JP2000009308A - 水噴射式ガスタービンの排ガス白煙化防止装置 - Google Patents
水噴射式ガスタービンの排ガス白煙化防止装置Info
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- JP2000009308A JP2000009308A JP10173117A JP17311798A JP2000009308A JP 2000009308 A JP2000009308 A JP 2000009308A JP 10173117 A JP10173117 A JP 10173117A JP 17311798 A JP17311798 A JP 17311798A JP 2000009308 A JP2000009308 A JP 2000009308A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水噴射によりガスタービンのタービン効率の
向上を図りつつ、排ガスの白煙化を防止する。 【解決手段】 排ガスボイラ８によって水を蒸気に変
え、この蒸気を燃焼器２に混入することで、ガスタービ
ン３の出力を向上しつつ、凝縮器１１で排ガス中の水分
を除去し、かつ再生熱交換器１０で水分除去後の排ガス
温度を高めてから煙突６に送り出すようにしているの
で、水噴射式ガスタービンにおいて、排ガスの白煙化を
防止することができる。
向上を図りつつ、排ガスの白煙化を防止する。 【解決手段】 排ガスボイラ８によって水を蒸気に変
え、この蒸気を燃焼器２に混入することで、ガスタービ
ン３の出力を向上しつつ、凝縮器１１で排ガス中の水分
を除去し、かつ再生熱交換器１０で水分除去後の排ガス
温度を高めてから煙突６に送り出すようにしているの
で、水噴射式ガスタービンにおいて、排ガスの白煙化を
防止することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水噴射式ガスター
ビンで生じた排ガスを煙突から大気中に放出する際の白
煙化を防止する水噴射式ガスタービンの排ガス白煙化防
止装置に関する。
ビンで生じた排ガスを煙突から大気中に放出する際の白
煙化を防止する水噴射式ガスタービンの排ガス白煙化防
止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の一般的なガスタービン設備
の一例を示す概略図である。
の一例を示す概略図である。
【０００３】図２のガスタービン設備では、圧縮機１で
圧縮した空気に燃焼器２で燃料を添加して燃焼し、その
高温高圧の排ガスが前記圧縮機１と同軸のガスタービン
３を駆動して該ガスタービン３に連結された発電機４に
トルクを与え、該発電機４により発電が成されるように
してあり、前記ガスタービン３から排出された排ガスが
排気系路５を通って煙突６から排出されるようになって
いる。
圧縮した空気に燃焼器２で燃料を添加して燃焼し、その
高温高圧の排ガスが前記圧縮機１と同軸のガスタービン
３を駆動して該ガスタービン３に連結された発電機４に
トルクを与え、該発電機４により発電が成されるように
してあり、前記ガスタービン３から排出された排ガスが
排気系路５を通って煙突６から排出されるようになって
いる。
【０００４】ところで、排ガス中には通常１０％程度の
水分が含まれており、排ガスが煙突６から大気中に放出
される際に、この水分が凝結して白煙を生じることがあ
る。一般に白煙は、排ガス中の水分比率が高い場合と、
外気温度が低い場合とに発生し易く、特に排ガス中の水
分比率が高くしかも外気温度が低い場合には必ず白煙が
発生してしまう。
水分が含まれており、排ガスが煙突６から大気中に放出
される際に、この水分が凝結して白煙を生じることがあ
る。一般に白煙は、排ガス中の水分比率が高い場合と、
外気温度が低い場合とに発生し易く、特に排ガス中の水
分比率が高くしかも外気温度が低い場合には必ず白煙が
発生してしまう。
【０００５】斯かる白煙の発生は、外気を汚染している
かの如き誤解を近隣居住者等に与える結果となり、また
周辺の建物の外壁や窓に結露が生じるといった不具合が
あるので、白煙を極力発生させないようにする要求が高
まっている。
かの如き誤解を近隣居住者等に与える結果となり、また
周辺の建物の外壁や窓に結露が生じるといった不具合が
あるので、白煙を極力発生させないようにする要求が高
まっている。
【０００６】従来における具体的な白煙防止対策として
は、煙突６内の出口部付近にアフターバーナ７を設置
し、該アフターバーナ７の燃焼により排ガスの温度を上
げてから大気に放出するようにしている。しかし、この
ようにアフターバーナ７を備えて白煙を防止する方式
は、白煙防止のために常に燃料を燃焼させておく必要が
あるために、運転コストが増加するという問題を有して
いる。
は、煙突６内の出口部付近にアフターバーナ７を設置
し、該アフターバーナ７の燃焼により排ガスの温度を上
げてから大気に放出するようにしている。しかし、この
ようにアフターバーナ７を備えて白煙を防止する方式
は、白煙防止のために常に燃料を燃焼させておく必要が
あるために、運転コストが増加するという問題を有して
いる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ガスタービン設備にお
いては、上述したように燃焼器２から排出される高温高
圧の排ガスによってガスタービン３を駆動しているが、
燃焼器２に水（水蒸気）を投入して燃焼し、水分含有量
を高めた排ガスをガスタービン３に供給すれば、タービ
ン効率を向上することができる、つまり、ガスタービン
３の出力がアップすることが知られている。
いては、上述したように燃焼器２から排出される高温高
圧の排ガスによってガスタービン３を駆動しているが、
燃焼器２に水（水蒸気）を投入して燃焼し、水分含有量
を高めた排ガスをガスタービン３に供給すれば、タービ
ン効率を向上することができる、つまり、ガスタービン
３の出力がアップすることが知られている。
【０００８】そのため、図２中破線で示すように、排気
系路５中に排ガスボイラ８を設け、外部から供給した水
を排ガスボイラ８で高温の水蒸気に変え、破線で示す水
蒸気供給系路９により水蒸気を燃焼器２内に噴射するよ
うにした水噴射式ガスタービンが考えられている。
系路５中に排ガスボイラ８を設け、外部から供給した水
を排ガスボイラ８で高温の水蒸気に変え、破線で示す水
蒸気供給系路９により水蒸気を燃焼器２内に噴射するよ
うにした水噴射式ガスタービンが考えられている。
【０００９】しかし、このようにした場合、排ガスボイ
ラ８で冷却されて比較的低温でありしかも湿度が高い排
ガス（例えば約１４０℃位で約３０重量％程度の水分を
含む排ガス）が煙突６から大気中に放出されることにな
り、従ってアフターバーナ７を設けてもなお冬季の外気
温度が低い時や夏季の湿度が高い時などに排ガス中の水
分が凝結して白煙を生じるおそれがある。
ラ８で冷却されて比較的低温でありしかも湿度が高い排
ガス（例えば約１４０℃位で約３０重量％程度の水分を
含む排ガス）が煙突６から大気中に放出されることにな
り、従ってアフターバーナ７を設けてもなお冬季の外気
温度が低い時や夏季の湿度が高い時などに排ガス中の水
分が凝結して白煙を生じるおそれがある。
【００１０】従って、水噴射式ガスタービンは構想の域
を出ておらず、未だ実施されていない。
を出ておらず、未だ実施されていない。
【００１１】本発明はこのような背景に鑑みてなされた
ものであり、水噴射によりガスタービンのタービン効率
の向上を図りつつ、排ガスの白煙化を防止することがで
きる水噴射式ガスタービンの排ガス白煙化防止装置を提
供することを目的とするものである。
ものであり、水噴射によりガスタービンのタービン効率
の向上を図りつつ、排ガスの白煙化を防止することがで
きる水噴射式ガスタービンの排ガス白煙化防止装置を提
供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼器に水を
噴射するようにした水噴射式ガスタービンと該水噴射式
ガスタービンで生じた排ガスを大気中に放出する煙突と
の間の排気系路に、排ガスの除湿を行う凝縮器と、除湿
された排ガス温度を高めるための凝縮器の前段に設けた
再生熱交換器とを備えたことを特徴とする水噴射式ガス
タービンの排ガス白煙化防止装置に係るものである。
噴射するようにした水噴射式ガスタービンと該水噴射式
ガスタービンで生じた排ガスを大気中に放出する煙突と
の間の排気系路に、排ガスの除湿を行う凝縮器と、除湿
された排ガス温度を高めるための凝縮器の前段に設けた
再生熱交換器とを備えたことを特徴とする水噴射式ガス
タービンの排ガス白煙化防止装置に係るものである。
【００１３】また、本発明は、前記凝縮器で凝縮した水
分を前記燃焼器に再投入するようにしたことを特徴とす
る水噴射式ガスタービンの排ガス白煙化防止装置に係る
ものである。
分を前記燃焼器に再投入するようにしたことを特徴とす
る水噴射式ガスタービンの排ガス白煙化防止装置に係る
ものである。
【００１４】本発明では、ガスタービンの運転効率を高
めるために、燃焼器に水を噴射して水噴射式ガスタービ
ンとしているので、排ガス中の水分比率も通常の場合
（水蒸気が混入されない場合）に比べて高くなる。
めるために、燃焼器に水を噴射して水噴射式ガスタービ
ンとしているので、排ガス中の水分比率も通常の場合
（水蒸気が混入されない場合）に比べて高くなる。
【００１５】このまま排ガスを排出したのでは、前述し
たように煙突から白煙が出てしまうが、排気系路中に凝
縮器が設けてあり、この凝縮器で排ガスの除湿を行い、
すなわち、排ガス中の水分が通常のガスタービンの排ガ
スの水分比率程度になるように水分を除去し、かつ、再
生熱交換器で除湿後の排ガス温度を高めてから煙突に送
り出すようにしているので、排ガスの白煙化を防止する
ことができる。
たように煙突から白煙が出てしまうが、排気系路中に凝
縮器が設けてあり、この凝縮器で排ガスの除湿を行い、
すなわち、排ガス中の水分が通常のガスタービンの排ガ
スの水分比率程度になるように水分を除去し、かつ、再
生熱交換器で除湿後の排ガス温度を高めてから煙突に送
り出すようにしているので、排ガスの白煙化を防止する
ことができる。
【００１６】また、凝縮器で得られた水を利用して燃焼
設備に蒸気を混入すれば、外部からの水の供給を行わず
に済む。
設備に蒸気を混入すれば、外部からの水の供給を行わず
に済む。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００１８】図１は本発明の実施の形態に係る水噴射式
のガスタービン設備の概略図である。
のガスタービン設備の概略図である。
【００１９】図１のガスタービン設備は、圧縮機１、燃
焼器２、ガスタービン３、発電機４、排気系路５、煙突
６の他、排気系路５中に、排ガスボイラ８、再生熱交換
器１０、フィン・チューブ式或いはスプレー式等の凝縮
器１１を備えており、凝縮器１１から出た排ガスが再生
熱交換器１０を通って煙突に排出されるようになってい
る。
焼器２、ガスタービン３、発電機４、排気系路５、煙突
６の他、排気系路５中に、排ガスボイラ８、再生熱交換
器１０、フィン・チューブ式或いはスプレー式等の凝縮
器１１を備えており、凝縮器１１から出た排ガスが再生
熱交換器１０を通って煙突に排出されるようになってい
る。
【００２０】圧縮機１には空気供給系路１２より空気が
供給されるようになっており、また燃焼器２には、燃料
供給系路１３より燃料が供給され、蒸気供給系路１４よ
り蒸気が供給されるようになっている。排ガスボイラ８
に連なる共通蒸気系路１５は、前記蒸気供給系路１４と
蒸気排出系路１６に分岐していて、蒸気排出系路１６か
らは冷暖房用等の蒸気が取り出されるようになってい
る。凝縮器１１の下部と排ガスボイラ８との間には水供
給系路１７が設けられている。
供給されるようになっており、また燃焼器２には、燃料
供給系路１３より燃料が供給され、蒸気供給系路１４よ
り蒸気が供給されるようになっている。排ガスボイラ８
に連なる共通蒸気系路１５は、前記蒸気供給系路１４と
蒸気排出系路１６に分岐していて、蒸気排出系路１６か
らは冷暖房用等の蒸気が取り出されるようになってい
る。凝縮器１１の下部と排ガスボイラ８との間には水供
給系路１７が設けられている。
【００２１】このような構成において、燃焼器２内では
燃料が圧縮機１からの圧縮空気により燃焼されて高温高
圧の排ガスが得られるが、同時に燃焼器２には蒸気供給
系路１４より蒸気（水）が混合される。従って、燃焼器
２で発生する排ガスは、容量（圧力）と質量とが増加さ
れることにより更に高温高圧となってガスタービン３に
送り込まれ、ガスタービン３に高トルクを与えてこれを
高速回転する。その結果、ガスタービン３に連結された
発電機４も高速回転して高効率の発電が行われる。
燃料が圧縮機１からの圧縮空気により燃焼されて高温高
圧の排ガスが得られるが、同時に燃焼器２には蒸気供給
系路１４より蒸気（水）が混合される。従って、燃焼器
２で発生する排ガスは、容量（圧力）と質量とが増加さ
れることにより更に高温高圧となってガスタービン３に
送り込まれ、ガスタービン３に高トルクを与えてこれを
高速回転する。その結果、ガスタービン３に連結された
発電機４も高速回転して高効率の発電が行われる。
【００２２】ガスタービン３を出た排ガスは、排気系路
５に送り出され、下流側に流れる過程で、まず排ガスボ
イラ８を暖め、内部を通る水を蒸気に変える。この蒸気
は、共通蒸気系路１５から一方では蒸気供給系路１４に
より燃焼器２に供給され、他方では蒸気排出系路１６に
送り出される。
５に送り出され、下流側に流れる過程で、まず排ガスボ
イラ８を暖め、内部を通る水を蒸気に変える。この蒸気
は、共通蒸気系路１５から一方では蒸気供給系路１４に
より燃焼器２に供給され、他方では蒸気排出系路１６に
送り出される。
【００２３】排ガスボイラ８を通過する際、排ガスは冷
却されることによって温度が約１４０℃程度、水分は約
３０％程度となっている（蒸気を混入しない通常のガス
タービンの場合は１０％程度）。この状態の排ガスは、
再生熱交換器１０によって９０℃前後まで冷却されて凝
縮器１１に導かれる。凝縮器１１において、排ガスは水
等との熱交換によって約３０〜４０℃に冷却され、これ
により排ガス中の水分は凝縮して分離される。
却されることによって温度が約１４０℃程度、水分は約
３０％程度となっている（蒸気を混入しない通常のガス
タービンの場合は１０％程度）。この状態の排ガスは、
再生熱交換器１０によって９０℃前後まで冷却されて凝
縮器１１に導かれる。凝縮器１１において、排ガスは水
等との熱交換によって約３０〜４０℃に冷却され、これ
により排ガス中の水分は凝縮して分離される。
【００２４】約３０〜４０℃に冷却された排ガスは飽和
状態であるが、前記再生熱交換器１０によって再び約７
０〜８０℃に昇温される。従って、煙突６の出口では温
度の高い低湿分の排ガスとなるので、白煙が発生するこ
とはない。
状態であるが、前記再生熱交換器１０によって再び約７
０〜８０℃に昇温される。従って、煙突６の出口では温
度の高い低湿分の排ガスとなるので、白煙が発生するこ
とはない。
【００２５】一方、凝縮器１１で得られた水は、水供給
系路１７から排ガスボイラ８内に送り込まれ、ここで蒸
気となって、前述のごとく燃焼器２内に混入される。
尚、この時、水供給系路１７中に破線で示す脱気槽１８
を設けてもよい。
系路１７から排ガスボイラ８内に送り込まれ、ここで蒸
気となって、前述のごとく燃焼器２内に混入される。
尚、この時、水供給系路１７中に破線で示す脱気槽１８
を設けてもよい。
【００２６】また、上記形態例では、凝縮器１１で回収
した水を排ガスボイラ８に循環させ、排ガスボイラ８で
生じた蒸気を燃焼器２内に供給するようにしているが、
破線で示す給水系路１９を利用して排ガスボイラ８に外
部から水を供給するようにしてもよい。
した水を排ガスボイラ８に循環させ、排ガスボイラ８で
生じた蒸気を燃焼器２内に供給するようにしているが、
破線で示す給水系路１９を利用して排ガスボイラ８に外
部から水を供給するようにしてもよい。
【００２７】このように本実施形態では、排ガスボイラ
８によって水を蒸気に変え、この蒸気を燃焼器２に混入
することで、ガスタービン３の出力を向上しつつ、凝縮
器１１で排ガス中の水分を除去し、かつ再生熱交換器１
０で水分除去後の排ガス温度を高めてから煙突６に送り
出すようにしているので、水噴射式ガスタービンにおい
て、排ガスの白煙化を防止することができる。
８によって水を蒸気に変え、この蒸気を燃焼器２に混入
することで、ガスタービン３の出力を向上しつつ、凝縮
器１１で排ガス中の水分を除去し、かつ再生熱交換器１
０で水分除去後の排ガス温度を高めてから煙突６に送り
出すようにしているので、水噴射式ガスタービンにおい
て、排ガスの白煙化を防止することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガスタービンの運転効率を高めるために、燃焼器に水を
噴射するようにした水噴射式ガスタービンにおいて、凝
縮器で排ガス中の水分を除去し、かつ再生熱交換器で水
分除去後の排ガスの温度を高めるようにしたので、排ガ
スの白煙化を防止することができる。
ガスタービンの運転効率を高めるために、燃焼器に水を
噴射するようにした水噴射式ガスタービンにおいて、凝
縮器で排ガス中の水分を除去し、かつ再生熱交換器で水
分除去後の排ガスの温度を高めるようにしたので、排ガ
スの白煙化を防止することができる。
【００２９】また凝縮器で除去した水を燃焼器混入用に
再利用することができる。
再利用することができる。
【図１】本発明の実施の形態に係る水噴射式のガスター
ビン設備の概略図である。
ビン設備の概略図である。
【図２】従来の一般的なガスタービン設備の一例を示す
概略図である。
概略図である。
２ 燃焼器 ３ ガスタービン ５ 排気系路 ６ 煙突 １０ 再生熱交換器 １１ 凝縮器
Claims (2)
- 【請求項１】 燃焼器に水を噴射するようにした水噴射
式ガスタービンと該水噴射式ガスタービンで生じた排ガ
スを大気中に放出する煙突との間の排気系路に、排ガス
の除湿を行う凝縮器と、除湿された排ガス温度を高める
ための凝縮器の前段に設けた再生熱交換器とを備えたこ
とを特徴とする水噴射式ガスタービンの排ガス白煙化防
止装置。 - 【請求項２】 前記凝縮器で凝縮した水分を前記燃焼器
に再投入するようにしたことを特徴とする請求項１に記
載の水噴射式ガスタービンの排ガス白煙化防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10173117A JP2000009308A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 水噴射式ガスタービンの排ガス白煙化防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10173117A JP2000009308A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 水噴射式ガスタービンの排ガス白煙化防止装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000009308A true JP2000009308A (ja) | 2000-01-14 |
Family
ID=15954465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10173117A Pending JP2000009308A (ja) | 1998-06-19 | 1998-06-19 | 水噴射式ガスタービンの排ガス白煙化防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000009308A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002129984A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-05-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ガスタービン設備の白煙防止方法及び装置 |
| JP2016519239A (ja) * | 2013-03-21 | 2016-06-30 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 発電システムおよび稼働方法 |
| CN109520008A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-03-26 | 华电郑州机械设计研究院有限公司 | 一种烟气余热利用供热系统 |
| KR102435812B1 (ko) * | 2021-11-22 | 2022-08-25 | 비에이치아이 주식회사 | 스택 출구 백연저감 시스템 |
-
1998
- 1998-06-19 JP JP10173117A patent/JP2000009308A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002129984A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-05-09 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ガスタービン設備の白煙防止方法及び装置 |
| JP2016519239A (ja) * | 2013-03-21 | 2016-06-30 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 発電システムおよび稼働方法 |
| CN109520008A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-03-26 | 华电郑州机械设计研究院有限公司 | 一种烟气余热利用供热系统 |
| CN109520008B (zh) * | 2018-11-27 | 2024-02-09 | 华电郑州机械设计研究院有限公司 | 一种烟气余热利用供热系统 |
| KR102435812B1 (ko) * | 2021-11-22 | 2022-08-25 | 비에이치아이 주식회사 | 스택 출구 백연저감 시스템 |
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