JPH01326A

JPH01326A - ＮＯｘ低減型ガスタ−ビンプラント

Info

Publication number: JPH01326A
Application number: JP62-154487A
Authority: JP
Inventors: 桐上　清一; 勲佐藤; 文之広瀬; 修荒井; 飯塚　信之
Original assignee: 株式会社日立製作所
Filing date: 1987-06-23
Publication date: 1989-01-05

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〕本発明は、複合ガスタービンを原動機として設置したプ
ラント設備に係り、特に、排ガス中のＮＯｘ含有率、含
有量を低減せしめるように改良したガスタービンプラン
トに関するものである。

〔従来の技術〕

複合ガスタービンは、ガスタービンと、該ガスタービン
排気の廃熱を回収する手段（例えば、ボイラ）と、上記
の廃熱回収手段で発生した高温高圧蒸気で駆動される蒸
気タービンとから構成される。

ガスタービンに関する最新の技術として特開昭６１−６
６０１９号が公知である。

複合ガスタービンの開発初期にあっては、［複合ガスタ
ービンとはガスタービンと廃熱回収ボイラと蒸気タービ
ンとの組合せである」と考えられ、この組合せを一つの
、１７；ｆａ機として単独、独立に認識される傾向が強
かった。

しかし乍ら、この複合ガスタービンの実用化が進み、例
えば複合ガスタービンを原動機とする発電プラントが建
設されるようになった近年においては、該複合ガスター
ビンを単独の原動機として考えるだけでなく、プラント
全体の中での一つの設備として、他機器とのマツチング
や環境保全性も又重要な課題となってくる。

上に述べた環境保全性については、排ガス中のＮ　Ｏｘ
を低減することが重要課題の一つであり、また、他機器
とのマツチングについては、起動・停止特性が重要性能
の一つである。

而して、後に説明するごとく、このＮ　Ｏｘ低減と起動
の迅速性とが密接に関連してくるのである。

第２図は従来技術における複合ガスタービンプラントの
１例として示した複合ガスタービン発電プラントの１例
を示す。

１はガスタービン設備で、空気２を圧縮する空気圧縮機
（コンプレッサ）３と、上記の空気圧縮機で圧縮された
空気を酸化剤として燃料の燃焼を行わせる燃焼器４と、
上記の燃焼で発生した高温高圧ガスを作動流体とするガ
スタービン５とによって構成されている。

上記ガスタービン５の排気６は排気ダクト７、及び廃熱
回収熱交換器（略称ＨＲ８Ｇ）８を介して大気中に排出
９される。

上記のＨＲ８Ｇ８は脱硝装置１０を併設しており、排ガ
ス中のＮＯｘの１部が除去される。

前記のＨＲ３Ｇ８で作られた高温高圧の蒸気は主蒸気管
１１を介して蒸気タービン１２を駆動する。

前記のガスタービン５、及び蒸気タービン１２は発電機
１３と１軸に連結されていてこれを駆動する。１４はコ
ンデンサ、１５は給水ポンプである。

前記の空気圧縮機３の中間段落と排気ダクト７との間を
抽気管１６で接続するとともに、該抽気管１６の途中に
抽気弁１７が設けられている。

また、空気圧縮機３の吐出口と排気ダクト７との間をラ
ッパ抽気管１８で接続するとともに、該ラッパ抽気管の
途中にラッパ抽気弁１９が設けられている。

前記の抽気弁１７を開くと空気圧縮機３の中間段落から
圧縮空気が抽気されて排気ダクト７に放出される。

ガスタービン圧縮機の抽気は１通常、ガスタービン起動
時、回転数が、定格の９５％まで、放出されるものであ
り、抽気の目的は、圧縮機がサー、ジングに入ることを
防止するためである。

また、ラッパ抽気弁１９を開くと、空気圧縮機３の吐出
空気の一部が排気ダクト７に放出される（これはラッパ
抽気と呼ばれている）。このラッパ抽気は、燃料切替時
に火炎の安定を保つために行われる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

第３図は脱硝装置１ｆｆｌｏの脱硝効率と排気ガス温度
との関係を示す。この図表により、排気ガス温度が３０
０℃よりも降下すると、これに伴って脱硝効率が著しく
低下することが解る。例えば２５０℃付近で排ガス温度
が１０℃下がると、脱硝効率は約１５％減少する。

ところが、先、に説明した抽気を行うと、比較的高温（
例えば４００℃）の排気ガス流中に、２００℃の抽気が
１／９の割合で混入すると排気ガス温度は約２０℃低下
する。これに伴って脱硝装置１０の脱硝効率が著しく（
約３０％）減少する。

この排気ガス温度低下の間層は、起動時においては起動
所要時間の延長を招く。

即ち、脱硝装置が所定の脱硝機能を発揮し得る温度にな
るまで暖機する時間が遅れこむ。この為、迅速起動が可
能であるというガスタービンの長所が減殺される。

また、抽気の混入によって排気ガス流の温度が低下して
脱硝機能が悪影響を受けるという問題は前述したラッパ
抽気においても生じる。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので。

脱硝機能に悪影響を及ぼすことなく抽気を行い得るガス
タービンプラントを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するための創作した本発明のガスター
ビンプラントは、ガスタービンと、上記ガスタービンの
排気から廃熱を回収する熱交換手段と、上記熱交換手段
によって発生された高温高圧蒸気によって駆動される蒸
気タービンとを設け。

かつ、前記の廃熱回収手段に脱硝装置を併設したガスタ
ービンプラントに適用され、ガスタービン用空気圧縮機
と、前記脱硝装置の下流側の排気流路との間を、弁手段
を備えた抽気配管で接続したことを特徴とする。

〔作用〕

上記の構成によれば、抽気した空気は脱硝装置の下流側
（排ガス流について下流の意）において排気ガス流に合
流する。

従って、排気ガス流は抽気の混入によって降温する以前
に、高温状態で脱硝装置を流通し、高い脱硝効率でＮＯ
ｘを除去される。

このため、始動時においては脱硝装置の暖機所要時間が
短縮され、排気公害を生じるム！てれなく迅速起動が可
能となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の１実施例を示す。この実施例は、第２
図に示した従来例に本発明と適用して改良したものであ
る。次に、第２図の従来例と異なる点について説明する
。

本例の低気配管１６′は、その下流側の端部を排気ダク
ト７に接続することなく、脱硝装置１０の下流側に当た
る排ガス流路に接続しである。

また、本例のラッパ抽気配管１８′も、その下流端を排
気ダクト７に接続することなく、脱硝装置１ｆｆｌＯの
下流側に当たる排ガス流路に接続しである。

これにより、ガスタービンの排ガス流は抽気の混入を受
ける個所Ｂよりも上流側で、高温状態で脱硝装置１０を
流通し、高い脱硝効率でＮＯｘを除去される。

第４図は起動時における排ガス中にＮｏｘｔ度の時間的
変化を示す図表であって、従来例を破線で描き、本実施
例を鎖線で描いである。

本例においては暖機の進行が早いので、脱硝装置へのア
ンモニア注入タイミングを早くすることが出来る。

その結果、ＮＯ，濃度のピーク値は従来例の２０ρｐｍ
Ｖに比して本実施例は１５ρρｍＶに減少して　４いる
。

また５本例（鎖線）は従来例（破線）に比して起動所要
時間を図示のＴだけ短縮できた。

また、ガスタービンの排気温度を排気ダクト内の複数点
にて測定し、燃焼異常の有無をチエツクする機能、いわ
ゆるコンパジョンモニタは、従来技術においては起動時
ガスタービン圧縮機の抽気により部分的に影響を受け、
抽気弁閉（回転数的９５％）まで、役に立たなかったが
１本実施例においては抽気を廃熱回収熱交換手段の下流
に放出することにより、その影響がなくなる。よって、
ガスタービン起動時の燃焼異常もチエツクできるように
なった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、排ガスの脱硝機能に悪影響を与えるこ
となく空気圧縮機の抽気を行うことが出来るという優れ
た実用的効果を奏し、その結果複合ガスタービンプラン
トの起動時間短縮に貢献するところ多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＮＯｘ低減型ガスタービンプラントの
１実施例を示す系統図、第２図は従来例の系統図である
。第３図は脱硝効率とガス温度との関係を示す図表である
。第４図は前記実施例の効果を説明するための図表である
。１・・・ガスタービン装置、２・・・空気、３・・・空
気圧縮機、４・・・燃焼器、°５・・・ガスタービン、
６・・・排気、７・・・排気ダクト、８・・・廃熱回収
熱交換器、１０・・・脱硝装置、１１・・・主蒸気管、
１２・・・蒸気タービン、１４・・・コンデンサ、１５
・・・給水ポンプ、１６・・・抽気管、１６′・・・抽
気配管、１７．１７’・・・抽気弁。１８・・・ラッパ抽気管、１８′・・・ラッパ抽気配管
、１９・・・ラッパ抽気弁。

Claims

【特許請求の範囲】１、ガスタービンと、上記ガスタービンの排気から廃熱
を回収する熱交換手段と、上記熱交換手段によつて発生
された高温高圧蒸気によって駆動される蒸気タービンと
を設け、かつ、前記の廃熱回収手段に脱硝装置を併設し
たガスタービンプラントにおいて、ガスタービン用空気
圧縮機と、前記全硝装置の下流側の排気流路との間を、
弁手段を備えた抽気配管で接続したことを特徴とする、
ＮＯｘ低減型ガスタービンプラント。２、前記の抽気配管は、空気圧縮機の吐出口から分岐せ
しめたものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
項に記載のＮＯｘ低減型ガスタービンプラント。３、前記の抽気配管は、空気圧縮機の中間段落に接続さ
れたものであることを特徴とする特許請求の範囲第１項
に記載のＮＯｘ低減型ガスタービンプラント。４、前記の抽気配管は空気圧縮機のサージ防止用抽気配
管であることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
のＮＯｘ低減型ガスタービンプラント。