JP2000054856A - External heating type gas turbine power generating system - Google Patents

External heating type gas turbine power generating system

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JP2000054856A
JP2000054856A JP10234913A JP23491398A JP2000054856A JP 2000054856 A JP2000054856 A JP 2000054856A JP 10234913 A JP10234913 A JP 10234913A JP 23491398 A JP23491398 A JP 23491398A JP 2000054856 A JP2000054856 A JP 2000054856A
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JP
Japan
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gas turbine
exhaust gas
gas
steam
external heater
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JP10234913A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Nakada
信夫 中田
Tadashi Konno
忠 今野
Masayuki Nishimura
正幸 西村
Toshimitsu Kobayashi
利充 小林
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an external heating type gas turbine power system in which the number of heat exchangers can be decreased, heat can be efficiently recovered by a simple device structure and efficient power generation can be performed. SOLUTION: In this external heating type as turbine power system in which an external heater 2 heating compressed air 4 from a gas turbine compressor 5 by a refuse batch throwing gasification combustion type incinerator 1 is arranged in an open cycle gas turbine, exhaust gas 9 such that gas turbine exhaust gas 8 is mixed with incinerator exhaust gas 3 is used as the heat source of the external heater 2, a steam boiler 12 that exhaust gas by which the external heater 2 is heated is used as a heat source is arranged on the rear stream side of the external heater 2, and a whole or a part of amount of steam from the steam boiler 12 is mixed with gas turbine compressed air 4 and heated in the external heater 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、外部加熱式ガスタ
ービン発電システムに係り、特に、小型焼却炉の高温の
燃焼ガスと空気の熱交換を行う外部加熱式マイクロガス
タービン発電システムに関する。
The present invention relates to an externally heated gas turbine power generation system, and more particularly to an externally heated micro gas turbine power generation system for exchanging heat between high-temperature combustion gas and air in a small incinerator.

【0002】[0002]

【従来の技術】外部加熱式ガスタービンは、圧縮出口空
気を石炭や木材など固体燃料の燃焼排ガスにより加熱
し、内部燃焼器の燃料使用量を減少させることを目的と
している。外部加熱式ガスタービンの実施事例として、
1200℃の微粉炭バーナーの燃焼ガスにより、100
0℃まで空気を加熱して、500kWガスタービンを運
転できることが実証されている。このプロジェクトは、
アメリカエネルギー省の補助プロジェクトであり、既設
の10万kW以下の石炭炊きボイラー・蒸気タービンシ
ステムの高効率化を目的としている。このプロジェクト
のガスタービン用外部加熱器には、セラミック製のシェ
ル&チューブ方式の熱交換器が用いられている。
2. Description of the Related Art The purpose of an externally heated gas turbine is to reduce the amount of fuel used in an internal combustor by heating the compression outlet air with the combustion exhaust gas of a solid fuel such as coal or wood. As an implementation example of an externally heated gas turbine,
The combustion gas of the pulverized coal burner at 1200 ° C
It has been demonstrated that air can be heated to 0 ° C. to operate a 500 kW gas turbine. This project is
A subsidiary project of the US Department of Energy, which aims to increase the efficiency of existing coal-fired boiler / steam turbine systems of 100,000 kW or less. The external heater for the gas turbine in this project uses a ceramic shell-and-tube heat exchanger.

【0003】外部加熱式ガスタービンの排ガスは、固体
燃料燃焼の燃焼空気として使用されるシステムが一般的
であり、燃焼炉の予熱空気となる。燃焼炉排ガスは、蒸
気ボイラで熱交換したあと、ばいじん、硫黄酸化物、窒
素酸化物などを除去する排ガス処理装置が設置される。
一方、電気と燃料の両方を使うハイブリット自動車用
に、小形ガスタービン発電機の開発が行われ、出力50
kW程度のガスタービン発電機の商用化が可能となって
いる。このような小形のガスタービンは、マイクロガス
タービンと呼ばれ、ガスエンジンに較べて、部品点数が
10分の1以下で格段に少なく、保守費用が安価なコー
ジェネレーション用原動機として期待されている。マイ
クロガスタービンは、圧力比が4程度、タービン入口温
度が1000℃であるので、安価な外部加熱器が得られ
れば、木くずなどバイオマスを熱源に有効に活用できる
ようになる。
The exhaust gas of an externally heated gas turbine is generally used as combustion air for solid fuel combustion, and serves as preheated air for a combustion furnace. After the flue gas of the combustion furnace is subjected to heat exchange in a steam boiler, an exhaust gas treatment device is installed for removing soot, sulfur oxides, nitrogen oxides, and the like.
On the other hand, a small gas turbine generator has been developed for a hybrid vehicle that uses both electricity and fuel, and has an output of 50%.
Commercialization of a gas turbine generator of about kW is possible. Such a small-sized gas turbine is called a micro gas turbine, and is expected to be a cogeneration prime mover with a remarkably small number of parts, one-tenth or less of a gas engine and a low maintenance cost, as compared with a gas engine. Since the micro gas turbine has a pressure ratio of about 4 and a turbine inlet temperature of 1000 ° C., if an inexpensive external heater can be obtained, biomass such as wood chips can be effectively used as a heat source.

【0004】また、ダイオキシンの原因となる塩化ビニ
ールが混入しないように分別された小型ガス化燃焼方式
焼却炉は、ガス化室で発生した燃料ガスに2次空気を送
り込み、燃焼ガス温度を800℃以上に保持でき、煙、
ばいじん及びダイオキシン発生量が極めてすくない小型
焼却炉であり、焼却炉起動停止時も排ガス温度を高温に
維持するために、灯油などの外部燃料バーナーをそなえ
ている。従来、ごみ焼却能力が200kg/h未満の焼
却炉の排熱回収は、温水回収が一般的であり、安価に電
力に変換する方法がなかった。小型の焼却炉では、ごみ
を一括投入するバッチ式が採用されており、大形の連続
式焼却炉で使用されるボイラー・蒸気タービン式は、発
電効率、稼働率の面から実施されることはなかった。
A small gasification combustion type incinerator which is separated so that vinyl chloride which causes dioxin is not mixed is supplied with secondary air to the fuel gas generated in the gasification chamber, and the combustion gas temperature is set to 800 ° C. Can hold more than smoke,
It is a small incinerator that generates very little soot and dioxin, and is equipped with an external fuel burner such as kerosene to keep the exhaust gas temperature high even when the incinerator starts and stops. Conventionally, in the incinerator having a refuse incineration capacity of less than 200 kg / h, hot water is generally recovered, and there is no method of inexpensively converting it into electric power. Small incinerators employ a batch type in which refuse is injected at once, and boiler / steam turbine types used in large continuous incinerators are not implemented in terms of power generation efficiency and availability. Did not.

【0005】小型焼却炉では、ごみを一括投入するバッ
チ方式が一般的であり、ガス化室からのガス量は起動か
ら停止までの間、一定ではない。小型ガス化燃焼方式焼
却炉の2次燃焼室は、2次空気と灯油などのクリーン燃
料が投入され、完全燃焼とともに、燃焼温度を800℃
以上に保持されるが、排ガス量は起動から停止までの
間、変動している。一方、ガスタービン発電機が、圧縮
機、タービン、発電機が同一軸にある1軸式ガスタービ
ンの場合、ガスタービンの排ガス量は、ほぼ一定であ
り、ガス化燃焼方式焼却炉の必要とする空気量と一致し
ない。すなわち、ごみを一括投入するバッチ方式の焼却
炉の燃焼空気に、ガスタービン排ガスを使用することは
困難である。大形のガスタービンの排ガスは排熱回収ボ
イラにより、蒸気を回収し、蒸気タービン発電機により
発電量を増加させる複合発電が行われるが、経済性の面
より、ガスタービン出力が10,000kW未満では、
実施した例は少ない。
[0005] In a small incinerator, a batch system in which refuse is supplied at once is generally used, and the amount of gas from a gasification chamber is not constant from start to stop. The secondary combustion chamber of the small gasification combustion type incinerator is charged with secondary air and clean fuel such as kerosene, complete combustion, and has a combustion temperature of 800 ° C.
As described above, the exhaust gas amount fluctuates from the start to the stop. On the other hand, when the gas turbine generator is a single-shaft gas turbine in which a compressor, a turbine, and a generator are on the same shaft, the amount of exhaust gas from the gas turbine is almost constant, which requires a gasification combustion type incinerator. Does not match air volume. That is, it is difficult to use gas turbine exhaust gas as combustion air of a batch type incinerator in which refuse is injected at once. Exhaust gas from large gas turbines is recovered by steam using an exhaust heat recovery boiler and combined power generation is performed by a steam turbine generator to increase the amount of power generation. However, from the viewpoint of economy, the gas turbine output is less than 10,000 kW. Then
Few examples have been implemented.

【0006】また、ガスタービンの排ガスを外部加熱源
として、圧縮機出口空気の加熱を行う再生器は、ガスタ
ービン内部燃焼器による空気加熱量を減らし、外部燃料
の使用量を減らすことができる。再生器を使用する場
合、再生器により、圧縮空気温度は加温されるので、外
部加熱器への入口空気温度も上昇し、出口空気温度が変
わらないとすると、外部加熱器の交換熱量は減少する。
外部加熱器の出口温度は、熱交換材料の許容温度で決ま
り、金属チューブの場合、空気温度750℃以下が経済
的である。ガスタービンと小型焼却炉の組み合わせに必
要な熱交換器は、圧縮空気の加温に使用されるガスター
ビン再生器と、焼却炉排ガス外部加熱器と、残りの排熱
を温水回収するガスタービン排ガス温水熱交換器と、焼
却炉排ガス温水熱交換器の計4種類が必要となる。温水
熱交換器が使用される理由は、再生器によりガスタービ
ン排ガス温度は、圧縮機出口空気温度より50℃から1
00℃程度高い300℃程度であり、ガスエンジンやデ
ィーゼルエンジンの排ガス温度レベルと変わらず、蒸気
回収では排ガス出口温度が下がらず、排熱回収量は温水
回収に較べて少なくなるためである。
A regenerator that heats compressor outlet air using exhaust gas from a gas turbine as an external heating source can reduce the amount of air heating by the gas turbine internal combustor and reduce the amount of external fuel used. When a regenerator is used, the compressed air temperature is heated by the regenerator, so the inlet air temperature to the external heater also increases, and if the outlet air temperature does not change, the heat exchange capacity of the external heater decreases. I do.
The outlet temperature of the external heater is determined by the allowable temperature of the heat exchange material. In the case of a metal tube, the air temperature is preferably 750 ° C. or less. The heat exchanger required for the combination of a gas turbine and a small incinerator is a gas turbine regenerator used for heating compressed air, an external heater for the incinerator exhaust gas, and a gas turbine exhaust gas for recovering the remaining exhaust heat with hot water. A total of four types of hot water heat exchangers and incinerator exhaust gas hot water heat exchangers are required. The reason why the hot water heat exchanger is used is that the gas turbine exhaust gas temperature by the regenerator is 50 ° C to 1 ° C lower than the compressor outlet air temperature.
This is because the temperature is about 300 ° C. which is about 00 ° C. higher than the exhaust gas temperature level of a gas engine or a diesel engine, the exhaust gas outlet temperature does not decrease in steam recovery, and the amount of exhaust heat recovery is smaller than that in hot water recovery.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑み、熱交換器の数を減らし、簡単な装置構成で効
率よく熱回収し、効率的に発電することができる小型ガ
ス化燃焼方式焼却炉の排ガスを利用した外部加熱式ガス
タービン発電システムを提供することを課題とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In view of the above prior art, the present invention reduces the number of heat exchangers, efficiently recovers heat with a simple apparatus configuration, and efficiently generates power. It is an object of the present invention to provide an externally heated gas turbine power generation system using exhaust gas from a coal incinerator.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、ごみ一括投入型ガス化燃焼式焼却炉の
排ガスにより、ガスタービン圧縮機からの圧縮空気を加
熱する外部加熱器を、開放サイクルガスタービンに備え
る外部加熱式ガスタービン発電システムにおいて、前記
外部加熱器の熱源として、前記焼却炉排ガスにガスター
ビン排ガスを混合した排ガスを用いることとしたもので
ある。また、本発明のガスタービン発電システムにおい
て、外部加熱器の後流側には、該外部加熱器を加熱した
排ガスを熱源とする蒸気ボイラを設け、該蒸気ボイラか
らの蒸気の全量又は一部をガスタービン圧縮空気と混合
し、前記外部加熱器において加熱することができる。
According to the present invention, there is provided an external heater for heating compressed air from a gas turbine compressor using exhaust gas from a refuse lump-type gasification combustion type incinerator. In an externally heated gas turbine power generation system provided in an open cycle gas turbine, an exhaust gas obtained by mixing a gas turbine exhaust gas with an incinerator exhaust gas is used as a heat source of the external heater. Further, in the gas turbine power generation system of the present invention, on the downstream side of the external heater, a steam boiler that uses exhaust gas heated by the external heater as a heat source is provided, and all or a part of the steam from the steam boiler is provided. It can be mixed with gas turbine compressed air and heated in the external heater.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】次に、本発明を詳細に説明する。
本発明は、焼却炉排ガスにガスタービン排ガスを混合
し、空気加熱と蒸気熱回収を混合排ガスで行うものであ
る。小型ガス化燃焼方式焼却炉は、塩化水素を発生しな
いごみを分別して投入するため、塩化水素除去のガス処
理が不要である。ばいじん除去は、焼却炉出口のサイク
ロンで行われるため、排ガスは高温のまま排出されてい
る。焼却炉の排ガス温度は、800℃から1200℃の
範囲であり、燃焼開始から終了までの間、灯油などの外
部燃料量を制御することにより排ガス温度を一定に保っ
ている。
Next, the present invention will be described in detail.
The present invention mixes gas turbine exhaust gas with incinerator exhaust gas and performs air heating and steam heat recovery with the mixed exhaust gas. Small-scale gasification combustion type incinerators separate and introduce refuse that does not generate hydrogen chloride, so gas treatment for removing hydrogen chloride is unnecessary. Since dust removal is performed in the cyclone at the incinerator outlet, the exhaust gas is discharged at a high temperature. The exhaust gas temperature of the incinerator ranges from 800 ° C. to 1200 ° C. The exhaust gas temperature is kept constant by controlling the amount of external fuel such as kerosene from the start to the end of combustion.

【0010】マイクロガスタービンの排ガス温度は70
0℃程度あり、ガスタービン排ガス量と焼却炉排ガス量
がほぼ同量である場合、混合後の排ガス温度は750℃
から950℃の間となる。再生器は、排ガス量と圧縮空
気量がほぼ同量であるが、混合排ガス量は圧縮空気量の
2倍あるので、外部加熱器排ガス出口温度は、再生器の
排ガス出口温度より高くなる。外部加熱器の後流側に設
置する排熱回収熱交換器の入口排ガス温度は、混合排ガ
ス温度が950℃の場合、675℃まで上昇し、経済的
な蒸気回収が可能な温度となる。
The exhaust gas temperature of a micro gas turbine is 70
When the gas turbine exhaust gas amount and the incinerator exhaust gas amount are approximately the same, the exhaust gas temperature after mixing is 750 ° C.
To 950 ° C. In the regenerator, the amount of exhaust gas and the amount of compressed air are almost the same, but since the amount of mixed exhaust gas is twice the amount of compressed air, the exhaust gas outlet temperature of the external heater is higher than the exhaust gas outlet temperature of the regenerator. When the temperature of the mixed exhaust gas is 950 ° C., the temperature of the exhaust gas at the inlet of the exhaust heat recovery heat exchanger installed on the downstream side of the external heater rises to 675 ° C., which is a temperature at which economical steam recovery is possible.

【0011】外部加熱器の後流側の蒸気回収ボイラの蒸
気を圧縮空気と混合し、外部加熱器に導くと、蒸気の比
熱は空気より大きいため、空気と蒸気の混合気体のエン
タルピは空気単独より大きくなる。ガスタービン内部燃
焼器により、空気と蒸気の混合気体は1000℃まで加
温した場合、空気単独よりガスタービン出力は増加す
る。ガスタービン燃焼器室に蒸気を噴射し、ガスタービ
ン出力を増加させることは実施されているが、マイクロ
ガスタービンでは、回転数が100,000rpm以上
であり、燃焼器室は非常に小さいため、蒸気噴射用のノ
ズルをつけるのは困難である。
When the steam of the steam recovery boiler on the downstream side of the external heater is mixed with the compressed air and guided to the external heater, the specific heat of the steam is larger than that of the air. Be larger. When the mixed gas of air and steam is heated to 1000 ° C. by the gas turbine internal combustor, the output of the gas turbine is higher than that of air alone. Although it has been practiced to inject steam into the gas turbine combustor chamber to increase the gas turbine output, the micro gas turbine has a rotation speed of 100,000 rpm or more and the combustor chamber is very small, so the steam is It is difficult to attach a nozzle for injection.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明するが、この例は1例であり、これにかぎるもの
ではない。 実施例1 図1に、本発明に係わるガスタービン発電システムの概
略構成図を示す。図1において、1は一括ごみ投入形ガ
ス化燃焼焼却炉、2は高温加熱器、3は焼却炉の燃焼排
ガスである。4はガスタービン用の空気、5は圧縮機、
6は発電機、7はタービンである。圧縮機5とガスター
ビン7と発電機6は同一の軸につながり、1.5t/h
の空気4は圧縮機5により、圧力0.4MPa・ab
s、温度230℃に圧縮加温される。焼却炉排ガス3
は、排ガス量1.4t/h、排ガス温度1200℃とす
る。分別ごみの入熱量は521kWthとする。圧縮空
気は、高温加熱器2の後流側の蒸気ボイラ12からの発
生蒸気14と蒸気注入弁15を介して混合され、空気と
蒸気の混合気体として、高温加熱器2に導かれ、ガスタ
ービン排ガス8と焼却炉排ガス3を混合した排ガス9に
より、750℃まで加温される。高温加熱器2と焼却炉
1の間にはバイパスダンパ16があり、ガスタービンが
先に起動し、単独に発電を始めてから、焼却炉の運転を
可能としている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. However, this embodiment is one example, and the present invention is not limited thereto. Embodiment 1 FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a gas turbine power generation system according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a lump-type gasification combustion incinerator, 2 is a high-temperature heater, and 3 is combustion exhaust gas from the incinerator. 4 is air for a gas turbine, 5 is a compressor,
6 is a generator and 7 is a turbine. The compressor 5, the gas turbine 7, and the generator 6 are connected to the same shaft and have a speed of 1.5 t / h.
Air 4 is compressed by a compressor 5 at a pressure of 0.4 MPa · ab.
s, compression heated to 230 ° C. Incinerator exhaust gas 3
Is an exhaust gas amount of 1.4 t / h and an exhaust gas temperature of 1200 ° C. The heat input of the separated waste is 521 kWth. The compressed air is mixed with steam 14 generated from a steam boiler 12 on the downstream side of the high-temperature heater 2 via a steam injection valve 15, and is guided to the high-temperature heater 2 as a mixed gas of air and steam, and is supplied to a gas turbine. The mixture is heated to 750 ° C. by the exhaust gas 9 obtained by mixing the exhaust gas 8 and the incinerator exhaust gas 3. A bypass damper 16 is provided between the high-temperature heater 2 and the incinerator 1, and enables the operation of the incinerator after the gas turbine is started first and starts power generation independently.

【0013】高温加熱器のチューブは、材料許容温度が
1000℃以下のクロム含有量が25%程度の耐熱鋼が
使用される。加熱器出口温度は750℃と低く設定され
ているので、加熱伝熱面積を小さくすることができ、高
価なセラミックスではなく、安価な金属管が使用でき
る。また、塩化ビニールを含まない分別ごみの燃焼ガス
であるため、塩化水素による金属管高温腐食の恐れもな
い。ガスタービンの入口温度は、無冷却金属製タービン
の1000℃であり、加熱出口空気と蒸気の混合気体9
は750℃から、内部燃焼器10に外部燃料11(灯油
など)を投入し、1000℃まで加熱され、タービン7
に導かれ、圧縮機5、発電機6を駆動する。
For the tube of the high-temperature heater, heat-resistant steel having a material allowable temperature of 1000 ° C. or less and a chromium content of about 25% is used. Since the heater outlet temperature is set as low as 750 ° C., the heat transfer area can be reduced, and an inexpensive metal tube can be used instead of expensive ceramics. In addition, since it is a combustion gas of separated garbage that does not contain vinyl chloride, there is no danger of high temperature corrosion of metal tubes due to hydrogen chloride. The inlet temperature of the gas turbine is 1000 ° C. of the uncooled metal turbine, and the mixed gas 9
750 ° C., an external fuel 11 (kerosene or the like) is charged into the internal combustor 10 and heated to 1000 ° C.
To drive the compressor 5 and the generator 6.

【0014】高温加熱器2がない単純開放サイクルガス
タービンの発電出力は45kW、発電効率12%とする
と、ガスタービン必要入熱は375kWthとなる。本
実施例の外部加熱式ガスタービンでは、230℃から7
50℃まで外部で加熱されているので、内部燃焼器10
の燃料使用量は66%節約され、外部燃料の入熱は13
2kWthとなる。蒸気の注入量が0.3t/hの場
合、内部燃焼器10に入る空気11と蒸気の合計流量は
1.8t/hとなり、空気単独の1.5t/hの20%
増となる。タービン出力は空気単独の時、135kWで
あり、流量増により、20%増の162kWになるとす
ると、圧縮機必要動力は90kWで同一であり、発電出
力は蒸気注入なしの場合の45kWに較べて72kWと
なり、約60%発電出力が増加する。蒸気との混合によ
り、外部燃料の入熱量は187kWに増加する。
Assuming that the power generation output of the simple open cycle gas turbine without the high temperature heater 2 is 45 kW and the power generation efficiency is 12%, the required heat input of the gas turbine is 375 kWth. In the externally heated gas turbine according to the present embodiment, the temperature is 230 ° C. to 7 ° C.
Since it is externally heated to 50 ° C., the internal combustor 10
Fuel consumption is reduced by 66% and heat input of external fuel is reduced by 13%.
2 kWth. When the steam injection rate is 0.3 t / h, the total flow rate of the air 11 and the steam entering the internal combustor 10 is 1.8 t / h, which is 20% of 1.5 t / h of the air alone.
Will increase. The turbine output is 135 kW when the air alone is used, and if the flow rate is increased to 20% increase to 162 kW, the required power of the compressor is 90 kW and the same, and the power generation output is 72 kW compared to 45 kW without steam injection. And the power generation output increases by about 60%. By mixing with the steam, the heat input of the external fuel increases to 187 kW.

【0015】外部加熱器入熱を除いた外部燃料の入熱量
187kWthと発電量72kWの比を外部燃料発電効
率と定義すると、発電効率は38.5%になる。大形の
最新鋭の単純開放サイクルのガスタービン、ディーゼル
エンジン、燃料電池の発電効率は40%程度であるの
で、マイクロガスタービンにより、廃棄物の未利用エネ
ルギの有効活用が図られた。蒸気ボイラ12の発生蒸気
の圧力は、蒸気を2重効用吸収式冷凍機17の熱源とで
きる0.9MPa・absとすると冷凍機の成績係数は
1.2になり、温水単効用吸収式冷凍機の成績係数0.
7に較べて50%以上冷水出力18が増える。ガスター
ビンのコージェネレーションでは、熱は空調に使用され
ることが多く、電気需要は年間変動が少なく、熱需要は
夏季冷房需要に対して中間期は少なくなり、排熱回収し
た蒸気が余剰となることがあるが、本発明では余剰蒸気
を発電出力に替えることが可能となった。
If the ratio of the heat input 187 kWth of the external fuel excluding the heat input to the external heater and the power generation 72 kW is defined as the external fuel power generation efficiency, the power generation efficiency is 38.5%. Since the power generation efficiency of large state-of-the-art simple open cycle gas turbines, diesel engines, and fuel cells is about 40%, the micro gas turbine has been used to effectively utilize the unused energy of waste. Assuming that the pressure of the steam generated by the steam boiler 12 is 0.9 MPa · abs in which the steam can be used as a heat source of the double effect absorption refrigerator 17, the coefficient of performance of the refrigerator becomes 1.2, and the hot water single effect absorption refrigerator is used. Coefficient of performance of 0.
The chilled water output 18 is increased by 50% or more as compared with 7. In gas turbine cogeneration, heat is often used for air conditioning, electricity demand fluctuates yearly, heat demand is less than summer cooling demand in the interim period, and waste heat recovered steam is surplus In some cases, however, the present invention makes it possible to replace the surplus steam with a power generation output.

【0016】[0016]

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
ることができる。 1)熱交換器の数を減らし、安価なごみ発電コージェネ
レーションが可能となる。 2)再生器付きガスタービンより排ガス温度が高いので
蒸気回収が可能であり、成績係数が高い二重効用吸収式
冷凍機の熱源とすることができる。 3)蒸気需要が少ない時に、余剰蒸気を圧縮機出口空気
と混合して、高温空気加熱器に導くことにより、ガスタ
ービン出力を約40%増加させることができる。 4)一括ごみ投入形ガス化燃焼焼却炉の排熱を安価に電
力と蒸気に変換することができ、ガスタービンへの内部
燃焼器への灯油などの外部燃料の使用量を減らすことが
できる。発電出力と外部燃料熱量の比率は50%以上に
なり、ガスタービン複合発電やディーゼル発電の化石燃
料使用効率と同等以上となり、小形焼却炉の排熱回収と
して化石燃料の使用量を抑制できる。
According to the present invention, the following effects can be obtained. 1) The number of heat exchangers can be reduced and inexpensive waste cogeneration can be achieved. 2) Since the exhaust gas temperature is higher than that of a gas turbine with a regenerator, steam can be recovered, and the heat source of the double effect absorption refrigerator having a high coefficient of performance can be obtained. 3) When steam demand is low, gas turbine output can be increased by about 40% by mixing excess steam with compressor outlet air and directing it to a hot air heater. 4) The waste heat of the lump-type gasification combustion incinerator can be converted into electric power and steam at low cost, and the use of external fuel such as kerosene for the internal combustor for the gas turbine can be reduced. The ratio between the power generation output and the external fuel calorific value becomes 50% or more, which is equal to or higher than the fossil fuel use efficiency of the gas turbine combined power generation or the diesel power generation, and the use amount of the fossil fuel can be suppressed as waste heat recovery of the small incinerator.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のガスタービン発電システムの一例を示
す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a gas turbine power generation system of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:一括ごみ投入形ガス化燃焼焼却炉、2:高温空気加
熱器、3:焼却炉排ガス、4:ガスタービン用空気、
5:圧縮機、6:発電機、7:ガスタービン、8:ガス
タービン排ガス、9:混合排ガス、10:内部燃焼器、
11:外部燃料、12:排熱回収ボイラ、13:ボイラ
給水、14:蒸気、15:蒸気注入弁、16:切り替え
ダンパ、17:二重効用吸収式冷凍機、18:冷水、
1: lump input type gasification combustion incinerator, 2: high temperature air heater, 3: incinerator exhaust gas, 4: air for gas turbine,
5: compressor, 6: generator, 7: gas turbine, 8: gas turbine exhaust gas, 9: mixed exhaust gas, 10: internal combustor,
11: external fuel, 12: waste heat recovery boiler, 13: boiler feedwater, 14: steam, 15: steam injection valve, 16: switching damper, 17: double effect absorption refrigerator, 18: cold water,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 正幸 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 小林 利充 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Masayuki Nishimura 11-1 Haneda Asahimachi, Ota-ku, Tokyo Inside Ebara Corporation (72) Inventor Toshimitsu Kobayashi 11-1 Haneda Asahi-cho, Ota-ku, Tokyo EBARA CORPORATION

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ごみ一括投入型ガス化燃焼式焼却炉の排
ガスにより、ガスタービン圧縮機からの圧縮空気を加熱
する外部加熱器を、開放サイクルガスタービンに備える
外部加熱式ガスタービン発電システムにおいて、前記外
部加熱器の熱源として、前記焼却炉排ガスにガスタービ
ン排ガスを混合した排ガスを用いることを特徴とする外
部加熱式ガスタービン発電システム。
1. An externally heated gas turbine power generation system comprising: an open cycle gas turbine having an external heater for heating compressed air from a gas turbine compressor using exhaust gas from a refuse lump-type gasification combustion incinerator; An externally heated gas turbine power generation system, wherein an exhaust gas obtained by mixing a gas turbine exhaust gas with the incinerator exhaust gas is used as a heat source of the external heater.
【請求項2】 前記外部加熱器の後流側には、該外部加
熱器を加熱した排ガスを熱源とする蒸気ボイラを設け、
該蒸気ボイラからの蒸気の全量又は一部をガスタービン
圧縮空気と混合し、前記外部加熱器において加熱するこ
とを特徴とする請求項1記載の外部加熱式ガスタービン
発電システム。
2. A steam boiler using a flue gas heated by the external heater as a heat source is provided on a downstream side of the external heater.
The externally heated gas turbine power generation system according to claim 1, wherein the whole or a part of the steam from the steam boiler is mixed with gas turbine compressed air and heated in the external heater.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006266627A (en) * 2005-03-25 2006-10-05 Takuma Co Ltd Warm water/steam combination type heat exchanger
WO2013111825A1 (en) * 2012-01-24 2013-08-01 国立大学法人新潟大学 Mixing turbine power generation device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006266627A (en) * 2005-03-25 2006-10-05 Takuma Co Ltd Warm water/steam combination type heat exchanger
JP4553365B2 (en) * 2005-03-25 2010-09-29 株式会社タクマ Hot water / steam combined heat exchanger
WO2013111825A1 (en) * 2012-01-24 2013-08-01 国立大学法人新潟大学 Mixing turbine power generation device

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