JP2016032391A - Compound energy system - Google Patents
Compound energy system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016032391A JP2016032391A JP2014154694A JP2014154694A JP2016032391A JP 2016032391 A JP2016032391 A JP 2016032391A JP 2014154694 A JP2014154694 A JP 2014154694A JP 2014154694 A JP2014154694 A JP 2014154694A JP 2016032391 A JP2016032391 A JP 2016032391A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- generation section
- boiler
- fuel
- power generation
- gas turbine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Description
本発明は、CO2の排出量を削減することができる、発電設備を含んだ複合エネルギーシステムに関する。 The present invention relates to a combined energy system including a power generation facility that can reduce CO 2 emissions.
ボイラーやガスタービンなどを運転するときの燃料として、石炭や石油などの化石燃料が使用されている(特許文献1、2)。
しかし、化石燃料を多用することによりCO2の発生量が増加することが問題となっている。
Fossil fuels such as coal and petroleum are used as fuel when operating boilers and gas turbines (
However, there is a problem that the amount of CO 2 generated increases due to the heavy use of fossil fuels.
特許文献3には、ガスタービンを運転するときの燃料として、アンモニアと天然ガスまたは石油などの化石燃料を組み合わせるガスタービンの運転制御装置の発明が記載されている。
この発明は、燃料としてアンモニアを使用することから、CO2の発生量を削減できることが期待される。
しかし、燃料として難燃性のアンモニアを使用していることから、実際の運転時には、燃焼開始時には天然ガスのみをガスタービンに供給し、時間の経過とともに少しずつアンモニア量を増加させ、逆に天然ガス量を減少させて行き、最終的にはアンモニアのみをガスタービンに供給するものであり、運転制御が難しい。
Patent Document 3 discloses an invention of a gas turbine operation control device that combines ammonia and fossil fuel such as natural gas or petroleum as fuel when operating a gas turbine.
Since this invention uses ammonia as a fuel, it is expected that the amount of CO 2 generated can be reduced.
However, since flame retardant ammonia is used as the fuel, during actual operation, only natural gas is supplied to the gas turbine at the start of combustion, and the amount of ammonia is gradually increased over time. The gas amount is decreased and finally only ammonia is supplied to the gas turbine, so that operation control is difficult.
本発明は、CO2の排出量を削減することができ、運転制御も容易である、発電設備を含んだ複合エネルギーシステムを提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a composite energy system including a power generation facility that can reduce CO 2 emission and that can be easily controlled.
本発明は、アンモニアを含む燃料を使用するガスタービン発電セクションと、前記ガスタービン発電セクションにおいて生じた第1排出ガスの全部を燃料の一部として使用するボイラーによる発熱セクションを有している複合エネルギーシステムであって、
前記ガスタービン発電セクションが、ガスタービンと発電機を備えたセクションであり、
前記発熱セクションが、ボイラーを使用して蒸気、温水および第2排出ガスを発生させるセクションである、複合エネルギーシステムを提供する。
The present invention relates to a composite energy having a gas turbine power generation section using a fuel containing ammonia and a heat generation section by a boiler using all of the first exhaust gas generated in the gas turbine power generation section as a part of the fuel. A system,
The gas turbine power generation section is a section including a gas turbine and a generator;
A combined energy system is provided, wherein the heat generating section is a section that uses a boiler to generate steam, hot water and a second exhaust gas.
また本発明は、アンモニアを含む燃料を使用するガスタービン発電セクションと、前記ガスタービン発電セクションにおいて生じた第1排出ガスの全部を燃料の一部として使用するボイラーによる発熱セクションを含む発電セクションを有している複合エネルギーシステムであって、
前記ガスタービン発電セクションが、ガスタービンと発電機を備えたセクションであり、
前記ボイラーによる発熱セクションを含む発電セクションが、ボイラー、蒸気タービン、給水手段および発電機を備えた発電セクションである、複合エネルギーシステムを提供する。
The present invention also includes a gas turbine power generation section that uses fuel containing ammonia, and a power generation section that includes a heat generation section by a boiler that uses all of the first exhaust gas generated in the gas turbine power generation section as part of the fuel. A combined energy system,
The gas turbine power generation section is a section including a gas turbine and a generator;
Provided is a combined energy system, wherein the power generation section including the heat generation section by the boiler is a power generation section including a boiler, a steam turbine, a water supply means and a generator.
本発明の複合エネルギーシステムは、2段階で発電などをすることができるものであり、各段階で燃料としてアンモニアを使用するものであることから、エネルギーを生産できると共に、CO2の発生量も削減できる。 The composite energy system of the present invention can generate power in two stages and uses ammonia as a fuel in each stage, so that it can produce energy and reduce the amount of CO 2 generated. it can.
(1)図1の実施形態
図1によりガスタービン発電セクション10とボイラーによる発熱セクション100を有している複合エネルギーシステムについて説明する。
本発明の複合エネルギーシステムは、ガスタービン発電セクション10において燃料としてアンモニアを含む燃料を使用し、さらにガスタービン発電セクション10で生じた高温状態の未燃焼のアンモニアを含む排出ガスをボイラーによる発熱セクション100において燃料として利用することで、2段階でCO2の発生量を削減できることが特徴である。
(1) Embodiment of FIG. 1 A composite energy system having a gas turbine
The combined energy system of the present invention uses a fuel containing ammonia as a fuel in the gas turbine
ガスタービン発電セクション10は、ガスタービン15と発電機16により発電するセクションである。
ガスタービン15は、燃焼器12、コンプレッサー13、タービン14を備えている。
燃焼器12には、第1燃料源(第1燃料タンク)11から第1燃料ライン21を経て、アンモニアを含む第1燃料が供給される。
The gas turbine
The
A first fuel containing ammonia is supplied to the
アンモニアを含む第1燃料は、アンモニアと天然ガスなどの他の燃料ガスからなるものである。
第1燃料源11には、予め混合した第1燃料が充填されていてもよいが、アンモニアと他の燃料ガスのそれぞれの燃料タンクから第1燃料源11に供給するようにしてもよい。 本発明の複合エネルギーシステムでは、ガスタービン発電セクション10で生じた第1排出ガスに含まれる未燃焼のアンモニアは、ボイラーによる発熱セクション100において燃料として利用されるものであるため、第1燃料中のアンモニアの割合を高めることができる。
The first fuel containing ammonia is composed of ammonia and another fuel gas such as natural gas.
The
燃焼器12で第1燃料を燃焼させることで発生した燃焼ガスによりタービン14を回転させる。
タービン14の回転により発生した動力は、コンプレッサー13と発電機16に伝達され、コンプレッサー13は空気を圧縮して発電効率を高めるように作用し、発電機16にて発電される。
コンプレッサー13には、空気源17から空気供給ライン22を経て空気が供給される。
燃焼器12において第1燃料ガスが燃焼したとき、未燃焼ガス(主にアンモニア)と燃焼ガス(CO2、水蒸気、NOx、酸素、窒素、などを含む)が発生するが、これらの高温状態の第1排出ガスの全部は、タービン14を通り、第1排出ガスライン23からボイラーによる発熱セクション100に送られる。
The
The power generated by the rotation of the
Air is supplied from the
When the first fuel gas burns in the
このようにガスタービン発電セクション10では、燃焼時にCO2を発生させないアンモニアを含む燃料を使用することから、燃料として天然ガスのみを使用した場合と比べると、CO2の発生量を削減することができる。
また第1排出ガス中のアンモニアは、次のボイラーによる発熱セクション100において燃料として利用されることから、ガスタービン発電セクション10では未燃焼のアンモニアが発生することを前提として運転することができるため、特許文献3のガスタービンの運転制御装置のように天然ガスとアンモニアの割合を調整する複雑な運転制御が不要になる。
As described above, in the gas turbine
In addition, since the ammonia in the first exhaust gas is used as fuel in the
ボイラーによる発熱セクション100は、ボイラー103を使用して蒸気、温水および高温ガスなどを発生させるセクションである。
ボイラー103は、発生した熱を利用するものであれば特に制限されるものではなく、放射伝熱型水冷壁ボイラー、自然循環型ボイラー、強制循環型ボイラー、貫流型ボイラーなどの公知の蒸気ボイラーを使用することができる。
ボイラー103には、例えば、水を流通させるためのコイル103aを取り付けることができる。
ボイラー103に付設された予備混合室102は、発電セクション10の第1排出ガスライン23と接続されており、高温状態である未燃焼ガス(主にアンモニア)と燃焼ガス(CO2、水蒸気、NOx、酸素、窒素、などを含む)が供給される。
さらに第1排出ガスライン23は、送風機105を間において、空気供給ライン111、112により空気供給源104と接続されており、第1排出ガスと合わせて空気も供給される。なお、本例では予備混合室で燃料と第1排出ガスと空気を混合したが、ボイラーの種類に合わせて予備混合せずボイラーに適宜個別にボイラーに投入するようにしてもよい。
The boiler
The
For example, a
The
Further, the first
ボイラー103に付設された予備混合室102には、第2燃料源(第2燃料タンク)101から第2燃料ライン113を経て第2燃料が供給される。
第2燃料は、石炭、石油、天然ガスなどであるが、燃料としてアンモニアを使用することによるCO2の発生量の削減効果を高める観点からは石炭が好ましい。
第2燃料として石炭を使用するときは、微粉炭焚きボイラー、流動床ボイラーなどを使用することができる。
なお、第1排出ガスライン23と第2燃料ライン113は、予備混合室102に接続せず、直接ボイラー103に接続することもできる。この場合には、予備混合室102は不要となる。
The
The second fuel is coal, oil, natural gas, etc., but coal is preferable from the viewpoint of enhancing the effect of reducing the amount of CO 2 generated by using ammonia as the fuel.
When coal is used as the second fuel, a pulverized coal-fired boiler, a fluidized bed boiler, or the like can be used.
Note that the first
予備混合室102で混合された第2燃料と高温状態の第1排出ガスは、ボイラー103に供給されて燃焼される。
このとき、第1排出ガスに含まれているアンモニアは、本来は難燃性であるが、高温状態であることと、第2燃料と共に混合燃焼されることから燃焼が促進されるため、特許文献3のガスタービンの運転制御装置のように天然ガスとアンモニアの割合を調整するような複雑な運転制御が不要になる。
The second fuel mixed in the
At this time, the ammonia contained in the first exhaust gas is inherently flame retardant, but combustion is promoted because it is in a high temperature state and mixed with the second fuel. The complicated operation control which adjusts the ratio of natural gas and ammonia like the operation control apparatus of 3 gas turbines becomes unnecessary.
またボイラー103で生じた第2排出ガス(CO2、水蒸気、NOx、酸素、窒素などを含む)は、第2排出ガスライン114から排出した後、さらに熱源として二次利用することもできる。
なお、第2排出ガスを第2排出ガスライン114から大気中に排出するときは、その前段階においてNOxを還元処理して窒素ガスにした後で排出する。
Further, the second exhaust gas (including CO 2 , water vapor, NO x , oxygen, nitrogen, etc.) generated in the
When the second exhaust gas is discharged from the second
(2)図2の実施形態
図2によりガスタービン発電セクション10とボイラーによる発熱セクションを含む発電セクション200を有している複合エネルギーシステムについて説明する。
本発明の複合エネルギーシステムは、ガスタービン発電セクション10において燃料としてアンモニアを含む燃料を使用し、さらにガスタービン発電セクション10で生じた高温状態の未燃焼のアンモニアをボイラーによる発熱セクションを含む発電セクション200において燃料として利用することで、2段階でCO2の発生量を削減できることが特徴である。
(2) Embodiment of FIG. 2 A composite energy system having a
The combined energy system of the present invention uses a fuel containing ammonia as a fuel in the gas turbine
図2に示す複合エネルギーシステムにおいて、ガスタービン発電セクション10は、図1に示すガスタービン発電セクション10と同じである。
発電セクション200は、ボイラーによる発熱セクションを含む発電セクションである。
ボイラー203は、発生した熱を利用するものであれば特に制限されるものではなく、放射伝熱型水冷壁ボイラー、自然循環型ボイラー、強制循環型ボイラー、貫流型ボイラーなどの公知の蒸気ボイラーを使用することができる。
In the combined energy system shown in FIG. 2, the gas turbine
The
The
ボイラー203に付設された予備混合室202は、発電セクション10の第1排出ガスライン23と接続されており、高温状態である未燃焼ガス(主にアンモニア)と燃焼ガス(CO2、水蒸気、NOx、酸素、窒素などを含む)が供給される。
さらに第1排出ガスライン23は、送風機205を間において、空気供給ライン211、212により空気供給源204と接続されており、第1排出ガスと合わせて空気も供給される。
The
Further, the first
ボイラー203に付設された予備混合室202には、第2燃料源(第2燃料タンク)201から第2燃料ライン213を経て第2燃料が供給される。
第2燃料は、石炭、石油、天然ガスなどであるが、アンモニアを燃料として使用することによるCO2の発生量の削減効果を高める観点からは石炭が好ましい。
なお、第1排出ガスライン23と第2燃料ライン213は、予備混合室202に接続せず、直接ボイラー203に接続することもできる。この場合には、予備混合室202は不要となる。
The
The second fuel is coal, oil, natural gas, etc., but coal is preferable from the viewpoint of enhancing the effect of reducing the amount of CO 2 generated by using ammonia as the fuel.
Note that the first
予備混合室202で混合された第2燃料と高温状態の第1排出ガスは、ボイラー203に供給されて燃焼される。
このとき、第1排出ガスに含まれているアンモニアは、本来は難燃性であるが、高温状態であることと、第2燃料と共に混合燃焼されることから燃焼が促進されるため、特許文献3のガスタービンの運転制御装置のように天然ガスとアンモニアの割合を調整するような複雑な運転制御が不要になる。
The second fuel mixed in the
At this time, the ammonia contained in the first exhaust gas is inherently flame retardant, but combustion is promoted because it is in a high temperature state and mixed with the second fuel. The complicated operation control which adjusts the ratio of natural gas and ammonia like the operation control apparatus of 3 gas turbines becomes unnecessary.
ボイラー203には、第1給水ライン221が接続されており、運転開始時には水源と接続した給水ポンプ229を駆動させて給水する。
ボイラー203内には、第1給水ライン221と接続された第1蒸発ライン222が配置されており、第1蒸発ライン222は、ボイラー203外の第1蒸気ライン223に接続されている。
第1蒸発ライン222で生じた水蒸気は、第1蒸気ライン223を経て、蒸気タービン20530に供給され、タービンを回転させる。
第1蒸気ライン223から蒸気タービン230に供給された水蒸気の一部は、第1蒸気返送ライン224からボイラー203内に戻され、第2蒸発ライン225で再加熱されて温度が高められたあと、第2蒸気ライン226から蒸気タービン230に供給され、タービンを回転させる。
蒸気タービン230は発電機206に接続されており、タービンの回転により発生した動力が発電機206に伝達され、発電される。
A first
A
The water vapor generated in the
After a part of the steam supplied from the
The
蒸気タービン230でタービンの回転に使用された水蒸気は、第2蒸気返送ライン227からコンデンサ207に送られ、凝縮処理されて水にされた後、第2給水ライン228から給水ポンプ229を経て、第1給水ライン221からボイラー203内の第1蒸発ライン222に供給される。
運転開始時には、水源から必要量を給水する必要があるが、定常運転時には、不足分のみを水源から供給すればよい。
以上の循環運転を継続することで、発電セクション200において安定した発電ができる。
The steam used for the rotation of the turbine in the
At the start of operation, it is necessary to supply a necessary amount of water from the water source, but at the time of steady operation, only the deficiency needs to be supplied from the water source.
By continuing the above-described circulation operation, stable power generation can be performed in the
ボイラー203で生じた第2排出ガス(CO2、水蒸気、NOxなどを含む)は、第2排出ガスライン214から排出した後、さらに熱源として二次利用することもできる。
なお、第2排出ガスを第2排出ガスライン214から大気中に排出するときは、その前段階においてNOxを還元処理して窒素ガスにした後で排出する。
The second exhaust gas (including CO 2 , water vapor, NO x, etc.) generated in the
When the second exhaust gas is discharged from the second
10 ガスタービン発電セクション
15 ガスタービン
16 発電機
100 ボイラーによる発熱セクション
103 ボイラー
200 ボイラーによる発熱セクションを含む発電セクション
203 ボイラー
206 発電機
230 蒸気タービン
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ガスタービン発電セクションが、ガスタービンと発電機を備えたセクションであり、
前記発熱セクションが、ボイラーを使用して蒸気、温水および第2排出ガスを発生させるセクションである、複合エネルギーシステム。 A combined energy system having a gas turbine power generation section using a fuel containing ammonia, and a heat generation section by a boiler using all of the first exhaust gas generated in the gas turbine power generation section as part of the fuel. ,
The gas turbine power generation section is a section including a gas turbine and a generator;
A combined energy system, wherein the heat generating section is a section that uses a boiler to generate steam, hot water and a second exhaust gas.
前記ガスタービン発電セクションが、ガスタービンと発電機を備えたセクションであり、
前記ボイラーによる発熱セクションを含む発電セクションが、ボイラー、蒸気タービン、給水手段および発電機を備えた発電セクションである、複合エネルギーシステム。 A combined energy having a gas turbine power generation section using a fuel containing ammonia and a power generation section including a heat generation section by a boiler using all of the first exhaust gas generated in the gas turbine power generation section as part of the fuel. A system,
The gas turbine power generation section is a section including a gas turbine and a generator;
The composite energy system, wherein the power generation section including the heat generation section by the boiler is a power generation section including a boiler, a steam turbine, a water supply means, and a generator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014154694A JP2016032391A (en) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | Compound energy system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014154694A JP2016032391A (en) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | Compound energy system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016032391A true JP2016032391A (en) | 2016-03-07 |
Family
ID=55442490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014154694A Pending JP2016032391A (en) | 2014-07-30 | 2014-07-30 | Compound energy system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016032391A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106288321A (en) * | 2016-08-19 | 2017-01-04 | 新奥(中国)燃气投资有限公司 | A kind of general can machine and general can the control method of machine and system |
JP2019086188A (en) * | 2017-11-02 | 2019-06-06 | 株式会社Ihi | boiler |
JP2019086190A (en) * | 2017-11-02 | 2019-06-06 | 株式会社Ihi | boiler |
US11959638B2 (en) | 2018-09-11 | 2024-04-16 | Ihi Corporation | Boiler |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007049821A (en) * | 2005-08-10 | 2007-02-22 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Method of reducing power generation amount and method for operating power generation equipment |
JP2010019195A (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Toyota Motor Corp | Drive control device for gas turbine |
JP2010236471A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Power generation system effectively using exhaust gas |
-
2014
- 2014-07-30 JP JP2014154694A patent/JP2016032391A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007049821A (en) * | 2005-08-10 | 2007-02-22 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Method of reducing power generation amount and method for operating power generation equipment |
JP2010019195A (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Toyota Motor Corp | Drive control device for gas turbine |
JP2010236471A (en) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | Power generation system effectively using exhaust gas |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106288321A (en) * | 2016-08-19 | 2017-01-04 | 新奥(中国)燃气投资有限公司 | A kind of general can machine and general can the control method of machine and system |
JP2019086188A (en) * | 2017-11-02 | 2019-06-06 | 株式会社Ihi | boiler |
JP2019086190A (en) * | 2017-11-02 | 2019-06-06 | 株式会社Ihi | boiler |
US11959638B2 (en) | 2018-09-11 | 2024-04-16 | Ihi Corporation | Boiler |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2016041990A (en) | Heat generating device including boiler | |
JP5346258B2 (en) | Low BTU fuel flow ratio duct burner for heating and heat recovery system | |
JP7039782B2 (en) | Thermal power plant, co-firing boiler and boiler modification method | |
JP5774381B2 (en) | Waste heat recovery boiler and power plant | |
JP7109158B2 (en) | Thermal power plant, boiler and boiler modification method | |
JP2016191507A (en) | Combustion device, gas turbine and power generation device | |
JP2015190466A (en) | Combustion device, gas turbine and power generation device | |
AU2016284752B2 (en) | Method and equipment for combustion of ammonia | |
JP2016032391A (en) | Compound energy system | |
US20120285175A1 (en) | Steam injected gas turbine engine | |
JP2019510953A (en) | Ammonia combustion method and apparatus | |
CN102251818B (en) | Gas and steam turbine system | |
JP5013414B2 (en) | Gas turbine system and power generation system | |
EA032655B1 (en) | Heat recovery unit and power plant | |
JP6351389B2 (en) | Exhaust reburning system | |
JP7075211B2 (en) | Oil burner device, boiler and how to operate the boiler | |
JP6057775B2 (en) | Gas turbine plant and control method thereof | |
CN102278155A (en) | Gas-stream turbine system | |
US8671687B2 (en) | Hydrogen based combined steam cycle apparatus | |
JP2008519958A (en) | Apparatus and method for controlling boiler superheat temperature | |
KR101500895B1 (en) | Exhaust heat recovery boiler, and power generation plant | |
KR102258738B1 (en) | Combustion System Combined with Pressurized Oxygen Combustion and Pulverized Coal Fuel Combustion | |
JP5690954B1 (en) | Conventional thermal power plant and conventional thermal power generation method | |
JP2005147647A (en) | Exhaust gas boiler | |
WO2019163991A1 (en) | Fuel cell system and power generation system using same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170602 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180731 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20190212 |