WO2014131598A1 - Verfahren zum betreiben einer gasturbine - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer gasturbine Download PDF

Info

Publication number
WO2014131598A1
WO2014131598A1 PCT/EP2014/052412 EP2014052412W WO2014131598A1 WO 2014131598 A1 WO2014131598 A1 WO 2014131598A1 EP 2014052412 W EP2014052412 W EP 2014052412W WO 2014131598 A1 WO2014131598 A1 WO 2014131598A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas turbine
air
compressor
cooling device
turbine
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/052412
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marco Link
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Publication of WO2014131598A1 publication Critical patent/WO2014131598A1/de

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12Cooling of plants
    • F02C7/14Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel
    • F02C7/141Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid
    • F02C7/143Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages
    • F02C7/1435Cooling of plants of fluids in the plant, e.g. lubricant or fuel of working fluid before or between the compressor stages by water injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/01Purpose of the control system
    • F05D2270/08Purpose of the control system to produce clean exhaust gases
    • F05D2270/082Purpose of the control system to produce clean exhaust gases with as little NOx as possible
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/01Purpose of the control system
    • F05D2270/16Purpose of the control system to control water or steam injection
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/30Control parameters, e.g. input parameters
    • F05D2270/311Air humidity

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a gas turbine, comprising upstream of the inlet of the compressor, a device for cooling the air sucked by the compressor, comprising the steps of:
  • NOx emission limit may exist, which may not be exceeded during operation of the gas turbine.
  • NOx thermal NOx
  • the NOx emissions are also dependent on the ambient conditions. For example, when the humidity of the air sucked in by the compressor drops, the compressor mass flow and thus the power of the gas turbine also decrease without the combustion temperature decreasing.
  • the compressor mass flow must be increased by opening the variable inlet guide vane.
  • the pressure ratio increases, which is why the combustion temperature also increases. This can lead to NOx emissions in the exhaust gas of the gas turbine exceeding the statutory limit.
  • Cool intake airflow The amount of water spray is here after a sensory detection of moisture in the
  • a disadvantage of these methods known from the prior art is that they do not serve to adjust the NOx concentrations in the exhaust gas, but primarily to increase the mass flow. Targeted measures to reduce NOx emissions in the exhaust gas are not made in the prior art. Thus, however, the state of the art can not avoid, for example, that the exhaust gas continues to exceed NOx limit values in the case of a gas turbine operation in the case of changed environmental conditions, for example.
  • the object of the invention is to provide a method for operating a gas turbine with which an undesirably high NOx emission value can be avoided under changing environmental conditions.
  • the cooling device is activated as a function of an air humidity of the intake air and as a function of at least one further parameter.
  • this cooling device can also be used to limit NOx emissions.
  • a control or closed-loop control of the cooling device is proposed in which this is activated or deactivated as a function of the air humidity and the NOx emissions.
  • the adjustable inlet guide vane provided at the inlet of the compressor can be further turned on, which reduces the amount of air.
  • the combustion temperature With the decreasing pressure ratio, the combustion temperature also decreases, which has an advantageous effect on the NOx emissions.
  • the power delivered by the gas turbine after activation of the cooling device With respect to the gas turbine power output before the activation of the cooling device, the power delivered by the gas turbine after activation of the cooling device remains unchanged, but with reduced NOx emissions.
  • measured NOx emission values may preferably be the parameters: a) a discharged gas turbine power, b) a predetermined NOx emission associated with a specific operating point of the gas turbine, c) a calculated or measured primary zone temperature, d) a measured, averaged or corrected turbine inlet temperature or e) a measured, determined or corrected exhaust gas temperature - alone or in combination with each other.
  • NOx emission value measuring methods or measuring devices suitable for real-time control are available, it is of course also possible to use the measured or calculated NOx emission value as a further parameter.
  • the humidity is determined by means of a
  • the device for cooling the sucked air can be configured as an EVAP cooler.
  • Such coolers are also referred to as evaporative coolers.
  • evaporative coolers Most of the time they work with a kind of "water curtain" through which the sucked in ambient air must flow, during which part of the water volume evaporates and the heat of evaporation is taken from the intake air, which reduces its temperature, but other compressor air is used instead of an EVAP cooler -Cooler can be used, for example, water Injection devices, as they are known for wet compaction.
  • These cooling devices are already commercially proven and therefore offer good reliability. Since the method is purposefully provided for limiting the NOx emissions, according to a further advantageous embodiment of the invention after activation of the cooling device, the compressor mass flow is reduced so far that the gas turbine produces the same performance as before the activation.
  • the single FIGURE shows a schematic representation of a gas turbine 10 comprising a compressor 12, a combustion chamber 14 and a turbine unit 16.
  • the compressor 12 is configured in a conventional manner as axial compressor and has at its inlet end in turn only schematically illustrated inlet Leitschaufein 18 for adjusting the absorbed air volume on. Upstream of the compressor 12 is a
  • the cooling device 17 is provided for cooling of sucked ambient air 19.
  • the cooling device 17 is designed as an evaporative cooler, commonly referred to as an EVAP cooler.
  • Compressible air from the compressor 12 19 flows through successively the cooling device 17 and the compressor 12, after which it is passed to the combustion chamber 14 at the compressor outlet end via channels and burners not shown.
  • the combustion chamber 14 may be configured as an annular combustion chamber. However, it may also comprise a plurality of combustion chambers, for example in the form of silo combustion chambers or also in the form of tube combustion chambers, which are arranged distributed uniformly around the machine axis of the gas turbine 10 along the circumference.
  • the compressed air 20 and a fuel F, wel can be both gaseous and liquid, are fed via burners in the combustion chamber 14. The feed can be done so that both a premix flame and a diffusion flame or both occur simultaneously.
  • the resulting from the combustion of fuel F with compressed air 20 hot gas 22 is then fed into the turbine 16, where it relaxes working on not shown blades of the turbine 16.
  • the hot gas then flows off as exhaust gas 24.
  • the exhaust gas 24 is discharged either via a chimney into the environment or supplied for further use, for example, a heat recovery steam generator.
  • the control device 26 is capable of activating and deactivating the cooling device 17, which is referred to as a controller. In the event that the cooling device 17 can adjust the degree of cooling of the sucked air 19, even a control is possible.
  • the control device 26 has two inputs, depending on which the cooling device 17 can be activated, deactivated and the degree of cooling can be adjusted.
  • the humidity of the cooled ambient air 21 is detected by means of sensors. The detected measured values are made available to the regulating device 26 as one of the two input variables. It is further provided that a further parameter is supplied as a second input variable of the control device 26.
  • the temperature of the exhaust gas 24 is detected by sensors, averaged and fed to the control device 26.
  • a given gas turbine power a measured NOx emission, a predetermined NOx emission associated with an operating point of the gas turbine, a primary zone temperature, a turbine entry temperature or to provide an exhaust gas temperature as a second or further control input to the control device 26 to determine the activation time and deactivation time of the cooling device 17 or the degree of cooling thereof.
  • the air humidity of the air sucked in by the compressor 12 is detected between the cooling device 17 and the compressor inlet.
  • the invention relates to a method for operating a gas turbine 10 with low NOx emission, wherein the gas turbine 10 upstream of the inlet of a compressor 12, a device 17 for cooling the sucked air from the compressor 12 19, comprising the steps of: intake of ambient air 19, Compressing the intake air in the compressor 12, supplying fuel F to the compressed air 20, combusting the fuel-air mixture in at least one combustion chamber 14 into an emission-laden hot gas 22, and expanding the hot gas 22 in a turbine 16 to an exhaust gas 24.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine (10) bei geringen NOx-Emission, wobei die Gasturbine (10) stromauf des Einlasses eines Verdichters (12) eine Vorrichtung (17) zum Abkühlen der vom Verdichter (12) ansaugbaren Luft (19) aufweist. Um den Betriebsbereich der Gasturbine (10) zu erweitern und gleichzeitig die Emissionsbelastungen gering zu halten, wird vorgeschlagen, dass die Abkühl-Vorrichtung (17) zur NOx-Emissionsbeeinflussung in Abhängigkeit von einer Luftfeuchte der angesaugten Luft (19) und in Abhängigkeit von mindestens einem weiteren Parameter, welcher eine NOx-Emission für einen bestimmten Betriebszustand repräsentiert, aktiviert bzw. geregelt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine, die stromauf des Einlasses des Verdichters eine Vorrichtung zum Abkühlen der vom Verdichter ansaugbaren Luft aufweist, mit den Schritten:
Ansaugen von Umgebungsluft, Verdichten der angesaugten Luft im Verdichter, Zuführen von Brennstoff zur verdichteten Luft, Verbrennen des Brennstoff-Luft-Gemischs in mindestens einer Brennkammer zu einem emissionsbelasteten Heißgas und Expandieren des Heißgases in einer Turbine zu einem Abgas .
Es ist gemeinhin bekannt, dass beim Gasturbinenbetrieb Emissionen während der Verbrennung des Gemischs entstehen. In Abhängigkeit von den Verbrennungstemperaturen entstehen sowohl CO-Emissionen als auch NOx-Emissionen . Aufgrund von nationa- len Vorgaben kann ein NOx-Emissions-Limit existieren, welches beim Betrieb der Gasturbine nicht überschritten werden darf. Mit steigender Verbrennungstemperatur steigen die NOx-Emissionen (thermisches NOx) an. Des Weiteren sind die NOx-Emissionen ebenso von den Umgebungsbedingungen abhängig. Beispiels- weise, wenn die Luftfeuchtigkeit der vom Verdichter angesaugten Luft abfällt, fällt ebenfalls der Verdichtermassenstrom und damit die Leistung der Gasturbine ab, ohne das die Verbrennungstemperatur dabei sinkt. Um in diesem Fall die Gasturbinenleistung und die Turbinenaustritts-Temperatur dennoch konstant zu halten, muss der Verdichtermassenstrom durch Öffnen der verstellbaren Einlass-Leitschaufein erhöht werden. Gleichzeitig erhöht sich das Druckverhältnis, weswegen die Verbrennungstemperatur ebenso steigt. Dies kann dazu führen, dass im Abgas der Gasturbine NOx-Emissionen auftreten, die das gesetzliche Limit überschreiten.
Sofern die Gasturbine mit einem gasförmigen Brennstoff betrieben wurde, gab es hierfür bisher keine technische Lösung, abgesehen vom Absenken der bereitgestellten Gasturbinenleistung. Für einen Betrieb mit flüssigem Brennstoff, beispielsweise Heizöl, gibt es Systeme mit einer Eindüsung von Wasser in die Brennkammer, um so die Verbrennungstemperatur und da- durch auch die thermisch bedingten NOx-Emissionen abzusenken. Diese Maßnahme lässt sich aber nur bedingt auf gasförmige Brennstoffe übertragen.
Einen weiteren technischen Ansatz verfolgt die
DE 69828337 T2 , welche lehrt, mittels einer Einspritzeinheit stromaufwärts des Kompressors Wassertröpfchen in die
Ansaugluft einzusprühen, so dass diese Tröpfchen beim
Durchgang durch den Kompressor verdampfen und damit den
Ansaugluftstrom kühlen. Die Sprühmenge an Wasser wird hierbei nach einer sensorischen Erfassung der Feuchten in dem
Ansaugluft- und dem Kompressorluftstrom eingestellt. Einen vergleichbaren Ansatz zum Einbringen von Feuchte in die
Ansaugluft verfolgen auch die US 4,667,465 und die EP 0 781 909 A2.
Nachteilig bei diesen aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ist jedoch, dass diese nicht der Einstellung der NOx-Konzentrationen in dem Abgas sondern in erster Linie der Massenstromerhöhung dienen. Gezielte zeitliche Maßnahmen zur Verminderung von NOx-Emissionen in dem Abgas werden nach dem Stand der Technik nicht getroffen. Damit kann der Stand der Technik aber bspw. nicht vermeiden, dass das Abgas bei einem Gasturbinenbetrieb bei bspw. geänderten Umgebungsbedingungen NOx-Grenzwerte weiterhin überschreitet.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Betrieb einer Gasturbine, mit welchem ein ungewünscht hoher NOx-Emissionswert bei sich verändernden Umgebungsbedingungen vermieden werden kann.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprü- chen angegeben, deren Merkmale in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden können.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass beim Betrieb der Gastur- bine, insbesondere beim Betrieb mit gasförmigem Brennstoff, die Abkühl -Vorrichtung in Abhängigkeit von einer Luftfeuchte der angesaugten Luft und in Abhängigkeit von mindestens einem weiteren Parameter aktiviert wird. Gleichwohl derartige Abkühl -Vorrichtungen in der Regel bisher nur zur Leistungser- höhung eingesetzt wurden, wird nun erstmalig vorgeschlagen, dass dieser auch zur Begrenzung der NOx-Emissionen eingesetzt werden kann. Im Prinzip wird eine Steuerung bzw. eine geschlossene Regelung der Abkühl -Vorrichtung vorgeschlagen, bei der diese in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit und den NOx-Emissionen aktiviert bzw. deaktiviert wird. Mit dem erfindungsgemäßen Aktivieren der Abkühl -Vorrichtung erhöht sich die Luftdichte der angesaugten Luft durch Abkühlen und Anfeuchten, wodurch sich der vom Verdichter angesaugte Massenstrom erhöht. Um die Gasturbinenleistung dann auf den ur- sprünglichen Wert abzusenken, können die am Eingang des Verdichters vorgesehenen verstellbaren Einlass-Leitschaufein weiter zugedreht werden, was die Luftmenge reduziert. Mit dem sinkenden Druckverhältnis sinkt auch die Verbrennungstemperatur, was sich vorteilhaft auf die NOx-Emissionen auswirkt. Im Bezug auf die vor der Aktivierung der Abkühl -Vorrichtung abgegebene Gasturbinenleistung bleibt die von der Gasturbine nach der Aktivierung der Abkühl -Vorrichtung abgegebene Leistung unverändert, jedoch bei reduzierten NOx-Emissionen.
Hierdurch lassen sich die NOx-Emissionen der Gasturbine bei konstanter Gasturbinenleistung und vergleichsweise geringer Luftfeuchtigkeit reduzieren.
Die Bestimmung der NOx-Emission im Abgas gestaltet sich bisher vergleichsweise schwierig. Entweder existieren eher schnell arbeitende Messsysteme, die jedoch dann einen vergleichsweise ungenauen Wert für die tatsächliche NOx-Emission liefern. Andere Messsysteme, die einen wesentlich exakteren Emissionswert mit einem vergleichsweise geringem Messfehler bereitstellen können, arbeiten dagegen so langsam, dass sie für eine Regelung der Gasturbine in Echtzeit ungeeignet sind. Aus diesem Grunde ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass anstelle des im Abgas gemessenen NOx-Emissionswertes mindestens einen diesen NOx-Emissionswert repräsentieren weiteren Parameter verwendet wird. Repräsentativ für gemessene NOx-Emissi- onswerte können vorzugsweise die Parameter: a) eine abgegebene Gasturbinen-Leistung, b) eine vorbestimmte, einem spezifischen Betriebspunkt der Gasturbine zugeordnete NOx-Emis- sion, c) eine berechnete oder gemessene Primärzonen-Temperatur, d) eine gemessene, gemittelte oder korrigierte Turbinen- eintritts-Temperatur oder e) eine gemessene, ermittelte oder korrigierte Abgastemperatur - allein oder in Kombination miteinander sein. Alsbald für eine Regelung in Echtzeit geeig- nete NOx-Emissionswert-Messverfahren bzw. -Messvorrichtungen verfügbar sind, ist es selbstverständlich auch möglich, den gemessenen bzw. berechneten NOx-Emissionswert als weiteren Parameter zu verwenden. Gemäß der Erfindung wird die Luftfeuchte mittels eines
Sensors gemessen und die gemessene Luftfeuchte mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen, wobei erst bei
Grenzwertunterschreitung die Abkühl -Vorrichtung aktiviert wird. Mit Hilfe dieses Verfahrensschrittes ist es möglich, bereits vor bzw. mit dem Erreichen eines gesetzlichen NOx-
Limits die betreffenden Emissionen im Abgas der Gasturbine zu reduzieren .
Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Vorrichtung zum Abkühlen der angesaugten Luft als EVAP-Kühler ausgestaltet sein. Derartige Kühler werden auch als Verdunstungskühler bezeichnet. Sie arbeiten zumeist mit einer Art „Wasservorhang", durch welchen die angesaugte Umgebungsluft durchströmen muss. Währenddessen verdunstet ein Teil der Wassermenge. Die so aufgewendete Verdunstungswärme wird der angesaugten Luft entnommen, wodurch deren Temperatur sinkt. Anstelle eines EVAP-Kühlers sind aber auch andere Verdichterluft-Kühler einsetzbar, beispielsweise auch Wasser- Eindüs-Vorrichtungen, wie sie für eine Nassverdichtung bekannt sind. Diese Abkühl -Vorrichtungen sind bereits kommerziell erprobt und bieten daher eine gute Zuverlässigkeit. Da das Verfahren zielgerichtet zur Begrenzung der NOx-Emissi- onen vorgesehen ist, wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach der Aktivierung der Abkühl - Vorrichtung der Verdichtermassenstrom so weit reduziert, dass die Gasturbine die gleiche Leistung erbringt wie vor der Ak- tivierung.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels in der Figurenbeschreibung näher erläutert .
Es zeigt die einzige Figur den schematischen Aufbau einer Gasturbine .
Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Gasturbine 10 umfassend einen Verdichter 12, eine Brennkammer 14 und eine Turbineneinheit 16. Der Verdichter 12 ist in herkömmlicher Art als Axialverdichter ausgestaltet und weist an seinem eintrittsseitigen Ende wiederum nur schematisch dargestellte Einlass-Leitschaufein 18 zur Einstellung der ange- saugten Luftmenge auf. Stromauf des Verdichters 12 ist eine
Vorrichtung 17 zur Abkühlung von angesaugter Umgebungsluft 19 vorgesehen. Die Abkühl -Vorrichtung 17 ist als Verdunstungskühler ausgestaltet, der gemeinhin auch als EVAP-Kühler bezeichnet wird. Vom Verdichter 12 ansaugbare Luft 19, durch- strömt sukzessiv die Abkühl -Vorrichtung 17 und den Verdichter 12, wonach sie an dem verdichteraustrittsseitigen Ende über nicht weiter dargestellte Kanäle und Brenner zur Brennkammer 14 geleitet wird. Die Brennkammer 14 kann als Ringbrennkammer ausgestaltet sein. Sie kann aber auch mehrere Brennräume um- fassen, beispielsweise in Form von Silobrennkammern oder auch in Form von Rohrbrennkammern, die gleichmäßig verteilt um die Maschinenachse der Gasturbine 10 entlang des Umfangs angeordnet sind. Die verdichtete Luft 20 und ein Brennstoff F, wel- eher sowohl gasförmig als auch flüssig sein kann, werden über Brenner in die Brennkammer 14 eingespeist. Die Einspeisung kann so erfolgen, dass sowohl eine Vormischflamme als auch eine Diffusionsflamme oder beide gleichzeitig entstehen.
Das durch die Verbrennung von Brennstoff F mit verdichteter Luft 20 entstehende Heißgas 22 wird anschließend in die Turbine 16 eingespeist, wo es sich an nicht weiter dargestellten Laufschaufeln der Turbine 16 arbeitsleistend entspannt. An- schließend strömt das Heißgas als Abgas 24 ab. Das Abgas 24 wird entweder über einen Schornstein in die Umgebung abgelassen oder zur weiteren Verwendung beispielsweise einem Abhitzedampferzeuger zugeführt. Weiterhin ist eine Regelvorrichtung 26 zur Regelung oder
Steuerung der Abkühl -Vorrichtung 17 vorgesehen. Die Regelvorrichtung 26 ist in der Lage, die Abkühl -Vorrichtung 17 zu aktivieren und deaktivieren, was als Steuerung bezeichnet wird. Für den Fall, dass die Abkühl -Vorrichtung 17 den Grad der Ab- kühlung der angesaugten Luft 19 einstellen kann, ist sogar eine Steuerung möglich. Die Regelvorrichtung 26 weist zwei Eingänge auf, in Abhängigkeit welcher die Abkühlungs-Vorrichtung 17 aktiviert, deaktiviert und den Grad der Abkühlung eingestellt werden kann. Gemäß dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Luftfeuchtigkeit der abgekühlten Umgebungsluft 21 mit Hilfe von Sensoren erfasst. Die erfass- ten Messwerte werden der Regelvorrichtung 26 als eine der beiden Eingangsgrößen bereitgestellt. Weiter ist vorgesehen, dass ein weiterer Parameter als zweite Eingangsgröße der Regelvorrichtung 26 zugeführt wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Temperatur des Abgases 24 von Sensoren erfasst, gemittelt und der Regelungsvorrichtung 26 zugeführt. Anstelle dessen oder in Ergänzung dazu ist es ebenso möglich eine abgegebene Gasturbinen-Leistung, eine gemessene NOx-Emission, eine vorbestimmte, einem Betriebspunkt der Gasturbine zugeordnete NOx-Emission, eine Primärzonen-Temperatur, eine Turbineneintritts-Temperatur oder eine Abgas-Temperatur als zweite oder weitere Regeleingangsgröße der Regelvorrichtung 26 bereitzustellen, um den Aktivierungszeitpunkt und Deaktivierungszeitpunkt der Abkühl - Vorrichtung 17 oder deren Abkühlungsgrad zu bestimmen.
Gemäß dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Luftfeuchtigkeit der vom Verdichter 12 angesaugten Luft zwischen der Abkühl -Vorrichtung 17 und dem Verdichtereingang erfasst. Alternativ dazu ist es selbstverständlich möglich, die Luftfeuchtigkeit auch stromauf der Abkühl -Vorrichtung 17 zu erfassen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Abkühlung mit Hilfe von eingedüstem bzw. von verdunstendem Wasser erfolgt und der Grad der Abkühlung einstellbar ist. Ein Benetzen des Feucht-Sensors mit Wasser bzw. Dunst kann so vermieden werden.
Insgesamt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine 10 bei geringen NOx-Emission, wobei die Gasturbine 10 stromauf des Einlasses eines Verdichters 12 eine Vorrichtung 17 zum Abkühlen der vom Verdichter 12 ansaugbaren Luft 19 aufweist, mit den Schritten: Ansaugen von Umgebungsluft 19, Verdichten der angesaugten Luft im Verdichter 12, Zuführen von Brennstoff F zur verdichteten Luft 20, Verbrennen des Brennstoff-Luft-Gemischs in mindestens einer Brenn- kammer 14 zu einem emissionsbelasteten Heißgas 22 und Expandieren des Heißgases 22 in einer Turbine 16 zu einem Abgas 24. Um den Betriebsbereich der Gasturbine 10 zu erweitern und gleichzeitig die Emissionsbelastungen gering zu halten, wird vorgeschlagen, dass die Abkühl -Vorrichtung 17 zur NOx-Emissi- onsbeeinflussung in Abhängigkeit von einer Luftfeuchte der angesaugten Luft 19 und in Abhängigkeit von mindestens einem weiteren Parameter, welcher eine NOx-Emission für einen bestimmten Betriebszustand repräsentiert, aktiviert bzw. geregelt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Gasturbine (10), die
stromauf des Einlasses des Verdichters (12) eine Vorrichtung (17) zum Abkühlen der vom Verdichter (12) ansaugbaren Luft aufweist,
mit den Schritten:
- Ansaugen von Umgebungsluft (19) , Verdichten der angesaug- ten Luft im Verdichter (12), Zuführen von Brennstoff (F) zur verdichteten Luft, Verbrennen des Brennstoff-Luft-Ge- mischs in mindestens einer Brennkammer (14) zu einem emis- sionsbelasteten Heißgas (22) und Expandieren des Heißgases (22) in einer Turbine (14) ,
gekennzeichnet durch den Schritt,
- dass die Abkühl -Vorrichtung (17) zur NOx-Emissions-Beein- flussung in Abhängigkeit von einer Luftfeuchte der angesaugten Luft und in Abhängigkeit von mindestens einem weiteren Parameter geregelt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei dem die Luftfeuchte mittels eines Sensors gemessen und die gemessene Luftfeuchte mit einem Grenzwert verglichen wird, wobei erst bei Grenzwertunterschreitung die Abkühl - Vorrichtung (17) aktiviert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem der mindestens eine weitere Prozessparameter
- eine abgegebene Gasturbinen-Leistung,
- eine gemessene oder berechnete NOx-Emission,
- eine vorbestimmte, einem Betriebspunkt der Gasturbine
(10) zugeordnete NOx-Emission,
- eine Primärzonen-Temperatur,
- einen Turbineneintritts-Temperatur oder
- eine Abgas-Temperatur
ist .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 ,
bei dem mit der Aktivierung der Abkühl -Vorrichtung (17) de Verdichtermassenstrom soweit reduziert wird, dass die Gasturbine (10) die gleiche Leistung erbringt wie vor der Aktivierung .
PCT/EP2014/052412 2013-02-28 2014-02-07 Verfahren zum betreiben einer gasturbine WO2014131598A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013203389.3 2013-02-28
DE102013203389 2013-02-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014131598A1 true WO2014131598A1 (de) 2014-09-04

Family

ID=50156736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2014/052412 WO2014131598A1 (de) 2013-02-28 2014-02-07 Verfahren zum betreiben einer gasturbine

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2014131598A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4667465A (en) 1985-07-30 1987-05-26 Michael Munk Internal combustion engine system and method with reduced noxious emissions
US5357741A (en) * 1992-05-01 1994-10-25 Dresser-Rand Company NOx and CO control for gas turbine
EP0781909A2 (de) 1995-12-28 1997-07-02 Hitachi, Ltd. Gasturbine mit Wassereinspritzung
US20020083712A1 (en) * 2000-12-28 2002-07-04 Tomlinson Leroy Omar Control system and method for gas turbine inlet-air water-saturation and supersaturation system
DE69828337T2 (de) 1997-06-30 2005-12-08 Hitachi, Ltd. Gasturbine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4667465A (en) 1985-07-30 1987-05-26 Michael Munk Internal combustion engine system and method with reduced noxious emissions
US5357741A (en) * 1992-05-01 1994-10-25 Dresser-Rand Company NOx and CO control for gas turbine
EP0781909A2 (de) 1995-12-28 1997-07-02 Hitachi, Ltd. Gasturbine mit Wassereinspritzung
DE69828337T2 (de) 1997-06-30 2005-12-08 Hitachi, Ltd. Gasturbine
US20020083712A1 (en) * 2000-12-28 2002-07-04 Tomlinson Leroy Omar Control system and method for gas turbine inlet-air water-saturation and supersaturation system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1621811B1 (de) Betriebsverfahren für eine Feuerungsanlage
EP1472447B2 (de) Verfahren zum betrieb einer gasturbogruppe
EP1592870B1 (de) Verfahren zum betrieb einer gasturbogruppe
EP2594848B1 (de) Verfahren zur Steuerung einer Feuerungseinrichtung und Feuerungseinrichtung
EP3105435B1 (de) Verfahren und anordnung zum betrieben einer gasturbinenainlage im teillastbetrieb
CH708571A2 (de) Gasturbinensystem und Verfahren zur Steuerung der Brennstoffverteilung in den Brennkammern einer Gasturbine.
AT516134B1 (de) Brennkraftmaschine mit einer Regeleinrichtung
CH706985B1 (de) Verfahren, Vorrichtung und System zum Festlegen einer Sollabgastemperatur für eine Gasturbine.
DE4339094A1 (de) Verfahren zur Dämpfung von thermoakustischen Schwingungen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP1959115B1 (de) Verfahren zur Bestimmung des Wassergehalts im Arbeitsfluid einer Gasturbinenanlage
DE112014001000T5 (de) Gasturbinensystem, Steuer- bzw. Regelungseinrichtung und Gasturbinenbetriebsverfahren
DE112016003474T5 (de) Brennstoff-fliessgeschwindigkeit-einstellverfahren, vorrichtung zum implementieren des verfahrens und mit der vorrichtung versehene gasturbinenanlage
EP2956630B1 (de) Gasturbine und verfahren zum betreiben der gasturbine
EP0969192B1 (de) Verfahren zum Abgleichen des Brennstoffverteilsystems bei Gasturbinen mit mehreren Brennern
DE102014111511A1 (de) Pulsbreitenmodulation zur Steuerung der Strömungsgeschwindigkeit bei Late-Lean-Liquid-Injection
DE102020108198A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung des Zündverhaltens eines Vormischbrenners
DE102014209174A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Luft-Kraftstoff-Gemischs zum Betrieb einer Brennkraftmaschine
EP1533569B1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Feuerungseinrichtung
WO2014131598A1 (de) Verfahren zum betreiben einer gasturbine
EP2447511B1 (de) Verfahren zum Reglen einer Gasturbine sowie Gasturbine zur Durchführung des Verfahrens
DE102015223177A1 (de) Heizgerätevorrichtung, insbesondere Gas und/oder Ölbrennervorrichtung, und Verfahren zum Betrieb einer Heizgerätevorrichtung
CH708856A2 (de) Verfahren zum Steuern/Regeln des Betriebs einer Gasturbine während des Teillastbetriebs.
EP3071818B1 (de) Betreiben einer gasturbinenanlage mit einem verdichter und einer turbine
DE102011006170A1 (de) Verfahren zum Betreiben der Lambdaregelung einer Brennkraftmaschine
EP2907988A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Verdichterstrangs und derselbe

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14705989

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14705989

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1