Procedimiento y dispositivo para la adaptación de los parámetros del gas caliente de un generador de gas caliente con proceso tecnológico conectado a continuación.

Procedimiento para la adaptación de los parámetros del gas caliente de un generador de gas caliente (1) con proceso tecnológico (3) conectado a continuación,

en el que la corriente de masas cedida por el generador de gas caliente (1) es alimentada a través de un elemento de unión (2) al proceso tecnológico (3), y en el que antes de la introducción en el proceso tecnológico (3) se disipa una parte de la corriente de masas de gas caliente a través de un escape (5) y al mismo tiempo se influye sobre la temperatura del gas caliente entre el generador de gas caliente (1) y el proceso tecnológico (3), caracterizado por que a la corriente de masas de gas caliente se alimenta un refrigerante (6, 8) en la zona del elemento de unión (2).

Procedimiento y dispositivo para la adaptación de los parámetros del gas caliente de un generador de gas caliente con proceso tecnológico conectado a continuación

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento para la adaptación de los parámetros del gas caliente de un generador de gas caliente con proceso tecnológico conectado a continuación. En este caso, la corriente de masa de gas caliente cedida por el generador de gas caliente es alimentada a través de un elemento de conexión al proceso tecnológico. Además, la presente invención se refiere a un dispositivo para la realización de un procedimiento de este tipo así como a la utilización de un procedimiento de este tipo en conexión con la actualización de instalaciones de turbinas de gas.

Estado de la técnica

La realización de transformaciones de mejora de la potencia o bien de mejora del rendimiento en generadores de gas caliente como por ejemplo una instalación de turbina de gas implica, en general, modificaciones de los parámetros del gas caliente. Tales llamadas actualizaciones, pero también los cambios de combustible, etc. conducen típicamente a una modificación de los parámetros del gas caliente. Esto es especialmente significativo para las construcciones conectadas a continuación especialmente en el caso de un proceso tecnológico conectado a continuación para la utilización del material y/o de la técnica térmica de gas caliente, por ejemplo de una caldera de calor perdido para la utilización del calor perdido.

El comportamiento técnico térmico por ejemplo de una caldera de calor perdido depende en gran medida de las condiciones de temperatura en el lado del gas y de las condiciones de la circulación. Una adaptación de la caldera de calor perdido a las condiciones modificadas es muy difícil. Además, en el caso de una temperatura elevada del gas, se pueden exceder las condiciones de diseño.

Para no influir sobre los procesos tecnológicos conectados a continuación de una instalación de turbina de gas en el caso de una actualización, se trata a través de medidas adecuadas de mantener constantes o bien de limitar los parámetros del gas de acuerdo con las condiciones de diseño de la caldera de gas perdido.

En principio, a través de medidas de transformación en instalaciones de turbinas de gas, se pueden elevar o bien reducir las temperaturas en el lado del gas como también las corrientes de masas individualmente o en combinación.

La potencia de una instalación de turbinas de gas depende esencialmente de la corriente de masas y el rendimiento depende de la temperatura del proceso. Por los motivos mencionados se trata de elevar estos parámetros individualmente o en combinación, lo que implica corrientes de masas y temperaturas más elevadas del gas caliente.

Ya se han propuesto medidas para la adaptación de los parámetros del gas caliente en el estado de la técnica, por ejemplo para instalaciones de turbinas de gas para la situación tanto de una temperatura demasiado alta del gas como también para una temperatura demasiado baja del gas.

Así, por ejemplo, el documento DE 198 45 763 A1 describe medidas para la situación de una temperatura demasiado alta del gas. Para la reducción de la temperatura de los gases de escape se añade a la mezcla de los gases de escape entre la turbina de gas y el sistema de gases de escape un refrigerante (en el caso particular aire o vapor) . También se conocen ensayos para realizar la refrigeración de los gases de escape por medio de la inyección de agua. En el documento DE 199 61 540 A1 se describe en este contexto, además, un canal especial de alimentación de aire.

Para la situación inversa de una temperatura demasiado baja del gas se proponen especialmente combustiones adicionales: Para la elevación de la temperatura de los gases de escape se conocen por los más diversos motivos combustiones adicionales en las más diferentes formas de realización con y sin soplante. Los soplantes sirven en este caso, entre otras cosas, para la elevación de la corriente de masas de gas, por ejemplo para asegurar una alimentación suficiente de oxígeno o para garantizar un funcionamiento con carga parcia o bien durante la parada de la instalación de turbina de gas. Por ejemplo, en este contexto se pueden mencionar las siguientes solicitudes: EP 1 050 667 A1; DE 101 09 336 A1; DE 199 61 540 A1; DE 43 19 936 A1; EP 0 967 366 A1; DE 19 7 34 862 A1. En el documento WO 02/090747 A1 se describe un procedimiento para la adaptación de los parámetros del gas caliente de un generador de gas caliente con un proceso conectado a continuación, en el que el gas caliente del generador de gas caliente es alimentado a través de un elemento de conexión al proceso tecnológico, de manera que una parte del gas caliente es disipado a través de un escape y se alimenta en caso necesario calor adicional a la corriente restante de masas de gas caliente por medio de una combustión adicional.

Representación de la invención De acuerdo con ello, la invención tiene el cometido de proporcionar otra posibilidad para poder reaccionar a una

transformación del generador de gas caliente sin grandes modificaciones constructivas de toda la instalación. En este caso se trata de proporcionar, a temperatura demasiado alta de los gases calientes un procedimiento para la adaptación de los parámetros del gas caliente de un generador de gas caliente con proceso tecnológico conectado a continuación, siendo alimentada la corriente de masas de gas caliente cedida por el generador de gas caliente a través de un elemento de conexión al proceso tecnológico.

La solución de este cometido se consigue en un procedimiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 por que a la corriente de masas de gas caliente se alimenta un refrigerante especialmente en la zona del elemento de unión. De esta manera se puede incrementar adicionalmente la zona de de las estrategias de actuación posibles y en determinadas circunstancias se puede mejorar el rendimiento del proceso general. Como refrigerante se contemplan, por ejemplo, gases como aire. Pero también es posible emplear vapores como por ejemplo vapor de agua y/o líquidos, como por ejemplo agua y/o gas de escape, que se recircula curso abajo desde el proceso tecnológico, para influir o bien refrigerar el gas caliente curso abajo del generador de gas caliente.

En efecto, se ha mostrado que en tales transformaciones o bien actualizaciones no sólo se modifica la temperatura de los gases calientes curso abajo del generador de gas caliente, sino al mismo tiempo con frecuencia también la corriente de masas. A través de medidas de transformación, por ejemplo en instalaciones de turbinas de gas se pueden elevar o reducir en el lado del gas tanto las temperaturas como también la corriente de masas individualmente o en combinación. En cualquier caso, incluso con corriente de masas constante se puede realizar la adaptación de la corriente de masas de gas caliente cedida por el generador de gas caliente al proceso tecnológico a través de la influencia sobre la corriente de masas influyendo al mismo tiempo sobre la temperatura de los gases calientes entre el generador de gases calientes y el proceso tecnológico.

Si, por ejemplo, directamente curso abajo del generador de gas caliente la corriente de masas es constante, pero la temperatura es demasiado alta, entonces se puede conseguir una adaptación al proceso tecnológico a través de una derivación parcial de gas caliente a través de un escape dispuesto en la zona del elemento de unión entre el generador de gas caliente y el proceso tecnológico con una influencia simultánea sobre la temperatura (refrigeración) de los gases calientes entre el generador de gas caliente y el proceso tecnológico. De la misma manera, en el caso de una corriente de masas demasiado alta y de una temperatura demasiado alta directamente curso abajo del generador de gas caliente a través de una derivación parcial de gas caliente a través de un escape en la zona del elemento de unión entre el generador de gas caliente y el proceso tecnológico con una influencia simultánea de la temperatura (refrigeración) de los gases calientes entre el generador de gas caliente y el proceso tecnológico se puede realizar una adaptación al proceso tecnológico.

En este contexto hay que indicar que el llamado escape empleado en el marco de esta invención no es equivalente a una desviación. Una desviación, como se conoce ya en el estado de la técnica, sirve para eludir en casos de funcionamiento especiales (arranque de la instalación, parada de la instalación, situaciones de casos de emergencia (el proceso tecnológico conectado a continuación del generador de gas caliente.... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la adaptación de los parámetros del gas caliente de un generador de gas caliente (1) con proceso tecnológico (3) conectado a continuación, en el que la corriente de masas cedida por el generador de gas caliente (1) es alimentada a través de un elemento de unión (2) al proceso tecnológico (3) , y en el que antes de la introducción en el proceso tecnológico (3) se disipa una parte de la corriente de masas de gas caliente a través de un escape (5) y al mismo tiempo se influye sobre la temperatura del gas caliente entre el generador de gas caliente (1) y el proceso tecnológico (3) , caracterizado por que a la corriente de masas de gas caliente se alimenta un refrigerante (6, 8) en la zona del elemento de unión (2) .

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que a la corriente de masas de gas caliente en la zona del elemento de unión (2) se alimenta adicionalmente un medio adicional (7, 8) .

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que la alimentación del refrigerante (6, 8) y/o del medio adicional 7, 8) se realiza en la zona del elemento de unión (2) en un lugar, en el que predomina una presión negativa lo más grande posible o al menos una presión reducida y por que la disipación de una parte de la corriente de masas de gas caliente en el elemento de unión (2) se realiza en un lugar, en el que predomina una presión lo más grande posible.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que en el refrigerante (6) se trata de gases, como por ejemplo aire y/o vapores como por ejemplo vapor de agua, y/o de líquidos, como por ejemplo agua y/o de gas de escape, que es recirculado desde curso abajo del proceso tecnológico (3) .

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que en el medio adicional (7, 8) se trata de un medio adicional para la reducción de las emisiones, como ejemplo amoníaco, urea o gas de escape.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la porción de la corriente de masas de gas de escape (5) descargada a través del escape es regulada, realizándose esta regulación con preferencia en función de la corriente de masas calculada curso arriba del escape (5) , y/o de la temperatura calculada y/o de la velocidad de la circulación calculada, y/o de la presión calculada allí.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que la regulación se realiza con la ayuda de dispositivos de regulación, como por ejemplo trampillas y/o de dispositivos de transporte como por ejemplo soplantes.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se descarga en el intervalo de hasta 15 % de la corriente de masas de gas caliente a través del escape (5) .

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que en el generador de gas caliente (1) se trata de una instalación de combustión, en particular de una instalación de turbinas de gas, y por que en el proceso tecnológico (3) se trata de un generador de agua caliente o de un generador de vapor, en particular de una caldera de calor de pérdida.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que a través del escape

(5) se descarga en el intervalo de 6 a 12 %, con preferencia de 6 a 8 % de la corriente de masas de gas caliente, y por que especialmente se modifica la temperatura del gas caliente entre el generador de gas caliente (1) y el proceso tecnológico (3) en el intervalo desde -20 K hasta +40 K, siendo elevada la temperatura con preferencia en el intervalo hasta 20 K.

11. Dispositivo adecuado para la realización de un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, que presenta un generador de gas caliente (1) , un elemento de unión (2) para la alimentación de la corriente de masas de gas caliente cedida por el generador de gas caliente (1) a un proceso tecnológico (3) siguiente, un escape

(5) para la disipación de una parte de la corriente de masas de gas caliente, estando dispuesto el escape (5) delante de la entrada de la corriente de masas de gas caliente en el proceso tecnológico (3) , y una alimentación de refrigerante (6, 8) dispuesta en la zona del elemento de unión (2) , caracterizado por que el escape (5) está provisto con medios para la reducción regulada de la corriente de masas de gas caliente y los medios para la reducción controlada de la corriente de masas de gas caliente se pueden controlar en función de la corriente de masas calculada curso arriba del escape (5) , y/o de la temperatura calculada allí, y/o de la velocidad de la circulación calculada allí, y/o de la presión calculada allí.