JP3807273B2

JP3807273B2 - 重質油改質装置を備えた発電プラント及びその運用方法

Info

Publication number: JP3807273B2
Application number: JP2001282576A
Authority: JP
Inventors: 浩美小泉; 真一稲毛; 明典林; 成嘉小林; 知彦宮本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-09-18
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2006-08-09
Anticipated expiration: 2021-09-18
Also published as: JP2003090227A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重質油改質装置を備えた発電プラント及びその運用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンからなる火力発電プラントにおいては、主要燃料としてＬＮＧ
（天然ガス），軽油，特Ａ重油，Ａ重油など低質油燃料に比べて高価ではあるもののクリーンな燃料が用いられてきた。これらは、タービンなど金属製の機器を腐食などから保護するためのもので、低質油の代表燃料であるＣ重油には、タービン翼などの高温腐食の原因となるバナジウム，カリウム，ナトリウム，灰分などが上述のクリーンな燃料に比べて多く含まれていることが原因とされている。また、低質燃料であるＣ重油には残留炭素が多く含まれており、燃焼の際に煤塵濃度が増加し環境規制を満足するのが困難になっているのが実情である。したがって、上述の低質燃料を高効率であるガスタービン燃料に適用するのは、困難とされてきた。
【０００３】
しかしながら、最近では、低質油燃料を超臨界状態となる水と混合して反応させ、比較的気体燃料に近い燃料を生成し、含有されている不純物を除去した上でガスタービン燃料として用いる発電プラントが検討されている。これらは、上述の課題を解決しようとするもので、それらの代表的な発電プラントの概念としては、特開平１１−８０７５０号等があげられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
改質燃料は低質油と超臨界水との反応によって生成され、その温度は４００℃以上となる。この温度が低下するにつれて、改質燃料は気液混相状態となる性質を持っている。改質燃料をガスタービン燃料として用いる発電プラントにおいては、改質燃料をガスタービンに供給する際、燃料の配管温度がほぼ常温状態に近いために、燃料供給直後は燃料配管によって改質燃料の温度が低下し、燃料の性質上、気液混相状態となる。この場合、液分（主に水分）はマニホールドの底部に残留し、ガス分がマニホールドの上部から燃焼器数缶に供給されることになり、複数缶ある燃焼器のうち、マニホールドの上部からガス分に近い燃料のみが燃焼器に供給されることになり、ガスタービンでは、改質燃料のガス分が供給される燃焼器と主に水が主成分となる液分が供給される燃焼器が存在し、その結果、排気温度の偏差が大きくなり運転できなくなるなどの問題が生じる。
【０００５】
したがって、外部動力を用いずに、改質燃料をガスタービンに供給した際に発生すると思われる燃料温度の低下による改質燃料の気液分離を抑制し、改質装置を備えた発電プラントを運用することが望まれる。
【０００６】
本発明の目的は、改質燃料の気液分離を抑制し、良好な運転が可能な重質油改質装置を備えた発電プラント及びその運用方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の重質油改質装置を備えた発電プラントは、重質油改質装置より抽出された改質燃料を処理するための燃料処理装置と、ガスタービンと、蒸気タービンを組み合わせ、前記改質燃料をガスタービンに供給して燃焼させ、発生した燃焼ガスでタービンを駆動し発電する発電プラントであって、前記ガスタービンの排熱を利用して得られる蒸気で蒸気タービンを駆動するコンバインドサイクルの蒸気系統から蒸気を抽出し、前記重質油改質装置から前記ガスタービンに前記改質燃料を供給する改質燃料供給系統に該蒸気を供給し、改質燃料配管を予熱したのちに前記改質燃料を供給することを特徴とする。
【０００８】
或いは、本発明の重質油改質装置を備えた発電プラントの運用方法は、重質油改質装置より抽出された改質燃料をガスタービンに供給して燃焼させ、発生した燃焼ガスでタービンを駆動し発電する発電プラントの運用方法であって、前記ガスタービンの排熱を利用して得られる蒸気で蒸気タービンを駆動するコンバインドサイクルの蒸気系統から蒸気を抽出し、前記重質油改質装置から前記ガスタービンに前記改質燃料を供給する改質燃料供給系統に該蒸気を供給し、改質燃料配管を予熱したのちに前記改質燃料を供給することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、低質油である重質油と超臨界状態となる水を混合して可燃性燃料を生成し、そこで得られた燃料をガスタービン用燃料として用いる重質油改質装置を備えた発電プラントに関するもので、特に、改質燃料をガスタービンに供給する際、燃料配管の初期温度によって改質燃料の温度が低下し、改質燃料が気・液混相状態となるのを防止する手段を備えた発電プラントに関するものである。
【００１０】
上記課題を解決するために、まず、第１の実施の形態の特徴とするところは、重質油改質装置より抽出された改質燃料をガスタービンに供給して燃焼させ、発生した燃焼ガスでタービンを駆動し発電する重質油改質装置を備えた発電プラントであって、前記重質油改質装置から該ガスタービンに改質燃料を供給する改質燃料供給系統を加熱する手段を設けることにある。
【００１１】
第２の実施の形態の特徴とするところは、重質油と超臨界状態の水を混合する混合器と、該混合器において混合された燃料中の除去対象物質を脱離させる超臨界水反応器と、脱離した該除去対象物質を燃料中から燃料系統外へ除去することを目的とした捕捉器を有し、これら燃料改質装置とガスタービン若しくはガスタービンと蒸気タービンを組み合わせたコンバインドサイクルと、前記改質燃料を処理するための燃料処理装置とを組み合わせ、前記重質油改質装置より抽出された燃料をガスタービンに供給して燃焼させ、発生した燃焼ガスでタービンを駆動し発電する重質油改質装置を備えた発電プラントにおいて、従来、環境対策のために燃焼器に供給している蒸気噴射系統の一部の蒸気を抽出し、改質燃料をガスタービンに供給する燃料配管を介して燃焼器に供給し、前記燃料配管を予熱したのち、改質燃料をガスタービンに供給するように運用したことにある。
【００１２】
前述のように、低質油と超臨界水を反応させて生成された改質燃料は、燃料の温度が低下することによって、気体と液体に分離する性質を持っており、このような気液混相状態でガスタービンに燃料を供給した場合、前述の課題で述べたような排気温度偏差が大きくなるなどの問題を抱える。そこで、第２の実施の形態の特徴で述べたように、改質燃料の温度とほぼ同等の温度（顕熱）を有する高圧の蒸気系統より一部の蒸気を抽出し、該蒸気により燃料配管を予熱することによって、改質燃料を供給した初期状態においても、予熱によって燃料の配管温度が高いために、前記燃料が気液混相状態に分離することもなくなり、前記課題を解決することが可能となる。
【００１３】
第３の実施の形態の特徴は、前記燃料配管予熱用の蒸気を改質燃料供給後も引き続き供給し、改質燃料と蒸気の混合燃料としてガスタービンに供給したことにある。このように運用することで、改質燃料と蒸気の混合燃料により燃料発熱量を低下させ、改質燃料燃焼時のＮＯｘを低減することが可能となる。
【００１４】
第４の実施の形態の特徴は、前記燃料配管を二重管あるいは配管外周側に蒸気トレース用の配管を設け、該蒸気供給系統に前記予熱用の蒸気を供給して前記改質燃料配管を予熱することにある。このようにすることで、改質燃料を供給する直前に予熱用の蒸気流量を制御することがなくなり、制御が簡略化される利点がある。
【００１５】
第５の実施の形態の特徴は、前記改質燃料配管を予熱する手段として、ヒーターにより配管の温度を昇温し制御することにある。ヒーターにより燃料配管を昇温し、ある一定の温度に保つことで、予熱用の蒸気を用いることなく、改質燃料をガスタービンに供給することが可能となる。
【００１６】
第６の実施の形態の特徴は、前記第２の特徴で述べた発電プラントにおいて、燃料配管予熱用の蒸気を、前記改質燃料の供給圧力調整用制御弁のすぐ下流側で供給したことにある。重質油改質装置を備えた発電プラントでは、ガスタービン，排熱回収ボイラー，蒸気タービン，燃料改質装置以外に燃料処理設備が必要となる。この燃料処理設備は、燃料改質装置を起動から定常状態になるまで発生する、ガスタービン単独で燃焼困難な粗悪燃料を処理するためのものである。燃料圧力制御弁の上流側は、燃料改質装置と燃料処理装置が接続されている系統でもあり、圧力制御弁の上流で前記蒸気を供給しても、該蒸気が燃料処理装置にも供給されるため、非効率的な燃料配管の予熱方法となる。また、粗悪燃料と蒸気の混合燃料がガスタービンに供給されるため、燃焼器においては不安定燃焼を誘発する恐れがある。
【００１７】
したがって、上記のように、圧力制御弁の下流側であって、且つ、できるだけ上流に位置するところから燃料配管を予熱するための該蒸気を供給することによって、少量の蒸気でガスタービン系統の前記改質燃料配管を予熱することが可能となる。
【００１８】
第７の実施の形態の特徴は、ガスタービンに起動用燃料として改質燃料以外の他種燃料供給系統を有し、前記改質燃料の供給系統には前記燃料配管予熱用の蒸気供給系統を設けると同時に、前記高圧の蒸気系統より、燃焼器に蒸気を噴射する蒸気噴射系統を設け、ガスタービンへ改質燃料を供給する前に前記蒸気を改質燃料配管に供給して該燃料配管を予熱するのと同時に、起動用燃料燃焼時あるいは改質燃料燃焼状態において、必要に応じて燃焼器への蒸気噴射も併用しつつ運用することにある。
【００１９】
改質燃料を生成するためには、プラント全体のコスト面（超臨界状態となる圧力２５Ｍｐａ，温度４２５℃のボイラーは高価）を考慮すると、ガスタービンの排熱を利用して発生する蒸気を用いる必要があり、また、燃料配管予熱用の蒸気も、ガスタービンの排気温度が所定の温度以上となっていなければ供給することができない。したがって、ガスタービンでは、改質燃料が供給可能となるまで、改質燃料以外の燃料で運転する必要がある。その際、起動用燃料（たとえば軽油などの液体燃料）の燃焼時には、燃焼の過程で窒素酸化物などの環境汚染物質が発生するため、燃焼器においてその対策を施す必要がある。ここでは、改質燃料を予熱するために燃料配管に蒸気を供給し、その蒸気を燃焼器に噴射するため、前記改質燃料配管を予熱するのと同時に、起動用燃料で運転中に発生する環境汚染物質を低減する効果が得られるが、前記燃料配管を予熱する蒸気系統以外に、燃焼器に蒸気を噴射する系統も備え、その系統より蒸気を噴射することによって、改質燃料運転時も、より一層の環境汚染物質を抑制することが可能となる。また、この蒸気噴射系統は、起動用燃料のみ適用するのではなく、改質燃料供給後も必要に応じて供給することによって、より一層のＮＯｘ低減効果が期待できる。
【００２０】
第８の実施の形態の特徴は、燃焼器に供給する蒸気噴射系統と、前記改質燃料配管を予熱するための蒸気供給系統の総量を制御するため制御弁を設け、前記蒸気噴射量と前記燃料配管を予熱するための蒸気流量は、一定の比率で供給することにある。
【００２１】
燃焼器の蒸気噴射と燃料配管予熱用の蒸気の流量を、一つの制御弁で制御し、蒸気噴射および予熱用蒸気の流量比は、任意の開口比で決定する。このようにすることで、蒸気噴射と予熱用蒸気の流量を制御する制御弁を個々に持つことがなくなるので、コスト面、および流量制御系を簡略化できるなどの利点がある。
【００２２】
第９の実施の形態の特徴は、重質油改質装置より抽出された改質燃料をガスタービンに供給して燃焼させ、発生した燃焼ガスでタービンを駆動し発電する重質油改質装置を備えた発電プラントの運用方法であって、前記改質燃料の供給前に、該重質油改質装置から該ガスタービンに改質燃料を供給する改質燃料供給系統を加熱することにある。
【００２３】
第１０の実施の形態の特徴は、前記ガスタービンには起動用燃料として改質燃料以外の他種燃料供給系統を有し、前記改質燃料の供給系統には前記燃料配管の予熱用の蒸気供給系統を設けると同時に、高圧の蒸気系統より、燃焼器に蒸気を噴射する蒸気噴射系統を設け、該ガスタービンへ改質燃料を供給する前に前記蒸気を改質燃料配管に供給して該燃料配管を予熱するのと同時に、起動用燃料燃焼および改質燃料燃焼状態において、必要に応じて燃焼器への蒸気噴射も併用しつつ運用することにある。
【００２４】
以上述べてきたように、改質燃料供給時の温度低下による気液混相状態での燃料供給を抑制，防止するため、本発明の実施の形態では、蒸気タービンの高圧蒸気系統より蒸気を抽出し、改質燃料を供給する燃料系統に前記蒸気を供給し、燃料配管を予熱することで、上述の課題を解決することが可能となる。
【００２５】
（実施例）
以下、図示した実施例に基づいて本発明を詳細に説明する。まず、図１により説明する。図１は、低質油燃料である重質油燃料２０３と超臨界状態の水２０２を混合する混合器２０１、それらを器内で反応させ、不純物となる硫黄，バナジウムなどを炭化水素燃料から脱離させるための反応器２０４，不純物を捕捉するための捕捉器２０６，捕捉剤洗浄器２１２から成る重質油改質装置２００と、圧縮機２，燃焼器３，タービン４から成るガスタービン１，発電機５，排熱回収ボイラー１０，蒸気タービン１４，発電機１５と、燃料処理装置３００とを組み合わせた発電プラントの主要系統を示したものである。また、ガスタービン燃焼器３には、改質燃料以外の起動用燃料１００を備えており、環境対策となる蒸気噴射系統２２１も備えてある。まず、ガスタービン１の動作について説明する。
【００２６】
始動時、ガスタービンは起動用モータ等の外部動力によって駆動され、燃焼器３において、圧縮機２の吐出空気１０２と、起動用燃料１００を用いて燃焼器３にて着火が行なわれる。その後、燃焼ガス１０３がタービン４に供給され、燃料１００の流量の増加と共にタービン４が昇速、起動用モーターの離脱によりガスタービンは自立運転にはいり、無負荷定格回転数に達する。その後、発電機５の負荷併入、さらには燃焼器３への燃料流量の増加により、タービン４入口のガス温度が上昇し、負荷が上昇する。タービンの排ガス１０４温度は、ガスタービンの負荷上昇とともに上昇し、排ガス１０４は排熱回収ボイラー１０を通過後、最終的には排ガス２３０は大気に放出される。
【００２７】
一方、燃料改質装置２００に必要な水は、ガスタービンの排熱回収ボイラー１０にて一旦昇温され、その後、超臨界状態とするための圧力条件（約２５Mpa)まで、ポンプ３５１により加圧される。さらにガスタービンの負荷上昇によって、排ガス温度が上昇し、排熱回収ボイラー１０内にて熱交換され、超臨界状態の水２０２が生成される。
【００２８】
また、低質油となる燃料２０３は、排熱回収ボイラー１０内で熱交換後、重質油改質装置２００の混合器２０１に供給され、超臨界状態の水２０２と所定の比率に混合される。混合された重質油２０３と超臨界状態の水２０２は反応器204に送られ、反応器２０４内では、超臨界水の加水分解剤作用により、重質油中に含まれる硫黄分やバナジウムなど、ガスタービンの腐食等の原因となる不純物が炭化水素化合物から脱離される。
【００２９】
その後、混合気は、捕捉器２０６に送られ、捕捉器内に充填された捕捉剤７により、不純物が捕捉される。捕捉器６内で不純物が除去された改質燃料２０８は、減圧手段を講じた後、ガスタービン１あるいは、燃料処理装置３００に供給される。ここで、燃料改質装置において、混合器２０１への重質油２０３の供給が遅れたり、あるいは超臨界状態の水２０２の供給が計画よりも多くなった場合は、可燃成分の少ない粗悪な燃料が生成されるため、生成燃料の組成が安定するまで粗悪燃料を燃料処理装置３００に供給し、燃料処理を行う。その後、燃料改質装置が定常状態となり、改質燃料が所定の性状となったのち、ガスタービンに改質燃料が供給可能となる。
【００３０】
一方、ガスタービンにおいては、改質燃料供給時に燃料配管の温度によって改質燃料の温度が低下し気液混相状態となるのを抑制，防止するため、蒸気タービン１４に供給される高圧蒸気系統２２０ａより分岐した蒸気系統２２０より、改質燃料配管２０８ａへ蒸気を供給し、燃料配管２０８ａを予熱する。このような燃料配管２０８ａである重質油改質装置からガスタービンに改質燃料を供給する改質燃料供給系統を加熱する手段を備えているので、改質燃料の気液分離を抑制することが可能となる。また、改質燃料の供給前に、重質油改質装置からガスタービンに改質燃料を供給する改質燃料供給系統を加熱するので、改質燃料の気液分離を抑制し、良好な運転が可能となる。
【００３１】
その後、燃料配管２０８ａの予熱に使われた蒸気は、燃焼器３内に供給され、起動用燃料１００燃焼時の火炎温度低下の作用により、窒素酸化物を低減する効果をもたらす。このような蒸気の利用によって、更に、燃焼時の窒素酸化物を低減するという相乗効果が得られる。
【００３２】
燃料配管２０８ａを蒸気２２０によって予熱した後は、蒸気２２０の供給を停止し、改質燃料２０８ａを供給し、起動用燃料１００から改質燃料２０８ａに燃料切り替え、その後、改質燃料単独燃焼へと運転モードを切り替える。また、燃焼器３に供給できる蒸気噴射系統２２１は、起動用燃料燃焼、あるいは改質燃料燃焼など、各運転モードに対し必要に応じて蒸気噴射を行い、窒素酸化物の発生を抑制する。
【００３３】
次に、図２を用いて、起動用燃料，燃料配管予熱用蒸気，改質燃料等の流量の変化について説明する。図２は、基本的な運転パターンとして、ガスタービンの着火昇速から定格負荷までの負荷に対する各流量の変化を示したものである。
【００３４】
図２−ａ）は、起動用燃料及び改質燃料流量の変化を示したものである。ガスタービンの着火条件となる回転数において、起動用燃料が燃焼器に供給され、燃焼器内で着火が行なわれる。燃焼器着火後、燃料流量の増加とともにガスタービンの回転数が増加し、自立運転後、定格回転数（１００％回転数：記号ｄ）に達する。回転数が整定後、負荷併入および起動用燃料流量の増加によってガスタービンの負荷が上昇する。また、負荷上昇と共にガスタービンの排気温度が上昇し、排熱回収ボイラーにより生成された蒸気の発生量および温度が増加する。
【００３５】
一方、これらのガスタービンの動作とは別に、ガスタービンの排熱を利用し発生した蒸気を利用して、加圧後、再熱交換することによって超臨界水が生成され、燃料改質装置を起動することによって、改質燃料が生成される。改質燃料が生成され、燃料性状が安定したのち、ガスタービンでは、起動用燃料から改質燃料への燃料切替操作（記号ａ〜ｂの間）を開始し、改質燃料単独燃焼へと運転モードを切り替える。さらに、改質燃料の流量を増加させることによって、定格負荷（１００％負荷）まで運転することが可能となる。図中には示していないが、燃料切替操作を開始する前（燃料改質装置起動後）は、ガスタービンで燃焼が困難な粗悪燃料が生成されるため、それらの燃料は燃料処理装置にて処理を行なう。
【００３６】
これらの燃料供給方法に対し、本願の一つの特徴である蒸気の供給方法を示したのが、図２−ｂ）である。図中には、本願の特徴である燃料配管予熱用の蒸気流量と、前記蒸気と併用して運用可能な蒸気噴射の流量、ならびにそれらを合わせた総蒸気量を示してある。ガスタービンの定格回転数に達してから燃料切替操作を開始するまでの間、改質燃料配管に燃料配管予熱用の蒸気を供給し、配管の予熱を行なう。その流量は、負荷の上昇とともに増加し、改質燃料と起動用燃料の燃料切替操作を開始する前の負荷条件（記号ｃ）において、前記蒸気流量を減少させ、燃料切替操作開始時（記号ａ）には流量を遮断して運用する。
【００３７】
一方、燃料配管予熱状態において、蒸気は燃焼器の燃料ノズルを介して燃焼器内に噴射されるため、それによってＮＯｘを低減することが可能であるが、必要に応じて燃焼器の蒸気噴射を供給して運用する。記号ｄ−ｃ間では、その噴射量を予熱配管用の蒸気量よりも少なく、記号ｃよりも高負荷では、蒸気噴射量を増加させて運用する。このようにすることで、起動用燃料の運転，燃料切替，改質燃料運転においても、燃焼器において環境対策を施すことが可能となる。
【００３８】
図３は、超臨界水の流量と燃焼器に供給可能な蒸気供給量の変化を示したものである。燃焼器に供給可能な蒸気量は、蒸気タービンに供給する蒸気量と燃料改質装置に必要な超臨界水の量とリンクする必要があり、燃焼器へ過剰に蒸気を供給するとプラント全体の熱バランスの調和がとれない状態となる。したがって、燃焼器へ供給する噴射蒸気量，予熱配管用の蒸気量ならびに超臨界水の流量は、それぞれ協調して運用する必要がある。
【００３９】
図中の総蒸気量は、燃焼器に供給可能な蒸気噴射量を表しており、それらは、燃料配管予熱用の蒸気量と必要に応じて噴射する蒸気噴射量の総和である。
【００４０】
起動用燃料にてガスタービンが無負荷定格回転数に達したのち、本実施例では、図２で説明したように、燃料配管予熱用の蒸気を供給し、燃料配管の予熱を行なう。また、この状態において、必要に応じ、燃焼器へ蒸気を噴射することが可能である。一方、燃料配管予熱途中において、それらの動作とは別に改質燃料装置を起動する必要があり、それは、燃料切替操作を開始する条件（記号ｃ）よりも低負荷で行ない、改質燃料の性状を安定化させる必要がある。ここでは、条件ｅに相当する低負荷で改質燃料装置を起動するため、超臨界水を燃料改質装置に供給する必要がある。その際、燃焼器に供給されている総蒸気量を、超臨界水の供給量を協調するように運用しなければ、蒸気タービンへの供給蒸気量が減少するため、熱バランスの調和が崩れることになる。したがって、超臨界水の流量の増加に伴ない、総蒸気量を減少させる必要がある。一方、燃料切替操作が完了し、改質燃料専焼運転において燃料改質装置側で反応に必要な超臨界水が少なくて済む場合（ｃase−１⇒case−２）、余剰となる蒸気分を燃焼器に噴射し、更なる低ＮＯｘ燃焼が可能となる。
【００４１】
以上述べてきたように、重質油と超臨界状態の水とを混合し、燃料中に含まれる不純物を除去した上で抽出された燃料を、ガスタービンに供給して発電する重質油改質装置を備えた発電プラントにおいて、蒸気タービンの高圧蒸気系統より蒸気を抽出し、その蒸気を改質燃料装置からガスタービンに供給する燃料配管内に供給し予熱することで、改質燃料の温度低下により気液混相状態燃料に変化するのを抑制でき、ガスタービン運転時の問題点（排気温度偏差大など）を解決できる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によると、改質燃料の気液分離を抑制し、良好な運転が可能な重質油改質装置を備えた発電プラント及びその運用方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例による重質油改質装置を備えた発電プラントの系統図。
【図２】本実施例による重質油改質装置を備えた発電プラントの燃料，蒸気流量制御方法を示した図。
【図３】本実施例による重質油改質装置を備えた発電プラントの超臨界水と燃焼器への蒸気供給量の変化を示した図。
【符号の説明】
１…ガスタービン、２…圧縮機、３…燃焼器、４…タービン、５，１５…発電機、１０…排熱回収ボイラー、１４…蒸気タービン、５１…ガスタービンの燃料圧力制御弁、５２…ガスタービンの燃料流量制御弁、５３…燃料処理装置の流量制御弁、５４…燃料配管予熱用蒸気の流量制御弁、５５…燃焼器蒸気噴射用流量制御弁、６０…バッファータンク、６１…バッファータンク入口遮断弁、６２…バッファータンク出口遮断弁、１００…ガスタービンの起動用燃料、１０３…燃焼ガス、１０４…タービン排ガス、２００…燃料改質装置、２０１…混合器、２０２…超臨界状態の水、２０３…重質油燃料、２０３ｐ…重質油加圧ポンプ、２０４…反応器、２０５…連結管、２０６…捕捉器、２０７…捕捉剤、２０８…改質燃料、２０８ａ…ガスタービン用改質燃料系統、２０８ｂ…燃料処理装置用燃料系統、２１１…使用済捕捉剤、２１２…捕捉剤洗浄器、２１３…不純物等の除去対象物質、２１４…リサイクル捕捉剤、２１５…新規投入用捕捉剤、２２０…改質燃料配管予熱用の蒸気系統、２２１…燃焼器の蒸気噴射系統、２２２…高圧蒸気系統、２３０…排熱回収ボイラー出口の排ガス、２３１…処理燃料炉排ガス、３００…燃料処理装置、３０１…処理燃焼炉への供給空気、３０２…処理燃料炉への供給燃料、３５０…水、３５１…加圧ポンプ、３６０…重質油タンク。

Claims

重質油改質装置より抽出された改質燃料を処理するための燃料処理装置と、ガスタービンと、蒸気タービンを組み合わせ、前記改質燃料をガスタービンに供給して燃焼させ、発生した燃焼ガスでタービンを駆動し発電する発電プラントであって、
前記ガスタービンの排熱を利用して得られる蒸気で蒸気タービンを駆動するコンバインドサイクルの蒸気系統から蒸気を抽出し、
前記重質油改質装置から前記ガスタービンに前記改質燃料を供給する改質燃料供給系統に該蒸気を供給し、改質燃料配管を予熱したのちに前記改質燃料を供給することを特徴とした発電プラント。
重質油と超臨界状態の水を混合する混合器と、該混合器において混合された燃料中の除去対象物質を脱離させる超臨界水反応器と、脱離した該除去対象物質を燃料中から燃料系統外へ除去することを目的とした捕捉器を有し、これら重質油改質装置と、ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせたコンバインドサイクルと、改質燃料を処理するための燃料処理装置とを組み合わせ、前記重質油改質装置より抽出された燃料をガスタービンに供給して燃焼させ、発生した燃焼ガスでタービンを駆動し発電する重質油改質装置を備えた発電プラントにおいて、
前記ガスタービンの排熱を利用して得られる蒸気で蒸気タービンを駆動するコンバインドサイクルの蒸気系統のうち、高圧蒸気系統から蒸気を抽出し、
前記重質油改質装置からガスタービンに改質燃料を供給する改質燃料供給系統に該蒸気を供給し、改質燃料配管を予熱したのちに改質燃料を供給することを特徴とした重質油改質装置を備えた発電プラント。
請求項２に記載の重質油改質装置を備えた発電プラントにおいて、前記改質燃料配管の予熱用の蒸気を改質燃料供給後も引き続き供給し、改質燃料と蒸気の混合燃料としてガスタービンに供給することを特徴とした重質油改質装置を備えた発電プラント。
請求項２に記載の重質油改質装置を備えた発電プラントにおいて、前記改質燃料配管を二重管あるいは配管外周側に蒸気トレース用の配管を設け、該蒸気供給系統に前記予熱用の蒸気を供給して前記改質燃料配管を予熱することを特徴とした重質油改質装置を備えた発電プラント。
請求項２〜請求項４の何れかに記載の重質油改質装置を備えた発電プラントにおいて、
前記改質燃料配管を予熱する手段として、ヒーターにより配管の温度を昇温し制御することを特徴とした重質油改質装置を備えた発電プラント。
請求項２に記載の重質油改質装置を備えた発電プラントにおいて、
前記改質燃料配管を予熱するための蒸気系統は、ガスタービンの改質燃料供給圧力を制御するための圧力制御弁の下流側であって、且つ、改質燃料を各燃焼器に分配するための燃料マニホールドよりも上流側で該蒸気を供給することを特徴とした重質油改質装置を備えた発電プラント。
請求項２〜請求項６の何れかに記載の重質油改質装置を備えた発電プラントにおいて、
前記ガスタービンには起動用燃料として改質燃料以外の他種燃料供給系統を有し、前記改質燃料の供給系統には前記改質燃料配管予熱用の蒸気供給系統を設けると同時に、前記高圧の蒸気系統より、燃焼器に蒸気を噴射する蒸気噴射系統を設けることを特徴とした重質油改質装置を備えた発電プラント。
請求項７に記載の重質油改質装置を備えた発電プラントにおいて、
燃焼器に供給する蒸気噴射系統の蒸気と、前記改質燃料配管を予熱するための蒸気供給系統の蒸気との総量を制御するため制御弁を設け、前記蒸気噴射量と前記改質燃料配管を予熱するための蒸気流量は、一定の比率で供給されることを特徴とした重質油改質装置を備えた発電プラント。
重質油改質装置より抽出された改質燃料をガスタービンに供給して燃焼させ、発生した燃焼ガスでタービンを駆動し発電する発電プラントの運用方法であって、
前記ガスタービンの排熱を利用して得られる蒸気で蒸気タービンを駆動するコンバインドサイクルの蒸気系統から蒸気を抽出し、
前記重質油改質装置から前記ガスタービンに前記改質燃料を供給する改質燃料供給系統に該蒸気を供給し、改質燃料配管を予熱したのちに前記改質燃料を供給することを特徴とした発電プラントの運用方法。
請求項９に記載の重質油改質装置を備えた発電プラントの運用方法において、
前記ガスタービンには起動用燃料として改質燃料以外の他種燃料供給系統を有し、前記改質燃料の供給系統には前記改質燃料配管の予熱用の蒸気供給系統を設けると同時に、高圧の蒸気系統より、燃焼器に蒸気を噴射する蒸気噴射系統を設けることを特徴とした重質油改質装置を備えた発電プラントの運用方法。