JP6547960B2 - Operating method when starting gas turbine and exhaust gas path device for gas turbine - Google Patents

Operating method when starting gas turbine and exhaust gas path device for gas turbine Download PDF

Info

Publication number
JP6547960B2
JP6547960B2 JP2016049783A JP2016049783A JP6547960B2 JP 6547960 B2 JP6547960 B2 JP 6547960B2 JP 2016049783 A JP2016049783 A JP 2016049783A JP 2016049783 A JP2016049783 A JP 2016049783A JP 6547960 B2 JP6547960 B2 JP 6547960B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas turbine
path
exhaust gas
gas
filter
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
Application number
JP2016049783A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017166334A (en
Inventor
荻野 哲
哲 荻野
智敬 久保
智敬 久保
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to JP2016049783A priority Critical patent/JP6547960B2/en
Publication of JP2017166334A publication Critical patent/JP2017166334A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6547960B2 publication Critical patent/JP6547960B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

本発明は、ガスタービン起動時の運転方法およびその運転時に適用して有用なガスタービンの排気ガス経路装置に関する。   The present invention relates to a method of operating a gas turbine at startup and an exhaust gas path device for a gas turbine that is useful when applied during the operation.

一般に、火力発電所などでは、燃料を燃焼させて発生した高温高圧の燃焼ガスを用いてガスタービンを回転させ、その回転力を利用する発電機により電力を発生させている。この場合、そのタービンには直接、燃焼ガス等を導入しているが、これらの燃料ガスや燃焼用空気等については、タービンの入側においてフィルター等を用いて清浄化するのが普通である。即ち、ガスタービンの場合、従来、その上流側(入側)の燃料ガス等は清浄化処理してから導入されているのである。その結果、ガスタービンの下流側、即ち、出側である排気系燃焼ガス中の粉じんは比較的少ないものになっている。従って、燃焼ガスによりタービンを回転させた後は、通常、そのまま排気することができ、排気ガスの再処理は行なわないか、脱硝設備を配設する程度に止めるのが普通である。   Generally, in a thermal power plant or the like, a gas turbine is rotated using high-temperature and high-pressure combustion gas generated by burning fuel, and power is generated by a generator utilizing the rotational force. In this case, combustion gas and the like are directly introduced into the turbine, but it is common to clean the fuel gas and the combustion air and the like using a filter and the like on the inlet side of the turbine. That is, in the case of a gas turbine, conventionally, the fuel gas or the like on the upstream side (inlet side) is introduced after the purification process. As a result, the dust in the exhaust system combustion gas on the downstream side of the gas turbine, that is, on the outlet side is relatively small. Therefore, after the turbine is rotated by the combustion gas, the exhaust gas can usually be exhausted as it is, and it is usual not to reprocess the exhaust gas or to stop it to such an extent that a denitration facility is provided.

また、その他の従来技術としては、ガスタービンの下流側に排熱回収ボイラを配設し、この排熱回収ボイラにより高温の蒸気を発生させて蒸気タービンで熱回収するコンバインドサイクル発電、さらにはタービンの上流側にサイクロンやガス精製装置を配置した石炭ガス化複合発電システムなどもある(特許文献1)。   Further, as another conventional technique, combined cycle power generation in which a waste heat recovery boiler is disposed downstream of the gas turbine, high temperature steam is generated by the waste heat recovery boiler, and heat is recovered by the steam turbine, and further a turbine There is also a coal gasification combined cycle power generation system or the like in which a cyclone and a gas purification device are disposed on the upstream side of (1).

さらに、特許文献2に開示されているガスタービンでは、該タービンの上流側(入側)に除塵用フィルタを配設して粉じんを含まない空気を圧縮機に送ることとしている。   Furthermore, in the gas turbine disclosed in Patent Document 2, a dust removal filter is disposed on the upstream side (inlet side) of the turbine to send dust-free air to the compressor.

特開2011−214562号公報JP, 2011-214562, A 特開2011−140880号公報JP 2011-140880 A

前述したように、特許文献1、2などに開示されている従来のガスタービンの場合は、燃焼ガスの圧力、顕熱を回収した後、一般にはそのまま排気ガスとして煙突等を介して大気放散するのが普通である。   As described above, in the case of the conventional gas turbine disclosed in Patent Documents 1 and 2, etc., after recovering the pressure and sensible heat of the combustion gas, the atmosphere is generally diffused as it is as the exhaust gas through the chimney etc. That's normal.

ところで、既存のガスタービンは、燃焼用空気をタービンの入側においてフィルタで予め除塵してから使用するため、燃料燃焼後の排気ガス中には粉じんはほとんど含まれていないと考えられている。しかし、この状態は、ガスタービンを安定的に運転しているときのことであり、それ故にこの場合、排気ガスをそのまま放散しても何の問題もないと言える。しかしながら、ガスタービンというのは、検査や設備補修等のために運転を停止することがある。このようなタイミングでは、燃焼ガス(排気ガス)が流通する経路内に空気が流入し、かつ温度変化や水分の流入によって、鉄さびなどを発生させることがある。   By the way, since existing gas turbines are used after the combustion air is pre-dusted with a filter on the inlet side of the turbine, it is considered that the exhaust gas after fuel combustion contains almost no dust. However, this state is when the gas turbine is stably operated, and in this case, it can be said that the exhaust gas can be dissipated as it is without any problem. However, gas turbines sometimes stop operation for inspection or equipment repair. At such timing, air may flow into the passage through which the combustion gas (exhaust gas) flows, and iron rust may be generated due to temperature change or water inflow.

その他、特に石炭ガス化ガス、高炉ガス等の製鉄所副生ガス、重油等の硫黄分を含む燃料を使用するコンバインドサイクル発電などでは、ガスタービンの直後にある排熱回収ボイラでは、燃料中に含まれる硫黄が酸化されてSOxが生成するため、これが燃焼ガス中の水分と反応して硫酸を生成し、この硫酸がボイラチューブと反応して該ボイラチューブ内表面に硫酸鉄を生じさせることがある。   In addition, particularly in combined cycle power generation that uses fuel containing sulfur such as coal gasification gas, by-product gas such as blast furnace gas, and sulfur such as heavy oil, the exhaust heat recovery boiler immediately after the gas turbine contains Since the sulfur contained is oxidized to form SOx, it reacts with the water in the combustion gas to form sulfuric acid, and this sulfuric acid reacts with the boiler tube to produce iron sulfate on the inner surface of the boiler tube. is there.

さらには、ガスタービンの運転に当たっては、排気ガス中に含まれるNOxを低減させるために、脱硝用アンモニアを使用することがあり、この場合、この脱硝用アンモニアとSOxとの反応により硫酸アンモニウム(NHSOが発生し、これが排熱回収用ボイラのボイラチューブ内表面に付着し、堆積することが避けられない。 Furthermore, when operating a gas turbine, ammonia for NOx removal may be used in order to reduce NOx contained in exhaust gas, and in this case, ammonium sulfate (NH 4 (NH 4) is generated by the reaction between ammonia for NOx removal and SOx. 2 ) 2 SO 4 is generated, which adheres to the inner surface of the boiler tube of the heat recovery steam generator and can not be avoided.

このように、燃料中に硫黄分を含み、かつ排熱回収設備を有するガスタービンでは、排熱回収設備の使用により、ボイラチューブの内表面に、硫酸鉄や硫酸アンモニウムといった生成物が不可避に生成付着し成長していると考えられている。   As described above, in a gas turbine containing sulfur in fuel and having exhaust heat recovery equipment, products such as iron sulfate and ammonium sulfate are inevitably produced and attached to the inner surface of the boiler tube by using the exhaust heat recovery equipment. It is believed to be growing.

この点、ガスタービンを定常状態で運転しているときは、上述したようなボイラチューブ表面で反応した硫黄酸化生成物は該ボイラーチューブの表面に付着した状態にあり、それ故にこうした生成物が、燃焼ガスに同伴されて煙突から排出されるようなことはない。しかし、前述したように、設備の検査や補修といった設備停止をする場合には、ボイラチューブの温度が低下する。そのため、このときにボイラチューブの熱収縮等によって、付着していた鉄錆びや硫酸鉄、硫酸アンモニウムといった生成物が剥離してフレークとなってしまうことがある。そして、こうした場合において、その後、設備(ガスタービン)を起動しようとすると、このような鉄さびや硫酸鉄、硫酸アンモニウムが剥離してフレーク状となったものが排気ガス中に混入し、これが煙突から飛散するおそれがあった。このような鉄さびや硫酸鉄、硫酸アンモニウムは、粉じんとして放散されてしまうため、環境上、好ましくない事態を招くおそれがあった。   In this respect, when the gas turbine is operating in a steady state, the sulfur oxidation product reacted on the surface of the boiler tube as described above is in a state of adhering to the surface of the boiler tube and hence such products It does not come out of the chimney entrained by the combustion gas. However, as described above, the temperature of the boiler tube is lowered when the equipment is stopped such as inspection or repair of the equipment. Therefore, products such as iron rust, iron sulfate, and ammonium sulfate, which have been attached, may be exfoliated to form flakes due to thermal contraction or the like of the boiler tube at this time. Then, in such a case, when it is subsequently tried to start up the equipment (gas turbine), such iron rust, iron sulfate and ammonium sulfate peel off and become flaked, which is mixed in the exhaust gas and scattered from the chimney There was a risk of Such iron rust, iron sulfate and ammonium sulfate are dissipated as dust, which may lead to an undesirable situation on the environment.

一方、このような問題は、通常の設備運転時には生じないため、上述したような問題は設備の起動運転時のみに、注意をする必要がある。従って、従来は、タービンの起動時に煙突から排出される粉じんができるだけ飛散しないように、気象条件の良いときにのみ起動するといった対応を取ったり、定期的なボイラー内部の洗浄をすることが多かったのである。   On the other hand, since such a problem does not occur during normal equipment operation, it is necessary to pay attention only to the start-up operation of the equipment as described above. Therefore, in the past, measures were taken to start only when the weather conditions are good, and to periodically clean the inside of the boiler, so that dust discharged from the chimney when starting the turbine was not scattered as much as possible. It is

本発明は、このようなタービンを起動させるときに生じるおそれのある粉じんや各種フレークの飛散の問題を未然に解消することのできる技術の提供を目的とする。   An object of the present invention is to provide a technology capable of obviating the problem of the scattering of dust and various flakes that may occur when starting such a turbine.

発明者らは、従来技術が抱えている前述した課題を克服できると共に、前記目的の実現に向けて鋭意、検討を重ねた結果、下記のような構成を特徴とする本発明を開発するに到った。   The inventors of the present invention have been able to overcome the above-mentioned problems of the prior art and, as a result of earnestly studying to achieve the above-mentioned purpose, have developed the present invention characterized by the following configuration. It was

即ち、本発明は、燃料ガスを燃焼させて駆動力を得るガスタービン起動時の運転に当たり、このガスタービンの排気ガス経路を、流路切替用ダンパーを介して流路の切替えが可能なメイン経路とバイパス経路とに分岐させ、ガスタービン起動時の運転中は、排気ガスを上記バイパス経路中に導いて当該経路中に配設した耐熱エヤフィルタを用いたフィルター式集塵機にて該排気ガスの除塵を行ない、ガスタービン起動時の除塵運転終了後は排気ガスを前記メイン経路に導くことを特徴とするガスタービン起動時の運転方法である。 That is, according to the present invention, when the gas turbine is started to obtain driving force by burning the fuel gas, the main gas path can switch the exhaust gas path of the gas turbine through the flow path switching damper. During operation at the time of gas turbine start, exhaust gas is introduced into the bypass route and the exhaust gas is removed by a filter type dust collector using a heat resistant air filter disposed in the route. And, after completion of the dust removal operation at the time of starting the gas turbine, the exhaust gas is introduced to the main path.

また、本発明は、前記ガスタービン起動時の運転方法に使用するものとして、燃料ガスを燃焼させて駆動力を得るガスタービンの排気ガス経路装置において、該排気ガス経路を、流路切替用ダンパーを使って流路の切替えが可能なメイン経路とバイパス経路とに分岐させると共に、そのバイパス経路中に起動時運転用耐熱エヤフィルタを用いたフィルター式集塵機を配設し、該フィルター式集塵機の下流のバイパス経路をメイン経路に接続したことを特徴とするガスタービンの排気ガス経路装置を提案する。 Further, according to the present invention, an exhaust gas passage apparatus for a gas turbine which obtains a driving force by burning a fuel gas as used in an operation method at the time of starting the gas turbine, the exhaust gas passage, a flow path switching damper And a filter-type dust collector using a heat-resistant air filter for start-up operation is disposed in the bypass path, and is branched downstream of the filter-type dust collector. An exhaust gas path device of a gas turbine characterized in that a bypass path is connected to a main path is proposed.

なお、本発明においては、
(1)ガスタービン起動時の運転は、起動開始後6時間経過するまでには終了させること、
(2)ガスタービン起動時の運転は、少なくともバイパス経路出側における排気ガス中の粉じん濃度が0.1g/m(Normal)以下、望ましくは0.05g/m(Normal)以下になったときに終了すること、
(3)前記排気ガス経路の少なくとも前記バイパス経路の出側においては、粉じん濃度を測定すること、
(4)ガスタービンの起動時の運転が終了した後、排気ガスを前記流路切替用ダンパーを使って、メイン経路に導くこと、
(5)前記フィルター式集塵機は、集塵率(比色法)が60%以上、および/または濾過通過粒子の大きさを50μm以下にできるものを用いること、
(6)前記排気ガス経路の少なくともバイパス経路の出側に粉じん濃度計を配設したこと、
を採用することが、より好ましい解決手段になり得るものと考えられる。
In the present invention,
(1) The operation at the time of gas turbine startup should be completed by 6 hours after startup.
(2) operation when starting the gas turbine, the dust concentration in the exhaust gas in at least the bypass passage outlet side 0.1 g / m 3 (Normal) or less, preferably became 0.05 g / m 3 (Normal) or less When you quit,
(3) measuring the dust concentration at least on the outlet side of the bypass path of the exhaust gas path;
(4) After the operation at the time of startup of the gas turbine is finished, guiding the exhaust gas to the main path using the flow path switching damper
(5) The filter-type dust collector may have a dust collection rate (colorimetry) of 60% or more and / or a particle size of 50 μm or less.
(6) A dust concentration meter is disposed at least on the outlet side of the bypass path of the exhaust gas path,
It is considered that adopting can be a more preferable solution.

前述した構成に係る本発明によれば、ガスタービン、例えば、排熱回収設備を有するガスタービンを運転する際に、とりわけ起動時に発生することが予想される排気ガス中に含まれる粉じん(フレーク状粉じんを含む)を排気ガス経路のうちのとくに起動時に使うバイパス経路中に配設したフィルター式集塵機により除去(除塵)することで、有害な粉じんが大気中へ放散するのを未然に防ぐことができる。さらに、起動運転を終えて通常(安定)運転時になったときには、排気ガスをフィルター式集塵装置を通すことなく放散できるようになるために、不要な圧力損失を回避して有効なエネルギー回収を行なうことができるという効果があり、発電効率の向上を図ることができる。   According to the present invention according to the above-described configuration, dust (flaky matter) contained in exhaust gas expected to be generated particularly at startup when operating a gas turbine, for example, a gas turbine having exhaust heat recovery equipment Removal of harmful dust into the atmosphere by removing dust from the exhaust gas path with a filter-type dust collector, which is disposed in the bypass path used at startup, among others. it can. Furthermore, since the exhaust gas can be dissipated without passing through the filter-type dust collector when the start-up operation is finished and the normal (stable) operation is achieved, unnecessary pressure loss is avoided and effective energy recovery is realized. There is an effect that it can be done, and the improvement of power generation efficiency can be aimed at.

本発明の一実施形態を説明するための設備フローの略線図である。It is a schematic diagram of the equipment flow for describing one embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態を説明するための設備フローの略線図である。It is a schematic diagram of the equipment flow for describing other embodiments of the present invention.

図1は、本発明に用いて好適なタービン、とくに高炉ガスのような製鉄所副生ガスを燃料ガスとして発電を行なうガスタービン設備の例を示す。この図において、図示の1はガスタービン、2は外部から取り込んだ空気を圧縮する圧縮器、3は圧縮した空気を燃料ガスと混合して燃焼させることにより、高温・高圧のガスを得る燃焼器であり、得られたその高温・高圧のガスにて、前記ガスタービン1を回転させ、その回転軸と主として同軸上に取付けられる図示しない発電機を起動させて発電する構成のものが一般的である。   FIG. 1 shows an example of a turbine suitable for use in the present invention, in particular, a gas turbine installation that generates electric power by using a by-product gas such as blast furnace gas as a fuel gas. In this figure, 1 in the figure is a gas turbine, 2 is a compressor that compresses air taken from the outside, 3 is a combustor that obtains high-temperature and high-pressure gas by mixing compressed air with fuel gas and burning it. In general, the gas turbine 1 is rotated by the high-temperature, high-pressure gas thus obtained, and a generator (not shown) mounted coaxially mainly with the rotation shaft is activated to generate electric power. is there.

なお、図1に示す例は、前記タービン1の下流側(排気出側)に、排気ガスの顕熱を回収するための排熱回収ボイラ4を配置し、この排熱回収ボイラ4にて発生する蒸気にて駆動させる蒸気タービン5を配置すると共に、この蒸気タービン5を介して、発電機を起動させて発電する例である。なお、図示の6は復水器である。   In the example shown in FIG. 1, an exhaust heat recovery boiler 4 for recovering sensible heat of exhaust gas is disposed on the downstream side (exhaust outlet side) of the turbine 1 and generated by the exhaust heat recovery boiler 4 It is an example which arranges a steam turbine 5 to be driven by steam and generates a power by starting a generator through the steam turbine 5. In addition, 6 of illustration is a condenser.

前記タービン設備において、本発明では、前記ガスタービン1の下流側には直接的にまたは、排熱回収ボイラ4などを介して間接的に、即ち排気ガス経路7を次のように構成配置し、特に、ガスタービン起動時の運転に備えるようにした。   In the above-mentioned turbine equipment, in the present invention, the exhaust gas path 7 is configured and arranged directly downstream of the gas turbine 1 or indirectly via the exhaust heat recovery boiler 4 etc. In particular, it prepared for operation at the time of gas turbine start-up.

具体的には、前記排気ガス経路7中に、流路切替用ダンパー8を配設すると共に、その延在位置を、通常運転時に利用するメイン経路7aと起動時運転に利用するバイパス経路7bとに分岐し、該バイパス経路7bをガスタービンの起動運転時の所定の時間だけ使用するようにしたものである。   Specifically, the flow path switching damper 8 is disposed in the exhaust gas path 7, and the extension position thereof is a main path 7a used during normal operation and a bypass path 7b used for startup operation. The bypass path 7b is used only for a predetermined time during start-up operation of the gas turbine.

そして、本発明では、ガスタービンの起動時運転に使用するために、前記バイパス経路7b中にフィルター式集塵機9を配設している。そのフィルター式集塵機としては、排気ガス温度(通常100〜150℃)を考慮した耐熱エヤフィルタ(濾材として金網で支持されたガラス綿を利用した箱状のもの)の1〜複数個を積層ないし所要の間隔をおいて列設して用いることが好ましい。 And in this invention, in order to use it at the time of start-up operation of a gas turbine, the filter type dust collector 9 is arrange | positioned in the said bypass path 7b. As the filter dust collector 9, layered 1 plurality of exhaust gas temperature (usually 100 to 150 ° C.) the resistance heat Eyafiruta considering (medium wire mesh with supported glass cotton ones box shape using the as) It is preferable to use them in a row at a required interval.

このようなフィルター式集塵機9を用いることで、特に、ガスタービンの起動時に観察されることが多い、いわゆる該ガスタービン1や排熱回収ボイラ4の出側における高温排気ガス中に含まれる粉じん(媒塵)、あるいは前述したボイラーチューブ内表面に生成した硫酸鉄片や付着硫酸の剥離片等からなるフレイク(flake)を除去することができ、排気ガスをそのまま放散することがあっても、排気ガス中の粉じん等を環境上、全く問題にならない程度にまで低下させることができるようになる。   By using such a filter-type dust collector 9, dust contained in high-temperature exhaust gas on the outlet side of the so-called gas turbine 1 or exhaust heat recovery boiler 4 which is often observed particularly at the start of the gas turbine It is possible to remove flakes consisting of iron dust generated on the inner surface of the boiler tube or flakes of attached sulfuric acid or the like generated on the inner surface of the boiler tube as described above, and exhaust gas may be dissipated as it is. It is possible to reduce the amount of dust and the like in the environment to such an extent that there is no problem at all.

このような要請に応えられる前記フィルター式集塵機9の性能としては、例えば、前記フレイクを可視粒径以下のものとするために、集塵率がJIS9908に定める比色法での平均捕集率が60%以上、および/または濾過通過粒子の大きさが50μm以下となる性能のものになるように、耐熱エヤフィルタの設置個数を調整することが好ましい(ただし、平均捕集率が60%以上の耐熱エヤフィルタであれば、1基でも入側粉じんの99.9mass%までの除去は可能である)。それは、上記の集塵率、濾過通過粒子であれば環境上の問題を克服できるからである。   As the performance of the filter-type dust collector 9 meeting such requirements, for example, in order to make the flakes have a particle diameter equal to or less than the visible particle diameter, the average collection rate by the colorimetric method is as defined in JIS 9908. It is preferable to adjust the number of heat-resistant air filters installed so that the performance becomes 60% or more and / or the size of particles passing through the filter is 50 μm or less (however, the heat resistance with an average collection rate of 60% or more) If it is an air filter, it is possible to remove up to 99.9 mass% of the incoming dust even with one unit). The reason is that the above dust collection rate, filter passing particles can overcome environmental problems.

本発明において、ガスタービン起動時の運転は、起動開始後4〜5時間程度、少なくとも6時間を経過するまでには終了することが好ましい。その理由は、実機において排熱回収ボイラ4内部を水洗した場合、水洗後の該ボイラ4内部の水分が起動時の排気ガスによって乾燥し、少なくとも起動後6時間を経過すると、新たな粉じんの発生はなくなるからである。   In the present invention, it is preferable that the operation at the time of gas turbine start-up be completed until at least 6 hours have passed, which is about 4 to 5 hours after the start of start-up. The reason is that when the waste heat recovery boiler 4 inside is washed with water in a real machine, the water inside the boiler 4 after washing is dried by the exhaust gas at the time of start-up, and at least 6 hours after start-up, generation of new dust Because there is no

また、ガスタービン起動時の運転は、少なくともバイパス経路7bの出側における排気ガス中の粉じん濃度が0.1g/m(Normal)以下、望ましくは0.05g/m(Normal)以下になったときに終了することが望ましい。その理由は、実機において、0.05g/m(Normal)以下まで低下した場合は、それ以降の粉じんの再上昇が見受けられなくなるからである。このレベルは、以下で説明するような(実施例で想定する)150MW級のガスタービンにおいては、1kg/分程度の粉じん飛散量に相当するものである。1分間に1kgの粉じんがボイラーから剥離、飛散する状況は非定常状態と想定され、望ましくは、粉じん濃度がこれ以下のレベルになったことを確認してから、経路の切り替を行なうことが望ましい。 Also, the operation of the startup gas turbine, at least dust concentration 0.1 g / m 3 in the exhaust gas at the outlet side of the bypass passage 7b (Normal) or less, preferably equal to or less than 0.05g / m 3 (Normal) It is desirable to end when you The reason is that, in the actual machine, if it is reduced to 0.05 g / m 3 (Normal) or less, no further increase in dust is observed. This level corresponds to a dust scattering amount of about 1 kg / min in a 150 MW class gas turbine (described in the example) to be described below. The situation where 1 kg of dust is detached and scattered from the boiler per minute is assumed to be unsteady, and it is desirable to switch the route after confirming that the dust concentration has become lower than this level. .

なお、前記フィルター式集塵機9については、一定量まで粉じんを捕捉すると交換が必要となる。そのため、前記耐熱エヤフィルターは、その数を多くして、集塵面積を大きくした方が、フィルターの寿命を永くすることができ、交換周期は長くなる。一方、フィルタ個数を多くすると初期投資が嵩むため、最適個数の選定が必要となる。該耐熱エヤフィルタは、設備起動時の数時間(例えば、5時間程度)しか使用せず、使用後は待機(不使用)となるため、起動回数が多いガスタービンは該フィルタの個数を多くし、起動回数が少ないガスタービンでは該フィルタの個数を少なくすることが好ましい。一般に、年間10回程度の起動停止回数をもつガスタービンの場合であれば、年間50時間耐熱エヤのフィルタ使用となるため、おおむねガスタービンの定期メンテナンススパンである2年間の使用時間である、100時間以上のフィルタ容量となるように選定すればよい。このようなフィルタ個数は発電所のメンテナンス、運転コストに比べて、十分合理的な建設コストとなる。   In addition, about the said filter-type dust collector 9, if trapping dust to a fixed quantity, replacement | exchange is needed. Therefore, when the number of the heat-resistant air filters is increased and the dust collection area is increased, the life of the filters can be extended and the replacement cycle becomes longer. On the other hand, if the number of filters is increased, the initial investment is increased, so it is necessary to select the optimum number. Since the heat-resistant air filter is used only for several hours (for example, about 5 hours) at the start of the facility and becomes standby (not used) after use, the number of gas turbines with a large number of starts increases the number of filters. In a gas turbine having a small number of start-up times, it is preferable to reduce the number of filters. Generally, in the case of a gas turbine having about 10 times of start / stop times a year, a filter of heat-resistant air is used for 50 hours a year. The filter capacity may be selected so as to be more than time. The number of such filters is sufficient for the construction cost compared to the maintenance and operation costs of the power plant.

図2は、本発明に適合する例の1つである石炭ガス化複合発電システム(IGCC設備)を示すものである。この例においては、ガスタービン1では、ガス精製装置つきの石炭ガス化炉12から発生した高圧の石炭ガス化燃料ガスを、空気圧縮機2で圧縮した空気を用いて燃焼器3で燃焼させる一方、高温の排気ガスの顕熱を用いて、排熱回収ボイラ4で発生させた蒸気を用いて蒸気タービン5で発電用エネルギーを回収している。   FIG. 2 shows an integrated coal gasification combined cycle power generation system (IGCC installation) which is one of the examples applicable to the present invention. In this example, in the gas turbine 1, the high pressure coal gasification fuel gas generated from the coal gasifier 12 with a gas purification device is burned in the combustor 3 using the air compressed by the air compressor 2, Using the sensible heat of the high temperature exhaust gas, the steam turbine 5 recovers the power generation energy using the steam generated by the exhaust heat recovery boiler 4.

そして、この設備を用いたガスタービン設備の起動運転に当たっては、排熱回収ボイラ4内等で生成した粉じんやフレークを流出させないようにするために、排気ガス経路7内に設置した流路切替用ダンパー8を切替え(この場合、閉止し)、バイパス経路7bのフィルター式集塵機9に排気ガスを流して、一定時間(5時間)除塵を行なった。そして、下記のように充分な除塵が行われ、粉じん発生が少なくなった段階(5時間経過後)で、前記流動切替用ダンパー8を開放して、排気ガスのバイパス運用を終え、メイン経路7aに切替えを行なった。   And, in order to prevent the dust and flakes generated in the exhaust heat recovery boiler 4 and the like from flowing out when starting up the gas turbine equipment using this equipment, the flow path switching installed in the exhaust gas path 7 The damper 8 was switched (in this case, closed), and the exhaust gas was allowed to flow through the filter type dust collector 9 of the bypass path 7 b to remove dust for a fixed time (5 hours). Then, sufficient dust removal is performed as described below, and at the stage where dust generation has decreased (after 5 hours), the flow switching damper 8 is opened to complete the bypass operation of the exhaust gas, and the main path 7a Switched to.

即ち、図示例に係るガスタービン設備(発電出力:150MW)において、排気ガス量:100万m/h(Normal)、排気ガス温度(排熱回収ボイラ4の出口温度):130℃、起動時の流路切替用ダンパ8入側での粉じん濃度:1mg/m(Normal)の条件下での起動時運転を実施した。そして、バイパス経路7b中に設置したフィルタ集塵機は進和テック製の250℃耐熱のフィルタ(集塵率は比色法での平均捕集率で60%のもの)を200基並列に設置(1段)した。この条件の下で、5時間の起動運転を行なった後では、排気ガス経路の出口(煙突10)側での粉じん濃度は、0.01mg/m(Normal)以下の実質的に粉じんを含まないガスを排気することができた。 That is, in the gas turbine equipment (power generation output: 150 MW) according to the illustrated example, the amount of exhaust gas: 1,000,000 m 3 / h (Normal), exhaust gas temperature (outlet temperature of exhaust heat recovery boiler 4): 130 ° C., at startup The start-up operation was carried out under the conditions of dust concentration of 1 mg / m 3 (Normal) at the inlet side of the flow path switching damper 8 of FIG. The filter dust collector installed in the bypass path 7b has 200 heat resistant 250 ° C. heat-resistant filters (the dust collection rate is 60% of the average collection rate in the colorimetry method) made by Shinwa Tech. Stage). Under this condition, after 5 hours of start-up operation, the dust concentration at the outlet (chimney 10) side of the exhaust gas passage contains substantially less than 0.01 mg / m 3 (Normal). Not able to exhaust gas.

本発明に係るガスタービンの起動時運転の方法やガスタービンの排気ガス経路装置は、実施例における各種のガスタービン設備の他、一軸、二軸の各種タービンにおける出側の排気ガス中に主として粉じんやフレークを含むような場合の総てのタービン設備に応用できる。   The method of start-up operation of the gas turbine according to the present invention and the exhaust gas path device of the gas turbine are mainly dust in the exhaust gas on the outlet side of the various types of gas turbine equipment in the embodiments, as well as various types of gas turbines. It is applicable to all turbine equipment in the case where it contains and flakes.

1 ガスタービン
2 圧縮器
3 燃焼器
4 排熱回収ボイラ
5 蒸気タービン
7 排気ガス経路
7a メイン経路
7b バイパス経路
8 流路切替用ダンパ
9 フィルタ式集塵機
10 煙突
11、11´ 粉じん濃度計
12 石炭ガス化炉
G 発電機
Reference Signs List 1 gas turbine 2 compressor 3 combustor 4 exhaust heat recovery boiler 5 steam turbine 7 exhaust gas passage 7a main passage 7b bypass passage 8 damper for flow passage switching 9 filter type dust collector 10 chimney 11, 11 'dust concentration meter 12 coal gasification Furnace G generator

Claims (8)

燃料ガスを燃焼させて駆動力を得るガスタービン起動時の運転に当たり、このガスタービンの排気ガス経路を、流路切替用ダンパーを介して流路の切替えが可能なメイン経路とバイパス経路とに分岐させ、ガスタービン起動時の運転中は、排気ガスを上記バイパス経路中に導いて当該経路中に配設した耐熱エヤフィルタを用いたフィルター式集塵機にて該排気ガスの除塵を行ない、ガスタービン起動時の除塵運転終了後は排気ガスを前記メイン経路に導くことを特徴とするガスタービン起動時の運転方法。 In the operation at the start of the gas turbine which burns fuel gas and obtains driving force, the exhaust gas path of this gas turbine is branched into the main path and the bypass path which can switch the flow path through the flow path switching damper During operation at the time of gas turbine startup, exhaust gas is introduced into the bypass path, and the exhaust gas is removed by a filter-type dust collector using a heat-resistant air filter disposed in the path. After completion of the dust removal operation, the exhaust gas is introduced to the main path. ガスタービン起動時の運転は、起動開始後6時間経過するまでには終了させることを特徴とする請求項1に記載のガスタービン起動時の運転方法。   The operation method at the time of gas turbine startup according to claim 1, wherein the operation at the time of gas turbine startup is ended until six hours have elapsed after the start of startup. ガスタービン起動時の運転は、少なくともバイパス経路出側における排気ガス中の粉じんの濃度が0.1g/m(Normal)以下になったときに終了することを特徴とする請求項1または2に記載のガスタービン起動時の運転方法。 The operation at the time of gas turbine startup is terminated when the concentration of dust in the exhaust gas at least on the outlet side of the bypass path is 0.1 g / m 3 (Normal) or less. The operating method at the time of gas turbine start-up described. 前記排気ガス経路での粉じん濃度の測定は、前記バイパス経路の入側と出側において行なうことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1に記載のガスタービン起動時の運転方法。   The method for operating a gas turbine according to any one of claims 1 to 3, wherein the measurement of the dust concentration in the exhaust gas path is performed on the inlet side and the outlet side of the bypass path. 前記耐熱エヤフィルタを用いたフィルター式集塵機は、集塵率(比色法)が60%以上、および/または濾過通過粒子の大きさを50μm以下にできるようにフィルターの設置個数を調整してなるものを用いることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1に記載のガスタービン起動時の運転方法。 The filter-type dust collector using the heat-resistant air filter is prepared by adjusting the number of filters installed so that the dust collection rate (colorimetric method) can be 60% or more and / or the size of filtration passing particles can be 50 μm or less The operating method at the time of gas turbine starting according to any one of claims 1 to 4, characterized in that 燃料ガスを燃焼させて駆動力を得るガスタービンの排気ガス経路装置において、該排気ガス経路を、流路切替用ダンパーを使って流路の切替えが可能なメイン経路とバイパス経路とに分岐させると共に、そのバイパス経路中に起動時運転用耐熱エヤフィルタを用いたフィルター式集塵機を配設し、該フィルター式集塵機の下流のバイパス経路をメイン経路に接続したことを特徴とするガスタービンの排気ガス経路装置。 In an exhaust gas path device of a gas turbine which obtains a driving force by burning a fuel gas, the exhaust gas path is branched into a main path and a bypass path whose flow paths can be switched using a flow path switching damper. A filter-type dust collector using a heat-resistant air filter for start-up operation is disposed in the bypass path, and a bypass path downstream of the filter-type dust collector is connected to a main path. . 前記耐熱エヤフィルタを用いたフィルター式集塵機は、集塵率(比色法)が60%以上、および/または濾過通過粒子の大きさを50μm以下にできるようにフィルターの設置個数を調整してなるものを用いることを特徴とする請求項6に記載のガスタービンの排気ガス経路装置。 The filter-type dust collector using the heat-resistant air filter is prepared by adjusting the number of filters installed so that the dust collection rate (colorimetric method) can be 60% or more and / or the size of filtration passing particles can be 50 μm or less The exhaust gas path device of a gas turbine according to claim 6, characterized in that 前記排気ガス経路の少なくとも前記バイパス経路の出側には、粉じん濃度計を配設したことを特徴とする請求項6または7に記載のガスタービンの排気ガス経路装置。   8. The exhaust gas passage device for a gas turbine according to claim 6, wherein a dust densitometer is disposed at least on the outlet side of the bypass passage of the exhaust gas passage.
JP2016049783A 2016-03-14 2016-03-14 Operating method when starting gas turbine and exhaust gas path device for gas turbine Active JP6547960B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016049783A JP6547960B2 (en) 2016-03-14 2016-03-14 Operating method when starting gas turbine and exhaust gas path device for gas turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016049783A JP6547960B2 (en) 2016-03-14 2016-03-14 Operating method when starting gas turbine and exhaust gas path device for gas turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017166334A JP2017166334A (en) 2017-09-21
JP6547960B2 true JP6547960B2 (en) 2019-07-24

Family

ID=59910112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016049783A Active JP6547960B2 (en) 2016-03-14 2016-03-14 Operating method when starting gas turbine and exhaust gas path device for gas turbine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6547960B2 (en)

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5661740U (en) * 1979-10-13 1981-05-25
JPH0441937U (en) * 1990-07-23 1992-04-09
JPH05273112A (en) * 1992-03-24 1993-10-22 Aichi Steel Works Ltd Precision maintaining method for dust concentration measuring sensor and device
JPH06229529A (en) * 1993-02-02 1994-08-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Exhaust gas boiler
JPH11294188A (en) * 1998-04-07 1999-10-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Exhaust gas boiler
JP2006250493A (en) * 2005-03-14 2006-09-21 Babcock Hitachi Kk Soot and dust trapping device for exhaust heat recovery boiler
JP4845198B2 (en) * 2006-09-28 2011-12-28 リコーエレメックス株式会社 Air purifier management system
JP4906519B2 (en) * 2007-01-16 2012-03-28 新日鉄エンジニアリング株式会社 Coal hydrocracking process
JP2011202637A (en) * 2010-03-26 2011-10-13 Yanmar Co Ltd Device and method for removing particulate matter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017166334A (en) 2017-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102243025B (en) Process and device for recycling flue gas afterheat of electric furnace
US20070137169A1 (en) Integrated coal gasification combined cycle plant
CN101907406A (en) Flue gas utilization and treatment system for industrial stoves
CN104994944A (en) CO shift catalyst, CO shift reaction apparatus and method for purifying gasified gas
CN101550466A (en) Converter coal gas high-temperature bag-type dust removing system
CN102042605A (en) Side-to-side thermal deashing method for rotary air preheater
KR102021983B1 (en) Integrated condenser capable of recovering latent heat and removing pollutants of exhaust gas and power generation system using pressurized oxygen combustion comprising the same
CN205182484U (en) Energy -efficient SOx/NOx control dust pelletizing system
CN105107330A (en) Integrated device for ultralow emission of flue gas, dust and NOX
WO2009035750A1 (en) Feed injector cooling apparatus and method of assembly
CN201176445Y (en) Converter coal gas high-temperature exhaust dust device with bag
JP5377371B2 (en) Oxy-combustion coal-fired power generation system
CN105003324B (en) Exhaust after treatment system and method for exhaust aftertreatment
CN102703628A (en) Use method for circulating comprehensive utilization device for blast furnace gas
JP6547960B2 (en) Operating method when starting gas turbine and exhaust gas path device for gas turbine
CN210486528U (en) Industrial silicon flue gas purification system
JP2006250081A (en) Combustion furnace combined power generation system
CN205638587U (en) Tail gas afterheat recycling device of thermal power factory
CN201764834U (en) Utilization and treatment device for industrial kiln fume
JP5501029B2 (en) Chemical loop reaction system and power generation system using the same
CN105381695A (en) Energy-efficient desulfurization and denitrification dust removal system
RU2382887C1 (en) Combined-cycle plant
Smid et al. Hot gas granular moving bed filters for advanced power systems
CN205746962U (en) A kind of coal steam-electric plant smoke residual heat using device
CN219186472U (en) Coke oven flue gas full-flow purification system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171024

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180725

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180725

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180919

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190201

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: 20190529

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190611

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6547960

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250