JP2010164048A - 予混合部分酸化合成ガス発生装置及びガスタービンシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガスタービンシステム10は、燃料スリップストリーム30を取り込むための燃料改質装置システム12と、酸素スリップストリーム32を取り込むために構成される酸素インレットと、燃料スリップストリーム30を前処理するために構成される前処理区域と、燃料スリップストリーム30と酸素スリップストリーム32との混合を促進し、ガス状予混合物を生成するために構成される予混合装置を備える混合区域34と、ガス状予混合物から合成ガスを生成するために構成される反応区域と、燃料ストリームを合成ガスに混合し水素エンリッチ燃料混合物を生成するために構成される冷却区域と、燃料混合物を受け入れるために構成されるガスタービン22と、を含む。
【選択図】図2
Description
稼動中、燃料改質装置システムからの水素エンリッチ合成ガス混合物と共に、多段燃焼の第一燃焼システム及び第二燃焼システムは、総燃焼滞留時間を減らすことによりNOx排出レベルを削減できる。更に、多段燃焼システムに使用される水素エンリッチ合成ガス混合物は、燃焼システム300において、高ターンダウン及び燃焼挙動の強化を可能にする。燃料改質装置システム311は、燃焼滞留時間を短くするために低コストの水素発生方法を提供し、ガスタービンシステムに対して既存の燃料供給を使用することによりそれが可能である。その結果、システム300を含むタービンは、より持続可能な方法で、負荷301を駆動することができる。
第一燃焼生成物が第二燃焼システム312(図14を参照)の下流に移動すると同時に、酸素及び水素エンリッチ合成ガス燃料混合物と混合される追加燃料は、注入器320を介して取り込まれる。第一燃焼部310のように、ピーク燃焼温度及び時間は、NOx生成を最小化するために調整されてもよい。これは、第一燃焼システム310に関連する注入器320の位置を含め、第二燃焼システム312の様々な観点を調整することにより得ることができる。例えば、注入器320は、燃焼器340のカンフロースリーブ346、燃焼器340の遷移部品330、及び燃焼器340のカンフロースリーブ346と遷移部品330との間のインターフェース、のいずれかを供えていてもよい。また、注入器320は、例えばタービンセクション314の第一ステージタービンノズル332のようなタービンセクション314を備えていてもよい。他の実施形態において、第二燃焼システム312の注入器320は、遷移部品330の入口に実質的に並行に備えら付けられてもよい。
Claims (10)
- 燃料改質装置システム(12、50、110、130、311、504)を備えるガスタービンシステム(10、300、500)であって、
前記燃料改質装置システムは、
燃料スリップストリーム(30、52、84)を受け入れるように構成される燃料インレットと、
酸素スリップストリーム(32、56、88)を取り込むように構成される酸素インレットと、
前記燃料スリップストリームを前処理するように構成される前処理区域(54)と、
前記燃料スリップストリームに前記酸素スリップストリームを混合し、ガス予混合を形成するために構成される混合区域(34、58)と、
前記ガス状予混合物から合成ガス(42、62)を生成するように構成される反応区域(60)と、
前記合成ガスに燃料ストリームを混合し、水素エンリッチ燃料混合物(48、68)を形成するために構成される冷却区域(66)と、
前記燃料混合物を受け入れるように構成されるガスタービン(22)と、
を備えるガスタービンシステム。 - 前記前処理区域(54)は、複数の旋回翼(156、182、234、236、238)を備える、請求項1に記載のガスタービンシステム(10、300、500)。
- 前記水素エンリッチ燃料混合物(48、68)はガスタービン予混合器(16)に取り込まれ酸素ストリームと混合される、請求項1又は2に記載のガスタービンシステム(10、300、500)。
- 前記水素エンリッチ燃料混合物(48、68)は、運転ガスストリーム(520)を再加熱するように構成される第二燃料ストリームである、請求項1又は2に記載のガスタービンシステム(10、500)。
- 前記水素エンリッチ燃料混合物(48、68)は、ガスタービンの燃焼器の第二ステージ(312)で燃焼されるように構成される第二燃焼ストリームである、請求項1又は2に記載のガスタービンシステム(10、300)。
- 前記混合区域(34、58)にスチーム(36、59)を取り込むように構成されるスチームインレットを更に備える、請求項1乃至5のいずれか1項に記載のガスタービンシステム(10、300、500)。
- 前記ガスタービンシステム(300)は、
取込部(304)と、
前記取込部に下流で流体結合する圧縮部(306)と、
前記圧縮部に下流で流体結合する第一燃焼システム(310)を備える燃焼部(308)と、
前記第一燃焼システムに下流で流体結合する第二燃焼システム(312)と、
前記第二燃焼システムの下流で前記第二燃焼システムと流体結合するタービンセクション(314)と、を更に備え、
前記燃料改質装置システム(311)は、前記第一燃焼システム及び/又は前記第二燃焼システムと流体結合し、前記水素エンリッチ燃料混合物を前記第一燃焼システム及び第二燃焼システムに提供する、請求項1又は2に記載のガスタービンシステム(300)。 - 前記ガスタービンシステムの負荷容量を測定し、前記ガスタービンシステムが全負荷容量で稼動時に前記水素エンリッチ燃料混合物を前記第二燃焼システム(312)に注入し、前記ガスタービンシステムが部分負荷容量で稼動時に前記水素エンリッチ燃料混合物を前記水素エンリッチ燃料混合物を前記第一燃焼システム(31)に注入するように構成されたコントローラを更に含む、請求項7に記載のガスタービンシステム(300)。
- 前記ガスタービンシステム(500)は、
酸素ストリーム(518)を圧縮するように構成される、取込部の下流でこの取込部と流体結合される圧縮部(506)と、
前記圧縮酸素ストリームを受け入れ燃料ストリームを燃焼し燃焼排出ガスストリーム(520)を生成するように構成され、前記圧縮部の下流で前記圧縮部と流体結合する燃焼部(508)と、
前記燃焼排出ガスストリームを部分的に膨張し、運転ガスストリーム(522)を形成するように構成され、前記燃焼部の下流で前記燃焼部と流体結合する第一タービン(510)と、
、前記再加熱装置は、前記運転ガスストリーム及び前記水素エンリッチ燃料混合物を燃焼し排出ガスストリーム(524)を生成するように構成される、前記第一タービン及び前記燃料改質装置システムの下流で前記第一タービン及び前記燃料改質装置システムと流体結合され、
前記燃料改質装置システム(504)は、前記水素エンリッチ燃料混合物を、前記第一燃焼システム及び/又は再加熱装置(502)に提供するように構成され、
前記排出ガスストリームを膨張するように構成され、前記再加熱装置の下流で前記再加熱装置と流体結合される第二タービン(512)と、を更に含む
請求項1又は2に記載のガスタービンシステム(500)。 - 前記燃料改質装置システム(12、50、80、110、130、311、504)は、前記ガスタービン燃焼システム(20、308、508)の体積の2%から75%の体積を有する、請求項1乃至9のいずれか1項に記載のガスタービンシステム(10、300、500)。
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