Kombinierte Gas- und Dampfkraftwerke de Richard Dolezal

Kombinierte Gas- und Dampfkraftwerke

Richard Dolezal

de Limba Germană Paperback – 30 oct 2012

Dieses technische Fachbuch beschäftigt sich ausschließlich mit der GuD-Technologie, die mittlerweile vor wenigen Jahrzehnten kaum vorstellbare Wirkungsgrade bis zu 60% ermöglichen. Der Aufbau und das Betriebsverhalten von GuD-Kraftwerken wird detailliert erläutert. Lediglich fundamentale Mathematik findet Verwendung, nach Möglichkeit werden die Sachverhalte in Diagrammen dargestellt. Das Werk wendet sich an Betriebsingenieure, Konstrukteure sowie Studenten der Energietechnik.

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Cuprins

1.1 Entstehung und Entwicklung der GuD-Anlagen.- 1.2 Wirkungsgrade.- 1.3 Derzeitige Entwicklung.- Die Gasturbine.- 2.1 Bauarten.- 2.1.1 Einwellige GT-Anlage.- 2.1.2 Zweiturbogruppe mit Zwischenkühlung und Zwischenerhitzung.- 2.1.3 Aeroderivative zweiwellige GT mit koaxialer Wellenanordnung.- 2.2 Thermodynamik und Parameter des GT-Kreislaufes.- 2.2.1 Der GT-Kreislauf.- 2.2.2 Luftzahl und Heißgasstrom.- 2.2.3 Kühlluft.- 2.2.4 Wirkungsgrad.- 2.2.5 Abgastemperatur am GT-Austritt und die spezifische Leistung.- 2.2.6 Wirkung der Druckverluste.- 2.2.7 Leistungsbedarf des Verdichters.- 2.3 Teillastverhalten.- 2.3.1 Einwellengasturbinenanlage.- 2.3.2 Teillastverhalten der aeroderivativen Zweiwellenturbine.- 2.3.3 Stellgrößen der GT.- 2.4 Einwellen-GT mit Zwischenerhitzung.- 2.5 Verbrennungsvorgang.- 2.5.1 Brenner.- 2.5.2 Brennkammer.- 2.5.3 Katalytische Verbrennung.- 2.5.4 Stickoxidgehalt im Abgas.- 2.6 Elemente des Heißgastemperaturbereiches.- 2.6.1 Belastung und Werkstoffe.- 2.6.2 Doppelschalenbauweise.- 2.6.3 Kühlungsverfahren.- 2.6.4 Luft-und Dampfkühlung der GT-Elemente.- 2.7 Beschichtung der GT-Elemente.- 2.8 Verbesserungsmöglichkeiten bei GT-Anlagen.- 2.8.1 Luftkühlung vor Verdichter.- 2.8.2 Zwischenkühlung der Luft.- 2.8.3 Vorwärmung der verdichteten Luft durch Abgas.- 2.8.4 Vorwärmung des Brennstoffes.- 2.9 Anfahren und Abstellen der GT-Anlage.- 2.10 Sicherheitselemente der GT.- 2.11 Vergleich der Grenzleistung von Dampf- und Gasturbine.- Abgasweg von der Gasturbine zum Abhitzekessel.- 3.1 Abgaskanal.- 3.2 Abgasumleitung.- 3.3 Kamin.- Abhitzekessel.- 4.1 Aufbau und Prozesse.- 4.1.1 Bauarten des Abhitzekessels.- 4.1.2 Schaltung der Massenströme und der Pinch-point.- 4.1.3 Wärmeübertragung an das Rippenrohr.- 4.1.4 Druckabfall auf der Abgas- sowie Arbeitsstoffseite.- 4.1.5 Fest-und Gleitdruckbetrieb.- 4.1.6 Massenstromdichte und Strömungsform in Siederohren.- 4.1.7 Mehrdruckanlagen.- 4.2 Trommelkessel.- 4.2.1 Steilrohrkessel mit Naturumlauf.- 4.2.2 Turmkessel.- 4.2.3 Natur- und Zwangumlauf.- 4.2.4 Teillastverhalten des Trommelkessels.- 4.2.5 Umlauf bei Teillast.- 4.2.6 Trommel.- 4.2.7 Absalzung.- 4.3 Durchlaufkessel.- 4.3.1 Verdampferaufbau.- 4.3.2 Wasserabscheider.- 4.3.3 Abstimmung der Beheizung mit der Kesselspeisung.- 4.3.4 Strömungsform im waagerechten Siederohr.- 4.3.5 Aufwärtsströmung im Verdampfer.- 4.3.6 Abwärtsströmung im Verdampfer.- 4.3.7 Drossel am Eko-bzw. Verdampfereintritt.- 4.3.8 Teillastverhalten des Durchlaufkessels.- 4.4 Mehrdruckkessel.- 4.4.1 Zweidruckkessel.- 4.4.2 Dreidruckkessel.- 4.4.3 Zwischenüberhitzung.- 4.5 Heizflächen mit Einphasenarbeitsstoff.- 4.5.1 Aufbau des Überhitzers und Zwischenüberhitzers.- 4.5.2 Eko und Speisewassertemperaturbehälter.- 4.6 Lage des NOx-Katalysators (Denox).- 4.7 Werkstoff der AK-Heizflächen.- 4.8 Dynamik des AK.- 4.8.1 Zweck der Dynamikuntersuchung.- 4.8.2 Zeitverhalten der Rohrrippen.- 4.8.3 Trommelkessel als Regelstrecke.- 4.8.4 Durchlaufkessel als Regelstrecke.- 4.8.5 Überhitzer und Zwischenüberhitzer.- 4.9 Regelung.- 4.9.1 Regelleistung.- 4.9.2 Trommelkessel.- 4.9.3 Durchlaufkessel.- 4.9.4 Regelung der Dampftemperatur.- 4.10 Anfahren und Abstellen.- 4.10.1 Anfahren.- 4.10.2 Abstellen.- 4.10.3 Stillstand.- Dampfkreislauf.- 5.1 Aufbau und thermischer Wirkungsgrad des Dampfkreislaufes.- 5.2 Speisewasserbehälter und Entgaser.- 5.3 Mehrwellige Anlage mit Dampfschiene.- 5.4 Dampfturbine für GuD.- 5.5 Einwellenanordnung der GT und der Dampfturbine.- 5.6 Anfahren.- 5.7 Vollastabschaltung.- Nachfeuerung.- 6.1 Zweck der Nachfeuerung.- 6.2 Wirkungsgrad der GuD mit Nachfeuerung.- 6.3 Nachbrenner.- 6.4 Vor- und Nachteile der Nachfeuerung.- GuD-Blöcke mit großen Dampferzeugern.- 7.1 Vorliegende Verfahren.- 7.2 Dampfblock mit vorgeschalteter GT.- 7.3 Verbundkraftwerk.- 7.3.1 Mögliche Wärmeschaltungen.- 7.3.2 Betriebsverhalten.- Kohle als GuD-Brennstoff.- 8.1 Mögliche Verfahren.- 8.2 Einige Eigenschaften der Kohle.- 8.2.1 Zusammensetzung der festen Brennstoffe.- 8.2.2 Aschenumwandlung beim Erhitzen.- 8.3 GuD mit Kohlevergasung.- 8.3.1 Anforderungen an den Vergaser.- 8.3.2 Integrierte Vergasung des Kohlenstaubes.- 8.3.3 Gasentschwefelung.- 8.3.4 Verdünnung und Aufsättigung des Kohlegases.- 8.3.5 Wirkungsgrad.- 8.3.6 Kohlezufuhr und Ascheabfuhr unter Druck.- 8.4 GT mit Kohlefeuerung.- 8.4.1 Wirbelschichtfeuerung.- 8.4.2 Stationäre und zirkulierende Wirbelschicht.- 8.4.3 GuD mit stationärer Wirbelschicht.- 8.4.4 GuD mit zirkulierender Wirbelschicht.- 8.5 Standardgasturbine im Kohlegasbetrieb.- 8.6 Anfahren und Schutz.- GuD-Prozess ohne Dampfturbine.- 9.1 Cheng-Prozess (GDT).- 9.2 Prozesse mit Luftsättigung.- Wasserpflege im GuD-Dampfkreislauf.- 10.1 Entscheidende Faktoren.- 10.2 Wasseraufbereitung.- 10.3 Anforderungen an Wasser und Dampf.

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Dieses technische Fachbuch beschäftigt sich ausschließlich mit der GuD-Technologie, die mittlerweile vor wenigen Jahr- zehnten kaum vorstellbare Wirkungsgrade bis zu 60% ermögli- chen. Der Aufbau und das Betriebsverhalten von GuD-Kraftwer- ken wird detailliert erläutert. Lediglich fundamentale Ma- thematik findet Verwendung, nach Möglichkeit werden die Sachverhalte in Diagrammen dargestellt. Das Werk wendet sich an Betriebsingenieure, Konstrukteure sowie Studenten der Energietechnik.