JP3209889B2 - Apparatus and method for preventing backflow of exhaust gas in gas turbine system - Google Patents
Apparatus and method for preventing backflow of exhaust gas in gas turbine systemInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、主として発電用に使
用される複数のガスタービンと、その排ガスを熱源とす
る単一の排熱ボイラを有するコージェネレーション（熱
電併給）システム、または、得られた蒸気で蒸気タービ
ンを回して発電するコンバインドサイクルガスタービン
システムに関し、その排ガス逆流防止装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cogeneration system having a plurality of gas turbines mainly used for power generation and a single exhaust heat boiler using the exhaust gas thereof as a heat source. The present invention relates to a combined cycle gas turbine system for generating electric power by rotating a steam turbine with steam, and to an exhaust gas backflow prevention device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】複数のガスタービンとその排ガスを熱源
とする単一の排熱ボイラを有するガスタービンシステム
において、複数のガスタービンから排出される排ガスを
各排ガス通路を介して合流させ単一の排熱ボイラに回収
して、排ガスの排熱の有効利用を図る試みがなされてい
る。2. Description of the Related Art In a gas turbine system having a plurality of gas turbines and a single exhaust heat boiler using the exhaust gas as a heat source, exhaust gases discharged from the plurality of gas turbines are merged via respective exhaust gas passages to form a single exhaust gas boiler. Attempts have been made to recover the waste heat from the exhaust heat boiler to make effective use of the exhaust heat of the exhaust gas.
【０００３】この場合、ガスタービンから排出される排
ガスは一定の静圧（約２５０ｍｍＡｑ）を有しているの
で、例えば１台のガスタービンが休止していると、他の
運転中のガスタービンからの排ガスが逆流して休止中の
ガスタービンの下流側の排ガス通路に背圧となってかか
る。このため、この背圧の影響を受けて休止しているガ
スタービンの円滑な再起動が困難となるので、これを防
止するシステムが必要になってくる。In this case, since the exhaust gas discharged from the gas turbine has a constant static pressure (about 250 mmAq), for example, if one gas turbine is stopped, the other The exhaust gas flows backward and becomes a back pressure on the exhaust gas passage downstream of the gas turbine that is at rest. For this reason, it becomes difficult to smoothly restart the gas turbine which is stopped due to the influence of the back pressure, and a system for preventing this is required.
【０００４】図５に、従来のガスタービンシステムの排
ガス逆流防止装置の一例を示す。この装置は、複数（こ
の例では２つ）のガスタービン２に対して、排熱ボイラ
４が１台設けられており、各ガスタービン２の排ガス通
路６に、三方排気ダンパ１０と抽気ダンパ２０とスライ
ドゲートダンパ１８が設けられている。FIG. 5 shows an example of a conventional exhaust gas backflow prevention device for a gas turbine system. In this device, one exhaust heat boiler 4 is provided for a plurality of (two in this example) gas turbines 2, and a three-way exhaust damper 10 and a bleed damper 20 are provided in an exhaust gas passage 6 of each gas turbine 2. And a slide gate damper 18 are provided.
【０００５】例えば、１号機のガスタービン２が運転中
で、２号機のガスタービン２が休止しているとする。２
号機のスライドゲートダンパ１８は、図示しない油圧シ
リンダを同じく図示しない手動スイッチで駆動させ、遮
断ゲート５６を下方向に移動して閉状態にし、１号機の
排ガス通路６から排出される排ガスが２号機側に流れな
いように遮断する。一方、２号機の三方排気ダンパ１０
は、１号機からの排ガスによって、２号機の排ガス通路
６が正圧であっても、２号機が円滑に再起動できるよう
に、図示のとおり、排熱ボイラ４側を遮断ゲート４６に
より閉状態にし、バイパスダクト１１側を開状態にして
排ガスをバイパスダクト１１より屋外に放出する。For example, it is assumed that the first gas turbine 2 is operating and the second gas turbine 2 is at rest. 2
The slide gate damper 18 of the No. 1 unit is driven by a hydraulic switch (not shown) by a manual switch, also not shown, so that the shut-off gate 56 is moved downward to be closed, and the exhaust gas discharged from the exhaust gas passage 6 of the No. 1 unit is the No. 2 unit. Shut off to the side. On the other hand, the three-way exhaust damper 10 of Unit 2
As shown in the figure, the exhaust heat boiler 4 side is closed by the shut-off gate 46 so that the Unit 2 can be restarted smoothly even if the exhaust gas passage 6 of the Unit 2 is positive pressure by the exhaust gas from the Unit 1. Then, the exhaust gas is discharged from the bypass duct 11 to the outside by opening the bypass duct 11 side.
【０００６】このとき、三方排気ダンパ１０とスライド
ゲートダンパ１８による遮断だけでは、完全なシールが
できない為その各遮断ゲート４６，５６の隙間から排ガ
スが廻り込んで、休止しているガスタービン２の背圧と
なってしまう場合がある。このため、その廻り込んだ排
ガスを排出するために、この間に抽気ダンパ２０と抽気
ダクト２１を設け、抽気ダンパ２０を図示しない手動ス
イッチで開けて、抽気ダクト２１から屋外に放出するよ
うにしている。At this time, the exhaust gas flows through the gaps between the shut-off gates 46 and 56 because the complete sealing cannot be performed only by the shut-off by the three-way exhaust damper 10 and the slide gate damper 18. Back pressure may occur. For this reason, in order to discharge the exhaust gas that has passed around, the bleed damper 20 and the bleed duct 21 are provided between them, and the bleed damper 20 is opened by a manual switch (not shown) so as to be discharged from the bleed duct 21 to the outside. .
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来シス
テムにおいては、排ガスの逆流防止を行うための構成機
器が多くなるため、構造が複雑化するという問題があっ
た。また、バイパスダクト１１に加えて抽気ダクト２１
からも排ガスを大気に放出することになるので、消音の
ために、バイパスダクト１１のサイレンサーに加えて抽
気ダクト２１のサイレンサーも必要になることから、設
置スペースが大きくなるという問題があった。However, in the above-mentioned conventional system, there is a problem that the structure is complicated because the number of components for preventing the backflow of the exhaust gas is increased. In addition to the bypass duct 11, the bleed duct 21
Since the exhaust gas is also discharged to the atmosphere, the silencer of the extraction duct 21 is required in addition to the silencer of the bypass duct 11 for noise reduction, so that there is a problem that the installation space becomes large.
【０００８】また、抽気ダンパ２０およびスライドゲー
トダンパ１８を自動的に駆動させようとすると、構造的
に複雑になり、また、コスト上からも困難であるという
問題があった。In addition, when the extraction air damper 20 and the slide gate damper 18 are automatically driven, there is a problem that the structure becomes complicated and it is difficult to reduce the cost.
【０００９】さらに、抽気ダンパ２０においては、抽気
ダクト２１の通気力によって、排ガスを放出していたの
で、停止中のガスタービン２の背圧が０以下とはなら
ず、排ガスの漏れ防止の信頼性が低いという問題もあっ
た。Further, in the bleed damper 20, since the exhaust gas is discharged by the ventilation force of the bleed duct 21, the back pressure of the stopped gas turbine 2 does not become 0 or less, and the reliability of the exhaust gas leakage prevention is reduced. There was also a problem that the property was low.
【００１０】この発明は上記の問題点を解決して、信頼
性を向上させ小型化しつつ自動化が可能なガスタービン
システムの排ガス逆流防止装置を提供することを目的と
している。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide an apparatus for preventing exhaust gas backflow of a gas turbine system, which can be improved in reliability and miniaturized while being automated.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の請求項１または請求項６の発明は、複数
のガスタービンと、排ガスを熱源とする単一の排熱ボイ
ラと、前記複数のガスタービンからの排ガスを合流させ
て排熱ボイラへ導入する排ガス通路と、各排ガス通路に
接続されて排ガスを外部に排出するバイパス通路と、前
記ガスタービンからの排ガスを排熱ボイラへ導入する運
転位置とバイパス通路へ導入するバイパス位置とに選択
的に設定される切替ダンパと、前記排ガス通路における
切替ダンパの下流側に設けられて排ガス通路を開閉する
シールダンパとを備え、一部のガスタービンのみを運転
するとき、休止したガスタービン側の閉止された切替ダ
ンパとシールダンパの間から排ガス通路内に排ガスの圧
力より高い圧力の空気を導入することにより、排ガス通
路の合流部から排ガス通路を逆流した排ガスが前記閉止
されたシールダンパから切替ダンパ側へ漏出するのを防
止するようにしている。In order to achieve the above object, according to the first or sixth aspect of the present invention, a plurality of gas turbines, a single exhaust heat boiler using exhaust gas as a heat source, An exhaust gas passage for merging exhaust gases from the plurality of gas turbines and introducing the exhaust gas to the exhaust heat boiler; a bypass passage connected to each exhaust gas path to exhaust the exhaust gas to the outside; and an exhaust gas from the gas turbine to the exhaust heat boiler. A switching damper selectively set to an operation position to be introduced and a bypass position to be introduced into the bypass passage; and a seal damper provided on the exhaust gas passage downstream of the switching damper and opening and closing the exhaust gas passage, and When only the gas turbine is operated, the pressure higher than the pressure of the exhaust gas flows into the exhaust gas passage from between the closed switching damper and the seal damper on the gas turbine The introduction of air, so that the exhaust gas flowing back to the exhaust gas channel from the merging portion of the exhaust gas passage is prevented from leaking from the closed to seal the damper to the switching damper side.
【００１２】請求項２の発明は、請求項１において、前
記空気シール装置は、選択的に運転される複数の送風機
と、導入される空気の圧力が設定値以下になったとき、
休止していた送風機を自動追起動させる送風機自動切替
手段とを有している。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the air sealing device includes a plurality of selectively operated blowers, and when the pressure of the introduced air becomes lower than a set value.
And automatic blower switching means for automatically starting the blower which has been stopped.
【００１３】請求項３の発明は、請求項２において、送
風機からの空気を各ガスタービンの排ガス通路に導入す
る個別空気通路に、開閉弁と、この開閉弁の上流側に位
置する逆止弁とが設けられ、前記個別空気通路同士が逆
止弁と開閉弁との間で連通路により連通している。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, an on-off valve is provided in an individual air passage for introducing air from the blower into an exhaust gas passage of each gas turbine, and a check valve located upstream of the on-off valve. And the individual air passages communicate with each other by a communication passage between the check valve and the on-off valve.
【００１４】請求項４の発明は、請求項１において、前
記シールダンパは、排ガス通路の一部を形成するダクト
部を有し、このダクト部に、排ガス通路に空気を導入す
る空気導入口が形成されている。According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect, the seal damper has a duct portion forming a part of an exhaust gas passage, and an air inlet for introducing air into the exhaust gas passage is provided in the duct portion. Is formed.
【００１５】請求項５の発明は、請求項１において、各
ガスタービンの運転に連動して切替ダンパおよびシール
ダンパを駆動する駆動手段を備えている。According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect, a driving means for driving the switching damper and the seal damper in conjunction with the operation of each gas turbine is provided.
【００１６】[0016]
【作用および効果】この請求項１または請求項６の発明
によれば、一部のガスタービンのみを運転するとき、休
止したガスタービン側の閉止された切替ダンパとシール
ダンパの間から排ガス通路内に排ガスの圧力より高い圧
力の空気を導入することにより、排ガス通路の合流部か
ら排ガス通路を逆流した排ガスが閉止されたシールダン
パから切替ダンパ側へ漏出するのを防止する。従って、
確実なシールができ、切替ダンパとシールダンパの間で
排ガスを放出しないため、抽気ダンパ及び抽気ダクトと
そのサイレンサーが不要となる。これにより、信頼性を
向上させ小型化が可能なガスタービンシステムの排ガス
逆流防止装置または排ガス逆流防止方法を提供すること
ができる。According to the first or sixth aspect of the present invention, when only a part of the gas turbine is operated, the space between the closed switching damper and the seal damper on the side of the stopped gas turbine is set in the exhaust gas passage. By introducing air having a pressure higher than the pressure of the exhaust gas into the exhaust gas passage, it is possible to prevent the exhaust gas flowing backward through the exhaust gas passage from the junction of the exhaust gas passage from leaking from the closed seal damper to the switching damper side. Therefore,
Since reliable sealing can be performed and exhaust gas is not discharged between the switching damper and the seal damper, the bleed damper, the bleed duct and its silencer are not required. Thus, it is possible to provide an exhaust gas backflow prevention device or an exhaust gas backflow prevention method for a gas turbine system that can improve reliability and reduce the size.
【００１７】請求項２の発明によれば、空気シール装置
は、選択的に運転される複数の送風機と、導入される空
気の圧力が設定値以下になったとき、休止していた送風
機を自動追起動させる送風機自動切替手段を有してい
る。従って、運転中の送風機の故障などがあっても安定
した排ガス逆流防止が可能となる。According to the second aspect of the present invention, the air sealing device automatically switches the plurality of blowers selectively operated and the blower which has been stopped when the pressure of the introduced air becomes equal to or lower than the set value. It has a blower automatic switching means to be additionally activated. Therefore, even if there is a failure of the blower during operation, it is possible to prevent the exhaust gas backflow stably.
【００１８】請求項３の発明によれば、送風機からの空
気を各ガスタービンの排ガス通路に導入する個別空気通
路に、開閉弁と、この開閉弁の上流側に位置する逆止弁
とが設けられ、前記個別空気通路同士が逆止弁と開閉弁
との間で連通路により連通している。従って、送風機の
切替運転を行う空気通路が簡略化される。According to the third aspect of the present invention, the on-off valve and the check valve located upstream of the on-off valve are provided in the individual air passage for introducing air from the blower into the exhaust gas passage of each gas turbine. The individual air passages communicate with each other by a communication passage between the check valve and the on-off valve. Therefore, the air passage for performing the switching operation of the blower is simplified.
【００１９】請求項４の発明によれば、シールダンパ
は、排ガス通路の一部を形成するダクト部を有し、この
ダクト部に、排ガス通路に空気を導入する空気導入口が
形成されている。従って、シールダンパと空気導入口が
１つのユニットとして構成されるので、部品点数が減少
し、構造が簡略化され設置スペースも小さくなる。According to the fourth aspect of the present invention, the seal damper has a duct portion forming a part of the exhaust gas passage, and the duct portion has an air inlet for introducing air into the exhaust gas passage. . Therefore, since the seal damper and the air inlet are configured as one unit, the number of parts is reduced, the structure is simplified, and the installation space is reduced.
【００２０】請求項５の発明によれば、各ガスタービン
の運転に連動して切替ダンパおよびシールダンパを駆動
する駆動手段を備えている。従って、排ガス逆流防止の
自動化が可能になる。According to the fifth aspect of the present invention, there is provided driving means for driving the switching damper and the seal damper in conjunction with the operation of each gas turbine. Therefore, it is possible to automate the prevention of exhaust gas backflow.
【００２１】[0021]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１に、この発明の一実施例に係るガスタービ
ンシステムの排ガス逆流防止装置の平面図を示す。この
ガスタービンシステムは、複数（この例では２つ）のガ
スタービン２を燃焼ガスの圧力により駆動し、例えば発
電機３のロータを回転させて発電電力を得る。その一
方、各ガスタービン２から排出される排ガスを排ガス通
路６により合流させて排ガスを熱源とする単一の排熱ボ
イラ４に送り、図２の側面図に示すように、給水された
水を、排気ダクト１５に挿入されたエコノマイザ１４に
よって予熱したのち、廃熱ボイラ４で蒸気化し、この蒸
気をプロセス蒸気として、または、別に設けた発電用の
蒸気タービンに送って廃熱の有効利用を図る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a plan view of an exhaust gas backflow prevention device for a gas turbine system according to one embodiment of the present invention. In this gas turbine system, a plurality of (two in this example) gas turbines 2 are driven by the pressure of the combustion gas, and for example, a rotor of a generator 3 is rotated to obtain generated power. On the other hand, the exhaust gas discharged from each gas turbine 2 is combined by the exhaust gas passage 6 and sent to a single exhaust heat boiler 4 using the exhaust gas as a heat source, and as shown in the side view of FIG. After being preheated by the economizer 14 inserted into the exhaust duct 15, it is vaporized by the waste heat boiler 4, and this steam is sent as process steam or to a separately provided steam turbine for power generation to effectively use waste heat. .
【００２２】このシステムの排ガス逆流防止装置は、図
１に示すように、各排ガス通路６に接続されて排ガスを
外部に排出するバイパスダクト（バイパス通路）１１
と、ガスタービン２からの排ガスを排熱ボイラ４へ導入
する運転位置Ｐ１と、バイパスダクト１１へ導入するバ
イパス位置Ｐ２とに選択的に設定される三方排気ダンパ
のような切替ダンパ１０を備えている。As shown in FIG. 1, the exhaust gas backflow prevention device of this system is connected to each of the exhaust gas passages 6 to discharge exhaust gas to the outside.
And a switching damper 10 such as a three-way exhaust damper that is selectively set at an operation position P1 for introducing exhaust gas from the gas turbine 2 to the exhaust heat boiler 4 and a bypass position P2 for introducing the exhaust gas to the bypass duct 11. I have.
【００２３】ここで、この装置は、さらに、排ガス通路
６における三方排気ダンパ１０の下流側に配置されて排
ガス通路６を開閉するシールダンパ１２と、一部のガス
タービン２のみを運転するとき、休止したガスタービン
２側の閉止された三方排気ダンパ１０とシールダンパ１
２の間に空気を導入することにより、排ガス通路６の合
流部から排ガス通路６を逆流した排ガスが、閉止された
シールダンパ１２から三方排気ダンパ１０側へ漏出する
のを防止する空気シール装置１６とを備えている。Here, the apparatus further includes a seal damper 12 disposed downstream of the three-way exhaust damper 10 in the exhaust gas passage 6 to open and close the exhaust gas passage 6 and a part of the gas turbine 2 when only the gas turbine 2 is operated. The closed three-way exhaust damper 10 and the seal damper 1 on the gas turbine 2 side at rest
The air seal device 16 prevents the exhaust gas flowing backward through the exhaust gas passage 6 from the junction of the exhaust gas passage 6 from leaking from the closed seal damper 12 to the three-way exhaust damper 10 by introducing air between the two. And
【００２４】この空気シール装置１６（例えば１６Ａ，
１６Ｂの２台）は、空気を発生するモータ駆動の２台の
送風機（ブロワ）３０を備え、各ブロワ３０と対応する
シールダンパ１２とが個別空気通路３５で接続されてい
る。第１および第２の個別空気通路３５Ａ，３５Ｂのそ
れぞれに、空気の逆流を阻止する逆止弁３２、空気の流
入のＯＮ，ＯＦＦ切り替えを行うシールエア切替弁３
４、および逆止弁３８とシールエア切替弁３４間に設け
られた圧力スイッチ３６が設置されている。通常、運転
しているガスタービン２のシールダンパ１２に接続され
た個別空気通路３５のシールエア切替弁３４は閉になっ
ており、休止している方のシールエア切替弁３４は開に
なっている。なお、これら個別空気通路３５Ａ，３５Ｂ
は、逆止弁３２とシールエア切替弁３４との間で連通路
４０により互いに連通している。The air sealing device 16 (for example, 16A,
16B) includes two motor-driven blowers (blowers) 30 that generate air, and each blower 30 and the corresponding seal damper 12 are connected by an individual air passage 35. A check valve 32 for preventing backflow of air, a seal air switching valve 3 for switching ON / OFF of air inflow into each of the first and second individual air passages 35A and 35B.
4, and a pressure switch 36 provided between the check valve 38 and the seal air switching valve 34 are provided. Normally, the seal air switching valve 34 of the individual air passage 35 connected to the seal damper 12 of the operating gas turbine 2 is closed, and the inactive seal air switching valve 34 is open. The individual air passages 35A, 35B
Are communicated with each other by a communication passage 40 between the check valve 32 and the seal air switching valve 34.
【００２５】また、コントローラ２４は、このシステム
全体を制御するとともに、エアー回路３５の圧力スイッ
チ３６の圧力が何らかの原因で設定値以下になったと
き、この圧力信号Ｓ３を検知しこの圧力信号Ｓ３に基づ
いて、休止していた送風機を自動追起動させて空気の供
給を維持する送風機切替手段２６を有する。ただし、運
転していた送風機のサーマルトリップ時には、この送風
機を停止させ、休止させていた送風機を自動起動させ
る。The controller 24 controls the entire system and detects the pressure signal S3 when the pressure of the pressure switch 36 of the air circuit 35 falls below a set value for some reason. The air conditioner further includes a blower switching unit 26 that automatically starts the suspended blower to maintain the air supply. However, at the time of a thermal trip of the blower that was operating, the blower is stopped and the blower that has been stopped is automatically started.
【００２６】以下、各装置の構成を詳しく説明する。ま
ず、図３（Ａ）に三方排気ダンパ１０の平面図を、
（Ｂ）にその側面図を示す。図３（Ｂ）の三方排気ダン
パ１０は、排ガス通路６の一部を形成するダクト部４２
と、排気ダンパ遮断ゲート４６を選択的に駆動する駆動
手段４４とを備えている。Hereinafter, the configuration of each device will be described in detail. First, a plan view of the three-way exhaust damper 10 is shown in FIG.
(B) shows a side view thereof. The three-way exhaust damper 10 shown in FIG. 3B has a duct 42 that forms a part of the exhaust gas passage 6.
And a driving means 44 for selectively driving the exhaust damper cutoff gate 46.
【００２７】駆動手段４４は、排気ダンパ本体４２のバ
イパスダクト１１側の一端に、排気ダンパ遮断ゲート４
６を固定した支持軸４８が回転自在に配置されている。
排気ダンパ本体４２上の他端に取り付けたフレーム４３
にモートルシリンダ５０が回転自在に支持されており、
このモートルシリンダ５０に駆動モータＭ1 が連結され
ている。また、このモートルシリンダ５０にアーム５２
が結合されており、アーム５２の先端部と支持軸４８と
が固定されている。The driving means 44 is provided at one end of the exhaust damper main body 42 on the side of the bypass duct 11,
A support shaft 48 to which the fixing member 6 is fixed is rotatably arranged.
Frame 43 attached to the other end on exhaust damper body 42
The motor cylinder 50 is supported rotatably,
A drive motor M1 is connected to the motor cylinder 50. The motor cylinder 50 has an arm 52.
Are connected, and the tip of the arm 52 and the support shaft 48 are fixed.
【００２８】駆動モータＭ1 が駆動してモートルシリン
ダ５０が回転するとアーム５２がＡ，Ｂ方向に回動す
る。アーム５２がＡ方向に移動すると支持軸４８が左廻
りに回転し、運転位置Ｐ１のときバイパスダクト１１側
が閉状態になり排熱ボイラ４側が開状態になる。この運
転状態のとき、ガスタービン２からの排ガスを排熱ボイ
ラ４へ導入する。逆に、Ｂ方向に回動すると支持軸４８
が右廻りに回転し、バイパス位置Ｐ２のとき排熱ボイラ
４側が閉状態になりバイパスダクト１１側が開状態にな
る。When the drive motor M1 is driven to rotate the motor cylinder 50, the arm 52 rotates in the A and B directions. When the arm 52 moves in the direction A, the support shaft 48 rotates counterclockwise, and at the operating position P1, the bypass duct 11 side is closed and the exhaust heat boiler 4 side is open. In this operation state, the exhaust gas from the gas turbine 2 is introduced into the exhaust heat boiler 4. Conversely, when the support shaft 48 rotates in the direction B,
Rotates clockwise, and at the bypass position P2, the exhaust heat boiler 4 side is closed and the bypass duct 11 side is opened.
【００２９】この三方排気ダンパ１０をバイパス位置Ｐ
２にするのは、通常、排熱ボイラ４の故障時、排熱ボイ
ラ４への給水圧力低下時などにより排熱ボイラ４が停止
した時であるが、今回のように休止していたガスタービ
ン２の再起動時に排ガス通路６の背圧に打ち勝つために
も必要となる。なお、バイパスダクト１１の先端には、
サイレンサ１３（図２参照）が取り付けられており、消
音効果を奏している。The three-way exhaust damper 10 is moved to the bypass position P
Normally, when the exhaust heat boiler 4 is stopped due to a failure of the exhaust heat boiler 4 or a decrease in the pressure of water supplied to the exhaust heat boiler 4, the gas turbine which has been stopped as in this case is used. It is also necessary to overcome the back pressure of the exhaust gas passage 6 at the time of restarting the engine 2. At the tip of the bypass duct 11,
The silencer 13 (see FIG. 2) is attached, and has a silencing effect.
【００３０】図４に、シールダンパ１２の側面図を示
す。このシールダンパ１２は、個別空気通路回路３５か
ら空気が流入する空気流入口１２ａと、排ガス通路６の
中途に接続されるダクト部６２と、シールダンパ遮断ゲ
ート６６を駆動する駆動手段６４が設けられている。FIG. 4 shows a side view of the seal damper 12. The seal damper 12 is provided with an air inlet 12 a through which air flows from the individual air passage circuit 35, a duct portion 62 connected in the middle of the exhaust gas passage 6, and a driving means 64 for driving a seal damper shutoff gate 66. ing.
【００３１】駆動手段６４は、ダクト部６２の排熱ボイ
ラ４側の一端に、シールダンパ遮断ゲート６６を固定し
た支持軸６８が回転自在に配置されている。ダクト部６
２の下方に設けられたフレーム７３にモートルシリンダ
７０が回転自在に支持されており、このモートルシリン
ダ７０に駆動モータＭ2 が連結されている。また、この
モートルシリンダ７０にアーム７２が結合されており、
アーム７２の先端部と支持軸６８とが固定されている。In the driving means 64, a support shaft 68 to which a seal damper cutoff gate 66 is fixed is rotatably disposed at one end of the duct portion 62 on the side of the exhaust heat boiler 4. Duct 6
A motor cylinder 70 is rotatably supported by a frame 73 provided below the motor 2, and a drive motor M2 is connected to the motor cylinder 70. An arm 72 is connected to the motor cylinder 70,
The tip of the arm 72 and the support shaft 68 are fixed.
【００３２】駆動モータＭ2 が駆動してモートルシリン
ダ７０が回転するとアーム７２がＣ，Ｄ方向に回動す
る。アーム７２がＣ方向に回動すると支持軸６８が左廻
りに回転し、運転位置Ｐ３のとき排熱ボイラ４側が開状
態になる。この運転状態のとき、ガスタービン２からの
排ガスを排熱ボイラ４へ導入する。逆に、Ｄ方向に回動
すると支持軸４８が右廻りに回転し、エアーシール位置
Ｐ４のとき排熱ボイラ４側が閉状態になる。When the drive motor M2 is driven to rotate the motor cylinder 70, the arm 72 rotates in the C and D directions. When the arm 72 rotates in the direction C, the support shaft 68 rotates counterclockwise, and the exhaust heat boiler 4 is in the open state at the operating position P3. In this operation state, the exhaust gas from the gas turbine 2 is introduced into the exhaust heat boiler 4. Conversely, when the support shaft 48 rotates in the direction D, the support shaft 48 rotates clockwise, and the exhaust heat boiler 4 side is closed at the air seal position P4.
【００３３】次に、このシステムの排ガス逆流防止装置
の動作を説明する。図１において、例えばガスタービン
２の１号機が運転中で２号機が休止している場合、コン
トローラ２４からの制御信号ａにより、１号機の三方排
気ダンパ１０は、バイパスダクト１１側が閉状態で、排
熱ボイラ４側が開状態の運転位置Ｐ１に切り替えられる
（図３（Ａ）参照）。また、１号機のシールダンパ１２
には、第１の個別空気通路３５Ａのブロワ３０が休止お
よびシールエア切替弁３４が閉で空気が流入せず、コン
トローラ２４からの制御信号ｂにより、シールダンパ１
２のシールエア遮断ゲート６６が排熱ボイラ４側が開状
態の運転位置Ｐ３（図４参照）に切り替えられている。
従って、１号機の排ガスは排ガス通路６を通って排熱ボ
イラ４に送られる。そして、図２に示すように、排熱ボ
イラ４に給水される水は、排気ダクト１５に挿入された
エコノマイザ１４によって予熱されたのち、この排熱ボ
イラ４で蒸気化され、その蒸気はプロセス蒸気として、
または、別に設けた発電用の蒸気タービンに送られる。Next, the operation of the exhaust gas backflow prevention device of this system will be described. In FIG. 1, for example, when the first unit of the gas turbine 2 is operating and the second unit is at rest, the three-way exhaust damper 10 of the first unit is closed by the control signal a from the controller 24 with the bypass duct 11 side closed. The exhaust heat boiler 4 is switched to the open operating position P1 (see FIG. 3A). In addition, the seal damper 12 of the first machine
The blower 30 of the first individual air passage 35A is stopped and the seal air switching valve 34 is closed so that air does not flow in and the seal damper 1 is controlled by the control signal b from the controller 24.
The second seal air cutoff gate 66 is switched to the operating position P3 (see FIG. 4) in which the exhaust heat boiler 4 side is open.
Accordingly, the exhaust gas of the first unit is sent to the exhaust heat boiler 4 through the exhaust gas passage 6. Then, as shown in FIG. 2, water supplied to the exhaust heat boiler 4 is preheated by an economizer 14 inserted into an exhaust duct 15, and is then vaporized by the exhaust heat boiler 4, and the steam is converted into process steam. As
Alternatively, it is sent to a separately provided steam turbine for power generation.
【００３４】このとき、図１の休止しているガスタービ
ン２の２号機に背圧がかからないように、２号機の三方
排気ダンパ１０はコントローラ２４の制御信号ａによ
り、排熱ボイラ４側が閉状態で、バイパスダクト１１側
が開状態のバイパス位置Ｐ２に切り替えられる（図３
（Ａ）参照）。これとともに、２号機のシールダンパ１
２はコントローラ２４の制御信号ｂにより、排熱ボイラ
４側が閉状態のエアーシール位置Ｐ４に切り替えられる
（図４参照）。At this time, the three-way exhaust damper 10 of the second gas turbine is closed by the control signal a of the controller 24 so that the exhaust heat boiler 4 is closed so that no back pressure is applied to the second gas turbine 2 of the gas turbine 2 shown in FIG. 3 is switched to the bypass position P2 in which the bypass duct 11 side is open (FIG. 3).
(A)). Along with this, Seal Damper 1 of Unit 2
2 is switched to the air seal position P4 in which the exhaust heat boiler 4 side is closed by the control signal b of the controller 24 (see FIG. 4).
【００３５】そして、両ゲート４６，６６の隙間からの
運転しているガスタービンからの排ガスの廻り込みを遮
断させるために、コントローラ２４は、三方排気ダンパ
１０の駆動モータＭ1 に取り付けた図示しない位置セン
サから、排気ダンパ遮断ゲート４６がバイパス位置Ｐ２
にあることを示す位置信号Ｓ１を受け、かつ、シールダ
ンパ１２の駆動モータＭ2 に取り付けた同じく図示しな
い位置センサから、シールダンパ１２のシールダンパ遮
断ゲート６６がエアーシール位置Ｐ４にあることを示す
位置信号Ｓ２を受けると、シールダンパ１２に対して、
第２の個別空気通路３５Ｂのブロワ３０を運転させ、か
つシールエア切替弁３４を開にして空気を流入させる。
これにより、ブロワ３０からの空気が２号機のシールダ
ンパ１２に流入してダクト部６２内で充満することによ
りエアーシールして、この排ガス通路６の合流部の排ガ
スが２号機のガスタービン２へ廻り込んで流入すること
が阻止される。In order to shut off the exhaust gas from the operating gas turbine through the gap between the gates 46 and 66, the controller 24 is mounted on the drive motor M1 of the three-way exhaust damper 10 at a position (not shown). From the sensor, the exhaust damper cutoff gate 46 is set to the bypass position P2.
Is received from a position sensor (not shown) attached to the drive motor M2 of the seal damper 12 to indicate that the seal damper shut-off gate 66 of the seal damper 12 is at the air seal position P4. Upon receiving the signal S2, the seal damper 12
The blower 30 in the second individual air passage 35B is operated, and the seal air switching valve 34 is opened to allow air to flow.
As a result, the air from the blower 30 flows into the seal damper 12 of the second unit and fills the inside of the duct portion 62 to be air-sealed, and the exhaust gas at the junction of the exhaust gas passage 6 is supplied to the gas turbine 2 of the second unit. It is prevented from flowing around and flowing in.
【００３６】ところで、何らかの原因で、第２の個別空
気通路３５Ｂまたはブロワ３０に故障が生じて圧力スイ
ッチ３６の圧力が設定値以下になった場合には、コント
ローラ２４は、圧力信号Ｓ３に基づいてコントローラ２
４の送風機切替手段２６により、第１の個別空気通路３
５Ａのブロワ３０を追起動させ、連通路４０を介して両
方のシールダンパ１２への空気の供給が継続される。た
だし、２号機のブロワ３０のサーマルトリップ時には、
１号機のブロワ３０を起動させ、２号機のブロワ３０を
休止させる。この連通路４０を設けたことによりブロワ
３０の切替運転を行う空気通路が簡略化されるととも
に、ブロワ３０の故障があっても安定したエアー供給が
可能になる。If, for some reason, the second individual air passage 35B or the blower 30 fails and the pressure of the pressure switch 36 becomes lower than the set value, the controller 24 operates based on the pressure signal S3. Controller 2
4, the first individual air passage 3
The 5A blower 30 is additionally activated, and the supply of air to both seal dampers 12 via the communication passage 40 is continued. However, during the thermal trip of the blower 30 of Unit 2,
The blower 30 of the first machine is activated, and the blower 30 of the second machine is stopped. The provision of the communication passage 40 simplifies the air passage for performing the switching operation of the blower 30, and enables stable air supply even if the blower 30 fails.
【図１】この発明の一実施例に係るガスタービンシステ
ムの排ガス逆流防止装置を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an exhaust gas backflow prevention device of a gas turbine system according to one embodiment of the present invention.
【図２】上記のガスタービンシステムの排ガス逆流防止
装置を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing an exhaust gas backflow prevention device of the gas turbine system.
【図３】三方排気ダンパを示す平面図および側面図であ
る。FIG. 3 is a plan view and a side view showing a three-way exhaust damper.
【図４】シールダンパを示す側面図である。FIG. 4 is a side view showing a seal damper.
【図５】従来のガスタービンシステムの排ガス逆流防止
装置を示す平面図である。FIG. 5 is a plan view showing a conventional exhaust gas backflow prevention device for a gas turbine system.
２…ガスタービン、４…排熱ボイラ、６…排ガス通路、
１０…切替ダンパ（三方排気ダンパ）、１１…バイパス
通路、１２…シールダンパ、１６（１６Ａ，１６Ｂ）…
空気シール装置。2 gas turbine 4 exhaust heat boiler 6 exhaust gas passage
10 switching damper (three-way exhaust damper), 11 bypass passage, 12 seal damper, 16 (16A, 16B)
Air sealing device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−210030（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−18633（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−18235（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−86554（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02C 6/18 F02C 7/00 F01K 23/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-210030 (JP, A) JP-A-6-18633 (JP, U) JP-A 60-18235 (JP, U) JP-A 61-186 86554 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02C 6/18 F02C 7/00 F01K 23/10
Claims (6)
排熱ボイラへ導入する排ガス通路と、 各排ガス通路に接続されて排ガスを外部に排出するバイ
パス通路と、 前記ガスタービンからの排ガスを排熱ボイラへ導入する
運転位置とバイパス通路へ導入するバイパス位置とに選
択的に設定される切替ダンパと、 前記排ガス通路における切替ダンパの下流側に設けられ
て排ガス通路を開閉するシールダンパと、 一部のガスタービンのみを運転するとき、休止したガス
タービン側の閉止された切替ダンパとシールダンパの間
から排ガス通路内に排ガスの圧力より高い圧力の空気を
導入することにより、排ガス通路の合流部から排ガス通
路を逆流した排ガスが前記閉止されたシールダンパから
切替ダンパ側へ漏出するのを防止する空気シール装置と
を備えたガスタービンシステムの排ガス逆流防止装置。1. A plurality of gas turbines, a single exhaust heat boiler using exhaust gas as a heat source, an exhaust gas passage that combines exhaust gases from the plurality of gas turbines and introduces the exhaust gas into the exhaust heat boiler, and each exhaust gas passage. A switching damper selectively connected to an operation position for introducing exhaust gas from the gas turbine to the exhaust heat boiler and a bypass position for introducing the exhaust gas from the gas turbine to the bypass passage; A seal damper that is provided downstream of the switching damper in the exhaust gas passage and opens and closes the exhaust gas passage, and when only a part of the gas turbine is operated, the exhaust gas flows from between the closed switching damper and the seal damper on the gas turbine that has been stopped. By introducing air at a pressure higher than the pressure of the exhaust gas into the passage, the exhaust gas flowing backward through the exhaust gas passage from the junction of the exhaust gas passage is closed. An exhaust gas backflow prevention device for a gas turbine system, comprising: an air seal device that prevents leakage from a stopped seal damper to a switching damper side.
機と、導入される空気の圧力が設定値以下になったと
き、休止していた送風機を自動追起動させる送風機自動
切替手段とを有しているガスタービンシステムの排ガス
逆流防止装置。2. The air seal device according to claim 1, wherein the air sealing device automatically adds the plurality of blowers selectively operated and the blower that has been stopped when the pressure of the introduced air becomes equal to or lower than a set value. An exhaust gas backflow prevention device for a gas turbine system, comprising: a blower automatic switching means for starting.
する個別空気通路に、開閉弁と、この開閉弁の上流側に
位置する逆止弁とが設けられ、前記個別空気通路同士が
逆止弁と開閉弁との間で連通路により連通しているガス
タービンシステムの排ガス逆流防止装置。3. An on-off valve and a check valve located upstream of the on-off valve in an individual air passage for introducing air from a blower into an exhaust gas passage of each gas turbine according to claim 2, An exhaust gas backflow prevention device for a gas turbine system, wherein the individual air passages communicate with each other via a communication passage between a check valve and an on-off valve.
ト部を有し、このダクト部に、排ガス通路に空気を導入
する空気導入口が形成されているガスタービンシステム
の排ガス逆流防止装置。4. The gas according to claim 1, wherein the seal damper has a duct portion forming a part of an exhaust gas passage, and an air inlet for introducing air into the exhaust gas passage is formed in the duct portion. Exhaust gas backflow prevention device for turbine system.
ルダンパを駆動する駆動手段を備えているガスタービン
システムの排ガス逆流防止装置。5. The exhaust gas backflow prevention device for a gas turbine system according to claim 1, further comprising driving means for driving the switching damper and the seal damper in conjunction with the operation of each gas turbine.
排熱ボイラへ導入する排ガス通路と、 各排ガス通路に接続されて排ガスを外部に排出するバイ
パス通路と、 前記ガスタービンからの排ガスを排熱ボイラへ導入する
運転位置とバイパス通路へ導入するバイパス位置とに選
択的に設定される切替ダンパと、 前記排ガス通路における切替ダンパの下流側に設けられ
て排ガス通路を開閉するシールダンパとを設け、 一部のガスタービンのみを運転するとき、休止したガス
タービン側の切替ダンパおよびシールダンパを閉止し、
これら両ダンパの間から通路内に排ガスの圧力より高い
圧力の空気を導入することにより、排ガス通路の合流部
から排ガス通路を逆流した排ガスが前記閉止されたシー
ルダンパから切替ダンパ側へ漏出するのを防止するガス
タービンシステムの排ガス逆流防止方法。6. A plurality of gas turbines, a single exhaust heat boiler using exhaust gas as a heat source, an exhaust gas passage for combining exhaust gases from the plurality of gas turbines and introducing the exhaust gas into the exhaust heat boiler, and each exhaust gas passage. A switching damper selectively connected to an operation position for introducing exhaust gas from the gas turbine to the exhaust heat boiler and a bypass position for introducing the exhaust gas from the gas turbine to the bypass passage; A seal damper that is provided downstream of the switching damper in the exhaust gas passage and opens and closes the exhaust gas passage, and when only a part of the gas turbine is operated, the switching damper and the seal damper on the gas turbine that has been stopped are closed;
By introducing air at a pressure higher than the pressure of the exhaust gas into the passage from between these two dampers, the exhaust gas flowing back through the exhaust gas passage from the junction of the exhaust gas passage leaks from the closed seal damper to the switching damper side. A method for preventing exhaust gas backflow of a gas turbine system that prevents gas.
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