Claims (2)
PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS
1. Kombiniertes Gas/Dampfturbinenkraftwerk, vorgesehen zum Betrieb mit Brennstoffen von verschieden hohem Schwefelgehalt, mit einem Abhitzekamin (3) und mindestens einem Dampfkessel (5,6) mit je einem Ekonomiser (14,7), Verdampfer (15,8) und Überhitzer ( 16,9) sowie mit einem Speisewasserbehälter-Mischvorwärmer (29), dadurch gekennzeichnet, dass der am Ende des Abhitzekamins liegende Ekonomiser (14) eine Umgehungsleitung (21) aufweist, die seine vor dem Abhitzekamin liegende Eintrittsstelle mit der nach dem Abhitzekamin liegenden Austrittsstelle (22) verbindet, und dass an der Eintrittsstelle eine Umschalteinrichtung (20) vorgesehen ist, um bei Verwendung eines Brennstoffes mit höherem Schwefelgehalt den Speisewasser-durchfluss im Ekonomiser (14) absperren und das Speisewasser ohne Erwärmung im Ekonomiser in die zugehörige Kesseltrommel ( 13) leiten zu können.1. Combined gas / steam turbine power plant, intended for operation with fuels of different sulfur content, with a waste heat stack (3) and at least one steam boiler (5.6), each with an economizer (14.7), evaporator (15.8) and superheater (16,9) and with a feedwater tank mixing preheater (29), characterized in that the economizer (14) located at the end of the waste heat stack has a bypass line (21) which connects its entry point located in front of the waste heat stack with the outlet point located after the waste heat stack (22) and that a switchover device (20) is provided at the entry point in order to shut off the feedwater flow in the economizer (14) when using a fuel with a higher sulfur content and to direct the feedwater into the associated boiler drum (13) without being heated in the economizer. to be able to lead.
2. Kombiniertes Gas/Dampfturbinenkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (20) an der Eintrittsstelle des Ekonomisers aus einer motorisch betätigbaren Dreiwegschalteinrichtung besteht.2. Combined gas / steam turbine power plant according to claim 1, characterized in that the switching device (20) at the entry point of the economizer consists of a motor-actuated three-way switching device.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein kombiniertes Gas/ Dampfturbinenkraftwerk gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a combined gas/steam turbine power plant according to the preamble of patent claim 1.
Bei kombinierten Gas/Dampfturbinenkraftwerken werden oft Brennstoffe mit verschieden hohen Schwefelgehalten verfeuert, z.B. Gas und Oel. Bei solchen kombinierten Kraftwerksanlagen nimmt der Wirkungsgrad der Dampf-Kessel-Anlage mit sinkender Speisewassertemperatur zu. Die Speisewassertemperatur ist aber nach unten durch die Tieftemperaturkorrosion, die vom Schwefelgehalt des Brennstoffes abhängt, begrenzt.Combined gas/steam turbine power plants often burn fuels with different levels of sulfur, e.g. gas and oil. In such combined power plants, the efficiency of the steam boiler plant increases with falling feed water temperature. However, the feed water temperature has a lower limit due to low-temperature corrosion, which depends on the sulfur content of the fuel.
Wird z.B. normalerweise mit Erdgas gefeuert, das schwefelarm ist, so wird der Taupunkt an dem am Kesselende liegenden Ekonomiser nicht erreicht und es kann daher keine Tieftemperaturkorrosion auftreten. Wenn bei einem Ausbleiben der Erdgasversorgung mit Oel gefeuert werden muss, das einen höheren Schwefelgehalt aufweist, so kann der Taupunkt erreicht werden und Tieftemperaturkorrosion auftreten.For example, if natural gas is normally fired, which is low in sulphur, the dew point on the economizer at the end of the boiler is not reached and therefore no low-temperature corrosion can occur. If the natural gas supply fails to fire with oil that has a higher sulfur content, the dew point can be reached and low temperature corrosion can occur.
Der im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in solchen Anlagen eine Einrichtung vorzusehen, mit der die Speisewassertemperatur in dem am Kesselende liegenden Ekonomiser, in dem die erwähnte Untergrenze für die Tieftemperaturkorrosion auftreten kann, erhöht werden kann.The invention characterized in claim 1 is based on the object of providing a device in such systems with which the feed water temperature in the economizer at the end of the boiler, in which the aforementioned lower limit for low-temperature corrosion can occur, can be increased.
Das erfmdungsgemässe kombinierte Gas/Dampfturbinenkraftwerk, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass der am Ende des Abhitzekamins liegende Ekonomiser eine Umgehungsleitung aufweist, die seine vor dem Abhitzekamin liegende Eintrittsstelle mit der nach dem Abhitzekamin liegenden Austrittsstelle verbindet, und dass an der Eintrittsstelle eine Umschalteinrichtung vorgesehen ist, um bei Verwendung des Brennstoffes mit höherem Schwefelgehalt den Speisewasserdurchfluss im Ekonomiser absperren zu können und das Speisewasser ohne Erwärmung im Ekonomiser in die zugehörige Kesseltrommel zu leiten.The combined gas/steam turbine power plant according to the invention, according to the preamble of claim 1, is characterized in that the economizer located at the end of the waste heat stack has a bypass line which connects its entry point located in front of the waste heat stack with the exit point located after the waste heat stack, and that at the entry point a switching device is provided in order to be able to shut off the feedwater flow in the economizer when using the fuel with a higher sulfur content and to direct the feedwater into the associated boiler drum without being heated in the economizer.
Bei einer praktisch bevorzugten Ausführungsform ist die Umschalteinrichtung als motorisch betätigbare Dreiwegschalteinrichtung ausgebildet.In a practically preferred embodiment, the switching device is designed as a three-way switching device that can be actuated by a motor.
Der Erfindungsgegenstand wird im folgenden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.The subject of the invention is described in more detail below with reference to the embodiment shown in the drawing.
Dieses Kraftwerk weist eine Gasturbine 1 auf, die einen elektrischen Generator 2 antreibt und deren Abgase in einen Abhitzekamin 3 geleitet werden, in dem sich die Heizflächen eines Abhitzekessels für die Dampferzeugung befinden. In diesem Abhitzekessel sind die Heizflächen eines Hochdruck-kessls 4, in dem Hochdruckdampf für eine nicht dargestellte Dampfturbogeneratorgruppe erzeugt wird, und eines Niederdruckkessels 5 für die Erzeugung von Heiz- oder Prozessdampf angeordnet. Der Hochdruckkessel 4 besteht aus einer Hochdruckkesseltrommel 6, einem Ekonomiser 7, einem Verdampfer 8, einem Überhitzer 9, von dem aus der Hochdruckdampf über eine Arbeitsdampfleitung 10 in die nicht dargestellte Dampfturbogeneratorgruppe geleitet wird. Ferner gehören zum Kessel 4 ein Absperrorgan 11 und zwei Umwälzpumpen 12 für die Förderung des Kesselwassers aus der Kesseltrommel 6 in den Verdampfer 8.This power plant has a gas turbine 1, which drives an electric generator 2 and whose exhaust gases are directed into a waste heat stack 3, in which the heating surfaces of a waste heat boiler for steam generation are located. The heating surfaces of a high-pressure boiler 4, in which high-pressure steam is generated for a steam turbogenerator group (not shown), and a low-pressure boiler 5 for the generation of heating or process steam are arranged in this waste heat boiler. The high-pressure boiler 4 consists of a high-pressure boiler drum 6, an economizer 7, an evaporator 8, a superheater 9, from which the high-pressure steam is passed via a working steam line 10 into the steam turbogenerator group, not shown. The boiler 4 also includes a shut-off device 11 and two circulation pumps 12 for pumping the boiler water from the boiler drum 6 into the evaporator 8.
Der Niederdruckkessel 5 besteht aus der Niederdruckkesseltrommel 13, einem Elconomiser 14, einem Verdampfer 15, einem Überhitzer 16, von dem aus der Niederdruckdampf über eine Heiz- oder Prozessdampfleitung 17 dem jeweiligen Verwendungszweck zugeführt wird.The low-pressure boiler 5 consists of the low-pressure boiler drum 13, an electronomiser 14, an evaporator 15, and a superheater 16, from which the low-pressure steam is supplied to the respective application via a heating or process steam line 17.
Ferner gehören zum Kessel 5 noch zwei Absperrorgane 18 und 19, ein motorisch betätigbares Dreiwegventil 20 an der Eintrittsstelle des Ekonomisers 14 in den Abhitzekamin 3, eine Umgehungsleitung 21 zwischen dem Ventil 20 und der Austrittsstelle 22 des Ekonomisers sowie zwei Umwälzpumpen 23 für die Förderung des Kesselwassers aus der Kesseltrommel 13 in den Überhitzer 15. Die Hochdruckkesseltrommel 6 des Hochdruckkessels 4 wird aus der Niederdruckkesseltrommel 13 über Leitungen 24,25,26,27 durch Kesselwasserspeisepumpen 28 mit Kesselwasser versorgt.Boiler 5 also has two shut-off devices 18 and 19, a motor-operated three-way valve 20 at the point where economizer 14 enters waste-heat stack 3, a bypass line 21 between valve 20 and outlet 22 of the economizer, and two circulating pumps 23 for pumping the boiler water from the boiler drum 13 into the superheater 15. The high-pressure boiler drum 6 of the high-pressure boiler 4 is supplied with boiler water from the low-pressure boiler drum 13 via lines 24,25,26,27 by boiler water feed pumps 28.
Zur Anlage gehören ausserdem ein Speisewasserbehälter-Mischvorwärmer 29, der durch eine von der Heiz- oder Prozessdampfleitung 17 abzweigende Vorwärmdampf-Leitung 30 über ein Absperrorgan 31 mit Heizdampf zur Speisewas-servorwärmung und -entgasung sowie durch eine Speisewasserzuleitung 32 über ein Absperrorgan 33 mit Speisewasser versorgt wird. Über Leitungen 34,35 und 37 wird das vorgewärmte und entgaste Speisewasser durch Speisewasserpumpen 36 in die Leitung 38 und zum Dreiwegventil 20 geführt, durch das es je nach verwendetem Brennstoff in den Ekonomiser 14 oder direkt über die Umgehungsleitung 21 in die Niederdruckkesseltrommel 13 geleitet wird.The system also includes a feedwater tank mixing preheater 29, which supplies heating steam for feedwater preheating and degassing through a preheating steam line 30 branching off from the heating or process steam line 17 via a shut-off element 31 and feedwater through a feedwater supply line 32 via a shut-off element 33 becomes. The preheated and degassed feedwater is fed via lines 34, 35 and 37 by feedwater pumps 36 into line 38 and to the three-way valve 20, through which it is fed into the economizer 14 or directly via the bypass line 21 into the low-pressure boiler drum 13, depending on the fuel used.
Wird als Brennstoff für die Gasturbine ein Gas verwendet, z.B. Erdgas, so ist dessen Schwefelgehalt gewöhnlich so gering, dass bei Durchströmung des Ekonomisers 14, der am Ausgang des Abhitzekamins 3 angeordnet ist, der Taupunkt nicht erreicht und somit die Gefahr der Tieftemperaturkorrosion vermieden wird. Muss dagegen aus irgendeinem Grunde mit Heizöl gefeuert werden, dessen Schwefelgehalt im allgemeinen wesentlich höher liegt, so besteht bei durchströmtem, d.h. gekühltem Ekonomiser, die Gefahr der Taupunktunter-schreitung und damit Tieftemperaturkorrosion, die den Ekonomiser in kurzer Zeit zerstören würde. In diesem Falle wird durch Umschalten des Dreiwegeventils 20 der Ekonomiser 14 aus dem Kreislauf genommen und das aus dem Mischvorwärmer kommende Speisewasser in die Umgehungsleitung 21 umgeleitet und unmittelbar in die Niederdruckkesseltrommel 13 geführt.If a gas is used as fuel for the gas turbine, e.g. natural gas, its sulfur content is usually so low that the dew point is not reached when it flows through the economizer 14, which is arranged at the outlet of the waste heat stack 3, and the risk of low-temperature corrosion is thus avoided. If, on the other hand, fuel oil has to be fired for some reason, the sulfur content of which is generally much higher, there is a risk of the economizer falling below the dew point and thus low-temperature corrosion, which would destroy the economizer in a short time. In this case, the economizer 14 is removed from the circuit by switching over the three-way valve 20 and the feed water coming from the mixing preheater is diverted into the bypass line 21 and fed directly into the low-pressure boiler drum 13 .
Die Umgehungseinrichtung wurde hierbei einer aus Hoch-und Niederdruckkessel bestehenden Zweidruckkesselanlage beschrieben. Sie ist aber auch ohne weiteres bei Eindruckkesseln anwendbar, doch wäre bei diesen der thermische Verlust grösser.The bypass device was described here for a dual-pressure boiler system consisting of a high- and low-pressure boiler. However, it can also be used with pressure boilers without further ado, although the thermal loss would be greater with these.
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BB
1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings