JP2000502159A - Power plant - Google Patents

Power plant

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Abstract

(57)【要約】 動力プラントは、高温の煙道ガスを発生する間に燃料の燃焼が実施されべく意図された燃焼装置1、燃焼装置下流の前記煙道ガス通路内のまたはその近傍の位置8,24に可燃性ガスを供給する装置9〜11および前記位置において可燃性ガスを燃焼せしめ煙道ガスの温度を上昇させるためそこから発生するガスを前記煙道ガスに混合する少なくとも一つの燃焼器42,43を有する。プラントはまた、前記位置に追加燃料を供給する装置34〜40および前記位置においてこの燃料を燃焼せしめ煙道ガスの温度を上昇させるためそこから発生するがガスを前記煙道ガスに混合すべく配置された燃焼器42,43を有する。この装置は前記追加燃料の供給を任意に調整する手段39,40を有する。 (57) Abstract: A power plant comprises a combustion device 1 intended to perform fuel combustion while generating hot flue gas, a location in or near said flue gas passage downstream of the combustion device. Apparatus 9-11 for supplying flammable gas to 8, 24 and at least one combustion for combusting the flammable gas at said location and mixing the gas generated therefrom with said flue gas to increase the temperature of the flue gas It has devices 42 and 43. The plant also includes devices 34-40 for supplying additional fuel to said location and arranged to combust the fuel at said location to increase the temperature of the flue gas but to mix the gas with the flue gas. The burners 42 and 43 are provided. The device comprises means 39, 40 for optionally adjusting the supply of said additional fuel.

Description

【発明の詳細な説明】 動力プラント 発明の技術分野および従来技術 本発明は、高温煙道ガスを発生する間に燃料の燃焼を実施すべく意図された燃 焼装置、燃焼装置下流の前記煙道ガス通路内または中間部近傍の位置に可燃性ガ スを供給する装置および前記位置において可燃性ガスを燃焼させ前記煙道ガスの 温度を上昇せしめるためそこから発生するガスを煙道ガスと混合するように構成 された少なくとも一つの燃焼器を有する動力プラントに関するものである。 煙道ガス通路内またはその近傍への可燃性ガスの供給およびそこにおける燃焼 は、かかる動力プラントにおいて、主として動力プラントの効率を向上せしめる ためまたは単にそこからの可能な動力出力を増大し得るため、煙道ガスの温度を 上昇せしめるように実施された。そのことは、たとえば粒状燃料の燃焼、油燃焼 ボイラ、ソーダパン等用のバブル発生または循環型の流動層を有する動力プラン トのような、煙道ガスが燃料の燃焼中に形成される、すべての予想し得る型の動 力プラントの問題となり得る。“動力プラント”は、上記のようにこの明細書に おいては、発電用プラントばかりでなく、熱または熱および電気を発生するすべ ての型を含むものとして定義される。 本発明の根拠となり、したがっていずれにしてもそれに限定されない課題を説 明するために、PFBC−動力プラント、すなわち高圧流動層において粒状燃料 を燃焼するためのプラントが下記に記載される。この型の動力プラントは、たと えば、本出願人のスエーデン国特許第458955号およびスエーデン国特許出 願第9501097−1号各明細書によってすでに公知であり、その中で、可燃 性ガスかトッピング−燃焼装置に供給され、またそれらは燃焼せしめられかつそ こから発生した高温ガスはそれらが動力プラントのガスタービンに到達する前に 煙道ガスの温度を上昇せしめるため煙道ガスと混合せしめられる。前記燃焼装置 における燃料層の化学的性質は、かかる動力プラントにおいて約950℃より高 い温度を有する煙道ガスを得ることを不可能にするものであるが、ガスタービン によって発生し得る動力は、推進ガスすなわち上記煙道ガスの上記のように上昇 せしめられた温度とともにいちじるしく増大し、そこでその温度を1200〜1 500℃に上昇せしめるのが好適で、プラントの一層高い全効率が得られる。 かかる動力プラントが部分負荷の下で運転されるとき、すなわち発生可能であ るものより少ない動力を動力プラントから取出す間、圧力容器内および動力プラ ントの煙道ガスの圧力は、最大負荷の間より低い。部分負荷運転からはじまり負 荷の増加が望まれるとき、かかる負荷の増加は、この型のすでに公知の動力プラ ントにおいてこれまで短期間の全動力プラントの最初の動力減少をもたらし、そ の理由はガスタービンによって駆動され前記圧力容器を加圧する圧縮機が、圧力 容器内への増加した空気流を加圧し得るために直ちに一層多くの動力を必要とす るからである。かかる動力増大は最初ガスタービンにおいては達成できず、その 理由は燃焼工程が大きい時間定数を有するためである。したがって、圧縮機の増 加した動力要求は発電機に向けられるガスタービン動力のその部分から取出され 、そこで有用な動力が減少する。可燃性ガスは主として、しかし必ずしもそうで はないが、ガスタービンによって駆動される圧縮機から空気を供給されて燃料を ガス化するガス化装置から供給され、その結果ガス化装置から前記位置へのガス 流は、負荷増加の際最初は減少し、このことは必要以上に長い時間を要する。し ばしば、ガス化装置に関連する問題もかかるプラントにおいて発生し、そのこと はプラントの動力発生が多分“準備状態”まで急速に減少すべきであり、すなわ ちプラントをいわゆる“トリップ”すべきであり、比較的長い時間がプラントを 所望の動力にふたたび戻すのに必要である。それゆえ、プラントは、かかる場合 、かなり長い時間、経済的見地から所望の動力を供給することができない。 発明の要約 本発明の目的は、動力プラントから要求される動力出力に適合することに関し て融通性を増加し、主として要求される増加する動力出力に対して迅速に適合す る能力を増大し、ガス化装置のような可燃性ガスを供給する前記装置が故障した 際プラントの迅速な出力低下を回避し得る動力プラントを提供することにより、 導入部に定義された型のすでに公知の動力プラントの上記不便さの治癒方法を発 見することである。 この目的は、本発明によれば、追加燃料を前記位置に供給する装置および前記 位置においてこの燃料を燃焼させ煙道ガスの温度を上昇せしめるためそこから発 生したガスを前記煙道ガスに混合させる燃焼器を有し、前記装置は任意に前記追 加燃料の供給を調節する装置を有する、かかる動力プラントによって得られる。 このようにして、部分負荷運転から負荷増加が突然要求されたとききわめて迅速 な負荷を増加し得ることが可能となり、その理由は前記装置が前記位置に前記負 荷的燃料を供給すべく調整可能であり、そこでもしプラントが有するならば、ガ スタービンへのガス流が直ちに増加されかつ動力増大が負荷上昇の間に加速され るからである。それゆえ、前記位置における追加燃焼により動力追加が達成され 、それはガスタービンを有する動力プラントの場合ガスタービンに与えられ、つ いでそれは一層迅速に一層多くの空気および動力を発生する。前記装置のお蔭で 問題が起こったときまたは前記可燃性ガスを前記位置に供給する、ガス化装置の ような前記装置の補修が必要となったとき、前記装置による適当な調節によって 前記位置への前記追加燃料の供給を確保することが可能になり、そこでかかる場 合、プラントの“トリップ”またはその動力の急速な低下が回避される。 本発明の好適な実施例によれば、装置は前記追加燃料を液状またはガス状で前 記位置に供給するように構成され、この追加燃料は油とするのが有利である。二 つの燃料、すなわち“可燃性ガス”および“追加燃料”はこのようにして有利な 方法で互いに補完的なものとすることができ、そこで可燃性ガスが供給されない ときでさえも前記追加燃料を供給することがつねに可能になるであろう。しかし ながら、追加燃料を、前記装置を通る可燃性ガスの供給から完全に分離して可燃 性ガスの形式で前記装置を通って前記位置に供給することももちろん本発明の範 囲内にある。 本発明の別の好適な実施例によれば、動力プラントは前記追加燃料を貯蔵する コンテナを有し、これは任意に開放可能な相互連結導管を通して前記位置に連結 されている。このように、まさに動力プラントの一部であるコンテナに前記追加 燃料を貯蔵することにより、前記相互連結を開放することによりそれは瞬間的に 前記位置に供給される。ついでコンテナは、プラントの運転中それが消費される とき前記追加燃料がその中に充填されるように設置されることはもちろん可能で ある。本発明の別の好適な実施例によれば、動力プラントは、動力プラントから 取出されることを要求される動力が増大するとき、これを前記位置に供給するた め追加燃料を供給する前記装置を制御する装置を有する。これにより、上記理由 でかかる動力増大をきわめて迅速に、確実なものとすることが可能になるであろ う。 本発明の別の好適な実施例によれば、動力プラントは、これらの装置の補修の 必要性か存在し、その機能に関する問題等が生じたとき等に、前記位置に可燃性 燃料を供給する前記装置が所望されまたはしゃ断することが必要になるとき、前 記位置にそれを供給するため前記追加燃料を供給する前記装置を制御する装置を 有する。“しゃ断する必要性”なる語は、前記装置それ自体、たとえばその運転 の故障の結果その動力を劇的に低下することにより、完全にまたは部分的に切離 す場合を含んでいる。かかる場合に前記追加燃料を供給する装置を正確に制御す ることにより、プラントのいわゆる“トリップ”または他の迅速なその動力低下 および高い経費は回避される。 本発明の別の好適な実施例によれば、前記調整装置はそこからの動力出力が実 質的に一定であるときの動力プラントの通常運転において前記位置への前記追加 燃料の供給を停止したままにするように構成されている。動力プラントは、これ により前記位置における可燃性ガスの供給および燃焼を通じて有利な方法で、煙 道ガスの所要の温度上昇を達成し、前記追加燃料を供給する装置は、たとえば動 力プラントの迅速な負荷増大の必要性が存在するときまたは前記位置への可燃性 ガスの供給に関する問題が存在するときのような、非常の場合のためにのみ存在 する。 本発明の別の好適な実施例によれば、動力プラントは前記煙道ガスによって駆 動されるべく企図されたガスタービンを有する。本発明による課題は、とくに導 入部において定義された型の動力プラントがかかるガスタービンを有し、前記追 加燃料をかかる場合に供給する利点は、本発明による課題が決してガスタービン を有する動力プラントに適用可能であることだけではないが、とくに強調される 。 特に加圧された燃焼装置およびその下流の煙道ガス通路を有する動力プラント 、とくにPFBC−動力プラントに関する、本発明の別の好適な実施例は、多数 の 従属項の技術内容についてのものである。 本発明の別の好適な実施例によれば、動力プラントは少なくとも一つの室を有 し、その中において前記可燃性ガスおよび前記追加ガスの燃焼、ならびに煙道ガ スの温度を上昇させるためそこから発生するガスと前記煙道ガスとの混合が実施 されるべく意図され、前記室は燃焼装置下流に煙道ガス通路内に配置される。か かる室は、本発明の別の好適な実施例によればトッピング燃焼装置と称せられ、 室は、ガスタービン上流の煙道ガス通路内に配置され、本発明のなお別の好適な 実施例によれば、またその室は再熱燃焼室または再熱燃焼装置と称せられ、それ は動力プラントのガスタービンが少なくとも二台の場合、第1ガスタービンにお いて温度低下を経験した煙道ガスの温度をそれらが引続くガスタービンに供給さ れる前に上昇せしめるように煙道ガス通路内に二台のガスタービンの間に配置さ れ、そこでガスタービンの動力はそこへ追加燃料を供給することによって迅速に 上昇せしめられ、かつそれは動力プラントの迅速な負荷増大またはこの室への可 燃性ガス供給に関する問題が突然発生するときプラントの均一な運転を維持する のに有効に貢献する。ついで、前記追加燃料を供給する前記装置は、きわめて迅 速な負荷増大および可燃性ガスをかかる動力プラントのこれらの燃焼室に供給す る問題が存在するとき上記課題を回避することに対する可能性のため、このいわ ゆるトッピング燃焼装置ならびにいわゆる再熱燃焼装置に供給するように構成さ れている。 本発明の別の利点および有利な特徴は、下記の記載および従属請求項から明ら かになるであろう。 図面の簡単な説明 下記の記載は、添付図面を参照する、本発明の例示としての好適な実施例の説 明である。 図面において、 ただ一つの図1は、本発明の好適な実施例による複合ガスおよび蒸気サイクル (後者は図示されず)を有するPFBC−動力プラントを略示する図である。 本発明の好適な実施例の詳細な説明 本発明は、いずれにしてもPFBC−動力プラント、すなわち高圧流動層にお いて粒状燃料を燃焼するプラントへの適用に限定されるものでないが、それにも かかわらず下記では本発明の基本的原理を説明するためかかるプラントに適用さ れるものとして記載されるが、その理由は本発明が基づく課題がとくにこの型の 動力プラントにおいて顕著であるからである。それゆえ、ただ一つの図面に、か かる動力プラントが略示され、前記プラントは圧力容器2内に収容された燃焼装 置1を有し、該容器は1043 程度の容積を有しかつたとえば約16バールに 加圧される。燃焼装置1を加圧するためまた燃焼装置または燃焼室内の層4を流 動化させるため圧縮空気3が圧力容器に供給される。圧縮空気は、燃焼装置内に 収容された層を流動化するため、燃焼装置の底部に配置されかつ略示された流動 化ノズル5を通して燃焼装置に供給される。層は、層材料、粒子状吸収材および 、層に供給される流動化空気内で燃焼せしめられる粒状燃料、好適には粉砕され た炭素よりなる。ついで、以後煙道ガスと称せられる層からの燃焼ガスは、実施 例において高圧用の高温フィルタ、およびインタセプト弁7よりなる浄化装置6 を通り、トッピング燃焼装置の形式の第1室8に導かれる。また可燃性ガスまた は燃料ガスが、公知の型のガス化装置10から導管9を通り高温フィルタ11を 通ってトッピング燃焼装置1に導かれる。可燃性ガスは、高圧燃焼装置13から 導管12を通り燃焼器42の影響をうけ、供給された圧縮空気とともにトッピン グ燃焼装置8において燃焼せしめられ、その温度を上昇させるため燃焼装置1か らの煙道ガスと混合せしめられ、そこでトッピング燃焼装置から排出するガスは 、それらを高圧ガスタービンの形式の第1ガスタービン14を推進する推進ガス としてよく適したものにする温度(1200〜1500℃)を有する。前記燃焼 ガスの温度は、トッピング燃焼装置8を通って約850〜950℃から1200 〜1500℃に上昇せしめられる。 高圧ガスタービンおよび高圧圧縮機は、発電機15と同じ軸上に配置され、そ こから有用なエネルギを取出すことができる。また高圧圧縮機13は、導管12 が分岐される導管16を通ってPEBC−燃焼装置1にも高圧空気を供給する。 インタセプト弁17は、高圧圧縮機と燃焼装置1との間に配置されている。それ はまた、ガス化装置10内においてガス化するため導管18を通して空気を供給 し、この導管18内にはガス化装置内のガス圧をさらに上昇するため圧縮機19 が配置され、その理由はそこから供給されるガス流がトッピング燃焼装置に到達 する煙道ガスより一層の高い圧力を有し、そこで各所定圧力状態の可燃性カスが トッピング燃焼装置に容易に供給可能となるからである。この実施例においては 粒状カーボンであるが、液体または固体燃料はガス化装置においてガス化され、 公知の方法で、亜当量法で可燃性ガスを発生する。ガス化装置10からの残りの または残留燃料は、燃料導管20を通り燃焼装置1内の層4に供給される。 図面に示されたPFBC−動力プラントは改良形のもので、その理由は、高圧 タービン14と同じ軸22上に配置された、中圧タービンの形式の、別のガスタ ービン20を有するからである。高圧タービン14において膨脹しかつ温度低下 を経験したガスは、導管23を通って再熱燃焼装置または再熱燃焼室と称せられ る第2室24に導かれる。再熱燃焼装置24は、トッピング燃焼装置8と同様に ガス化装置10から供給される第1可燃性ガス流および高圧圧縮機13からの高 圧空気を、図面に示されたようにそれぞれ導管25および26を通ってうけ入れ 、それによりこれらの可燃性ガスは燃焼器43を通って燃焼せしめられ、そのよ うにして発生した高温ガスは、それらが導管27を通って中圧タービン21に導 かれる前に、再びその温度が上昇するように、高圧タービンからの煙道ガスと混 合せしめられる。中圧タービンの動力出力はこのようにかなり増大せしめられる 。 中圧タービン21において膨脹した煙道ガスは、低圧タービン28に導かれる 。低圧タービンから排出する排気ガスはなおエネルギを有し、それをエコノマイ ザ29が処理する。また低圧圧縮機31は低圧タービン28の軸線30上に配置 され、大気がそこにフィルタ32を通して供給される。それゆえ、低圧圧縮機は 低圧タービンによって駆動され、その出口から第1段において圧縮された空気が 高圧圧縮機13に供給される。中間冷却器33が、低圧圧縮機と高圧圧縮機との 間に、高圧圧縮機13の入口に供給される空気の温度を下げるように連結されて いる。 動力プラントは、ここには図示されていないが流動層4内に浸漬された一組の 管41によって指示されるタービン側を有し、そこを水が循環し、層内で実施さ れる燃焼中に発生する熱を吸収するため管と層材料との間の熱交換を通じて蒸発 しかつ過熱される。 上記動力プラント自体原理的にすでに公知であり、以下本発明の新規な特徴を 説明する。 動力プラントは、さらに、図示の実施例においては油である、追加燃料を貯蔵 するコンテナ34を有する。ポンプ35は前記追加燃料を導管36でコンテナ3 4から、そこから分岐した二つの導管37および38を通って、それぞれトッピ ング燃焼装置8および再熱燃焼装置24に供給すべく配置され、追加燃料は、煙 道ガスの温度をそれぞれガスタービン14および21において高出力を得るのに 適した温度に上昇せしめるためそこから発生する高温ガスを煙道ガスに混合する ため、通常のように燃焼器42,43において燃焼せしめられる。さらに、導管 37および38は、それぞれ、各室8,24への追加燃料の流れを調整する装置 39,40を備えている。これらの調整装置39,40は、トッピング燃焼装置 および再熱燃焼装置において煙道ガス流と相互に混合する高温ガスがガス化装置 からの可燃性ガスの供給を通じてのみ得られるように完全に閉鎖され、それはそ こからの動力出力が実質的に一定であるときの動力プラントの通常運転の場合で あるよう企図される、弁によって構成される。調整装置39および40は、好適 には、その機能を手動操作でまたは一層よいのはいずれかのもしくはいくつかの 運転パラメータの測定を通じて制御する、図示しないいかなる制御装置に連結さ れてもよい。 調整装置39および40は、それぞれ、導管37および38内の流れを開放す べく配置され、ポンプ35は、この場合油である、追加燃料を燃焼装置8および 24に供給する必要があるとき駆動される。かかる必要性はプラントの負荷の増 加が望まれるとき存在し、その理由はこれが部分負荷の下で作動されるとき容器 2およびそれにより燃焼装置1および煙道ガス通路は最大負荷運転の間より一層 低い負荷に圧縮機31および13を通して加圧されているからである。かかる部 分負荷運転中に動力プラントからの突然動力出力増加の要望、すなわちその負荷 を多分最大負荷運転に増加する要望が発生するとき、この負荷の速度の増加に対 していかに迅速に装置内の圧力を増加せしめるかは、きわめて重要なことである 。ガスタービンの出力は圧縮機からの空気流を増加させるため増加されなければ ならず、そのことはすでに公知の動力プラントにおいて、ガスタービンのおよび そ れにより空気圧圧縮機の最初の回転数の低下を生じ、そこで装置における圧力増 大の遅れを生じ、そこでまたガス化装置10からのガス流内の圧力が低下し、そ のことは可能な負荷増加を遅延させる。しかしながら、本発明はこの課題を、調 整装置39および40を負荷増加の要望が存在するとき開放し、それにより前記 追加燃料がトッピング燃焼装置8および再熱燃焼装置24のいずれか一方または 双方に供給されるように配置することによって処理している。煙道ガス流はこの ようにしてこの状態において増加せしめられ、追加動力が各タービン14および 21においてまたタービン28において直接得られ、そこでガスタービンは多く の動力を供給しかつ装置を加圧する圧縮機13および31の出力を増加する。負 荷増加はこれにより迅速に、ガスタービン圧縮機が圧力容器内への増加した空気 流を加圧するため直接一層多くの動力を要求するため、動力プラントの動力の最 初のもっとも少ない減少の必要さえもなしに迅速に達成可能である。負荷増加の 上昇が完了したとき、調節装置39および40は、その後新規な負荷増加がこの レベルからまたは負荷減少の後確立された一層低い負荷から要望されるときに開 かれるため、閉鎖されるのが好適である。 前記追加燃料をトッピング燃焼装置8および再熱燃焼装置24のいずれか一方 または双方に供給する必要性がある別の場合は、ガス化装置10に関する問題が 突然生じたときであり、そこでこれは切離すべきであるかまたはそれ自体外乱の 結果完全にまたは部分的に切離すべきである。かかる場合、この公知の型の動力 プラントにおいて、プラントを“準備”状態にすることによりまたは他の方法で プラントによって発生された動力を迅速に減少することがこれまで必要であった 。しかしながら、これは、本発明による動力プラントにおいては、かかる問題が 発生したとき調節装置39および40の一方または双方を開放することによって 回避され、そこで追加燃料は燃焼装置8および24のいずれか一方または双方に 別の方法でそこに導かれるガス化装置10からの可燃性ガスの代わりに供給され る。しかして、この場合前記追加燃料が好適には連続して実質的に一定の動力出 力を動力プラントから供給されるが、その通常運転に対してはいかなる問題もな い。 本発明はもちろん決して上記好適な実施例に限定されるものでなく、本発明の 基本的理念から離れることのない、その変形に対するいくつかの可能性が、当業 者には明らかであろう。 請求の範囲の“任意に”なる語の定義は、特定の運転パラメータに依存する問 題の調整装置の自動調節を含んでいる。 トッピング燃焼装置および再熱燃焼装置を有する動力プラントにおいて、追加 燃料の流れをこれらの燃焼装置の一方のみに連結するように配置することが可能 である。 請求項1に記載された可燃性ガスおよび追加ガスを燃焼させる燃焼器は短位置 の共通の燃焼器から構成することができ、“燃焼器”なる語は広い意味のもので 燃料の燃焼を確保するすべてのうけ入れうる装置を含んでいる。Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a combustion device intended to carry out the combustion of a fuel while generating hot flue gas, said flue gas downstream of the combustion device. A device for supplying flammable gas to a location in the passage or near the middle, and for combusting the flammable gas at said location to increase the temperature of the flue gas, so that the gas generated therefrom is mixed with the flue gas. A power plant having at least one combustor configured. The supply of and combustible combustible gas in or near the flue gas passages in such a power plant may primarily increase the efficiency of the power plant or simply increase the possible power output therefrom. It was implemented to raise the temperature of the flue gas. This means that all flue gas formation during combustion of fuel, such as power plants with bubble generation or circulating fluidized beds for combustion of particulate fuels, oil fired boilers, soda pans, etc. Can be a problem for a possible type of power plant. A "power plant" is defined herein, as described herein, to include not only a power plant, but any type of heat or heat and electricity generator. To illustrate the problem which is the basis of the present invention and is thus not limited in any way, a PFBC-power plant, ie a plant for burning particulate fuel in a high-pressure fluidized bed, is described below. Power plants of this type are already known, for example, from the applicant's Swedish Patent No. 458955 and Swedish Patent Application No. 9501097-1, in which a flammable gas or topping-combustion device is used. And they are combusted and the hot gases generated therefrom are mixed with the flue gas to raise the temperature of the flue gas before they reach the gas turbine of the power plant. Although the chemistry of the fuel layer in the combustor makes it impossible to obtain flue gas having a temperature above about 950 ° C. in such a power plant, the power that can be generated by the gas turbine is It is preferred that the temperature of the gas, ie, the flue gas, increases significantly with the above-mentioned increased temperature, where it is preferred to increase the temperature to 1200-1500 ° C., so that a higher overall efficiency of the plant is obtained. When such a power plant is operated under partial load, i.e., removing less power from the power plant than can be generated, the pressure of the flue gas in the pressure vessel and in the power plant is lower than during maximum load. . When an increase in load is desired starting from partial load operation, such an increase in load results in the first known power plant of this type, in the past, the first power reduction of the entire power plant for a short time, because of the gas turbine. This is because a compressor that is driven and pressurizes the pressure vessel immediately requires more power to be able to pressurize the increased airflow into the pressure vessel. Such power increase cannot be achieved initially in gas turbines because the combustion process has a large time constant. Thus, the increased power demand of the compressor is derived from that portion of the gas turbine power destined for the generator, where useful power is reduced. The combustible gas is supplied primarily, but not necessarily, from a gasifier that is supplied with air from a compressor driven by a gas turbine to gasify the fuel, so that the gas from the gasifier to said location The flow initially decreases with increasing load, which takes longer than necessary. Often problems associated with gasifiers also occur in such plants, which means that the power generation of the plant should probably decrease rapidly to "ready", i.e. the plant should be so-called "tripped", A relatively long time is required to bring the plant back to the desired power. Therefore, in such a case, the plant cannot supply the desired power from an economical point of view for a very long time. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to increase flexibility in meeting the power output required from a power plant, increase the ability to quickly adapt to the increasing power output required primarily, and increase gasification. The inconvenience of already known power plants of the type defined in the introduction is provided by providing a power plant that can avoid a rapid loss of power of the plant in the event of a failure of the device supplying combustible gas, such as a device. It is to find a way to heal. According to the invention, it is an object of the present invention to provide a device for supplying additional fuel to said location and to mix said gas with said flue gas to burn said fuel at said location and to raise the temperature of the flue gas. Such a power plant having a combustor and optionally having a device for regulating the supply of the additional fuel is obtained. In this way, it is possible to increase the load very quickly when a load increase is suddenly requested from partial load operation, because the device is adjustable to supply the load fuel to the location. Yes, because if the plant has, the gas flow to the gas turbine is immediately increased and the power increase is accelerated during the load increase. Therefore, additional power is achieved by additional combustion at said location, which is provided to the gas turbine in the case of a power plant having a gas turbine, which in turn generates more air and power more quickly. When problems arise due to the device or when repair of the device, such as a gasifier, that supplies the flammable gas to the location becomes necessary, proper adjustment by the device to the location It is possible to ensure the supply of said additional fuel, in which case a "trip" of the plant or a rapid drop in its power is avoided. According to a preferred embodiment of the invention, the device is arranged to supply said additional fuel in liquid or gaseous form to said location, which advantageously is oil. The two fuels, "flammable gas" and "additional fuel" can thus be complemented in an advantageous manner to one another, in which the additional fuel is added even when no flammable gas is supplied. Supply will always be possible. However, it is of course within the scope of the present invention that the additional fuel is supplied to the location through the device in the form of a flammable gas completely separate from the supply of the flammable gas through the device. According to another preferred embodiment of the invention, the power plant has a container for storing said additional fuel, which is connected to said location via an optionally openable interconnecting conduit. Thus, by storing the additional fuel in a container that is just part of the power plant, by opening the interconnect, it is momentarily supplied to the location. It is then of course possible for the container to be installed such that the additional fuel is filled therein when it is consumed during operation of the plant. According to another preferred embodiment of the invention, the power plant is provided with said device for supplying additional fuel to supply said position as the power required to be removed from the power plant increases. It has a controlling device. This would make it possible to make such a power increase very quickly and reliably for the reasons mentioned above. In accordance with another preferred embodiment of the present invention, the power plant supplies combustible fuel to said location, such as when a need exists for repair of these devices, such as when there is a problem with its function, etc. When the device is desired or needs to be shut down, it has a device for controlling the device to supply the additional fuel to supply it to the location. The term "need to be interrupted" includes a complete or partial disconnection of the device itself, for example by drastically reducing its power as a result of a malfunction in its operation. By precisely controlling the device for supplying the additional fuel in such a case, a so-called "trip" of the plant or other rapid power loss and high costs are avoided. According to another preferred embodiment of the invention, the regulating device keeps the supply of the additional fuel to the position stopped during normal operation of the power plant when the power output therefrom is substantially constant. It is configured to be. The power plant thereby achieves the required temperature rise of the flue gas in an advantageous manner through the supply and combustion of the flammable gas at said location, and the device for supplying the additional fuel may be, for example, a fast load of the power plant. It exists only in emergency cases, such as when there is a need for augmentation or when there is a problem with the supply of flammable gas to said location. According to another preferred embodiment of the present invention, a power plant has a gas turbine intended to be driven by said flue gas. The object according to the invention is that a power plant of the type defined in the introduction, in particular, has such a gas turbine and the advantage of supplying said additional fuel in such a case is that the object according to the invention is nevertheless a power plant having a gas turbine. It is not only applicable, but emphasized. Another preferred embodiment of the invention, in particular for a power plant having a pressurized combustion device and a flue gas passage downstream thereof, in particular a PFBC-power plant, is directed to the technical content of a number of dependent claims. . According to another preferred embodiment of the invention, the power plant has at least one chamber in which the combustible gas and the additional gas are burned, and from which the temperature of the flue gas is raised. The mixing of the evolved gas with the flue gas is intended to be performed, the chamber being located in the flue gas passage downstream of the combustion device. Such a chamber is referred to as a topping combustor according to another preferred embodiment of the present invention, wherein the chamber is located in the flue gas passage upstream of the gas turbine, and in still another preferred embodiment of the present invention. According to it, the chamber is also referred to as a reheat combustion chamber or a reheat combustor, which, if the power plant has at least two gas turbines, measures the temperature of the flue gas which has experienced a temperature drop in the first gas turbine. Is located between the two gas turbines in the flue gas passage so that it can be raised before being supplied to the subsequent gas turbine, where the power of the gas turbine rises quickly by supplying additional fuel thereto And it effectively contributes to maintaining uniform operation of the power plant in the event of a sudden increase in the load on the power plant or the supply of flammable gas to this room. You. The device for supplying the additional fuel is then very quickly increased in load and the possibility for avoiding the above problems when there is a problem of supplying flammable gas to these combustion chambers of such a power plant, It is configured to supply the so-called topping combustion device and the so-called reheat combustion device. Further advantages and advantageous features of the invention will become apparent from the following description and the dependent claims. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The following description is of an exemplary preferred embodiment of the invention with reference to the accompanying drawings. In the drawings, only one FIG. 1 schematically illustrates a PFBC-powered plant having a combined gas and steam cycle (the latter not shown) according to a preferred embodiment of the present invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION The present invention is not limited in any way to application to PFBC-powered plants, i.e. plants that burn particulate fuel in a high pressure fluidized bed, but nevertheless In the following, the basic principles of the invention are described as applied to such a plant, because the problem on which the invention is based is particularly pronounced in this type of power plant. Thus, in only one drawing, such a power plant is schematically represented, said plant comprising a combustion device 1 housed in a pressure vessel 2, which vessel has a volume of the order of 10 4 m 3 and Pressurized to about 16 bar. Compressed air 3 is supplied to the pressure vessel to pressurize the combustion device 1 and to fluidize the bed 4 within the combustion device or chamber. Compressed air is supplied to the combustion device through a fluidization nozzle 5, which is located at the bottom of the combustion device and is shown schematically, to fluidize the bed contained in the combustion device. The bed consists of bed material, particulate absorbent and particulate fuel, preferably ground carbon, which is burned in fluidized air supplied to the bed. The combustion gases from the layer, hereinafter referred to as flue gas, then pass through a purification device 6 comprising, in the exemplary embodiment, a high-temperature filter for high pressure and an intercept valve 7, into a first chamber 8 in the form of a topping combustion device. . Also, a combustible gas or fuel gas is led from a gasifier 10 of a known type through a conduit 9 through a high-temperature filter 11 to the topping combustion device 1. The combustible gas passes through the conduit 12 from the high-pressure combustor 13 and is affected by the combustor 42 through the conduit 12, and is combusted in the topping combustor 8 together with the supplied compressed air. The gases which are mixed with the gases, where they leave the topping combustor, have a temperature (1200-1500 ° C.) which makes them well suited as propulsion gases for driving the first gas turbine 14 in the form of a high-pressure gas turbine. . The temperature of the combustion gas is raised from about 850 to 950 ° C. to 1200 to 1500 ° C. through the topping combustion device 8. The high-pressure gas turbine and high-pressure compressor are located on the same shaft as the generator 15, from which useful energy can be extracted. The high-pressure compressor 13 also supplies high-pressure air to the PEBC-combustion device 1 through a conduit 16 from which the conduit 12 branches. The intercept valve 17 is disposed between the high-pressure compressor and the combustion device 1. It also supplies air for gasification in the gasifier 10 through a conduit 18 in which a compressor 19 is arranged to further increase the gas pressure in the gasifier, for which reason Has a higher pressure than the flue gas arriving at the topping combustor, so that the combustible scum at each predetermined pressure state can be easily supplied to the topping combustor. In this embodiment, the fuel is granular carbon, but the liquid or solid fuel is gasified in a gasifier and generates a combustible gas in a known manner by a sub-equivalent method. Remaining or residual fuel from the gasifier 10 is supplied to the layer 4 in the combustion device 1 through a fuel conduit 20. The PFBC-power plant shown in the figures is an improvement, since it has a separate gas turbine 20, in the form of a medium-pressure turbine, arranged on the same shaft 22 as the high-pressure turbine 14. . The gas that has expanded and experienced a temperature drop in the high pressure turbine 14 is directed through a conduit 23 to a second chamber 24, referred to as a reheat combustion device or chamber. The reheat combustor 24 converts the first combustible gas stream supplied from the gasifier 10 similarly to the topping combustor 8 and the high-pressure air from the high-pressure compressor 13 into conduits 25 and 25, respectively, as shown in the drawing. 26, whereby these combustible gases are burned through a combustor 43, and the hot gases so generated are passed before they are conducted through conduit 27 to medium pressure turbine 21. Then, it is mixed with the flue gas from the high pressure turbine so that the temperature rises again. The power output of the medium pressure turbine is thus significantly increased. The flue gas expanded in the medium pressure turbine 21 is led to the low pressure turbine 28. The exhaust gases leaving the low-pressure turbine still have energy, which is processed by the economizer 29. Also, the low pressure compressor 31 is disposed on the axis 30 of the low pressure turbine 28, and the atmosphere is supplied thereto through the filter 32. Therefore, the low pressure compressor is driven by the low pressure turbine, and the air compressed in the first stage is supplied to the high pressure compressor 13 from the outlet thereof. An intercooler 33 is connected between the low-pressure compressor and the high-pressure compressor so as to lower the temperature of the air supplied to the inlet of the high-pressure compressor 13. The power plant has a turbine side, not shown here, but indicated by a set of tubes 41 immersed in the fluidized bed 4, through which water circulates and during combustion carried out in the bed Is evaporated and superheated through the heat exchange between the tube and the layer material to absorb the heat generated in the tube. The power plant itself is already known in principle, and the novel features of the present invention will be described below. The power plant further has a container 34 for storing additional fuel, which in the illustrated embodiment is oil. A pump 35 is arranged to supply said additional fuel from the container 34 via conduit 36 to the topping combustor 8 and the reheat combustor 24 via two conduits 37 and 38 diverging therefrom, respectively. The flue gas generated therefrom is mixed with the flue gas in order to raise the temperature of the flue gas to a temperature suitable for obtaining high power in the gas turbines 14 and 21, respectively. At 43, it is burned. In addition, the conduits 37 and 38 are provided with devices 39, 40 for regulating the flow of additional fuel to the respective chambers 8, 24, respectively. These regulators 39, 40 are completely closed in such a way that in the topping combustor and the reheat combustor the hot gases which intermix with the flue gas stream are obtained only through the supply of combustible gas from the gasifier. , It is constituted by a valve, which is intended to be the case in normal operation of the power plant when the power output therefrom is substantially constant. The regulating devices 39 and 40 are preferably connected to any control device, not shown, which controls its function either manually or better through the measurement of any or several operating parameters. Regulating devices 39 and 40 are arranged to relieve flow in conduits 37 and 38, respectively, and pump 35 is activated when additional fuel needs to be supplied to combustion devices 8 and 24, in this case oil. You. Such a need exists when it is desired to increase the load on the plant, because when it is operated under partial load, the vessel 2 and thereby the combustion device 1 and the flue gas passages are more than during full load operation. This is because a low load is applied through the compressors 31 and 13. When a sudden increase in power output from the power plant occurs during such partial load operation, i.e., a desire to increase the load to maximum load operation, how quickly the pressure in the system increases with increasing load speed. It is very important to increase the number. The power of the gas turbine must be increased in order to increase the air flow from the compressor, which in already known power plants causes a reduction in the initial speed of the gas turbine and thus of the pneumatic compressor. This causes a delay in the pressure buildup in the system, where the pressure in the gas stream from the gasifier 10 also drops, which delays the possible load increase. However, the present invention solves this problem by opening regulators 39 and 40 when there is a demand for increased load, whereby the additional fuel is supplied to one or both of topping combustor 8 and reheat combustor 24. Is handled by arranging it to be The flue gas flow is thus increased in this situation, and additional power is obtained directly at each turbine 14 and 21 and also at turbine 28, where the gas turbine supplies a large amount of power and a compressor which pressurizes the unit. Increase the output of 13 and 31. The load increase is thereby quicker, even with the first minimal reduction in power plant power as the gas turbine compressor requires more power directly to pressurize the increased airflow into the pressure vessel. Can be quickly achieved without. When the increase in the load increase is completed, the adjusting devices 39 and 40 are closed because the new load increase is subsequently opened from this level or from the lower load established after the load decrease. Is preferred. Another case where the additional fuel needs to be supplied to one or both of the topping combustor 8 and the reheat combustor 24 is when a problem with the gasifier 10 suddenly arises, where It should be separated or completely or partially separated as a result of the disturbance itself. In such cases, it has heretofore been necessary in this known type of power plant to quickly reduce the power generated by the plant by putting the plant into a "ready" state or otherwise. However, this is avoided in the power plant according to the invention by opening one or both of the regulating devices 39 and 40 when such a problem occurs, wherein the additional fuel is supplied to either or one of the combustion devices 8 and 24 Both are supplied instead of the combustible gas from the gasifier 10 which is otherwise led to it. Thus, in this case the additional fuel is preferably supplied continuously and substantially constant power output from the power plant, without any problems for its normal operation. The invention is of course not limited to the preferred embodiment described above, and several possibilities for its variants will be apparent to those skilled in the art without departing from the basic idea of the invention. The definition of "optional" in the claims includes the automatic adjustment of the adjusting device in question depending on the specific operating parameters. In a power plant having a topping combustor and a reheat combustor, it is possible to arrange for the flow of additional fuel to be connected to only one of these combustors. The combustor for burning the combustible gas and the additional gas according to claim 1 may be constituted by a common combustor in a short position, and the term "combustor" has a broad meaning and ensures combustion of fuel. Includes all accessible equipment.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.高温の煙道ガスを発生する間に燃料の燃焼が実施されるべく意図された燃 焼装置(1)、燃焼装置下流の前記煙道ガス通路内にまたはその中間近傍の位置 (8,24)に可燃性ガスを供給する装置(9〜11)および前記位置において 可燃性ガスを燃焼させ煙道ガスの温度を上昇せしめるためそこから発生するガス を前記煙道ガスに混合する少なくとも一つの燃焼器(42,43)を有する動力 プラントにおいて、前記位置に追加燃料を供給する装置(34〜40)および前 記位置においてこの燃料を燃焼させ煙道ガスの温度を上昇せしめるためそこから 発生するガスを前記煙道ガスに混合せしめるべく構成された燃焼器(42,43 )を有し、そして前記装置が前記追加燃料の供給を任意に調整する装置(39, 40)を有することを特徴とする動力プラント。 2.前記装置(34〜40)が前記追加燃料を液状でまたはガス状で前記位置 に供給すべく配置されたことを特徴とする請求項1に記載された動力プラント。 3.前記追加燃料が油であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載 された動力プラント。 4.前記追加燃料を貯蔵するコンテナ(34)を有することおよびこのコンテ ナが任意に開放可能である相互連結導管(37,38)を通して前記位置(8, 24)に連結されたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記 載された動力プラント。 5.前記燃料を前記コンテナから前記導管を通して前記位置に供給する装置( 35)を有することを特徴とする請求項4に記載された動力プラント。 6.供給装置がポンプ(35)であることを特徴とする請求項5に記載された 動力プラント。 7.動力プラントから取出されるべく要望される動力増加の際前記位置(8, 24)に供給するため前記追加燃料を供給する前記装置を制御する手段(39, 40)を有することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載さ れた動力プラント。 8.後記装置の補修の必要が存在し、その機能に関する問題が生じたとき等に 、 前記位置(8,24)に可燃性ガスを供給する前記装置(9〜11)の要望また はそれを分離する必要が存在する際前記位置に供給するため前記追加燃料を供給 する前記装置を制御する手段(39,40)を有することを特徴とする請求項1 から請求項7のいずれか1項に記載された動力プラント。 9.前記調整手段(39,40)は、その動力出力が実質的に一定である動力 プラントの通常運転の間前記位置(8,24)への前記追加燃料の供給を停止し たままにすべく配置されたことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1 項に記載された動力プラント。 10.部材(10)が液体または固体燃料をガス化することにより前記可燃性 ガスを形成すべく配置されたことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか 1項に記載された動力プラント。 11.燃焼装置(1)を収容しかつ燃焼装置およびその下流の煙道ガス通路内 に過圧を発生するため加圧されるべく意図された圧力容器(2)を有することを 特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載された動力プラント。 12.前記煙道ガスによって駆動されるべく意図されたガスタービン(14, 21,28)を有することを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項 に記載された動力プラント。 13.圧力容器(2)内に過圧を発生するためガスタービン(14,21,2 8)によって駆動されるように構成されたことを特徴とする請求項11または請 求項12に記載された動力プラント。 14.ガスタービン(14)によって駆動されかつ前記液体または固体燃料を ガス化するためガス化部材(10)に圧縮空気を供給するように構成された圧縮 機(13)を有することを特徴とする請求項10または請求項12または可能な らば請求項13に記載された動力プラント。 15.PFBC−動力プラント、すなわち高圧流動層において粒状燃料を燃焼 せしめるプラントであることを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1 項に記載された動力プラント。 16.前記可燃性ガスの燃焼および煙道ガスの温度を上昇させるため前記煙道 ガスとそこから発生したガスとの混合が実施されるべく意図された少なくとも一 つの室(8,24)を有すること、および前記室が燃焼装置下流の煙道ガス通路 内に配置されたことを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか1項に記載 された動力プラント 17.一つの前記室(8)が煙道ガスにガスタービンを駆動するのに適した温 度を与えるためガスタービン(14)上流の煙道ガス通路内に配置されたことを 特徴とする請求項12または請求項16に記載された動力プラント。 18.上記型の室(24)が第1ガスタービン(14)において温度低下を経 験した煙道ガスの温度をそれらが引続くガスタービン(21)に供給される前に 上昇せしめるように二つのガスタービンの間の煙道ガスの通路に配置されたこと を特徴とする前記プラントか煙道ガスの通路内に配置された少なくとも二台のガ スタービン(14,21)を有することを特徴とする請求項12、請求項16ま たは請求項17に記載された動力プラント。 19.双方の室への前記追加燃料の流れを分配するように構成された手段(3 9,40)を有することを特徴とする請求項17または請求項18に記載された 動力プラント。[Claims]   1. The fuel intended to be burned during the generation of hot flue gas Burning device (1), located in or near the middle of the flue gas passage downstream of the combustion device A device for supplying a combustible gas to (8, 24) (9 to 11) and at the said position Gas generated from burning combustible gas to increase the temperature of flue gas Having at least one combustor (42, 43) for mixing air with the flue gas A device (34-40) for supplying additional fuel to said location in the plant and From there to burn this fuel and raise the temperature of the flue gas. A combustor (42, 43) configured to mix the generated gas with the flue gas. ) And the device optionally regulates the supply of the additional fuel (39, 40) A power plant comprising:   2. The device (34-40) may be configured to supply the additional fuel in the liquid or gaseous position. The power plant according to claim 1, wherein the power plant is arranged to supply to the power plant.   3. The said additional fuel is oil, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Power plant.   4. Having a container (34) for storing the additional fuel and the container Said location (8,8) through interconnecting conduits (37,38), which are optionally openable. 24. The device according to claim 1, wherein Power plant on board.   5. An apparatus for supplying the fuel from the container through the conduit to the location ( 35. The power plant according to claim 4, comprising (35).   6. 6. A device according to claim 5, wherein the supply device is a pump (35). Power plant.   7. At the time of the increase in power required to be removed from the power plant, the position (8, 24) means for controlling said device for supplying said additional fuel to supply to (24). 40). The method according to any one of claims 1 to 6, wherein Power plant.   8. When there is a need to repair the device described below and a problem with its function occurs, etc. , The need for said device (9-11) for supplying a flammable gas to said position (8,24); Supplies the additional fuel to supply to the location when it needs to be separated And means (39, 40) for controlling said device to operate. A power plant according to any one of the preceding claims.   9. The adjusting means (39, 40) includes a power source whose power output is substantially constant. Stopping the supply of said additional fuel to said position (8, 24) during normal operation of the plant 9. The device according to claim 1, wherein the device is arranged so as to be left standing. Power plant according to paragraph.   10. The member (10) gasifies a liquid or solid fuel so that 10. The method according to claim 1, wherein the gas is arranged to form a gas. A power plant according to item 1.   11. In the combustion device and in the flue gas passage downstream thereof, containing the combustion device (1) Having a pressure vessel (2) intended to be pressurized to generate overpressure The power plant according to any one of claims 1 to 10, characterized in that:   12. A gas turbine (14, 21, 28). Power plant as described in.   13. In order to generate an overpressure in the pressure vessel (2), the gas turbine (14, 21, 22) 12. The apparatus according to claim 11, wherein the apparatus is configured to be driven by (8). A power plant according to claim 12.   14. Driven by a gas turbine (14) and dispensing said liquid or solid fuel Compression configured to supply compressed air to the gasification member (10) for gasification Claim 13 or Claim 12 or possible, comprising a machine (13) A power plant according to claim 13.   15. PFBC-Combustion of particulate fuel in power plant, ie high pressure fluidized bed The plant according to any one of claims 1 to 14, wherein the plant is a power plant. Power plant according to paragraph.   16. The flue gas for burning the combustible gas and increasing the temperature of the flue gas At least one gas intended to be mixed with the gas evolved therefrom Having two chambers (8, 24) and said chambers having flue gas passages downstream of the combustion device The arrangement according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the arrangement is arranged in a space. Power plant   17. One said chamber (8) has a temperature suitable for driving a gas turbine to the flue gas. That it was located in the flue gas passage upstream of the gas turbine (14) A power plant according to claim 12 or claim 16.   18. The above-mentioned chamber (24) undergoes a temperature decrease in the first gas turbine (14). The temperature of the tested flue gases before they are fed to the subsequent gas turbine (21) Placed in the flue gas passage between the two gas turbines so that it can be raised At least two gas stations located in said plant or flue gas passage. 17. A turbine according to claim 12, comprising a turbine (14, 21). A power plant according to claim 17.   19. Means (3) configured to distribute the flow of said additional fuel to both chambers; 9, 40) according to claim 17 or claim 18. Power plant.
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