CH407652A - Verfahren zur Verwertung fester Brennstoffe in einer Gasturbinenanlage - Google Patents

Description

  Verfahren     zur        Verwertung    fester     Brennstoffe        in    einer     Gasturbinenanlage       Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur  Verwertung fester Brennstoffe in einer Gasturbinen  anlage, bei welchem der nicht vorgetrocknete  Brennstoff in zwei Mengen geteilt, eine dieser Men  gen in einem ersten Druckvergaser vergast, das aus  diesem ausgetretene, mit Wasserdampf gesättigte  Rohgas einem     Nassentstauber    zugeführt, der grösste  Teil des im wesentlichen mit der Temperatur des zur  Entstaubung herangezogenen Umlaufwassers austre  tenden Brenngases in der einer :

  ersten     Gasturbine    der  Anlage zugeordneten Brennkammer verbrannt und  das restliche     Brenngas    der     Hilfsbrennkammer    des  Druckvergasers     zugeführt    wird.  



  Gemäss dem     Schweizer    Patent Nr. 346.399 kön  nen feste Brennstoffe in einem     Gasturbinensystem     ausgenützt werden, wenn     ein    solcher Brennstoff unter  Druck mittels Verbrennungsprodukten vergast wird,  welche durch die Verbrennung eines Teiles des     Ge-          neratorgases    in einem Anteil der Druckluft bereitet  werden, die dem     Hauptkompressor    entnommen     wird.     



  Dieses Verfahren ermöglicht die nasse Reinigung  des     Generatorgases,    ohne dass hierbei seine physika  lische Wärme beim Waschen .an das Waschwasser  übertragen wird, ohne Gasverbrauch zum Verdamp  fen des Waschwassers. Überdies wird das Gas auch  nicht auf ein niedrigeres Wärmeniveau degradiert  und auch nicht mit dem Wasser abgeführt. Das     Ge-          neratorgas    kann nach der nassen Reinigung und vor  der     Einführung    in die Verbrennungskammer des  Systems der     Verbrennungsturbine    noch     vorteilhaft     z. B. in einem Elektrofilter filtriert und von Schwe  felprodukten (hauptsächlich in     Form    von Schwefel  wasserstoffen) befreit werden.

   Bedingung für die  Verhinderung des Wärmeaustausches zwischen  Waschwasser und Gas ist ein Vergasungsprozess, bei  dem das Gas am Austritt aus dem Generator und vor    dem Eintritt     in;    die     Waschvorrichtung    mit Wasser  dampf     gesättigt    ist und bei dem das     Zirkulations-          Waschwasser    die gleiche Temperatur hat, wie das in  die Waschvorrichtung eintretende Gas. Zur Erreichung  der erforderlichen     Bedingungen    beim Vergasen war  es erforderlich, dass das Vergasungsmittel neben dem  Sauerstoff (und Stickstoff) auch eine     bestimmte     Menge Kohlendioxyd und Wasserdampf enthielt.

   Das  Kohlendioxyd und wenigstens ein Teil des Wasser  dampfes wurden gemäss der genannten     Schweizer          Patentschrift    in das Vergasungsmittel durch Verbren  nung eines Teiles des     erzeugten    Gases     in:        einer        Hilfs-          Verbrennungskammer        eingebracht.     



  Die     Zubereitung    der erforderlichen Zusammen  setzung des Vergasungsmittel erfolgte bei dem be  kannten Verfahren durch Verbrennung eines Gasan  teiles in     einer        Hilfs-Verbrennungskammer    deshalb,  weil ein     Verbrennungsturbinensystem    mit nur einer       Verbrennungsstufe    vorgesehen war.  



  Bei einem weiteren bekannten Verfahren zum  Betriebe einer     Gasturbinenanlage    für die Verwen  dung fester Brennstoffe     wird.    das für den Betrieb der  Turbinen     erforderliche    Brenngas zum Teil in einem       Druckgaserzeuger,    zum Teil in einem     Winklergenera-          tor    erzeugt.  



  Die im     Winklergenerator    erzeugten sehr heissen       Brenngase    geben ihre fühlbare Wärme an einen Ab  hitzekessel zur Erzeugung     hochüberhitzten    Wasser  dampfes ab, der gegebenenfalls nach Entspannung     in     einer     Gegendruckturbine,    der Vergasungsluft für ,den  Druckvergaser beigemischt wird.

   Der     Winklergenera-          tor    und der     Drudkgaserzeuger    ist so ausgelegt, dass  der im     Abhitzekessel    hinter dem     Winklergenerator     erzeugte Wasserdampf voll als Vergasungsmittel für  die Druckvergaser Verwendung finden     kann.    Das  erzeugte     Druckgas    wird nach     Entzug    der Öle und des      Teeres in einem oder mehreren von den Turbinenab  gasen     beaufschlagten        Wärmeaustauschern    erwärmt  und     dann    den     Brennkammern    der Gasturbinen zuge  führt.  



  Gemäss dem bekannten Verfahren     kann    bei  spielsweise eine Hochdruck- und eine     Mitteldruck-          brennkammer    vorgesehen sein. In der Mitteldruck  brennkammer werden die Abgase einer Hochdruck  gasturbine, die mit Brenngas aus dem Druckvergaser  betrieben ist, und aus dem     Winklergenerator    stam  mendes Brenngas verbrannt. Dieses bekannte Ver  fahren ist     kompliziert    und seine     Durchführung    erfor  dert einen erheblichen Aufwand von Maschinen, so  dass es nur für sehr grosse Anlagen     anwendbar    ist.  



  Ziel der Erfindung ist eine     Verbesserung    des  eingangs erwähnten und in dem genannten Schweizer  Patent beschriebenen     Verfahrens,    wobei     ein    analoges  Verfahren der Vergasung und Gasreinigung auch vor  einer zweiten. und     gegebenenfalls    vor weiteren Ver  brennungsstufen des     Verbrennungsturbinensystems     in Betracht gezogen wird.

       Erfindungsgemäss    wird der  Abgasstrom der ersten Gasturbine geteilt, der eine  Teilstrom in einen mit der anderen Brennstoffmenge  beschickten, zweiten Druckvergaser eingeleitet, das     in     diesem erzeugte Rohgas nach seiner     Reinigung        einer          Brennlkammer        für    eine zweite     Gasturbine    zugeführt,  dort verbrannt und der andere     Abgasteilstrom    der  ersten Gasturbine als Brennluft verwendet.

   Es sei  hervorgehoben, dass die Antriebsgase während der  Expansion mindestens     einmal    durch die Verbrennung  des     Generatorgases        angewärmt    werden, welches stets  durch das Einblasen eines Teiles der hinter der vor  hergehenden Turbinenstufe entnommenen Verbren  nungsprodukte in den:     Druckgenerator    hergestellt  wird.  



  Die Erfindung ist im folgenden anhand einer bei  spielsweisen Ausführungsform mit Beziehung auf die  Zeichnung näher     erläutert,    welche das Schaltschema  einer     Verbrennungsturbinenanlage    zeigt.  



  Das     Verbrennungsturbinensystem    besteht aus  zwei     hintereinandergeschalteten    Turbokompressoren       K,,        K2,    zwischen denen ein Zwischenkühler     Ch    an  geordnet ist, und aus zwei Turbinen     T,    und     T2,     denen     Verbrennungskammern        SK,    bzw.<I>SK,</I> vorge  schaltet sind.  



  Die Anlage ist für die     Ausnützung    von     stückiger     Kohle eingerichtet, welche in Generatoren     G,,        G2     unter     Druck    vergast wird. Das Brenngas für die erste  Verbrennungskammer     SK,    wird gemäss dem be  kannten     Verfahren    hergestellt.

   Mittels eines Turbo  gebläses     TD,    wird hinter dem Kompressor     K2    von  der Luft, welche dieser     fördert,    eine Menge abge  nommen und in     eine        Hilfs-Verbrennungskammer          PSK        geführt,    in welche mittels eines Turbogebläses         TD2    auch ein Teil des aus dem Generator     G,    stam  menden Brenngases geleitet wird.

   Nach der Verbren  nung     in.    der     Hilfsbrennkammer    gelangen die Ver  brennungsprodukte von     dort    als Vergasungsmittel     in     den Druckgenerator     G,,    aus diesem in einen     Nassrei-          niger        Cl    und sodann in einen Speicher     S,.    Aus die  sem Speicher wird das Gas für die     Hochdruck-Ver-          brennungskammer        SK,    entnommen.  



  Das     Generatorgas    für die zweite (Mitteldruck-)  Verbrennungskammer     SK2    wird im Einklang mit der       Erfindung    in dem als     Mitteldruck-Generator    ausge  bildeten Druckgenerator     G2    hergestellt.

       Hinter    der       Hochdruckturbine        T,    wird deren Abgasstrom geteilt  und der eine Teilstrom der Verbrennungsprodukte  mittels eines Turbogebläses     TDg    in den Generator       G2    zur Erzeugung von Rohgas abgesaugt, welches in  einen Reiniger     C2    abzieht und aus diesem     in    die Mit  teldruck-Verbrennungskammer SK, geleitet und     dort     verbrannt wird. Der andere Teilstrom der ersten  Gasturbine     T,    wird als Brennluft der Kammer     SK2          zugeführt.     



  Das angeführte Beispiel stellt nur eine der mögli  chen     Ausführungsformen    der Erfindung dar. Insbe  sondere kann das eigentliche System der Verbren  nungsturbinen mehr als zwei Turbinen enthalten, in  anderer Weise angeordnet sein, z. B. eine andere An  zahl von Wellen aufweisen oder mit mehr als einer       Anwärmung    des Antriebsmediums arbeiten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Verwertung fester Brennstoffe in einer Gasturbinenanlage, bei welchem der nicht vor getrocknete Brennstoff in zwei Mengen geteilt, eine dieser Mengen in einem ersten Druckvergaser ver gast, das aus diesem ausgetretene, mit Wasserdampf gesättigte Rohgas einem Nassentstauber zugeführt,

   der grösste Teil des im wesentlichen mit der Tempe ratur des zur Entstaubung herangezogenen Umlauf wassers austretenden Brenngases in der einer ersten Gasturbine der Anlage zugeordneten Brennkammer verbrannt und das restliche Brenngas der Hilfsbrenn- kammer des Druckvergasers zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom der ersten Gasturbine (T,) geteilt, der eine Teilstrom in einen mit der anderen Brennstoffmenge beschickten, zwei ten Druckvergaser (G2) eingeleitet,

   das in diesem er zeugte Rohgas nach seiner Reinigung einer Brenn- kammer (S & 2) für eine zweite Gasturbine (T2) zuge führt, dort verbrannt und der andere Abgasteilstrom der ersten Gasturbirue (T,) als Brennluft verwendet wird.