[go: up one dir, main page]

DE112006002028B4 - Process for operating a gas turbine and gas turbine for carrying out the process - Google Patents

Process for operating a gas turbine and gas turbine for carrying out the process Download PDF

Info

Publication number
DE112006002028B4
DE112006002028B4 DE112006002028.5T DE112006002028T DE112006002028B4 DE 112006002028 B4 DE112006002028 B4 DE 112006002028B4 DE 112006002028 T DE112006002028 T DE 112006002028T DE 112006002028 B4 DE112006002028 B4 DE 112006002028B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
turbine
syngas
gas turbine
bar
pressures
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE112006002028.5T
Other languages
German (de)
Other versions
DE112006002028A5 (en
Inventor
Dr. Benz Eribert
Manfred Wirsum
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ansaldo Energia IP UK Ltd
Original Assignee
Ansaldo Energia IP UK Ltd
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 Ansaldo Energia IP UK Ltd filed Critical Ansaldo Energia IP UK Ltd
Publication of DE112006002028A5 publication Critical patent/DE112006002028A5/en
Application granted granted Critical
Publication of DE112006002028B4 publication Critical patent/DE112006002028B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/20Gas-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
    • F02C3/26Gas-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
    • F02C3/28Gas-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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/003Gas-turbine plants with heaters between turbine stages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04527Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general
    • F25J3/04539Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general for the H2/CO synthesis by partial oxidation or oxygen consuming reforming processes of fuels
    • F25J3/04545Integration with an oxygen consuming unit, e.g. glass facility, waste incineration or oxygen based processes in general for the H2/CO synthesis by partial oxidation or oxygen consuming reforming processes of fuels for the gasification of solid or heavy liquid fuels, e.g. integrated gasification combined cycle [IGCC]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04563Integration with a nitrogen consuming unit, e.g. for purging, inerting, cooling or heating
    • F25J3/04575Integration with a nitrogen consuming unit, e.g. for purging, inerting, cooling or heating for a gas expansion plant, e.g. dilution of the combustion gas in a gas turbine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04521Coupling of the air fractionation unit to an air gas-consuming unit, so-called integrated processes
    • F25J3/04593The air gas consuming unit is also fed by an air stream
    • F25J3/046Completely integrated air feed compression, i.e. common MAC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2200/00Processes or apparatus using separation by rectification
    • F25J2200/20Processes or apparatus using separation by rectification in an elevated pressure multiple column system wherein the lowest pressure column is at a pressure well above the minimum pressure needed to overcome pressure drop to reject the products to atmosphere
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2230/00Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams
    • F25J2230/40Processes or apparatus involving steps for increasing the pressure of gaseous process streams the fluid being air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25JLIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2240/00Processes or apparatus involving steps for expanding of process streams
    • F25J2240/80Hot exhaust gas turbine combustion engine
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)

Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine (11), welche insbesondere in einem Kombikraftwerk (30) eingesetzt ist,bei welchem Verfahren durch die Gasturbine (11) Luft angesaugt und verdichtet wird,die verdichtete Luft zur Verbrennung eines aus Kohle gewonnenen Syngases einer Brennkammer (18, 19) zugeführt wird, und die bei der Verbrennung entstehenden heißen Gase in einer nachfolgenden Turbine (16, 17) unter Verrichtung von Arbeit entspannt werden,wobei ein Teil der verdichteten Luft in Sauerstoff und Stickstoff zerlegt wird, und der Sauerstoff in einer Kohlevergasungsanlage (34) zur Erzeugung des Syngases eingesetzt wird, undwobei ein Teil der verdichteten Luft zur Kühlung der von den heißen Gasen belasteten Teile der Gasturbine (11) verwendet wird, wobei die Erzeugung des Syngases so durchgeführt wird, dass das erzeugte Syngas direkt der ersten Brennkammer (18) zugeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass- eine Gasturbine (11) mit Zwischenüberhitzung verwendet wird, welche einen Niederdruckverdichter (13), einen Hochdruckverdichter (14), zwei Brennkammern (18, 19) und zwei Turbinen (16, 17) umfasst, dass der Niederdruckverdichter (13), der Hochdruckverdichter (14) und die Turbinen (16, 17) auf einer gemeinsamen Welle (15) angeordnet sind,wobei in der ersten Brennkammer (18) Syngas unter Einsatz der verdichteten Luft bei Drücken im Bereich von 40-65 bar verbrannt und die entstehenden heißen Gase in der ersten Turbine (16) entspannt werden,und wobei in der zweiten Brennkammer Syngas unter Einsatz der aus der ersten Turbine (16) kommenden Gase verbrannt und die entstehenden heißen Gase in der zweiten Turbine (17) entspannt werden,und- dem bei der Kohlevergasung entstehenden Gas CO2entzogen wird, und dass die Entziehung des CO2bei Drücken > 40 bar vorgenommen wird.Method for operating a gas turbine (11), which is used in particular in a combined cycle power plant (30), in which method air is sucked in and compressed by the gas turbine (11), the compressed air is fed to a combustion chamber (18, 19) is supplied, and the hot gases produced during the combustion are expanded in a subsequent turbine (16, 17) to perform work, with part of the compressed air being broken down into oxygen and nitrogen, and the oxygen in a coal gasification plant (34 ) is used to generate the syngas, and part of the compressed air is used to cool the parts of the gas turbine (11) that are exposed to the hot gases, the syngas being generated in such a way that the syngas generated is fed directly to the first combustion chamber (18 ) can be supplied, characterized in that- a gas turbine (11) with reheating is used, which has a Ni ederdruckverkomperer (13), a high-pressure compressor (14), two combustion chambers (18, 19) and two turbines (16, 17) that the low-pressure compressor (13), the high-pressure compressor (14) and the turbines (16, 17) on one common shaft (15), wherein in the first combustion chamber (18) syngas is burned using the compressed air at pressures in the range of 40-65 bar and the resulting hot gases are expanded in the first turbine (16), and wherein in the second combustion chamber burns syngas using the gases coming from the first turbine (16) and the resulting hot gases are expanded in the second turbine (17), and- CO2 is extracted from the gas produced during coal gasification, and that the CO2 is extracted at pressures > 40 bar is carried out.

Description

TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Kraftwerkstechnik. Sie betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer (stationären) Gasturbine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Gasturbine zur Durchführung des Verfahrens.The present invention relates to the field of power plant technology. It relates to a method for operating a (stationary) gas turbine according to the preamble of claim 1 and a gas turbine for carrying out the method.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

Es ist eine Gasturbine mit Zwischenüberhitzung (reheat gas turbine) bekannt (siehe z.B. die US 5 577 378 A oder „State-of-the-art gas turbines - a brief update‟, ABB Review 02/1997 , 15, Turbinentyp GT26), die einen flexiblen Betrieb mit sehr niedrigen Abgasemissionswerten kombiniert.It is a gas turbine with reheat (reheat gas turbine) known (see, for example, U.S. 5,577,378 A or "State-of-the-art gas turbines - a brief update", ABB Review 02/1997 , 15 , turbine type GT26), which combines flexible operation with very low exhaust gas emission values.

Aus der DE 100 02 084 A1 ist eine Gas- und Dampfturbinenanlage bekannt, bei der in einer vorgelagerten Vergasungseinrichtung Kohleerdgas oder Öl, ein Synthesegas aus einem fossilen Brennstoff erzeugt wird, das der Gasturbine zugeführt wird.From the DE 100 02 084 A1 is a gas and steam turbine plant is known in which in an upstream gasification device coal natural gas or oil, a synthesis gas is generated from a fossil fuel, which is fed to the gas turbine.

Die US 4 896 499 A beschreibt eine Gasturbinenanlage mit insgesamt drei Wellen und zwei Brennkammern.the U.S. 4,896,499A describes a gas turbine system with a total of three shafts and two combustion chambers.

Aus der DE 198 32 294 C1 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine bekannt.From the DE 198 32 294 C1 a generic method for operating a gas turbine is known.

Die DE 41 18 962 A1 beschreibt eine kombinierte Gas/Dampf-Kraftwerksanlage, welche im Wesentlichen aus einer fossil befeuerten Gasturbogruppe und einem Dampfkreislauf mit einem dazwischengeschalteten Abhitzekessel besteht.the DE 41 18 962 A1 describes a combined gas/steam power plant, which essentially consists of a fossil-fired gas turbine group and a steam circuit with an intermediate waste heat boiler.

Die im Verdampfer gebildete Dampfmenge wird in eine Turbine des Dampfkreislaufes eingeleitet, wodurch eine Wirkungsgradverbesserung resultiert. Stromab der ersten Turbine ist eine zweite Brennkammer vorgesehen, in welcher die Abgase aus der ersten Turbine zu Heißgasen für die zweite Turbine aufbereitet werden. Die Abgase aus dieser zweiten Turbine durchströmen den Abhitzekessel, in welchem eine maximierte Dampfleistung bereitgestellt wird, woraus eine weitere Wirkungsgradverbesserung resultiert.The amount of steam formed in the evaporator is fed into a turbine of the steam cycle, resulting in an improvement in efficiency. A second combustion chamber is provided downstream of the first turbine, in which the exhaust gases from the first turbine are processed into hot gases for the second turbine. The exhaust gases from this second turbine flow through the waste heat boiler, in which a maximized steam output is provided, resulting in a further improvement in efficiency.

Die Maschinenarchitektur der Gasturbine vom Typ GT26 ist einzigartig und eignet sich ausgezeichnet für die Realisierung eines Konzeptes, welches Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, weil:

  • - es beim Verdichter bereits eine bedeutsame Abzweigung von Verdichterluft bei mittleren Verdichterdrücken gibt,
  • - das Konzept der sequentiellen Verbrennung eine erhöhte Stabilität der Verbrennung bei verringerten Werten des Sauerstoffüberschusses ermöglicht, und
  • - ein Sekundärluftsystem vorhanden ist, welches es ermöglicht, Luft aus dem Verdichter abzuzweigen, herunterzukühlen, und die heruntergekühlte Luft zur Kühlung der Brennkammer und der Turbine zu verwenden.
The machine architecture of the GT26 gas turbine is unique and perfectly suited to the realization of a concept that is the subject of the present invention because:
  • - there is already a significant diversion of compressor air at the compressor at intermediate compressor pressures,
  • - the concept of sequential combustion enables increased combustion stability with reduced oxygen excess values, and
  • - There is a secondary air system that allows air to be bled from the compressor, cooled down, and the cooled air used to cool the combustor and turbine.

Das Prinzip der bekannten Gasturbine mit Zwischenüberhitzung ist in 1 dargestellt. Die Gasturbine 11, die Teil eines Kombikraftwerkes 10 ist, umfasst auf einer gemeinsamen Welle 15 angeordnet zwei hintereinander geschaltete Verdichter, nämlich einen Niederdruckverdichter 13 und einen Hochdruckverdichter 14, sowie zwei Brennkammern, nämlich eine Hochdruckbrennkammer 18 und eine Zwischenüberhitzungsbrennkammer 19, und zugehörige Turbinen, nämlich eine Hochdruckturbine 16 und eine Niederdruckturbine 17. Die Welle 15 treibt einen Generator 12 an.The principle of the known gas turbine with reheating is in 1 shown. The gas turbine 11, which is part of a combined cycle power plant 10, comprises two compressors connected in series on a common shaft 15, namely a low-pressure compressor 13 and a high-pressure compressor 14, and two combustion chambers, namely a high-pressure combustion chamber 18 and a reheating combustion chamber 19, and associated turbines, namely a high-pressure turbine 16 and a low-pressure turbine 17. The shaft 15 drives a generator 12.

Die Arbeitsweise der Anlage ist die folgende: Luft wird über einen Lufteinlass 20 vom Niederdruckverdichter 13 angesaugt und zunächst auf ein Zwischendruckniveau (ca. 20 bar) verdichtet. Der Hochdruckverdichter 14 verdichtet die Luft dann weiter auf ein Hochdruckniveau (ca. 32 bar). Kühlluft wird sowohl auf dem Zwischendruckniveau als auch auf dem Hochdruckniveau abgezweigt und in zugehörigen OTC-Kühlem (OTC = Once Through Cooler) 23 und 24 abgekühlt und über Kühlleitungen 25 und 26 zur Kühlung an die Brennkammern 18, 19 und Turbinen 16, 17 weitergeleitet. Die verbleibende Luft aus dem Hochdruckverdichter 14 wird zur Hochdruckbrennkammer 18 geführt und dort durch Verbrennung eines über die Brennstoffzufuhr 21 zugeführten Brennstoffs aufgeheizt. Das entstehende Abgas wird dann in der nachfolgenden Hochdruckturbine 16 unter Arbeitsleistung auf ein mittleres Druckniveau entspannt. Nach der Entspannung wird das Abgas in der Zwischenüberhitzungsbrennkammer 19 durch Verbrennung eines über die Brennstoffzufuhr 22 zugeführten Brennstoffs wieder erhitzt, bevor es in der nachfolgenden Niederdruckturbine 17 unter weiterer Arbeitsleistung entspannt wird.The system works as follows: Air is sucked in by the low-pressure compressor 13 via an air inlet 20 and initially compressed to an intermediate pressure level (approx. 20 bar). The high-pressure compressor 14 then further compresses the air to a high-pressure level (approx. 32 bar). Cooling air is branched off both at the intermediate pressure level and at the high pressure level and cooled in associated OTC coolers (OTC = Once Through Cooler) 23 and 24 and forwarded via cooling lines 25 and 26 to the combustion chambers 18, 19 and turbines 16, 17 for cooling. The remaining air from the high-pressure compressor 14 is conducted to the high-pressure combustion chamber 18 and heated there by burning a fuel supplied via the fuel supply 21 . The resulting exhaust gas is then expanded to a medium pressure level in the downstream high-pressure turbine 16 while performing work. After expansion, the exhaust gas is reheated in the reheating combustion chamber 19 by burning a fuel supplied via the fuel supply 22 before it is expanded in the subsequent low-pressure turbine 17 with further work output.

Die durch die Kühlleitungen 25, 26 strömende Kühlluft wird an geeigneten Stellen der Brennkammern 18, 19 und Turbinen 16, 17 eingedüst, um die Materialtemperaturen auf ein vertretbares Maß zu begrenzen. Das aus der Niederdruckturbine 17 kommende Abgas wird durch einen Abhitzedampferzeuger 27 (HRSG = Heat Recovery Steam Generator) geschickt, um Dampf zu erzeugen, der innerhalb eines Wasser-Dampf-Kreislaufs durch eine Dampfturbine 29 strömt und dort weitere Arbeit leistet. Nach dem Durchströmen des Abhitzedampferzeugers 27 wird das Abgas schließlich durch eine Abgasleitung 28 nach außen abgegeben. Die OTC-Kühler 23, 24 sind Teil des Wasser-Dampf-Kreislaufs; an ihren Ausgängen wird überhitzter Dampf erzeugt.The cooling air flowing through the cooling lines 25, 26 is injected at suitable points in the combustion chambers 18, 19 and turbines 16, 17 in order to limit the material temperatures to an acceptable level. The exhaust gas coming from the low-pressure turbine 17 is sent through a heat recovery steam generator (HRSG) 27 in order to generate steam, which flows through a steam turbine 29 within a water-steam circuit and does further work there. After flowing through the heat recovery steam generator 27, the exhaust gas is finally through a Exhaust pipe 28 released to the outside. The OTC coolers 23, 24 are part of the water-steam cycle; superheated steam is generated at their exits.

Durch die beiden voneinander unabhängigen, aufeinanderfolgenden Verbrennungen in den Brennkammern 18 und 19 wird eine große Flexibilität im Betrieb erreicht; die Brennkammertemperaturen können so eingestellt werden, dass innerhalb der bestehenden Grenzen der maximale Wirkungsrad erreicht wird. Die niedrigen Abgaswerte des sequentiellen Verbrennungssystems sind durch die inhärent niedrigen Emissionswerte gegeben, die bei der Zwischenüberhitzung erreichbar sind (unter bestimmten Bedingungen führt die zweite Verbrennung sogar zu einem Verbrauch an NOx).Due to the two independent, consecutive combustions in the combustion chambers 18 and 19, great flexibility in operation is achieved; the combustion chamber temperatures can be adjusted in such a way that the maximum efficiency is achieved within the existing limits. The low exhaust gas levels of the sequential combustion system are given by the inherently low emission levels achievable with reheating (under certain conditions the second combustion even results in the consumption of NOx).

Es sind andererseits Kombikraftwerke mit einstufiger Verbrennung in den Gasturbinen bekannt (siehe z.B. die US 4 785 622 A oder US 6 513 317 B2 in denen eine Kohlevergasungsanlage integriert ist, um den für die Gasturbine benötigten Brennstoff in Form von aus Kohle gewonnenem Syngas bereitzustellen. Solche Kombikraftwerke werden als IGCC-Anlagen (IGCC =Iintegrated Gasification Combined Cycle) bezeichnet.On the other hand, combined cycle power plants with single-stage combustion in the gas turbines are known (see, for example, U.S. 4,785,622 A or U.S. 6,513,317 B2 in which a coal gasification plant is integrated in order to provide the fuel required for the gas turbine in the form of coal-derived syngas. Combined cycle power plants of this type are referred to as IGCC plants (IGCC=Iintegrated Gasification Combined Cycle).

Die vorliegende Erfindung geht nun von der Erkenntnis aus, dass durch den Einsatz von Gasturbinen mit Zwischenüberhitzung in einer IGCC-Anlage die Vorteile dieses Gasturbinentyps für die Anlage in besonderer Weise nutzbar gemacht werden können.The present invention is based on the finding that the advantages of this type of gas turbine for the plant can be utilized in a special way through the use of gas turbines with reheating in an IGCC plant.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb einer mit einer Kohlevergasungsanlage zusammenarbeitenden Gasturbine anzugeben, welches sich durch einen verbesserten Wirkungsgrad auszeichnet und sich mit vorhandenen Komponenten besonders günstig realisieren lässt, sowie eine Gasturbine zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.The object of the invention is to specify a method for operating a gas turbine working together with a coal gasification plant, which is characterized by improved efficiency and can be implemented particularly cheaply with existing components, and to create a gas turbine for carrying out the method.

Die Aufgabe wird durch die Gesamtheit der Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Wesentlich ist, dass in einer mit Syngas aus einer Kohlevergasungsanlage arbeitenden Gasturbinenanlage eine Gasturbine mit Zwischenüberhitzung verwendet wird, welche zwei Brennkammern und zwei Turbinen umfasst, wobei in der ersten Brennkammer Syngas unter Einsatz der verdichteten Luft verbrannt und die entstehenden heißen Gase in der ersten Turbine entspannt werden, und wobei in der zweiten Brennkammer Syngas unter Einsatz der aus der ersten Turbine kommenden Gase verbrannt und die entstehenden heißen Gase in der zweiten Turbine entspannt werden, und die Erzeugung des Syngases so durchgeführt wird, dass das erzeugte Syngas direkt der ersten Brennkammer zugeführt werden kann. Dem bei der Kohlevergasung entstehenden Gas wird CO2 entzogen, und die Entziehung des CO2 wird bei Drücken > 40 bar vorgenommen.The object is achieved by the features of claims 1 and 5 as a whole. It is essential that in a gas turbine plant working with syngas from a coal gasification plant, a gas turbine with reheating is used, which comprises two combustion chambers and two turbines, with syngas being burned in the first combustion chamber using the compressed air and the resulting hot gases being expanded in the first turbine and wherein syngas is burned in the second combustion chamber using the gases coming from the first turbine and the resulting hot gases are expanded in the second turbine, and the production of the syngas is carried out in such a way that the syngas produced are fed directly to the first combustion chamber can. The gas produced in the coal gasification, CO 2 is removed, and the withdrawal of CO 2 is carried out at pressures> 40 bar.

Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnen sich dadurch aus, dass die Luftzerlegung bei Drücken > 40 bar vorgenommen wird, oder die Vergasung der Kohle bei Drücken > 40 bar vorgenommen wird, oder dass bei der Kohlevergasung entstehende Gas einer Reinigung unterzogen wird, und die Reinigung des Gases bei Drücken > 40 bar vorgenommen wird.Embodiments of the method according to the invention are characterized in that the air separation is carried out at pressures >40 bar, or the gasification of the coal is carried out at pressures >40 bar, or that the gas produced during coal gasification is subjected to purification, and the gas is purified is carried out at pressures > 40 bar.

Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gasturbine sind dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zur Erzeugung von Syngas eine Luftzerlegungsanlage umfasst, und die Luftzerlegungsanlage bei Drücken > 40 bar arbeitet, oder dass die Anlage zur Erzeugung von Syngas eine Kohlevergasungsanlage umfasst, und die Kohlevergasungsanlage bei Drücken > 40 bar arbeitet, oder dass die Anlage zur Erzeugung von Syngas eine Reinigungsanlage umfasst, und die Reinigungsanlage bei Drücken > 40 bar arbeitet.Refinements of the gas turbine according to the invention are characterized in that the plant for generating syngas includes an air separation plant and the air separation plant operates at pressures >40 bar, or that the plant for generating syngas includes a coal gasification plant and the coal gasification plant operates at pressures >40 bar , or that the facility for generating syngas includes a cleaning system, and the cleaning system operates at pressures > 40 bar.

Figurenlistecharacter list

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen

  • 1 das vereinfachte Schema eines Kombikraftwerks mit einer Gasturbine mit Zwischenüberhitzung bzw. sequentieller Verbrennung nach dem Stand der Technik; und
  • 2 das vereinfachte Schema einer IGCC-Anlage mit einer Gasturbine mit Zwischenüberhitzung bzw. sequentieller Verbrennung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
The invention will be explained in more detail below using exemplary embodiments in connection with the drawing. Show it
  • 1 the simplified diagram of a combined cycle power plant with a gas turbine with reheating or sequential combustion according to the prior art; and
  • 2 FIG. 12 shows the simplified schematic of an IGCC system with a gas turbine with reheating or sequential combustion according to an exemplary embodiment of the invention.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGWAYS TO CARRY OUT THE INVENTION

Bei einer Gasturbine mit Zwischenüberhitzung, wie sie vom Typ GT26 repräsentiert wird und in 1 wiedergegeben ist, wird am Verdichter 13, 14 Luft bei mittleren Drücken (11-20 bar) und bei hohen Drücken (> 30 bar) entnommen.In a gas turbine with reheating, as represented by the type GT26 and in 1 is reproduced, air is removed from the compressor 13, 14 at medium pressures (11-20 bar) and at high pressures (>30 bar).

Die erste Brennkammer 18 benötigt Syngas mit einem Druck, der dem Enddruck des Verdichters 13, 14 plus einem Druckverlust in den Leitungen und in der Brennkammer entspricht. Bei einer herkömmlichen IGCC-Anlage mit einer Gasturbine mit nur einer Brennkammer beträgt der Druck in der Kohlevergasungsanlage etwa 30 bar. Würde in einer solchen Anlage anstelle der Gasturbine mit nur einer Brennkammer eine Gasturbine mit Zwischenüberhitzung eingesetzt werden, müsste das Syngas aus der Kohlevergasungsanlage mittels eines oder mehrerer Verdichter vom Enddruck der Kohlevergasungsanlage (ca. 30 bar) auf das Druckniveau der ersten Brennkammer von > 45 bar verdichtet werden.The first combustor 18 requires syngas at a pressure equal to the discharge pressure of the compressor 13, 14 plus a pressure drop in the ducts and in the combustor. In a conventional IGCC unit with a gas turbine with only one combustor, the pressure in the coal gasification unit is about 30 bar. If a gas turbine with reheating were used in such a plant instead of the gas turbine with only one combustion chamber, the syngas would have to be removed from the Coal gasification plant can be compressed by one or more compressors from the final pressure of the coal gasification plant (approx. 30 bar) to the pressure level of the first combustion chamber of >45 bar.

Würde man andererseits den Druck in der Kohlevergasungsanlage für eine Gasturbine ohne Zwischenüberhitzung auf beispielsweise 60 bar erhöhen, müsste eine Expansionsmaschine eingesetzt werden, um das Syngas auf das Druckniveau der Brennkammer zu entspannen.On the other hand, if the pressure in the coal gasification plant for a gas turbine were to be increased to, for example, 60 bar without reheating, an expander would have to be used to expand the syngas to the pressure level of the combustion chamber.

Die Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, in einer IGCC-Anlage mit einer Gasturbine mit Zwischenüberhitzung den Kohlevergasungszweig der Anlage, der üblicherweise eine Luftzerlegungsanlage, eine Kohlevergasungsanlage, eine Gasreinigungsanlage und einen CO2-Abscheider umfasst, auf einem Druckniveau zu betreiben, das dem Druckniveau der ersten Brennkammer der Gasturbine angepasst ist und im Bereich zwischen 40 und 65 bar und damit deutlich über dem Druckniveau bei einer Gasturbine ohne Zwischenüberhitzung liegt. Auf diese Weise wird der Einsatz eines zusätzlichen Verdichters für die Verdichtung des Syngases vermieden.The idea of the present invention is to operate the coal gasification branch of the plant, which usually comprises an air separation plant, a coal gasification plant, a gas cleaning plant and a CO 2 separator, in an IGCC plant with a gas turbine with reheating, at a pressure level which corresponds to the pressure level is adapted to the first combustion chamber of the gas turbine and is in the range between 40 and 65 bar and is thus significantly above the pressure level in a gas turbine without reheating. In this way, the use of an additional compressor for compressing the syngas is avoided.

In der 2 ist in einem stark vereinfachten Schema eine IGCC-Anlage mit einer Gasturbine mit Zwischenüberhitzung bzw. sequentieller Verbrennung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Das Kombikraftwerk 30 umfasst eine Gasturbine 11 mit einem Niederdruckverdichter 13, einem nachfolgenden Hochdruckverdichter 14, einer Hochdruckbrennkammer 18 mit einer nachfolgenden Hochdruckturbine 16 und einer Zwischenüberhitzungsbrennkammer 19 mit einer nachfolgenden Niederdruckturbine 17. Die Verdichter 13, 14 und die Turbinen 16, 17 sitzen auf einer gemeinsamen Welle 15, von der ein Generator 12 angetrieben wird. Die Brennkammern 18 und 19 werden über eine Syngaszuleitung 31 mit Syngas als Brennstoff versorgt, welches durch Vergasung von Kohle (Kohlezufuhr 33) in einer Kohlevergasungsanlage 34 erzeugt wird. Der Kohlevergasungsanlage 34 ist eine Kühlvorrichtung 35 für das Syngas, eine Reinigungsanlage 36 und ein CO2-Abscheider 37 mit einem CO2-Ausgang 38 zur Abgabe des abgeschiedenen CO2 nachgeschaltet.In the 2 an IGCC system with a gas turbine with reheating or sequential combustion according to an exemplary embodiment of the invention is shown in a greatly simplified schematic. The combined cycle power plant 30 comprises a gas turbine 11 with a low-pressure compressor 13, a downstream high-pressure compressor 14, a high-pressure combustion chamber 18 with a downstream high-pressure turbine 16 and a reheating combustion chamber 19 with a downstream low-pressure turbine 17. The compressors 13, 14 and the turbines 16, 17 sit on a common Shaft 15 from which a generator 12 is driven. The combustion chambers 18 and 19 are supplied via a syngas feed line 31 with syngas as fuel, which is generated by gasification of coal (coal feed 33) in a coal gasification plant 34. The coal gasification plant 34 is followed by a cooling device 35 for the syngas, a cleaning plant 36 and a CO 2 separator 37 with a CO 2 outlet 38 for releasing the separated CO 2 .

Zur Kohlevergasung in der Kohlevergasungsanlage 34 wird Sauerstoff (O2) verwendet, welcher in einer Luftzerlegungsanlage 32 gewonnen und über eine Sauerstoffleitung 32a zugeführt wird. Die Luftzerlegungsanlage 32 erhält verdichtete Luft vom Verdichter 13, 14. Der bei der Zerlegung ebenfalls entstehenden Stickstoff (N2) wird beispielsweise über eine Stickstoffleitung 32b der Niederdruckbrennkammer 19 zugeführt.For coal gasification in the coal gasification plant 34, oxygen (O 2 ) is used, which is obtained in an air separation plant 32 and supplied via an oxygen line 32a. The air separation plant 32 receives compressed air from the compressor 13, 14. The nitrogen (N 2 ) also produced during the separation is fed to the low-pressure combustion chamber 19, for example, via a nitrogen line 32b.

Zur Kühlung der vom Heißgas belasteten Komponenten der Brennkammern 18, 19 und Turbinen 16, 17 wird verdichtete Kühlluft an den Ausgängen der beiden Verdichter 13 und 14 abgezapft, in einem nachgeschalteten OTC-Kühler 23 bzw. 24 abgekühlt, und dann über entsprechende Kühlleitungen 25 und 26 den zu kühlenden Stellen zugeführt.To cool the components of the combustion chambers 18, 19 and turbines 16, 17 exposed to the hot gas, compressed cooling air is bled off at the outlets of the two compressors 13 and 14, cooled in a downstream OTC cooler 23 or 24, and then via corresponding cooling lines 25 and 26 fed to the areas to be cooled.

Am Ausgang der Niederdruckturbine 17 ist ein Abhitzedampferzeuger 27 angeordnet, der zusammen mit einer angeschlossenen Dampfturbine 29 Teil eines Wasser-Dampf-Kreislaufs ist. Das aus dem Abhitzedampferzeuger austretende Abgas wird über eine Abgasleitung 28 nach außen abgegeben.A heat recovery steam generator 27 is arranged at the outlet of the low-pressure turbine 17, which together with a connected steam turbine 29 is part of a water-steam circuit. The exhaust gas emerging from the heat recovery steam generator is discharged to the outside via an exhaust gas line 28 .

In einer solchen Anlagenkonfiguration wird nun der Anlagenzweig für die Erzeugung des Syngases, der die Luftzerlegungsanlage 32, die Kohlevergasungsanlage 34, die Reinigungsanlage 36 und den CO2-Abscheider 37 umfasst, so ausgelegt und betrieben, dass das entstehende Syngas direkt der ersten Brennkammer 18 zugeführt werden kann. Hierzu kann entweder die Luftzerlegungsanlage 32 oder die Kohlevergasungsanlage 34 oder die Reinigungsanlage 36 oder der CO2-Abscheider 37 bei Drücken > 40 bar arbeiten. Um die durch diesen Anlagenzweig strömenden Gase auf das dazu erforderliche Druckniveau zu bringen, kann an einer geeigneten Stelle ein zusätzlicher Verdichter 39 vorgesehen werden.In such a plant configuration, the plant branch for the generation of the syngas, which includes the air separation plant 32, the coal gasification plant 34, the cleaning plant 36 and the CO 2 separator 37, is designed and operated in such a way that the resulting syngas is fed directly to the first combustion chamber 18 can be. For this purpose, either the air separation plant 32 or the coal gasification plant 34 or the cleaning plant 36 or the CO 2 separator 37 can work at pressures >40 bar. In order to bring the gases flowing through this plant branch to the required pressure level, an additional compressor 39 can be provided at a suitable point.

BezugszeichenlisteReference List

10,3010.30
Kombikraftwerkcombined cycle power plant
1111
Gasturbinegas turbine
1212
Generatorgenerator
1313
Niederdruckverdichterlow-pressure compressor
1414
Hochdruckverdichterhigh-pressure compressor
1515
Welle (Gasturbine)shaft (gas turbine)
1616
Hochdruckturbinehigh pressure turbine
1717
Niederdruckturbinelow pressure turbine
1818
Hochdruckbrennkammerhigh pressure combustor
1919
Zwischenüberhitzungsbrennkammerreheat combustor
2020
Lufteinlassair intake
21,2221:22
Brennstoffzufuhrfuel supply
23,2423.24
OTC-KühlerOTC cooler
25,2625.26
Kühlleitungcooling line
2727
Abhitzedampferzeugerheat recovery steam generator
2828
Abgasleitungexhaust pipe
2929
Dampfturbine (Dampfkreislauf)steam turbine (steam cycle)
3131
Syngaszuleitungsyngas supply line
3232
Luftzerlegungsanlageair separation plant
32a32a
Sauerstoffleitungoxygen line
32b32b
Stickstoffleitungnitrogen line
3333
Kohlezufuhrcoal supply
3434
Kohlevergasungsanlagecoal gasification plant
3535
Kühlvorrichtungcooler
3636
Reinigungsanlagecleaning system
3737
CO2-AbscheiderCO 2 separator
3838
CO2-AusgangCO 2 exit

Claims (8)

Verfahren zum Betrieb einer Gasturbine (11), welche insbesondere in einem Kombikraftwerk (30) eingesetzt ist, bei welchem Verfahren durch die Gasturbine (11) Luft angesaugt und verdichtet wird, die verdichtete Luft zur Verbrennung eines aus Kohle gewonnenen Syngases einer Brennkammer (18, 19) zugeführt wird, und die bei der Verbrennung entstehenden heißen Gase in einer nachfolgenden Turbine (16, 17) unter Verrichtung von Arbeit entspannt werden, wobei ein Teil der verdichteten Luft in Sauerstoff und Stickstoff zerlegt wird, und der Sauerstoff in einer Kohlevergasungsanlage (34) zur Erzeugung des Syngases eingesetzt wird, und wobei ein Teil der verdichteten Luft zur Kühlung der von den heißen Gasen belasteten Teile der Gasturbine (11) verwendet wird, wobei die Erzeugung des Syngases so durchgeführt wird, dass das erzeugte Syngas direkt der ersten Brennkammer (18) zugeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass - eine Gasturbine (11) mit Zwischenüberhitzung verwendet wird, welche einen Niederdruckverdichter (13), einen Hochdruckverdichter (14), zwei Brennkammern (18, 19) und zwei Turbinen (16, 17) umfasst, dass der Niederdruckverdichter (13), der Hochdruckverdichter (14) und die Turbinen (16, 17) auf einer gemeinsamen Welle (15) angeordnet sind, wobei in der ersten Brennkammer (18) Syngas unter Einsatz der verdichteten Luft bei Drücken im Bereich von 40-65 bar verbrannt und die entstehenden heißen Gase in der ersten Turbine (16) entspannt werden, und wobei in der zweiten Brennkammer Syngas unter Einsatz der aus der ersten Turbine (16) kommenden Gase verbrannt und die entstehenden heißen Gase in der zweiten Turbine (17) entspannt werden, und - dem bei der Kohlevergasung entstehenden Gas CO2 entzogen wird, und dass die Entziehung des CO2 bei Drücken > 40 bar vorgenommen wird.Method for operating a gas turbine (11), which is used in particular in a combined cycle power plant (30), in which method air is sucked in and compressed by the gas turbine (11), the compressed air is fed to a combustion chamber (18, 19) is supplied, and the hot gases produced during the combustion are expanded in a downstream turbine (16, 17) to perform work, with part of the compressed air being broken down into oxygen and nitrogen, and the oxygen being used in a coal gasification plant (34 ) is used to generate the syngas, and part of the compressed air is used to cool the parts of the gas turbine (11) that are exposed to the hot gases, the syngas being generated in such a way that the syngas generated is fed directly to the first combustion chamber ( 18) can be supplied, characterized in that - a gas turbine (11) is used with reheating, which ei NEN low-pressure compressor (13), a high-pressure compressor (14), two combustion chambers (18, 19) and two turbines (16, 17), that the low-pressure compressor (13), the high-pressure compressor (14) and the turbines (16, 17). are arranged on a common shaft (15), with syngas being burned in the first combustion chamber (18) using the compressed air at pressures in the range of 40-65 bar and the resulting hot gases being expanded in the first turbine (16), and with in the second combustion chamber, syngas is burned using the gases coming from the first turbine (16) and the resulting hot gases are expanded in the second turbine (17), and - CO 2 is extracted from the gas generated during coal gasification, and that the extraction of the CO 2 is carried out at pressures > 40 bar. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftzerlegung bei Drücken > 40 bar vorgenommen wird.procedure after claim 1 , characterized in that the air separation is carried out at pressures> 40 bar. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergasung der Kohle bei Drücken > 40 bar vorgenommen wird.procedure after claim 1 , characterized in that the gasification of the coal is carried out at pressures> 40 bar. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das bei der Kohlevergasung entstehende Gas einer Reinigung unterzogen wird, und dass die Reinigung des Gases bei Drücken > 40 bar vorgenommen wird.procedure after claim 1 , characterized in that the gas produced during coal gasification is subjected to purification, and that the purification of the gas is carried out at pressures> 40 bar. Gasturbine (11) zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, welche Gasturbine (11) als Gasturbine mit Zwischenüberhitzung ausgelegt ist und Verdichter (13, 14) zur Verdichtung von angesaugter Luft sowie zwei Brennkammern (18, 19) und zwei Turbinen (16, 17) umfasst, wobei in der ersten Brennkammer (18) ein Brennstoff unter Einsatz der verdichteten Luft bei Drücken im Bereich von 40-65 bar verbrannt und die entstehenden heißen Gase in der ersten Turbine (16) entspannt werden, und wobei in der zweiten Brennkammer der Brennstoff unter Einsatz der aus der ersten Turbine (16) kommenden Gase verbrannt und die entstehenden heißen Gase in der zweiten Turbine (17) entspannt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederdruckverdichter (13), der Hochdruckverdichter (14) und die Turbinen (16, 17) auf einer gemeinsamen Welle (15) angeordnet sind, dass eine Anlage (32,..,39) zur Erzeugung von Syngas aus Kohle mittels Kohlevergasung vorgesehen ist, welche ausgangsseitig mit den Brennkammern (18, 19) in Verbindung steht und die Brennkammern (18, 19) mit dem Syngas als Brennstoff versorgt, und dass der Ausgang der Anlage (32,..,39) zur Erzeugung von Syngas mit der ersten Brennkammer (18) direkt verbunden ist, dass die Anlage (32,..,39) zur Erzeugung von Syngas einen CO2-Abscheider (37) umfasst, und dass der CO2-Abscheider (37) bei Drücken > 40 bar arbeitet..Gas turbine (11) for carrying out the method claim 1 , which gas turbine (11) is designed as a gas turbine with reheating and comprises compressors (13, 14) for compressing intake air and two combustion chambers (18, 19) and two turbines (16, 17), wherein in the first combustion chamber (18) a fuel is burned using the compressed air at pressures in the range of 40-65 bar and the resulting hot gases are expanded in the first turbine (16), and the fuel is burned in the second combustion chamber using the from the first turbine (16) incoming gases are burned and the resulting hot gases are expanded in the second turbine (17), characterized in that the low-pressure compressor (13), the high-pressure compressor (14) and the turbines (16, 17) are arranged on a common shaft (15). that a system (32, .., 39) is provided for the production of syngas from coal by means of coal gasification, which on the output side is connected to the combustion chambers (18, 19) and the combustion chambers (18, 19) with de m syngas supplied as fuel, and that the output of the system (32, .., 39) for the production of syngas is directly connected to the first combustion chamber (18), that the system (32, .., 39) for the production of syngas comprises a CO 2 separator (37), and that the CO 2 separator (37) works at pressures > 40 bar. Gasturbine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (32, .., 39) zur Erzeugung von Syngas eine Luftzerlegungsanlage (32) umfasst, und dass die Luftzerlegungsanlage (32) bei Drücken > 40 bar arbeitet.gas turbine after claim 5 , characterized in that the plant (32, .., 39) for generating syngas comprises an air separation plant (32), and that the air separation plant (32) works at pressures> 40 bar. Gasturbine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (32,..,39) zur Erzeugung von Syngas eine Kohlevergasungsanlage (34) umfasst, und dass die Kohlevergasungsanlage (34) bei Drücken > 40 bar arbeitet.gas turbine after claim 5 , characterized in that the plant (32,..,39) for generating syngas comprises a coal gasification plant (34), and that the coal gasification plant (34) operates at pressures> 40 bar. Gasturbine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (32,..,39) zur Erzeugung von Syngas eine Reinigungsanlage (36) umfasst, und dass die Reinigungsanlage (36) bei Drücken > 40 bar arbeitet.gas turbine after claim 5 , characterized in that the system (32,..,39) for generating syngas is a cleaning system (36) includes, and that the cleaning system (36) at pressures> 40 bar works.
DE112006002028.5T 2005-08-10 2006-08-07 Process for operating a gas turbine and gas turbine for carrying out the process Expired - Fee Related DE112006002028B4 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US70677505P 2005-08-10 2005-08-10
US60/706,775 2005-08-10
CH2023/05 2005-12-20
CH20232005 2005-12-20
PCT/EP2006/065110 WO2007017490A1 (en) 2005-08-10 2006-08-07 Method for operating a gas turbine, and gas turbine for carrying out the method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112006002028A5 DE112006002028A5 (en) 2008-06-19
DE112006002028B4 true DE112006002028B4 (en) 2022-01-13

Family

ID=37137117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112006002028.5T Expired - Fee Related DE112006002028B4 (en) 2005-08-10 2006-08-07 Process for operating a gas turbine and gas turbine for carrying out the process

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP2009504967A (en)
CN (1) CN101238341B (en)
CA (1) CA2618030C (en)
DE (1) DE112006002028B4 (en)
WO (1) WO2007017490A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2290202A1 (en) * 2009-07-13 2011-03-02 Siemens Aktiengesellschaft Cogeneration plant and cogeneration method
CN102305109B (en) * 2011-09-13 2014-03-26 华北电力大学 Oxygen enrichment-coal gasification flue gas reheating combined cycle power system
CN102337937B (en) * 2011-09-13 2014-08-20 华北电力大学 Coal integrally-gasified smoke reheating combined-cycle power system
CN102337936A (en) * 2011-09-13 2012-02-01 华北电力大学 Flue gas reheating combined cycle power system
CN104314704B (en) * 2013-09-22 2016-04-27 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 Velocity profile heat engine
CN109854382A (en) * 2019-03-13 2019-06-07 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 Zero carbon emission heat power generating system of one kind and method

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4785622A (en) 1984-12-03 1988-11-22 General Electric Company Integrated coal gasification plant and combined cycle system with air bleed and steam injection
US4896499A (en) 1978-10-26 1990-01-30 Rice Ivan G Compression intercooled gas turbine combined cycle
DE4118062A1 (en) 1991-06-01 1992-12-03 Asea Brown Boveri COMBINED GAS / VAPOR POWER PLANT
US5577378A (en) 1993-04-08 1996-11-26 Abb Management Ag Gas turbine group with reheat combustor
DE19832294C1 (en) 1998-07-17 1999-12-30 Siemens Ag Gas-and-steam turbine installation with integrated fossil fuel gasification
US6148602A (en) 1998-08-12 2000-11-21 Norther Research & Engineering Corporation Solid-fueled power generation system with carbon dioxide sequestration and method therefor
DE10002084A1 (en) 2000-01-19 2001-08-02 Siemens Ag Gas and steam turbine plant
US6513317B2 (en) 2001-01-11 2003-02-04 General Electric Company Apparatus for controlling nitrogen injection into gas turbine

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL63476C (en) *
DE947843C (en) * 1954-09-11 1956-08-23 Henschel & Sohn G M B H Method for using the lock gas produced by pressurized gasifiers in gas turbine operation
US4785621A (en) * 1987-05-28 1988-11-22 General Electric Company Air bottoming cycle for coal gasification plant
US5388395A (en) * 1993-04-27 1995-02-14 Air Products And Chemicals, Inc. Use of nitrogen from an air separation unit as gas turbine air compressor feed refrigerant to improve power output
US5406786A (en) * 1993-07-16 1995-04-18 Air Products And Chemicals, Inc. Integrated air separation - gas turbine electrical generation process
US5740673A (en) * 1995-11-07 1998-04-21 Air Products And Chemicals, Inc. Operation of integrated gasification combined cycle power generation systems at part load
GB2335953A (en) * 1998-03-30 1999-10-06 Magnox Electric Plc Air extraction from a power generation turbine
US6314715B1 (en) * 1999-06-03 2001-11-13 General Electric Co. Modified fuel gas turbo-expander for oxygen blown gasifiers and related method
CN100504053C (en) * 2003-01-27 2009-06-24 中国科学院工程热物理研究所 Internal and external coal-fired integrated combined cycle power generation system and power generation method

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896499A (en) 1978-10-26 1990-01-30 Rice Ivan G Compression intercooled gas turbine combined cycle
US4896499B1 (en) 1978-10-26 1992-09-15 G Rice Ivan
US4785622A (en) 1984-12-03 1988-11-22 General Electric Company Integrated coal gasification plant and combined cycle system with air bleed and steam injection
DE4118062A1 (en) 1991-06-01 1992-12-03 Asea Brown Boveri COMBINED GAS / VAPOR POWER PLANT
US5577378A (en) 1993-04-08 1996-11-26 Abb Management Ag Gas turbine group with reheat combustor
DE19832294C1 (en) 1998-07-17 1999-12-30 Siemens Ag Gas-and-steam turbine installation with integrated fossil fuel gasification
US6148602A (en) 1998-08-12 2000-11-21 Norther Research & Engineering Corporation Solid-fueled power generation system with carbon dioxide sequestration and method therefor
DE10002084A1 (en) 2000-01-19 2001-08-02 Siemens Ag Gas and steam turbine plant
US6513317B2 (en) 2001-01-11 2003-02-04 General Electric Company Apparatus for controlling nitrogen injection into gas turbine

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007017490A1 (en) 2007-02-15
DE112006002028A5 (en) 2008-06-19
CN101238341B (en) 2012-04-18
CA2618030C (en) 2014-07-08
JP2009504967A (en) 2009-02-05
CN101238341A (en) 2008-08-06
CA2618030A1 (en) 2007-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2008065156A1 (en) Method for operating a gas turbine
DE102007053192B4 (en) Power plants with gas turbines for the production of electric energy and processes for the reduction of CO2 emissions
DE69918492T2 (en) Turbine à gaz à chauffage indirect integree à une une un separation of the gaz de l'air
DE19940763B4 (en) Combined cycle energy producer with integrated coal gasification
EP2382029B1 (en) Gas turbine with direct and recirculated flows
EP0750718B1 (en) Method of operating a gas and steam turbine installation and installation operating according to said method
DE102004039164A1 (en) Method for generating energy in a gas turbine comprehensive power generation plant and power generation plant for performing the method
DE102009003406A1 (en) Method and system for supporting a modification of a combined cycle working fluid and its combustion
EP0462458B1 (en) Method to increase the compressor pressure ratio of a gas turbine plant
DE4118062A1 (en) COMBINED GAS / VAPOR POWER PLANT
DE102007050781A1 (en) Systems and methods for generating energy with carbon dioxide secretion
DE102007050783A1 (en) Systems and methods for energy production with carbon dioxide isolation
DE10064270A1 (en) Method for operating a gas turbine system and a related gas turbine system
DE10001110A1 (en) Process for the recovery of water from the flue gas of a combined cycle power plant and combined cycle power plant for carrying out the process
DE69807664T2 (en) COAL-FIRED GAS TURBINE SYSTEM
CH698638B1 (en) A method of operating a gas turbine assembly comprising the injection of a diluent in the gas turbine arrangement.
DE112006002028B4 (en) Process for operating a gas turbine and gas turbine for carrying out the process
DE60034529T2 (en) FUEL GAS EXTENSION TURBINE FOR AN OXYGEN FUEL CARBURETTOR AND ASSOCIATED METHOD
EP2423457A2 (en) Power plant for IGSC process
EP1240414B1 (en) Method for operating a steam turbine installation and a steam turbine installation that functions according thereto
EP2274505A2 (en) Method for the operation of a power plant featuring integrated gasification, and power plant
US7513118B2 (en) Method for operating a gas turbine and a gas turbine for implementing the method
EP0650554A1 (en) Process for operating a gas turbine.
DE112006001991B4 (en) Process for operating a gas turbine
DE112006001974B4 (en) Method for operating a gas turbine and gas turbine for carrying out the method

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20130628

R082 Change of representative

Representative=s name: DREISS PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

Representative=s name: DREISS PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ANSALDO ENERGIA IP UK LIMITED, GB

Free format text: FORMER OWNER: ALSTOM TECHNOLOGY LTD., BADEN, CH

Owner name: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GMBH, CH

Free format text: FORMER OWNER: ALSTOM TECHNOLOGY LTD., BADEN, CH

R082 Change of representative

Representative=s name: DREISS PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: ANSALDO ENERGIA IP UK LIMITED, GB

Free format text: FORMER OWNER: GENERAL ELECTRIC TECHNOLOGY GMBH, BADEN, CH

R082 Change of representative

Representative=s name: DREISS PATENTANWAELTE PARTG MBB, DE

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F25J0003040000

Ipc: F02C0003280000

R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee