JP2554228B2 - コンバインド・サイクル発電方法 - Google Patents
コンバインド・サイクル発電方法Info
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- JP2554228B2 JP2554228B2 JP4287501A JP28750192A JP2554228B2 JP 2554228 B2 JP2554228 B2 JP 2554228B2 JP 4287501 A JP4287501 A JP 4287501A JP 28750192 A JP28750192 A JP 28750192A JP 2554228 B2 JP2554228 B2 JP 2554228B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power generation
- crude oil
- cycle power
- combined cycle
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コンバインド・サイク
ル発電方法に関する。
ル発電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、日本の火力発電は、ボイラで生じ
た高温高圧のスチームでタービンを駆動する発電方法が
主なものである。そのボイラ用油燃料としては、主に重
油や原油が使用されている。それらの中で、原油焚きの
場合はワックスが多く、かつＳＯX の発生量の少ない低
硫黄原油、例えばミナス産原油や大慶産原油が公害防止
の観点から好んで使用されている。また、最近では良質
燃料であるＬＮＧを用いたコンバインド・サイクル発電
が採用されている。
た高温高圧のスチームでタービンを駆動する発電方法が
主なものである。そのボイラ用油燃料としては、主に重
油や原油が使用されている。それらの中で、原油焚きの
場合はワックスが多く、かつＳＯX の発生量の少ない低
硫黄原油、例えばミナス産原油や大慶産原油が公害防止
の観点から好んで使用されている。また、最近では良質
燃料であるＬＮＧを用いたコンバインド・サイクル発電
が採用されている。
【０００３】前記原油や重油のボイラ焚き・スチームタ
ービンによる発電では、熱効率が約４０％／ＨＨＶ基準
（ＨＨＶ：高位発熱量）と比較的低い。これに対し、Ｌ
ＮＧ焚きで採用されるコンバインド・サイクル発電は、
圧縮機で圧縮された空気で燃料を燃焼するか、あるいは
圧縮空気を燃焼熱で加熱し、その高温高圧ガスでタービ
ンを回転させて発電し、さらに、その排ガスの熱エネル
ギーをボイラで回収し、スチームタービンを運転して再
度発電する方法であり、熱効率は約４８％／ＨＨＶ基準
と高いことが特徴である。
ービンによる発電では、熱効率が約４０％／ＨＨＶ基準
（ＨＨＶ：高位発熱量）と比較的低い。これに対し、Ｌ
ＮＧ焚きで採用されるコンバインド・サイクル発電は、
圧縮機で圧縮された空気で燃料を燃焼するか、あるいは
圧縮空気を燃焼熱で加熱し、その高温高圧ガスでタービ
ンを回転させて発電し、さらに、その排ガスの熱エネル
ギーをボイラで回収し、スチームタービンを運転して再
度発電する方法であり、熱効率は約４８％／ＨＨＶ基準
と高いことが特徴である。
【０００４】一方、石油の埋蔵量には限界があり、石油
の消費量増大を抑制する見地から、発電に使用する石油
類の使用を国際的に制限する方向にある。そこで、発電
に使用する石油消費量を現状で凍結することが要請され
ている。それ故、今後の発電の需要増に対処するために
は、熱効率の高い発電方法への転換が望まれている。し
かし、ＬＮＧによるコンバインド・サイクル発電は、既
に高熱効率で発電が行われているが、ＬＮＧの貯蔵にコ
ストがかかるため、原油に比べて安定供給に不安を残し
ている。
の消費量増大を抑制する見地から、発電に使用する石油
類の使用を国際的に制限する方向にある。そこで、発電
に使用する石油消費量を現状で凍結することが要請され
ている。それ故、今後の発電の需要増に対処するために
は、熱効率の高い発電方法への転換が望まれている。し
かし、ＬＮＧによるコンバインド・サイクル発電は、既
に高熱効率で発電が行われているが、ＬＮＧの貯蔵にコ
ストがかかるため、原油に比べて安定供給に不安を残し
ている。
【０００５】欧米では、既に原油や残渣油をガスタービ
ンの燃料に使用する試みがなされているが、それらに含
まれる不純物のためトラブルが多く発生し、軽油やＬＮ
Ｇを使用する場合に比べて保守費用が嵩むという問題が
指摘されている。そして、ガスタービンに使用する油燃
料の不純物含有量として、塩分を０．５ｐｐｍ以下、硫
黄分を０．０５重量％以下、バナジウムを０．５ｐｐｍ
以下に制限することが望ましいとされている。特に、塩
分とバナジウムは相互に影響してガスタービンのブレー
ド金属の溶融点を低下させたり、灰分のブレードへの粘
着の原因となる。ボイラ焚き燃料として使用されている
前記のミナス産原油や大慶産原油のような低硫黄原油で
も、これらの基準を満足できず、熱効率のよいコンバイ
ンド・サイクル発電のガスタービン燃料としてそのまま
使用することができないという問題がある。
ンの燃料に使用する試みがなされているが、それらに含
まれる不純物のためトラブルが多く発生し、軽油やＬＮ
Ｇを使用する場合に比べて保守費用が嵩むという問題が
指摘されている。そして、ガスタービンに使用する油燃
料の不純物含有量として、塩分を０．５ｐｐｍ以下、硫
黄分を０．０５重量％以下、バナジウムを０．５ｐｐｍ
以下に制限することが望ましいとされている。特に、塩
分とバナジウムは相互に影響してガスタービンのブレー
ド金属の溶融点を低下させたり、灰分のブレードへの粘
着の原因となる。ボイラ焚き燃料として使用されている
前記のミナス産原油や大慶産原油のような低硫黄原油で
も、これらの基準を満足できず、熱効率のよいコンバイ
ンド・サイクル発電のガスタービン燃料としてそのまま
使用することができないという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を解消し、低硫黄原油を使用して熱効率のよいコンバイ
ンド・サイクル発電を行う方法を提供しようとするもの
である。
を解消し、低硫黄原油を使用して熱効率のよいコンバイ
ンド・サイクル発電を行う方法を提供しようとするもの
である。
【０００７】
【問題点を解決するための手段】本発明は、低硫黄原油
をコンバインド・サイクル発電の排熱回収ボイラで加熱
し、次いで静電式脱塩処理により塩分含有量を低下さ
せ、得られた高温の脱塩処理原油を前記コンバインド・
サイクル発電のガスタービンの燃料として用いることを
特徴とする発電方法である。なお、ここで、低硫黄原油
とは、硫黄分が１％以下のものをいう。このことは当該
技術分野における常識である。
をコンバインド・サイクル発電の排熱回収ボイラで加熱
し、次いで静電式脱塩処理により塩分含有量を低下さ
せ、得られた高温の脱塩処理原油を前記コンバインド・
サイクル発電のガスタービンの燃料として用いることを
特徴とする発電方法である。なお、ここで、低硫黄原油
とは、硫黄分が１％以下のものをいう。このことは当該
技術分野における常識である。
【０００８】
【作用】本発明は、低硫黄原油から塩分を効率的に除去
することにより、燃焼時の塩分とバナジウムの相互作用
による不都合を解消し、塩分を除去した低硫黄原油をそ
のままコンバインド・サイクル発電のガスタービン燃料
に使用することを可能とし、両者を除去した精製燃料に
比べて低コストでコンバインド・サイクル発電を行うこ
とができるようになった。また、静電式脱塩処理は、低
硫黄原油を脱塩に適した粘度と比重にするために、例え
ば８０〜１５０℃（原油の成分により異なる）に加熱す
る必要があるが、本発明では、コンバインド・サイクル
発電の排熱回収ボイラで有効に利用されない低位の熱エ
ネルギーで低硫黄原油を脱塩に適した温度まで加熱する
ので、コンバインド・サイクル発電の省エネルギー化を
一層促進することができる。なお、塩分、バナジウム等
を除去した精製燃料を使用するときに比べて、ガスター
ビンのブレード等の保守点検をある程度行うことが望ま
しいが、本発明では、脱塩処理だけを施した低硫黄原油
をそのままコンバインド・サイクル発電のガスタービン
に使用できるので、コストを大幅に低下させることがで
きた。
することにより、燃焼時の塩分とバナジウムの相互作用
による不都合を解消し、塩分を除去した低硫黄原油をそ
のままコンバインド・サイクル発電のガスタービン燃料
に使用することを可能とし、両者を除去した精製燃料に
比べて低コストでコンバインド・サイクル発電を行うこ
とができるようになった。また、静電式脱塩処理は、低
硫黄原油を脱塩に適した粘度と比重にするために、例え
ば８０〜１５０℃（原油の成分により異なる）に加熱す
る必要があるが、本発明では、コンバインド・サイクル
発電の排熱回収ボイラで有効に利用されない低位の熱エ
ネルギーで低硫黄原油を脱塩に適した温度まで加熱する
ので、コンバインド・サイクル発電の省エネルギー化を
一層促進することができる。なお、塩分、バナジウム等
を除去した精製燃料を使用するときに比べて、ガスター
ビンのブレード等の保守点検をある程度行うことが望ま
しいが、本発明では、脱塩処理だけを施した低硫黄原油
をそのままコンバインド・サイクル発電のガスタービン
に使用できるので、コストを大幅に低下させることがで
きた。
【０００９】
【実施例】図１は、本発明の１実施例であるコンバイン
ド・サイクル発電プロセスの説明図である。図１は主要
設備のみ示し、付属設備は省略してある。この設備は、
発電用のガスタービン１、排熱回収ボイラ２で稼働する
スチームタービン７及び脱塩処理設備５からなり、低硫
黄原油タンク４から低硫黄原油を脱塩処理設備５に送る
前に排熱回収ボイラ２で加熱する。加熱温度は後段の静
電式脱塩に適した温度、例えば８０〜１５０℃の範囲、
さらには原油の粘度と比重に応じて適宜選択される。加
熱された低硫黄原油は脱塩処理設備５の３段のディソル
タ６で淡水を用いて脱塩処理される。ディソルタの段数
は３段に限られないが、普通２〜３段で行う。
ド・サイクル発電プロセスの説明図である。図１は主要
設備のみ示し、付属設備は省略してある。この設備は、
発電用のガスタービン１、排熱回収ボイラ２で稼働する
スチームタービン７及び脱塩処理設備５からなり、低硫
黄原油タンク４から低硫黄原油を脱塩処理設備５に送る
前に排熱回収ボイラ２で加熱する。加熱温度は後段の静
電式脱塩に適した温度、例えば８０〜１５０℃の範囲、
さらには原油の粘度と比重に応じて適宜選択される。加
熱された低硫黄原油は脱塩処理設備５の３段のディソル
タ６で淡水を用いて脱塩処理される。ディソルタの段数
は３段に限られないが、普通２〜３段で行う。
【００１０】図の装置では排熱回収ボイラ２で加熱され
た低硫黄原油は１段目のディソルタに供給され、２段目
のディソルタで分離された淡水と混合し、例えば２万ボ
ルト程度の静電圧を印加して水滴を凝集させ、沈降分離
し、分離された原油は２段目のディソルタに供給され、
３段目のディソルタで分離された淡水と混合し、１段目
と同様に静電圧を印加して原油と水に分離し、分離され
た原油は３段目のディソルタに供給され、１段目のディ
ソルタから排出される排水と熱交換して加熱された新た
な淡水と混合して１段目と同様に静電圧を印加する。こ
のように脱塩された原油を８０〜１５０℃の高温のまま
脱塩処理原油としてガスタービン１に供給される。脱塩
処理原油中の塩分含有量はガスタービンのブレードの溶
融点を低下させないようにできるだけ低いほうが好まし
いが、通常０．５ｐｐｍ以下に調整する。ガスタービン
１では発電機（図示せず）で発電され、約５８０℃の燃
焼排ガスは排熱回収ボイラ２に送られ、回収した排熱を
用いてスチームタービン７で発電した後、スチームは復
水器８で凝縮してポンプで排熱回収ボイラ２に戻され
る。排熱回収ボイラ２から排出される排ガスは煙突３か
ら大気に放出される。
た低硫黄原油は１段目のディソルタに供給され、２段目
のディソルタで分離された淡水と混合し、例えば２万ボ
ルト程度の静電圧を印加して水滴を凝集させ、沈降分離
し、分離された原油は２段目のディソルタに供給され、
３段目のディソルタで分離された淡水と混合し、１段目
と同様に静電圧を印加して原油と水に分離し、分離され
た原油は３段目のディソルタに供給され、１段目のディ
ソルタから排出される排水と熱交換して加熱された新た
な淡水と混合して１段目と同様に静電圧を印加する。こ
のように脱塩された原油を８０〜１５０℃の高温のまま
脱塩処理原油としてガスタービン１に供給される。脱塩
処理原油中の塩分含有量はガスタービンのブレードの溶
融点を低下させないようにできるだけ低いほうが好まし
いが、通常０．５ｐｐｍ以下に調整する。ガスタービン
１では発電機（図示せず）で発電され、約５８０℃の燃
焼排ガスは排熱回収ボイラ２に送られ、回収した排熱を
用いてスチームタービン７で発電した後、スチームは復
水器８で凝縮してポンプで排熱回収ボイラ２に戻され
る。排熱回収ボイラ２から排出される排ガスは煙突３か
ら大気に放出される。
【００１１】本発明では、脱塩処理工程を経た高温の原
油を冷却することなく、直ちにガスタービンに供給され
るため、常温の燃料を用いる場合と比べ、燃料を前記の
温度まで加熱するのに必要な熱量だけガスタービンの発
電効率（熱効率）を向上させることができ、しかも燃料
の加熱に必要な熱エネルギーは、同じガスタービンから
の排熱回収ボイラを用いるため、比較的低位（低温）の
熱エネルギーを有効に利用できる。さらに、本発明で
は、脱塩処理のための加熱エネルギーをガスタービンか
らの排熱回収ボイラの低位の熱エネルギーを利用できる
ので、その分ガスタービンの発電効率を向上させること
ができる。
油を冷却することなく、直ちにガスタービンに供給され
るため、常温の燃料を用いる場合と比べ、燃料を前記の
温度まで加熱するのに必要な熱量だけガスタービンの発
電効率（熱効率）を向上させることができ、しかも燃料
の加熱に必要な熱エネルギーは、同じガスタービンから
の排熱回収ボイラを用いるため、比較的低位（低温）の
熱エネルギーを有効に利用できる。さらに、本発明で
は、脱塩処理のための加熱エネルギーをガスタービンか
らの排熱回収ボイラの低位の熱エネルギーを利用できる
ので、その分ガスタービンの発電効率を向上させること
ができる。
【００１２】本発明では、原油中の塩分を低下させる前
処理だけでガスタービンに供給できるので、使用する原
油によってはガスタービンの保守・点検、ブレードの交
換などの頻度が精製燃料を用いる場合より若干増加する
が、原油の前処理に必要な経費を大幅に軽減することが
でき、ガスタービンの発電効率を大幅に向上させること
ができるので、全体として経済性を相当に高めることが
できる。
処理だけでガスタービンに供給できるので、使用する原
油によってはガスタービンの保守・点検、ブレードの交
換などの頻度が精製燃料を用いる場合より若干増加する
が、原油の前処理に必要な経費を大幅に軽減することが
でき、ガスタービンの発電効率を大幅に向上させること
ができるので、全体として経済性を相当に高めることが
できる。
【００１３】
【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、低硫黄原油をコンバインド・サイクル発電のガス
タービンの燃料に用いることを可能にし、その際に、ガ
スタービンの排熱回収ボイラの低位の熱エネルギーで低
硫黄原油を静電式脱塩処理に適した高温に加熱でき、か
つ、脱塩処理された高温の原油をそのままガスタービン
に供給されるので、発電効率を向上させることができ
た。
より、低硫黄原油をコンバインド・サイクル発電のガス
タービンの燃料に用いることを可能にし、その際に、ガ
スタービンの排熱回収ボイラの低位の熱エネルギーで低
硫黄原油を静電式脱塩処理に適した高温に加熱でき、か
つ、脱塩処理された高温の原油をそのままガスタービン
に供給されるので、発電効率を向上させることができ
た。
【図１】本発明の１実施例であるコンバインド・サイク
ル発電プロセスの説明図である。
ル発電プロセスの説明図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 低硫黄原油をコンバインド・サイクル発
電の排熱回収ボイラで加熱し、次いで静電式脱塩処理に
より塩分含有量を低下させ、得られた高温の脱塩処理原
油を前記コンバインド・サイクル発電のガスタービンの
燃料に用いることを特徴とする発電方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4287501A JP2554228B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | コンバインド・サイクル発電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4287501A JP2554228B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | コンバインド・サイクル発電方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207529A JPH06207529A (ja) | 1994-07-26 |
| JP2554228B2 true JP2554228B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=17718164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4287501A Expired - Lifetime JP2554228B2 (ja) | 1992-10-26 | 1992-10-26 | コンバインド・サイクル発電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2554228B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1701006B1 (en) * | 2005-02-22 | 2016-10-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electric power-generating and desalination combined plant and operation method of the same |
-
1992
- 1992-10-26 JP JP4287501A patent/JP2554228B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06207529A (ja) | 1994-07-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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