[0001] Die Erfindung betrifft eines Anordnung zum Verbrennen eines in einer Aufbereitungsanlage
aufbereiteten und vorgewärmten Brenngases in einem Brenner in einer Gasturbinenanlage
oder in einer Kesselanlage.
[0002] Brenngas wird vermehrt für den Betrieb von Gasturbinen- und. Kesselanlagen eingesetzt.
Durch Unregelmäßigkeiten in der Brenngasaufbereitung oder stark schwankende Brenngasqualitäten
kann unbemerkt Brennstoffkondensat ausfallen. Da die für den Gasbetrieb ausgelegten
Brennstoffdüsen die Flüssigkeitsanteile des Brenngases nicht zerstäuben, werden diese
Flüssigkeitsanteile, aufgrund der hohen kinetischen Energie durch den eigentlichen
Brennraum transportiert, ohne an der Verbrennung teilzunehmen. Treffen diese energiereichen
Flüssigkeitstropfen dann auf Maschinen- oder Anlagenteile, so werden die Flüssigkeitstropfen
durch die Aufprallenergie zerstäubt. Mit der Zerstäubung und durch die vorhandene
Luft werden zündfähige Gemische gebildet, die durch Rückzündung unkontrollierte Verbrennungsvorgänge
hervorrufen. Da die betroffenen Bereiche für Verbrennungstemperaturen nicht ausgelegt
sind, ist der Schädigungsgrad in solchen Fällen erheblich, bis hin zum Totalausfall
der Maschine oder Anlage. Die bisherigen Lösungen zur Vermeidung dieser Nachteile
konzentrieren sich darauf, die Brenngasaufbereitung mit großem Aufwand sicherer zu
gestalten.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer gattungsgemäßen Anlage die dem
Brenner nachgeschalteten Anlagenteile vor Schäden durch etwa im Brenngas vorhandene
Kondensatanteile sicherer und mit geringerem Aufwand zu schützen.
[0004] Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Anordnung durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruches gelöst.
[0005] Durch den unmittelbar vor dem Brenner angeordneten Detektor 9 wird der Endzustand
des aufbereiteten Brenngases überwacht. Durch diese Überwachung und die danach zu
treffenden Maßnahmen wird ein sehr hoher Maschinen- und Anlagenschutz erreicht. Außerdem
können unnötige Sicherheitszuschläge bei, der Erwärmung des Brenngases entfallen,
so daß eine Reduzierung der Sekundärenergien möglich wird. Ebenso werden Fehlfunktionen
in der Brenngasaufbereitung (Filterung, Kondensatabscheider, Brenngaserwärmung) sowie
Schwankungen in der Brenngasqualität kontinuierlich hinsichtlich des Kondensatausfalles
am Endprodukt der Brennstoffaufbereitung kontrolliert.
[0006] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im
folgenden näher erläutert. Die Zeichnung zeigt das Schema einer Gasturbinenanlage
dar.
[0007] Die Gasturbinenanlage besteht aus einer Gasturbine 1, die mit einem Generator 2 zur
Erzeugung elektrischer Energie und einem Kompressor 3 zur Komprimierung von Verbrennungsluft
gekoppelt ist. Der Kompressor 3 fördert die komprimierte Verbrennungsluft zu einer
Brennkammer 4, in der aufbereitetes Brenngas unter Druck verbrannt wird. Das dabei
entstehende Verbrennungsgas wird den Eintritt der Gasturbine 1 zugeführt.
[0008] Die Brennkammer 4 ist mit einem Brenner versehen, der über eine Leitung 5 mit einer
Aufbereitungsanlage 6 verbunden ist. In dieser Aufbereitungsanlage 6 wird das Brenngas
gefiltert, von Kondensat befreit und vorgewärmt. Über die Leitung 5 wird das so aufbereitete
Brenngas zu dem Brenner der Brennkammer 4 zugeführt.
[0009] In der unmittelbaren Nähe des Eintrittes in den Brenner ist in der Leitung 5 ein
Anschluß 7 für eine Prüfleitung 8 angeordnet, über die ein Teilstrom des durch die
Leitung 5 dem Brenner zuströmenden Brenngases entnommen wird. Die Prüfleitung 8 ist
mit einem kontinuierlich arbeitenden Detektor 9 verbunden. In dem Detektor 9 wird
der Gehalt des Brenngases an Kondensat ermittelt.
[0010] Der Detektor 9 ist mit einer Alarmeinrichtung 10 und mit einer Abschalteinrichtung
11 versehen. Wenn der Detektor 9 einen zu hohen Gehalt an Kondensat in dem Brenngas
feststellt, wird über die Alarmeinrichtung 10 ein Alarm ausgelöst und über die Abschalteinrichtung
11 die Zufuhr von Brenngas zu dem Brenner unterbrochen.
[0011] Anstelle in einer Gasturbinenanlage kann die beschriebene Anordnung auch in einer
Kesselanlage eingesetzt werden.
1. Anordnung zum Verbrennen eines in einer Aufbereitungsanlage (6) aufbereiteten und
vorgewärmten Brenngases in einem Brenner in einer Gasturbinenanlage oder in einer
Kesselanlage, wobei der Brenner über eine Leitung (5) mit der Aufbereitungsanlage
(6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (5) unmittelbar vor
dem Brenner ein kontinuierlich arbeitender Detektor (9) zur Ermittlung des Gehaltes
an Kondensat in dem aufbereiteten Brenngas angeordnet ist und dass der Detektor (9)
mit einer Alarmeinrichtung (10) und einer Abschalteinrichtung (11) verbunden ist.
