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Brenngasversorgungssysteme

Brenngasversorgungsanlagen dienen dazu, den Brennstoff (Erdgas) für Gasturbinen oder Kesselanlagen auf die für die Brenner notwendigen Konditionn aufzubereiten. Großverbraucher werden in der Regel über einen direkten Anschluss an das Erdgas-Hochdrucknetz versorgt und müssen daher für die Brenner auf ein niedrigeres Niveau reduziert werden.

In Gasturbinenkraftwerken wird das Gas auf hohe Temperaturen (ca. 215 °C, je nach Turbinentyp und Hersteller) erhitzt, um den Wirkungsgrad der Turbine zu erhöhen.

Um die in den Brenngasanlagen eingesetzten Geräte vor Beschädigung und Verschleiß am Eingang der Anlagen zu schützen, ist eine effiziente Reinigung des Gases erforderlich. Das Gas kann durch Feststoffe wie Rost, Sand oder ähnliches und durch Flüssigkeiten wie Wasser oder Kohlenwasserstoffe verunreinigt sein. Je nach Verschmutzung muss ein Filter-Separator konstruiert werden, um das Gas von allen unerwünschten Stoffen zu reinigen.

Üblicherweise wird der verbrauchte Brennstoff zur Abrechnung oder zur internen Berechnung des Wirkungsgrades der Wärme-/Stromerzeugung gemessen. Für die Dosierung können variabel technische Geräte eingesetzt werden. Die gebräuchlichsten Zähler sind Turbinen-Durchflussmesser und Ultraschall-Durchflussmesser. Der Zähler zählt den aktuellen Durchfluss und misst parallel die Betriebstemperatur und den Druck. Mit diesen Daten wird der Nenndurchfluss berechnet.

Um auch den Energieinhalt der Strömung zu erhalten, wird der Heizwert des Brennstoffes benötigt. Dazu wird ein Gaschromatograph im System installiert. Dieses Gerät analysiert Online-Proben des Brenngases, zeigt die Gaszusammensetzung an und berechnet den Heizwert des Gases. Mit dem Nenndurchfluss und dem Heizwert wird der Wärmeinhalt berechnet und dies ist die Grundlage für die Abrechnung und für die Bestimmung des Wirkungsgrades des Wärme- / Stromerzeugers. Als Ersatz für den Gaschromatographen kann der Brennwert im Durchflussrechner programmiert werden oder der Wert wird vom Brenngaslieferanten online unterstützt.

Zur Versorgung der Brenner des Stromerzeugers muss in der Regel der Druck von einem höheren auf ein niedrigeres Niveau reduziert werden. Durch die Expansion des Gases sinkt die Gastemperatur und um diesen Vorgang (Joule-Thompson-Effekt) zu kompensieren, wird das Gas vor der Expansion vorgewärmt. Die Vorwärmung kann durch Elektroheizungen oder durch Warmwasserwärmetauscher, gespeist durch Warmwassererzeuger oder durch Warmwasser oder Dampf aus dem Kraftwerk erfolgen.