JPH01256702A - フレキシブル排熱回収ボイラ装置 - Google Patents

フレキシブル排熱回収ボイラ装置

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JPH01256702A
JPH01256702A JP8485588A JP8485588A JPH01256702A JP H01256702 A JPH01256702 A JP H01256702A JP 8485588 A JP8485588 A JP 8485588A JP 8485588 A JP8485588 A JP 8485588A JP H01256702 A JPH01256702 A JP H01256702A
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JP
Japan
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exhaust
gas turbine
boiler
gas
heat recovery
Prior art date
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Pending
Application number
JP8485588A
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English (en)
Inventor
Masataka Yamaguchi
正隆 山口
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH01256702A publication Critical patent/JPH01256702A/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1807Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines
    • F22B1/1815Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines using the exhaust gases of combustion engines using the exhaust gases of gas-turbines

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕 この発明は、ガスタービンの排ガスを排熱回収ボイラに
導き、排熱回収ボイラの熱交換部にて、その保有熱を蒸
気あるいは温水で回収するようにしたフレキシブル排熱
回収ボイラ装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、第5図に示すように、燃焼器2に燃料3と空気圧
縮器4で圧縮した燃焼用エア5を圧入して燃焼させ、発
生した高温高圧の燃焼ガスをガスタービンlに導き、ガ
スタービンlの軸0i1aに接続した原動機7で仕事を
させる。
そして、仕事を終えた排ガスは、高いガス温度と高い残
存0□(0!=12〜15%)を保有し、ガスタービン
1出口から排出される。
高い保有熱の排ガスから排熱を回収する際、排熱回収ボ
イラ80にて蒸気あるいは温水で回収するが、排ガスの
保有熱以上の蒸気あるいは温水を取り出す必要ある場合
は、ガスタービン1と排熱回収ボイラ80との間の排ガ
スダクト9にダクトバーナ27を設け、そのダクトバー
ナ27で燃料28を燃焼させて追焚し、排熱回収後の排
ガス14は、図示してない煙突から大気へ放出されるよ
うになっている。なお、第5図図中の符号25は汽水ド
ラム、符号23は脱気器、符号26は工場蒸気、符号2
9は給水循環ポンプ、符号24はボイラ給水ポンプ、符
号22はボイラ給水である。
また、特開昭62−123208号公報に開示される「
追焚き用低NOxダクトバーナ」には、「上流側に燃料
及び安定燃焼用空気が供給される一次燃料用ノズルを、
下流側に燃料のみが供給される二次燃料用ノズルを備え
た予備燃焼ゾーンを、ダクトケーシング内に区画して設
け、このゾーンの下流端をダクトケーシング内の排ガス
流路に合流させ、三次燃焼させることにより、排ガス中
のNOxを減少させる」ことが記載されている。
さらにまた、特開昭62−123209号公報に開示さ
れる「燃料二段燃焼法を採用した追焚き用低NOxダク
トバーナ」には、「−次燃料用ノズル及び二次燃料用ノ
ズルを排ガス流路に臨ませて配設し、−次燃料用ノズル
の近傍にのみ、安定燃焼用空気を送ることにより、ダク
ト内が局部的に異常高温化するのを避け、NOxの発生
を制御する」ことが記載されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、第5図の場合、ガスタービン1の規模によって
排出される排熱の規模が決まり、また、ダクトバーナ2
7による追焚も排出される排ガス中の、残存02濃度に
より燃焼できる燃料量、つまり排熱回収によって得られ
る蒸気量あるいは温水量が決まる。
ところで、ダクトバーナ27において追焚燃料がガスタ
ービン排ガス中の残存02(02=12〜15%)に影
響される原因は、 (i)燃焼に必要な理論空気(実際は酸素02)量が0
Z=12〜15%で限界となる。
(ii)ダクトバーナ27には、大きな燃焼室もなく、
燃焼用空気を補給することも できない。
したがって、蒸気あるいは温水が多量に必要となった場
合には、第5図の排熱回収ボイラ装置では対応できない
また、ガスタービン1が停止した場合には、蒸気あるい
は温水が得られないという欠点もある。
そこで、このような課題を解決するため、この発明は、
ガスタービンが停止した場合でも、必要な蒸気あるいは
温水を安定的に得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
そのため、この発明は上述の課題を、ガスタービンの排
ガスを排熱回収ボイラに導き、その熱交換部でボイラの
水を加熱し温水あるいは蒸気とする際、蒸気または温水
が大量に必要な場合は、追焚用バーナにより追焚きする
とともに、排熱ボイラの内圧を誘引ファンの回転数の変
化と排ガスコントロールダンパの開閉により調節するこ
とにより解決しようとするものである。
さらに詳しくは、第1図の符号を付して説明すると、燃
料3と空気圧縮機4からの燃焼用エア5が供給される燃
焼器2をガスタービン1に接続して、ガスタービン1の
軸端1aに原動機7を接続し、ガスタービン1の排ガス
を排ガスダクト9により排熱回収ボイラ8に導いて、排
熱回収ボイラ8の熱交換部8bにて、その保有熱を蒸気
あるいは温水で回収するようにした排熱回収ボイラ装置
において、前記ガスタービンlと排熱回収ボイラ8との
間の排ガスダクト9に、ガスタービン排圧調節器11と
、このガスタービン排圧調節器11によって開閉する排
ガスコントロールダンパ10を設け、前記排熱回収ボイ
ラ8内には追焚用バーナ18を設けるとともに、この排
熱回収ボイラ8に排熱ボイラ炉内圧調節器16と排ガス
誘引用の誘引ファン15を連結して成り、前記排熱回収
ボイラ8の炉内圧の調節は、排熱ボイラ炉内圧調節器1
6によりコントロールされる誘引ファン150回転数の
変化と排ガスコントロールダンパ10の開閉により制御
するようにしたものである。
〔作用〕
上述の手段によれば、ガスタービン1と排熱回収ボイラ
8との間の排ガスダクト9に排ガスコントロールダンパ
10が設けてあり、ガスタービン1から排出された排ガ
ス14は、排熱回収ボイラ8に導かれてその熱交換部8
bで熱交換したのち、熱交換器12を通り大気に放出さ
れる。
ガスタービン1の排熱が不足する場合は、排熱回収ボイ
ラ8に設けた追焚用バーナ18により追焚きするように
なっており、排熱回収ボイラ8の炉内圧の調節は、排熱
ボイラ炉内圧調節器16によってコントロールされる誘
引ファン15の回転数の変化と、ガスタービン排圧調節
器11によってコントロールされる排ガスコントロール
ダンパlOの開閉制御により行われる。
また、ガスタービン1が停止し排熱が得られない場合は
、排ガスコントロールダンパlOを全開にし、追焚用バ
ーナ18により必要な蒸気あるいは温水を安定的に得る
ことができる。
〔実施例〕
以下、添付図面に基づいて、この発明の詳細な説明する
第1図及び第2図は、この発明の実施例を示しており、
ガスタービン1に燃焼器2が接続してあり、この燃焼器
2には、燃料3と空気圧縮器4からの燃焼用エア5が供
給されるようになっており、また、ガスタービンlの軸
端1aには、減速機6を介して発電機もしくはニアコン
プレッサ等の原動機7が接続しである。
前記ガスタービン1とフレキシブルな追焚が可能な排熱
回収ボイラ8の熱交換部8 ’bとの間の排ガスダクト
9には、排ガスコントロールダンパ10が設けてあり、
この排ガスコントロールダンパ10は、その開閉をガス
タービン排圧調節器11によってコントロールされるよ
うになっており、ガスタービン1の排圧を適正に保つよ
うになっている。
なお、前記排熱回収ボイラ8は、燃焼室(追焚部)8a
と熱交換部8bから成っており、熱交換部8bは排熱回
収水管群(熱回収部)により形成されている。
また、排熱回収ボイラ8の熱交換部8bは、熱交換器1
2及び集塵機13に連結されていて、ガスタービン1か
ら排出された排ガス14は、排熱回収ボイラ8の熱交換
部8bで熱交換されたのち、熱交換器12及び集塵機1
3を通って大気に放出されるようになっている。
一方、前記熱交換器12と集塵機13との間に排ガス誘
引用の誘引ファン15を設けて、この誘引ファン15と
排熱回収ボイラ8とを、排熱ボイラ炉内圧調節器16及
び誘引風量制御用ダンパ17を介して連結しである。
また、排熱回収ボイラ8の燃焼室(追焚部)8aには追
焚用バーナ18が設けてあり、この追焚用バーナ18に
は追焚用燃料19が供給されるとともに、燃焼空気20
の押込ファン21が接続しである。
なおまた、第2図から分かるように、ボイラ給7に22
は脱気器23を経由してボイラ給水ポンプ24により、
熱交換器12から排熱回収ボイラ8の汽水ドラム25に
供給されるようになっており、排熱回収ボイラ8の熱交
換部8bで熱回収された汽水ドラム25内の蒸気または
温水26は、工場用蒸気として各所に給送されるように
なっている。
この発明は、前述のように構成したため、ガスタービン
1から排出された排ガス14が、排熱回収ボイラ8の熱
交換部8bで熱交換されたのち、熱交換器12及び集塵
機13を通って大気に放出される際、ガスタービン1の
排熱が不足なときは、排熱回収ボイラ8の燃焼室(追焚
部)を追焚用バーナ18で追焚きして、従来技術では対
応できない蒸気あるいは温水を得ることができる。
このとき、排熱回収ボイラ8の炉内圧の調節は、排熱ボ
イラ炉内圧調節器16及び誘引風量制御用インバータ1
7で、誘引ファン15の回転数がコントロールされると
ともに、ガスタービン排圧調節器11により排ガスコン
トロールダンパ10を開閉して、ガスタービン1の排圧
を制御することによって行われる。
また、ガスタービン1が停止しても、必要な蒸気あるい
は温水は、排ガスコントロールダンパ10を全閉にする
とともに、追焚用バーナ18による追焚きによって安定
的に得ることができるのである。
なお、第3図及び第4図に、従来例と本発明とのイニシ
ャルコストとランニングコストの差が示してあり、すな
わち、第3図は、従来例と本発明とのイニシャルコスト
(ガスタービン出力1,150kw、ボイラ30T/H
ベース)の差を示したものであるが、本発明は従来技術
に比ベダクトバーナ27を必要としないため、イニシャ
ルコストが低減できることを示している。
また、第4図は従来例と本発明とのランニングコスト(
年間6.000 H/年ベース、負荷100%)の差を
示したものであるが、従来技術のダクトバーナ27で追
焚きする場合、ダクトバーナ27には燃焼室が形成でき
ないため、コストの安いC重油を燃焼させることができ
ず、従って、従来例のダクトバーナ追焚分には、C重油
よりも高価なA重油を燃焼させているが、本発明にあっ
ては、排熱回収ボイラの追焚きには、へ重油より安価な
C重油が使用でき、従って、本発明は従来技術に比べて
、ランニングコストが低減できることを示している。
〔発明の効果〕
この発明は上述のように、ガスタービンからの排ガスを
排熱回収ボイラに導いて、その熱交換部でボイラの水を
加熱し温水あるいは蒸気とする際、蒸気または温水が大
量に必要な場合は、追焚用バーナにより追焚きするとと
もに、排熱ボイラの内圧を誘引ファンの回転数の変化と
排ガスコントロールダンパの開閉により調節するように
したため、ガスタービンの規模に関係なく、必要とする
蒸気あるいは温水を、イニシャルコスト及びランニング
コストを小さくして得ることができるという効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、この発明の実施例を示しており、
第1図は全体構成図、 第2図は、第1図のH矢視で示す部分図、第3図は、本
発明と従来例とのイニシャルコストの比較図、 第4図は、本発明と従来例とのランニングコストの比較
図、 第5図は、従来例を示す第1図相当の全体構成図である
。 ■−・−・ガスタービン 1a−・−軸端 2・−・−燃焼器 3・−−−−−一燃料 4−−−−−−一空気圧縮器 5・−−−−−一燃焼用エア 8−−−−−一排熱回収ボイラ 8 b−−−−−・−熱交換部 9・−−−−一一排ガスダクト 10−〜−−−−−排ガスコントロールダンバ1工・−
・・・−ガスタービン排圧調節器15− ・−誘引ファ
ン 16・−・−排熱ボイラ炉内圧調節器 18−・−・−追焚用バーナ 出願人  トヨタ自動車株式会社 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃料と空気圧縮機からの燃焼用エアが供給される
    燃焼器をガスタービンに接続して、ガスタービンの軸端
    に原動機を接続し、ガスタービンの排ガスを排ガスダク
    トにより排熱回収ボイラに導いて、排熱回収ボイラの熱
    交換部にて、その保有熱を蒸気あるいは温水で回収する
    ようにした排熱回収ボイラ装置において、前記ガスター
    ビンと排熱回収ボイラとの間の排ガスダクトに、ガスタ
    ービン排圧調節器と、このガスタービン排圧調節器によ
    って開閉する排ガスコントロールダンパを設け、前記排
    熱回収ボイラ内には追焚用バーナを設けるとともに、こ
    の排熱回収ボイラに排熱ボイラ炉内圧調節器と排ガス誘
    引用の誘引ファンを連結して成り、前記排熱回収ボイラ
    の炉内圧の調節は、排熱ボイラ炉内圧調節器によりコン
    トロールされる誘引ファンの回転数の変化と排ガスコン
    トロールダンパの開閉により制御することを特徴とする
    フレキシブル排熱回収ボイラ装置。
JP8485588A 1988-04-06 1988-04-06 フレキシブル排熱回収ボイラ装置 Pending JPH01256702A (ja)

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JP (1) JPH01256702A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002173305A (ja) * 2000-12-05 2002-06-21 Tokyo Gas Co Ltd 水素製造装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002173305A (ja) * 2000-12-05 2002-06-21 Tokyo Gas Co Ltd 水素製造装置

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