JP2000213373A - ガスタ―ビン発電設備 - Google Patents

ガスタ―ビン発電設備

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JP2000213373A
JP2000213373A JP11017761A JP1776199A JP2000213373A JP 2000213373 A JP2000213373 A JP 2000213373A JP 11017761 A JP11017761 A JP 11017761A JP 1776199 A JP1776199 A JP 1776199A JP 2000213373 A JP2000213373 A JP 2000213373A
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steam
heat recovery
recovery boiler
exhaust
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Yasuhide Okazaki
泰英 岡▲崎▼
浩敏 ▲柳▼
Hirotoshi Yanagi
Takeshi Kato
剛 加藤
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Hitachi Zosen Corp
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Hitachi Zosen Corp
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、従来よりガスタービン出力を増加
させることができるガスタービン発電設備を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】 ガスタービン10の空気圧縮機９の吸気側
に、空気圧縮機９に供給される空気を加圧する吸気加圧
用送風機15を設ける。この構成により、ガスタービン10
を運転している際、吸気加圧用送風機15が駆動されるこ
とにより、吸気フィルタ12による吸気圧力の低下がカバ
ーされて空気圧縮機９の吸気圧力が上昇し、吸気密度が
増加し、この吸気密度の増加により吸気の質量流量が増
加し、さらに空気圧縮機９の吐出圧力が上昇することに
よって、ガスタービン出力（発電電力）を増加させるこ
とができる。また外気の状態によるガスタービン出力の
変動、特に外気温度が上昇する夏季における出力の低下
を防ぎ、年間を通して一定の発電電力を供給できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンによ
り発電を行い、その排気ガスの熱エネルギーを排熱回収
ボイラにて蒸気として取り出すガスタービン発電設備に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】上記ガスタービンと排熱回収ボイラから
なるガスタービン発電設備としては、アメリカＩＰＴ社
が開発した熱電可変システム（チェンサイクルシステ
ム）が広く知られている。
【０００３】通常、ガスタービン発電設備において、ガ
スタービンの空気圧縮機の吸気側には大気中の煤塵の混
入による空気圧縮機の損傷を防ぐために、吸気フィルタ
と吸気を空気圧縮機に供給する吸気ダクトが設けられて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記吸気フィ
ルタと吸気ダクトによる圧力損失は、７０ｍｍＡｑ〜１
５０ｍｍＡｑと大きく、この圧力損失により空気圧縮機
の吸気圧力が低下し、吸気の密度が低下するために、空
気圧縮機およびガスタービン通過ガスの質量流量が減少
し、結果としてガスタービン出力が減少するという問題
があった。
【０００５】一方、排熱回収ボイラはガスタービンの排
熱を回収し、発電設備全体での熱効率（熱利用率）を向
上させるために設置される装置であるが、この装置の圧
力損失によってガスタービン排気口での排気ガス圧力が
上昇するため、ガスタービンの膨張比が減少し、ガスタ
ービン出力が低下する傾向があった。
【０００６】このように、従来のガスタービン発電設備
では、吸気側および排気側の圧力損失によるガスタービ
ン出力の低下が問題であった。
【０００７】また、夏季昼間など外気温度が上昇し空気
圧縮機の吸気密度が低下した場合には、上述したように
ガスタービン出力が低下するために、年間を通して一定
の出力を得ることができなかった。
【０００８】そこで、本発明は、従来よりガスタービン
出力を増加でき、外気の状態によるガスタービン出力の
変動、特に外気温度が上昇する夏季における出力の低下
を防ぎ、年間を通して一定の発電電力を供給できるガス
タービン発電設備を提供することを目的としたものであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、ガスタ
ービンにより発電を行い、その排気ガスの熱エネルギー
を排熱回収ボイラにて蒸気として取り出すガスタービン
発電設備であって、前記ガスタービンの空気圧縮機の吸
気側に、前記空気圧縮機に供給される空気を加圧する吸
気加圧手段を配置したことを特徴とするものである。
【００１０】上記構成によれば、吸気加圧手段により空
気圧縮機に供給される空気を加圧されることにより、吸
気フィルタによる吸気圧力の低下が防止されるととも
に、空気圧縮機の吐出圧力が上昇され、吸気密度が増加
し、この吸気密度の増加により、吸気の質量流量が増加
し、さらに空気圧縮機の吐出圧力の上昇により、従来よ
りガスタービン出力が増加する。また吸気加圧手段を制
御し、その吐出圧力を制御することにより、年間を通し
て一定の発電電力を供給することが可能となる。
【００１１】また請求項２に記載の発明は、ガスタービ
ンにより発電を行い、その排気ガスの熱エネルギーを排
熱回収ボイラにて蒸気として取り出すガスタービン発電
設備であって、前記ガスタービンと排熱回収ボイラとの
間に、ガスタービンより排気され前記排熱回収ボイラへ
供給される排気ガスの圧力を降下させる圧力降下手段を
配置したことを特徴とするものである。
【００１２】上記構成によれば、圧力降下手段によりガ
スタービンの背圧が低下されることにより、ガスタービ
ン排気圧力の上昇が防止されるとともに、ガスタービン
の膨張比が増加され、従来よりガスタービン出力が増加
する。また圧力降下手段を制御し、その吐出圧力を制御
することにより、年間を通して一定の発電電力を供給す
ることが可能となる。
【００１３】また請求項３に記載の発明は、ガスタービ
ンにより発電を行い、その排気ガスの熱エネルギーを排
熱回収ボイラにて蒸気として取り出すガスタービン発電
設備であって、前記排熱回収ボイラの排気口に、排熱回
収ボイラより排気されるガスの圧力を降下させる圧力降
下手段を配置したことを特徴とするものである。
【００１４】上記構成により、圧力降下手段により排熱
回収ボイラの背圧が低下されることにより、排熱回収ボ
イラの排気圧力の上昇が防止されるとともに、ガスター
ビンの背圧が低下され、ガスタービンの膨張比が増加さ
れ、従来よりガスタービン出力が増加する。また圧力降
下手段を制御し、その吐出圧力を制御することにより、
年間を通して一定の発電電力を供給することが可能とな
る。
【００１５】また請求項４に記載の発明は、ガスタービ
ンにより発電を行い、その排気ガスの熱エネルギーを排
熱回収ボイラにて蒸気として取り出すガスタービン発電
設備であって、前記ガスタービンの空気圧縮機の吸気側
に、前記空気圧縮機に供給される空気を加圧する吸気加
圧手段を配置し、前記ガスタービンと排熱回収ボイラと
の間に配置され、ガスタービンより排気され前記排熱回
収ボイラへ供給される排気ガスの圧力を降下させる圧力
降下手段、または前記排熱回収ボイラの排気口に配置さ
れ、排熱回収ボイラより排気されるガスの圧力を降下さ
せる圧力降下手段を備えたことを特徴とするものであ
る。
【００１６】この構成によれば、吸気加圧手段と、ガス
タービン排気圧力降下手段または排熱回収ボイラ排気圧
力降下手段を組合せて駆動することにより、上述したよ
うに、空気圧縮機の吐出圧力が上昇され、さらにガスタ
ービンの膨張比が上昇されることよって、ガスタービン
出力が増加する。
【００１７】また請求項５に記載の発明は、ガスタービ
ンにより発電を行い、その排気ガスの熱エネルギーを排
熱回収ボイラにて蒸気として取り出すガスタービン発電
設備であって、前記ガスタービンの空気圧縮機の吸気側
に、前記空気圧縮機に供給される空気を加圧する吸気加
圧用送風機を配置し、前記排熱回収ボイラより取り出さ
れた蒸気により駆動され、前記吸気加圧用送風機を駆動
する蒸気タービンと、前記蒸気タービンへ供給される前
記蒸気量を調整する蒸気流量調整弁を備えたことを特徴
とするものである。
【００１８】この構成によれば、吸気加圧用送風機によ
り空気圧縮機に供給される空気を加圧されることによ
り、吸気フィルタによる吸気圧力の低下が防止されると
ともに、空気圧縮機の吐出圧力が上昇され、吸気密度が
増加し、この吸気密度の増加により、吸気の質量流量が
増加し、さらに空気圧縮機の吐出圧力の上昇により、従
来よりガスタービン出力が増加する。また吸気加圧用送
風機の回転数を制御し、吐出圧力を制御することによ
り、年間を通して一定の発電電力を供給することが可能
となる。
【００１９】また請求項６に記載の発明は、ガスタービ
ンにより発電を行い、その排気ガスの熱エネルギーを排
熱回収ボイラにて蒸気として取り出すガスタービン発電
設備であって、前記ガスタービンと排熱回収ボイラとの
間に配置され、ガスタービンより排気され前記排熱回収
ボイラへ供給される排気ガスの圧力を降下させる圧力降
下用送風機、または前記排熱回収ボイラの排気口に配置
され、排熱回収ボイラより排気されるガスの圧力を降下
させる圧力降下用送風機を備え、前記排熱回収ボイラよ
り取り出された蒸気により駆動され、前記いずれかの送
風機を駆動する蒸気タービンと、前記蒸気タービンへ供
給される前記蒸気量を調整する蒸気流量調整弁を備えた
ことを特徴とするものである。
【００２０】この構成によれば、ガスタービン排気圧力
降下用送風機または排熱回収ボイラ排気圧力降下用送風
機を駆動することにより、上述したようにガスタービン
の膨張比が上昇されることによって、ガスタービン出力
が増加する。
【００２１】また請求項７に記載の発明は、請求項５ま
たは請求項６に記載の発明であって、蒸気タービンの排
気口に配置され、蒸気タービンより排出された湿り蒸気
により冷媒を発生する吸収式冷凍機と、この吸収式冷凍
機により発生された冷媒により空気圧縮機へ供給される
空気を冷却する熱交換器を備えたことを特徴とするもの
である。
【００２２】この構成によれば、吸気冷却熱交換器によ
って空気圧縮機の吸気温度が低下されることにより吸気
密度が増加し、この吸気密度の増加により、吸気の質量
流量が増加し、よって空気圧縮機の吐出圧力が上昇して
ガスタービン出力が増加する。
【００２３】また請求項８に記載の発明は、請求項５〜
請求項７のいずれかに記載の発明であって、蒸気タービ
ンより排出された湿り蒸気を汽水分離する汽水分離器を
備えたことを特徴とするものである。
【００２４】この構成によれば、汽水分離された蒸気を
プロセス蒸気として使用することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。 ［実施の形態１］図１は本発明の実施の形態１における
ガスタービン発電設備の構成図である。
【００２６】図１において、１は排熱回収ボイラであ
り、給水ポンプ２から供給された水は節炭器３、蒸発器
４で加熱され、さらに過熱器５においてさらに過熱され
て蒸気となり、蒸気供給管６を通って燃焼器７へ供給さ
れる。８はボイラ１の煙突である。
【００２７】また燃焼器７には、ガスタービン燃料が供
給され、さらに空気圧縮機９より圧縮空気が供給されて
おり、燃焼器７において圧縮空気内でガスタービン燃料
が燃焼されることにより、ボイラ１より蒸気供給管６を
通って供給された蒸気はさらに過熱されて燃焼ガスとと
もにガスタービン10へ供給され、ガスタービン10が回転
される。上記空気圧縮機９はガスタービン10と連結され
ている。ガスタービン10の排気ガスはボイラ１へ導か
れ、その熱エネルギーにより蒸気が発生される。
【００２８】またガスタービン10は発電機11に連結さ
れ、ガスタービン10が回転することにより、発電機11が
回転し、発電される。
【００２９】また上記空気圧縮機９の吸気側には、吸気
フィルタ12、空気導管（吸気ダクト）13を介して導かれ
た空気を加圧し、空気供給管14を介して空気圧縮機９に
供給する空気圧縮機吸気加圧用（過給用）送風機（吸気
加圧手段の一例）15が配置されている。この吸気加圧用
送風機15はモータなどからなる送風機駆動装置16により
駆動され、吸気加圧用送風機15の回転数はコントローラ
17により制御され、この回転数の制御により発電機11の
発電電力が制御されている。
【００３０】また空気導管13に設置された圧力センサ21
と温度センサ22より、大気圧力と大気温度が計測され、
また吸気加圧用送風機15の軸に連結された回転数検出器
23により、吸気加圧用送風機15の回転数が計測され、ま
た空気供給管14に設置された圧力センサ24により、吸気
加圧用送風機15の吐出圧力が計測され、また空気圧縮機
９と燃焼器７間に設置された圧力センサ25により空気圧
縮機７の吐出圧力が計測され、さらに電力センサ26によ
り発電機11の発電電力が計測されており、これら計測値
はコントローラ17へ入力されている。
【００３１】コントローラ17は、図２に示すように、入
力された発電電力の計測値と、予め設定された年間を通
して一定の発電電力の設定値との偏差を演算する発電電
力偏差演算部31と、入力された空気圧縮機９の吐出圧力
の計測値と吸気加圧用送風機15の吐出圧力の計測値よ
り、空気圧縮機９のサージ（圧力）の余裕値を演算する
空気圧縮機サージ余裕演算部32と、入力された大気温度
の計測値と大気圧力の計測値を吸気加圧用送風機15の吐
出圧力の計測値より補正する大気温度／圧力補正部33
と、上記発電電力偏差演算部31において演算された発電
電力偏差と、空気圧縮機サージ余裕演算部32において演
算された空気圧縮機サージ余裕値と、大気温度／圧力補
正部33により補正された大気温度と大気圧力に基づい
て、吸気加圧用送風機15の回転数の目標値を求める送風
機回転数目標値演算部34と、この送風機回転数目標値演
算部34により求められた吸気加圧用送風機15の回転数目
標値と、入力された吸気加圧用送風機15の回転数の実計
測値によりＰＩＤ演算を行い、送風機駆動装置16へ吸気
加圧用送風機13の回転数を指令するＰＩＤ演算部35から
構成されている。
【００３２】上記構成により、ガスタービン10を運転し
ている際、吸気加圧用送風機15が駆動されることによ
り、吸気フィルタ12による吸気圧力の低下がカバーされ
て空気圧縮機９の吸気圧力が上昇し、吸気密度が増加す
る。この吸気密度の増加により、吸気の質量流量が増加
し、さらに空気圧縮機９の吐出圧力の上昇により、ガス
タービン出力（発電電力）が増加する。
【００３３】実験では、発電機11の定格出力が６２００
ｋｗ（５゜Ｃ／標準大気圧）のガスタービン発電設備に
おいて、吸気加圧用送風機15により２０００ｍｍＡｑ過
給することによって、７０００ｋｗの出力を得ることが
できた。図３に吸気圧力損失と発電電力の特性図の一例
を示す。
【００３４】また、コントローラ17により、大気の温度
および圧力と発電電力の偏差、さらに空気圧縮機９のサ
ージ余裕により、吸気加圧用送風機15の回転数を制御す
ることにより、発電電力を予め設定された一定値に維持
することができ、外気の状態によるガスタービン出力の
変動、特に外気温度が上昇する夏季における出力の低下
を防ぎ、年間を通して一定の発電電力を供給することが
できる。 ［実施の形態２］図４は本発明の実施の形態２における
ガスタービン発電設備の構成図である。
【００３５】実施の形態２では、上記実施の形態１にお
いて吸気フィルタ13と空気圧縮機９間に配置された吸気
加圧用送風機15およびその駆動装置16に代えて、ガスタ
ービン10と排熱回収ボイラ１の過熱器５の間に、ガスタ
ービンの排気口に接続された排気導管41を介して導かれ
た、ガスタービン10の排気ガスの圧力を降下させ、排気
ダクト42を介して排熱回収ボイラ１の過熱器５へ供給す
るガスタービン排気圧力降下用（減圧用）送風機（圧力
降下手段の一例）43を設けている。この圧力降下用送風
機43はモータなどからなる送風機駆動装置44により駆動
される。
【００３６】また圧力降下用送風機43の軸に連結された
回転数検出器45により、圧力降下用送風機43の回転数が
計測され、また排気ダクト42に設置された圧力センサ46
により、圧力降下用送風機43の吐出圧力が計測されてお
り、これら計測値はコントローラ17へ入力されている。
このコントローラ17により、圧力降下用送風機43の回転
数は、実施の形態１と同様に制御され、この回転数の制
御により発電機11の発電電力が制御されている。
【００３７】上記構成により、ガスタービン10を運転し
ている際、圧力降下用送風機43が駆動されることによ
り、ガスタービン10の背圧が低下し、よってガスタービ
ン10の膨張比が上昇することにより、ガスタービン出力
（発電電力）が増加する。
【００３８】このとき、コントローラ17により同様に、
大気の温度および圧力と発電電力の偏差により、圧力降
下用送風機43の回転数を制御することにより、発電電力
を予め設定された一定値に維持することができ、外気の
状態によるガスタービン出力の変動、特に外気温度が上
昇する夏季における出力の低下を防ぎ、年間を通して一
定の発電電力を供給することができる。 ［実施の形態３］図５は本発明の実施の形態３における
ガスタービン発電設備の構成図である。
【００３９】実施の形態３では、上記実施の形態１にお
いて吸気フィルタ13と空気圧縮機９間に配置された吸気
加圧用送風機15およびその駆動装置16に代えて、排熱回
収ボイラ１の節炭器３と煙突８の間に、節炭器３の排気
口に接続された排気導管51を介して導かれた、排熱回収
ボイラ１の排気ガスの圧力を降下させ、排気ダクト52を
介して煙突８へ排出する排熱回収ボイラ排気圧力降下用
（減圧用）送風機（圧力降下手段の一例）53を設けてい
る。この圧力降下用送風機53はモータなどからなる送風
機駆動装置54により駆動される。
【００４０】また圧力降下用送風機53の軸に連結された
回転数検出器55により、圧力降下用送風機53の回転数が
計測され、また排気ダクト52に設置された圧力センサ56
により、圧力降下用送風機53の吐出圧力が計測されてお
り、これら計測値はコントローラ17へ入力されている。
このコントローラ17により、圧力降下用送風機53の回転
数は、実施の形態１と同様に制御され、この回転数の制
御により発電機11の発電電力が制御されている。
【００４１】上記構成により、ガスタービン10を運転し
ている際、圧力降下用送風機53が駆動されることによ
り、排熱回収ボイラ１の背圧が低下され、よってガスタ
ービン10の背圧が低下され、ガスタービン10の膨張比が
上昇することにより、ガスタービン出力（発電電力）が
増加する。
【００４２】このとき、コントローラ17により同様に、
大気の温度および圧力と発電電力の偏差により、圧力降
下用送風機53の回転数を制御することにより、発電電力
を予め設定された一定値に維持することができ、外気の
状態によるガスタービン出力の変動、特に外気温度が上
昇する夏季における出力の低下を防ぎ、年間を通して一
定の発電電力を供給することができる。 ［実施の形態４］図６は本発明の実施の形態４における
ガスタービン発電設備の構成図である。
【００４３】実施の形態４では、上記実施の形態１にお
ける吸気フィルタ13と空気圧縮機９間に配置された吸気
加圧用送風機15およびその駆動装置16に加えて、上記実
施の形態２におけるガスタービン10と排熱回収ボイラ１
の過熱器５の間に配置されたガスタービン排気圧力降下
用送風機43およびその駆動装置44を設けている。なお、
図６ではコントローラとセンサ類の記載を省略してい
る。
【００４４】このように、吸気加圧用送風機15とガスタ
ービン排気圧力降下用送風機43を組合せて駆動すること
により、上述したように、空気圧縮機９の吐出圧力を上
昇でき、さらにガスタービン10の膨張比を上昇できるこ
とにより、ガスタービン出力（発電電力）を増加させる
ことができる。またコントローラ17により同様に、大気
の温度および圧力と発電電力の偏差により、吸気加圧用
送風機15と圧力降下用送風機43の回転数を制御すること
により、発電電力を予め設定された一定値に維持するこ
とができ、外気の状態によるガスタービン出力の変動、
特に外気温度が上昇する夏季における出力の低下を防
ぎ、年間を通して一定の発電電力を供給することができ
る。
【００４５】なお、上記実施の形態４では、上記実施の
形態１における吸気加圧用送風機15およびその駆動装置
16と、上記実施の形態２におけるガスタービン排気圧力
降下用送風機43およびその駆動装置44を組み合わせてい
るが、上記実施の形態２におけるガスタービン排気圧力
降下用送風機43およびその駆動装置44に代えて、実施の
形態３における排熱回収ボイラ排気圧力降下用送風機53
およびその駆動装置54を組み合わせてもよい。このと
き、同様の効果を期待することができる。 ［実施の形態５］図７は本発明の実施の形態５における
ガスタービン発電設備の構成図である。
【００４６】実施の形態５では、上記実施の形態１にお
ける吸気加圧用送風機15の駆動装置16に代えて、吸気加
圧用送風機15の駆動用に蒸気タービン61を設けている。
この蒸気タービン61には、上記蒸気供給管６から蒸気流
量調節弁62を介して排熱回収ボイラ１の過熱器５より蒸
気が供給される。また新たに蒸気供給管６に、蒸気圧力
を計測する圧力センサ63を設けており、この蒸気圧力の
計測値をコントローラ17へ入力している。
【００４７】また蒸気タービン61より排出された蒸気
は、汽水分離器64により汽水分離された後、プロセス蒸
気として使用される。
【００４８】上記構成により、ガスタービン10を運転し
ている際、蒸気タービン61の駆動により吸気加圧用送風
機15が駆動されることにより、吸気フィルタ12による吸
気圧力の低下がカバーされて空気圧縮機９の吸気圧力が
上昇し、吸気密度が増加する。この吸気密度の増加によ
り、吸気の質量流量が増加し、さらに空気圧縮機９の吐
出圧力の上昇により、ガスタービン出力（発電電力）が
増加する。
【００４９】このとき、コントローラ17により大気の温
度および圧力と発電電力の偏差、さらに空気圧縮機９の
サージ余裕、蒸気圧力により、蒸気流量調節弁62を制御
し、排熱回収ボイラ１の過熱器５から供給される蒸気の
量を調節することにより、吸気加圧用送風機15の回転数
を制御することができる。
【００５０】よって上述したように、発電電力を予め設
定された一定値に維持することができ、外気の状態によ
るガスタービン出力の変動、特に外気温度が上昇する夏
季における出力の低下を防ぎ、年間を通して一定の発電
電力を供給することができる。 ［実施の形態６］図８は本発明の実施の形態６における
ガスタービン発電設備の構成図である。
【００５１】実施の形態６では、上記実施の形態２にお
ける圧力降下用送風機43の駆動装置44に代えて、実施の
形態５と同様に、圧力降下用送風機43の駆動用に蒸気タ
ービン61を設け、蒸気流量調節弁62と圧力センサ63と汽
水分離器64を設けている。
【００５２】上記構成により、ガスタービン10を運転し
ている際、蒸気タービン61の駆動により圧力降下用送風
機43が駆動されることにより、ガスタービン10の背圧が
低下し、よってガスタービン10の膨張比が上昇すること
により、ガスタービン出力（発電電力）が増加する。
【００５３】このとき、コントローラ17により大気の温
度および圧力と発電電力の偏差、さらに圧力降下用送風
機43の吐出圧力、蒸気圧力により、蒸気流量調節弁62を
制御し、排熱回収ボイラ１の過熱器５から供給される蒸
気の量を調節することにより、圧力降下用送風機43の回
転数を制御することができる。
【００５４】よって上述したように、発電電力を予め設
定された一定値に維持することができ、外気の状態によ
るガスタービン出力の変動、特に外気温度が上昇する夏
季における出力の低下を防ぎ、年間を通して一定の発電
電力を供給することができる。
【００５５】なお、上記実施の形態６では、上記実施の
形態２におけるガスタービン排気圧力降下用送風機43の
駆動装置44に代えて蒸気タービン61を設けているが、上
記実施の形態３における排熱回収ボイラ排気圧力降下用
送風機53の駆動装置54に代えて蒸気タービン61を設ける
ようにしてもよい。このとき、同様の効果を期待するこ
とができる。 ［実施の形態７］図９は本発明の実施の形態７における
ガスタービン発電設備の構成図である。
【００５６】実施の形態７では、上記実施の形態５の構
成にさらに、蒸気タービン61と汽水分離器64との間に、
蒸気タービン61より排出された湿り蒸気により冷媒を発
生する吸収式冷凍機71を配置し、空気圧縮機吸気加圧用
送風機15と空気圧縮機７との間に、この吸収式冷凍機71
により発生された冷媒により空気圧縮機７へ供給される
空気を冷却する吸気冷却熱交換器72を配置している。な
お、図９ではコントローラとセンサ類の記載を省略して
いる。
【００５７】上記構成により、ガスタービン10を運転し
ている際、吸気加圧用送風機15によって吸気フィルタ12
による吸気圧力の低下がカバーされて空気圧縮機９の吸
気圧力が上昇されるとともに、吸気冷却熱交換器72によ
って吸気温度が低下されることにより吸気密度が増加す
る。この吸気密度の増加により、吸気の質量流量が増加
し、よって空気圧縮機９の吐出圧力が上昇してガスター
ビン出力（発電電力）が増加する。
【００５８】このとき、コントローラ17により、大気の
温度および圧力と発電電力の偏差、さらに空気圧縮機９
のサージ余裕、蒸気圧力により、吸気加圧用送風機15の
回転数を制御することにより、発電電力を予め設定され
た一定値に維持することができ、外気の状態によるガス
タービン出力の変動、特に外気温度が上昇する夏季にお
ける出力の低下を防ぎ、年間を通して一定の発電電力を
供給することができる。
【００５９】また図１０に示すように、実施の形態６に
示したガスタービン排気圧力降下用送風機43の駆動用の
蒸気タービン61から排出された湿り蒸気を使用して、同
様に、冷媒を発生する吸収式冷凍機71を設け、吸気冷却
熱交換器72を設けるようにしてもよい。これにより、空
気圧縮機９の吸気密度を増加することができ、ガスター
ビン出力を増加させることができる。また実施の形態３
の排熱回収ボイラ排気圧力降下用送風機53の駆動用に蒸
気タービンを使用するときにおいても、同様に、吸収式
冷凍機71と吸気冷却熱交換器72を設けることによって空
気圧縮機９の吸気密度を増加させ、ガスタービン出力を
増加させることができる。
【００６０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、吸気
加圧手段により空気圧縮機の吸気圧力を上昇し、あるい
は圧力降下手段によりガスタービンの背圧を低下させる
ことによって、従来よりガスタービン出力を増加させる
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるガスタービン発
電設備の構成図である。
【図２】同ガスタービン発電設備の制御構成図である。
【図３】同ガスタービン発電設備の吸気圧力損失と発電
電力の特性図である。
【図４】本発明の実施の形態２におけるガスタービン発
電設備の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態３におけるガスタービン発
電設備の構成図である。
【図６】本発明の実施の形態４におけるガスタービン発
電設備の構成図である。
【図７】本発明の実施の形態５におけるガスタービン発
電設備の構成図である。
【図８】本発明の実施の形態６におけるガスタービン発
電設備の構成図である。
【図９】本発明の実施の形態７におけるガスタービン発
電設備の構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態７における他のガスター
ビン発電設備の構成図である。
【符号の説明】
１ 排熱回収ボイラ ２ 給水ポンプ ３ 節炭器 ４ 蒸発器 ５ 過熱器 ６ 蒸気供給管 ７ 燃焼器 ８ 煙突 ９ 空気圧縮機 10 ガスタービン 11 発電機 12 吸気フィルタ 13 空気導管 14 空気供給管 15 空気圧縮機吸気加圧用送風機 16，44，54 送風機駆動装置 17 コントローラ 21，24，25，46，56，63 圧力センサ 22 温度センサ 23，45，55 回転数検出器 26 電力センサ 41，51 排気導管 42，52 排気ダクト 43 ガスタービン排気圧力降下用送風機 53 排熱回収ボイラ排気圧力降下用送風機 61 蒸気タービン 62 蒸気流量調節計 64 汽水分離器 71 吸収式冷凍機 72 吸気冷却熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 剛 大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号 日立造船株式会社内 Ｆターム(参考） 3G081 BA02 BA11 BB00 BC07 BD04 DA04 DA21

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスタービンにより発電を行い、その排
    気ガスの熱エネルギーを排熱回収ボイラにて蒸気として
    取り出すガスタービン発電設備であって、 前記ガスタービンの空気圧縮機の吸気側に、前記空気圧
    縮機に供給される空気を加圧する吸気加圧手段を配置し
    たことを特徴とするガスタービン発電設備。
  2. 【請求項２】 ガスタービンにより発電を行い、その排
    気ガスの熱エネルギーを排熱回収ボイラにて蒸気として
    取り出すガスタービン発電設備であって、 前記ガスタービンと排熱回収ボイラとの間に、ガスター
    ビンより排気され前記排熱回収ボイラへ供給される排気
    ガスの圧力を降下させる圧力降下手段を配置したことを
    特徴とするガスタービン発電設備。
  3. 【請求項３】 ガスタービンにより発電を行い、その排
    気ガスの熱エネルギーを排熱回収ボイラにて蒸気として
    取り出すガスタービン発電設備であって、 前記排熱回収ボイラの排気口に、排熱回収ボイラより排
    気されるガスの圧力を降下させる圧力降下手段を配置し
    たことを特徴とするガスタービン発電設備。
  4. 【請求項４】 ガスタービンにより発電を行い、その排
    気ガスの熱エネルギーを排熱回収ボイラにて蒸気として
    取り出すガスタービン発電設備であって、 前記ガスタービンの空気圧縮機の吸気側に、前記空気圧
    縮機に供給される空気を加圧する吸気加圧手段を配置
    し、 前記ガスタービンと排熱回収ボイラとの間に配置され、
    ガスタービンより排気され前記排熱回収ボイラへ供給さ
    れる排気ガスの圧力を降下させる圧力降下手段、または
    前記排熱回収ボイラの排気口に配置され、排熱回収ボイ
    ラより排気されるガスの圧力を降下させる圧力降下手段
    を備えたことを特徴とするガスタービン発電設備。
  5. 【請求項５】 ガスタービンにより発電を行い、その排
    気ガスの熱エネルギーを排熱回収ボイラにて蒸気として
    取り出すガスタービン発電設備であって、 前記ガスタービンの空気圧縮機の吸気側に、前記空気圧
    縮機に供給される空気を加圧する吸気加圧用送風機を配
    置し、 前記排熱回収ボイラより取り出された蒸気により駆動さ
    れ、前記吸気加圧用送風機を駆動する蒸気タービンと、 前記蒸気タービンへ供給される前記蒸気量を調整する蒸
    気流量調整弁を備えたことを特徴とするガスタービン発
    電設備。
  6. 【請求項６】 ガスタービンにより発電を行い、その排
    気ガスの熱エネルギーを排熱回収ボイラにて蒸気として
    取り出すガスタービン発電設備であって、 前記ガスタービンと排熱回収ボイラとの間に配置され、
    ガスタービンより排気され前記排熱回収ボイラへ供給さ
    れる排気ガスの圧力を降下させる圧力降下用送風機、ま
    たは前記排熱回収ボイラの排気口に配置され、排熱回収
    ボイラより排気されるガスの圧力を降下させる圧力降下
    用送風機を備え、 前記排熱回収ボイラより取り出された蒸気により駆動さ
    れ、前記いずれかの送風機を駆動する蒸気タービンと、 前記蒸気タービンへ供給される前記蒸気量を調整する蒸
    気流量調整弁を備えたことを特徴とするガスタービン発
    電設備。
  7. 【請求項７】 蒸気タービンの排気口に配置され、蒸気
    タービンより排出された湿り蒸気により冷媒を発生する
    吸収式冷凍機と、 この吸収式冷凍機により発生された冷媒により空気圧縮
    機へ供給される空気を冷却する熱交換器を備えたことを
    特徴とする請求項５または請求項６に記載のガスタービ
    ン発電設備。
  8. 【請求項８】 蒸気タービンより排出された湿り蒸気を
    汽水分離する汽水分離器を備えたことを特徴とする請求
    項５〜請求項７のいずれかに記載のガスタービン発電設
    備。
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Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002364383A (ja) * 2001-06-04 2002-12-18 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ガスタービン吸気冷却装置
JP2007040171A (ja) * 2005-08-03 2007-02-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンの入口案内翼制御装置
KR101575116B1 (ko) 2014-06-03 2015-12-08 한국중부발전(주) 지하화된 발전시설

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