Kombinierte Gas- und Dampfkraftwerke: mit 11 Tabellen
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Berlin [u.a.]
Springer
2001
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|---|---|
| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Verzeichnis der verwendeten Symbole IX
1 Einleitung 1
1.1 Entstehung und Entwicklung der GuD Anlagen 1
1.2 Wirkungsgrade 4
1.3 Derzeitige Entwicklung 7
2 Die Gasturbine 10
2.1 Bauarten 10
2.1.1 Einwellige GT Anlage 10
2.1.2 Zweiturbogruppe mit Zwischenkühlung und
Zwischenerhitzung 13
2.1.3 Aeroderivative zweiwellige GT mit koaxialer
Wellenanordnung 14
2.2 Thermodynamik und Parameter des GT Kreislaufes ... 15
2.2.1 Der GT Kreislauf 15
2.2.2 Luftzahl und Heißgasstrom 16
2.2.3 Kühlluft 18
2.2.4 Wirkungsgrad 18
2.2.5 Abgastemperatur am GT Austritt und die
spezifische Leistung 20
2.2.6 Wirkung der Druckverluste 22
2.2.7 Leistungsbedarf des Verdichters 23
2.3 Teillastverhalten 24
2.3.1 Einwellengasturbinenanlage 24
2.3.2 Teillastverhalten der aeroderivativen Zweiwellen¬
turbine 26
2.3.3 Stellgrößen der GT 26
2.4 Einwellen GT mit Zwischenerhitzung 27
VIII Inhaltsverzeichnis
2.5 Verbrennungsvorgang 30
2.5.1 Brenner 30
2.5.2 Brennkammer 33
2.5.3 Katalytische Verbrennung 36
2.5.4 Stickoxidgehalt im Abgas 37
2.6 Elemente des Heißgastemperaturbereiches 37
2.6.1 Belastung und Werkstoffe 37
2.6.2 Doppelschalenbauweise 39
2.6.3 Kühlungsverfahren 40
2.6.4 Luft und Dampfkühlung der GT Elemente .... 41
2.7 Beschichtung der GT Elemente 44
2.8 Verbesserungsmöglichkeiten bei GT Anlagen 46
2.8.1 Luftkühlung vor Verdichter 46
2.8.2 Zwischenkühlung der Luft 47
2.8.3 Vörwärmung der verdichteten Luft durch Abgas . 47
2.8.4 Vorwärmung des Brennstoffes 48
2.9 Anfahren und Abstellen der GT Anlage 49
2.10 Sicherheitselemente der GT 50
2.11 Vergleich der Grenzleistung von Dampf und Gasturbine 51
3 Abgasweg von der Gasturbine zum Abhitzekessel 53
3.1 Abgaskanal 53
3.2 Abgasumleitung 55
3.3 Kamin 59
4 Abhitzekessel 61
4.1 Aufbau und Prozesse 61
4.1.1 Bauarten des Abhitzekessels 61
4.1.2 Schaltung der Massenströme und der Pinch point 64
4.1.3 Wärmeübertragung an das Rippenrohr 68
4.1.4 Druckabfall auf der Abgas sowie Arbeitsstoffseite 71
4.1.5 Fest und Gleitdruckbetrieb 72
4.1.6 Massenstromdichte und Strömungsform
in Siederohren 73
4.1.7 Mehrdruckanlagen 74
4.2 Trommelkessel 75
4.2.1 Steilrohrkessel mit Naturumlauf 75
4.2.2 Turmkessel 78
Inhaltsverzeichnis IX
4.2.3 Natur und Zwangumlauf 79
4.2.4 Teillastverhalten des Trommelkessels 81
4.2.5 Umlauf bei Teillast 83
4.2.6 Trommel 84
4.2.7 Absalzung 86
4.3 Durchlaufkessel 87
4.3.1 Verdampferaufbau 87
4.3.2 Wasserabscheider 89
4.3.3 Abstimmung der Beheizung mit der
Kesselspeisung 91
4.3.4 Strömungsform im waagerechten Siederohr .... 93
4.3.5 Aufwärtsströmung im Verdampfer 95
4.3.6 Abwärtsströmung im Verdampfer 100
4.3.7 Drossel am Eko bzw. Verdampfereintritt 102
4.3.8 Teillastverhalten des Durchlaufkessels 104
4.4 Mehrdruckkessel 105
4.4.1 Zweidruckkessel 105
4.4.2 Dreidruckkessel 107
4.4.3 Zwischenüberhitzung 107
4.5 Heizflächen mit Einphasenarbeitsstoff 109
4.5.1 Aufbau des Überhitzers und Zwischenüberhitzers 109
4.5.2 Eko und Speisewassertemperaturbehälter 111
4.6 Lage des NOX Katalysators (Denox) 113
4.7 Werkstoff der AK Heizflächen 114
4.8 Dynamik des AK 114
4.8.1 Zweck der Dynamikuntersuchung 114
4.8.2 Zeitverhalten der Rohrrippen 115
4.8.3 Trommelkessel als Regelstrecke 116
4.8.4 Durchlaufkessel als Regelstrecke 117
4.8.5 Überhitzer und Zwischenüberhitzer 119
4.9 Regelung 119
4.9.1 Regelleistung 119
4.9.2 Trommelkessel 120
4.9.3 Durchlaufkessel 120
4.9.4 Regelung der Dampftemperatur 121
4.10 Anfahren und Abstellen 122
4.10.1 Anfahren 122
4.10.2 Abstellen 126
4.10.3 Stillstand 127
X Inhaltsverzeichnis
5 Dampfkreislauf 131
5.1 Aufbau und thermischer Wirkungsgrad
des Dampfkreislaufes 131
5.2 Speisewasserbehälter und Entgaser 133
5.3 Mehrwellige Anlage mit Dampfschiene 133
5.4 Dampfturbine für GuD 135
5.5 Einwellenanordnung der GT und der Dampfturbine . . . 137
5.6 Anfahren 138
5.7 Vollastabschaltung 139
6 Nachfeuerung 141
6.1 Zweck der Nachfeuerung 141
6.2 Wirkungsgrad der GuD mit Nachfeuerung 143
6.3 Nachbrenner 144
6.4 Vor und Nachteile der Nachfeuerung 146
7 GuD Blöcke mit großen Dampferzeugern 148
7.1 Vorliegende Verfahren 148
7.2 Dampfblock mit vorgeschalteter GT 150
7.3 Verbundkraftwerk 154
7.3.1 Mögliche Wärmeschaltungen 154
7.3.2 Betriebsverhalten 157
8 Kohle als GuD Brennstoff 159
8.1 Mögliche Verfahren 159
8.2 Einige Eigenschaften der Kohle 160
8.2.1 Zusammensetzung der festen Brennstoffe 160
8.2.2 Aschenumwandlung beim Erhitzen 161
8.3 GuD mit Kohlevergasung 161
8.3.1 Anforderungen an den Vergaser 161
8.3.2 Integrierte Vergasung des Kohlenstaubes 162
8.3.3 Gasentschwefelung 165
8.3.4 Verdünnung und Aufsättigung des Kohlegases . . 166
8.3.5 Wirkungsgrad 168
8.3.6 Kohlezufuhr und Ascheabfuhr unter Druck .... 168
8.4 GT mit Kohlefeuerung 170
8.4.1 Wirbelschichtfeuerung 170
Inhaltsverzeichnis XI
8.4.2 Stationäre und zirkulierende Wirbelschicht .... 171
8.4.3 GuD mit stationärer Wirbelschicht 172
8.4.4 GuD mit zirkulierender Wirbelschicht 174
8.5 Standardgasturbine im Kohlegasbetrieb 175
8.6 Anfahren und Schutz 178
9 GuD Prozess ohne Dampfturbine 181
9.1 Cheng Prozess (GDT) 181
9.2 Prozesse mit Luftsättigung 183
10 Wasserpflege im GuD Dampfkreislauf 185
10.1 Entscheidende Faktoren 185
10.2 Wasseraufbereitung 186
10.3 Anforderungen an Wasser und Dampf 187
Sachverzeichnis 189
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