WO2014033220A1 - Cooling method for operating a gas turbine - Google Patents

Abstract

The invention relates to a method for operating a gas turbine (100) having a combustion chamber (106) and a secondary air system (145), wherein air is withdrawn in at least two areas under different pressures that lie before the combustion chamber (106) on the flow medium side and is at least partially introduced into an area lying after the combustion chamber (106) on the flow medium side. According to the invention the method should enable especially flexible modes of operation without limitation of the service life. For this purpose, the amount, pressure, and temperature of the introduced air are controlled by controlling the amount of air withdrawn at the particular drawing areas, wherein coolant is injected into the withdrawn air by means of an injection system (163) and the amount of injected coolant is controlled.

Description

Beschreibung description

KÜHLVERFAHREN ZUM BETREIBEN EINER GASTURBINE Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine mit einer Brennkammer und einem Sekundärluftsystem, bei dem in zumindest zwei, mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagten, strömungsmediumsseitig vor der Brennkammer liegenden Bereichen Luft entnommen und in einen strömungsmedi - umsseitig nach der Brennkammer liegenden Bereich zumindest teilweise eingeführt wird. The invention relates to a method for operating a gas turbine with a combustion chamber and a secondary air system, in which air is taken off in at least two regions subjected to different pressures and located upstream of the combustion chamber and into a flow medium side downstream of the combustion chamber At least partially introduced.

Eine Gasturbine ist eine Verbrennungskraftmaschine, bestehend aus der Gasturbine im engeren Sinne mit einem vorgeschalteten Verdichter und einer dazwischengeschalteten Brennkammer. Das Wirkungsprinzip beruht auf dem Joule-Kreisprozess : Dieser komprimiert über die Beschaufelung einer oder mehrerer Verdichterstufen Luft, mischt diese anschließend in der Brennkammer mit einem gasförmigen oder flüssigen Treibstoff, zün- det und verbrennt. So entsteht ein Heißgas (Mischung aus Verbrennungsgas und Luft) , das im nachfolgenden Turbinenteil entspannt, wobei sich thermische in mechanische Energie umwandelt und zunächst den Verdichter antreibt. Der verbleibende Anteil wird beim Wellentriebwerk zum Antrieb eines Ge- nerators, eines Propellers, eines Rotors, eines Kompressors oder einer Pumpe verwendet. Beim Strahltriebwerk dagegen beschleunigt die thermische Energie den heißen Gasstrom, was den Schub erzeugt . Eine stationäre Gasturbine besteht prinzipiell aus einem Ein- lauf, einem Verdichter, einer Brennkammer, einer Turbine und einer Abtriebswelle für Wellentriebwerke. Der Begriff „Turbine" wird nicht ganz eindeutig verwendet, da streng genommen nur ein Bauteil der Gasturbine tatsächlich eine Turbine ist, aber andererseits auch das gesamte Aggregat umgangssprachlich als „Gasturbine" bezeichnet wird. Bis auf den Einlauf werden alle anderen beweglichen Komponenten über eine oder auch mehrere Wellen gekoppelt. Sowohl im Verdichter als auch in der Turbine sind in der Regel mehrere Schaufeln auf der Welle montiert. In einer Ebene montierte Laufschaufeln bilden jeweils ein Schaufelrad oder Laufrad. Die Schaufeln sind leicht gekrümmt profiliert, ähnlich einer Flugzeugtragfläche. Vor jedem Laufrad befindet sich üblicherweise ein Leitrad. Diese Leitschaufeln ragen vom Gehäuse in das strömende Medium hinein und versetzen es in einen Drall, der einer optimalen Anströmung des Laufrades dient. Leitrad und Laufrad zusammen bezeichnet man als Stufe. Üblicherweise sind mehrere solcher Stufen hintereinandergeschaltet. Da das Leitrad stillsteht, können seine Leitschaufeln sowohl am Gehäuseinneren als auch am Gehäuseäußeren befestigt sein, und somit für die Welle des Laufrads ein Lager bieten. A gas turbine is an internal combustion engine, consisting of the gas turbine in the strict sense with an upstream compressor and an intermediate combustion chamber. The principle of operation is based on the Joule cycle: it compresses air via the blading of one or more compressor stages, then mixes them in the combustion chamber with a gaseous or liquid fuel, ignites and burns. The result is a hot gas (mixture of combustion gas and air), which relaxes in the subsequent turbine part, with thermal converts into mechanical energy and first drives the compressor. The remaining portion is used in the shaft engine for driving a generator, a propeller, a rotor, a compressor or a pump. In the jet engine, on the other hand, the thermal energy accelerates the hot gas flow, which generates the thrust. A stationary gas turbine basically consists of an inlet, a compressor, a combustion chamber, a turbine and an output shaft for shaft engines. The term "turbine" is not used quite clearly, because strictly speaking, only one component of the gas turbine is actually a turbine, but on the other hand, the entire unit is colloquially referred to as a "gas turbine". Except for the inlet, all other moving components are coupled via one or more shafts. Both the compressor and the turbine usually have several blades mounted on the shaft. Blades mounted in a plane each form a paddle wheel or impeller. The blades are slightly curved profiled, similar to an aircraft wing. Before each impeller is usually a stator. These guide vanes protrude from the housing into the flowing medium and place it in a swirl, which serves to optimally flow the impeller. The stator and the impeller together are called stages. Usually, several such stages are connected in series. Since the stator is stationary, its vanes can be mounted both on the inside of the housing and on the outside of the housing, and thus provide a bearing for the shaft of the impeller.

Zur Kühlung der Beschaufelung der Turbine weist eine Gasturbine üblicherweise ein Sekundärluftsystem auf. Dieses entnimmt an einer oder mehreren Stellen Luft im Verdichter, die an der Brennkammer vorbeigeführt wird und in der Turbine, üblicherweise durch entsprechende Kühlluftöffnungen eingeführt wird. Die Kühlluftöffnungen können dabei auch in den Leitschaufeln angeordnet sein, so dass sich hier ein schützender Luftfilm bildet. For cooling the blading of the turbine, a gas turbine usually has a secondary air system. This removes at one or more points air in the compressor, which is guided past the combustion chamber and is introduced into the turbine, usually through corresponding cooling air openings. The cooling air openings can also be arranged in the guide vanes, so that forms a protective air film here.

Im Normalfall wird die Turbinenschaufel für einen nominellen Betriebspunkt bzgl . Lebensdauer, Kosten und Kühlluftverbrauch optimiert, was bei ungünstigen Betriebszuständen wie zum Beispiel Überfeuern zu einer Verringerung der Lebensdauer führt . Dieses wird insbesondere im Teillastbetrieb wichtig, bei dem zur Erreichung einer erhöhten Maschinenflexibilität zukünftig immer stärker überfeuert wird. Auf der anderen Seite ist man bei einer geringen Grundlastverbrennungstemperatur daran interessiert, Kühlluft einzusparen, da ansonsten mit einer nicht notwendigen Überkühlung der Bauteile und damit einem entsprechenden Wirkungsgradverlust zu rechnen ist. Zusätzlich muss man sehr ungünstige Betriebsbedingungen wie zum Beispiel zu niedrige Versorgungsdrücke bei ungünstiger Verdichtercha- rakteristik unabhängig von der Verbrennungstemperatur verhindern . Normally, the turbine blade is for a nominal operating point respect. Lifespan, costs and cooling air consumption are optimized, which leads to a reduction in service life in unfavorable operating conditions such as overfiring. This becomes particularly important in part-load operation, in which to achieve increased machine flexibility in the future is increasingly over-fired. On the other hand, it is interested in a low base load combustion temperature to save cooling air, otherwise there is to be reckoned with an unnecessary overcooling of the components and thus a corresponding loss of efficiency. In addition, very unfavorable operating conditions, such as too low supply pressures in the case of unfavorable compressor prevent characteristic regardless of the combustion temperature.

Bisher wird eine entsprechende Anpassung des Sekundärluftsys- tems über verstellbare Klappen in den äußeren Entnahmeleitungen versucht, darüber hinaus gibt es Konzepte zur Umschal - tung/Kaskadierung der Kühlluftversorgung auf höherliegende Druckniveaus aus entsprechenden Bereichen des Verdichters. Nachteilig bei diesen Konzepten ist der jeweils sehr spezifi- sehe Anwendungsfall , da unterschiedliche Up to now, a corresponding adaptation of the secondary air system via adjustable flaps in the outer extraction lines has been attempted; in addition, there are concepts for switching / cascading the cooling air supply to higher pressure levels from corresponding areas of the compressor. A disadvantage of these concepts is the respectively very specific use case, since different

Zielsetzungen vorliegen. Objectives are present.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine sowie ein Sekundärluftsystem für eine Gasturbine anzugeben, die besonders flexible Fahrweisen ohne Einschränkung der Lebensdauer erlauben. The invention is therefore based on the object of specifying a method for operating a gas turbine and a secondary air system for a gas turbine, which allow particularly flexible modes of operation without limiting the life.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäß gelöst, indem Menge, Druck und Temperatur der eingeführten Luft geregelt werden, indem die Menge der an dem jeweiligen Entnahmebereichen entnommenen Luft gesteuert wird und wobei Kühlmittel mittels eines Einspritzsystems in die entnommene Luft eingespritzt wird und die Menge des eingespritzten Kühlmittels gesteuert wird. This object is achieved with respect to the method according to the invention by the amount, pressure and temperature of the introduced air are controlled by the amount of air removed at the respective removal areas is controlled and wherein coolant is injected by means of an injection system in the extracted air and the amount of injected Coolant is controlled.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, dass eine erhöhte Flexibilität bezüglich zukünftiger Anforderungen an die Gasturbinenbetriebsweise erreichbar wäre, wenn eine freie und stufenlose Regelung von Menge, Druck und Temperatur der Kühlluft möglich wäre. Die Anforderungen sind nämlich durch einen erhöhten Betriebsbereich zwischen niedriger Teillast und Spitzenlast mit sehr hohen Turbineneintrittstemperaturen gekennzeichnet . Die verschiedenen Betriebsbereiche haben sehr unterschiedliche Anforderungen an Kühlluftdruck und Kühlluft- temperatur der Turbinenschaufeln, so dass die Erfüllung aller Anforderungen nur sehr eingeschränkt möglich ist: Generell soll Kühlluft zur Wirkungsgradmaximierung eingespart werden, d. h. niedrige Temperaturen und Drücke sind erwünscht. Gleichzeitig sollen aber gerade bei Teillast CO-Emissionen verringert werden, was durch hohe Verbrennungstemperaturen möglich ist. Diese bedingen aber einen hohen Kühlluftverbrauch, d. h. hohe Drücke mit möglichst niedrigen Temperatu- ren. Gleiches gilt bei anderen ungünstigen Betriebsbedingungen wie z. B. Überfeuern. Schließlich ist ein hinreichender Versorgungsdruck bei ungünstigen Betriebsbedingungen wie z. B. Teillast und niedrigen Umgebungstemperaturen sicherzustellen . The invention is based on the consideration that an increased flexibility with respect to future requirements of the gas turbine mode of operation would be achievable if a free and continuous control of the amount, pressure and temperature of the cooling air would be possible. The requirements are namely characterized by an increased operating range between low part load and peak load with very high turbine inlet temperatures. The different operating ranges have very different requirements for cooling air pressure and cooling air temperature of the turbine blades, so that the fulfillment of all requirements is only very limited: generally cooling air is to be saved to maximize efficiency, ie low temperatures and pressures are desirable. At the same time, however, CO emissions are to be reduced, especially at partial load, which is possible due to high combustion temperatures. However, these require a high cooling air consumption, ie high pressures with the lowest possible temperatures ren. The same applies to other unfavorable operating conditions such. B. overfiring. Finally, a sufficient supply pressure under unfavorable operating conditions such. B. partial load and low ambient temperatures.

Die Anpassung an diese Betriebszustände ist möglich, indem eine Kühlluftkaskadierung mit einer entsprechenden Regelung gekoppelt wird. Allerdings bedingt die Entnahme von Luft in einem Verdichterbereich mit hohem Druck auch eine entspre- chend hohe Kühllufttemperatur. Diese Kühllufttemperaturerhöhung bei einer Umschaltung auf höhere Druckniveaus bei der Kühlluftkaskadierung schränkt die Flexibilität erheblich ein. Dies ist jedoch lösbar, indem zusätzlich eine Kühlmitteleinspritzung, insbesondere mit Wasser in die Kühlluft vorgesehen wird. Wird die Menge des eingespritzten Wassers ebenfalls geregelt, ergibt sich so eine von der Druckregelung weitgehend unabhängige Temperaturregelung der Kühlluft. The adaptation to these operating states is possible by coupling a cooling air cascading with a corresponding regulation. However, the removal of air in a high pressure compressor area also causes a correspondingly high cooling air temperature. This cooling air temperature increase when switching to higher pressure levels in the cooling air cascading severely limits the flexibility. However, this is solvable by additionally providing a coolant injection, in particular with water in the cooling air. If the amount of injected water is also regulated, this results in a largely independent of the pressure control of the temperature control of the cooling air.

Vorteilhafterweise wird bei einem Ausfall des Einspritzsys- tems die Menge der eingeführten Luft erhöht. Dadurch kann derAdvantageously, when the injection system fails, the amount of air introduced is increased. This allows the

Betriebszustand identisch gehalten werden, allerdings auf Kosten von Kühlluftmehrverbrauch . Eine Erhöhung auf ein höheres Druckniveau mit entsprechendem Wirkungsgradverlust aufgrund der Verdichterarbeit wird dadurch jedoch in der Regel noch nicht erforderlich sein, da ausreichend Druckreserven durch Öffnen der Durchflussregelventile vorhanden sind. Operating state are kept identical, but at the expense of additional cooling air. An increase to a higher pressure level with a corresponding loss of efficiency due to the compressor work, however, is usually not yet necessary because sufficient pressure reserves are available by opening the flow control valves.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird bei einer Erhöhung der Verbrennungstemperatur der Druck und/oder die Menge der eingeführten Luft erhöht. Dies vermeidet eine übermäßigeIn a further advantageous embodiment, the pressure and / or the amount of introduced air is increased when the combustion temperature is increased. This avoids excessive

Reduzierung der Lebensdauer der Schaufel. Um ein Überfeuern bei gleichzeitigem Ausfall des Wassersystem zu ermöglichen sollte dabei vorteilhafterweise auf die druckmäßig höherliegende Entnahme umgeschaltet werden, auf Kosten des Kühlluftverbrauchs . Shovel life reduced. In order to allow overfiring with simultaneous failure of the water system should be advantageously switched to the pressure higher overhead removal, at the expense of cooling air consumption.

Vorteilhafterweise wird bei einer Erhöhung der Verbrennungstemperatur die Menge des eingespritzten Kühlmittels erhöht bzw. die Durchflussregelventile geöffnet um die Schaufellebensdauer nicht zu reduzieren. Wenn bei vergleichsweise starker Überfeuerung der Versorgungsdruck der vorhandenenAdvantageously, as the combustion temperature is increased, the amount of coolant injected is increased, or the flow control valves are opened so as not to reduce the blade life. If at relatively high overfeed the supply pressure of the existing

Entnahme nicht ausreicht, um die Lebensdauer der Schaufel zu gewährleisten, wird vorteilhafterweise auf eine höherliegende Entnahme mit ausreichendem Versorgungsdruck bei moderatem Kühlluftmehrverbrauch umgeschaltet. Bei Ausfall des Wasser- Systems sollte dabei hinreichender Druck der höherliegenden Entnahme vorgehalten werden. Removal is not sufficient to ensure the life of the blade is advantageously switched to a higher extraction with sufficient supply pressure at moderate additional cooling air consumption. In the event of failure of the water system, sufficient pressure should be provided for the higher-level removal.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens wird bei einer Senkung der Grundlastverbrennungstemperatur der Druck und/oder die Menge der eingeführten Luft gesenkt. Dies verringert den Kühlluftverbrauch und steigert somit den Wirkungsgrad . In a further advantageous embodiment of the method, when the base load combustion temperature is lowered, the pressure and / or the amount of introduced air is reduced. This reduces the cooling air consumption and thus increases the efficiency.

In zusätzlicher oder alternativer vorteilhafter Ausgestaltung des Verfahrens wird bei extremem Teillastbetrieb bei niedrigen Umgebungstemperaturen der Gasturbine auf ein höheres Druckniveau umgeschaltet, d. h. der Anteil der in dem mit dem höheren Druck beaufschlagten Bereich entnommenen Luft erhöht. Aufgrund der physikalisch gegebenen Verdichtercharakteristik sind im Teillastbetrieb nämlich erheblich niedrigere Entnahmedrücke zu erwarten. Daher sollte insbesondere bei Unterschreitung der back flow margin, d. h. dem Druckunterschied zwischen Kühlluftdruck und Heißgasdruck am Einführort, unabhängig der thermischen Belastung auf die höhere Entnahme um- geschaltet werden. Dies hat den Vorteil, dass im Vergleich zur üblichen Vorgehensweise bei der Wahl der Verdichterentnahmestelle vergleichsweise weniger Sicherheit vorgehalten werden, da auf höheren Druck umgeschaltet werden kann. Dieses reduziert die erforderliche Verdichterleistung und erhöht damit die Gasturbinen-Performance für alle Betriebspunkte. In an additional or alternative advantageous embodiment of the method is switched at extreme partial load operation at low ambient temperatures of the gas turbine to a higher pressure level, ie increases the proportion of the removed in the area acted upon with the higher pressure air. Due to the physically given compressor characteristic, considerably lower removal pressures are to be expected in part-load operation. For this reason, the backflow margin, ie the difference in pressure between the cooling air pressure and the hot gas pressure at the point of introduction, should be switched over independently of the thermal load to the higher extraction, in particular when it is not reached. This has the advantage that in comparison to the usual procedure when selecting the compressor discharge point comparatively less security are kept, as can be switched to higher pressure. This reduces the required compressor capacity and thus increases the gas turbine performance for all operating points.

Wird bei Teillast zur CO-Reduzierung stark überfeuert, sollte vorteilhafterweise unter Wassereindüsung der Versorgungsdruck erheblich erhöht werden, um die Lebensdauer der Schaufel nicht zu reduzieren. Weiterhin wird gleichzeitig bei maximaler Wassereindüsung und maximalen Versorgungsdruck der Kühl- luftverbrauch erhöht, was das Potential der CO-Reduzierung erheblich erhöht. If over-firing at partial load for CO reduction, advantageously the supply pressure should be increased significantly under water injection in order not to reduce the life of the blade. Furthermore, the cooling air consumption is simultaneously increased at maximum water injection and maximum supply pressure, which considerably increases the potential for CO reduction.

Bezüglich des Sekundärluftsystems für eine Gasturbine mit einer Brennkammer wird die Aufgabe gelöst, indem das Sekundär- luftsystem zumindest zwei, jeweils mit unterschiedlichen Drü- cken beaufschlagten, strömungsmediumsseitig vor der Brennkammer liegenden Bereichen der Gasturbine verbundene Luftentnahmevorrichtungen umfasst, die ausgangsseitig mit einer, mit einem strömungsmediumsseitig nach der Brennkammer liegenden Bereich der Gasturbine verbundenen Lufteinführeinrichtung verbunden sind, wobei jeder der Luftentnahmevorrichtungen ein Durchflussregelventil zugeordnet ist und wobei das Sekundär- luftsystem ein Einspritzsystem für Kühlmittel umfasst, dem ein Durchflussregelventil zugeordnet ist. Eine Gasturbine umfasst vorteilhafterweise ein derartiges Se- kundärluftsystem und/oder wird vorteilhafterweise mit dem beschriebenen Verfahren betrieben. With regard to the secondary air system for a gas turbine having a combustion chamber, the object is achieved by the secondary air system comprising at least two air extraction devices connected to different areas of the gas turbine, located on the output side and having a flow medium side associated with each of the air extraction devices is a flow control valve and wherein the secondary air system comprises an injection system for coolant, which is associated with a flow control valve. A gas turbine advantageously comprises such a secondary air system and / or is advantageously operated with the described method.

Vorteilhafterweise umfasst eine Kraftwerksanlage eine derar- tige Gasturbine. Advantageously, a power plant includes such a gas turbine.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch die Kombination einer Kühlluftkaskadie- rung bzw. Umschaltung auf höheres Druckniveau mit regelbaren Regelventilen und einer Wassereindüsung zur Temperaturabsenkung in den Versorgungsstrang eine flexibel und stufenlos einstellbare Kombination aus Kühlluftdruck und -temperatur erreicht werden kann, um für alle Betriebszustände das Opti- murti für Lebensdauer und Kühlluftverbrauch zu erreichen. The advantages achieved by the invention are in particular that the combination of a Kühlluftkaskadie- tion or switching to higher pressure level with controllable control valves and a Wassereindüsung for lowering the temperature in the supply line a flexible and infinitely adjustable combination of cooling air pressure and temperature can be achieved in order to optimize the operating conditions for all operating conditions. murti for lifetime and cooling air consumption.

Gleichzeitig ermöglicht dieses Konzept, extreme Betriebszu- stände wie niedrigen Teillastbetrieb und Überfeuerung abzufangen . At the same time, this concept enables extreme operating conditions such as low partial load operation and overfiring to be intercepted.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:

FIG 1 einen Längsteilschnitt durch eine Gasturbine, 1 shows a longitudinal partial section through a gas turbine,

FIG 2 eine schematische Darstellung eines SekundärluftSystems mit Regelung von Druck, Menge und Temperatur der Kühlluft, FIG 3 ein Diagramm der Temperatur gegen den Druck der Kühl- luft in einem Sekundärluftsystem mit einer Luftentnahmevorrichtung ohne Regelung, 2 shows a schematic representation of a secondary air system with regulation of pressure, quantity and temperature of the cooling air, FIG. 3 shows a diagram of the temperature against the pressure of the cooling air in a secondary air system with an air extraction device without regulation,

FIG 4 ein Diagramm der Temperatur gegen den Druck der Kühl- luft in einem Sekundärluftsystem mit einer Luftentnahmevorrichtung mit Regelung, 4 shows a diagram of the temperature against the pressure of the cooling air in a secondary air system with an air extraction device with control,

FIG 5 ein Diagramm der Temperatur gegen den Druck der Kühl- luft in einem Sekundärluftsystem mit einer Luftent- nahmevorrichtung mit Einspritzsystem, 5 shows a diagram of the temperature against the pressure of the cooling air in a secondary air system with an air extraction device with injection system,

FIG 6 ein Diagramm der Temperatur gegen den Druck der Kühl- luft in einem Sekundärluftsystem mit einer Luftentnahmevorrichtung mit Regelung und Einspritzsystem, 6 shows a diagram of the temperature against the pressure of the cooling air in a secondary air system with an air extraction device with control and injection system,

FIG 7 ein Diagramm der Temperatur gegen den Druck der Kühl- luft in einem Sekundärluftsystem mit zwei Luftentnahmevorrichtungen mit Regelung, FIG 8 ein Diagramm der Temperatur gegen den Druck der Kühl- luft in einem Sekundärluftsystem mit zwei Luftentnahmevorrichtungen mit Regelung und Einspritzsystem, FIG 9 das Diagramm aus FIG 8 mit Darstellung der Änderungsrichtungen bei bestimmten Regeleingriffen, 7 shows a diagram of the temperature against the pressure of the cooling air in a secondary air system with two air sampling devices with control, FIG. 8 shows a diagram of the temperature against the pressure of the cooling air in a secondary air system with two air sampling devices with control and injection system, FIG. 9 shows the diagram from FIG. 8 with a representation of the directions of change in the case of specific control actions, FIG.

FIG 10 ein Diagramm der Temperatur gegen den Druck sowie der 10 is a graph of the temperature against the pressure and the

Darstellung des Massenstroms bei Grundlast der Gasturbine, und  Representation of the mass flow at base load of the gas turbine, and

FIG 11 ein Diagramm der Temperatur gegen den Druck sowie der 11 shows a diagram of the temperature against the pressure and the

Darstellung des Massenstroms bei Teillast der Gastur- bine.  Representation of the mass flow at part load of the gas turbine.

Gleiche Teile sind in allen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die FIG 1 zeigt eine Gasturbine 100 in einem Längsteilschnitt der oberen Hälfte. Die Gasturbine 100 weist im Inneren einen um eine Rotationsachse 102 (Axialrichtung) drehgelagerten Rotor 103 auf, der auch als Turbinenläufer bezeichnet wird. Entlang des Rotors 103 folgen aufeinander ein Ansauggehäuse 104, ein Verdichter 105, eine torusartige Brennkammer 110, mit mehreren koaxial angeordneten Brennern 107, eine Turbine 108 und das Abgasgehäuse 109. Identical parts are provided with the same reference numerals in all figures. 1 shows a gas turbine 100 in a longitudinal partial section of the upper half. The gas turbine 100 has inside a rotatably mounted around a rotation axis 102 (axial direction) rotor 103, which is also referred to as a turbine runner. Along the rotor 103 successively follow an intake housing 104, a compressor 105, a toroidal combustion chamber 110, with a plurality of coaxially arranged burners 107, a turbine 108 and the exhaust housing 109th

Die Brennkammer 106 kommuniziert mit einem ringförmigen Heiß- gaskanal 111. Dort bilden beispielsweise vier hintereinander geschaltete Turbinenstufen 112 die Turbine 108. Jede Turbinenstufe 112 ist aus zwei Schaufelringen gebildet. In Strömungsrichtung eines Arbeitsmediums 113 gesehen folgt im Heißgaskanal 111 einer Leitschaufelreihe 115 eine aus Laufschau- fein 120 gebildete Laufschaufelreihe 125. The combustion chamber 106 communicates with an annular hot gas channel 111. There, for example, four turbine stages 112 connected in series form the turbine 108. Each turbine stage 112 is formed from two blade rings. As seen in the direction of flow of a working medium 113, in the hot gas channel 111 of a row of guide vanes 115, a blade row 125 formed from guide disk 120 follows.

Die Leitschaufeln 130 sind dabei am Stator 143 befestigt, wohingegen die Laufschaufeln 120 einer Reihe 125 mittels einer Turbinenscheibe 133 am Rotor 103 angebracht sind. Die Lauf- schaufeln 120 bilden somit Bestandteile des Rotors oder Läufers 103. An dem Rotor 103 angekoppelt ist ein Generator oder eine Arbeitsmaschine (nicht dargestellt) . Während des Betriebes der Gasturbine 100 wird vom Verdichter 105 durch das Ansauggehäuse 104 Luft 135 angesaugt und verdichtet. Die am turbinenseitigen Ende des Verdichters 105 bereitgestellte verdichtete Luft wird zu den Brennern 107 ge- führt und dort mit einem Brennmittel vermischt. Das Gemisch wird dann unter Bildung des Arbeitsmediums 113 in der Brennkammer 110 verbrannt. Von dort aus strömt das Arbeitsmedium 113 entlang des Heißgaskanals 111 vorbei an den Leitschaufeln 130 und den Laufschaufeln 120. An den Laufschaufeln 120 ent- spannt sich das Arbeitsmedium 113 impulsübertragend, so dass die Laufschaufeln 120 den Rotor 103 antreiben und dieser die an ihn angekoppelte Arbeitsmaschine. The vanes 130 are attached to the stator 143, whereas the blades 120 of a row 125 are mounted on the rotor 103 by means of a turbine disk 133. The rotor blades 120 thus form components of the rotor or rotor 103. Coupled to the rotor 103 is a generator or a working machine (not shown). During operation of the gas turbine 100, air 105 is sucked in and compressed by the compressor 105 through the intake housing 104. The compressed air provided at the turbine-side end of the compressor 105 is fed to the burners 107 where it is mixed with a fuel. The mixture is then burned to form the working fluid 113 in the combustion chamber 110. From there, the working medium 113 flows along the hot gas channel 111 past the guide vanes 130 and the rotor blades 120. The working medium 113 expands on the rotor blades 120 in a pulse-transmitting manner, so that the rotor blades 120 drive the rotor 103 and drive the machine connected to it ,

Die dem heißen Arbeitsmedium 113 ausgesetzten Bauteile unter- liegen während des Betriebes der Gasturbine 100 thermischen Belastungen. Die Leitschaufeln 130 und Laufschaufeln 120 der in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums 113 gesehen ersten Turbinenstufe 112 werden neben den die Brennkammer 106 auskleidenden Hitzeschildsteinen am meisten thermisch belastet. Um den dort herrschenden Temperaturen standzuhalten, werden diese mittels eines Kühlmittels gekühlt. Ebenso können die Schaufeln 120, 130 Beschichtungen gegen Korrosion (MCrAlX; M = Fe, Co, Ni , Seltene Erden) und Wärme (Wärmedämmschicht, beispielsweise Zr02, Y204-Zr02) aufweisen. The components exposed to the hot working medium 113 are subject to thermal loads during operation of the gas turbine 100. The guide vanes 130 and rotor blades 120 of the first turbine stage 112, viewed in the direction of flow of the working medium 113, are subjected to the highest thermal load in addition to the heat shield stones lining the combustion chamber 106. In order to withstand the temperatures prevailing there, they are cooled by means of a coolant. Likewise, the blades 120, 130 can have coatings against corrosion (MCrAlX, M = Fe, Co, Ni, rare earths) and heat (thermal barrier coating, for example ZrO 2, Y 2 O 4 -ZrO 2).

Weiterhin werden die Leitschaufeln 130 über ein Sekundärluftsystem 145 mit Kühlluft versorgt. Die Kühlluft wird dort in die Leitschaufeln 120 geführt und tritt an deren Oberfläche in einer Vielzahl von Kühlluftöffnungen in der Art einer Filmkühlung in den Heißgaskanal 111 aus. Furthermore, the guide vanes 130 are supplied with cooling air via a secondary air system 145. The cooling air is guided there into the guide vanes 120 and emerges from the surface thereof in a plurality of cooling air openings in the manner of a film cooling in the hot gas channel 111.

Die Gasturbine 100 ist Bestandteil einer nicht näher dargestellten Kraftwerksanlage. FIG 2 zeigt schematisch die Bauteile des Sekundärluftsystems 145. Es weist zwei Luftentnahmevorrichtungen 147, 149 auf, von denen die erste Luftentnahmevorrichtung 147 mit einem mittleren Bereich des Verdichters 105 verbunden ist, die zweite Luftentnahmevorrichtung 149 mit einem Endbereich des Verdichters 105 verbunden. In dem Endbereich herrscht ein höherer Druck als im mittleren Bereich. Der Luftentnahmevorrichtung 147 ist eine Leitung 151 mit einem Durchflussregelventil 153 nachgeschaltet. In gleicher Weise ist der Luftentnahmevorrichtung 149 ist eine Leitung 155 mit einem Durchflussregelventil 157 nachgeschaltet. Die Leitungen 151, 155 münden in eine gemeinsame Leitung 159, die zu einer Lufteinführeinrichtung 161 führt, die die Kühlluft in die Turbine 108, insbesondere in die Leitschaufeln 130. The gas turbine 100 is part of a power plant, not shown. 2 shows schematically the components of the secondary air system 145. It has two air extraction devices 147, 149, of which the first air extraction device 147 is connected to a central region of the compressor 105, the second air extraction device 149 connected to an end portion of the compressor 105. In the end region, there is a higher pressure than in the middle region. The air sampling device 147 is a line 151 downstream of a flow control valve 153. Similarly, the air extraction device 149 is a line 155 connected downstream of a flow control valve 157. The lines 151, 155 open into a common line 159, which leads to an air introduction device 161, the cooling air in the turbine 108, in particular in the guide vanes 130th

In der Leitung 159 ist ein Einspritzsystem 163 für Wasser vorgesehen, dass ebenfalls ein nicht näher dargestelltes Durchflussregelventil umfasst. Somit sind Druck, Menge undIn line 159, an injection system 163 is provided for water, which also includes a not shown in detail flow control valve. Thus, pressure, quantity and

Temperatur der Kühlluft an der Lufteinführeinrichtung 161 regelbar . Temperature of the cooling air at the air inlet 161 regulated.

Das Sekundärluftsystem 145 kann auch mehrere parallele An- Ordnungen gemäß FIG 2 enthalten, die in unterschiedliche Bereiche der Turbine 108 führen und Luft in unterschiedlichen Bereichen des Verdichters 105 entnehmen. The secondary air system 145 may also include a plurality of parallel arrangements according to FIG. 2, which lead into different areas of the turbine 108 and remove air in different areas of the compressor 105.

Die FIGs 3 bis 9 zeigen jeweils ein Diagramm der Kühllufttem- peratur aufgetragen gegen den Kühlluftdruck, wobei die Darstellungen nur schematisch sind und daher keine Zahlenwerte an den Achsen eingezeichnet sind. Bei den FIGs 3 bis 7 ist im rechten Rand des Diagramms jeweils eine schematische Darstellung der zugehörigen Konfiguration des Sekundärluftsystems 145 angeordnet. FIGS. 3 to 9 each show a diagram of the cooling air temperature plotted against the cooling air pressure, the illustrations being only schematic, and therefore no numerical values are shown on the axes. In FIGS. 3 to 7, a schematic representation of the associated configuration of the secondary air system 145 is arranged in the right-hand edge of the diagram.

FIG 3 zeigt eine ungeregelte Kühlluftleitung 151 von der Luftentnahmevorrichtung 147 im Verdichter 105 zur Lufteinführeinrichtung 161 in der Turbine 108. Druck und Temperatur der Luft sind nicht beeinflussbar und bestimmen sich nach den Verhältnissen im Verdichter 105, dargestellt als Punkt 165. FIG 4 zeigt eine geregelte Kühlluftleitung 151 mit einem Durchflussregelventil 153 von der Luftentnahmevorrichtung 147 im Verdichter 105 zur Lufteinführeinrichtung 161 in der Turbine 108. Die Temperatur der Luft ist nicht beeinflussbar und bestimmt sich nach den Verhältnissen im Verdichter 105. Der Druck lässt sich jedoch aufgrund des Durchflussregelventils 153 variieren, dargestellt als Linie 167. Das Maximum ist durch den Punkt 165 dargestellt. FIG 5 zeigt eine ungeregelte Kühlluftleitung 151 mit einem Einspritzsystem 163 für Wasser von der Luftentnahmevorrichtung 147 im Verdichter 105 zur Lufteinführeinrichtung 161 in der Turbine 108. Der Druck der Luft ist nicht beeinflussbar und bestimmt sich nach den Verhältnissen im Verdichter 105. Die Temperatur lässt sich jedoch aufgrund des Einspritzsystems 163 variieren, dargestellt als Linie 167. Das Maximum ist durch den Punkt 165 dargestellt. FIG. 3 shows an uncontrolled cooling air line 151 from the air extraction device 147 in the compressor 105 to the air introduction device 161 in the turbine 108. The pressure and temperature of the air can not be influenced and are determined by the conditions in the compressor 105, shown as point 165. FIG. 4 shows a regulated cooling air line 151 with a flow control valve 153 from the air extraction device 147 in the compressor 105 to the air introduction device 161 in the turbine 108. The temperature of the air can not be influenced and is determined by the conditions in the compressor 105 Flow control valve 153 vary, shown as line 167. The maximum is represented by the point 165. 5 shows an uncontrolled cooling air line 151 with an injection system 163 for water from the air extraction device 147 in the compressor 105 to the air introduction device 161 in the turbine 108. The pressure of the air can not be influenced and is determined by the conditions in the compressor 105. However, the temperature can be due to injection system 163, shown as line 167. The maximum is represented by point 165.

FIG 6 zeigt eine geregelte Kühlluftleitung 151 mit einem Durchflussregelventil 153 und einem Einspritzsystem 163 für Wasser von der Luftentnahmevorrichtung 147 im Verdichter 105 zur Lufteinführeinrichtung 161 in der Turbine 108. Druck und Temperatur der Kühlluft lassen sich gegenüber den Verhältnissen im Verdichter 105 durch entsprechende Ansteuerung des Durchflussregelventils 153 und des Einspritzsystems 163 variieren, dargestellt als Fläche 169. Der ungeregelte Betriebspunkt ist durch den Punkt 165 dargestellt. 6 shows a regulated cooling air line 151 with a flow control valve 153 and an injection system 163 for water from the air extraction device 147 in the compressor 105 to the air introduction device 161 in the turbine 108. Pressure and temperature of the cooling air can be compared to the conditions in the compressor 105 by appropriate control of the flow control valve 153 and injection system 163, shown as area 169. The uncontrolled operating point is represented by point 165.

FIG 7 zeigt eine erste geregelte Kühlluftleitung 151 mit ei- nem Durchflussregelventil 153 sowie eine zweite geregelte7 shows a first regulated cooling air line 151 with a flow control valve 153 and a second regulated one

Kühlluftleitung 155 mit einem Durchflussregelventil 157, die in eine gemeinsame Leitung 159 münden. Die erste Kühlluftleitung 151 ist eingangsseitig mit der Luftentnahmevorrichtung 147 im Verdichter 105 verbunden, die zweite Kühlluftleitung 155 mit der Luftentnahmevorrichtung 149 in einem mit höherem Druck beaufschlagten Bereich des Verdichters 105. Die gemeinsame Leitung 159 führt zur Lufteinführeinrichtung 161 in der Turbine 108. Wahlweise kann nun Kühlluft von der Luftentnah- mevorrichtung 147 oder von der Luftentnahmevorrichtung 149 entnommen werden, wobei die Entnahme über die Durchflussventile 153 bzw. 157 regelbar ist. Der Druck lässt sich somit jeweils variieren, dargestellt durch die Linien 167 bzw. 171. Der ungeregelte Betriebspunkt ist jeweils durch die Punkte 165 bzw. 173 dargestellt. Bedingt durch die physikalischen Verhältnisse im Verdichter 105 ist das Temperaturniveau der Luft aus der Luftentnahmevorrichtung 147 niedriger als das aus der Luftentnahmevorrichtung 149. Cooling air line 155 with a flow control valve 157, which open into a common line 159. The first cooling air line 151 is connected on the input side to the air extraction device 147 in the compressor 105, the second cooling air line 155 to the air extraction device 149 in a region of the compressor 105 subjected to higher pressure. The common line 159 leads to the air introduction device 161 in the turbine 108. Alternatively, now Cooling air from the air extraction Means 147 or be removed from the air sampling device 149, wherein the withdrawal via the flow valves 153 and 157 can be regulated. The pressure can thus be varied in each case, represented by the lines 167 and 171, respectively. The uncontrolled operating point is represented by the points 165 and 173, respectively. Due to the physical conditions in the compressor 105, the temperature level of the air from the air extraction device 147 is lower than that from the air extraction device 149.

Die FIGs 8 und 9 zeigen entsprechende Diagramme zu der Konfiguration aus FIG 2, die hier nicht mehr zusätzlich dargestellt wird. Durch die Kombination des Einspritzsystems 163 mit der Konfiguration aus FIG 7 in der FIG 8 ergibt sich eine stufenlose Regelbarkeit von Druck und Temperatur, dargestellt durch die Fläche 175 mit dem durch den Punkt 173 dargestellten Maximum und die teilweise darunter liegende Fläche 169. FIGS. 8 and 9 show corresponding diagrams of the configuration from FIG. 2, which is not additionally shown here. The combination of the injection system 163 with the configuration of FIG. 7 in FIG. 8 results in infinite controllability of pressure and temperature, represented by the area 175 with the maximum represented by the point 173 and the partially underlying area 169.

FIG 9 zeigt alle Merkmale der FIG 8, wobei hier auch der Punkt 165, der das Maximum in Bezug auf die Fläche 169 darstellt, mit abgebildet ist. Von dem Punkt 165 aus, der in etwa dem Betriebszustand bei einem einfachen, ungeregelten System der FIG 3 darstellt, lässt sich der Betriebszustand nun hinsichtlich Druck und Temperatur beliebig je nach ge- wünschter Fahrweise optimieren, dargestellt durch Pfeile 177, 179, 181, 183: Pfeile 177 zeigen eine Erhöhung des Drucks z. B. bei Teillast unter Anpassung der Temperatur zur Erweiterung des CO-Emissionskonformen Betriebsbereichs der Gasturbine 100. Pfeil 179 zeigt hier das Maximum an Kühlluftver- brauch durch maximale Senkung der Temperatur bei maximalemFIG. 9 shows all the features of FIG. 8, wherein here also the point 165, which represents the maximum with respect to the surface 169, is also shown. From the point 165, which roughly represents the operating state in a simple, uncontrolled system of FIG. 3, the operating state can now be optimally optimized with regard to pressure and temperature, depending on the desired driving style, represented by arrows 177, 179, 181, 183 : Arrows 177 show an increase in the pressure z. For example, at partial load with adaptation of the temperature to expand the CO emissions-compliant operating range of the gas turbine 100. Arrow 179 shows the maximum of cooling air consumption by maximum reduction of the temperature at maximum

Kühlluftdruck. Pfeile 181 zeigen die Möglichkeit der Senkung der Kühllufttemperatur ohne Erhöhung des Drucks, z. B. zur Erweiterung des Betriebsbereiches oder um die Verwendung weniger hochwertiger Werkstoffe zu ermöglichen. Pfeile 183 zei- gen schließlich die Minimierung von Kühllufttemperatur und -druck zur maximalen Kühllufteinsparung und Optimierung des Wirkungsgrads und zur Reduzierung der NOx-Emissionen . FIG 10 und 11 zeigen die Kühllufttemperatur aufgetragen gegen den relativen Versorgungsdruck (Druck der Kühlluft geteilt durch Druck des Heißgases) der jeweiligen Leitschaufel 130 im Verdichter 105, jeweils für die Konfiguration aus FIG 2. Hin- terlegt ist der dem jeweiligen Punkt entsprechende Massenstrom der Kühlluft, dargestellt in der Legende 184. Cooling air pressure. Arrows 181 show the possibility of lowering the cooling air temperature without increasing the pressure, z. B. to expand the operating range or to allow the use of less high quality materials. Finally, arrows 183 show the minimization of cooling air temperature and pressure for maximum cooling air savings and optimization of efficiency and reduction of NOx emissions. FIGS. 10 and 11 show the cooling air temperature plotted against the relative supply pressure (pressure of the cooling air divided by pressure of the hot gas) of the respective guide blade 130 in the compressor 105, in each case for the configuration from FIG. 2. Depicted is the mass flow of the cooling air corresponding to the respective point represented in legend 184.

FIG 10 beschreibt das Regelkonzept an einer realen Gasturbine 100 bei Grundlastbetrieb: Der Kasten 185 beschreibt den mög- liehen Betriebsbereich einer druckgeregelten Verdichterentnahme mit Wassereindüsung, der Kasten 187 beschreibt die druckgeregelte, höherliegende Verdichterentnahme bzw. den Verdichterendraum mit Wassereindüsung. Als untere Grenze des Versorgungsdrucks gilt stets die back flow margin, darge- stellt durch Linie 189, die unabhängig vom Betriebsregime nicht unterschritten werden darf. Dieses ist insbesondere bei filmgekühlten Schaufeln von Bedeutung. FIG. 10 describes the control concept on a real gas turbine 100 during base-load operation: Box 185 describes the possible operating range of a pressure-controlled compressor removal with water injection, and box 187 describes the pressure-controlled, higher-level compressor removal or the compressor end space with water injection. The lower limit of the supply pressure is always the back flow margin, represented by line 189, which must not be exceeded, irrespective of the operating regime. This is particularly important in film-cooled blades of importance.

Die Auslegung der Schaufel erfolgt unter Nominalbedingung un- ter Optimierung von Kosten, Lebensdauer und Kühlluftverbrauch. Der zugehörige Betriebspunkt ist dargestellt durch Punkt 191. Ausgehend von diesem Punkt 191 ist es möglich, Versorgungsdruck und Temperatur so zu variieren (Kurve 193), dass Schaufeltemperatur und Temperaturgradient unter Nominal - bedingungen identisch sind und damit keine Einschränkung für die Lebensdauer zu erwarten ist. Bei Ausfall des Einspritzsystems 163 kann über Öffnen des Durchflussregelventils 153 die thermische Belastung der Schaufel identisch gehalten werden, allerdings auf Kosten von Kühlluftmehrverbrauch, siehe Punkt 195. Eine Umschaltung auf die höhere Entnahme, d. h. die Luftentnahmeeinrichtung 149 soll noch nicht erforderlich sein . The design of the blade is carried out under nominal conditions with optimization of costs, service life and cooling air consumption. The associated operating point is represented by point 191. Starting from this point 191, it is possible to vary supply pressure and temperature (curve 193) so that the blade temperature and temperature gradient are identical under nominal conditions and thus no limitation for the service life is to be expected. If the injection system 163 fails, the thermal load on the blade can be kept identical by opening the flow control valve 153, but at the expense of additional cooling air consumption, see point 195. Switchover to the higher removal, ie. H. the air extraction device 149 is not yet required.

Bei höheren Verbrennungstemperaturen (normales Überfeuern, siehe Punkt 197) muss unter Wassereindüsung bei gleichen Versorgungstemperaturen der Versorgungsdruck erhöht werden, um die Lebensdauer der Schaufel nicht erheblich zu reduzieren. Um ein normales Überfeuern bei gleichzeitigem Ausfall des Einspritzsystems 163 zu ermöglichen, muss eventuell auf die höherliegende Entnahme umgeschaltet werde, siehe Punkt 201, auf Kosten des Kühlluftverbrauchs . At higher combustion temperatures (normal overfiring, see point 197), the supply pressure must be increased under water injection at the same supply temperatures so as not to significantly reduce the service life of the blade. In order to enable a normal overfiring with simultaneous failure of the injection system 163, it may be necessary to switch to the higher-level removal, see point 201, at the expense of the cooling air consumption.

Wenn bei starker Überfeuerung der Versorgungsdruck der vorhandenen Entnahme nicht ausreicht, um die Lebensdauer der Schaufel zu gewährleisten, ermöglicht das System eine Um- schaltung auf die höherliegende Entnahme, siehe Punkt 199, mit Wassereindüsung und mit ausreichenden Versorgungsdruck bei moderatem Kühlluftmehrverbrauch . Bei Ausfall des Einspritzsystems 163 muss hinreichender Druck der höherliegenden Entnahme vorgehalten werden, siehe Punkt 203. Im Fall einer Unterfeuerung kann der Versorgungsdruck so reduziert werden, dass eine Kühllufteinsparung zur Wirkungsgradsteigerung erreicht werden kann, siehe Punkt 205. Dabei sind die technischen Grenzen der Schaufel (BFM-Linie 189) zu berücksichtigen. Bei Ausfall des Einspritzsystems 163 kann hier ebenfalls der Kühlluftdruck erhöht werden, siehe Punkt 205. If, in the event of heavy overfeeding, the supply pressure of the existing extraction is insufficient to ensure the life of the blade, the system allows a switchover to the higher extraction, see point 199, with water injection and sufficient supply pressure with moderate additional cooling air consumption. If the injection system 163 fails, sufficient pressure must be available for the higher extraction, see item 203. In the case of under-firing, the supply pressure can be reduced so that a cooling-air saving can be achieved to increase the efficiency, see point 205. The technical limits of the blade ( BFM line 189). If the injection system 163 fails, the cooling air pressure can also be increased here, see point 205.

FIG 11 zeigt das zu FIG 10 analoge Diagramm für den Fall niedriger Teillast. Aufgrund der physikalisch gegebenen Ver- dichtercharakteristik sind erheblich niedrigere Entnahmedrücke zu erwarten, gekennzeichnet durch ein Verschieben der Kästen 185 und 187 zu kleineren Versorgungsdrücken. Bei Unterschreitung der BFM-Linie 189 wird unabhängig von der thermischen Belastung auf die höhere Entnahme umgeschaltet, siehe Punkt 209. 11 shows the diagram analogous to FIG. 10 for the case of a low partial load. Due to the physically given compressor characteristics, considerably lower removal pressures are to be expected, characterized by a displacement of the boxes 185 and 187 to smaller supply pressures. If the BFM line 189 is not reached, the system switches over to the higher extraction, regardless of the thermal load, see item 209.

Wird bei Teillast zur CO-Reduzierung stark überfeuert, wird unter Wassereindüsung der Versorgungsdruck erheblich erhöht, siehe Pfeil 211, um die Lebensdauer der Schaufel nicht zu re- duzieren. Weiterhin wird gleichzeitig bei maximaler Wassereindüsung und maximalem Versorgungsdruck (siehe Punkt 213) der Kühlluftverbrauch erhöht, was das Potential der CO-Reduzierung erheblich erhöht. If the CO reduction is over-fired at partial load, the supply pressure is considerably increased under injection of water, see arrow 211, so as not to reduce the service life of the bucket. Furthermore, the cooling air consumption is increased simultaneously with maximum water injection and maximum supply pressure (see point 213), which considerably increases the potential for CO reduction.

Claims

Patentansprüche claims

1. Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine (100) mit einer Brennkammer (106) und einem Sekundärluftsystem (145), bei dem in zumindest zwei, mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagten, strömungsmediumsseitig vor der Brennkammer (106) liegenden Bereichen Luft entnommen und in einen Anspruch [en] A method for operating a gas turbine (100) having a combustion chamber (106) and a secondary air system (145), in which air is taken in at least two regions subjected to different pressures and located upstream of the combustion chamber (106)

strömungsmediumsseitig nach der Brennkammer (106) liegenden Bereich zumindest teilweise eingeführt wird, wobei Menge, Druck und Temperatur der eingeführten Luft geregelt werden, indem die Menge der an dem jeweiligen Entnahmebereichen entnommenen Luft gesteuert wird und wobei Kühlmittel mittels eines Einspritzsystems (163) in die entnommene Luft eingespritzt wird und die Menge des eingespritzten Kühlmittels ge- steuert wird. Flow rate on the combustion chamber (106) lying area is at least partially introduced, wherein amount, pressure and temperature of the introduced air are controlled by the amount of air taken at the respective removal areas is controlled and wherein coolant by means of an injection system (163) in the withdrawn Air is injected and the amount of injected coolant is controlled.

2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,

bei dem bei einem Ausfall des Einspritzsystems (163) die Menge der eingeführten Luft erhöht wird. in which in case of failure of the injection system (163), the amount of introduced air is increased.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bei einer Erhöhung der Verbrennungstemperatur der Druck und/oder die Menge der eingeführten Luft erhöht wird. 3. The method according to any one of the preceding claims, wherein the increase in the combustion temperature of the pressure and / or the amount of introduced air is increased.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bei einer Erhöhung der Verbrennungstemperatur die Menge des eingespritzten Kühlmittels erhöht wird. 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the increase in the combustion temperature, the amount of the injected coolant is increased.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bei einer Senkung der Verbrennungstemperatur der5. The method according to any one of the preceding claims, wherein in a lowering of the combustion temperature of

Druck und/oder die Menge der eingeführten Luft gesenkt (Kühl- lufteinsparung) wird . Pressure and / or the amount of introduced air is lowered (cooling air saving).

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bei einer Leistungssenkung der Gasturbine (100) der Anteil der in dem mit dem höheren Druck beaufschlagten Bereich entnommenen Luft erhöht wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein in a power reduction of the gas turbine (100), the proportion of the air taken in the area subjected to the higher pressure area is increased.

7. Sekundärluftsystem für eine Gasturbine (100) mit einer Brennkammer (106), umfassend zumindest zwei, jeweils mit mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagten, stromungsmediumsseitig vor der Brennkammer (106) liegenden Bereichen der Gas- turbine verbundene Luftentnahmevorrichtungen (147, 149), die ausgangsseitig mit einer mit einem stromungsmediumsseitig nach der Brennkammer liegenden Bereich der Gasturbine (100) verbundenen Lufteinführeinrichtung (161) verbunden sind, wobei jeder der Luftentnahmevorrichtungen (147, 149) ein Durch- flussregelventil (153, 157) zugeordnet ist und wobei das Se- kundärluftsystem (145) ein Einspritzsystem (163) für Kühlmittel umfasst, dem ein Durchflussregelventil zugeordnet ist. 7. secondary air system for a gas turbine (100) having a combustion chamber (106), comprising at least two, each with different pressures acted on the stream side of the combustion chamber (106) lying areas of the gas turbine associated air extraction devices (147, 149), the output side are connected to an air introduction device (161) connected to a region of the gas turbine (100) lying downstream of the combustion chamber, wherein each of the air extraction devices (147, 149) is assigned a flow control valve (153, 157) and wherein the secondary air system ( 145) comprises an injection system (163) for coolant, to which a flow control valve is assigned.

8. Gasturbine (100) mit einem Sekundärluftsystem (145) nach Anspruch 7. 8. Gas turbine (100) with a secondary air system (145) according to claim 7.

9. Gasturbine (100), betrieben mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6. 9. Gas turbine (100), operated by the method according to one of claims 1 to 6.

10. Kraftwerksanlage mit einer Gasturbine (100) nach Anspruch 8 oder 9. 10. Power plant with a gas turbine (100) according to claim 8 or 9.