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DE2005656C - Open gas turbine plant - Google Patents

Open gas turbine plant

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Publication number
DE2005656C
DE2005656C DE19702005656 DE2005656A DE2005656C DE 2005656 C DE2005656 C DE 2005656C DE 19702005656 DE19702005656 DE 19702005656 DE 2005656 A DE2005656 A DE 2005656A DE 2005656 C DE2005656 C DE 2005656C
Authority
DE
Germany
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water
gas
gases
stage
combustion
Prior art date
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Expired
Application number
DE19702005656
Other languages
German (de)
Other versions
DE2005656A1 (en
DE2005656B2 (en
Inventor
Paul Dipl.-Ing. 6380 Bad Homburg; Kapp Ernst Dipl.-Ing. 6000 Frankfurt Rudolph
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.)
GEA Group AG
Original Assignee
Metallgesellschaft AG
Filing date
Publication date
Application filed by Metallgesellschaft AG filed Critical Metallgesellschaft AG
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Priority to US00111349A priority patent/US3731485A/en
Priority to GB2051471A priority patent/GB1320254A/en
Publication of DE2005656A1 publication Critical patent/DE2005656A1/en
Publication of DE2005656B2 publication Critical patent/DE2005656B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2005656C publication Critical patent/DE2005656C/en
Expired legal-status Critical Current

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Description

In diesem Zusammenhang ist die Wasserdampf-In this context, the water vapor

60 Sättigung der Verbrennungsluft und die Sättigung der60 saturation of the combustion air and the saturation of the

Brenngase in der Reinigungsstufe bereits vorgeschlagen worden. Das Maß der Wasserdampfanreicherung istFuel gases have already been proposed in the cleaning stage. The degree of water vapor accumulation is

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben hierbei aber auf die Sättigung der Verbrennungsteileiner offenen Gasturbinenanlage mit Brenngasen, die nehmer unter den jeweiligen Druck- und Temperaturdurch Druckvergasung erzeugt und vor Eintritt in die 65 Verhältnissen beschränkt.The invention relates to a method of operating here but on the saturation of the combustion parts open gas turbine system with fuel gases, which take place under the respective pressure and temperature Pressurized gasification generated and restricted before entering the 65 ratios.

Brennkammer auf nassem Wege gereinigt und mit Es ist auch bereits das direkte Einspritzen von ent-Combustion chamber cleaned by wet means and with It is also possible to directly inject

Wasserdampf gesättigt werden. sprechend hochgespanntem Dampf vorgeschlagenWater vapor become saturated. Proposed speaking high-tension steam

Gasturbinenanlagen erfordern als Arbeitsmittel ein worden. Diese Maßnahme erfordert aber eine seson-Gas turbine systems require a working equipment. However, this measure requires a special

r eingangs beschriebenen Art weiter dabei insbesondere die Abwarme-r type described above, in particular the waste heat

dadurch gelöst, Sfittlthereby solved, Sfittl

1515th

3030th

ι auf höhere Temperatur gebracht und leren Temperatur zusätzlich mit Wasserampf bis zur Sättigung angereichert werden. Ferner wird vorgeschlagen, daß die in der ersten Stufe erforderliche Zusatzwassermenge ganz oder teilweise dem Umlaufwasser der zweiten Stufe entnommen wird und daß zum Umlaufwasser der zweiten Stufe eine entsprechende größere Zusatzwassermenge zuge-ι brought to a higher temperature and leren temperature additionally with steam can be enriched to saturation. It is also proposed that in the first Stage required additional water amount completely or partially taken from the circulation water of the second stage and that a correspondingly larger amount of additional water is added to the circulating water of the second stage

ge („"waterer Ausbildung der Erfindung wird zwischen (W ersten und zweiten Stufe eine Kühlung der Brennoase mit nachfolgender Tropfenabscheidung vorgesehen, wobei das entstehende Kondensat der ersten Stufe ge ("" waterer embodiment of the invention, a cooling of the kiln oasis with subsequent droplet separation is provided between (W first and second stage, with the resulting condensate of the first stage

Tuacführt wird.Tuac leads.

" Das Umlaufwasser der zweiten Stufe wird ernndungsgemäß durch Abwärme des Abgasstroms hinter der Gasturbine erwärmt."The second stage circulating water will be as appointed heated by waste heat from the exhaust gas flow downstream of the gas turbine.

Nach einer anderen Ausführung des Erfindungs-Bcdankens wird das Umlaufwasser der zweiten Stufe durch die Abwärme des Vergasungsprozesses erwärmt. Für die Vorwärmung des Zusatzwassers und gegebenenfalls für die Erwärmung des Umlaufwassers können auch andere in der Gesamtanlage anfallende Abwärmemengen verwertet werden.According to another embodiment of the invention thank you the circulating water of the second stage is heated by the waste heat from the gasification process. For preheating the make-up water and, if necessary for heating the circulating water also other amounts of waste heat occurring in the overall system be recycled.

Das Zusatzwasser kann erfindungsgemaß lösliche organische Bestandteile enthalten oder mit Ol bzw. Teer versetzt sein.According to the invention, the make-up water can be soluble contain organic components or be mixed with oil or tar.

Besonders wirtschaftlich arbeitet die Gasturbinenanlage wenn die Abgase der Turbine bis unter den Taupunkt abgekühlt werden und die gewonnenen Vämemengen in den Prozeß zurückgeführt werden Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf die einfache, mit einer Druckvergasung kombinierte Gasturbinenanlage beschränkt. Er kann in gleicher Weise auch bei solchen Gasturbinenanlagen verwirklicht werden, die außerdem mit einer Dampfturbinenanlage kombiniert sind, und auch bei solchen, bei denen dem Brenner noch eine Entspannungsturbine vorgeschaltet ist, sowie auch bei solchen Anlagen, bei denen vor der Brennkammer eine Entspannungsturbine und nach dem Brenner lediglich eine Dampfturbinenanlage angeordnet ist, wobei also eine offene Gasturbine nach der Brennkammer nicht vorgesehen ist. Pie Erfindung wird an Hand von Schaltungsbeispie-The gas turbine plant works particularly economically when the exhaust gases from the turbine are cooled below the dew point and the recovered Vämemengen be fed back into the process The idea of the invention is not applied to the simple combined with pressurized gasification Gas turbine plant limited. It can also be implemented in the same way in such gas turbine systems that also with a steam turbine system are combined, and also with those in which an expansion turbine is connected upstream of the burner is, as well as in those systems in which an expansion turbine and in front of the combustion chamber after the burner only a steam turbine system is arranged, so an open gas turbine after the combustion chamber is not provided. Pie invention is based on circuit examples

len näher erläutert. . . ,len explained in more detail. . . ,

In FiE 1 ist schematisch das vereinfachte Schaltungsbild einer offenen Gasturbinenanlage dargestellt. Durch die Leitung 1 strömt das durch Druckvergasung erzeugte Brenngas in einen Naßrein.ger 2, wo S im Gegenstrom mit Wasser gereinigt und nut Wa serdanfof gesättigt wird. Durch Le.tung3 tr, das Brenngas sodann in den Sättiger 4 em, der im Prinzip we der Naßreiniger2 ausgebildet ist. Im Sättiger4 w rd das Brenngas mittels durch Aowärme erwärmten UmVufwassers'auf höhere Temperatur gebracht und bei dieser höheren Temperatur zusätzlich mit Wasserdamnf bis zur Sättigung angereichert.In Fig. 1 is the simplified circuit diagram schematically an open gas turbine plant shown. The fuel gas generated by pressure gasification flows through line 1 into a Naßrein.ger 2, where S is cleaned in countercurrent with water and only saturated with water. By Le.tung3 tr, that Fuel gas then in the saturator 4 em, in principle whether the wet cleaner2 is designed. In the saturator 4 The fuel gas is warmed up by means of ao heat UmVufwassers' brought to a higher temperature and at this higher temperature additionally with water steam Enriched to saturation.

sgso-called

Kammer «
Das fur fe
Chamber "
That for f e

Leitung42 in die ΒLine42 to the Β

d nicht dargestell-d not shown

Das Umlaufwasser wirdThe circulating water will

und zusätzliche Wasserriiche Zusatzwasser wird W zugeführt, im Vor« erwärmt und über Le.tung23 inand additional water lines Make-up water is supplied to W, in advance « heated and via Le.tung23 in

J5 in den J 5 in the

ä5ä5

zusammen mitalong with

wasser wird demwater becomes the

durch die Lesung 28 entno er2i through reading 28 entno er2i

a5 dem Reimgungswasser über den in ? a5 the purification water over the in ?

Leitung 30, den Absche.der31 und d den Line 30, the Absche.der31 and the

""•■■"Β--·"" • ■■ "Β-- ·

wird die temperatur der Brenngas 6 D-the temperature of the fuel gas 6 D -

Wasserdampfanreicherung erhöht. Dadurch wird der Durchsatz durch die Gasturbine erhöht und gleichzeitig die Temperatur der Verbrennungsgase erniedrigt. F i g. 2 zeigt schematisch das vereinfachte Schaltungsbild einer offenen Gasturbinenanlage, die mit einer Dampfturbinenanlage kombiniert ist. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird die Anlage, soweit sie F i g. 1 entspricht, nicht nochmals im einzelnen beschrieben. Sich entsprechende Anlageteile sind mit Bezugszahlen versehen, die sich aus 100 und der Bezugszahl aus F i g. 1 zusammensetzen (z. B. 101 entspricht 1,121 entspricht 21 usw.).Increased water vapor accumulation. This increases the throughput through the gas turbine and at the same time the temperature of the combustion gases is lowered. F i g. 2 schematically shows the simplified circuit diagram an open gas turbine plant, which is combined with a steam turbine plant. To avoid repetition, the system, as far as it F i g. 1 corresponds, not again described in detail. Corresponding parts of the system are provided with reference numbers that are derived from 100 and the reference number from FIG. 1 (e.g. 101 corresponds to 1.121 corresponds to 21 etc.).

Hinzugekommen ist die Dampfturbinenanlage, bestehend aus dem Wärmeaustauscher 151 in der Brennkammer 106,. der Dampfleitung 152, der Dampfturbine 153, der Abdampfleitung 154, dem Kondensator 155, ;.o der Kondensatleitung 156, dem Wärmeaustauscher 157 im Abgaskanal 112 und der Leitung 158. Die Dampfturbine 153 treibt den Generator 159 an und gibt über die Leitung 144 Anzapfdampf für den Gaserzeuger ab. Durch die Kombination von Gasturbinenanlage und Dampfturbinenanlage erhält man eine sehr flexible Gesamtanlage, die je nach den Anforderungen durch entsprechende Aufteilung der Nutzleistung mehr als Spitzenlastkraftwerk oder als Grundlastkraftwerk ausgelegt werden kann.The steam turbine system has been added, consisting of the heat exchanger 151 in the combustion chamber 106 ,. the steam line 152, the steam turbine 153, the exhaust steam line 154, the condenser 155, ; .o the condensate line 156, the heat exchanger 157 in exhaust duct 112 and line 158. The steam turbine 153 drives the generator 159 and emits bleed steam for the gas generator via line 144. The combination of a gas turbine system and a steam turbine system results in a very flexible one Overall system, which, depending on the requirements, is more than Peak load power plant or designed as a base load power plant can be.

Durch den Wärmeentzug in der Brennkammer und die Verwertung eines Teils der Abwärme der Gasturbinenanlage für die Dampfturbinenanlage kann man die spezifischen Probleme der Gasturbinenanlage besser beherrschen. Aber auch bei derartigen kombi-65 nierten Anlagen ist der Erfindungsgedanke mit Vorteil anwendbar. Die Abwärmeausnutzung für die Dampfturbinenanlage ist begrenzt, so daß es wärmetechnisch günstig ist, wenn durch das Umlaufwasser für denBy extracting heat in the combustion chamber and utilizing part of the waste heat from the gas turbine system for the steam turbine plant one can see the specific problems of the gas turbine plant master better. But also with such kombi-65 The concept of the invention can be used with advantage in ned systems. The waste heat utilization for the steam turbine plant is limited, so that it is thermally favorable if by the circulating water for the

Sättiger ein weiterer Abwärmeanteil, insbesondere im Das ungereinigte Brenngas enthält außerdemSaturator a further proportion of waste heat, especially in the uncleaned fuel gas also contains

unteren Temperaturbereich, ausgenutzt werden kann. 0,142 kg/Nm3 Wasserdampf sowie 30 g/Nm3 Schwel-Außerdem ist natürlich der höhere Durchsatz durch die produkte und hat eine Temperatur von 550° C. Dieses Gasturbine vorteilhaft. Brenngas wird zunächst in einer ersten Stufe gereinigt,lower temperature range, can be exploited. 0.142 kg / Nm 3 water vapor and 30 g / Nm 3 smoldering. In addition, of course, the higher throughput through the products and has a temperature of 550 ° C. This gas turbine is advantageous. Fuel gas is first cleaned in a first stage,

Fig. 3 stellt eine weitere Anwendungsmöglichkeit 5 wobei es sich auf 162°C abkühlt. Durch Einspritzen des Erfindungsgedankens dar. Die Anlage gemäß von kaltem Zusatzwasser wird es danach auf 161°C F i g. 2 ist einerseits durch eine Entspannungsturbine abgekühlt, wobei sich Nebel bilden, mit denen die 272 für die Brenngase und andererseits durch einen letzten Spuren Staub entfernt werden. Der Wasser-Nebelerzeuger 260 erweitert worden. dampf anteil beträgt jetzt 0,427 kg/Nm *. Im Sättiger3 shows another possible application 5, where it cools down to 162 ° C. By injection of the inventive concept. The system according to cold make-up water is then heated to 161 ° C F i g. 2 is cooled on the one hand by an expansion turbine, with fog forming, with which the 272 for the fuel gases and, on the other hand, a last trace of dust can be removed. The water mist generator 260 has been expanded. steam content is now 0.427 kg / Nm *. In the saturator

Es werden nur die neu hinzugekommenen. Anlage- io erfolgt eine Temperaturerhöhung auf 165° C und teile beschrieben. Die Bezugszahlen der aus F i g. 2 Wasserdampfanreicherung bis zur Sättigung bei dieser bereits bekannten Anlageteile setzen sich aus 200 und höheren Temperatur mittels durch Abwärme der Abden beiden Endziffern gemäß F i g. 2 zusammen gase hinter der Gasturbine erwärmten Umlaufwassers, (z. B. 201 entspricht 101 — oder 1 aus F i g. 1; 221 so daß das Brenngas danach einen Wasserdampfgehalt entspricht 121 — oder 21 aus F i g. 1). 15 von 0,5 kg/Nm3 bei einem Druck von 19,5 ata aufweist.Only the new ones will be added. Plant io there is a temperature increase to 165 ° C and parts described. The reference numbers from FIG. 2 Water vapor enrichment up to saturation in these already known parts of the plant is composed of 200 and higher temperatures by means of waste heat from the Abden two end digits according to FIG. 2 gases together behind the gas turbine of heated circulating water, (e.g. 201 corresponds to 101 - or 1 from FIG. 1; 221 so that the fuel gas then corresponds to a water vapor content 121 - or 21 from FIG. 1). 15 of 0.5 kg / Nm 3 at a pressure of 19.5 ata.

Die mit Wasserdampf gesättigten Brenngase ver- Durch das Umlaufwasser werden dabei 142 000 kcalThe fuel gases, saturated with water vapor, are converted into 142,000 kcal by the circulating water

lassen den Sättiger 204 durch die Leitung 205 und bezogen auf 11 eingesetzte Kohle bzw. 2840 Nm3 werden im Wärmeaustauscher 270 im Abgaskanal 212 Brenngas aus dem Abgas hinter der Gasturbine in das bezüglich ihres Wasserdampfanteils überhitzt. Durch Brenngas vor der Brennkammer zurückgeführt.
Leitung 271 werden sie dann der Entspannungsturbine ao
let the saturator 204 through the line 205 and based on 11 used coal or 2840 Nm 3 are superheated in the heat exchanger 270 in the exhaust gas duct 212 fuel gas from the exhaust gas downstream of the gas turbine in terms of its water vapor content. Returned by fuel gas in front of the combustion chamber.
Line 271 they are then the expansion turbine ao

272 zugeführt und anschließend über Leitung 273 in die B e i s ρ i e 1 2272 and then via line 273 into the B e i s ρ i e 1 2

Brennkammer 206 geleitet. Die EntspannungsturbineCombustion chamber 206 passed. The relaxation turbine

272 treibt einerseits den Generator 275 und anderer- Bei der Vergasung von Schweröl mit einem unteren272 drives on the one hand the generator 275 and on the other hand- When gasifying heavy oil with a lower one

seits einen Luftkompressor 274, der einen Teil der im Heizwert von 9800 kcal/kg mittels Luft und Wasser-Kompressor 209 verdichteten Luft über Leitung 242 25 dampf entsteht ein Brenngas folgender Zusammenaufnimmt, weiter verdichtet und über Leitung 243 an Setzung:
den Gaserzeuger abgibt. rf) ~n„.
On the one hand, an air compressor 274, which takes up part of the air, which has a calorific value of 9800 kcal / kg by means of air and water compressor 209, is created via line 242 25, a fuel gas of the following is created, further compressed and settled via line 243:
releases the gas generator. rf) ~ n “.

Im Nebelerzeuger 260 wird das über Leitung 203 ~~* ' '°In the fog generator 260 this is via line 203 ~~ * '' °

ankommende gesättigte Brenngas mit Umlaufwasser *-" 22,4 /0 incoming saturated fuel gas with circulating water * - "22.4 / 0

(Leitung 281 und 283) und kaltem Zusatzwasser 30 H1 16,2%(Lines 281 and 283) and cold make-up water 30 H 1 16.2%

(Leitung 280) geringfügig gekühlt, wobei durch Nebel- CH4 0,1 %(Line 280) slightly cooled, with fog CH 4 0.1%

bildung eine weitere Staubabscheidung möglich wird, jj _ 58 9°/formation a further dust separation becomes possible, yy _ 58 9 ° /

und über Leitung 261 an den Sättiger 204 weitergelei- „ c 0 4o/and passed on via line 261 to saturator 204 "c 0 4 o /

tet. Ein Teil des staubbeladenen Umlaufwassers des 2 ' '°tet. Part of the dust-laden circulating water of the 2 '' °

Nebelerzeugers 260 wird über Leitung 282 in den 35 Der Wasserdampfgehalt beträgt 0,043 kg/Nm3. Mit Wasserumlauf des Naßreinigers 202 eingeschleust. dem Brenngas werden 2,1 % Ruß bezogen auf die ein-The mist generator 260 is fed into the 35 via line 282. The water vapor content is 0.043 kg / Nm 3 . Introduced with the water circulation of the wet cleaner 202. the fuel gas contains 2.1% soot based on the

Mit einer derartigen Anlage kann das für die Gas- gesetzte Ölmenge aus dem Druckvergaser ausgetragen, turbine optimale Druckniveau, unabhängig vom Nach Durchlaufen eines Abhitzekessels zur Dampf-Druckniveau der Druckvergasung, durch entspre- erzeugung unter anderem für die Schwerölvergasung chende Entspannung in der Entspannungsturbine 272 40 steht das Brenngas mit 330° C für die Gasturbineneingestellt werden, wobei zusätzlich Nutzenergie ge- anlage zur Verfugung. Das Gas wird wie in Beispiel 1 Wonnen wird. gereinigt und gekühlt und erreicht dabei eine Tempera-With such a system, the amount of oil set for the gas can be discharged from the pressure gasifier, turbine optimal pressure level, regardless of the steam pressure level after passing through a waste heat boiler the pressurized gasification, through corresponding generation, among other things for the heavy oil gasification Corresponding expansion in expansion turbine 272 40 is the fuel gas at 330 ° C for the gas turbine can be set, with additional useful energy system available. The gas is as in Example 1 Will be delighted. cleaned and cooled, reaching a temperature

Die Einschaltung des Nebelerzeugers ermöglicht eine tür von 132° C und einen Wasserdampfgehalt von noch bessere Staubabscheidung aus dem Brenngas, als 0,148 kg/Nm3. In der zweiten Stufe wird das Brenngas sie durch den Naßreiniger allein erzielt wird. 45 durch erwärmtes Umlauf wasser auf eine TemperaturSwitching on the smoke generator enables a door of 132 ° C and a water vapor content of even better dust separation from the fuel gas than 0.148 kg / Nm 3 . In the second stage, the fuel gas it is obtained by the wet cleaner alone. 45 by heated circulation water to a temperature

Auch bei derartig erweiterten Anlagen wird durch von 159 3C bei 19,5 ata gebracht und bei dieser höheren Anwendung des Erfindungsgedankens eine weitere Temperatur gesättigt, so daß es einen Wasserdampf-Verbesserung erzielt, denn auch hier wird durch zu- gehalt von 0,393 kg/Nm3 aufweist. Durch das Umlaufsätzliche Abwärmeausnmzung und höheren Durchsatz wasser werden dabei 842 000 kcal bezogen auf 1 Tonne durch die beiden Gasturbinen der Wirkungsgrad ge- 50 Schweröl bzw. 6250 Nm8 Brenngas aus dem Abgas steigert. hinter der Gasturbine in das Brenngas vor der Brenn-Even with such extended systems, 159 3 C at 19.5 ata is brought about and with this higher application of the inventive idea a further temperature is saturated, so that an improvement in water vapor is achieved, because here, too, the content of 0.393 kg / Nm 3 has. As a result of the general use of waste heat and the higher throughput of water, the efficiency of the two gas turbines is increased by 842,000 kcal per ton of 50 heavy oil and 6250 Nm 8 of fuel gas from the exhaust gas. behind the gas turbine in the fuel gas in front of the fuel

Die folgenden Berechnungsbeispiele geben eine kammer zurückgeführt.The following calculation examples give a chamber returned.

weitere Erläuterung der Erfindung. Die Erfindung ermöglicht eine unter Umständen befurther explanation of the invention. The invention enables a possibly be

trächtliche Steigerung der Brenngastemperatur gegen-considerable increase in fuel gas temperature compared to

Beispiell 55 über dem bei der Reinigung erreichten Temperatur-For example 55 above the temperature reached during cleaning

nivcau. Diese Temperatursteigerung wäre im Hinblicknivcau. This temperature increase would be in view

Bei der Vergasung von Gasflammkohle mit 7,5 °/„ auf die notwendige Senkung der Temperatur der VerFeuchtigkeit, 14,5% Asche und einem unteren Heiz- brennungsgase auf die zulässige Gasturbineneintrittswert von 5850 kcal/kg mittels Luft und Wasserdampf temperatur widersinnig, wenn sie nicht mit einer entbei 20 ata werden pro Tonne Kohle 2840 Nm* Brenn- 60 sprechend höheren Wasserdampfanreicherung vergas folgender Zusammensetzung erhalten: bunden wäre. Der bei der Verbrennung als BallastWhen gasifying gas flame coal with 7.5 ° / "on the necessary lowering of the temperature of the humidity, 14.5% ash and a lower heating combustion gases to the permissible gas turbine inlet value of 5850 kcal / kg by means of air and water vapor temperature is absurd if it is not used with an entbei 20 ata are gasified per ton of coal 2840 Nm * combustible 60 meaning higher water vapor enrichment received the following composition: would be bound. The one in the incineration as ballast

anzusehende höhere Wasserdampfanteil bewirkt, daßto be seen higher water vapor content causes

COj 14,0% die — mit Rücksicht auf die zulässige Gasturbinen-COj 14.0% the - taking into account the permissible gas turbine-

CHm 0,2 % eintrittstemperalar — an sich unerwünschte SteigerungCH m 0.2% entry temperature - an increase that is undesirable in itself

CO 15,8% 65 der Temperatur der Brenngase nicht zu einer Erhö-CO 15.8% 65 of the temperature of the fuel gases does not increase

Hj 25,0% hung, sondern zu einer Erniedrigung der TemperaturHj 25.0% hunger, but a lowering of the temperature

CH, 5,0% der Verbrennungsgase führt. Die Steigerung der Brenn-CH, which leads to 5.0% of the combustion gases. The increase in the

N1 40,0% gastemperatur, verbunden mit der Steigerung desN 1 40.0% gas temperature, associated with an increase in the

Wasserdampfanteils ermöglicht also eine Einflußnahme turbine vor der Brennkammer vorteilhaft ist, kann er auf die Temperatur der Verbrennungsgase in der ge- in breitem Maße angewendet werden,
wünschten Sung. D<* 8rößte Vorteil 1^*darin-daß das Unilaufwasser
The water vapor content enables an influence turbine in front of the combustion chamber is advantageous, it can be applied to the temperature of the combustion gases in the ge to a wide extent,
wished Sung. D <* 8 big advantage 1 ^ * in that the university running water

Aber nicht nur hinsichtlich der zulässigen Turbinen- nur bis weit unterhalb seiner Siedetemperatur erwärmt eintrittstemperatur ergeben sich Vorteile durch die 5 werden muß, weil die Anreicherung der Brenngase Erfindung Durch die Erhöhung des Durchsatzes durch beim Wasserdampfteildruck erfolgt. Auf diese Weise die Gasturbine bzw. Entspannungsturbine kann deren ist es möglich, die Abgase mit dem Umlaufwasser Leistung proportional gesteigert werden. Diese wesentlich weiter herunterzukühlen, als dies bei einem Leistunissteigerung wäre selbst dann zu begrüßen, für den gleichen Zweck eingesetzten besonderen wenn infolge der erhöhten Abgasmenge auch ein ent- io Dampficessel der Fall ware; das heißt aber auch, daß sprechend erhöhter Abgasverlust zu verzeichnen wäre. im Sinne des zweiten Hauptsatzes der ThermodynamiK Gemäß der Erfindung ist dies aber nicht der Fall, da auch weniger wertvolle Wärmemengen für die Gasein beträchtlicher Teil der Abwärme durch das Umlauf- turbinenanlagen zurückgewonnen werden können,
wasser in die Brenngase zurückgeschleust wird. Infolge- Die erfindungsgemäße Kombination der Naßreini-
But not only with regard to the admissible turbine inlet temperature only warmed up to far below its boiling point, there are advantages through the 5 must be because the enrichment of the fuel gases invention takes place by increasing the throughput due to the partial pressure of water vapor. In this way, the gas turbine or expansion turbine can whose it is possible to proportionally increase the exhaust gases with the circulating water output. Cooling these down considerably further than would be welcomed in the event of an increase in output, especially if, due to the increased amount of exhaust gas, an associated steam boiler were also used for the same purpose; but that also means that there would be a correspondingly increased exhaust gas loss. in the sense of the second law of thermodynamics. According to the invention, this is not the case, since even less valuable amounts of heat for the gases can be recovered through the circulation turbine systems, a considerable part of the waste heat.
water is fed back into the fuel gases. As a result, the inventive combination of wet cleaning

dessen erhöht sich durch die Maßnahmen der Erfin- 15 gung mit der unmittelbar darauf folgenden Gaserwärdung nicht nur die Leistung der Gasturbinenanlage, mung und Aufsättigung, gegebenenfalls unter Zwisondern auch deren Wirkungsgrad. Damit wird eine scher.schaltung eines Nebelerzeugers zur Rcstabscheswesentliche Verbesserung gegenüber Gasturbinen- dung feinster Staub- oder Rußteilchen, stellt eine beanlaeen dieses Typs nach dem Stande der Technik er- sonders zweckmäßige Verfahrensanordnung dar, mit zielt Da der Erfindungsgedanke auch bei kombinierten »o Hilfe deren die Auf Sättigung des Gases mit bestem Gas-Dampfanlagen und Anlagen mit Entspannung- Erfolg durchgeführt werden kann.this is increased by the measures of the invention with the gas heating that immediately follows not just the performance of the gas turbine system, mung and saturation, if necessary, among other things also their efficiency. This means that a shear circuit of a mist generator is essential An improvement over gas turbine production of the finest dust or soot particles is a problem of this type according to the prior art is a particularly expedient method arrangement, with Since the idea of the invention is aimed at the saturation of the gas with the best possible results, even with combined »o help Gas-steam systems and systems with relaxation- can be carried out successfully.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (10)

Patentansprüche- möglichst staubfreies nicht aggressives Gas, dessen * Temperatur am Turbineneintritt aas WerkstoffgründenClaims - as dust-free as possible, non-aggressive gas, the * temperature of which at the turbine inlet aas material reasons 1. Verfahren zum Betreiben einer offenen Gas- bestimmte Höchstwerte nicht überschreiten darf. Beim turbinenanlage mit Brenngasen, die durch Druck- Betreiben einer Gasturbinenanlage mit Brenngasen aus vergasung erzeugt und vor Eintritt in die Brenn- 5 einem Druckvergaser besteben hinsichtlich Staubkammer auf nassem Wege gereinigt und mit freiheil und Agressivität im allgemeinen keine Schwie- 1. Procedure for operating an open gas - must not exceed certain maximum values. At the turbine system with fuel gases, which are produced by operating a gas turbine system with fuel gases under pressure Gasification is generated and before entering the combustion 5 a pressure gasifier is cleaned wet with regard to the dust chamber and generally no difficulties with freedom and aggressiveness. ■ Wasserdampf gesättigt werden, dadurch ge- rigkeiten, weil diese Brenngase im Anschluß an die■ Water vapor is saturated, because these fuel gases in connection with the kennzeichnet, daß die Brenngase zunächst Druckvergasung gereinigt werden. Die Reinigung er-indicates that the fuel gases are first cleaned by pressure gasification. The cleaning in einer ersten Stufe mittels Umlaufwasser gereinigt f jlgt dabei 'meist auf nassem Wege, d. h., der Brenn-Purified in a first stage using circulating water, it usually takes place using a wet method, i.e. i.e., the burning und daß sie anscfaließend in einer zweiten Stufe io gasstrom wird einer Berieselung von Wasser ausgesetzt,and that it is subsequently exposed to a sprinkling of water in a second stage. mittels durch Abwärme erwärmten Umlaufwassers wobei sich der Staub an die fallenden Wassertröpfchenby means of circulating water heated by waste heat, whereby the dust adheres to the falling water droplets auf höhere Temperatur gebracht und bei dieser anlagert und ausgespült wird. Eine besonders intensivebrought to a higher temperature and is deposited at this and rinsed out. A particularly intense one höheren Temperatur zusätzlich mit Wasserdampf Reinigung wird dadurch erreicht, daß ein Teil deshigher temperature in addition with steam cleaning is achieved in that part of the bis zur Sättigung angereichert werden. Wassers verdampft. Dieser Dampf wird seinerseitscan be enriched to saturation. Water evaporates. This steam is in turn 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 15 zum Teil mit den Brenngasen aus dem Reiniger abgezeichnet, daß die in der ersten Stufe erforderliche führt, zum Teil kondensiert er aber auch, wobei die Zusarzwassermenge ganz oder teilweise dem Um- Staubpartikeln als Kondensationskerne dienen. Auf laufwasser der zweiten Stufe entnommen wird und diese Weise werden die Staubpartikeln durch Wasserdaß zum Umlaufwasser der zweiten Stufe eine ent- anlagerung schwerer und können leichter vom Brennsprechend größere ZusatTwassermenge zugegeben »o gas abgetrennt werden.2. The method according to claim 1, characterized marked 15 partly with the fuel gases from the cleaner that the leads required in the first stage, but partly it also condenses, the additional amount of water wholly or partly serving the dust particles as condensation nuclei . On the running water of the second stage is removed and in this way the dust particles are more difficult to remove from the circulating water of the second stage and can be separated from the combustion correspondingly larger amount of additional water »o gas. wird. " Bei der Naßreinigung wird dem Brenngas ein Teilwill. "With wet cleaning, the fuel gas becomes part of it 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch seiner fühlbaren Wärme entzogen und geht damit für gekennzeichnet, daß zwischen der ersten und zwei- die Gasturbinenanlage verloren. Fs ist daher bereits ten Stufe eine Kühlung der Brenngase mit nach- vorgeschlagen worden, die Druckvergasung so zu folgender Tropfenabscheidung erfolgt, wobei das »5 führen, daß am Austritt mit Wasserdampf gesättigtes entstehende Kondensat der ersten Stufe zugeführt Brenngas (ungereinigtes Rohgas) vorliegt, und das wird. Reinigungswasser auf gleichem Temperaturniveau zu3. The method according to claim 1 or 2, thereby deprived of its sensible heat and thus goes for characterized in that between the first and two lost the gas turbine plant. Fs is therefore already th stage a cooling of the fuel gases with after-proposed, the pressure gasification so too The following drop separation takes place, the »5 leading to that at the outlet saturated with water vapor resulting condensate supplied to the first stage fuel gas (unpurified raw gas) is present, and the will. Cleaning water at the same temperature level 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, halten wie die Brenngase, so daß im Reiniger kein dadurch gekennzeichnet, daß das Umlaufwasser Wärmeaustausch stattfindet und nur die im Staub der zweiten Stufe durch Abwärme des Abgasstroms 30 selbst gebundene Wärme verlorengeht.4. The method according to any one of claims 1 to 3, hold like the fuel gases, so that no in the cleaner characterized in that the circulating water heat exchange takes place and only that in the dust the second stage through waste heat of the exhaust gas flow 30 is lost self-bound heat. hinter der Gasturbine erwärmt wird. Bei einer derartigen Anlage wird Wasser bzw. Dampfis heated behind the gas turbine. In such a system, water or steam is used 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, entweder mit dem zu vergasenden Brennstoff, mit dem dadurch gekennzeichnet, daß zur Erwärmung des Vergasungsmittel (Luft) oder direkt in den Druck-Umlaufwassers der zweiten Stufe Abwärme des vergaser eingebracht. Der Wasserdampfanteil im Vergasungsprozesses benutzt wird. 35 Brenngas ist also von der Führung dei Druckvergasung5. The method according to any one of claims 1 to 3, either with the fuel to be gasified with the characterized in that for heating the gasification agent (air) or directly in the pressurized circulating water the second stage introduces waste heat from the carburetor. The water vapor content is used in the gasification process. 35 fuel gas is therefore from the management of the pressure gasification 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, abhängig und kann nicht ohne weiteres auf die Erfordadurch gekennzeichnet, daß zur Vorwärmung des dernisse der Gasturbinenanlage eingestellt werden. Zusatzwassers und gegebenenfalls zur teilweisen Bei ähnlichen Anlagen ohne Sättigung der Brenngase Erwärmung des Umlaufwassers sonstige, in der am Austritt aus dem Druckvergaser ist der Wasser-Gesamtanlage anfallende Abwärmemengen ver- 40 dampfanteil auf die bei der Naßreinigung erreichte wertet werden. Sättigung beschränkt. Eine möglichst hohe Wasser-6. The method according to any one of claims 1 to 5, dependent and cannot readily be based on the requirement thereby characterized in that the requirements of the gas turbine system are set to preheat. Make-up water and, if necessary, for partial In similar systems without saturation of the fuel gases Other heating of the circulating water, in which the water system is at the outlet from the pressure gasifier the amount of waste heat that arises is reduced to that achieved by the wet cleaning be evaluated. Saturation limited. The highest possible water 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dampfanreicherung ist aber aus verschiedenen Gründadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzwasser den erwünscht. Einerseits kann man dadurch eine Ablösliche organische Bestandteile enthält oder mit öl Senkung der Verbrennungstemperatur erreichen, zum bzw. Teer versetzt ist. 45 anderen wird der Durchsatz und damit auch die Lei-7. The method according to any one of claims 1 to 6, but steam enrichment is due to various reasons characterized in that the make-up water is desired. On the one hand, it can be a removable one Contains organic components or with oil to achieve lowering of the combustion temperature or tar is offset. 45 others, the throughput and thus the performance 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, stung der Gasturbine erhöht.8. The method according to any one of claims 1 to 7, increased stung of the gas turbine. dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase der Gas- Da die Gasturbine werkstoffbedingt nicht mit belie-characterized in that the exhaust gases from the gas turbine bis unter ihren Taupunkt abgekühlt werden big hohen Gaseintrittstemperaturen arbeiten kann, istturbine can be cooled down to below its dew point, big high gas inlet temperatures can work is und daß die gewonnenen Wärmemengen mittels es erforderlich. Maßnahmen zu ergreifen, um die Temdes Umlaufwassers zurückgewonnen werden. 50 peratur der Verbrennungsgase zu senken. Dies kannand that the amounts of heat obtained by means of it are required. Take Action To The Temdes Recirculating water can be recovered. 50 lower the temperature of the combustion gases. This can 9. Anwendung des Verfahrens nach einem der durch Wärmeentzug in oder hinter der Brennkammer Ansprüche 1 bis 8 auf offene Gasturbinenanlagen, erfolgen, wobei diese Wärme sinnvollerweise in einem die mit einer Dampfturbinenanlage kombiniert Dampfprozeß ausgenutzt wird. Man kann die Tempesind. ratur der Verbrennungsgase aber auch dadurch senken,9. Application of the method according to one of the heat extraction in or behind the combustion chamber Claims 1 to 8 take place on open gas turbine systems, this heat usefully in one which combined with a steam turbine plant is used to exploit the steam process. One can be the Tempes. but also reduce the temperature of the combustion gases, 10. Anwendung des Verfahrens nach einem der 55 daß man gasförmige Medien zumischt, und zwar entAnsprüche 1 bis 8 auf offene Gasturbinenanlagen, weder unmittelbar zu den Verbrennungsgasen oder bei denen vor der Brennkammer eine Entspan- aber auch bereits vor der Brennkammer zu den Brennnungsturbine vorgesehen ist. gasen und der Verbrennungsluft.10. Application of the method according to one of the 55 that gaseous media are mixed in, namely according to claims 1 to 8 on open gas turbine systems, neither directly to the combustion gases or where there is an expansion before the combustion chamber, but also before the combustion chamber to the combustion turbine is provided. gases and the combustion air.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4107109C1 (en) * 1991-03-06 1992-10-08 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt, De Environmentally friendly purificn. of crude gas - by cooling to contain condensate, sepg. condensate and evaporating to obtain saline soln. which is combusted and condensate stream which is added to pure gas

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DE4107109C1 (en) * 1991-03-06 1992-10-08 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt, De Environmentally friendly purificn. of crude gas - by cooling to contain condensate, sepg. condensate and evaporating to obtain saline soln. which is combusted and condensate stream which is added to pure gas

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