Anordnung zum Verbrennen eines aufbereiteten Brenngases

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Verbrennen eines in einer Aufbereitungsanlage aufbereiteten und vorgewärmten Brenngases in einem Brenner in einer Gasturbinenanlage oder in einer Kesselanlage mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches.

[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] Aus der US-A-4 369 803 ist ein Verfahren zum Mischen von Gasen mit unterschiedlichen Heizwerten und Taupunkten bekannt. In dem einem Brenner zugeführten Strom des Gasgemisches ist eine Meßeinrichtung angeordnet, die auf ein in einem der Gasströme angeordnetes Regelventil einwirkt. Durch ein Verstellen des Regelventils wird nach Maßgabe der Meßeinrichtung die Zusammensetzung des Gasgemisches so eingestellt, daß der aktuelle Heizwert möglichst nahe bei dem gewünschten Heizwert liegt, ohne daß eine Kondensation in dem Gasgemisch auftritt.

[0004] In der GB-A-1 390 643 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Brenngases mit abgesenktem Heizwert aus einem Gas mit hohem Heizwert beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein Teilstrom des heizwertreichen Gases verbrannt und das so gewonnene, inerte Verbrennungsgas dem heizwertreichen Gas beigemischt. Über eine Meßeinrichtung wird die Menge des zu verbrennenden Teilstromes so eingestellt, daß die Temperatur des Brenngases oberhalb des Taupunktes liegt. Sowohl bei dem Verfahren gemäß der GB-A-1 390 643 als auch bei dem Verfahren gemäß der US-A-4 369 803 wird ein etwa vorhandener Gehalt an Kondensat im Gas nicht ermittelt.

[0005] 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.

[0006] Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Anordnung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches gelöst.

[0007] 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.

[0008] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung zeigt das Schema einer Gasturbinenanlage dar.

[0009] 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.

[0010] 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.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] Anstelle in einer Gasturbinenanlage kann die beschriebene Anordnung auch in einer Kesselanlage eingesetzt werden.

Ansprüche

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 mit der Aufbereitungsanlage (6) über eine Leitung (5) verbunden ist und wobei eine Meßeinrichtung zur Bestimmung einer Gaskomponente vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung aus einem kontinuierlich arbeitenden Detektor (9) zur Ermittlung des Gehaltes an Kondensat in dem aufbereiteten Brenngas besteht und daß der Detektor (9) in der Leitung (5) unmittelbar vor dem Brenner angeordnet und mit einer Alarmeinrichtung (10) und einer Abschalteinrichtung (11) verbunden ist.

Claims

1. Arrangement for combustion of a burn gas, which is prepared and preheated in a preparation installation (6), in a burner in a gas turbine plant or in a boiler plant, wherein the burner is connected with the preparation installation (6) by way of a duct (5) and wherein a measuring device for determining a gas component is provided, characterised in that the measuring device consists of a continuously operating detector (9) for determining the content of condensate in the prepared bum gas and that the detector (9) is arranged in the duct (5) directly in front of the burner and connected with an alarm device (10) and a device (11) for switching off.

Revendications

1. Agencement pour la combustion d'un combustible gazeux, traité et préchauffé dans une installation de traitement (6), dans un brûleur d'une installation de turbine à gaz ou d'une installation de chaudière, le brûleur étant relié à l'installation de traitement (6) par une conduite (5) et un dispositif de mesure étant prévu pour la détermination d'un composant du gaz, caractérisé en ce que le dispositif de mesure se compose d'un détecteur (9) fonctionnant en continu pour la détermination de la teneur en condensat du combustible gazeux traité, et que le détecteur (9) est disposé dans la conduite (5) directement en amont du brûleur et relié à un dispositif d'alarme (10) et à un dispositif de coupure (11).

Zeichnung