DE2137977A1

DE2137977A1 - Energieerzeugungsanlage mit einem dampfkessel und einer gasturbine

Info

Publication number: DE2137977A1
Application number: DE19712137977
Authority: DE
Inventors: Viktor Dr Ing Rossmaier
Original assignee: AEG Kanis Turbinenfabrik GmbH
Current assignee: Alstom Power Turbinen GmbH
Priority date: 1971-07-29
Filing date: 1971-07-29
Publication date: 1973-02-15

Description

Energieerzeugungsanlage mit einem Dampfkessel und einer Gasturbine Die Erfindung betrifft eine Energieerzeugungsanlage mit einem Dampfkessel und einer diesem in dessen Verbrennungsluftstrom vorgeschalteten Gasturbine.
Es ist heute eine übliche Schaltung, in normalen Dampfkesseln statt des Frischlüfters eine Gasturbine einzuschalten, die in bekannter Weise liuft gemischt mit etwa 20 % Rauchgas liefert und damit den Frischlüfter ersetzen kann. Diese Schaltung hat den Vorteil, dass sie hocherhitzte Luft zusammen mit Rauchgas an den Kessel abgibt und damit den Wirkungsgrad der Gesamtanlage wesentlich' verbessert, -wenn es sich um Kondensationsanlagen handelt oder aber die Ausbringung an Ener- -gle erhöht, wenn es ein Gegendruckkraftwerk betrifft. Als Ergebnis erzielt man also eine wesentliche Verbesserung der Dampfverbrauchszahlen oder der Energieausbringung.
Es ist dann aber oft noch, um unabhängig von der Gasturbine die Anlage auch dann betreiben zu können, wenn sich einmal an der Gasturbine ein unvorhergesehener Ausfall ereignet oder bei Revisionen, ein zusätzlicher J?rischlüfter nötig, der dann die Gasturbine ersetzt. Die Verschlachterung des Wirkungsgrades wird dann zu Gunsten der Betriebssicherheit in Kauf genommen.
Die Gasturbine selbst arbeitet also auf den Kessel und hat gegenüber dem Normalzustand mit einem höheren Gegendruck zu rechnen, nämlich dem liineren Widerstand des Kessels, der üblicherweise 400 - 600 mm WE9 manchmal aber auch noch melir erreicht. Dieser Widerstand bedeutet, dass nicht die volle auf den-Umgebungszustand bezogene rechnerische Gasturbinenleistung zur Verfügung steht, weil sich der Widerstand in einer Verringerung des Luftdurchsatzes der Gasturbine und auch in einem Gefälleverlust auswirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine Anlage der eingangs beschriebenen Art unter möglichst geringem Kostenaufwand zu schaffen, bei der der eben erläuterte Verlust möglichst vermieden wird. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass dem Gasturbinenkompressor das Reserve-Frischluftgebläse vorgeschaltet ist und dass das Reserve-Frischluftgebläse mittels einer mit einem Regelventil versehenen Bypassleitung unter Umgehung der Gasturbine direkt mit dem Kessel verbindbar ist. Es wird auf diese Weise der volle Nutzeffekt der Gasturbine erzielt unter Inkaufnahme des Stromverbrauches des Frischlüfters.
Der Stromverbrauch des Frischlüfters ist aber bei den üblidien Bauarten erheblich kleiner als der Verlust der Gasturbine, wenn ohne Vorkompressor gearbeitet wird.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einen gewissen Prozentsatz an Buft um die Gasturbine herum parallel zu fahren und damit die dem Kessel zur Verfügung stehende Luftmenge no-ch zu erhöhen. Das hat den Vorteil, dass die Abgastemperaturen der Gasturbinen modernster Bauart, die manchmal 5000C und mehr erreichen, dem Kessel nicht schaden können. Die Brenner des Kessels sind nämlich normal so gebaut, dass sie höchstens 45000 Lufttemperatur vertragen, wenigstens mit den üblichen. Konstruktionselementen. Manchmal ist die zulässige Temperatur sogar noch etwas geringer.
Bei der Schaltung, die eben beschrieben wurde, genügt eine Umführung von wenigen Prozenten, um die dem Kessel zugeführte Luft auf die gewünschte Temperatur von ca. 45000 abzusenken.
Wird der Bypass um die- Gasturbine herum so ausgelegt, dass er in der Lage ist, bei >usfall der Gasturbine sofort die gesamte Luftmenge an der Hascliine.vorbei dem Kessel zuzuführen, Wird ein besonde-rs störungsfreier Betrieb erreicht, denn ein Gasturbinenausfall Wirde sich dann nicht in einem gleichzeitigen Dampfausfall auswirken, sondern-nur in einer v-o rüb ergehenden Wirkungsgradminderung.
-Anhand der Zeichnung wird nun die Erfindung im einzelnen erläutert. Die Gasturbine 2 besteht aus einem Kompressorteil 6, der Brennkammer 9 und demurbinenteil 7. Über ein Getriebe 10 treibt sie einen Generator 8 an. Ihre Abgase, die einen hohen Buftüberschuss aufweisen, gelangen über eine Leitung 5 zu den Brennern des Druckkessels1, der einen Überhitzer 15 aufweist und den erzeugten Dampf an eine Dampfleitung 16 abgibt.
Vor die Gasturbine ist der elektrisch angetriebene Reserve-Frischlüfter 3 geschaltet, der normalerweise als Vorkompressor für den Gasturbinenkompressor 6 arbeitet und gegebenenfalls, -z.B. bei Revisionen der Gasturbine als Frischluftgebläse für den Kessel dient. Zu letzterem Zweck ist der Reserve-Frischlüfter mittels einer Bypassleitung 4, der die Gasturbine umgeht, mit dem Kessel 1 direkt verbindbar.
Die Gasturbine ist dann nach Schliessen der Absperrventile 13 und 14 von der Anlage getrennt, deren Betrieb allein mit dem Reserve-Frischlüfter aufrechterhalten werden kann.
In der Bypassleitung 4 befindet sich ein Regelventil 12, so dass auch bei Normalbetrieb der Anlage eine gewisse Frischluftmenge direkt dem Kessel zugeführt werden kann, um die Temperatur der dem Kessel zugeführten Verbrennungsluft herabzusetzen.
4 Seiten Beschreibung 2 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnungen mit 1

Claims

P a t e n- t a n s p r ü c h-e Energieerzeugungsanlage mit einem Dampfkessel und einer diesem in dessen Verbrennungsluftstrom vorgeschalteten Gasturbine, dadurch gekennzeichnet, dass dem Gasturbinenkompressor das Reserve-Frischluftgebläse (3) vorgeschaltet ist und dass das Reserve-Frischluftgebläse mittels einer mit einem Regelventil (12)-versehenen Bypassleitung (4) unter Umgehung der Gasturbine (2) direkt mit dem Kessel (1) verbindbar ist.
2. Energieerzeugungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassleitung () für die gesamte Frischluftmenge ausgelegt ist.

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