JP5119676B2 - High humidity gas turbine - Google Patents
High humidity gas turbine Download PDFInfo
- Publication number
- JP5119676B2 JP5119676B2 JP2007032839A JP2007032839A JP5119676B2 JP 5119676 B2 JP5119676 B2 JP 5119676B2 JP 2007032839 A JP2007032839 A JP 2007032839A JP 2007032839 A JP2007032839 A JP 2007032839A JP 5119676 B2 JP5119676 B2 JP 5119676B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compressor
- air
- gas turbine
- turbine
- bleed
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Description
本発明は、ガスタービンに供給される空気を加湿および再熱して、高湿分の燃焼ガスによりタービンを駆動することで、出力と効率向上を図る高湿分利用ガスタービンに関する。 The present invention relates to a high-humidity gas turbine that improves output and efficiency by humidifying and reheating air supplied to a gas turbine and driving the turbine with a high-humidity combustion gas.
ガスタービンに供給される空気を加湿および再熱して、高湿分の燃焼ガスによりタービンを駆動する高湿分ガスタービンの運転制御に関する技術に関し、燃焼用空気温度が変動した場合でも、安定かつ高速にプラントを起動可能にするために、タービン起動時の回転数に基づいて、燃焼器に供給する燃料流量を制御する技術が特許文献1に記載されている。
The present invention relates to a technology related to operation control of a high-humidity gas turbine that humidifies and reheats the air supplied to the gas turbine to drive the turbine with high-humidity combustion gas, and is stable and high-speed even when the combustion air temperature fluctuates.
高湿分利用ガスタービンは、シンプルサイクルガスタービンと比べ、圧縮機の吸込み流量が小さい。また、高湿分利用ガスタービンは、起動時には圧縮機吸気への加湿を行わない。そのため、高湿分利用ガスタービンは起動のために要する動力が大きい。つまり、高湿分利用ガスタービンの駆動モータは、シンプルサイクルガスタービンを駆動する駆動モータに比べて大容量となり、設置スペースの拡大と、コストが増加する可能性がある。また、駆動モータが小容量であると、起動時に燃焼器への供給される空気流量が低減し、ガスタービンの排気温度が上昇するという問題もある。 The high-humidity-use gas turbine has a smaller suction flow rate of the compressor than the simple cycle gas turbine. In addition, the high-humidity-use gas turbine does not humidify the compressor intake air when starting up. Therefore, the high-humidity utilization gas turbine requires a large amount of power for startup. That is, the drive motor of the high-humidity gas turbine has a larger capacity than the drive motor that drives the simple cycle gas turbine, which may increase the installation space and cost. Further, if the drive motor has a small capacity, there is a problem that the flow rate of air supplied to the combustor at the time of start-up is reduced and the exhaust temperature of the gas turbine is increased.
特許文献1には、高湿分利用ガスタービンの運転制御と制御装置について開示されているが、高湿分利用ガスタービンの圧縮機とタービンの流量バランスに起因したガスタービン圧縮機の起動に関しては記載されていない。
本発明の目的は、圧縮機吸気空気に湿分を加える吸気加湿器を備えたガスタービンにおいて、圧縮機駆動のために要する動力を削減することにある。 An object of the present invention is to reduce power required for driving a compressor in a gas turbine including an intake air humidifier that adds moisture to compressor intake air.
上記課題を解決するため、本発明は、空気を圧縮する圧縮機と、該圧縮機で圧縮された圧縮空気と燃料とを混合燃焼させる燃焼器と、該燃焼器で生成された燃焼ガスで駆動するタービンと、前記圧縮機の吸気空気に湿分を加える吸気加湿器とを備えたガスタービンにおいて、前記圧縮機は抽気口を有し、起動時に回転数に応じて前記抽気口からの空気の抽気量を抑制可能な抽気空気量抑制手段を設け、前記抽気空気量抑制手段は、前記圧縮機の中段または後段側静翼に設けられた翼の角度を可変にできる可変機構であることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is driven by a compressor that compresses air, a combustor that mixes and burns compressed air and fuel compressed by the compressor, and combustion gas generated by the combustor. In the gas turbine comprising a turbine that performs the above operation and an intake air humidifier that adds moisture to the intake air of the compressor, the compressor has an extraction port, and the air from the extraction port is activated according to the number of rotations at the time of startup. A bleed air amount restraining means capable of restraining the bleed air amount is provided , and the bleed air amount restraining means is a variable mechanism that can vary the angle of the blade provided in the middle stage or the rear stage stationary blade of the compressor. And
本発明によれば、圧縮機吸気空気に湿分を加える吸気加湿器を備えたガスタービンにおいて、圧縮機駆動のために必要な動力を削減できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in a gas turbine provided with the intake air humidifier which adds moisture to compressor intake air, the motive power required for a compressor drive can be reduced.
(比較例)
比較例として、従来の高湿分利用ガスタービンを図10を用いて説明する。図10は比較例である高湿分利用ガスタービンの概略図を示す。
(Comparative example)
As a comparative example, a conventional high humidity gas turbine will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a schematic view of a high-humidity gas turbine as a comparative example.
始めに、高湿分利用サイクル内で圧縮機に吸込まれた大気が湿分空気となり、最終的に外部に排ガスとして放出されるまでの動作を説明する。圧縮機吸気に湿分を加える吸気加湿器である混合器12では吸気空気41に水61が噴霧され、湿分空気42が生成される。混合器12で生成された湿分空気42は圧縮機1で圧縮される。圧縮機1で生成された圧縮空気はガスパス出口で一度、全流量が抽気される。圧縮機出口から抽気された高圧空気43は冷却器10に供給され、水回収装置9からの回収水と加湿装置11からの回収水63とで冷却される。冷却器10で冷却された高圧空気44は、冷却器10で加熱された水64と、給水加熱器7で加熱された水66とを用いて加湿装置11で加湿される。加湿装置11で加湿された湿分空気45は再生熱交換器6に供給され、タービン3からの排ガス48で過熱される。そして、再生熱交換器6で生成された湿分空気46は燃焼器2に供給される。燃焼器2に供給された湿分空気46は、燃焼器2で燃料31と混合燃焼する。そして、生成された燃焼ガス47はタービン3に流入し、タービン3を回転駆動させる。タービン3から排出された排ガス48は、再生熱交換器6で熱回収された後、排ガス52として給水加熱器7に供給される。給水加熱器7で水65と熱交換した排ガス52は、排ガス53として排ガス再加熱器8に供給される。排ガス再加熱器8にて排ガス50と熱交換した排ガス53は、排ガス49として水回収装置9に供給される。水回収装置9にて、排ガス49は冷却水62で冷却され、排ガス49中の湿分は凝縮し、水として回収される。水回収装置9から排出された排ガス50は、排ガス再加熱器8にて排ガス53と熱交換することにより、排ガス51として系外に排出される。この排ガス51は、排ガス再過熱器8で加熱されることにより、白煙の発生可能性が抑えられている。なお、圧縮機1とタービン3とは中間軸により連結されている。また、タービン3により発生した軸動力を電力に変換する発電機4も圧縮機1の回転軸に連結されている。
First, the operation until the atmosphere sucked into the compressor in the high-humidity utilization cycle becomes moisture air and is finally discharged to the outside as exhaust gas will be described. In the
次に、図10を用いて、水の循環系統について説明する。排ガス49を冷却し水分を回収する水回収装置9に水を供給するために、本比較例の高湿分利用ガスタービンシステムは水を系統内に補給する水タンク13を備える。水タンク13から供給される水は冷却器14に供給され、冷却される。水回収装置9は、この冷却された冷却水62で排ガス再加熱器8から排出された排ガス49を冷却し湿分を凝縮させて水分を回収する。また、水回収装置9から排出された水は再び冷却器14に供給されるとともに、ガスタービン側に供給するために水を前処理する水処理装置15にも供給される。水処理装置15により処理された水61は、吸気空気41に水61を噴霧し湿分空気42を生成する混合器12に供給される、一方、水処理装置15により処理された水63は、高圧空気43を冷却する冷却器10にも供給される。冷却器10に供給された水63は冷却器10で加熱され、加熱された水64が加湿装置11に供給される。水64は、加湿装置11にて、冷却器10から供給された高圧空気44を加湿するために利用される。使用後の水は再び冷却器10に供給されるとともに、給水加熱器7にも供給される。給水加熱器7では、排ガス52を熱源とし加湿装置11から排出された給水循環系の水65を加熱して加熱水66を生成する。この加熱水66は加湿装置11に供給される。このように加湿装置11には、冷却器
10からだけではなく給水加熱器7からも加熱された水が加湿装置11に供給されている。
Next, a water circulation system will be described with reference to FIG. In order to supply water to the water recovery device 9 that cools the
高湿分利用ガスタービンは定格運転時、混合器12にて圧縮機吸気が加湿され、さらに圧縮機1出口から抽気された高圧空気43にも加湿装置11にて湿分が追加されるので、追加された湿分だけ空気流量が増加する。通常のシンプルサイクルガスタービンにおけるタービンと圧縮機の流量バランスは、タービンの作動流量を100%とした場合、圧縮機の作動空気流量は98%、燃焼器で供給される燃料流量は2%となる。しかし、高湿分を利用したガスタービンでは、圧縮機から全量抽気された高圧空気43に湿分が加えられることで、空気流量が約20%増加する。従って、高湿分利用ガスタービンでは、この空気流量の増加を考慮し、圧縮機の吸込み流量をシンプルサイクルガスタービンに対して約
78%にする必要がある。
When the high-humidity gas turbine is rated for operation, the compressor intake air is humidified by the
高湿分利用ガスタービンの起動時には、シンプルサイクルガスタービンと同様、圧縮機の安定起動のために、圧縮機における旋回失速やサージング現象を回避する必要がある。ここで、サージングとは、圧力比を上げていくと、ある圧力比において急に強い音響を伴う圧力と流れの激しい脈動と機械の振動を引き起こし運転が不安定になる現象である。 When starting up the high-humidity gas turbine, it is necessary to avoid a rotating stall and a surging phenomenon in the compressor in order to start up the compressor stably, as in the simple cycle gas turbine. Here, surging is a phenomenon in which when the pressure ratio is increased, the operation becomes unstable due to pressure with a strong sound suddenly at a certain pressure ratio, intense pulsation of the flow and vibration of the machine.
高湿分利用ガスタービンの起動時において、圧縮機の吸入空気に湿分を加えると、圧縮機の後段側の翼負荷が増加して、サージマージンが低下する恐れがある。また、圧縮機から抽気される抽気空気を、加湿装置により加湿すると、タービン流量が多くなり、タービンと連結された圧縮機の作動圧力比が上昇し、サージマージンが減少する。そのため、高湿分利用ガスタービンの起動時には、圧縮機吸気に湿分を追加しないことが望ましい。 When moisture is added to the intake air of the compressor at the time of starting the high-humidity gas turbine, the blade load on the rear stage side of the compressor may increase and the surge margin may be reduced. Further, when the extracted air extracted from the compressor is humidified by the humidifier, the turbine flow rate increases, the operating pressure ratio of the compressor connected to the turbine increases, and the surge margin decreases. Therefore, it is desirable not to add moisture to the compressor intake when the high humidity gas turbine is started.
高湿分利用ガスタービンでは、タービンと圧縮機の流量比率は、定格運転時の圧縮機吸気への加湿を考慮して設定されている。そのため、圧縮機吸気に加湿しない起動時には、流量バランスは保持されない。すなわち、ガスタービン起動時の湿分を追加しない場合、タービンへの作動流量がシンプルサイクルガスタービンに比べて小流量であるため、圧縮機の駆動動力が相対的に減少する。 In the high humidity gas turbine, the flow rate ratio between the turbine and the compressor is set in consideration of humidification of the compressor intake air during rated operation. Therefore, the flow rate balance is not maintained at the start-up time when the compressor intake air is not humidified. That is, when moisture at the time of starting the gas turbine is not added, the operating flow rate to the turbine is smaller than that of the simple cycle gas turbine, so that the driving power of the compressor is relatively reduced.
この駆動動力の相対的減少を補うための方策の一つとして、圧縮機の駆動モータを大容量化にすることが考えられる。しかし駆動モータを大容量化すると、ガスタービンの設置スペースが拡大し、コストも増加する。ガスタービンの本体部分は、箱型のエンクロージャ内に収納されているため、既存のガスタービンを高湿分利用サイクルへ転用する場合、駆動モータが大容量化することで、既存のエンクロージャ内に設置することが不可能となる恐れがある。 One way to compensate for this relative reduction in drive power is to increase the capacity of the compressor drive motor. However, when the capacity of the drive motor is increased, the installation space for the gas turbine is increased and the cost is also increased. Since the main part of the gas turbine is housed in a box-type enclosure, when the existing gas turbine is diverted to a high-humidity utilization cycle, the drive motor has a large capacity and is installed in the existing enclosure. There is a risk that it will be impossible.
また、駆動モータの容量が不足している状態でガスタービンを駆動すると、軸流圧縮機の後段側で流れがチョークし、燃焼器への空気流量が低減し、タービンの排気温度が高温となる可能性がある。この排気温度が、設定している排気温度制御ラインを超えた場合、ガスタービンがトリップし、安定な起動を確保できなくなる。 In addition, when the gas turbine is driven in a state where the capacity of the drive motor is insufficient, the flow choke on the rear stage side of the axial compressor, the air flow rate to the combustor is reduced, and the exhaust temperature of the turbine becomes high. there is a possibility. When this exhaust temperature exceeds the set exhaust temperature control line, the gas turbine trips and stable startup cannot be ensured.
以下、図1,図2を用いて本発明の実施例1である高湿分利用ガスタービンの圧縮機の構造について説明する。図1は、実施例1である高湿分利用ガスタービンの軸流圧縮機1における主流流路の断面図を示す。なお、図1では中間部の静翼と動翼とは省略し、静翼と動翼とを省略した圧縮機流路を点線で表記する。図2は、図1のA−A断面図を示す。なお図2では、簡単のため翼の断面図は省略した。圧縮機1は、タービン3と同じ回転軸で回転する圧縮機ロータと、その回転する圧縮機ロータに植設された動翼71と、動翼
71の前後間に位置し外側のケーシング73に固定された静翼72とで構成される。圧縮機主流流体である空気42が通過する圧縮機1の流路は圧縮機ロータ74の外周面である内面81とケーシング73の内周面である外面82とで形成される。また、ケーシング
73には、抽気スリット91,抽気口92が設けられ、周方向に複数の抽気配管93(図2では4本である)が配置されている。圧縮機の前段側の静翼72には、起動時の旋回失速防止とサージマージンを確保するために、翼の角度を可変にできる可変機構101を備える。
Hereinafter, the structure of the compressor of the high-humidity utilization gas turbine that is
本実施例の特徴は、圧縮機の中間段もしくは後段側の静翼に、前段側の静翼72の可変機構101とは別の、可変機構102を備えたことである。図1では可変機構102は1段の静翼にしか設けられていないが、可変機構102は複数段の静翼に設けても構わない。
The feature of this embodiment is that a
図3を用いて、ガスタービン起動時の動作について説明する。図3(a)は本実施例の高湿分利用ガスタービンの簡略化した系統図を示す。図3(b)は、圧縮機の回転数に対する可変静翼の開度を示す。図3(c)は、圧縮機の回転数に対する抽気弁開度を示す。圧縮機1を安定に起動するために、圧縮機の前段側の可変機構101を備えた静翼72および、抽気口92および抽気配管93がスケジューリングされる。可変の静翼72は、ガスタービンの回転数によって制御され、起動時からある回転数までは、角度は開度最小の状態とし、圧縮機前段側の翼列のマッチングを向上させる。そして、回転数の増加に伴い、開度を徐々に開き、定格回転数で最大となるように、スケジュールされている。また、抽気も回転数により制御され、起動時からある回転数までは抽気弁を開度最大とし、ある回転数以降は開度最小とし、開度最小での抽気空気は、タービンの翼冷却に利用される。抽気弁の開度最大の場合、抽気された圧縮空気の一部は、タービンの翼冷却系統に導入され、その他は、タービンの排気ダクトを介して、大気へ放出される。
The operation at the time of starting the gas turbine will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a simplified system diagram of the high-humidity utilization gas turbine of this embodiment. FIG.3 (b) shows the opening degree of the variable stationary blade with respect to the rotation speed of a compressor. FIG. 3C shows the bleed valve opening relative to the rotational speed of the compressor. In order to start the
圧縮機の中間段もしくは後段側の静翼に可変機構102を有しない圧縮機を用いた高湿分利用ガスタービンでは、起動時における抽気の空気流量は、圧縮機吸込み流量の約20〜25%と大きい。従って、高湿分利用ガスタービンの起動時は、この抽気流量を低減させることで、燃焼器2へ供給される空気量を増やし、タービンを駆動する作動流体流量を増加させ、圧縮機の駆動モータ402容量を出来る限り小さくする必要がある。
In a high-humidity gas turbine using a compressor that does not have the
圧縮機起動時における抽気の目的には、圧縮機前段側における翼列のストール抑制と、圧縮機後段側の翼列のチョーク抑制がある。圧縮機の前段側の静翼72が可変機構101を具備することにより、翼列のチョーク抑制が可能になる。本実施例の高湿分利用ガスタービンでは、圧縮機の中間段もしくは後段側の静翼に可変機構102を備えることで、圧縮機中段もしくは後段側の翼列のチョーク抑制が可能となり、抽気流量を低減することができる。これにより、燃焼器2へ供給される圧縮空気の流量を増やすことができるため、タービンの作動流体流量を増加させ、圧縮機の駆動モータ402容量を低減することができる。また、圧縮機翼列のマッチングを最適にすることが可能となるので、部分回転数での圧縮機の効率向上と安定起動の信頼性も向上できる。
The purpose of extraction at the time of starting the compressor is to suppress stall of the blade row on the front side of the compressor and to suppress choke of the blade row on the rear side of the compressor. Since the
本実施例のガスタービンのように、圧縮機の途中段から抽気して直接大気に排出される空気の流量を削減可能な空気排出量抑制手段を備えることで、燃焼器へ供給可能な空気量やタービンの作動流体流量を増やすことができ、起動時に必要な圧縮機駆動力を削減できる。本実施例のガスタービンの空気排出量抑制手段は、前段側静翼に設けられた可変機構101と、中間段もしくは後段側静翼に設けられた可変機構102である。
Like the gas turbine of the present embodiment, the amount of air that can be supplied to the combustor by including air discharge amount suppression means that can reduce the flow rate of air extracted from the middle stage of the compressor and discharged directly to the atmosphere. And the working fluid flow rate of the turbine can be increased, and the compressor driving force required at startup can be reduced. The air discharge amount suppression means of the gas turbine of the present embodiment is a
なお、本実施例で圧縮機前段側翼とは、圧縮機起動時に適切に空気を抽気しない場合の問題点として、特にストールが懸念される位置に設置された翼を意味する。同様に、圧縮機後段側翼とは、特にチョークが懸念される位置に設置された翼を意味する。また、圧縮機中間段翼とは、前段側翼と後段側翼との間に設置された圧縮機翼を意味する。 In the present embodiment, the compressor front-side blade means a blade installed at a position where there is a concern about stalling as a problem when air is not appropriately extracted when the compressor is started. Similarly, the compressor rear-stage wing means a wing installed at a position where choking is a concern. The compressor middle stage blade means a compressor blade installed between the front stage side blade and the rear stage side blade.
本発明の実施例2である高湿分利用ガスタービンを、図4,図5,図6を用いて説明する。なお、図1−図3と重複する機器については、番号を同一とし、詳細な説明は省略する。図4は、実施例2である高湿分利用ガスタービンの軸流圧縮機1における主流流路の断面図を示す。なお、図4では中間部の静翼と動翼とは省略し、静翼と動翼とを省略した圧縮機流路を点線で表記する。図5は、図4のA−A断面図を示す。なお図4では、簡単のため翼の断面図は省略した。図6は、実施例2である高湿分利用ガスタービンの簡略化した系統図を示す。
A high-humidity utilization gas turbine that is
本実施例の高湿分利用ガスタービンは、実施例1と同様、圧縮機中段または後段に可変機構102を設けた静翼を単数または複数備えている。さらに、可変機構102を設けたことによる圧縮機起動時の抽気量削減効果を利用し、タービンの排気ダクトを介して大気へ放出される抽気系統を省略した。すなわち、圧縮機から抽気され、ケーシング73の周方向に配置された複数の抽気配管94を通過する空気の全量をタービンの翼冷却に用いるよう構成している。翼冷却用の空気は、可変機構102を有しない圧縮機の起動時に大気へ放出される空気に比べて極少量であるため、抽気部へ設けられた配管の径をはるかに小さくすることが可能である。
As in the first embodiment, the high-humidity gas turbine according to the present embodiment includes one or a plurality of stationary blades provided with the
本実施例の高湿分ガスタービンは、実施例1と同様、抽気流量の低減により、圧縮機駆動モータの大容量化を抑制することができる。その上、抽気配管の径をはるかに小さくできるので、組立時や点検時における作業性を向上することが出来る。大幅なコスト低減も見込める。また本実施例のガスタービンでは、起動時に抽気された空気の全量がタービン翼の冷却に有効利用されているため、起動時に排気ダクトを介して大気に放出する空気がなく、効率の高い運転が可能である。 The high-humidity gas turbine of the present embodiment can suppress an increase in the capacity of the compressor drive motor by reducing the extraction flow rate as in the first embodiment. In addition, since the diameter of the bleed pipe can be made much smaller, workability at the time of assembly and inspection can be improved. Significant cost reduction can be expected. Further, in the gas turbine of this embodiment, since the entire amount of air extracted at the time of start-up is effectively used for cooling the turbine blades, there is no air to be released to the atmosphere through the exhaust duct at the time of start-up, and high-efficiency operation is achieved. Is possible.
本発明の実施例3である高湿分利用ガスタービンを、図7を用いて説明する。図1と重複する機器については、番号を同一とし、詳細な説明は省略する。図7は、実施例3である高湿分利用ガスタービンの軸流圧縮機1における主流流路の断面図を示す。なお、図7では中間部の静翼と動翼とは省略し、静翼と動翼とを省略した圧縮機流路を点線で表記する。
A high humidity gas turbine that is
本実施例の高湿分利用ガスタービンは、実施例1と同様、圧縮機中段または後段に可変機構102を設けた静翼を単数または複数備えている。さらに、可変機構102を設けたことによる圧縮機起動時の抽気量削減効果を利用し、抽気系統を省略した。すなわち、圧縮機1に流入した空気の全量が燃焼器2に流入するよう構成している。
As in the first embodiment, the high-humidity gas turbine according to the present embodiment includes one or a plurality of stationary blades provided with the
本実施例のガスタービンは、起動時に圧縮機1からの空気を抽気しないため、圧縮機吸気空気の全量を燃焼用空気として利用できる。そのため、圧縮機1の駆動に用いる駆動モータ容量を低減できる。また、抽気配管が不要なため、コストを低減できる。組立時や、点検時における作業性も向上できる。さらに、通常の圧縮機ケーシングは、抽気口の加工のため、抽気口部で分割され、この分割部分がボルトで締結されている。本実施例のように抽気口を設けない圧縮機を用いれば、定格運転時の圧縮機ケーシングの温度変化による、抽気口部のケーシングの接触面からの空気漏れをなくすことができ、圧縮機の効率を向上できる。そして、ケーシング構造を単純化することができるので、コスト低減も可能である。また、高湿分利用ガスタービンの定格運転時には、圧縮機の吸気に水噴霧するが、圧縮機の側壁付近では、水分が蒸発されずに、ドレインとなって蓄積する恐れがある。このドレインの蓄積は、構造が複雑な抽気部で特に起こりやすく、抽気配管を含む抽気部はドレインの蓄積による影響で腐食する可能性がある。本実施例のガスタービンの圧縮機には、ドレインが蓄積し易い抽気部が存在しないため、ドレインの蓄積による腐食を抑制することができ、ガスタービンの信頼性を向上できる。
Since the gas turbine of the present embodiment does not extract air from the
なお、本実施例のガスタービンではタービン翼の冷却に圧縮機抽気空気を用いない。タービン翼の冷却用空気としては、例えば、加湿装置11で加湿された後の湿分空気45などが利用可能である。 In the gas turbine of this embodiment, compressor bleed air is not used for cooling the turbine blades. As the cooling air for the turbine blade, for example, the humid air 45 after being humidified by the humidifier 11 can be used.
本発明の実施例4である高湿分利用ガスタービンを、図8を用いて説明する。図8は、実施例4である高湿分利用ガスタービンの系統図を示す。なお、図10と重複する機器については、番号を同一とし、詳細な説明は省略する。本実施例のガスタービンの特徴は、圧縮機1から抽気された抽気空気を昇圧する別置圧縮機201を有する点である。この別置圧縮機201はモータ202で駆動される。
A high humidity gas turbine that is
高湿分利用ガスタービンの起動時には、圧縮機で抽気した抽気空気をタービンの作動流体として利用することが望ましい。そのため、圧縮機から抽気した抽気空気301をモータ202で駆動される別置圧縮機201へ導入する。抽気空気301は、圧縮機1で圧縮され加湿装置11で加湿,再生熱交換器6で熱交換した加湿空気46の圧力よりも高圧になるように、別置圧縮機201で昇圧される。昇圧された圧縮空気302は、燃焼器2へ供給され、加湿空気46と同様に、燃料31と混合され、燃焼空気として利用される。この燃焼ガス47はタービン3へ供給され、タービン3を駆動する。このように構成することで、圧縮機1から抽気された空気は大気へ放出することなく、燃焼用空気として有効利用できる。圧縮機1で吸込んだ空気の全流量をタービンの作動空気として使用することができ、圧縮機を起動する駆動モータ大容量化の抑制,効率の向上が可能である。
When starting up the high-humidity gas turbine, it is desirable to use the extracted air extracted by the compressor as the working fluid of the turbine. Therefore, the extracted
なお、ガスタービンを駆動する駆動モータ402に対して、昇圧用の別置圧縮機201は、容量が小さいので、駆動モータを大容量化するのに比べて、コスト的には安価である。
Note that the
本発明の実施例5である高湿分利用ガスタービンを、図9を用いて説明する。図9は、実施例5である高湿分利用ガスタービンの系統図を示す。なお、図8,図10と重複する機器については、番号を同一とし、詳細な説明は省略する。本実施例のガスタービンの特徴は、別置圧縮機201で昇圧した抽気空気303を加湿装置11に供給する点である。
A high-humidity utilization gas turbine that is
本実施例のガスタービンの動作について説明する。圧縮機から抽気した抽気空気301は、モータ202で駆動される別置圧縮機201へ導入される。そして、圧縮機1で圧縮され、冷却器10で冷却された後、加湿装置11に供給される圧縮空気44の圧力よりも高圧になるように、別置圧縮機201で昇圧される。昇圧された圧縮空気303は、加湿装置11へ供給され、加湿装置11で、圧縮空気44と混合され、加湿される。この混合された湿分空気45は、再生熱交換器6で熱交換した後、燃焼器2で燃料と混合され、燃焼ガス47でタービン3を駆動する。
The operation of the gas turbine of this embodiment will be described. Extracted
本実施例のガスタービンでは、圧縮機1から抽気された抽気空気301を別置圧縮機
201で昇圧して加湿装置11へ導入し、最終的にタービンの作動ガスとして利用しているので、圧縮機を起動する駆動モータの大容量化を抑制することができる。また、別置圧縮機201で昇圧した圧縮空気303を加湿装置11へ導入して圧縮空気と混合させるため、配管内で流体を混合するよりも混合促進の効果が高い。また、起動時に、圧縮機抽気空気にも加湿装置11による加湿がなされるため、空気流量が増加することにより駆動モータの大容量化抑制効果はさらに高くなる。
In the gas turbine of the present embodiment, the extracted
1 圧縮機
2 燃焼器
3 タービン
4 発電機
6 再生熱交換器
7 給水加熱器
11 加湿装置
12 混合器
71 動翼
72 静翼
73 ケーシング
91 抽気スリット、
92 抽気口
93,94 抽気配管
101,102 可変機構
201 別置圧縮機
402 駆動モータ
DESCRIPTION OF
92
Claims (5)
前記圧縮機は抽気口を有し、起動時に回転数に応じて前記抽気口からの空気の抽気量を抑制可能な抽気空気量抑制手段を設け、
前記抽気空気量抑制手段は、前記圧縮機の中段または後段側静翼に設けられた翼の角度を可変にできる可変機構であることを特徴とする高湿分利用ガスタービン。 A compressor that compresses air, a combustor that mixes and burns compressed air and fuel compressed by the compressor, a turbine that is driven by combustion gas generated by the combustor, and intake air of the compressor In a gas turbine having an intake air humidifier for adding moisture,
The compressor has a bleed port, and is provided with a bleed air amount suppression means capable of suppressing the bleed amount of air from the bleed port according to the number of revolutions at the time of startup ,
The high-humidity-use gas turbine is characterized in that the extraction air amount suppression means is a variable mechanism that can vary the angle of the blade provided in the middle stage or the rear stage stationary blade of the compressor .
前記圧縮機の抽気空気の全量が、タービン翼の冷却流路に供給されるよう構成されたことを特徴とするガスタービン。 The gas turbine according to claim 1, wherein
A gas turbine characterized in that the entire amount of bleed air of the compressor is supplied to a cooling flow path of a turbine blade .
前記圧縮機の吸気空気の全量が、前記燃焼器に供給されるよう構成されたことを特徴とするガスタービン。 The gas turbine according to claim 1 , wherein
A gas turbine configured to supply a total amount of intake air of the compressor to the combustor.
前記圧縮機から抽気された空気を圧縮する別置圧縮機を有することを特徴とするガスタービン。 The gas turbine according to claim 3 , wherein
A gas turbine comprising a separate compressor for compressing air extracted from the compressor .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007032839A JP5119676B2 (en) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | High humidity gas turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007032839A JP5119676B2 (en) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | High humidity gas turbine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008196399A JP2008196399A (en) | 2008-08-28 |
JP5119676B2 true JP5119676B2 (en) | 2013-01-16 |
Family
ID=39755573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007032839A Active JP5119676B2 (en) | 2007-02-14 | 2007-02-14 | High humidity gas turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5119676B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010084525A1 (en) * | 2009-01-21 | 2010-07-29 | 株式会社日立製作所 | Hybrid power generation system |
JP5023101B2 (en) * | 2009-04-22 | 2012-09-12 | 株式会社日立製作所 | High humidity gas turbine system |
JP2012154290A (en) | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Hitachi Ltd | Drain discharge equipment for compressor and gas turbine system |
JP6092613B2 (en) * | 2012-12-26 | 2017-03-08 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Axial flow compressor and operation method of axial flow compressor |
JP6188069B2 (en) * | 2013-10-17 | 2017-08-30 | 三菱重工業株式会社 | Compressor and gas turbine |
JP6738601B2 (en) * | 2015-11-04 | 2020-08-12 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Gas turbine starting method and apparatus |
JP6639338B2 (en) * | 2016-07-11 | 2020-02-05 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Gas turbine and method of operating gas turbine |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2877098B2 (en) * | 1995-12-28 | 1999-03-31 | 株式会社日立製作所 | Gas turbines, combined cycle plants and compressors |
JP4115037B2 (en) * | 1999-04-02 | 2008-07-09 | 三菱重工業株式会社 | Gas turbine startup method |
JP2004211641A (en) * | 2003-01-07 | 2004-07-29 | Hitachi Ltd | Gas turbine and its operating method |
-
2007
- 2007-02-14 JP JP2007032839A patent/JP5119676B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008196399A (en) | 2008-08-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5119676B2 (en) | High humidity gas turbine | |
US11143204B2 (en) | Air compressor | |
JP4457138B2 (en) | Compressor and heat pump system | |
JP6276520B2 (en) | Gas turbine compressor inlet pressurization and flow control system | |
US9239007B2 (en) | Gas turbine compressor inlet pressurization having a torque converter system | |
JP6200418B2 (en) | Variable pitch nozzles for radial turbines, especially auxiliary power source turbines | |
JP5202597B2 (en) | Axial flow compressor, gas turbine system equipped with axial flow compressor, and method for remodeling axial flow compressor | |
JP7086516B2 (en) | Gas turbine output increase system | |
US9644642B2 (en) | Axial compressor and gas turbine having axial compressor | |
RU2575837C2 (en) | Device and method for reduction in mass flow rate of air for combustion with decreased emission in expanded operating range for single-shaft gas turbine | |
US10907640B2 (en) | Gas turbine blower/pump | |
JP2001173459A (en) | Deicing operation method for gas turbine | |
JP5142886B2 (en) | Compressor | |
JP6872926B2 (en) | Steam turbine plant | |
WO2015111636A1 (en) | Gas turbine operation method and operation control device | |
JP4910732B2 (en) | Gas turbine system remodeling method | |
JP2006112282A (en) | Gas turbine and method for supplying coolant thereof | |
EP3091202B1 (en) | Method for counteracting draft through an arrangement including a gas turbine during a stop | |
WO2020095955A1 (en) | Gas turbine system | |
CA2921053C (en) | Gas turbine blower/pump | |
EP3417160A1 (en) | Gas turbine blower/pump | |
JP6783043B2 (en) | Thermal energy saving method for combined cycle power plant | |
JP2005098244A (en) | Gas turbine facilities | |
JP6548989B2 (en) | Combined cycle power plant thermal energy storage | |
KR20080076340A (en) | Cooling apparatus of variable turbine vane driving system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20081105 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110830 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120402 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120925 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121015 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121008 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151102 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5119676 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151102 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |