CH202936A - Verfahren und Gebläse zum Betriebe einer Brennkraftturbinen-Anlage. - Google Patents

Description

  Verfahren und Gebläse zum Betriebe einer Brennkraftturbinen-Anlage.    Es ist schon vorgeschlagen worden, das  Problem der Brennkraftturbine, also der Gas-,  Ö1- oder Kohlenstaubturbine, auf dem Wege  zu lösen, dass man beim Verbrennungsprozess  mit einem solchen Luftüberschuss arbeitet,  dass die Verbrennungsgase genügend abge  kühlt werden, um damit einen sicheren Be  trieb der Turbinensohaufeln zu gewährleisten.  



  Bei dieser Betriebsart wird die erreich  bare Nutzleistung durch die Leistung des für  den Betrieb notwendigen Gebläses, dessen  Leistungsaufnahme von der Kraftabgabe der  Turbine in Abzug kommt, beschränkt. Es ist  deshalb von höchster Wichtigkeit, diese Ge  bläseleistung auf ein Mindestmass zu be  schränken.  



  Die Erfindung betrifft ein Verfahren  zum Betriebe einer     Brennkraftturbinen-          anlage    mit ungekühlter Turbine, bei welcher  die in der Brennkammer entstehenden Gase  durch Zusatzluft auf den für die Betriebs  bedingungen der Turbinenschaufeln zulässi  gen Wert     gekühlt        werden.       Die Erfindung besteht darin, dass die       Verbrennungsluft    von     der    Kühlluft     getrennt     und auf einen höheren     Druck    gebracht wird  als letztere um die vordem Eintritt der Ver  brennungsluft in die Brennkammer entstehen  den Druckverluste zu decken. Solche Druck  verluste können sein:  1.

   Der Verlust, welcher im Brenner selbst  entsteht. Es ist für den Betrieb und die Be  messung der Brennkammer äusserst wichtig,  dass für die gute Durchmisehung von     Ver-          brennungsluft        und    Brennstoff ein     genügendes     Druckgefälle im Brenner zur Verfügung  steht, wodurch eine vollständige und rasche  Verbrennung begünstigt wird.

   Um in einer  Brennkammer Wärmeleistungen in der  Grössenordnung von 6 bis 8 Millionen kcal/m3       ]Raum        za.    erzielen, braucht man ein Druck  gefädle im     Brenner    in der Grössenordnung  von     500    mm     WS.,        ein        Mehrfaches    :der     in    nor  malen     Kesseln    für     diesen    Zweck verwendeten       Druckhöhe.     



  2;     D;er        Druckverlust    für die     Vorwär=         mung. Wird zur Förderung der Verbrennung  und zur Erhöhung des Wirkungsgrades der  selben eine Vorwärmung der Luft vorgenom  men so soll auch diese auf die Verbrennungs  luft beschränkt werden und die Druck  erhöhung, welche notwendig ist, um     ausser     dem Druckverlust     des    Brenners auch den  Druckverlust des Vorwärmers zu decken, nur  für diese vorgenommen werden.  



  3. Im Falle von Staubfeuerung der Druck  verlust in der Mühle für die Mahlung des  Brennstoffes. Bei Verbrennung von Kohle  kann es zweckmässig sein, die Mahlung der  selben unter Druck vorzunehmen, wobei in  der Mühle, besonders wenn sie eine pneuma  tische Prellmühle ist, ein weiterer Druck  verlust entsteht. Zweckmässig soll auch die  Mühle nur mit der     Verbrennungsluft    be  schickt werden und nur dieser die zusätz  liche Druckerhöhung gegeben werden, welche  ausser derjenigen für die Deckung der andern  Verluste nötig ist.  



  Es ist zweckmässig, zur Ausübung des  erfindungsgemässen Verfahrens sich eines  mehrstufigen Gebläses zu bedienen, bei wel  chem     einzelne        Stufen    die aus der Verbren  nungsluft und der Kühlluft bestehende Ge  samtluftmenge fördern, während mindestens  eine diesen Stufen nachgeschaltete Stufe nur  die Verbrennungsluft fördert und diese auf  einen höheren Druck bringt.  



  Da die Verbrennungsluft nur einen Bruch  teil der Kühlluft beträgt, so kann es zweck  mässig sein, demjenigen Teil des Gebläses,  welcher die gesamte Luftmenge zu fördern  hat, als Axialgebläse auszubilden, da dieses  einen höheren Wirkungsgrad hat als das Zen  trifugalgebläse und sich besser als dieses für  grosse Luftmengen eignet, während die Wei  terförderung der Verbrennungsluft und ihre  Druckerhöhung besser durch ein     Zentrifugal-          g    o ebläse geschieht, welches der kleinen Menge  besser angepasst ist als das Axialgebläse.

    Wird die Anlage in Verbindung mit einer  Prallmühle für die Zerkleinerung des Brenn  stoffes betrieben, so kann es zweckmässig  sein, nur einen Bruchteil der Verbrennungs  luft als Arbeitsmittel für die Prellmühle zu    verwenden und nur diesem Teil der Ver  brennungsluft noch eine weitere Druck  erhöhung zu geben, welche Druckerhöbung  mit einer weiteren, dieser Luftmenge an  gepassten Stufe     des        Gebläses    erzeugt werden  kann. Das     Gebläse    kann dabei aus drei Stufen  oder drei Stufengruppen bestehen, wobei die  dritte Stufe bezv. die dritte Stufengruppe  nur diesen Teil dere Verbrennungsluft fördert  und auf den für den Betrieb der Prellmühle  nötigen Druck bringt.  



  An Hand der Zeichnung, die eine     Brenn-          lraftturbinenanlage    darstellt, sei die Erfin  dung beispielsweise erläutert.  



  a stellt einen     Verbrennungsraum    dar, wel  chem durch die Leitung b das zu verbrennende  Mittel, Gas, Öl oder Kohlenstaub, zugeführt  wird, während durch die     Leitung    c die Ver  brennungsluft eingeführt wird. Die Tempe  ratur des     Verbrennungsgases    wird durch eine  die Verbrennungsluftmenge um ein Mehr  faches übersteigernde Kühlluftmenge, welche  durch die Leitung d und den Ringraum e in  den Verbrennungsraum eintritt, auf den für  die Betr-iebsbedingungen der Schaufeln der  Brennkraftturbine f zulässigen Wert ge  kühlt. Die Brennkraftturbine f, die hier als  Überdruckturbine gezeichnet ist, aber auch  als Druckturbine ausgebildet sein kann, treibt  das Gebläse g an.

   Dieses saugt die Gesamt  heit von     Kühlluft    und     Brennluft    aus der  Atmosphäre an und verdichtet sie zuerst mit  dem als Axialgebläse ausgebildeten ersten  Teil 1a auf den Druck, den die Kühlluft  braucht, um durch die Schlitze i in den Ver  brennungsraum gegen den dort     herrschenden     Druck einzudringen, während der zweite Teil  l, in diesem Beispiel als einstufiges     Zentri-          fugal.gebläse    ausgeführt, den zur Verbren  nung .dienenden Rest der Luft auf einen     ent-          spiechend    höheren     Druck        bringt    der,

   je nach  dem ob eine     Pral.lmühle    l oder     ,ein        Vorwärmer     m dem Brenner     u        vorgeschaltet    ist,     verseM-e-          den    gross sein muss.

   Die     Druckerhöhung    der       Verbrennungsluft    kann     gleich    sein dem       Druckverlust    im     Brenner    oder :dem Druck  verlust im Brenner und im     Vorwärmer    oder  dem     Druckverlust    im Brenner und in der      Mahleinrichtung oder dem     Druckverlust    im  Brenner und im Vorwärmer und in der Mahl  einrichtung. Es könnte der Vorwärmer m'  auch der Mühle vorgesclialtet sein. Für die  Vorwärmung dient entweder das gesamte Ab  gas, welches bei o die Gasturbine verlässt,  oder nur ein Teil desselben, welcher durch  die Leitung p durch den Vorwärmer m' oder  n geführt wird.

   Das Zentifugalbgebläse  könnte auch     mehrstufig    sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Betriebe einer Brennkraft- turbinenanlage mit urgekühlter Turbine, bei welcher die in der Brennkammer entstehen den Gase durch Zusatzluft auf den für die Betriebsbedingungen der Turbinenschaufeln zulässigen Wert gekühlt werden, dadurch ge kennzeichnet, dass die Verbrennungsluft von der Kühlluft getrennt und auf einen höheren Druck gebracht wird als letztere, um die vor dem Eintritt der Verbrennungsluft in die Brennkammer eintretenden Druckverluste zu decken. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentafpruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der Ver brennungsluft um soviel Über denjenigen der Kühlluft erhöht wird, als die Druck verluste im Brenner betragen. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Druckes der Verbrennungsluft über den jenigen der Kühlluft sowohl die Druck verluste eines Vorwärmers für die Ver brennungsluft, als auch den Druckverlust des Brenners deckt. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, zum Betriebe eines Kohlenstaubturbinenanlage, dadurch gekennzeichnet, dass dar Druck der Verbrennungsluft gegenüber demjeni gen der Kühlluft um soviel erhöht wird, dass sowohl die Druckverluste des Bren ners, als auch die Druckverluste der Mahl einrichtung des Brennstoffes gedeckt wer den. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I zum Betriebe einer Kohlenstaubturbinenanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhöhung des Druckes der Verbrennungsluft über denjenigen der Kühlluft sowohl die Druck verluste des Brenners, als auch eines Vor wärmers und der Mahleinrichtung des Brennstoffes deckt. PATENTANSPRUCH II: Mehrstufiges Gebläse zur Ausübung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil seiner Stufen die aus der Verbrennungsluft und der Kühlluft bestehende Gesamtluftmenge fördert, wäh rend mindestens eine weitere Stufe, welche den bereits genannten Stufen nachgeschaltet ist, nur die Verbrennungsluft fördert und diese auf einen höheren Druck bringt. UNTERANSPRÜCHE: 5.

   Mehrstufiges Gebläse nach Patentan spruch II, dadurch gekennzeichnet, dass derjenige Teil, welcher die gesamte Luft fördert, aus einem mehrätufigen Axial gebläse besteht, während der Teil, welcher nur die Verbrennungsluft fördert, aus einem ein- oder mehrstufigen Zentrifugal gebläsebesteht. 6. Mehrstufiges Gebläse nach Patentan spruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse aus drei hintereinander geschalteten ,Stufen besteht, von denen die dritte nur einen Teil der Verbrennungs luft fördert und auf den Mir den Betrieb der Prallmühle nötigen Druck bringt. 7.

   Mebrstufiges Gebläse nach Patenfan . sprueh Ir, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse aus drei hintereinander geschalteten Stufengruppen besteht, von denen die dritte nur einen Teil- der Ver- brennunguluft fördert und auf :

   den für den Betrieb der Prallmwbl@e nötigen Druck bringt.