Wet compression

Wet compression


Wet Compression ist ein Verfahren zur Leistungssteigerung stationärer (Kraftwerks-)Gasturbinen.

Inhaltsverzeichnis

Ablauf

Vor dem Verdichtereintritt wird durch Düsen Wasser in den Ansaugluftstrom gegeben, üblicherweise in der Größenordnung von 1 bis 2 % des Ansaugmassenstromes. Zur Verminderung von Erosion an den Verdichterschaufeln ist eine möglichst kleine Tropfengröße wichtig. Stromabwärts hinter Eindüsung der Wassertropfen überschreitet die relative Luftfeuchte die Sättigungsgrenze von 100%, daher wird das Verfahren gelegentlich auch als "Overspray" bezeichnet.

Grundlagen

Grundlage der Leistungssteigerung sind hauptsächlich zwei Mechanismen:

  1. Intercooling Effekt: innerhalb des normalerweise mehrstufigen Turbokompressors wird durch Verdampfung der Wassertropfen eine Kühlung des Luftstromes erzielt, der Arbeitsprozess bewegt sich von der adiabaten in Richtung einer isothermen Verdichtung. Damit sinkt die spezifische Leistungsaufnahme des Verdichters und die abgegebene mechanische (Netto)-Leistung der Gasturbine steigt (ebenso wie deren Wirkungsgrad).
  2. Steigerung des Massenstroms: durch die Arbeitsturbine wird ein höherer Volumenstrom entspannt, für den eine erheblich geringere Verdichtungsarbeit im Gasturbinenkompressor aufgewendet werden muss als für die Verbrennungsluft. Damit steigt die abgegebene Nutzarbeit.

Nebeneffekte

Mit dem Verfahren lassen sich Leistungssteigerungen von über 10% der Gasturbinenleistung erzielen. Es handelt sich um einen offenen Prozess; das eingesetzte Wasser wird mit dem Rauchgas in die Atmosphäre abgegeben und geht dem Prozess verloren. Technische Nebeneffekte wie zum Beispiel Erreichen der mechanischen Grenzleistung, reduzierter Abstand des Arbeitspunktes von der Pumpgrenze des Verdichters, mechanische Erosion der Verdichterschaufeln durch Tropfen, Änderungen der Druckverteilung innerhalb der Turbine, Schaufelschwingungen und verringerte Spalte müssen durch geeignete technische Maßnahmen kontrolliert werden.

Weblinks

Referenzen zu technischen Realisierungen finden sich unter anderem bei:


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