JP3635676B2 - アドバンスト加圧流動床発電装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、アドバンスト加圧流動床発電装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、通常の発電設備に比べて設備効率の高いアドバンスト加圧流動床発電装置の開発が進められている。
【0003】
上記アドバンスト加圧流動床発電装置は、図2に示すような構成を備えている。
【0004】
即ち、後述するコンプレッサ1からの高温高圧の空気2を利用して石炭3を可燃ガス4とチャー5(炭素分)に分解する石炭部分ガス化炉6を設ける。
【0005】
又、前記コンプレッサ1からの高温高圧の空気2を利用して石炭部分ガス化炉6で発生されたチャー5を酸化させて高温燃焼ガス7を発生させる加圧流動床式チャー燃焼炉8を設ける。
【0006】
更に、空気2を圧縮してその一部を前記石炭部分ガス化炉6や加圧流動床式チャー燃焼炉8へ送る前記コンプレッサ1、及び、石炭部分ガス化炉6や加圧流動床式チャー燃焼炉8で発生された可燃ガス4や高温燃焼ガス7にコンプレッサ1で圧縮された空気2を加えて一緒に燃焼させるトッピング燃焼器9、及び、トッピング燃焼器9で発生された燃焼ガス10によってコンプレッサ1や発電機11を駆動するタービン12から成るガスタービン13を設ける。
【0007】
更に又、タービンを出た排ガス14の熱を利用して蒸気15を発生させる排熱回収ボイラ16を設ける。
【0008】
尚、図中、17は可燃ガス4や高温燃焼ガス7から灰分及びチャーを除去するセラミックフィルタ、18は石炭部分ガス化炉6で発生された可燃ガス4を燃焼させるフレアスタック、19は加圧流動床式チャー燃焼炉8で発生された高温燃焼ガス7を排出させるベントスタック、20〜23はトッピング燃焼器9とベントスタック18やフレアスタック19とを切換える開閉式ダンパ、24はトッピング燃焼器9へ供給される起動用燃料、25は排熱回収ボイラ16で発生された蒸気15によって発電機26を駆動する蒸気タービン、27は蒸気タービン25を出た蒸気15を水に戻す復水器である。
【0009】
そして、アドバンスト加圧流動床発電装置では、起動時に、図示しない電動機などを用いてガスタービン13を駆動すると共に、トッピング燃焼器9に起動用燃料24を供給して起動用燃料24を燃焼させ、燃焼により発生した燃焼ガス10によりタービン12に駆動力を発生させ、コンプレッサ1を回転させて空気2の圧縮を行わせる。
【0010】
すると、コンプレッサ1で圧縮された高温高圧の空気2は、一部が石炭部分ガス化炉6へ送られて、石炭部分ガス化炉6で石炭3の分解に利用され、石炭部分ガス化炉6からは可燃ガス4とチャー5が発生される。
【0011】
こうして発生された可燃ガス4は、セラミックフィルタ17で灰分及びチャーを除去された後、石炭部分ガス化炉6が安定するまでの間はフレアスタック18へ導かれて、フレアスタック18で燃焼され、大気へ放出される。
【0012】
又、石炭部分ガス化炉6で発生されたチャー5は、加圧流動床式チャー燃焼炉8へ送られ、加圧流動床式チャー燃焼炉8でコンプレッサ1からの高温高圧の空気2により酸化されて高温燃焼ガス7が発生される。
【0013】
こうして発生された高温燃焼ガス7は、セラミックフィルタ17で灰分及びチャーを除去され、加圧流動床式チャー燃焼炉8が安定するまでの間はベントスタック19へ導かれて、ベントスタック19から大気へ放出される。
【0014】
一方、タービン12を駆動した後の排ガス14は、排熱回収ボイラ16へ導かれて、排熱回収ボイラ16で蒸気15を発生させるのに利用される。
【0015】
発生された蒸気15は、蒸気タービン25を駆動して発電機26による発電に利用され、復水器27で熱放出し、復水になる。
【0016】
起動から一定時間が経過して、石炭部分ガス化炉6や加圧流動床式チャー燃焼炉8が安定したら、起動用燃料24の供給を停止し、可燃ガス4及び高温燃焼ガス7をトッピング燃焼器9側へ供給して運転を継続する。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のアドバンスト加圧流動床発電装置には、以下のような問題があった。
【0018】
即ち、起動時は、石炭部分ガス化炉6や加圧流動床式チャー燃焼炉8が安定しないため、発生された可燃ガス4及び高温燃焼ガス7をトッピング燃焼器9へ供給すると、ガスタービン13に外乱を生じ、石炭部分ガス化炉6や加圧流動床式チャー燃焼炉8の安定が遅れることとなるので、可燃ガス4をフレアスタック18で単に燃やしたり高温燃焼ガス7をベントスタック19から放出したりすることが考えられているが、アドバンスト加圧流動床発電装置は起動時間が数10時間と長く掛かるので、多量の可燃ガス4が無駄に燃焼され、且つ、多量の高温燃焼ガス7が無駄に放出されてしまうことになる。
【0019】
本発明は、上述の実情に鑑み、起動時に石炭部分ガス化炉や加圧流動床式チャー燃焼炉で発生する可燃ガス及び高温燃焼ガスを有効利用し得るようにしたアドバンスト加圧流動床発電装置を提供することを目的とするものである。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明は、石炭を可燃ガスとチャーに分解する石炭部分ガス化炉と、石炭部分ガス化炉で発生されたチャーから高温燃焼ガスを発生させる加圧流動床式チャー燃焼炉と、石炭部分ガス化炉で発生された可燃ガスや加圧流動床式チャー燃焼炉で発生された高温燃焼ガスを一緒に燃焼させてコンプレッサや発電機を駆動するガスタービンと、ガスタービンを出た排ガスにより蒸気を発生させる排熱回収ボイラとを備え、更に、起動時に石炭部分ガス化炉で発生された可燃ガスや加圧流動床式チャー燃焼炉で発生された高温燃焼ガスを一緒に燃焼させて発生した燃焼ガスを排熱回収ボイラへ送る起動用燃焼器を備えたことを特徴とするアドバンスト加圧流動床発電装置にかかるものである。
【0021】
【作用】
本発明の作用は以下の通りである。
【0022】
石炭部分ガス化炉は、石炭を分解して可燃ガスとチャーを発生させる。
【0023】
加圧流動床式チャー燃焼炉は、石炭部分ガス化炉で発生されたチャーから高温燃焼ガスを発生させる。
【0024】
ガスタービンは、石炭部分ガス化炉で発生された可燃ガス及び加圧流動床式チャー燃焼炉で発生した高温燃焼ガスを一緒に燃焼させてコンプレッサや発電機を駆動し、石炭部分ガス化炉や加圧流動床式チャー燃焼炉に必要な空気を供給すると共に、電気を発生させる。
【0025】
排熱回収ボイラは、ガスタービンを出た排ガスを利用して蒸気を発生させる。
【0026】
そして、起動時には、石炭部分ガス化炉で発生された可燃ガス及び加圧流動床式チャー燃焼炉で発生した高温燃焼ガスを一緒にガスタービンで燃焼させると、ガスタービンに外乱が生じて石炭部分ガス化炉や加圧流動床式チャー燃焼炉が安定しなくなるので、石炭部分ガス化炉で発生した可燃性ガスや加圧流動床式チャー燃焼炉で発生された高温燃焼ガスを一緒に起動用燃焼器へ送り、起動用燃焼器で燃焼させて、発生した燃焼ガスを排熱回収ボイラへ送って蒸気の発生に利用させるようにする。
【0027】
これにより、起動時に石炭部分ガス化炉で発生された可燃性ガスや加圧流動床式チャー燃焼炉で発生された高温燃焼ガスの有効利用を図ることが可能となる。
【0028】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
【0029】
図1は、本発明の一実施例である。
【0030】
後述するコンプレッサ1からの高温高圧の空気2を利用して石炭3を可燃ガス4とチャー5(炭素分)に分解する石炭部分ガス化炉6を設ける。
【0031】
又、前記コンプレッサ1からの高温高圧の空気2を利用して石炭部分ガス化炉6で発生されたチャー5を酸化させて高温燃焼ガス7を発生させる加圧流動床式チャー燃焼炉8を設ける。
【0032】
更に、空気2を圧縮してその一部を前記石炭部分ガス化炉6や加圧流動床式チャー燃焼炉8へ送る前記コンプレッサ1、及び、石炭部分ガス化炉6で発生された可燃ガス4や加圧流動床式チャー燃焼炉8で発生された高温燃焼ガス7にコンプレッサ1で圧縮された空気2を加えて燃焼させるトッピング燃焼器9、及び、トッピング燃焼器9で発生された燃焼ガス10によってコンプレッサ1や発電機11を駆動するタービン12から成るガスタービン13を設ける。
【0033】
更に又、タービンを出た排ガス14の熱を利用して蒸気15を発生させる排熱回収ボイラ16を設ける。
【0034】
尚、図中、17は可燃ガス4や高温燃焼ガス7から灰分及びチャーを除去するセラミックフィルタ、20〜23は開閉式ダンパ、24はトッピング燃焼器9へ供給される起動用燃料、25は排熱回収ボイラ16で発生された蒸気15によって発電機26を駆動する蒸気タービン、27は蒸気タービン25を出た蒸気15の熱を放出し、水に戻す復水器である。
【0035】
そして、本発明では、更に、可燃ガス4を高温燃焼ガス7と一緒に燃焼すると共に、燃焼により発生した燃焼ガス28を排熱回収ボイラ16へ送る起動用燃焼器29を設ける。
【0036】
次に、作動について説明する。
【0037】
アドバンスト加圧流動床発電装置の起動時には、先ず、図示しない電動機などを用いてガスタービン13を駆動すると共に、トッピング燃焼器9に起動用燃料24を供給して起動用燃料24を燃焼させ、燃焼により発生した燃焼ガス10によりタービン12に駆動力を発生させ、コンプレッサ1を回転させて空気2の圧縮を行わせる。
【0038】
すると、コンプレッサ1で圧縮された高温高圧の空気2は、一部が石炭部分ガス化炉6へ送られて、石炭部分ガス化炉6で石炭3の分解に利用され、石炭部分ガス化炉6からは可燃ガス4とチャー5が発生される。
【0039】
こうして発生された可燃ガス4は、セラミックフィルタ17で灰分及びチャーを除去された後、石炭部分ガス化炉6が安定するまでの間、起動用燃焼器29へ導かれて、起動用燃焼器29で燃焼される。
【0040】
又、石炭部分ガス化炉6で発生されたチャー5は、加圧流動床式チャー燃焼炉8へ送られ、加圧流動床式チャー燃焼炉8でコンプレッサ1からの高温高圧の空気2により酸化されて高温燃焼ガス7が発生される。
【0041】
こうして発生された高温燃焼ガス7は、セラミックフィルタ17で灰分及びチャーを除去され、加圧流動床式チャー燃焼炉8が安定するまでの間は起動用燃焼器29へ導かれて、起動用燃焼器29で可燃ガス4と一緒に燃焼される。
【0042】
起動用燃焼器29で可燃ガス4と高温燃焼ガス7の燃焼により発生した燃焼ガス28は、タービン12を駆動した後の排ガス14と共に、排熱回収ボイラ16へ導かれて、排熱回収ボイラ16で蒸気15を発生させるのに利用される。
【0043】
発生された蒸気15は、蒸気タービン25を駆動して発電機26による発電に利用された後、復水器27で再び復水に戻される。
【0044】
起動から一定時間が経過して、石炭部分ガス化炉6や加圧流動床式チャー燃焼炉8が安定したら、起動用燃料24の供給を停止し、可燃ガス4及び高温燃焼ガス7をトッピング燃焼器9側へ供給して運転を継続する。
【0045】
このように、本発明では、起動時に発生する可燃ガス4及び高温燃焼ガス7を起動用燃焼器29へ導いて燃焼させ、発生した燃焼ガス28を利用して排熱回収ボイラ16で蒸気15を発生させるようにしているので、可燃ガス4及び高温燃焼ガス7を有効利用することが可能となる。
【0046】
尚、本発明は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、起動用燃焼器29で発生された燃焼ガス28は排熱回収ボイラ16とは別に設けられた補助排熱回収ボイラ30などへ導くようにしても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアドバンスト加圧流動床発電装置によれば、起動時に石炭部分ガス化炉で発生する可燃ガスや加圧流動床式チャー燃焼炉で発生する高温燃焼ガスを有効利用することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の概略系統図である。
【図2】現在開発中のアドバンスト加圧流動床発電装置の概略系統図である。
【符号の説明】
1 コンプレッサ
3 石炭
7 高温燃焼ガス
5 チャー
6 石炭部分ガス化炉
8 加圧流動床式チャー燃焼炉
11 発電機
13 ガスタービン
14 排ガス
15 蒸気
16 排熱回収ボイラ
28 燃焼ガス
29 起動用燃焼器
30 補助排熱回収ボイラ
Claims (1)
- 石炭を可燃ガスとチャーに分解する石炭部分ガス化炉と、石炭部分ガス化炉で発生されたチャーから高温燃焼ガスを発生させる加圧流動床式チャー燃焼炉と、石炭部分ガス化炉で発生された可燃ガスや加圧流動床式チャー燃焼炉で発生された高温燃焼ガスを一緒に燃焼させてコンプレッサや発電機を駆動するガスタービンと、ガスタービンを出た排ガスにより蒸気を発生させる排熱回収ボイラとを備え、更に、起動時に石炭部分ガス化炉で発生された可燃ガスや加圧流動床式チャー燃焼炉で発生された高温燃焼ガスを一緒に燃焼させて発生した燃焼ガスを排熱回収ボイラへ送る起動用燃焼器を備えたことを特徴とするアドバンスト加圧流動床発電装置。
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JP10102294A JP3635676B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | アドバンスト加圧流動床発電装置 |
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JP10102294A Expired - Fee Related JP3635676B2 (ja) | 1994-05-16 | 1994-05-16 | アドバンスト加圧流動床発電装置 |
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1994
- 1994-05-16 JP JP10102294A patent/JP3635676B2/ja not_active Expired - Fee Related
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