JP2012154330A - 煙道ガスの再循環を伴うガスタービン発電プラントでの気体成分の制御 - Google Patents
煙道ガスの再循環を伴うガスタービン発電プラントでの気体成分の制御 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】当該方法では、煙道ガス流中及び/又は再循環した煙道ガスの混合後の前記ガスタービン6の吸引流中の少なくとも1つの構成要素の目標濃度が、前記ガスタービンの運転状態に応じて決定される。さらに、煙道ガス流中及び/又は吸引流中の前記少なくとも1つの構成要素の実際の濃度が測定され、当該再循環流を制御するための制御要素が、前記目標濃度と実際の濃度との偏差に応じて制御される。さらに、煙道ガスの再循環を伴うガスタービン発電プラントに関する。当該方法を実施するため、制御装置が、当該少なくとも1つの構成要素の実際の濃度を測定する測定装置36,37,38を有する。この制御装置内では、煙道ガス流中又は前記ガスタービン6の吸引流の少なくとも1つの構成要素の目標濃度が算定される。
【選択図】図1
Description
2 周囲空気
3 圧縮機の流入口
4 燃焼室
5 燃料
6 ガスタービン
7 タービン
8 煙道ガス
9 廃熱回収ボイラ(heat recovery steam generator, HRSG)
10 (二酸化炭素回収システムのための)第2煙道ガス部分流用の煙道ガス送風機
11 第1煙道ガス部分流用の煙道ガス送風機(煙道ガスの再循環部)
12 バイパスフラップ又は弁
13 蒸気タービン
14 凝縮器
15 二酸化炭素回収システム用の蒸気抽出部
16 給水管
17 凝縮液返送管
18 二酸化炭素回収システム
19 廃熱回収ボイラからの煙道ガス
20 第2煙道ガス部分流(二酸化炭素回収システムのための煙道ガス管)
21 第1煙道ガス部分流(煙道ガスの再循環部)
22 二酸化炭素が少ない煙道ガス
23 (第2煙道ガス部分流用の)煙道ガス再冷却器
24 煙突のための煙道ガスバイパス
25 第1発電機
26 第2発電機
27 (第1煙道ガス部分流用の)煙道ガス再冷却器
28 フィルタ
29 煙道ガス分流器
30 生蒸気
31 回収二酸化炭素
32 煙突
33 圧縮機の調整可能な案内羽根
34 煙道ガス圧力測定部
35 流入口圧力測定部、吸引圧力測定部
36 流入口の流れの二酸化炭素及び/又は酸素測定部
37 ガスタービンの煙道ガスの二酸化炭素及び/又は酸素測定部
38 廃熱回収ボイラの煙道ガスの二酸化炭素及び/又は酸素測定部
39 水蒸気循環経路
CCO2 二酸化炭素濃度
Δpin 吸引圧力損失
Δpout 煙道ガス圧力損失
Δpres 圧力差
t 時間
t0 遷移の開始時点
Claims (15)
- 煙道ガスの再循環を伴うガスタービン発電プラントを稼動する方法であって、このガスタービン発電プラントは、ガスタービン(6)、廃熱回収ボイラ(9)及び前記煙道ガス(19)を前記ガスタービン(6)の吸引流中に再循環させる第1煙道ガス流(21)と周囲に対して放出する第2煙道ガス流(20)とに分岐させる煙道ガス分流器(29)並びに前記第1煙道ガス流(21)を制御する制御要素(11,29)を有する当該方法において、
煙道ガス流中及び/又は再循環した煙道ガスの混合後の前記ガスタービンの吸引流中の少なくとも1つの構成要素の目標濃度が、前記ガスタービンの運転状態に応じて決定される、煙道ガス流中及び/又は吸引流中の前記少なくとも1つの構成要素の実際の濃度が測定され、前記第1煙道ガス流(21)を制御するための前記制御要素(11,29)が、前記目標濃度と実際の濃度との偏差に応じて制御されることを特徴とする方法。 - 煙道ガス流中及び/又は再循環した煙道ガスの混合後の前記ガスタービンの吸引流中の酸素濃度及び/又は二酸化炭素濃度が制御されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記目標濃度は、出力及び/又は周囲条件に応じて決定されることを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 前記循環した煙道ガスは、煙道ガス再冷却器(27)内で再冷却温度に冷却され、この再冷却温度は、出力及び/又は周囲条件の関数として決定される請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記煙道ガスの再循環に対する圧力差(Δpres)を算定するため、周囲と前記ガスタービン(6)の吸引流中に再循環した煙道ガスの混合地点との間の吸引圧力損失(Δpin)及び前記煙道ガス分流器(29)と周囲との間の煙道ガス圧力損失(Δpout)が測定され、及び/又は、前記煙道ガス分流器(29)と前記ガスタービン(6)の吸引流中に循環した煙道ガスの混合地点との間の前記圧力差(Δpres)が直接測定され、前記制御要素(11,29)の制御が、前記圧力差(Δpres)に応じて補正されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 制御可能な煙道ガス送風機(11)が、再循環流を制御する制御要素として使用されることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記煙道ガス送風機(11)の出力が、前記煙道ガス分流器(29)と再循環した前記第1煙道ガス流(21)の混合地点との間の前記圧力差(Δpres)に反比例して増大されることを特徴とする請求項6に記載の方法。
- フラップ(29)及び/又は弁が、前記再循環流を制御する制御要素として使用されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記煙道ガスの再循環のための流れ方向に沿った前記フラップ又は前記弁の開口量は、前記煙道ガス分流器(29)と前記ガスタービン(6)の吸引流中に再循環した煙道ガスの混合地点との間の圧力差(Δpres)に反比例して増大されることを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記制御要素の制御は、前記煙道ガスがガス成分の測定地点から前記ガスタービン(6)の流入口に到達するのに必要な時間に比例する時間遅延を伴って稼動することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記時間遅延は、前記ガスタービン(6)の出力及び/又は圧縮機の調整可能な案内羽根(33)の位置に比例する請求項10に記載の方法。
- 前記第2煙道ガス流(20)は、周囲に対して放出する前に二酸化炭素回収システム(18)によって管理され、二酸化炭素が、この第2煙道ガス流(20)から回収されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
- 再循環した前記第1煙道ガス流は、二酸化炭素の放出、未燃炭化水素の放出及び/又は前記ガスタービン(6)の燃焼室の振動に応じて前記制御要素(11,29)によって再制御されることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載の方法。
- 煙道ガスの再循環を伴うガスタービン発電プラントであって、このガスタービン発電プラントは、制御装置、廃熱回収ボイラ(9)及び前記煙道ガス(19)をガスタービン(6)の吸引流中に再循環させる第1煙道ガス流(21)と周囲に対して放出する第2煙道ガス流(20)とに分岐させる煙道ガス分流器(29)並びに前記第1煙道ガス流(21)を制御する制御要素を有する前記ガスタービン(6)を備える当該ガスタービン発電プラントにおいて、
煙道ガス流中及び/又は再循環した煙道ガスの混合後の前記ガスタービンの吸引流中の少なくとも1つの構成要素の目標濃度が、前記制御装置内で運転状態に応じて予め設定されていて、且つ、前記煙道ガス流中及び/又は前記第1煙道ガス流の混合後の吸引流中の前記少なくとも1つの構成要素の実際の濃度を測定する測定装置(36,37,38)を有することを特徴とするガスタービン発電プラント。 - 圧力差測定部が、煙道ガス分流器(29)とガスタービン(6)の吸引流中に再循環した煙道ガスの混合地点との間に設けられていて、及び/又は、前記煙道ガスの再循環に対する圧力差(Δpres)を当該両圧力損失(Δpin,Δpout)の和から算定するため、前記ガスタービン発電プラントは、周囲と前記ガスタービン(6)の吸引流中に再循環した煙道ガスの混合地点との間の吸引圧力損失(Δpin)を測定する吸引圧力損失測定部(35)及び前記煙道ガス分流器(29)と周囲との間の煙道ガス圧力損失(Δpout)を測定する煙道ガス圧力損失測定部(34)を有することを特徴とする請求項14に記載のガスタービン発電プラント。
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