JP2564448B2 - ガスタービンと組合せたセメント廃熱回収発電設備 - Google Patents
ガスタービンと組合せたセメント廃熱回収発電設備Info
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- JP2564448B2 JP2564448B2 JP4170024A JP17002492A JP2564448B2 JP 2564448 B2 JP2564448 B2 JP 2564448B2 JP 4170024 A JP4170024 A JP 4170024A JP 17002492 A JP17002492 A JP 17002492A JP 2564448 B2 JP2564448 B2 JP 2564448B2
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/106—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with water evaporated or preheated at different pressures in exhaust boiler
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセメントプロセスからの
廃熱を回収する発電設備において、セメント廃熱によっ
て高圧の飽和蒸気を発生させ、ガスタービンの排ガスに
よって過熱蒸気として蒸気タービンに送るほか、中温ガ
スタービン排気によって発生させた熱水およびセメント
廃熱によって発生させた熱水から発生させたフラッシュ
蒸気を蒸気タービンに混気させる熱効率の高い発電プラ
ントに関するものである。
廃熱を回収する発電設備において、セメント廃熱によっ
て高圧の飽和蒸気を発生させ、ガスタービンの排ガスに
よって過熱蒸気として蒸気タービンに送るほか、中温ガ
スタービン排気によって発生させた熱水およびセメント
廃熱によって発生させた熱水から発生させたフラッシュ
蒸気を蒸気タービンに混気させる熱効率の高い発電プラ
ントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】セメント焼成プラントにおけるサスペン
ションプレヒータ（以下、ＳＰという。）からの廃熱あ
るいはエアークエンチングクーラ（以下、ＡＱＣとい
う。）からの廃熱を利用して蒸気を発生させ、発電機に
連結された蒸気タービンを駆動させて電力に転換して回
収する発電設備に関しては、特公平２−５９６５号公報
あるいは川崎重工技報８８号の文献等によって既に広く
知られている。
ションプレヒータ（以下、ＳＰという。）からの廃熱あ
るいはエアークエンチングクーラ（以下、ＡＱＣとい
う。）からの廃熱を利用して蒸気を発生させ、発電機に
連結された蒸気タービンを駆動させて電力に転換して回
収する発電設備に関しては、特公平２−５９６５号公報
あるいは川崎重工技報８８号の文献等によって既に広く
知られている。
【０００３】ＳＰ廃熱のボイラ入口排ガス温度は一般に
３５０℃〜４００℃でありボイラ出口の熱は原料乾燥等
に使用される故２５０℃〜３００℃となることが要求さ
れる。また、ＡＱＣ廃熱のボイラ入口排ガス温度は２５
０℃附近が多くボイラ出口の排ガス温度は任意である。
３５０℃〜４００℃でありボイラ出口の熱は原料乾燥等
に使用される故２５０℃〜３００℃となることが要求さ
れる。また、ＡＱＣ廃熱のボイラ入口排ガス温度は２５
０℃附近が多くボイラ出口の排ガス温度は任意である。
【０００４】図６〜７は上記の熱源を用いた従来のセメ
ント廃熱発電設備の例を示す系統図で、図６はＡＱＣが
通常システムの場合、図７はＡＱＣがダブルパスシステ
ムの場合の系統図である。また、図８は従来システムの
蒸気サイクルを簡単に示す図である。図６〜７におい
て、５１はＳＰボイラ、５２はＡＱＣボイラ、５３は蒸
気タービン、５４は発電機、５５は復水器、５６は中圧
フラッシャ、５７は低圧フラッシャ、５８は復水ポン
プ、５９はエジェクタークーラ、６０はグランドコンデ
ンサ、６１はボイラ給水ポンプ、６２はＳＰ排ガス、６
３はＡＱＣ排ガス、６４は冷却水である。
ント廃熱発電設備の例を示す系統図で、図６はＡＱＣが
通常システムの場合、図７はＡＱＣがダブルパスシステ
ムの場合の系統図である。また、図８は従来システムの
蒸気サイクルを簡単に示す図である。図６〜７におい
て、５１はＳＰボイラ、５２はＡＱＣボイラ、５３は蒸
気タービン、５４は発電機、５５は復水器、５６は中圧
フラッシャ、５７は低圧フラッシャ、５８は復水ポン
プ、５９はエジェクタークーラ、６０はグランドコンデ
ンサ、６１はボイラ給水ポンプ、６２はＳＰ排ガス、６
３はＡＱＣ排ガス、６４は冷却水である。
【０００５】まず図６において、ＳＰからの排ガス６２
は３５０℃〜４００℃程度の温度でＳＰボイラ５１に入
り、缶水に熱を与えるほか、発生させた飽和蒸気を加熱
して中圧中温（２０ｂａｒクラス、３５０℃程度）の過
熱蒸気を作り２５０℃〜３００℃でＳＰボイラ５１から
出て行く。ＡＱＣからのガス６３は２５０℃程度でＡＱ
Ｃボイラ５２に入り、ボイラ給水ポンプ６１からの給水
を加熱し２００℃程度の熱水を作る。この熱水の一部は
上記のＳＰボイラ５１への給水となり残りの熱水は中圧
フラッシャ５６に導かれ、中圧の飽和蒸気を発生させ
る。
は３５０℃〜４００℃程度の温度でＳＰボイラ５１に入
り、缶水に熱を与えるほか、発生させた飽和蒸気を加熱
して中圧中温（２０ｂａｒクラス、３５０℃程度）の過
熱蒸気を作り２５０℃〜３００℃でＳＰボイラ５１から
出て行く。ＡＱＣからのガス６３は２５０℃程度でＡＱ
Ｃボイラ５２に入り、ボイラ給水ポンプ６１からの給水
を加熱し２００℃程度の熱水を作る。この熱水の一部は
上記のＳＰボイラ５１への給水となり残りの熱水は中圧
フラッシャ５６に導かれ、中圧の飽和蒸気を発生させ
る。
【０００６】蒸気の過熱蒸気及び中圧飽和蒸気によって
蒸気タービン５３を駆動し、発電機５４から電力をとり
出す。上記中圧フラッシャ５６でフラッシュしなかった
熱水は、さらに低圧のフラッシャ５７に導き、低圧飽和
蒸気をフラッシュさせ蒸気タービン５３の途中段に混気
させ出力の増加を図る場合もある。蒸気タービン５３を
出た蒸気は復水器５５で冷却水６４に熱を与えて復水と
なり、復水ポンプ５８により給水ラインに送られ、エジ
ェクタークーラ５９、グランドコンデンサー６０を経
て、最終フラッシャ（図６では５７）からの熱水と合流
し、給水ポンプ６１によってＡＱＣボイラ５２に送られ
る。
蒸気タービン５３を駆動し、発電機５４から電力をとり
出す。上記中圧フラッシャ５６でフラッシュしなかった
熱水は、さらに低圧のフラッシャ５７に導き、低圧飽和
蒸気をフラッシュさせ蒸気タービン５３の途中段に混気
させ出力の増加を図る場合もある。蒸気タービン５３を
出た蒸気は復水器５５で冷却水６４に熱を与えて復水と
なり、復水ポンプ５８により給水ラインに送られ、エジ
ェクタークーラ５９、グランドコンデンサー６０を経
て、最終フラッシャ（図６では５７）からの熱水と合流
し、給水ポンプ６１によってＡＱＣボイラ５２に送られ
る。
【０００７】次に図７に示すセメント焼成工程のＡＱＣ
をダブルパスとした場合の従来の発電プラントシステム
においては、図６の場合、ＡＱＣからの排ガスはＡＱＣ
ボイラ２で熱を与えた後は、全量大気に放出されるが、
本図に示すＡＱＣダブルパスシステムは、ＡＱＣの中温
部分（ＳＰ排ガスとほぼ同一温度部分）から、ガスを抽
出し、ボイラで熱を与え、大部分のガスを再びＡＱＣに
戻すガス再循環システムである。
をダブルパスとした場合の従来の発電プラントシステム
においては、図６の場合、ＡＱＣからの排ガスはＡＱＣ
ボイラ２で熱を与えた後は、全量大気に放出されるが、
本図に示すＡＱＣダブルパスシステムは、ＡＱＣの中温
部分（ＳＰ排ガスとほぼ同一温度部分）から、ガスを抽
出し、ボイラで熱を与え、大部分のガスを再びＡＱＣに
戻すガス再循環システムである。
【０００８】ＡＱＣダブルパスシステムではＡＱＣボイ
ラ５２でもＳＰボイラ５１と同一蒸気条件の過熱蒸気を
作ることができる故、ＡＱＣボイラ５２からの発生蒸気
はＳＰボイラ５１からの過熱蒸気と合流し蒸気タービン
５３に供給する。
ラ５２でもＳＰボイラ５１と同一蒸気条件の過熱蒸気を
作ることができる故、ＡＱＣボイラ５２からの発生蒸気
はＳＰボイラ５１からの過熱蒸気と合流し蒸気タービン
５３に供給する。
【０００９】ＡＱＣボイラ５２出口のガス温度を充分下
げて、該ボイラ５２での授熱量を増加させる目的で、該
ボイラ５２の給水加熱器５２−２にはＳＰボイラ５１の
蒸発量とＡＱＣボイラ５２の蒸発量の和よりも多量の給
水を通過させ、給水加熱器５２−２の出口から分岐し、
中圧フラッシャ５６に導き中圧飽和蒸気を発生させ、蒸
気タービン５３に混気させる。中圧フラッシャ５６の未
フラッシュ熱水をさらに低圧フラッシャ５７に導き低圧
蒸気を発生させるのは図６の場合と同じである。
げて、該ボイラ５２での授熱量を増加させる目的で、該
ボイラ５２の給水加熱器５２−２にはＳＰボイラ５１の
蒸発量とＡＱＣボイラ５２の蒸発量の和よりも多量の給
水を通過させ、給水加熱器５２−２の出口から分岐し、
中圧フラッシャ５６に導き中圧飽和蒸気を発生させ、蒸
気タービン５３に混気させる。中圧フラッシャ５６の未
フラッシュ熱水をさらに低圧フラッシャ５７に導き低圧
蒸気を発生させるのは図６の場合と同じである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように上記従来の
技術においてもセメントプロセスからの廃熱を回収する
発電設備を設置して廃熱を電力に転換して有効利用する
ことが可能であった。しかしながら上記従来の技術にお
いてはいずれも蒸気条件が２０ｂａｒクラスで４００℃
未満であるため熱効率が低いという不具合を有するもの
であった。
技術においてもセメントプロセスからの廃熱を回収する
発電設備を設置して廃熱を電力に転換して有効利用する
ことが可能であった。しかしながら上記従来の技術にお
いてはいずれも蒸気条件が２０ｂａｒクラスで４００℃
未満であるため熱効率が低いという不具合を有するもの
であった。
【００１１】本願発明は、このような現状に鑑みてなさ
れたもので、簡潔な構成によってセメント廃熱を利用し
て高温過熱蒸気を発生させ、高い熱効率のもとで電力に
転換させ得るセメント廃熱回収発電設備を提供すること
を目的としている。
れたもので、簡潔な構成によってセメント廃熱を利用し
て高温過熱蒸気を発生させ、高い熱効率のもとで電力に
転換させ得るセメント廃熱回収発電設備を提供すること
を目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的は前記特許請
求の範囲に記載されたガスタービンと組合せたセメント
廃熱回収発電設備によって達成される。すなわち、
求の範囲に記載されたガスタービンと組合せたセメント
廃熱回収発電設備によって達成される。すなわち、
【００１３】（１） 通常のＡＱＣシステムを有するセ
メント焼成プラントにおいて、蒸発器とエコノマイザと
を有するＳＰ廃熱回収ボイラと、給水を加熱して熱水を
生成するものであるＡＱＣ廃熱回収ボイラと、ガスター
ビンと、高温過熱器と中温過熱器と給水加熱器とを有す
るガスタービン廃熱回収熱交換器と、中圧フラッシャ
と、低圧フラッシャと、蒸気タービン駆動発電機とを具
備し、ＳＰ廃熱回収ボイラにおいて、当該ボイラに流入
するガスの温度および要求されるガス出口温度、ガス流
量から定まる蒸気蒸発圧力（蒸発管内飽和温度）を定め
て当該ボイラの蒸発量に相当する給水量を当該ボイラの
エコノマイザに供給し、上記エコノマイザによって給水
を蒸発飽和温度を越えない温度まで加熱し、蒸発器内で
飽和蒸気を発生させ、発生させた飽和蒸気を上記ガスタ
ービン廃熱回収熱交換器の高温過熱器に導入して５００
℃以上に過熱し、ＡＱＣ廃熱回収ボイラにおいて約２０
０℃の熱水を生成させ、上記熱水と前記ガスタービン廃
熱回収熱交換器の加熱器において生成された熱水とを合
流させて中圧フラッシャに導入させ、中圧飽和蒸気を生
成させてガスタービン廃熱回収熱交換器の中温過熱器に
導入して蒸気タービンの膨張線上、当該圧力に対応する
蒸気温度に相当する温度まで過熱し、上記中圧フラッシ
ャ内の熱水を更に低圧のフラッシャに導入して低圧の飽
和蒸気を生成し、上記高温・高圧の過熱蒸気を発電機駆
動用蒸気タービンに供給するとともに中温・中圧の蒸気
および低圧の蒸気をそれぞれ発電機駆動用蒸気タービン
の途中段に混気するガスタービンと組合せたセメント廃
熱回収発電設備。
メント焼成プラントにおいて、蒸発器とエコノマイザと
を有するＳＰ廃熱回収ボイラと、給水を加熱して熱水を
生成するものであるＡＱＣ廃熱回収ボイラと、ガスター
ビンと、高温過熱器と中温過熱器と給水加熱器とを有す
るガスタービン廃熱回収熱交換器と、中圧フラッシャ
と、低圧フラッシャと、蒸気タービン駆動発電機とを具
備し、ＳＰ廃熱回収ボイラにおいて、当該ボイラに流入
するガスの温度および要求されるガス出口温度、ガス流
量から定まる蒸気蒸発圧力（蒸発管内飽和温度）を定め
て当該ボイラの蒸発量に相当する給水量を当該ボイラの
エコノマイザに供給し、上記エコノマイザによって給水
を蒸発飽和温度を越えない温度まで加熱し、蒸発器内で
飽和蒸気を発生させ、発生させた飽和蒸気を上記ガスタ
ービン廃熱回収熱交換器の高温過熱器に導入して５００
℃以上に過熱し、ＡＱＣ廃熱回収ボイラにおいて約２０
０℃の熱水を生成させ、上記熱水と前記ガスタービン廃
熱回収熱交換器の加熱器において生成された熱水とを合
流させて中圧フラッシャに導入させ、中圧飽和蒸気を生
成させてガスタービン廃熱回収熱交換器の中温過熱器に
導入して蒸気タービンの膨張線上、当該圧力に対応する
蒸気温度に相当する温度まで過熱し、上記中圧フラッシ
ャ内の熱水を更に低圧のフラッシャに導入して低圧の飽
和蒸気を生成し、上記高温・高圧の過熱蒸気を発電機駆
動用蒸気タービンに供給するとともに中温・中圧の蒸気
および低圧の蒸気をそれぞれ発電機駆動用蒸気タービン
の途中段に混気するガスタービンと組合せたセメント廃
熱回収発電設備。
【００１４】（２） ＡＱＣ排ガスを再循環するダブル
パスシステムを有するセメント焼成プラントにおいて、
蒸発器とエコノマイザとを有するＳＰ廃熱回収ボイラ
と、蒸発器とエコノマイザと給水加熱器とを有するＡＱ
Ｃ廃熱回収ボイラと、ガスタービンと、高温過熱器と中
温過熱器と給水加熱器とを有するガスタービン廃熱回収
熱交換器と、中圧フラッシャと、低圧フラッシャと、蒸
気タービン駆動発電機とを具備し、ＳＰ廃熱回収ボイラ
において、当該ボイラに流入するガスの温度および要求
されるガス出口温度、ガス流量から定まる蒸気蒸発圧力
（蒸発管内飽和温度）を定めて当該ボイラの蒸発量に相
当する給水量を当該ボイラのエコノマイザに供給し、上
記エコノマイザによって給水を蒸発飽和温度を越えない
温度まで加熱し、蒸発器内で飽和蒸気を発生させ、発生
させた飽和蒸気を上記ガスタービン廃熱回収熱交換器の
高温過熱器に導入して５００℃以上に過熱し、ＡＱＣ廃
熱回収ボイラにおいて上記ＳＰ廃熱回収ボイラと同一圧
力の蒸気を生成させ、ＳＰ廃熱回収ボイラから発生させ
た蒸気と合流させたのち、上記ガスタービン廃熱回収熱
交換器の高温過熱器に導入させ、上記ＡＱＣ廃熱回収ボ
イラで発生させる蒸気量を越える量の給水をＡＱＣ廃熱
回収ボイラのエコノマイザに送ってＡＱＣ廃熱回収ボイ
ラに流入する排ガスと熱交換を行って昇温させ、ＡＱＣ
廃熱回収ボイラで発生する蒸気量を差し引いた残りの量
の熱水を抽出し、ガスタービン廃熱回収熱交換器の給水
加熱器において上記ＡＱＣ廃熱回収ボイラのエコノマイ
ザにおいて加熱され抽出された熱水と同一温度の熱水を
生成させ、上記ＡＱＣ廃熱回収ボイラにおいて生成した
熱水と上記ガスタービン廃熱回収熱交換器の加熱器にお
いて生成された熱水とを合流させて中圧フラッシャに導
入させて中圧飽和蒸気を生成させてガスタービン廃熱回
収熱交換器の中温過熱器に導入して蒸気タービンの膨張
線上、当該圧力に対応する蒸気温度に相当する温度まで
過熱し、上記中圧フラッシャ内の熱水を更に低圧のフラ
ッシャに導入して低圧の飽和蒸気を生成し、上記高温・
高圧の過熱蒸気を発電機駆動用蒸気タービンに供給する
とともに中温・中圧の蒸気および低圧の蒸気をそれぞれ
発電機駆動用蒸気タービンの途中段に混気するガスター
ビンと組合せたセメント廃熱回収発電設備。
パスシステムを有するセメント焼成プラントにおいて、
蒸発器とエコノマイザとを有するＳＰ廃熱回収ボイラ
と、蒸発器とエコノマイザと給水加熱器とを有するＡＱ
Ｃ廃熱回収ボイラと、ガスタービンと、高温過熱器と中
温過熱器と給水加熱器とを有するガスタービン廃熱回収
熱交換器と、中圧フラッシャと、低圧フラッシャと、蒸
気タービン駆動発電機とを具備し、ＳＰ廃熱回収ボイラ
において、当該ボイラに流入するガスの温度および要求
されるガス出口温度、ガス流量から定まる蒸気蒸発圧力
（蒸発管内飽和温度）を定めて当該ボイラの蒸発量に相
当する給水量を当該ボイラのエコノマイザに供給し、上
記エコノマイザによって給水を蒸発飽和温度を越えない
温度まで加熱し、蒸発器内で飽和蒸気を発生させ、発生
させた飽和蒸気を上記ガスタービン廃熱回収熱交換器の
高温過熱器に導入して５００℃以上に過熱し、ＡＱＣ廃
熱回収ボイラにおいて上記ＳＰ廃熱回収ボイラと同一圧
力の蒸気を生成させ、ＳＰ廃熱回収ボイラから発生させ
た蒸気と合流させたのち、上記ガスタービン廃熱回収熱
交換器の高温過熱器に導入させ、上記ＡＱＣ廃熱回収ボ
イラで発生させる蒸気量を越える量の給水をＡＱＣ廃熱
回収ボイラのエコノマイザに送ってＡＱＣ廃熱回収ボイ
ラに流入する排ガスと熱交換を行って昇温させ、ＡＱＣ
廃熱回収ボイラで発生する蒸気量を差し引いた残りの量
の熱水を抽出し、ガスタービン廃熱回収熱交換器の給水
加熱器において上記ＡＱＣ廃熱回収ボイラのエコノマイ
ザにおいて加熱され抽出された熱水と同一温度の熱水を
生成させ、上記ＡＱＣ廃熱回収ボイラにおいて生成した
熱水と上記ガスタービン廃熱回収熱交換器の加熱器にお
いて生成された熱水とを合流させて中圧フラッシャに導
入させて中圧飽和蒸気を生成させてガスタービン廃熱回
収熱交換器の中温過熱器に導入して蒸気タービンの膨張
線上、当該圧力に対応する蒸気温度に相当する温度まで
過熱し、上記中圧フラッシャ内の熱水を更に低圧のフラ
ッシャに導入して低圧の飽和蒸気を生成し、上記高温・
高圧の過熱蒸気を発電機駆動用蒸気タービンに供給する
とともに中温・中圧の蒸気および低圧の蒸気をそれぞれ
発電機駆動用蒸気タービンの途中段に混気するガスター
ビンと組合せたセメント廃熱回収発電設備。
【００１５】（３） ＡＱＣを有するセメント焼成プラ
ントにおいて、蒸発器とエコノマイザと給水加熱器とを
有するＡＱＣ廃熱回収ボイラと、ガスタービンと、高温
過熱器と中温過熱器と給水加熱器とを有するガスタービ
ン廃熱回収熱交換器と、中圧フラッシャと、低圧フラッ
シャと、蒸気タービン駆動発電機とを具備し、ＡＱＣ廃
熱回収ボイラにおいて蒸気を生成させ、上記ガスタービ
ン廃熱回収熱交換器の高温過熱器に導入させ、上記ＡＱ
Ｃ廃熱回収ボイラで発生させる蒸気量を越える量の給水
をＡＱＣ廃熱回収ボイラのエコノマイザに送ってＡＱＣ
廃熱回収ボイラに流入する排ガスと熱交換を行って昇温
させ、ＡＱＣ廃熱回収ボイラで発生する蒸気量を差し引
いた残りの量の熱水を抽出し、ガスタービン廃熱回収熱
交換器の給水加熱器において上記ＡＱＣ廃熱回収ボイラ
のエコノマイザにおいて加熱され抽出された熱水と同一
温度の熱水を生成させ、上記ＡＱＣ廃熱回収ボイラにお
いて生成した熱水と上記ガスタービン廃熱回収熱交換器
の加熱器において生成された熱水とを合流させて中圧フ
ラッシャに導入させて中圧飽和蒸気を生成させてガスタ
ービン廃熱回収熱交換器の中温過熱器に導入して蒸気タ
ービンの膨張線上、当該圧力に対応する蒸気温度に相当
する温度まで過熱し、上記中圧フラッシャ内の熱水を更
に低圧のフラッシャに導入して低圧の飽和蒸気を生成
し、上記高温・高圧の過熱蒸気を発電機駆動用蒸気ター
ビンに供給するとともに中温・中圧の蒸気および低圧の
蒸気をそれぞれ発電機駆動用蒸気タービンの途中段に混
気するガスタービンと組合せたセメント廃熱回収発電設
備。である。以下、本発明の作用等について、実施例に
基づいて説明する。
ントにおいて、蒸発器とエコノマイザと給水加熱器とを
有するＡＱＣ廃熱回収ボイラと、ガスタービンと、高温
過熱器と中温過熱器と給水加熱器とを有するガスタービ
ン廃熱回収熱交換器と、中圧フラッシャと、低圧フラッ
シャと、蒸気タービン駆動発電機とを具備し、ＡＱＣ廃
熱回収ボイラにおいて蒸気を生成させ、上記ガスタービ
ン廃熱回収熱交換器の高温過熱器に導入させ、上記ＡＱ
Ｃ廃熱回収ボイラで発生させる蒸気量を越える量の給水
をＡＱＣ廃熱回収ボイラのエコノマイザに送ってＡＱＣ
廃熱回収ボイラに流入する排ガスと熱交換を行って昇温
させ、ＡＱＣ廃熱回収ボイラで発生する蒸気量を差し引
いた残りの量の熱水を抽出し、ガスタービン廃熱回収熱
交換器の給水加熱器において上記ＡＱＣ廃熱回収ボイラ
のエコノマイザにおいて加熱され抽出された熱水と同一
温度の熱水を生成させ、上記ＡＱＣ廃熱回収ボイラにお
いて生成した熱水と上記ガスタービン廃熱回収熱交換器
の加熱器において生成された熱水とを合流させて中圧フ
ラッシャに導入させて中圧飽和蒸気を生成させてガスタ
ービン廃熱回収熱交換器の中温過熱器に導入して蒸気タ
ービンの膨張線上、当該圧力に対応する蒸気温度に相当
する温度まで過熱し、上記中圧フラッシャ内の熱水を更
に低圧のフラッシャに導入して低圧の飽和蒸気を生成
し、上記高温・高圧の過熱蒸気を発電機駆動用蒸気ター
ビンに供給するとともに中温・中圧の蒸気および低圧の
蒸気をそれぞれ発電機駆動用蒸気タービンの途中段に混
気するガスタービンと組合せたセメント廃熱回収発電設
備。である。以下、本発明の作用等について、実施例に
基づいて説明する。
【００１６】
【実施例】図１はＡＱＣが通常システムの場合の本発明
に基づくセメント廃熱発電設備の系統図で、前記従来技
術における図６に対応するものである。図１において、
１はＳＰボイラ、２はＡＱＣボイラ、３は蒸気タービ
ン、４は発電機、５は復水器、６は中圧フラッシャ、７
は低圧フラッシャ、８は復水ポンプ、９はエジェクター
クーラ、１０はグランドコンデンサ、１１はボイラ給水
ポンプ、１２はＳＰ排ガス、１３はＡＱＣ排ガス、１４
は冷却水、１５はガスタービン、１６はガスタービン廃
熱回収熱交換器、１６−１は高温過熱器、１６−２は中
温過熱器、１６−３は給水加熱器、１７は脱気器であ
る。
に基づくセメント廃熱発電設備の系統図で、前記従来技
術における図６に対応するものである。図１において、
１はＳＰボイラ、２はＡＱＣボイラ、３は蒸気タービ
ン、４は発電機、５は復水器、６は中圧フラッシャ、７
は低圧フラッシャ、８は復水ポンプ、９はエジェクター
クーラ、１０はグランドコンデンサ、１１はボイラ給水
ポンプ、１２はＳＰ排ガス、１３はＡＱＣ排ガス、１４
は冷却水、１５はガスタービン、１６はガスタービン廃
熱回収熱交換器、１６−１は高温過熱器、１６−２は中
温過熱器、１６−３は給水加熱器、１７は脱気器であ
る。
【００１７】ＳＰボイラ１に供給された給水は当該ボイ
ラ１のエコノマイザー１−１によって加熱され、続いて
当該ボイラ１の蒸発器１−２で高圧の飽和蒸気となる。
この飽和蒸気の圧力Ｐｈ（ｂａｒ）はＳＰボイラ１に入
る排ガス１２の入口温度Ｔ1Sと出口温度Ｔ2Sが与えられ
ている場合、エコノマイザー１−１を通過する給水量
と、蒸発器１−２から発生する流量とが等しくなる値と
して一義的に決定される。
ラ１のエコノマイザー１−１によって加熱され、続いて
当該ボイラ１の蒸発器１−２で高圧の飽和蒸気となる。
この飽和蒸気の圧力Ｐｈ（ｂａｒ）はＳＰボイラ１に入
る排ガス１２の入口温度Ｔ1Sと出口温度Ｔ2Sが与えられ
ている場合、エコノマイザー１−１を通過する給水量
と、蒸発器１−２から発生する流量とが等しくなる値と
して一義的に決定される。
【００１８】ＳＰボイラ１を出た飽和蒸気はガスタービ
ン１５の排ガスの廃熱を回収する熱交換器１６において
高温（ｔｈ℃）の過熱蒸気となり蒸気タービン３に送ら
れる。この高圧高温の過熱蒸気の温度ｔｈ（℃）と圧力
Ｐｏ（ｂａｒ）の関係は蒸気タービン３の出口における
蒸気の許容湿り度以下となる様に選ぶことが必要であ
る。
ン１５の排ガスの廃熱を回収する熱交換器１６において
高温（ｔｈ℃）の過熱蒸気となり蒸気タービン３に送ら
れる。この高圧高温の過熱蒸気の温度ｔｈ（℃）と圧力
Ｐｏ（ｂａｒ）の関係は蒸気タービン３の出口における
蒸気の許容湿り度以下となる様に選ぶことが必要であ
る。
【００１９】ＡＱＣボイラ２では給水は当該ボイラ２の
入口に於けるＡＱＣ排ガス１３の温度Ｔ1Aよりも若干低
い温度迄加熱され、全量中圧フラッシャ６に送られる。
ガスタービン１５の排ガスの廃熱回収熱交換器１６にお
いて、上記の高圧高温過熱器１６−１出口の排ガス温度
は充分高く、かつ上記中圧フラッシャ６で発生する飽和
蒸気は過熱蒸気とする方が、蒸気プラントサイクルの熱
効率も向上する故、高温過熱器１６−１の下流側に中温
過熱器１６−２を設け、中圧中温の過熱蒸気を作り、蒸
気タービン３の途中段に混気させる。この中温過熱器１
６−２の出口における排ガス温度はＡＱＣボイラ２の入
口ガス温度とほぼ等しくなる程度迄の中圧中温過熱蒸気
とする。
入口に於けるＡＱＣ排ガス１３の温度Ｔ1Aよりも若干低
い温度迄加熱され、全量中圧フラッシャ６に送られる。
ガスタービン１５の排ガスの廃熱回収熱交換器１６にお
いて、上記の高圧高温過熱器１６−１出口の排ガス温度
は充分高く、かつ上記中圧フラッシャ６で発生する飽和
蒸気は過熱蒸気とする方が、蒸気プラントサイクルの熱
効率も向上する故、高温過熱器１６−１の下流側に中温
過熱器１６−２を設け、中圧中温の過熱蒸気を作り、蒸
気タービン３の途中段に混気させる。この中温過熱器１
６−２の出口における排ガス温度はＡＱＣボイラ２の入
口ガス温度とほぼ等しくなる程度迄の中圧中温過熱蒸気
とする。
【００２０】さらに、中温過熱器１６−２の下流に給水
加熱器１６−３を設け、ＡＱＣボイラ２で作られる熱水
と同一温度の熱水を作り中圧フラッシャ６に導き、上記
ＡＱＣボイラ２からの熱水と合流させてフラッシュさせ
中圧飽和蒸気を発生させる。上記中圧フラッシャ６の未
フラッシュ熱水を低圧フラッシャ７に導き低圧蒸気を発
生させ、この蒸気を蒸気タービンに混気する。
加熱器１６−３を設け、ＡＱＣボイラ２で作られる熱水
と同一温度の熱水を作り中圧フラッシャ６に導き、上記
ＡＱＣボイラ２からの熱水と合流させてフラッシュさせ
中圧飽和蒸気を発生させる。上記中圧フラッシャ６の未
フラッシュ熱水を低圧フラッシャ７に導き低圧蒸気を発
生させ、この蒸気を蒸気タービンに混気する。
【００２１】図２はＡＱＣがダブルパスシステムの場合
における本発明に基づくセメント廃熱発電設備の系統図
で、上記図１と異なる点は、ＡＱＣボイラ２においても
ＳＰボイラ１と同一圧力の飽和蒸気を発生させ、ＳＰボ
イラ１で発生させた飽和蒸気と合流させた後、ガスター
ビン廃熱回収熱交換器１６において加熱して高温蒸気に
する点である。
における本発明に基づくセメント廃熱発電設備の系統図
で、上記図１と異なる点は、ＡＱＣボイラ２においても
ＳＰボイラ１と同一圧力の飽和蒸気を発生させ、ＳＰボ
イラ１で発生させた飽和蒸気と合流させた後、ガスター
ビン廃熱回収熱交換器１６において加熱して高温蒸気に
する点である。
【００２２】上記の例では熱水を各フラッシャ６，７に
導き飽和蒸気を発生させたがＡＱＣを多段ボイラとして
中圧、低圧の飽和蒸気を発生させても熱力学的には同一
であり、フラッシャの段数を１段、または３段以上の多
段にしても同様なシテスムにできることは言う迄もな
い。
導き飽和蒸気を発生させたがＡＱＣを多段ボイラとして
中圧、低圧の飽和蒸気を発生させても熱力学的には同一
であり、フラッシャの段数を１段、または３段以上の多
段にしても同様なシテスムにできることは言う迄もな
い。
【００２３】図６，図７に示す従来のシステムにおい
て、本発明に基づくシステムで用いたガスタービン１５
と同一のガスタービンを使用し、ガスタービン排ガスを
熱回収して本発明に基づくシステムと同一の蒸気圧力、
温度を発生させ、これを蒸気タービンに導く通常のコン
バインドサイクルのシステムとの和を採用した場合の熱
効率と、図１，図２に示す本発明に基づくシステムを採
用した場合の熱効率について説明する。
て、本発明に基づくシステムで用いたガスタービン１５
と同一のガスタービンを使用し、ガスタービン排ガスを
熱回収して本発明に基づくシステムと同一の蒸気圧力、
温度を発生させ、これを蒸気タービンに導く通常のコン
バインドサイクルのシステムとの和を採用した場合の熱
効率と、図１，図２に示す本発明に基づくシステムを採
用した場合の熱効率について説明する。
【００２４】図３は蒸気サイクルを温度−エントロピー
線図（Ｔ−Ｓ線図）に示したものであり、図８は従来シ
ステムの蒸気サイクルを簡単に示したものである。
線図（Ｔ−Ｓ線図）に示したものであり、図８は従来シ
ステムの蒸気サイクルを簡単に示したものである。
【００２５】過熱蒸気１（ｋｇ／ｓ）によって蒸気ター
ビンプラントに単位時間当り与えられる熱量Ｑ1 は図３
における面積２−Ｃ−Ｄ−Ａ−１−２で表わされ、蒸気
タービン３で過熱蒸気１（ｋｇ／ｓ）によって有効に取
出される単位時間当りの熱量Ｑ1av は図３の面積Ｃ−Ｄ
−Ａ−Ｂ−Ｃで表わされ、復水器５に捨て去られる単位
時間当り熱量は面積２−Ｃ−Ｂ−１−２で表わされるこ
とは熱力学の教科書等に於ても、よく示されていること
である。
ビンプラントに単位時間当り与えられる熱量Ｑ1 は図３
における面積２−Ｃ−Ｄ−Ａ−１−２で表わされ、蒸気
タービン３で過熱蒸気１（ｋｇ／ｓ）によって有効に取
出される単位時間当りの熱量Ｑ1av は図３の面積Ｃ−Ｄ
−Ａ−Ｂ−Ｃで表わされ、復水器５に捨て去られる単位
時間当り熱量は面積２−Ｃ−Ｂ−１−２で表わされるこ
とは熱力学の教科書等に於ても、よく示されていること
である。
【００２６】同様にフラッシュ蒸気ｇ1 （ｋｇ／ｓ），
ｇ2 （ｋｇ／ｓ）によって復水器５に捨て去られる単位
時間当り熱量はｇ1 ×面積２−Ｃ−Ｂ′−１′−２及び
ｇ2×面積２−Ｃ−Ｂ″−１″−２で表わされる。即
ち、これ等捨て去られる面積の和が小さい程効率がよく
なることがわかる。
ｇ2 （ｋｇ／ｓ）によって復水器５に捨て去られる単位
時間当り熱量はｇ1 ×面積２−Ｃ−Ｂ′−１′−２及び
ｇ2×面積２−Ｃ−Ｂ″−１″−２で表わされる。即
ち、これ等捨て去られる面積の和が小さい程効率がよく
なることがわかる。
【００２７】図４は本発明システムの蒸気サイクルと従
来システムのそれとを、温度−比エントロピ（Ｔ−Ｓ）
線図に示したものである。簡単のために、図１〜２にお
ける蒸気タービン３、または図６〜７における蒸気ター
ビン５３の入口に入る高圧蒸気部分のみを示している。
低温熱源、例えば図６におけるＳＰ排ガス６２によって
発生する蒸気によるサイクルは、ランキンサイクルとし
て図４のＣ−Ｄ−Ａ−Ｂ−Ｃによって表わされ、このラ
ンキンサイクルに与えられる熱量は、図４の面積２−Ｃ
−Ｄ−Ａ−１−２に作動蒸気流量（この場合、１ｋｇ／
ｓとする。）を乗じたもので表わされることはよく知ら
れていることである。図４に示す点Ａの蒸気温度Ｔ
A 〔Ｋ〕を保持したまま、蒸気圧力を上げて温度Ｔ
A 〔Ｋ〕の飽和圧力まで上げたとする。この状態を図４
の点Ｅh で示す。点Ａの蒸気の比エンタルピをＨA 〔ｋ
Ｊ／ｋｇ〕、点Ｅh のそれをＨEh〔ｋＪ／ｋｇ〕、点Ｃ
の給水比エンタルピをＨC 〔ｋＪ／ｋｇ〕とすれば、低
温熱源、例えば図１のＳＰ排ガス１２によって発生する
蒸気量Ｇh は、次式で示すようになる（この式を式と
する）。 Ｇh ＝｛（ＨA −ＨC ）／（ＨEh−ＨC ）｝×１ このときＳＰ排ガス１２によって水を蒸気にするために
与えられる熱量は、図４の面積２−Ｃ−Ｄh −Ｅh −１
h −２にＧh を乗じたもので、この値は上述の面積（２
−Ｃ−Ｄ−Ａ−１−２）×１に等しくなることはいうま
でもない。蒸気の特性からＨEh＜ＨA となるので、上記
式からわかるように発生蒸気量Ｇh は１〔ｋｇ／ｓ〕
より多くなる。
来システムのそれとを、温度−比エントロピ（Ｔ−Ｓ）
線図に示したものである。簡単のために、図１〜２にお
ける蒸気タービン３、または図６〜７における蒸気ター
ビン５３の入口に入る高圧蒸気部分のみを示している。
低温熱源、例えば図６におけるＳＰ排ガス６２によって
発生する蒸気によるサイクルは、ランキンサイクルとし
て図４のＣ−Ｄ−Ａ−Ｂ−Ｃによって表わされ、このラ
ンキンサイクルに与えられる熱量は、図４の面積２−Ｃ
−Ｄ−Ａ−１−２に作動蒸気流量（この場合、１ｋｇ／
ｓとする。）を乗じたもので表わされることはよく知ら
れていることである。図４に示す点Ａの蒸気温度Ｔ
A 〔Ｋ〕を保持したまま、蒸気圧力を上げて温度Ｔ
A 〔Ｋ〕の飽和圧力まで上げたとする。この状態を図４
の点Ｅh で示す。点Ａの蒸気の比エンタルピをＨA 〔ｋ
Ｊ／ｋｇ〕、点Ｅh のそれをＨEh〔ｋＪ／ｋｇ〕、点Ｃ
の給水比エンタルピをＨC 〔ｋＪ／ｋｇ〕とすれば、低
温熱源、例えば図１のＳＰ排ガス１２によって発生する
蒸気量Ｇh は、次式で示すようになる（この式を式と
する）。 Ｇh ＝｛（ＨA −ＨC ）／（ＨEh−ＨC ）｝×１ このときＳＰ排ガス１２によって水を蒸気にするために
与えられる熱量は、図４の面積２−Ｃ−Ｄh −Ｅh −１
h −２にＧh を乗じたもので、この値は上述の面積（２
−Ｃ−Ｄ−Ａ−１−２）×１に等しくなることはいうま
でもない。蒸気の特性からＨEh＜ＨA となるので、上記
式からわかるように発生蒸気量Ｇh は１〔ｋｇ／ｓ〕
より多くなる。
【００２８】ガスタービン排ガス廃熱回収熱交換器１６
で飽和蒸気に与えられる単位時間当たり熱量は面積１h
−Ｅh −Ａh −１−１h で表わされる。
で飽和蒸気に与えられる単位時間当たり熱量は面積１h
−Ｅh −Ａh −１−１h で表わされる。
【００２９】図１または図２に示すように、低温熱源で
発生させた飽和蒸気をガスタービン１５の排ガスにより
ガスタービン廃熱回収熱交換器１６の高温過熱器１６−
１内で熱を与えて図４に示す点Ｅh より点Ａh の状態ま
で過熱する。ガスタービン１５の容量を適当に選び、蒸
気タービン３の出口における蒸気の比エンタルピＨ
B 〔ｋＪ／ｋｇ〕が、従来システムのそれと同じになる
ように点Ａh の温度ＴAh〔Ｋ〕とすることは可能であ
る。ガスタービン廃熱回収熱交換器１６で発生する蒸気
量は０であるので、蒸気タービン３から復水器５に入る
流量はＧh のままであり、復水器５から冷却水１４に放
出される熱量は図４の面積２−Ｃ−Ｂ−１−２とＧh と
の積となる。すなわち、本発明システムにおける蒸気タ
ービンプラントからの放出熱量は、従来システムのそれ
よりも（Ｇh −１）と面積２−Ｃ−Ｂ−１−２との積で
表わされる量だけ増加することが段落番号“００２５”
項と比較してわかる。
発生させた飽和蒸気をガスタービン１５の排ガスにより
ガスタービン廃熱回収熱交換器１６の高温過熱器１６−
１内で熱を与えて図４に示す点Ｅh より点Ａh の状態ま
で過熱する。ガスタービン１５の容量を適当に選び、蒸
気タービン３の出口における蒸気の比エンタルピＨ
B 〔ｋＪ／ｋｇ〕が、従来システムのそれと同じになる
ように点Ａh の温度ＴAh〔Ｋ〕とすることは可能であ
る。ガスタービン廃熱回収熱交換器１６で発生する蒸気
量は０であるので、蒸気タービン３から復水器５に入る
流量はＧh のままであり、復水器５から冷却水１４に放
出される熱量は図４の面積２−Ｃ−Ｂ−１−２とＧh と
の積となる。すなわち、本発明システムにおける蒸気タ
ービンプラントからの放出熱量は、従来システムのそれ
よりも（Ｇh −１）と面積２−Ｃ−Ｂ−１−２との積で
表わされる量だけ増加することが段落番号“００２５”
項と比較してわかる。
【００３０】次に、本発明システムで用いたガスタービ
ン１６と同容量のガスタービンを採用した図５に示すよ
うな通常のコンバインドサイクルシステムについて考え
る。ただし、発生させる蒸気は図４に示す点Ａh と同じ
Ａh ′とする。このときのランキンサイクルの形状は、
本発明システムで示した低温熱源による発生蒸気とガス
タービン廃熱回収熱交換器１６によって過熱した蒸気と
の合成サイクルの形状、２−Ｃ−Ｄh −Ｅh −Ａh −１
−２と同じ２′−Ｃ−Ｄh ′−Ｅh ′−Ａh ′−１′−
２′と同一となる。
ン１６と同容量のガスタービンを採用した図５に示すよ
うな通常のコンバインドサイクルシステムについて考え
る。ただし、発生させる蒸気は図４に示す点Ａh と同じ
Ａh ′とする。このときのランキンサイクルの形状は、
本発明システムで示した低温熱源による発生蒸気とガス
タービン廃熱回収熱交換器１６によって過熱した蒸気と
の合成サイクルの形状、２−Ｃ−Ｄh −Ｅh −Ａh −１
−２と同じ２′−Ｃ−Ｄh ′−Ｅh ′−Ａh ′−１′−
２′と同一となる。
【００３１】ガスタービン１５の排ガスが廃熱回収熱交
換器（図５の符号１６）に入った水を過熱蒸気にするた
めに与える熱量は、本発明システムの低温熱源により発
生させた流量Ｇh の飽和蒸気を過熱蒸気にするために与
えた熱量と同量である。すなわち図４における（面積１
h −Ｅh −Ａh −１−１h ）×Ｇh に等しく、これを蒸
気の比エンタルピを用いて表わすと次の式となる（この
式を式とする）。 排ガス与熱量＝（ＨAh−ＨEh）×Ｇh 一方、通常のコンバインドサイクルにおいて発生する蒸
気量Ｇ1Cは、次式として表わされる（この式を式とす
る）。 Ｇ1C＝｛（ＨAh−ＨEh）／（ＨAh′−ＨC ）｝×Ｇh
換器（図５の符号１６）に入った水を過熱蒸気にするた
めに与える熱量は、本発明システムの低温熱源により発
生させた流量Ｇh の飽和蒸気を過熱蒸気にするために与
えた熱量と同量である。すなわち図４における（面積１
h −Ｅh −Ａh −１−１h ）×Ｇh に等しく、これを蒸
気の比エンタルピを用いて表わすと次の式となる（この
式を式とする）。 排ガス与熱量＝（ＨAh−ＨEh）×Ｇh 一方、通常のコンバインドサイクルにおいて発生する蒸
気量Ｇ1Cは、次式として表わされる（この式を式とす
る）。 Ｇ1C＝｛（ＨAh−ＨEh）／（ＨAh′−ＨC ）｝×Ｇh
【００３２】通常のコンバインドサイクルシステムにお
ける復水器（図５の）５′から冷却水に放出される熱量
は、図４の（面積２′−Ｃ−Ｂ′−１′−２′）×Ｇ1C
であり、本発明システムの復水器５から放出される熱量
の増加量は段落番号“００２９”項で述べたように、図
４の（面積２−Ｃ−Ｂ−１−２）×（Ｇh −１）であ
る。いま、面積２′−Ｃ−Ｂ′−１′−２′は面積２−
Ｃ−Ｂ−１−２に等しいから復水器からの放出熱量の大
小は、Ｇ1CとＧh −１の大小によって決まる。
ける復水器（図５の）５′から冷却水に放出される熱量
は、図４の（面積２′−Ｃ−Ｂ′−１′−２′）×Ｇ1C
であり、本発明システムの復水器５から放出される熱量
の増加量は段落番号“００２９”項で述べたように、図
４の（面積２−Ｃ−Ｂ−１−２）×（Ｇh −１）であ
る。いま、面積２′−Ｃ−Ｂ′−１′−２′は面積２−
Ｃ−Ｂ−１−２に等しいから復水器からの放出熱量の大
小は、Ｇ1CとＧh −１の大小によって決まる。
【００３３】式，式からＧ1CとＧh −１の差を求め
ると、ＨAh′＝ＨAhであるので、次の式となる（この式
を式とする）。 Ｇ1C−（Ｇh −１）＝（ＨAh−ＨA ）／（ＨEh−ＨC ） 蒸気表から容易にわかるように、ＨAh＞ＨA ，ＨEh＞Ｈ
C であるから、Ｇ1C＞Ｇh −１となる。すなわち、｛Ｇ
1C−（Ｇh −１）｝×（面積２−Ｃ−Ｂ−１−２）に相
当する熱量分が、通常のコンバインドサイクルシステム
の場合、本発明システムの場合より、外部に無効エネル
ギーとして多く放出されることになる。
ると、ＨAh′＝ＨAhであるので、次の式となる（この式
を式とする）。 Ｇ1C−（Ｇh −１）＝（ＨAh−ＨA ）／（ＨEh−ＨC ） 蒸気表から容易にわかるように、ＨAh＞ＨA ，ＨEh＞Ｈ
C であるから、Ｇ1C＞Ｇh −１となる。すなわち、｛Ｇ
1C−（Ｇh −１）｝×（面積２−Ｃ−Ｂ−１−２）に相
当する熱量分が、通常のコンバインドサイクルシステム
の場合、本発明システムの場合より、外部に無効エネル
ギーとして多く放出されることになる。
【００３４】即ち本発明のサイクルの熱効率は、従来の
廃熱発電と通常コンバインドサイクルとを組合せたサイ
クルの熱効率より常に高い値を示す。
廃熱発電と通常コンバインドサイクルとを組合せたサイ
クルの熱効率より常に高い値を示す。
【００３５】以上、請求項１および請求項２に記載した
通り、ＳＰ廃熱回収ボイラとＡＱＣ廃熱回収ボイラとを
有するセメント焼成プラントの場合について説明した
が、請求項３に記載したように、ＡＱＣ廃熱回収ボイラ
のみを具備し、ＳＰ廃熱回収ボイラを具備しないセメン
ト焼成プラントにおいても、高圧の過熱蒸気を発生さ
せ、あるいは中圧、低圧の蒸気を発生させて高い熱効率
の発電プラントを得ることも可能である。
通り、ＳＰ廃熱回収ボイラとＡＱＣ廃熱回収ボイラとを
有するセメント焼成プラントの場合について説明した
が、請求項３に記載したように、ＡＱＣ廃熱回収ボイラ
のみを具備し、ＳＰ廃熱回収ボイラを具備しないセメン
ト焼成プラントにおいても、高圧の過熱蒸気を発生さ
せ、あるいは中圧、低圧の蒸気を発生させて高い熱効率
の発電プラントを得ることも可能である。
【００３６】
【発明の効果】このように本発明によれば上記実施例に
おいて説明したように下記に示す効果を奏する。 セメント廃熱によって高圧の飽和蒸気を発生させ、
この蒸気をガスタービンの排ガスによって高温過熱蒸気
とし、該高圧高温の蒸気によって蒸気タービンを駆動せ
しめることにより、より熱効率の高い発電設備を得るこ
とが可能になる。
おいて説明したように下記に示す効果を奏する。 セメント廃熱によって高圧の飽和蒸気を発生させ、
この蒸気をガスタービンの排ガスによって高温過熱蒸気
とし、該高圧高温の蒸気によって蒸気タービンを駆動せ
しめることにより、より熱効率の高い発電設備を得るこ
とが可能になる。
【００３７】 飽和蒸気を加熱して過熱蒸気としたあ
との中温ガスタービン排ガスによって熱水を生ぜしめ、
セメント廃熱によって生ぜしめた熱水と共に中圧、低圧
に減圧してフラッシュ蒸気を発生させて蒸気タービンに
混気することにより、発電機の出力を増加させ得る。
との中温ガスタービン排ガスによって熱水を生ぜしめ、
セメント廃熱によって生ぜしめた熱水と共に中圧、低圧
に減圧してフラッシュ蒸気を発生させて蒸気タービンに
混気することにより、発電機の出力を増加させ得る。
【図１】ＡＱＣが通常システムの場合の本発明に基づく
セメント廃熱発電設備の系統図である。
セメント廃熱発電設備の系統図である。
【図２】ＡＱＣがダブルパスシステムの場合の本発明に
基づくセメント廃熱発電設備の系統図である。
基づくセメント廃熱発電設備の系統図である。
【図３】蒸気サイクルを温度−エントロピー線図（Ｔ−
Ｓ線図）で表わした図である。
Ｓ線図）で表わした図である。
【図４】蒸気サイクルを温度−エントロピー線図（Ｔ−
Ｓ線図）で表わした図である。
Ｓ線図）で表わした図である。
【図５】コンバインドサイクルの発電設備の系統図であ
る。
る。
【図６】ＡＱＣが通常システムの場合の従来技術におけ
るセメント廃熱発電設備の系統図である。
るセメント廃熱発電設備の系統図である。
【図７】ＡＱＣがダブルパスシステムの場合の従来技術
におけるセメント廃熱発電設備の系統図である。
におけるセメント廃熱発電設備の系統図である。
【図８】従来システムの蒸気サイクルを簡単に示す図で
ある。
ある。
１ ＳＰボイラ １−１ エコノマイザ １−２ 蒸発器 ２ ＡＱＣボイラ ２−１ 蒸発器 ２−２ 給水加熱器 ２−３ エコノマイザ ３，３′ 蒸気タービン ４ 発電機 ５，５′ 復水器 ６ 中圧フラッシャ ７ 低圧フラッシャ ８ 復水ポンプ ９ エジェクタークーラ １０ グランドコンデンサ １１ ボイラ給水ポンプ １２ ＳＰ排ガス １３ ＡＱＣ排ガス １４ 冷却水 １５ ガスタービン １６ ガスタービン廃熱回収熱交換器 １６−１ 高温過熱器 １６−２ 中温過熱器 １６−３ 給水加熱器 １７ 脱気器 ５１ ＳＰボイラ ５２ ＡＱＣボイラ ５２−１ 蒸気器 ５２−２ 給水加熱器 ５３ 蒸気タービン ５４ 発電機 ５５ 復水器 ５６ 中圧フラッシャ ５７ 低圧フラッシャ ５８ 復水ポンプ ５９ エジェクタークーラ ６０ グランドコンデンサ ６１ ボイラ給水ポンプ ６２ ＳＰ排ガス ６３ ＡＱＣ排ガス ６４ 冷却水
Claims (3)
- 【請求項１】 通常のエアークエンチングクーラシステ
ムを有するセメント焼成プラントにおいて、蒸発器とエ
コノマイザとを有するサスペンションプレヒータ廃熱回
収ボイラと、給水を加熱して熱水を生成するものである
エアークエンチングクーラ廃熱回収ボイラと、ガスター
ビンと、高温過熱器と中温過熱器と給水加熱器とを有す
るガスタービン廃熱回収熱交換器と、中圧フラッシャ
と、低圧フラッシャと、蒸気タービン駆動発電機とを具
備し、 サスペンションプレヒータ廃熱回収ボイラにおいて、当
該ボイラに流入するガスの温度および要求されるガス出
口温度、ガス流量から定まる蒸気蒸発圧力（蒸発管内飽
和温度）を定めて当該ボイラの蒸発量に相当する給水量
を当該ボイラのエコノマイザに供給し、 上記エコノマイザによって給水を蒸発飽和温度を越えな
い温度まで加熱し、蒸発器内で飽和蒸気を発生させ、発
生させた飽和蒸気を上記ガスタービン廃熱回収熱交換器
の高温過熱器に導入して５００℃以上に過熱し、 エアークエンチングクーラ廃熱回収ボイラにおいて約２
００℃の熱水を生成させ、 上記熱水と前記ガスタービン廃熱回収熱交換器の加熱器
において生成された熱水とを合流させて中圧フラッシャ
に導入させ、中圧飽和蒸気を生成させてガスタービン廃
熱回収熱交換器の中温過熱器に導入して蒸気タービンの
膨張線上、当該圧力に対応する蒸気温度に相当する温度
まで過熱し、 上記中圧フラッシャ内の熱水を更に低圧のフラッシャに
導入して低圧の飽和蒸気を生成し、 上記高温・高圧の過熱蒸気を発電機駆動用蒸気タービン
に供給するとともに中温・中圧の蒸気および低圧の蒸気
をそれぞれ発電機駆動用蒸気タービンの途中段に混気す
ることを特徴とするガスタービンと組合せたセメント廃
熱回収発電設備。 - 【請求項２】 エアークエンチングクーラ排ガスを再循
環するダブルパスシステムを有するセメント焼成プラン
トにおいて、蒸発器とエコノマイザとを有するサスペン
ションプレヒータ廃熱回収ボイラと、蒸発器とエコノマ
イザと給水加熱器とを有するエアークエンチングクーラ
廃熱回収ボイラと、ガスタービンと、高温過熱器と中温
過熱器と給水加熱器とを有するガスタービン廃熱回収熱
交換器と、中圧フラッシャと、低圧フラッシャと、蒸気
タービン駆動発電機とを具備し、サスペンションプレヒ
ータ廃熱回収ボイラにおいて、当該ボイラに流入するガ
スの温度および要求されるガス出口温度、ガス流量から
定まる蒸気蒸発圧力（蒸発管内飽和温度）を定めて当該
ボイラの蒸発量に相当する給水量を当該ボイラのエコノ
マイザに供給し、 上記エコノマイザによって給水を蒸発飽和温度を越えな
い温度まで加熱し、蒸発器内で飽和蒸気を発生させ、発
生させた飽和蒸気を上記ガスタービン廃熱回収熱交換器
の高温過熱器に導入して５００℃以上に過熱し、 エアークエンチングクーラ廃熱回収ボイラにおいて上記
サスペンションプレヒータ廃熱回収ボイラと同一圧力の
蒸気を生成させ、サスペンションプレヒータ廃熱回収ボ
イラから発生させた蒸気と合流させたのち、上記ガスタ
ービン廃熱回収熱交換器の高温過熱器に導入させ、 上記エアークエンチングクーラ廃熱回収ボイラで発生さ
せる蒸気量を越える量の給水をエアークエンチングクー
ラ廃熱回収ボイラのエコノマイザに送ってエアークエン
チングクーラ廃熱回収ボイラに流入する排ガスと熱交換
を行って昇温させ、エアークエンチングクーラ廃熱回収
ボイラで発生する蒸気量を差し引いた残りの量の熱水を
抽出し、 ガスタービン廃熱回収熱交換器の給水加熱器において上
記エアークエンチングクーラ廃熱回収ボイラのエコノマ
イザにおいて加熱され抽出された熱水と同一温度の熱水
を生成させ、 上記エアークエンチングクーラ廃熱回収ボイラにおいて
生成した熱水と上記ガスタービン廃熱回収熱交換器の加
熱器において生成された熱水とを合流させて中圧フラッ
シャに導入させて中圧飽和蒸気を生成させてガスタービ
ン廃熱回収熱交換器の中温過熱器に導入して蒸気タービ
ンの膨張線上、当該圧力に対応する蒸気温度に相当する
温度まで過熱し、 上記中圧フラッシャ内の熱水を更に低圧のフラッシャに
導入して低圧の飽和蒸気を生成し、 上記高温・高圧の過熱蒸気を発電機駆動用蒸気タービン
に供給するとともに中温・中圧の蒸気および低圧の蒸気
をそれぞれ発電機駆動用蒸気タービンの途中段に混気す
ることを特徴とするガスタービンと組合せたセメント廃
熱回収発電設備。 - 【請求項３】 エアークエンチングクーラを有するセメ
ント焼成プラントにおいて、蒸発器とエコノマイザと給
水加熱器とを有するエアークエンチングクーラ廃熱回収
ボイラと、ガスタービンと、高温過熱器と中温過熱器と
給水加熱器とを有するガスタービン廃熱回収熱交換器
と、中圧フラッシャと、低圧フラッシャと、蒸気タービ
ン駆動発電機とを具備し、 エアークエンチングクーラ廃熱回収ボイラにおいて蒸気
を生成させ、上記ガスタービン廃熱回収熱交換器の高温
過熱器に導入させ、 上記エアークエンチングクーラ廃熱回収ボイラで発生さ
せる蒸気量を越える量の給水をエアークエンチングクー
ラ廃熱回収ボイラのエコノマイザに送ってエアークエン
チングクーラ廃熱回収ボイラに流入する排ガスと熱交換
を行って昇温させ、エアークエンチングクーラ廃熱回収
ボイラで発生する蒸気量を差し引いた残りの量の熱水を
抽出し、 ガスタービン廃熱回収熱交換器の給水加熱器において上
記エアークエンチングクーラ廃熱回収ボイラのエコノマ
イザにおいて加熱され抽出された熱水と同一温度の熱水
を生成させ、 上記エアークエンチングクーラ廃熱回収ボイラにおいて
生成した熱水と上記ガスタービン廃熱回収熱交換器の加
熱器において生成された熱水とを合流させて中圧フラッ
シャに導入させて中圧飽和蒸気を生成させてガスタービ
ン廃熱回収熱交換器の中温過熱器に導入して蒸気タービ
ンの膨張線上、当該圧力に対応する蒸気温度に相当する
温度まで過熱し、 上記中圧フラッシャ内の熱水を更に低圧のフラッシャに
導入して低圧の飽和蒸気を生成し、 上記高温・高圧の過熱蒸気を発電機駆動用蒸気タービン
に供給するとともに中温・中圧の蒸気および低圧の蒸気
をそれぞれ発電機駆動用蒸気タービンの途中段に混気す
ることを特徴とするガスタービンと組合せたセメント廃
熱回収発電設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4170024A JP2564448B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | ガスタービンと組合せたセメント廃熱回収発電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4170024A JP2564448B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | ガスタービンと組合せたセメント廃熱回収発電設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0642703A JPH0642703A (ja) | 1994-02-18 |
| JP2564448B2 true JP2564448B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=15897189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4170024A Expired - Lifetime JP2564448B2 (ja) | 1992-06-05 | 1992-06-05 | ガスタービンと組合せたセメント廃熱回収発電設備 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2564448B2 (ja) |
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-
1992
- 1992-06-05 JP JP4170024A patent/JP2564448B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0642703A (ja) | 1994-02-18 |
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