスタービン設備の運転方法
US4346317A (en) Gasified coal-fired system
KR102195228B1 (ko) 복합발전 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8602461-9

Effective date: 19921204

Format of ref document f/p: F