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Hybridbetrieb von Warmwasser Anti-Icing-Systemen bei Gasturbinenanlagen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000022500D
Published in the IP.com Journal: Volume 4 Issue 4 (2004-04-25)
Included in the Prior Art Database: 2004-Apr-25
Document File: 1 page(s) / 189K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Gasturbinen benoetigen zum Betrieb eine Frischluftversorgung. Die benoetigte Frischluft wird ueber ein Leitungssystem von ausserhalb des Gebaeudes durch Ausgleich eines Unterdrucks zugefuehrt (angesaugt). Unterhalb einer gewissen Temperatur der Aussenluft kann sich Eis am/im Ansauggehaeuse bzw. Verdichtereintritt bilden. Aus diesem Grund wird die angesaugte Frischluft unter bestimmten Wetterbedingungen vorgewaermt. Die hierfuer notwendigen Systeme werden Anti-Icing-Systeme genannt. Die klimatischen Bedingungen sind jedoch meistens so, dass die Anti-Icing-Systeme fuer nur kurze Zeit im Jahr benoetigt werden. Durch den Einbau eines Anti-Icing-Systems ergibt sich jedoch ein Nachteil. Der Einsatz von Warmwasser-Anti-Icing-Systemen in Gasturbinenanlagen verursacht, wegen der im Filterhaus integrierten Heizregister, einen zusaetzlichen permanenten Ansaugdruckverlust fuer den Gasturbinenverdichter, und damit einen systembedingten permanenten Leistungsverlust. Dieser Leistungsverlust liegt auch in der Zeit vor, in der das Anti-Icing-System nicht benoetigt wird. Es wird vorgeschlagen, die installierten Heizregister bei Bedarf als Kuehlelemente zu benutzen (Hybridbetrieb). So koennen die Heizregister in der Zeit, in der die Frischluft nicht vorgewaermt werden muss, diese vorkuehlen. Dadurch kann die eingebuesste Leistung, die durch den Einbau der Heizregister entsteht, ausgeglichen werden oder die Gesamtleistung sogar gesteigert werden. Die Heizregister werden ausreichend mit Waermetauscherflaeche ausgestattet, um die Anlage ausreichend zu dimensionieren. Es folgen Optionen der Ausfuehrung: Eine Kuehlanlage (Kompressions- oder Absorptionskaelteanlage) kann in den Wasser/Glykol-Kreislauf eingekoppelt werden. Bei Einsatz einer Absorptions-Kaelteanlage kann dieselbe Waermequelle genutzt werden, die auch fuer den Primaer-Waermetauscher des Anti-Icing-Systems genutzt wird. Zum Schutz der Filterelemente und des Heiz-/Kuehlregisters vor hoher Feuchtigkeit bzw. Kondensation kann eine Kontrolle des Taupunkts der Umgebungsluft stattfinden.

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Hybridbetrieb von Warmwasser Anti-Icing-Systemen bei Gasturbinenanlagen

Idea: Ludwin Ludwig, DE-Erlangen

Gasturbinen benoetigen zum Betrieb eine Frischluftversorgung. Die benoetigte Frischluft wird ueber ein Leitungssystem von ausserhalb des Gebaeudes durch Ausgleich eines Unterdrucks zugefuehrt (angesaugt). Unterhalb einer gewissen Temperatur der Aussenluft kann sich Eis am/im Ansauggehaeuse bzw. Verdichtereintritt bilden. Aus diesem Grund wird die angesaugte Frischluft unter bestimmten Wetterbedingungen vorgewaermt. Die hierfuer notwendigen Systeme werden Anti- Icing-Systeme genannt. Die klimatischen Bedingungen sind jedoch meistens so, dass die Anti-Icing- Systeme fuer nur kurze Zeit im Jahr benoetigt werden. Durch den Einbau eines Anti-Icing-Systems ergibt sich jedoch ein Nachteil. Der Einsatz von Warmwasser-Anti-Icing-Systemen in Gasturbinenanlagen verursacht, wegen der im Filterhaus integrierten Heizregister, einen zusaetzlichen permanenten Ansaugdruckverlust fuer den Gasturbinenverdichter, und damit einen systembedingten permanenten Leistungsverlust. Dieser Leistungsverlust liegt auch in der Zeit vor, in der das Anti-Icing-System nicht benoetigt wird.

Es wird vorgeschlagen, die installierten Heizregister bei Bedarf als Kuehlelemente zu benutzen (Hybridbetrieb). So koennen die Heizregister in der Zeit, in der die Frischluft nicht vorgewaermt werden muss, diese vorkuehlen. Dadurch kann die eingebuesste Leistung, die durch den Einbau der Heizregister entste...