[go: up one dir, main page]

DE19827961A1 - Verfahren und Anordnung zum Konditionieren der Zuluft zu einer Gasturbinenanlage - Google Patents

Verfahren und Anordnung zum Konditionieren der Zuluft zu einer Gasturbinenanlage

Info

Publication number
DE19827961A1
DE19827961A1 DE1998127961 DE19827961A DE19827961A1 DE 19827961 A1 DE19827961 A1 DE 19827961A1 DE 1998127961 DE1998127961 DE 1998127961 DE 19827961 A DE19827961 A DE 19827961A DE 19827961 A1 DE19827961 A1 DE 19827961A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
supply air
water
sorbent
gas turbine
arrangement according
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.)
Ceased
Application number
DE1998127961
Other languages
English (en)
Inventor
Christian Appel
Wolfgang Urbanczyk
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.)
Steag GmbH
Original Assignee
Steag GmbH
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 Steag GmbH filed Critical Steag GmbH
Priority to DE1998127961 priority Critical patent/DE19827961A1/de
Priority to PCT/EP1999/003781 priority patent/WO1999067518A1/de
Priority to ARP990103003 priority patent/AR018923A1/es
Publication of DE19827961A1 publication Critical patent/DE19827961A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

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
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12Cooling of plants
    • F02C7/14Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
    • F02C7/141Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid
    • F02C7/143Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages
    • F02C7/1435Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages by water injection
    • 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
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12Cooling of plants
    • F02C7/14Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
    • F02C7/141Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid
    • F02C7/143Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/212Heat transfer, e.g. cooling by water injection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

Im Zuluftkanal (1) einer Gasturbine ist eine Sprühdüsenanordnung (5) derart vorgesehen, daß die Sprühdüsen in einem vorgegebenen Muster gleichmäßig über den Querschnitt des Zuluftkanals (1) verteilt sind. Durch die Sprühdüsenanordnung wird der Zuluft eine hygroskopische Solelösung beigemischt, welche der Zuluft in einer exothermen Reaktion Wasser entzieht. In der Sorptionskammer (4) sind Einbauten (8) zur Rückkühlung der Zuluft vorgesehen. Die Temperatur der getrockneten und rückgekühlten Luft wird in einem anschließenden Verdunstungsbefeuchter (10) weiter abgekühlt, bis die Sättigungstemperatur erreicht ist. Die Kombination des Entfeuchtungsschrittes mit einem oder mehreren Kühlschritten ermöglicht eine beträchtliche Absenkung der Zulufttemperatur und vergrößert dadurch die Gasturbinenleistung beträchtlich.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Konditionieren der Zuluft einer Gasturbinenanlage, wobei die Zuluft aus der Außenluft angesaugt und gekühlt wird, be­ vor sie im Verdichter der Gasturbinenanlage komprimiert wird.
Bekanntlich hängt die elektrische Leistung und auch der Wirkungsgrad einer Gasturbinenanlage zu einem nicht uner­ heblichen Teil von der Dichte der Zuluft ab. Die Dichte der Zuluft sinkt mit zunehmender Temperatur und ist demgemäß von der Außentemperatur abhängig. Man hat daher versucht, durch Kühlen der Ansaugluft die Dichte der Zuluft und damit die elektrische Leistung und auch den Wirkungsgrad der Gasturbi­ nenanlage zu erhöhen. Einer derartigen Temperaturabsenkung sind aber Grenzen gesetzt. Bei starken Außenlufttemperatur­ schwankungen sind Leistungs- und Wirkungsgradeinbußen der Gasturbinenanlage mit herkömmlichen Mitteln in der Regel nicht zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gasturbi­ nen-Zuluft im Zuluftkanal so zu konditionieren, daß die Lei­ stung und auch der Wirkungsgrad der Gasturbinenanlage ver­ bessert werden kann.
Bei der Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß die Senkung der Zulufttemperatur auf die Sättigungstemperatur nur bei geringer relativer Luftfeuchte der Außenluft zu einer deutlichen Leistungssteigerung und einer Verbesserung des Wirkungsgrades in der Gasturbinenan­ lage umgesetzt werden kann. Bei hoher relativer Außenluft­ feuchte sind einer Kühlung der Zuluft enge ökonomische Grenzen gesetzt.
Ausgehend von einem Luftkonditionierungsverfahren der eingangs genannten Art, ist die Lösung der oben genannten Aufgabe verfahrensmäßig dadurch gekennzeichnet, daß der Zu­ luft unter Verwendung eines sorptiven Verfahrens Feuchtig­ keit entzogen wird, bevor der Kühlschritt beendet ist.
Bei einer Anordnung zum Konditionieren der Zuluft einer Gasturbinenanlage, wobei Kühlmittel im Zuluftkanal eingebaut sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß in einem zuström­ seitigen Abschnitt des Zuluftkanals ein Sorptionsmittelver­ teiler angeordnet ist, der der Zuluft ein wasserarmes, hy­ groskopisches Sorptionsmittel in flüssiger, dampfförmiger und/oder fester Form zur Verfügung stellt; und daß die Kühl­ mittel stromab des Sorptionsmittelverteilers angeordnet sind.
Aufgrund der der Kühlung vorausgehenden und/oder mit der Kühlung einhergehenden Zulufttrocknung wird speziell bei ho­ hem Feuchtegrad der Außenluft eine erweiterte Temperaturab­ senkung ermöglicht. Luft mit einem niedrigen relativen Feuchtegehalt läßt sich ohne Kondensationseffekt auf niedri­ gere Temperaturen abkühlen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die zughörige Anord­ nung führen auch bei großen relativen Außenluftfeuchten zu einer beträchtlichen Steigerung der elektrischen Leistung der Gasturbinenanlage.
Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß ein wasserarmes, hygroskopisches Medium in dem Zuluftstrom verteilt und derart auf die Zuluft zur Einwir­ kung gebracht wird, daß der Zuluft in einer exothermen Reak­ tion Feuchtigkeit entzogen wird, und daß die Zuluft danach gekühlt wird. Als hygroskopisches Medium eignet sich beson­ ders eine hygroskopische Solelösung, die in gleichmäßiger Verteilung in den Zuluftstrom eingedüst und nach Anreiche­ rung mit Wasser stromab aus der Zuluft abgeschieden wird. Das mit Wasser angereicherte hygroskopische Medium kann dann in einem Trocknungsprozeß regeneriert werden.
In alternativer Verfahrensweise kann ein Wasseranteil der Zuluft im Zuluftkanal an einem festen Sorptionsmittel sorbiert werden. Das Sorptionsmittel wird danach in einen Regenerationsbereich transportiert und getrocknet. Schließ­ lich wird das wasserarme Sorptionsmittel in den Zuluftkanal rezirkuliert. In alternativer Verfahrensweise können auch nur Teilströme der Gasturbinenzuluft nach obengenanntem Ver­ fahren konditioniert werden.
Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Zuluft­ trocknung und Rückkühlung kann nachfolgend von der bewährten Sprühbefeuchtung der Zuluft mit Wasser zur Senkung der Zu­ lufttemperatur Gebrauch gemacht werden. Die Sprühbefeuchtung stellt eine hochwirksame und technologisch zuverlässige Mög­ lichkeit zur Zuluftkühlung dar, die aber nur nutzbar ist, wenn die relative Luftfeuchte der Zuluft niedrig ist. In Kombination mit der sorptiven Trocknung und Rückkühlung der Zuluft kann auch durch Sprühbefeuchtung der Zuluft mit Was­ ser eine relativ starke Temperaturabsenkung erreicht werden, selbst wenn die Außenluft eine hohe Luftfeuchte hat. Daher kann in tropischem Klima aber auch in mitteleuropäischen Re­ gionen bei sommerlichen Außentemperaturen und hohen relati­ ven Luftfeuchten eine wesentliche Erhöhung der elektrischen Leistung und auch des elektrischen Wirkungsgrades der Gas­ turbine im Vergleich zu Gasturbinenanlagen ohne Zuluft­ trocknung und -kühlung erreicht werden.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen gekennzeichnet.
Im folgenden werden Einzelheiten und Vorteile der Erfin­ dung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einem Abschnitts des Zuluftkanals einer Gastur­ binenanlage mit den zur Zuluftkonditionierung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehenen Einbauten;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Desorptionskam­ mer, die zur Regeneration wasserreicher Solelö­ sung dient und mit Einbaukomponenten der Fig. 1 zu einem Solelösungskreislauf verbunden ist;
Fig. 3 ein schematisches Zustandsdiagramm bei sorptiver Gasturbinenzuluftkühlung unter Verwendung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1;
Fig. 4 ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen sorptiven Gasturbinenzuluftkühlung unter Verwendung eines festen Sorptionsmittels und ei­ nes Wärmerückkühlungsrotors in Kombination mit einer Regenerationskammer; und
Fig. 5 ein schematisches qualitatives Zustandsände­ rungsdiagramm bei der sorptiven Gasturbinen­ zuluftkühlung nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4.
In Fig. 1 ist schematisch ein Abschnitt eines Zuluftka­ nals 1 dargestellt, in welchem die Einbauten zur Zuluftkon­ ditionierung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Er­ findung schematisch dargestellt sind.
Am zuströmseitigen Ende des Zuluftkanals 1 tritt außen Luft durch ein Filter 3 in eine Sorptions- und Rückkühlkam­ mer 4 ein. Das Filter 3 reinigt die eintretende Außenluft. Eine Sprühdüsenanordnung 5 ist mit Abstand zum Filter 3 der­ art angeordnet, daß die einzelnen Sprühdüsen 50 in einem ge­ ordneten Muster möglichst gleichmäßig über den Kanalquer­ schnitt verteilt sind, so daß die Düsenstrahlkegel den Ge­ samtquerschnitt des Zuluftkanals 1 überstreichen. Der Pfeil 51 kennzeichnet einen Stutzen, durch den wasserarme hygro­ skopische Solelösung der Sprühdüsenanordnung 5 zugeführt wird. Die durch die Sprühdüsen 50 über den Querschnitt des Zufuhrkanals 1 verteilte hygroskopische Solelösung entzieht der die Kammer 4 durchströmenden Außenluft Feuchte, d. h. Wassermoleküle. Dadurch verringert sich innerhalb der Kammer 4 der Anteil dampfförmiger Wassermoleküle in der Zuluft.
Am abströmseitigen Ende der Sorptionskammer 4 ist ein Tropfenabscheider 6 angeordnet, der die vom Zuluftstrom mit­ gerissene wasserreiche Solelösung abscheidet und deren Aus­ treten aus der Sorptionskammer 4 verhindert. Auch die am Tropfenabscheider 6 abgeschiedene Solelösung wird durch ei­ nen Abzug 7 aus der Sorptionskammer 4 abgezogen und in den Regenerationskreislauf geführt.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in dem Abschnitt zwischen Sprühdüsenanordnung 5 und Tropfen­ abscheider 6 eine Rückkühleinrichtung 8 angeordnet, die über einen Anschluß (Pfeil 81) mit Kühlwasser gespeist wird. Über den Querschnitt des Kanals 1 sind Wärmeaustauschflächen ver­ teilt, die eine Rückkühleinrichtung 8 bilden und den fein verteilte Solelösung enthaltenden Zuluftstrom rückkühlen. Alternativ oder zusätzlich kann die den Sprühdüsen 50 zuge­ führte Solelösung gekühlt werden. Dies geschieht in der Re­ gel außerhalb des Zuluftkanals. Bei Kühlung der Solelösung kann die in die Sorptionskammer eingebaute Rückkühleinrich­ tung 8 entfallen.
An die Sorptions- und Rückkühlkammer 4 schließt sich ein Abschnitt 10 des Zuluftkanals 1 an, in welchem die Komponen­ ten eines Verdunstungsbefeuchters eingebaut sind. Hierzu ge­ hört ein Sprühbefeuchtungsverteiler 11, der ähnlich der Sprühdüsenanordnung 5 aus mehreren über den Kanalquerschnitt verteilten Sprühdüsen 110 und einem durch den Pfeil 111 be­ zeichneten Wasserzufuhrstutzen besteht. In dem Verdun­ stungsbefeuchter 10 wird die zuvor getrocknete und gekühlte Gasturbinenzuluft auf nahe der Sättigungstemperatur redu­ ziert. Am Ende des Verdunstungsbefeuchterabschnitts 10 ist ein weiterer Tropfenabscheider 12 angeordnet, der verhin­ dert, daß Wassertröpfchen aus der Sprühbefeuchtung in den nachfolgenden und in der Zeichnung nicht dargestellten Ver­ dichter der Gasturbine eintreten.
Fig. 2 veranschaulicht schematisch eine Desorptionskam­ mer 9, in der aus dem Abzug 7 der Fig. 1 abgezogene wasser­ reiche Solelösung regeneriert und als wasserarme Lösung ab­ geschieden wird.
Die Desorptionskammer 9 hat kasten- oder rohrförmigen Querschnitt und weist am zuströmseitigen Ende ein Filter 90 auf. Als Austreibermedium dient bei dem beschriebenen Aus­ führungsbeispiel Gasturbinenabgas. Alternativ kann ebenfalls erhitzte Außenluft eingesetzt werden. Die wasserreiche Lösung (aus dem Solelösungsabzug 7) wird über einen Vertei­ ler 91 über den Desorptionskammerquerschnitt verteilt. Die Desorptionskammer wird im beschriebenen Beispiel bei Tempe­ raturen oberhalb von 60°C betrieben, wobei der Feuchtegehalt der als hygroskopisches Fluid dienenden wasserreichen Sole­ lösung reduziert wird. Am Ausgang der Desorptionskammer 9 ist ein Tropfenabscheider 92 angeordnet. Die auch am Trop­ fenabscheider 92 abgeschiedene Solelösung hat einen redu­ zierten Feuchtegehalt und wird über einen Abzug 93 abgezogen und zum Anschluß 51 (auf Fig. 1) der Sprühdüsenanordnung 5 rezirkuliert. Optional kann auch in der Desorptionskammer 9 zwischen den Komponenten 91 und 92 eine Wärmeaus­ tauschanordnung 94 in Form einer Heizspirale angeordnet sein, durch die z. B. Heizwasser zur Beheizung der Desorp­ tionskammer geleitet werden kann.
In Fig. 3 sind qualitative Zustandsdiagramme bei sorpti­ ver Gasturbinenzuluftkühlung unter Verwendung des Ausfüh­ rungsbeispiels gemäß Fig. 1 gezeigt. Die Außenluft hat bei den in Fig. 3 dargestellten Beispielen eine Temperatur von ca. 26°C und eine Luftfeuchtigkeit von ca. 60%. Die Sprühdü­ senanordnung 5 versprüht wasserarme hygroskopische Solelö­ sung, welche dem Luftstrom innerhalb der Sorptionskammer 4 unter exothermer Reaktion Wasser entzieht. Die durch die exotherme Reaktion bei der Zulufttrocknung entstehende Wärme kann durch geeignete Mittel, so insbesondere durch Kühlung über den Wärmeaustauscher 8 und/oder durch geeignete Vor­ kühlung der eingedüsten Solelösung abgeführt werden. Fig. 3 zeigt im Kurvenabschnitt A eine Verringerung des Zuluft-Was­ sergehaltes x [g/kg] von 12 auf 9,1 bei gleichbleibender Zu­ lufttemperatur. An dem Punkt S wird die Temperatur der Zu­ luft durch Sprühbefeuchtung in dem Verdunstungsbefeuchter etwa auf Sättigungstemperatur (Kurvenabschnitt B) reduziert, und danach wird die relativ kühle Zuluft dem nachfolgenden Gasturbinenverdichter zugeführt. Nach Beendigung der Konditionierung (Kurve A-B) ist die Zulufttemperatur um knapp 10°C gegenüber der Außenlufttemperatur abgesenkt.
Eine Verstärkung der Temperaturabsenkung läßt sich da­ durch erreichen, daß innerhalb der Sorptions- und Rückkühl­ kammer 4 eine stärkere Rückkühlung wirksam gemacht wird. Wie die Kurve A' in Fig. 3 zeigt, erfolgt praktisch parallel zum Trocknungsschritt in der Sorptions- und Rückkühlkammer 4 ei­ ne Rückkühlung mit Kaltwasser von 6°C. Am Punkt S' ist die Zuluft einerseits auf einen Wassergehalt von 9,1 g/kg redu­ ziert, und andererseits ist die Zulufttemperatur auf ca. 14°C abgesenkt. Durch nachfolgende Sprühbefeuchtung (Kurve B') kann die Zulufttemperatur bis zum Erreichen der Sätti­ gungstemperatur bei relativ geringem Wassergehalt auf ca. 13°C gesenkt werden.
Steht am Standort der Gasturbine genügend Abwärme auf einem Temperaturniveau höher als 80°C zur Verfügung, so läßt dich mit dieser Abwärme eine thermische Kältemaschine (z. B. Absorptionskälteanlage) betreiben, deren Kälte in die Sorp­ tions- und Rückkühlkammer gemäß dem Beispiel gemäß Fig. 3, Kurve A', eingebunden werden kann. Dadurch kann die Gastur­ binen-Zulufttemperatur mit relativ geringem Aufwand weiter gesenkt werden.
Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer An­ ordnung zum Konditionieren der Gasturbinenzuluft, wobei der Zuluftstrom hintereinander einem Sorptionsschritt unter Ver­ bindung eines festen Sorptionsmittels und zwei Kühlschritten ausgesetzt wird, um die Zulufttemperatur deutlich zu senken, die Gasturbinenleistung entsprechend zu steigern und den Gasturbinenwirkungsgrad zu verbessern.
Der in Fig. 4 schematisch dargestellte Gasturbinenzu­ luftkanalabschnitt 14 hat ein die eintretende Außenluft rei­ nigendes Filter 3. Die Drehachse eines Adsorptionsrotors 15 ist parallel zur Strömungsrichtung der Gasturbinenzuluft an­ geordnet und greift flächenanteilig in den Innenraum des Zu­ luftkanals 14 ein. Der Adsorptionsrotor 15 ist mit einem hy­ groskopischen Medium, z. B. Kieselgel, beschichtet und ent­ zieht der Zuluft in einer exothermen Reaktion Wasser. In un­ mittelbarer Nähe des Zuluftkanals 14 ist eine kasten- oder rohrförmige Regenerationskammer 19 angeordnet, in die der mit Wasser aufgesättigte Rotorteil gedreht und regeneriert wird. Diese Regeneration geschieht dadurch, daß in einem Heizregister 20 aufgeheizte Heizluft den Feuchtegehalt des hygroskopischen Mediums reduziert.
Die im Kammerabschnitt 14 hinter dem Adsorptionsrotor 15 erwärmte getrocknete Luft wird nachfolgend mittels eines Wärmerückkühlungsrotors 18 rückgekühlt. Der Wärmerückküh­ lungsrotor 18 hat im wesentlichen die gleichen Abmessungen wie der Adsorptionsrotor 15 und greift ebenfalls flächenan­ teilig in den Zuluftkanal ein. Der Gasturbinenzuluft (über den Rückkühlungsrotor 18) entzogene Wärme wird bei dem dar­ gestellten Ausführungsbeispiel zur Außenluftvorwärmung im Regenerationskanal 19 genutzt. An die Rückkühlung im Bereich des Rückkühlungsrotors 18 schließt sich eine Sprühbefeuch­ tung in einem Verdunstungsbefeuchter 10 an; insofern ent­ spricht das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 demjenigen ge­ mäß Fig. 1.
Die qualitative Zustandsänderung der Gasturbinenzuluft bei der Konditionierung in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 ist schematisch in dem Diagramm gemäß Fig. 5 darge­ stellt.
Die Außenluft wird in drei konkreten und aufeinanderfol­ genden Phasen konditioniert.
Während einer ersten Phase wird der Außenluft in einer exothermen Reaktion Wasser entzogen, wobei die Temperatur der Luft im beschriebenen Beispiel um etwa 8°C steigt. In einem nachfolgenden Kühlschritt im Wärmerückkühlungsrotor 18 wird die Zuluft bei dem beschriebenen Beispiel etwa auf die Außentemperatur rückgekühlt, wobei der relativ niedrige Wassergehalt beibehalten wird. Schließlich wird im Ver­ dunstungsbefeuchter 10 die Zulufttemperatur durch Sprühbe­ feuchtung deutlich, nämlich nochmals um 10°C gesenkt. Durch die beschriebene Zuluftkonditionierung mit Hilfe der An­ ordnung gemäß Fig. 4 wird im Ergebnis eine Zulufttempera­ tursenkung um ca. 10°C gegenüber der Außenlufttemperatur erreicht. Dies hat eine deutliche Leistungssteigerung und Wirkungsgradverbesserung der nachgeschalteten Gasturbinen­ anlage zur Folge.
In Abwandlung des anhand Fig. 4 beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiels können zur sorptiven Trocknung anstelle des Adsorptionsrotors auch Gewebebänder verwendet werden, welche in den Zuluftkanal 14 großflächig eingeführt werden. Ferner kann eine Wirbelschicht aus hygroskopischen Kugeln (z. B. Silikagel) verwendet werden, die im Gasturbinen-Zuluftkanal angeordnet ist. Sobald der Sättigungszustand der Kugeln er­ reicht ist, werden die wasserbeladenen Kugeln in einer ge­ trennten Desorptionskammer regeneriert. Eine solche Regene­ rierung kann in geeigneter Weise auch kontinuierlich erfol­ gen. Sowohl im Zuge der Kühlung und Rückkühlung der Zuluft als auch im Zuge der Regenerierung des Sorptionsmediums kann Heiz- und Kühlenergie sowie Gasturbinenabgas als erforderli­ che Prozeßenergie der sorptiven Gasturbinenzuluftkonditio­ nierung zur Verfügung gestellt werden, soweit derartige Energieträger günstig zur Verfügung stehen und zu den ge­ nannten Zwecken nutzbar sind.
Bei starker Vorkühlung des flüssigen Sorptionsmediums kann u. U. auf alle Kühlmitteleinbauten verzichtet werden, wodurch der apparative Aufwand erheblich verringert werden kann.

Claims (25)

1. Verfahren zum Konditionieren der Zuluft einer Gastur­ binenanlage, wobei die Zuluft aus der Außenluft angesaugt und gekühlt wird, bevor sie im Verdichter der Gasturbinenan­ lage komprimiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuluft unter Verwendung eines sorptiven Verfah­ rens Feuchtigkeit entzogen wird, bevor der Kühlschritt been­ det ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein wasserarmes, hygroskopisches Medium in dem Zuluft­ strom verteilt und derart auf die Zuluft zur Einwirkung ge­ bracht wird, daß der Zuluft in einer exothermen Reaktion Feuchtigkeit entzogen wird, und daß die Zuluft danach ge­ kühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine wasserarme, hygroskopische Flüssigkeit, insbeson­ dere eine hygroskopische Sole- bzw. Salzlösung, in den Zu­ luftstrom eingedüst und nach Wasseranreicherung stromab aus der Zuluft abgeschieden wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Zuluftstrom abgeschiedene, wasserreiche hy­ groskopische Flüssigkeit in einer Desorptionskammer wärmebe­ handelt wird, wobei Wasser ausgetrieben wird, und daß an­ schließend die wasserarme hygroskopische Flüssigkeit aus der Desorptionskammer abgeschieden und im Kreislauf in den Zu­ luftstrom zurückgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die hygroskopische Flüssigkeit in der Desorptionskammer bei einer Temperatur oberhalb 60°C behandelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Desorptionskammer von Außenluft und/oder Gasturbi­ nenabgas durchströmt und beheizt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzei­ chnet, daß die Desorptionskammer durch Wärmeaustauschflächen beheizt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wasseranteil der Zuluft im Zuluftkanal an einem fe­ sten Sorptionsmittel sorbiert wird; daß das Sorptionsmittel danach in einen Regenerationsbereich transportiert und ge­ trocknet wird; und daß das wasserarme Sorptionsmittel danach in den Zuluftkanal rezirkuliert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Sorptionsmittel ein mit Kieselgel beschichtetes Ge­ webeband, ein mit Kieselgel beschichteter Rotor oder ein Kieselgel-Kugel-Wirbelbett verwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluft durch Sprühbefeuchten bis in die Nähe der Sättigungstemperatur gekühlt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluft durch Wärmeaustausch mit einem Kühlmedium rückgekühlt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Sorptionsmittel gekühlt wird, bevor es in den Zuluftkanal eingetragen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluft in wenigstens zwei Teilströme aufgeteilt und nur einer der Teilströme konditioniert wird und daß die Teilströme stromab wieder zusammengeführt wer­ den.
14. Anordnung zum Konditionieren der Zuluft einer Gas­ turbinenanlage, wobei Kühlmittel (8, 11; 18, 11) im Zuluft­ kanal (1; 14) eingebaut sind, dadurch gekennzeichnet,
daß in einem zustromseitigen Abschnitt des Zuluftkanals ein Sorptionsmittelverteiler (5; 15) angeordnet ist, der der Zuluft ein wasserarmes, hygroskopisches Sorptionsmittel in flüssiger, dampfförmiger und/oder fester Form zur Verfügung stellt; und
daß die Kühlmittel (8, 11; 18, 11) stromab des Sorpti­ onsmittelverteilers (5; 15) angeordnet sind.
15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Sorptionsmittelverteiler als Sprühdüsenanordnung (5) ausgebildet ist, wobei die Sprühdüsen (50) in einem vorgege­ benen Muster über den Querschnitt des Zuluftkanals (1) ver­ teilt sind.
16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mit Abstand stromab der Sprühdüsenanordnung (5) ein Tropfenabscheider (6) angeordnet ist, der eine Sorptionskam­ mer (4) begrenzt; und daß in der Sorptionskammer ein Abzug (7) für wasserreiches, Sorptionsmittel vorgesehen ist.
17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Kühlmittel (8) in der Sorptionskammer (4) angeordnet sind.
18. Anordnung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Desorptionskammer (9) mit dem Sorptions­ mittelabzug (7) der Sorptionskammer (4) verbunden und Mittel (91, 94) zum Entzug von Wasser aus dem Sorptionsmittel auf­ weist; und daß die Desorptionskammer mit einem Tropfenab­ scheider (92) und einem Abzug (93) versehen ist, welch letz­ terer mit der Sprühdüsenanordnung (5) der Sorptionskammer (4) verbunden ist.
19. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Sorptionsmittelverteiler als Adsorptionsrotor (15) ausgebildet ist, der einerseits in den zustromseitigen Ab­ schnitt des Zuluftkanals (14) und andererseits in einen Re­ generationsbereich (19) eingreift, wobei im Regenerations­ bereich dem wasserreichen Sorptionsmittel Wasser entzogen werden kann.
20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Adsorptionsrotor (15) mit einem hygroskopischen Me­ dium beschichtet ist.
21. Anordnung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß stromab des Adsorptionsrotors (15) ein Wärme­ rückkühlungsrotor (18) als Kühlmittel vorgesehen ist, der einerseits in den Zuluftkanal (14) und andererseits in den Regenerationsbereich (19) eingreift.
22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß im Regenerationsbereich (19) zwischen Adsorptionsrotor (15) und Wärmerückkühlungsrotor (18) ein Heizregister (20) angeordnet ist.
23. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sorptionsmittelverteiler (5; 15) eine Rückkühleinrichtung (8; 18) zum Rückkühlen der ge­ trockneten Zuluft ein Verdunstungsbefeuchter (11) in Zuluft- Strömungsrichtung hintereinander angeordnet sind.
24. Anordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkühleinrichtung (8) ein mit Kühlwasser arbeiten­ der Wärmetauscher ist.
25. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 24, da­ durch gekennzeichnet, daß der Verdampfer einer Absorptions- Kältemaschine, die von der Abwärme der Gasturbinenanlage an­ getrieben wird, im Zuluftkanal (1) angeordnet ist und als Kühlmittel dient.
DE1998127961 1998-06-23 1998-06-23 Verfahren und Anordnung zum Konditionieren der Zuluft zu einer Gasturbinenanlage Ceased DE19827961A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998127961 DE19827961A1 (de) 1998-06-23 1998-06-23 Verfahren und Anordnung zum Konditionieren der Zuluft zu einer Gasturbinenanlage
PCT/EP1999/003781 WO1999067518A1 (de) 1998-06-23 1999-06-01 Verfahren und anordnung zum konditionieren der zuluft zu einer gasturbinenanlage
ARP990103003 AR018923A1 (es) 1998-06-23 1999-06-23 Procedimiento y equipo para el acondicionamiento del aire de alimentacion en una planta de turbina de gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998127961 DE19827961A1 (de) 1998-06-23 1998-06-23 Verfahren und Anordnung zum Konditionieren der Zuluft zu einer Gasturbinenanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19827961A1 true DE19827961A1 (de) 2000-01-05

Family

ID=7871753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998127961 Ceased DE19827961A1 (de) 1998-06-23 1998-06-23 Verfahren und Anordnung zum Konditionieren der Zuluft zu einer Gasturbinenanlage

Country Status (3)

Country Link
AR (1) AR018923A1 (de)
DE (1) DE19827961A1 (de)
WO (1) WO1999067518A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004050182A1 (de) * 2004-10-14 2006-04-20 Triesch, Frank, Dr.-Ing. Verfahren zur Luftkonditionierung und Vorrichtung zur Realisierung dieses Verfahrens
CN100368666C (zh) * 2006-04-13 2008-02-13 中国科学院工程热物理研究所 旋流喷雾湿化塔

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013015881B4 (de) 2013-09-23 2024-10-24 Kurt Imren Yapici Energiewandlungsmaschine

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19541915A1 (de) * 1995-07-27 1997-01-30 Ong Tiong Soon Adiabatisches Kühlverfahren zur Kraftwerksleistungssteigerung
US5655373A (en) * 1994-09-28 1997-08-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Gas turbine intake air cooling apparatus

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995029371A1 (en) * 1994-04-26 1995-11-02 Erickson Donald C Sorption cooling of compressor inlet air
BR9503588A (pt) * 1995-08-09 1997-09-30 Edison Tito Guimaraes Processo e instalação para resfriamento de ar

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5655373A (en) * 1994-09-28 1997-08-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Gas turbine intake air cooling apparatus
DE19541915A1 (de) * 1995-07-27 1997-01-30 Ong Tiong Soon Adiabatisches Kühlverfahren zur Kraftwerksleistungssteigerung

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JUNGNICKEL, Heinz, AGSTEN, Rainer, KRAUS, Eberhard: Grundlagen der Kältetechnik, 3. Aufl., Berlin, Verlag Technik GmbH, 1990, S. 308-310, ISBN 3-341-00806-3 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004050182A1 (de) * 2004-10-14 2006-04-20 Triesch, Frank, Dr.-Ing. Verfahren zur Luftkonditionierung und Vorrichtung zur Realisierung dieses Verfahrens
DE102004050182B4 (de) * 2004-10-14 2009-10-22 Triesch, Frank, Dr. Ing. Verfahren zur Luftkonditionierung
CN100368666C (zh) * 2006-04-13 2008-02-13 中国科学院工程热物理研究所 旋流喷雾湿化塔

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999067518A1 (de) 1999-12-29
AR018923A1 (es) 2001-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2844935C2 (de) Verfahren und Anlage zur klimatisierenden Behandlung von Raumluft unter Verwendung von Solarenergie
EP0215864B1 (de) Rauchgasableitung über einen kühlturm
DE3814175A1 (de) Verfahren und anordnung zum regenerieren von adsorptionsmaterial
DE10255530B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen von Umluft
DE3005291A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur konditionierung von luft mittels trocknung durch ein sorbierendes material
EP2145667A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Kohlendioxid aus einem Abgas einer fossilbefeuerten Kraftwerksanlage
DE1619851B2 (de) Vorrichtung zum trocknen von komprimiertem gas
EP1821042A2 (de) Entfeuchtungsvorrichtung
DE10118762A1 (de) Verfahren zur Regeneration feuchtigkeitsbeladener Prozessluft und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
EP2092247A1 (de) Konditioniervorrichtung für den zuluftstrom einer trocknungskabine einer lackieranlage und verfahren zur konditionierung des zuluftstroms
EP1600703B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Rückkühlung von Kühlmitteln oder Rückkühlmedien oder zur Kältegewinnung
WO1982000596A1 (en) Device intended to dehumidify a drying gas medium using an adsorbant which is regenarated
EP1910747A1 (de) Verfahren zur kühlung eines luftstromes
DE3123683A1 (de) Verfahren zum abloeschen von koks und waschen der dabei entstehenden gase
EP1602401B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur aerosolarmen Partialkondensation
DE19827961A1 (de) Verfahren und Anordnung zum Konditionieren der Zuluft zu einer Gasturbinenanlage
AT405376B (de) Verfahren zur kühlung von schadstoffbeladenem heissem rohgas und anordnung zur durchführung des verfahrens
DE19541915A1 (de) Adiabatisches Kühlverfahren zur Kraftwerksleistungssteigerung
DE19841388C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung superreiner Luft
DE4441066C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Kühlen eines Luftstroms
DE3827806C2 (de)
DE2157831A1 (de) Verfahren und Anlage zur Desulfierung von Abgasen
WO2017064036A1 (de) Verfahren zur energiegewinnung aus wasserdampf enthaltenden schwaden und vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens
CH659698A5 (de) Verfahren zum vorkuehlen einer anlage zur erzeugung von tieftemperaturgas sowie vorrichtung zur ausfuehrung des verfahrens.
DE102024115079A1 (de) Anlage zur Abtrennung von Kohlenstoffdioxid aus einem Gasstrom

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8131 Rejection