DD270561A5 - Gasturbinenkraftanlage entzuendbar durch wasseranlagernden brennstoff und verfahren zur ausnutzung des heizwertes von besagtem brennstoff - Google Patents
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Abstract
Diese Erfindung betrifft ein mit wasserhaltigem Brennstoff beheiztes Gasturbinenkraftwerk und Verfahren zur Gewinnung von Waermeenergie aus einem wasserhaltigen Brennstoff in einem Gasturbinenkraftwerk. Das Kraftwerk besteht aus einer Hochdruckverbrennungseinheit, einer Gasturbine, einem Generator und Waermerueckgewinnungseinheiten, wobei die nahe des Ausgangs der Gasturbine mit dem System verbunden sind. Nach der erfindungsgemaessen Loesung wird der wasserhaltige Brennstoff unter Hochdruck durch die Waermeenergie der Turbinenabgase getrocknet, und der in der Trocknerstufe erzeugte Dampf wird dem Hochdruckabschnitt des Verbrennungsprozesses an einem Punkt zwischen einem Kompressor und der Turbine zugefuehrt, d. h. beispielsweise in die Verbrennungs- oder Vergasungseinheit. Das nach der Erfindung vorliegende System ermoeglicht die Nutzung des Waermewertes von Brennstoffen mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt.
Description
Hierzu 1 Seite Zeichnung
Die Erfindung betrifft ein mit wasserhaltigem Brennstoff beheiztes Gasturbinenkraftwerk, das aus einer Hochdruckverbrennungs- oder Vergasungseinheit, einer Brennstoffzuführungsvorrichtung zur Zuführung von Brennstoff in die Verbrennungs- oder Vergasungseinheit und einer Gasturbine zur Nutzung der Trägheitsenergie der Rauchgase besteht, in dem wenigstens ein Rauch- oder Abgasrohr, das an der Verbrennungs· oder Vergasungseinheit angebracht ist und durch welches die
Verbrennungsprodukte des Brennstoffs in die Gasturbine eingespeist werden können sowie Gas-Skrubberelemente, die an den Rauchgasrohren angebracht sind und mit deren Hilfe die Rauchgase gewaschen werden können, angeordnet ist und ein Kompressor vorgesehen ist, der durch die Gasturbine angetrieben wird, wodurch ein positiver Druck in die Verbrennungs- oder Vergasungseinheit gebracht werden kann, wobei weiterhin ein Generator, der durch die Gasturbine angetrieben wird und durch welchen Elektroenergie erzeugt werden kann und Abgaswärmerückgewinnungselemente, die dicht am Auslaß der Gasturbine angeordnet sind und für die Rückgewinnung von Wärmeenergie aus den Abgasen geeignet sind, vorgesehen sind, sowie ein Verfahren zur Nutzung des Heizwertes des Brennstoffes.
Es ist bekannt, vorgetrocknete, feste Brennstoffe, z. B. Torf, Holzspäne oder Kohle, bei geringem Druck unter Verwendung eines rostgefeuerten Kessels, einem mit pulverisierenden Brennstoff beheizten Kessel oder einem Wirbelschichtkessel zu verbrennen. Auf diesem Gebiet werden bekannterweise auch Heizöl und Naturgas für die Erzeugung von Wärme- oder Elektroenergie in einem Gasturbinenprozeß eingesetzt. Die bekannten Verfahren können auch durch als Clausius-Rankine-Prozeß, bei dem im Abgaskessel der Turbine Dampf erzeugt und in eine gesonderte Dampfturbine eingespeist wird, ergänzt. Bei einer modernen Modifikation des Verfahrens wird Dampf als Einspritzd'mpf in die Gasturbine selbst eingeführt, wodurch sowohl die Massenströmung durch die Turbine als auch der Heizwert des Gases erhöht und die abgegebene Leistung an der Gasturbinenwelle sowie der Wirkungsgrad des Verfahrens erhöht werden. Es gibt auch Versuchsanlagen, die Kohle zum Beheizen der Gasturbine zu verwenden.
Ein Nachteil des herkömmlichen Verfahrens besteht darin, daß besonders die Verwendung von Torf zum Beheizen herkömmlicher Kessel in kleinen Kraftwerken auf Grund der hohen Kosten des vorangehenden Entwässerungsprozesses des Torfes unwirtschaftlich ist. Außerdem ist die herkömmliche Konstruktion einer Gasturbine nicht für die Torfbeheizung anwendbar.
Ziel der Erfindung
Es ist das Ziel der Erfindung, ein mit wasserhaltigem Brennstoff beheiztes Gasturbinenkraftwerk und ein Verfahren zur Ausnutzung des Heizwertes des Brennstoffes zur Anwendung zu bringen, mit denen es möglich ist, einen hohen Wirkungsgrad der Dampferzeugung bei geringen Kosten zu erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabezugrunde, ein mit wasserhaltigem Brennstoff beheiztes Gasturbinenkraftwerk und ein Verfahren zur Ausnutzung des Heizwertes des Brennstoffes zu schaffen, das eine Verbrennung bei gleichzeitiger Ausnutzung des aus der Entwässerung des Brennstoffes entstehenden Wasserdampfes mit großem Ausnutzungsgrad des Heizwertes gestattet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Hochdrucktrockner, aus dem der Brennstoff entweder in die Verbrennungs- oder in die Vergasungseinheit eingeführt werden kann, und Wärmeaustauscholemente, welche den Trockner und die Turbinenabgaswärmerückgewinnungselemente miteinander verbinden und in denen die zurückgewonnene Wärmeenergie der Abgase zum Trockner geleitet werden kann, um den wasserhaltigen Brennstoff zu trocknen, und durch . welche der erzeugte Dampf in den Hochdruckabschnitt des Verfahrens an einem Punkt zwischen dem Kompressor und der Turbine in beispielsweise die Verbrennungs- oder Vergasungseinheit eingeführt werden kann, vorgesehen ist. Es ist im Sinne der Erfindung, daß der Hochdrucktrockner ein Wirbelschichtdampftrockner ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist es, daß bei dem Vorhandensein von Dampfzuführungsrohren, die an den Abgas- oder Rauchgaswärmerückgewinnungselementen angebracht sind, zur Zuführung von Einspritzdampf die Dampfzuführungsrohre an einem Ende mit dem Hochdruckabschnitt des Verfahrens an einem Punkt zwischen dem Kompressor und der Turbine verbunden sind, um den Einspritzdampf beispielsweise der Verbrennungs- oder Vergasungseinheit zuzuführen.
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet eine besonders intensive Ausnutzung des Heizwertes des Brennstoffes im Rahmen seiner Verwendung in dem Gasturbinenkraftwerk nach der Erfindung, wobei der Brennstoff unter hohem Druck durch die Wärmeenergie getrocknet wird, die von den Rauchgasen nach Passieren der Dampfturbine zur Verfügung steht, und der im Trocknungsprozeß erzeugte Dampf in den Hochdruckabschnitt des Verfahrens an einem Punkt zwischen dem Kompressor und der Turbine beispielsweise in die Verbrennungs- oder Vergasungseinheit eingeführt wird.
Es ist eine sinnvolle Ausübungsform der Erfindung, bei welcher der durch die Wärmerückgewinnungselemente erzeugte Dampf als Einspritzdampf in den Hochdruckabschnitt des Verfahrens an einem Punkt zwischen dem Kompressor und der Turbine beispielsweise zur Verbrennungs- oder Vergasungseinheit eingeführt wird und der Brennstoff in einem Wirbelschichttrockner getrocknet wird.
Als signifikant sind folgende Vorteile zu nennen:
Das Gasturbinenkraftwerk nach der Ei findung gestattet eine Nutzung des Heizwertes eines Brennstoffes, ohne eine komplizierte Vorbehandlung ausführen zu müssen. Besondere Vorteile werden bei der Verbrennung von Torf erzielt. In diesem Fall verringert der Feuchtigkeitsgehalt des Torfes nicht den Wirkungsgrad des Verfahrens, dessen Feuchtigkeit wird vielmehr vorteilhaft genutzt. Im günstigsten Fall reicht die bloße mechanische Verdichtung des Torfes aus, um die Vorbearbeitung und Entwässerung des Torfes beim Torfabstrich entfallen lassen zu können. Trotz der hohen Anfangskosten der Hochdrucktrocknerkonstruktion wird auf Grund des niedrigen Preises des Brennstoffes im Vergleich zu den gegenwärtig eingesetzten Brennstoffen eine kosteneffektive Lösung erreicht. Der Preis des Torfes, der im Verfahren eingesetzt werden kann, liegt wesentlich niedriger, als der
von getrocknetem Torf. Die Zusatzausrüstung nach der Erfindung bringt keine zusätzlichen Kosten gegenüber det herkömmlichen Technologie. Eine besonders vorteilhafte Situation ergibt sich, wenn das Gasturbinenkraftwerk in der Nähe eines Torfstiches errichtet werden kann, wodurch die Transportkosten für den Brennstoff auf ein Minimum beschränkt werden.
Die Erfindung soll anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispieles erläutert werden, das durch die beigefügte Zeichnung veranschaulicht wird.
Die Zeichnung zeigt schematisch ein Gasturbinenkraftwerk, das mit einem wasserhaltigen Brennstoff arbeitet. Typische Konstruktionswerte für das im Ausführungsbeispiel dargestellte Verfahren werden in der Tabelle 1 gegeben, ergänzt durch eine Energiebilanz in der Tabelle 2.
Der Brennstoff wird in einem Verbrennungsraum oder einer Verbrennungseinheit 7 verbrannt, die eine Verbrennungskammer aufweist, welche mit einem Kompressor 9 auf einen positiven Druck gebracht wird. Der Kompressor 9 führt die erforderliche Verbrennungsluft zu, welche über eine Druckluftleitung 10 in die Verbrennungseinheit 7 eingeführt wird. Über ein Zusatzdampfrohr β wird der Verbrennungseinheit 7 ein Teil des Dampfes zugeführt, der in einem Dampfabscheider 5 vom Torfbrennstoffstrom abgetrennt wird, während ein anderer Teil des Dampfes einem Trockner 2 zugeführt wird. Weiterhin wird in dieVerbrennungseinheit7 Dampf über ein Rohr 21 von einem getrennten Dampferzeuger 20 zugeführt. Durch die Zuführung des Dampfes in die Verbrennungseinheit wird ein Mittel für die Kontrolle der Austrittsgastemperatur geschaffen, wobei der Dampf an die Stelle überschüssiger Einlaßluft tritt, die normalerweise t ^forderlich ist. Durch die Dampfzufuhr werden die Kompressorenergieverluste verringert, was zu einer höheren abgegebenen Nettoleistung der Turbine führt. Ein Teil der Brennstoffasche wird über Kanäle 22 unmittelbar aus der Verbrennungseinheit 7 abgeführt. Der Rest der Asche gelangt mit dem Abgasstrom zu einem Abgasrohr 8 und weiter zu einem Heiß-Skrubber 13, wo sie über eine Verbindung 14 aus der Turbine entfernt wird. Die Abgasleitung kann mit einem gesonderten Skrubber 11 versehen werden, der die größten Teilchen &us den Rauchgasen entfernt und sie über ein Rückführrohr 12 wieder der Verbrennungseinheit 7 zuführt.
Hinter dem Rauchgas-Skrubber 13 werden die Rauchgase weiter über das Abgasrohr 8 einer Gasturbine 15 zugeführt, wo sich die Gase ausdehnen und Initial- oder Trägheitsenergie erzeugen. Die Trägheitsenergie wird zum Rotieren dos Kompressors 9 und eines Elektroenergie erzeugenden Generators 16 verwendet, die beide an der Turbinenwelle angebracht sind. Die eingesetzte Turbine ist eine Gasturbine Typ GT 35 C von der Asea Stal Ab. Hinter der Gasturbine 15 werden die Abgase in eine gesonderte Abwärmerückgewinnungseinheit 17 geführt, in welcher ein Wasserzirkulationskreislauf heißen Dampf erzeugt und in eine Rohrleitung 18 einspeist, in welcher die im Dampf enthaltene Energie in den Trockner 2 eingespeist wird, um für die Entwässerung des Brennstoffs verwendet zu werden. Dem Rohr 18 ist eine Wasserumlaufpumpe 19 zugeordnet. Aus der Abwärmerückgewinnungseinheit 17 werden die Abgase in einen Dampferzeuger 20 eingeführt, in welchem die noch in den Abgasen enthaltene Wärmeenergie zur Erzeugung von Dampf verwendet werden, der in das Dampfrohr 21 gelangt. Die Reihenfolge von Dampferzeuger 20 und Wärmerückgewinnungseinheit 17 kann im erforderlichen Maße ausgetauscht werden. Es ist vorstellbar, daß beide Einheiten durch eine Kombinationseinheit ersetzt werden. Außerdem kann die Wärmerückgewinnungseinheit 17 statt für die Dampferzeugung entweder zum Erhitzen von heißem Wasser oder zum Überhitzen des bei der Brennstoffentwässerung eingesetzten Dampfes verwendet werden.
Das Brennstoffausgangsmaterial wird über eine Hochdruckverbindung dem Hochdrucktrockner 2 zugeführt. Die Berechnungen zum Ausführungsbeispiel basieren auf dem Einsatz von gemahlenem Torf mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 70%. Es kann auch Torf eingesetzt werden, der direkt aus einem mechanischen Entwässerungsprozeß kommt und einen Feuchtigkeitsgehalt von mehr als 80% hat. Wenn der Trocknungsprozeß (Entwässerungsprozeß) unter dem Druck des Verbrennungsprozesses durchgeführt wird, kann das im Torf enthaltene Wasser als Verfahrensmedium gewonnen werden, wenn es in Form gesättigten Dampfes in die Verbrennungskammer eingeführt wird. Im Prinzip kann der eingesetzte Brennstoff jeder wasserhaltige feste oder flüssige Brennstoff sein. Der gemahlene Torf wird im Hochdrucktrockner 2 auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 20% getrocknet. Im Ausführungsbeispiel ist der Hochdrucktrockner 2 ein Wirbelschichtdampftrockner, es kann aber für das Verfahren jeder Typ von Hochdrucktrockner eingesetzt werden. Ein Teil des erzeugten Dampfes wird durch ein Wirbelzuggebläse 3 wieder in Umlauf gebracht, um das Material im Bett in Wirbelbewegung zu halten. Energie zum Trocknen wird über die Rohrleitung 18 aus der Rückgewinnungseinheit für Abwärme 17 der Gasturbine 15 zugeführt.
Die Verbrennungseinheit 7 kann auch durch eine vollständige oder teilweise Vergasung des Brennstoffes und die Verbrennung des erzeugten Gases eingesetzt werden. Bei diesen Anwendungsbeispielen erfolgt vor der Verbrennung im allgemeinen das Waschen des Gases, wodurch die Skrubb-Temperatur der Gase von der Einlaßtemperatur der Gasturbine 15 unabhängig ist. Außerdem ist in diesem Fall die Höchsttemperatur der Gasturbine 15 in dem Maße, wie die Temperatur der Verbrennungseinheit 7 abhängig.
Die Vergasung kann als Luft-, Sauerstoff- oder pyrolytische Vergasung erfolgen. Bei der Sauerstoffvergasung wird der Kompressor 9 durch einen Sauerstoffgenerator oder eine Speichereinheit oder durch einen Sauerstoffgenerator und einen Kompressor ersetzt. Der Prozeß kann auf alle Vergasungsreaktortypen und Verbrennungsmethoden abgestimmt werden. Das Gas-Skrubben oder Gaswaschen kann entweder bei der Verbrennungs- oder bei der Vergasungstemperatur oder bei jeder niedrigeren Temperatur erfolgen. Der Dampfstrom aus den Rohren 6; 21 kann als Einspritzdampf in die Verbrennungskammer oder die Vergasungseinheit oder in jeden Teil der Hochdruckgasleitung — vor oder hinter der Verbrennungseinheit oder Vergasungseinheit—erfolgen. Der Dampfstrom kann auch zu einein Punkt zwischen den Stufen der Gasturbine 15 geleitet werden. Wenn das Verbrennungs- oder Vergasungsgas gekühlt werden muß, kann die beim Kühlverfahren freigesetzte Energie dazu benutzt werden, um beispielsweise Dampf zu erzeugen, der dann prinzipiell auf die gleiche Weist wie der Dampfstrom vom Dampfrohr 21 zugeführt wird. Eine Trennung von Dampf und Torf im Dampfabscheider 5 ist nicht notwendig, vielmehr können der Brennstoff und der erzeugte Dampf auch miteinander vermischt in die Verbrennungseinheit oder Vergasungseinheit eingeführt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel beträgt der elektrische Wirkungsgrad der Verfahrens etwa 45%. Durch Erhöhung der Einlaßtemperatur des Gasturbine 15 von dem beim Ausführungsbeispiel genutzten Wert von 8500C auf einen höheren Wert kann eine erhebliche Verbesserung des Wirkungsgrades erreicht werden. Das ist besonders in Verbindung mit der
Vergasungstechnologie der Fall, bei der die Temperaturen der Verbrennungseinheit oder des Gas-Skrubbers 13 nicht die Grenzen für die Einlaßtemperatur der Gasturbine 15 in dem Maße bestimmen, wie das bei Ausführungsbeispielen auf der Grundlage der Verbrennung der Fall ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel resultiert die Einlaßtemperatur von 85O0C aus der maximal zulässigen Verbrennungstemperatur im Wirbelschichtbett. Es ist zu erkennen, daß mit abnehmendem Wert des Feuchtigkeitsgehaltes im Brennstoff die Menge des im Dampferzeuger 20 erzeugten Dampfes erhöht und die in der Abwärmerückgewinnungseinheit 17 gewonnene Energie verringert wird. Bei zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt gilt das Gegenteil.
Angesichts der Anpassungsfähigkeit der Erfindung ist die Zufuhr von zusätzlichem Dampf über die Rohrleitung 21 nicht absolut wesentlich.
| Bezugszeichen | Massenstrom | Temperatur | Druck | Material |
| m(kg/s) | t(O | P (Bar) | ||
| 1 | 10,1 | 15 | 13,5 | Torf, Fg. 70% |
| 4 | 3,8 | 150 | 13,5 | Torf, Fg. 70% |
| 6 | 6,3 | 212 | 13,5 | Dampf |
| 22 | 0,06 | 150 | 13,0 | Asche |
| 23 | 87,9 | 850 | 12,5 | Rauchgas |
| 24 | 87,8 | 425 | 12,0 | Rauchgas |
| 26 | 87,8 | 256 | Rauchgas | |
| 27 | 87,8 | 237 | 1 | Rauchgas |
| 29 | 9,3 | 227 | 22 | Dampf |
| 30 | 9,3 | 0 | 22 | Wasser |
| 25 | 74,9 | 349 | 1 | Luft |
| 10 | 74,9 | 150 | 13,0 | Luft |
| 14 | 0,09 | 5 | 13,0 | Asche |
| 31 | 3,1 | 190 | 12,5 | Wasser |
| 21 | 3,1 | 173 | 12,5 | Dampf |
| 28 | 87,8 . | 15 | 1 | Rauchgase |
(Fg. = Feuchtigkeitsgehalt)
Eingangsenergie im Brennstoff Turbinenträgheitsenergie Kompressoreingangsenergie Abgegebene Nettoenergie (für die Erzeugung von Elektroenergie verfügbar) Elektrischer Wirkungsgrao
45,9 MJ/s 47,7 MJ/s 27,1 MJ/s 20,7 MJ/s
45%
Claims (5)
1. Mit wasserhaltigem Brennstoff beheiztes Gasturbinenkraftwerk, z. B. Torf, bestehend aus einer Hochdruckverbrennungs- oder Vergasungseinheit, einer Brennstoffzuführungsvorrichtung zur Zuführung von Brennstoff in die Verbrennungs- oder Vergasungseinheit sowie einer GasturLine zur Nutzung der Trägheitsenergie der Rauchgase und wenigstens einem Rauch- oder Abgasrohr, das an der Verbrennungs· oder Vergasungseinheit angebracht ist und durch welches die Verbrennungsprodukte des Brennstoffs in die Gasturbine eingespeist werden können, wobei Gas-Skrubberelementen, die an den Rauchgasrohren angebracht sind und mit deren Hilfe die Rauchgase gewaschen werden können, vorgesehen sind und ein Kompressor, der durch die Gasturbine angetrieben wird, mit dem ein positiver Druck in die Verbrennungs- oder Vergasungseinheit gebrach: wird sowie einem Generator, der durch die Gasturbine angetrieben wird und durch welchen Elektroenergie erzeugt werden kann und Abgaswärmerückgewinnungselementen, die dicht am Auslaß der Gasturbine angeordnet sind und für die Rückgewinnung von Wärmeenergie aus den Abgasen geeignet sind, gekennzeichnet durch einen Hochdrucktrockner (2), aus dem der Brennstoff entweder in die Verbrennungs- oder in die Vergasungseinheit (7) eingeführt werden kann, Wärmeaustauscher (18), welche den Trockner (2) und die Turbinenabgaswärmerückgewinnungselemente (17) miteinander verbinden und in denen die zurückgewonnene Wärmeenergie der Abgase zum Trockner (2) geleitet werden kann, um den wasserhaltigen Brennstoff zu trocknen, wobei durch die Wärmeaustauscher (18) der erzeugte Dampf in den Hochdruckabschnitt des Verfahrens an einem Punkt zwischen dem Kompressor (9) und der Turbine (15) in beispielsweise die Verbrennungs- oder Vergasungseinheit (7) eingeführt werden kann.
2. Gasturbinenkraftwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdrucktrockner (2) ein Wirbelschichtdampftrockner ist.
3. Gasturbinenkraftwerk nach Anspruch 1 oder 2 mit Dampfzuführungsrohren, die an den Abgas- oder Rauchgaswärmerückgewinnungselementen angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zuführung von Einspritzdampf die Dampfzuführungsrohre (21) an einem Ende mit dem Hochdruckabschnitt an einem Punkt zwischen dem Kompressor (9) und der Turbine (15) verbunden sind, um den Einspritzdampf beispielsweise der Verbrennungs- oder Vergasungseinheit (7) zuzuführen.
4. Verfahren zur Gewinnung von Wärmeenergie aus einem wasserhaltigen Brennstoff, z. B. Torf, in einem Gasturbinenkraftwerk, bei welchem Brennstoff in eine Hochdruckverbrennungs· oder -vergasungseinheit eingeführt wird, um den Brennstoff zu verbrennen oder zu vergasen und die erzeugten Rauchgase über Gas-Skrubberelemente (11) einer Gasturbine (15) zugeführt werden, um die Trägheits- und Wärmeenergie der Rauchgase zu nutzen, wobei die erzeugte Trägheitsenergie dazu verwendet wird, einen Kompressor (9) anzutreiben, dereinen positiven Druck in der Verbrennungs-oder Vergasungseinheit (7) bewirkt, und um einen Generator (16) für die Erzeugung von Elektroenergie anzutreiben, und die Wärmeenergie der Rauchgase nach Passieren der Gasturbine durch Wärmerückgewinnungselemente (17,20) gewonnen wird, um Dampf oder überhitzten Dampf zu erzeugen oder Wasser zu erhitzen, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff unter hohem Druck durch die Wärmeenergie, die von den Rauchgasen nach dem Passieren der Dampfturbine zur Verfügung steht, getrocknet wird und der im Trocknungsprozeß erzeugte Dampf in den Hochdrucka'oschnitt an einem Punkt zwischen dem Kompressor (9) und der Turbine (15) beispielsweise in die Verbrennungs- oder Vergasungseinheit (7) eingeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der durch die Wärmerückgewinnungselemente erzeugte Dampf als Einspritzdampf in den Hochdruckabschnitt des Verfahrens an einem Punkt zwischen dem Kompressor und der Turbine beispielsweise zur Verbrennungs-oder Vergasungseinheit eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff in einem Wirbelschichttrockner getrocknet wird.
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| FR2674290B1 (fr) * | 1991-03-18 | 1993-07-09 | Gaz De France | Systeme a turbine a gaz naturel a vapeur d'eau fonctionnant en cycle semi ouvert et en combustion stóoechiometrique. |
| US5685138A (en) * | 1995-02-09 | 1997-11-11 | Fluor Corporation | Integrated drying of feedstock feed to IGCC plant |
| US6141796A (en) * | 1996-08-01 | 2000-11-07 | Isentropic Systems Ltd. | Use of carbonaceous fuels |
| EP0924412B1 (de) * | 1997-12-17 | 2004-04-14 | ALSTOM Technology Ltd | Verfahren zum Betrieb einer Gasturbogruppe |
| EP0924406A1 (de) * | 1997-12-18 | 1999-06-23 | Asea Brown Boveri AG | Gasturbine mit in der Abgasströmung parallel angeordneten Rekuperator und Dampferzeuger |
| FI111182B (fi) * | 2000-12-29 | 2003-06-13 | Fortum Oyj | Kattilan ja höyryturbiinin välinen kytkentärakenne ja menetelmä höyryturbiinin syöttöveden esilämmityksessä ja sen säädössä |
| US7685737B2 (en) | 2004-07-19 | 2010-03-30 | Earthrenew, Inc. | Process and system for drying and heat treating materials |
| US7451591B2 (en) * | 2006-05-08 | 2008-11-18 | Econo-Power International Corporation | Production enhancements on integrated gasification combined cycle power plants |
| US8631658B2 (en) * | 2008-03-07 | 2014-01-21 | Clean Energy Systems, Inc. | Method and system for enhancing power output of renewable thermal cycle power plants |
| GB0808200D0 (en) * | 2008-05-06 | 2008-06-11 | Invista Technologies Srl | Power recovery |
| US8806849B2 (en) * | 2008-07-30 | 2014-08-19 | The University Of Wyoming | System and method of operating a power generation system with an alternative working fluid |
| US20100024378A1 (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-04 | John Frederick Ackermann | System and method of operating a gas turbine engine with an alternative working fluid |
| US20100326084A1 (en) * | 2009-03-04 | 2010-12-30 | Anderson Roger E | Methods of oxy-combustion power generation using low heating value fuel |
| US20120297775A1 (en) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | Flexenergy, Inc. | Integrated gasifier power plant |
| RU2477421C1 (ru) * | 2011-11-21 | 2013-03-10 | Лариса Яковлевна Силантьева | Комплекс энергогенерирующий |
| CN104619971B (zh) * | 2012-12-28 | 2018-08-03 | 凤凰生物能源有限公司 | 将生物质原料的能量转移至至少一个能量用户的方法和设备 |
| EP2853718B1 (de) | 2013-09-27 | 2020-06-24 | Ansaldo Energia IP UK Limited | Verfahren zur Abgasbehandlung für ein Gasturbinensystem und Abgasbehandlungsanordnung |
| CN104712430A (zh) * | 2013-12-15 | 2015-06-17 | 谢长清 | 一种使用块状固体燃料的内燃机 |
| CN114370896B (zh) * | 2021-12-29 | 2024-03-19 | 贵州电网有限责任公司 | 一种膨胀发电系统蓄热罐加热发电能力监测方法 |
| CN114484449A (zh) * | 2022-03-10 | 2022-05-13 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种风光驱动固废处理的多联供装置系统 |
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| US2677237A (en) * | 1950-09-14 | 1954-05-04 | Power Jets Res & Dev Ltd | Gas turbine power plant utilizing solid water-bearing fuel |
| US2677236A (en) * | 1950-09-14 | 1954-05-04 | Power Jets Res & Dev Ltd | Gas turbine power plant and method utilizing solid water-bearing fuel |
| GB781430A (en) * | 1954-04-24 | 1957-08-21 | Ruston & Hornsby Ltd | Improvements in or relating to gas turbine engines |
| GB1004139A (en) * | 1963-05-16 | 1965-09-08 | Centrax Ltd | Gas turbine power plants |
| US3359723A (en) * | 1965-10-29 | 1967-12-26 | Exxon Research Engineering Co | Method of combusting a residual fuel utilizing a two-stage air injection technique and an intermediate steam injection step |
| DE2429993C3 (de) * | 1974-06-22 | 1984-01-05 | Krupp-Koppers Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zum Erzeugen elektrischer Energie |
| US4245395A (en) * | 1974-10-02 | 1981-01-20 | Monash University | Fluidized bed drying |
| US4209304A (en) * | 1978-06-30 | 1980-06-24 | Texaco Inc. | Coal gasification-method of feeding dry coal |
| JPS5612006A (en) * | 1979-07-12 | 1981-02-05 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Steam-gas mixing type turbine prime mover |
| SE8001272L (sv) * | 1980-02-18 | 1981-08-19 | Stora Kopparbergs Bergslags Ab | Sett att framstella elenergi i kombination med framstellning av torvbrensle |
| JPS6027895A (ja) * | 1983-07-26 | 1985-02-12 | 三菱重工業株式会社 | 高速増殖炉 |
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