Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 19. 11 maj 1954 - Gasturbiner och strålmotorer i kemisk industri, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
428
TEKNISK TIDSKltlFT
Fig. 4. Termisk verkningsgrad för gasturbin med öppen
krets utan värmeväxlare vid kompressionsförhållandena
2, 4, 6, 8 och 10; kompressorns verkningsgrad 86 °/o,
turbinens 88 9lo.
Halvsluten krets uppstår genom kombination av öppen
och sluten krets. Vid ett utförande enligt denna princip
(fig. 2) bildar komponenterna 1—7 en sluten krets. I
denna trycker kompressorn 9 in extra luft medan exakt
samma mängd lämnar den genom turbin 10. Den extra
luften införs vid en punkt i det slutna systemet, där
trycket är 4,2 kp/cm2. Därefter följer den med den
cirkulerande luften genom kylare, kompressorer och
värmeväxlare till luftvärmaren. Från denna går en del av luften till
turbin 6 och en del, motsvarande den intagna extra
luften, till turbin 10 och därefter ut i atmosfären.
Lågtrycksånga och elenergi
Vid många kemiska processer behöver man
lågtrycksånga för upphettning och elenergi för t.ex. pumpar och
omrörare. Ånga och elenergi kan fås från en
mottrycks-ångturbin, men denna kan också med fördel kombineras
med gasturbiner (Tekn. T. 1953 s. 873). En av de första
tillämpningarna av denna princip är en brittisk
konstruktion av 1944 (fig. 3 upptill) vid vilken två öppna
kompres-sor-gasturbinsystein används. Luften går in i
lågtryckskompressorn, genom en mellankylare till
högtryckskompressorn och från denna till brännkammaren.
Förbränningsgaserna driver först en högtrycksturbin, till vilken
högtryckskompressorn är kopplad, och därefter en
lågtrycksturbin. Gaserna från denna passerar en avgaspanna
innan de går ut i luften. Ångan driver en mottrycksturbin
och används sedan för upphettning.
En svårighet, som ofta uppstår vid samtidig värme- och
kraftalstring med en mottrycksturbin, är att få värme-
Fig. 5.
Gasturbinanläggning
för gasverk.
och kraftbehovet att passa ihop. Oin kraftbehovet är större
än värmebehovet, måste man också driva en
kondense-ringsturbin, där ångan inte kan utnyttjas fullständigt.
Denna svårighet kan övervinnas genom att kombinera
mot-trycksångturbinen med en gasturbin (fig. 3 nedtill).
Tryckluft från kompressorn leds genom en värmeväxlare till en
luftvärmare i ångpanneanläggningen, går därefter
genom gasturbinen, värmeväxlaren och en ekonomiser och
används slutligen helt eller delvis som förbränningsluft till
ångpannan.
Ångan leds från ångpannan genom mottrycksturbinen till
ångslingor i apparaturen där den kondenseras;
kondensatet går genom två seriekopplade ekonomisrar och
tillbaka till pannan. Mottrycksturbinen driver en generator,
och gasturbinen ger tillräcklig effekt för kompressorn och
en generator eller annan maskin. Man kan öka systemets
mekaniska effekt genom att förse det med en
brännkammare efter luftvärmaren eller genom att föra in mer luft
än som behövs till förbränning i pannan.
Man har beräknat kolförbrukningen för en anläggning
som skall ge 12 500 kW och 45 t/h ånga med 3 kp/cm2
och 165°G. Vid användning av vanlig mottrycksturbin
måste pannan ge 68 t/h ånga med 83 kp/cm2 och 500°C av
vilken ca 23 t/h skall gå till en kondenseringsturbin.
Kolförbrukningen blir då 8,6 t/h. En anläggning med gasturbin
behöver bara ge 45 t/h ånga, och kolförbrukningen blir
då 7,9 t/h. Mottrycksturbinen skulle ge ca 7 500 kW och
gasturbinen ca 5 000 kW. Man sparar alltså 0,7 t/h kol,
men gasturbinen medför en ökning av
anläggningskostnaden.
Heta gaser
För att heta, gasformiga biprodukter skall kunna
utnyttjas effektivt i en gasturbin fordras att deras temperatur
överstiger ett visst minimivärde. Under detta, som bestäms
av kompressionsförhållandet, faller nämligen
kompressor-turbinsystemets termiska verkningsgrad mycket snabbt
ined gasens temperatur (fig. 4). Förbränningsgaserna från
t.ex. retorterna i gasverk har tillräckligt hög temperatur
för att ined fördel kunna kylas genom expansion i en
gasturbin, och man har också bl.a. i Storbritannien börjat
alstra elenergi på detta sätt (Tekn. T. 1951 s. 601).
I Coventry finns sålunda en gasturbinanläggning för 27
I/h gas av 800°C. Man använder sluten krets (fig. 5) för
att undvika avsättningar i turbinen och korrosion av
denna. Totala kompressionsförhållandet är 4 och
minimi-trycket 2 kp/cm2. Förbränningsgasernas temperatur sänks
i luftvärmaren från 800 till 475°C och sedan till 230°C i
avgaspannan som täcker gasverkets behov av ånga med
8,5 kp/cm2 tryck. Generatorn ger 700 kW.
I ett petroleumraffinaderi får man vid regenerering av
katalysator för krackningsanläggningen 125 t/h dammig
gas med 590°C. Den innehåller kolmonoxid och har ett
värmevärde på 150 kcal/kg. Genom förbränning kan gasens
temperatur höjas till 720°C. I en luftvärmare av rimlig
storlek kan inan sänka gasens temperatur till 400°C och i en
gasturbinanläggning med sluten krets få ut en effekt på
3 300 kW. Man kan lämpligen använda den utvunna energin
för att driva de centrifugalkompressorer som ger tryckluft
till katalysatorregeneratorn. Det är också tänkbart att
använda en gasturbinanläggning med halvsluten krets varvid
den extra luften tas från centrifugalkompressorerna.
Ofta är det fördelaktigt att använda het gas vid torkning
av kemiska produkter. Man kan nämligen genom höjning
av gastemperaturen förkorta torktiden och minska
värmebehovet. Detta kan t.ex. falla med ca 40 °/o vid användning
av en torktemperatur på 350°C i stället för 100°C.
Torkning kan därför ofta med fördel ske med avgaser från en
gasturbin som driver en generator. Har turbingeneratorn
t.ex. 20 °/o verkningsgrad och 70% av värmet i avgaserna
utnyttjas för torkning, blir för kraftalstringen
verkningsgraden ca 45 °/o.
Man kan torka hö och vissa kemiska produkter i gaser
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
