JPH0218413B2 - - Google Patents

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JPH0218413B2
JPH0218413B2 JP18127781A JP18127781A JPH0218413B2 JP H0218413 B2 JPH0218413 B2 JP H0218413B2 JP 18127781 A JP18127781 A JP 18127781A JP 18127781 A JP18127781 A JP 18127781A JP H0218413 B2 JPH0218413 B2 JP H0218413B2
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JP
Japan
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combustor
subsystem
gas
gas turbine
compressed air
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Application number
JP18127781A
Other languages
Japanese (ja)
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JPS5885323A (en
Inventor
Daburyu Kooru Rotsusa
Eichi Zoru Oogasuto
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.)
Curtiss Wright Corp
Original Assignee
Curtiss Wright Corp
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Publication date
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Publication of JPS5885323A publication Critical patent/JPS5885323A/en
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加圧流動層燃焼器と、ガスタービン―
空気圧縮機サブシステムと、ガス浄化サブシステ
ムとを有するガスタービン動力装置に関し、より
詳細には動力装置の冷態始動に先立つて加圧流動
層燃焼器およびガス浄化サブシステムを予熱する
方法および装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides a pressurized fluidized bed combustor and a gas turbine.
A gas turbine power plant having an air compressor subsystem and a gas purification subsystem, and more particularly, a method and apparatus for preheating a pressurized fluidized bed combustor and gas purification subsystem prior to cold start of the power plant. Regarding.

この種のガスタービン動力装置で、ジヤブ他
(Jubb et al)の米国特許第3791137号(1974年2
月12日発行)およびハーベー(Harboe)の米国
特許第3924402号(1975年12月9日発行)に例示
されているように加圧流動層燃焼器を有し、且つ
燃焼器内で発生された燃焼ガスをガスタービンへ
通す前に燃焼ガスからこれに伴なう微粒子状固体
を取除くためのガス浄化サブシステムを有するも
のにおいては、動力装置の冷態始動を開始するの
に先立つて燃焼器を予熱することが必要である。
燃焼器およびガス浄化サブシステムを予熱してお
かないと、燃焼器およびガス浄化サブシステムの
壁面が冷たいために燃焼ガス中の炭化水素の燃焼
により発生した水が凝縮してしまう。この水は飛
散灰およびその他の同伴微粒子、たとえば酸化カ
ルシウム等と混合して糊状の物質を形成する。こ
のような糊状物質は固まるとセメント状の物質と
なり、燃焼器やガス浄化サブシステムを汚し、こ
れらの効率が悪くなる。燃焼器およびガス浄化サ
ブシステムを加熱するには、これらの大きさによ
つては、長時間、たとえば24時間熱にさらしてお
くことが必要となるため、燃焼器およびガス浄化
サブシステムを予熱する方法または手段が熱効率
の良いものであることが望ましい。
This type of gas turbine power plant is disclosed in U.S. Pat. No. 3,791,137 to Jubb et al.
No. 3,924,402 to Harboe (issued December 9, 1975) and has a pressurized fluidized bed combustor, and In those having a gas purification subsystem for removing associated particulate solids from the combustion gases prior to passage of the combustion gases to the gas turbine, the combustor It is necessary to preheat.
If the combustor and gas purification subsystem are not preheated, the cold walls of the combustor and gas purification subsystem will cause water produced by the combustion of hydrocarbons in the combustion gases to condense. This water mixes with fly ash and other entrained particulates, such as calcium oxide, to form a paste-like substance. These glue-like substances solidify into a cement-like substance that fouls combustors and gas purification subsystems, making them less efficient. Preheating the combustor and gas purification subsystem, since heating the combustor and gas purification subsystem may require exposure to heat for an extended period of time, e.g. 24 hours, depending on their size. It is desirable that the method or means be thermally efficient.

従つて、本発明の目的は、ガスタービン―空気
圧縮機サブシステムを有するガスタービン動力装
置の加圧流動層燃焼器およびガス浄化サブシステ
ムを予熱する方法および装置であつて、比較的簡
単であり且つ燃焼器およびガス浄化サブシステム
の内側表面における凝縮を熱的に効率良く妨げる
方法および装置を提供することである。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a relatively simple method and apparatus for preheating a pressurized fluidized bed combustor and gas purification subsystem of a gas turbine power plant having a gas turbine-air compressor subsystem. It is another object of the present invention to provide a method and apparatus for thermally efficiently preventing condensation on the interior surfaces of combustors and gas cleaning subsystems.

本発明の別の目的は、動力装置の冷態始動に先
立つて動力装置の加圧流動層燃焼器およびガス浄
化サブシステムを予熱する方法および装置であつ
て、動力装置の燃焼器、ガス浄化サブシステムお
よびガスタービン―空気圧縮機サブシステムとは
別の熱源を設ける必要のないものを提供すること
である。
Another object of the invention is a method and apparatus for preheating a pressurized fluidized bed combustor and gas purification subsystem of a power plant prior to a cold start of the power plant. It is an object of the present invention to provide a system that does not require a separate heat source from the gas turbine-air compressor subsystem.

本発明のさらに別の目的は、ガスタービン―空
気圧縮機サブシステムを有するガスタービン動力
装置の加圧流動層燃焼器およびガス浄化サブシス
テムを予熱する方法および装置であつて、この予
熱方法および装置は圧縮の熱により加熱された圧
縮空気を利用し、従つて比較的湿気のないものを
提供することである。
Yet another object of the present invention is a method and apparatus for preheating a pressurized fluidized bed combustor and gas purification subsystem of a gas turbine power plant having a gas turbine-air compressor subsystem. utilizes compressed air that is heated by the heat of compression and is therefore relatively moisture-free.

本発明のさらに別の目的は、圧縮空気を必要と
する種類のものであり且つガスタービン動力装置
のガスタービン―空気圧縮機サブシステムから圧
縮空気を受取るように接続された分離器を有する
ガス浄化サブシステムと、加圧流動層燃焼器の内
側表面を予熱する方法および装置であつて、この
予熱方法および装置はガス浄化システムおよび燃
焼器を通る、これらの構成要素を通る燃焼ガスの
流れとは逆の方向の圧縮空気の流れを生じさせる
ようなものを提供することである。
Yet another object of the invention is a gas purification system of the type requiring compressed air and having a separator connected to receive compressed air from a gas turbine-air compressor subsystem of a gas turbine power plant. A method and apparatus for preheating subsystems and internal surfaces of a pressurized fluidized bed combustor, the preheating method and apparatus comprising: a gas purification system and a combustor; The object of the present invention is to provide something that allows compressed air to flow in opposite directions.

従つて、本発明はガスタービン動力装置の「冷
態始動」に先立つて動力装置の加圧流動層燃焼器
およびガス浄化サブシステムを予熱する新規な方
法および装置を意図するものである。
Accordingly, the present invention is directed to a novel method and apparatus for preheating a pressurized fluidized bed combustor and gas cleaning subsystem of a gas turbine power plant prior to a "cold start" of the power plant.

ガスタービン動力装置は加圧流動層燃焼器と、
ガス浄化サブシステムと、ガスタービン―空気圧
縮機サブシステムとを有する種類のものである。
これら3つの構成要素が互いに接続されて、燃焼
器内で発生した燃焼ガスをガス浄化サブシステム
へ通す。ガス浄化サブシステムにおいて燃焼ガス
中に含まれる微粒子状物質が実質的に取除かれ、
実質的に清浄な燃焼ガスはガスタービン―空気圧
縮機サブシステムのガスタービンへ通されて、ガ
スタービンを駆動し、次には空気圧縮機を駆動す
る。固体燃料の燃焼を流動化し且つ支持すると共
に燃焼温度を制御するために、圧縮空気が加圧流
動層へ導かれる。
The gas turbine power plant includes a pressurized fluidized bed combustor,
It is of the type that has a gas cleaning subsystem and a gas turbine-air compressor subsystem.
These three components are connected together to pass the combustion gases generated within the combustor to the gas purification subsystem. Particulate matter contained in the combustion gas is substantially removed in the gas purification subsystem,
The substantially clean combustion gases are passed to the gas turbine of the gas turbine-air compressor subsystem to drive the gas turbine and, in turn, the air compressor. Compressed air is directed into a pressurized fluidized bed to fluidize and support the combustion of solid fuels and to control combustion temperatures.

予熱装置は加圧流動層燃焼器とは別に燃焼ガス
を発生させる燃焼手段を具備する。燃焼手段とが
ガスタービンとの間に第1導管手段が接続されて
燃焼ガスをガスタービンへ導き、ガスタービンを
駆動し、次には空気圧縮機を駆動する。空気圧縮
機をガス浄化サブシステムおよび流動層燃焼器と
連通してこれらに圧縮空気を通す第2導管手段が
設けられる。弁手段が配設され、これはガス浄化
サブシステムからガスタービンへの気体流体の流
れを妨げる位置へ作用する。流動層燃焼器および
ガス浄化サブシステムを通気する通気手段が設け
られる。この通気手段は選択的に作用して加圧流
動層燃焼器およびガス浄化サブシステムの内部を
大気と挿通させ、ガス浄化サブシステムおよび燃
焼器を通り、そこから大気へ向かう加熱された圧
縮空気の流れを生じさせる。約350〓(176.7℃)
の圧縮空気は流れる間にガス浄化サブシステムお
よび燃焼器に熱を奪われ、そのため加圧流動層燃
焼器およびガス浄化サブシステムの内側表面が加
熱される。この予熱により、動力装置の始動時に
これらの内側表面上で水蒸気が凝縮するのが妨げ
られる。
The preheating device includes combustion means for generating combustion gas separately from the pressurized fluidized bed combustor. First conduit means is connected between the combustion means and the gas turbine to direct the combustion gases to the gas turbine to drive the gas turbine and in turn to drive the air compressor. Second conduit means are provided for communicating the air compressor with and passing compressed air to the gas purification subsystem and the fluidized bed combustor. Valve means is provided and acts into position to prevent the flow of gaseous fluid from the gas purification subsystem to the gas turbine. Venting means are provided for venting the fluidized bed combustor and gas purification subsystem. The venting means selectively operates to communicate the interior of the pressurized fluidized bed combustor and gas purification subsystem with the atmosphere, thereby directing heated compressed air through the gas purification subsystem and combustor and thence to the atmosphere. Create a flow. Approximately 350〓 (176.7℃)
The compressed air loses heat to the gas purification subsystem and combustor as it flows, thereby heating the internal surfaces of the pressurized fluidized bed combustor and gas purification subsystem. This preheating prevents water vapor from condensing on these inner surfaces during power plant startup.

本発明のより具体的な態様によれば、ガス浄化
サブシステムは複数の互いに連続的に接続された
分離器を具備する。動力装置が動作中であるとき
の燃焼ガスの流れの方向に対して最後に位置する
分離器は最高の有効性を得るために圧縮空気を必
要とする種類のもの、たとえば米国オハイオ州ク
リーヴランド,29085ソロン・ロード在のエアロ
ダイン・デベロツプメント社(Aerodyne
Development Corporation)により製造されて
いるシリーズSVダストコレクタ等である。予熱
用圧縮空気は動力装置の動作中に最後の分離器に
圧縮空気を供給する同じ導管を介して導かれる。
通気手段は、圧縮空気がガス浄化サブシステムお
よび燃焼器を通つて、動力装置が動作中であると
きの燃焼ガスの方向とは逆の方向に流れるように
燃焼器と関連している。
According to a more specific aspect of the invention, the gas purification subsystem comprises a plurality of separators connected in series with each other. Separators located last in the direction of flow of combustion gases when the power plant is in operation are of the type that require compressed air for maximum effectiveness, such as those requiring compressed air, Cleveland, Ohio, USA 29085. Aerodyne Development Co., Solon Road
Series SV dust collectors manufactured by the SV Development Corporation. The preheating compressed air is conducted through the same conduit that supplies compressed air to the last separator during operation of the power plant.
The venting means is associated with the combustor such that compressed air flows through the gas purification subsystem and the combustor in a direction opposite to the direction of combustion gases when the power plant is in operation.

本発明による燃焼器およびガス浄化サブシステ
ムを予熱する方法は、流動層燃焼器とは別の燃焼
器において燃焼ガスを発生させ、このような燃焼
ガスをガスタービンに通してガスタービンを駆動
し、それにより空気圧縮機を駆動して圧縮の熱に
より加熱された圧縮空気を生成する工程を含む。
その後、空気圧縮機からの圧縮空気は浄化サブシ
ステムおよび流動層燃焼器に導かれるが、その
間、浄化サブシステムからガスタービンへの気体
流体の流れは妨げられている。また、流動層燃焼
器およびガス浄化サブシステムの内部は大気へ通
気されているので、浄化サブシステムおよび流動
層燃焼器を通る圧縮空気の流れが起こる。
A method of preheating a combustor and gas purification subsystem according to the present invention includes generating combustion gases in a combustor separate from a fluidized bed combustor and passing such combustion gases through a gas turbine to drive the gas turbine; The method includes the step of driving an air compressor thereby to generate compressed air heated by the heat of compression.
Compressed air from the air compressor is then directed to a purification subsystem and a fluidized bed combustor, while gaseous fluid flow from the purification subsystem to the gas turbine is obstructed. Additionally, the interior of the fluidized bed combustor and gas purification subsystem is vented to atmosphere, resulting in a flow of compressed air through the purification subsystem and fluidized bed combustor.

より狭い範囲においては、本発明による予熱法
は圧縮空気をガス浄化サブシステムへ導き且つま
ず最初に燃焼器を通気することによりガス浄化サ
ブシステムおよび燃焼器を通る圧縮空気の流れが
動力装置が動作中であるときのこれらの構成要素
を通る燃焼ガスの流れとは逆の方向となるように
した工程を含む。
In a narrower scope, the preheating method according to the present invention directs compressed air to the gas purification subsystem and first vents the combustor so that the flow of compressed air through the gas purification subsystem and combustor is controlled before the power plant is operated. the flow of combustion gases through these components when the combustion gases flow through the components.

以下図面を参照して、本発明の実施例について
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

参照番号10は全体として本発明によるガスタ
ービン動力装置を示す。この動力装置は概して流
動層燃焼器12と、浄化サブシステム14と、ガ
スタービンおよび空気圧縮機サブシステム16と
を具備する。サブシステム14および16は図面
では一点鎖線で囲まれている。
Reference numeral 10 generally indicates a gas turbine power plant according to the invention. The power plant generally includes a fluidized bed combustor 12, a purification subsystem 14, and a gas turbine and air compressor subsystem 16. Subsystems 14 and 16 are surrounded by dash-dotted lines in the drawing.

流動層燃焼器12は3つの横に広がる仕切り1
8,20および22を備えている。これらの仕切
りは流動層燃焼器の内部を、反応または燃焼用区
域24と、2つの入口プレナム26および28
と、出口プレナム30とに分割する。流動層燃焼
器12は導管32を介して燃料供給手段34に接
続され、適切な大きさの微粒子状燃料、たとえば
高硫黄炭等を燃焼区域24において受取る。ま
た、流動層燃焼器12は導管38を介して燃料供
給手段36に接続され、燃焼区域24において二
酸化硫黄吸収物質、たとえば粉砕した苦灰石等を
受取る。仕切り18には圧縮空気をプレナム26
から燃焼区域24内へ分配するため孔をあける
か、または羽口を備え付けても良い。燃焼区域2
4内の反応温度を約507℃ないし954℃の範囲内で
制御するために、熱交換器40が燃焼区域24内
に配設される。この熱交換器は入口プレナム28
から圧縮空気を受取り、加熱された空気を出口プ
レナム30内に放出するように接続されている。
燃焼区域24において形成される灰は排出導管4
2、灰冷却器44および灰ホツパ45を介して燃
焼区域から取除かれる。
The fluidized bed combustor 12 has three laterally spread partitions 1
8, 20 and 22. These partitions divide the interior of the fluidized bed combustor into a reaction or combustion zone 24 and two inlet plenums 26 and 28.
and an exit plenum 30. Fluidized bed combustor 12 is connected via conduit 32 to a fuel supply means 34 for receiving suitably sized particulate fuel, such as high sulfur coal, in combustion zone 24 . The fluidized bed combustor 12 is also connected via a conduit 38 to a fuel supply means 36 for receiving sulfur dioxide absorbing material, such as crushed dolomite, in the combustion zone 24. Compressed air is supplied to the partition 18 in a plenum 26.
It may also be perforated or provided with tuyere for distribution into the combustion zone 24. Combustion area 2
A heat exchanger 40 is disposed within combustion zone 24 to control the reaction temperature within combustion zone 24 within a range of approximately 507°C to 954°C. This heat exchanger has an inlet plenum 28
The outlet plenum 30 is connected to receive compressed air from the outlet plenum 30 and to discharge heated air into the outlet plenum 30.
The ash formed in the combustion zone 24 is removed from the exhaust conduit 4.
2, removed from the combustion zone via ash cooler 44 and ash hopper 45.

ガスタービンおよび空気圧縮機サブシステム1
6はガスタービン48に連結され、これにより駆
動される空気圧縮機46を具備する。ガスタービ
ン48は、燃焼ガスを導管52および54を介し
て自由動力タービンへ排出するように接続され
る。導管54内には分離弁56が配設されて、タ
ービン48から動力タービン50への排気ガスの
流れを制御する。また、弁制御パイパス導管58
が設けられ、排気ガスをタービン48から動力タ
ービン50の排出導管60へ通す。排気ガスを自
由タービン50の排出導管60から排熱ボイラ
(図示せず)へ、またはガスタービン48の排出
導管48から導くために導管62が設けられる。
導管62内には弁64が設けられている。この弁
が開き、バイパス導管58内の弁57および弁5
6が閉じているとき、この弁64はガスタービン
48からの排気ガスが自由タービン50をバイパ
スして直接、排熱ボイラへ導かれるようにする。
自由動力タービン50は交流発電機66等の負荷
を駆動するように接続される。圧縮機46のサー
ジングを防ぐため、主圧縮空気供給パイプ69内
の逆上弁67、バイパスパイプ71および弁73
からなるサージ防止手段が設けられている。
Gas turbine and air compressor subsystem 1
6 includes an air compressor 46 connected to and driven by a gas turbine 48. Gas turbine 48 is connected to exhaust combustion gases via conduits 52 and 54 to a free power turbine. An isolation valve 56 is disposed within conduit 54 to control the flow of exhaust gas from turbine 48 to power turbine 50 . Additionally, the valve control bypass conduit 58
is provided to pass exhaust gas from turbine 48 to exhaust conduit 60 of power turbine 50 . A conduit 62 is provided to direct exhaust gas from an exhaust conduit 60 of the free turbine 50 to a waste heat boiler (not shown) or from an exhaust conduit 48 of the gas turbine 48 .
A valve 64 is provided within conduit 62 . This valve opens and valves 57 and 5 in bypass conduit 58
When 6 is closed, this valve 64 allows exhaust gas from the gas turbine 48 to bypass the free turbine 50 and be directed directly to the waste heat boiler.
Free power turbine 50 is connected to drive a load, such as an alternator 66. To prevent surging of the compressor 46, a reverse valve 67, a bypass pipe 71 and a valve 73 in the main compressed air supply pipe 69 are installed.
A surge prevention means is provided.

装置10内には浄化サブシステム14が設けら
れている。このシステムは導管78,80および
82により互いに連続的に連続されて流動層燃焼
器12から排出された燃焼ガスを出口導管84を
介して順に受取る複数の分離器70,72,74
および76を具備する。分離器70は排出導管8
6を介して流動層燃焼器12に接続されているの
で、燃焼ガスに含まれる不燃焼燃料微粒子は分離
器70において燃焼ガスから分離されて燃焼区域
18へ戻され、燃焼される。分離器76からは実
質的に清浄な燃焼ガスが出口導管88により排出
される。出口導管88はまたパイプ90を有する
第1通気手段にも接続される。このパイプ90は
弁92を有し、且つ加圧水洗浄器94に接続され
る。水洗浄器94はパイプ96内の弁98が開位
置にあるときにこのパイプ96を介して通気され
る。弁92は、動力装置10の始動時または運転
停止動作の間を除いて閉鎖されている。分離器7
6は圧縮空気を必要とする種類のもの、たとえば
米国オハイオ州クリーヴランド,29085ソロン・
ロード在のエアロダイン・デベロツプメント・コ
ーポレーシヨンにより製造されているシリーズ
SVダストコレクタであつても良い。分離器76
に圧縮空気を供給するために、分離器76はパイ
プ100により流動層燃焼器12に接続される。
パイプ100は一端で主圧縮空気供給パイプ69
と連通し、他端で分離器76と連通する。動力装
置10の動作中、圧縮空気全体の一部がパイプ1
00を介して直接分離器76に供給される。パイ
プ100は空気圧縮機46からこのパイプを通る
空気の流れを制御する弁104を備えている。流
動層燃焼器のプレナム30をパイプ100および
清浄燃焼ガスパイプ108と接続するためパイプ
106が設けられる。この清浄燃焼ガスパイプ1
08は、分離器76の出口パイプ88をガスター
ビン48と接続して浄化された高温の燃焼ガスを
ガスタービンへ通す。弁110がパイプ106内
の、このパイプがパイプ100および108と接
続する箇所の間に配設される。弁110を変調す
ることにより、パイプ100を通る圧縮空気の流
れの量が分離器76の要求に従つて調整される。
この弁調節により、パイプ106を介してパイプ
108へバイパスされる空気の量が決まる。
A purification subsystem 14 is provided within apparatus 10 . The system includes a plurality of separators 70 , 72 , 74 connected in series with each other by conduits 78 , 80 and 82 and which in turn receive combustion gases discharged from the fluidized bed combustor 12 via an outlet conduit 84 .
and 76. The separator 70 is connected to the discharge conduit 8
6 to the fluidized bed combustor 12, the unburned fuel particulates contained in the combustion gas are separated from the combustion gas in a separator 70 and returned to the combustion zone 18 where they are combusted. Substantially clean combustion gases exit the separator 76 via an outlet conduit 88. The outlet conduit 88 is also connected to a first ventilation means having a pipe 90. This pipe 90 has a valve 92 and is connected to a pressurized water washer 94 . Water washer 94 is vented through pipe 96 when valve 98 in pipe 96 is in the open position. Valve 92 is closed except during startup or shutdown operations of power plant 10. Separator 7
6 is the type that requires compressed air, such as Solon, 29085 Cleveland, Ohio, USA.
Series manufactured by Aerodyne Development Corporation of Rhodes.
It may also be an SV dust collector. Separator 76
The separator 76 is connected to the fluidized bed combustor 12 by a pipe 100 in order to supply compressed air to the fluidized bed combustor 12 .
Pipe 100 connects at one end to main compressed air supply pipe 69
The other end communicates with the separator 76. During operation of the power plant 10, a portion of the entire compressed air flows through the pipe 1.
00 directly to the separator 76. Pipe 100 includes a valve 104 that controls the flow of air through the pipe from air compressor 46 . A pipe 106 is provided to connect the plenum 30 of the fluidized bed combustor with the pipe 100 and the clean combustion gas pipe 108. This clean combustion gas pipe 1
08 connects the outlet pipe 88 of the separator 76 with the gas turbine 48 to pass the purified hot combustion gas to the gas turbine. A valve 110 is disposed within pipe 106 between where it connects with pipes 100 and 108. By modulating valve 110, the amount of compressed air flow through pipe 100 is adjusted according to the demands of separator 76.
This valving determines the amount of air that is bypassed through pipe 106 to pipe 108.

主圧縮空気供給パイプ69の他に、動力装置が
動作中であるときに圧縮空気を加圧流動層燃焼器
12へ通す分岐パイプ114および116が設け
られている。分岐パイプ114は一端で主供給パ
イプ69に接続され、他端でプレナム26に接続
されて圧縮空気をプレナム25に導く。分岐パイ
プ116は一端で主供給パイプ69に接続され、
他端でプレナム28に接続される。分岐パイプ1
14および116を通る圧縮空気の流れは各々の
パイプの中の弁118および120により調整さ
れる。弁118および120は通常は圧縮機46
により排出された圧縮空気を主供給パイプ69内
に分配するように調節される。そこで、約三分の
一は燃料微粒子を懸濁し且つ燃料の燃焼を支持す
るためにプレナム26へ導かれ、空気の約三分の
二はプレナム28に供給されて熱交換器40を通
つて流れ且つ燃焼区域40を冷却する。
In addition to the main compressed air supply pipe 69, branch pipes 114 and 116 are provided which pass compressed air to the pressurized fluidized bed combustor 12 when the power plant is in operation. Branch pipe 114 is connected at one end to main supply pipe 69 and at the other end to plenum 26 to direct compressed air to plenum 25 . The branch pipe 116 is connected at one end to the main supply pipe 69;
It is connected to plenum 28 at the other end. Branch pipe 1
The flow of compressed air through 14 and 116 is regulated by valves 118 and 120 in each pipe. Valves 118 and 120 are typically connected to compressor 46
is adjusted to distribute the compressed air discharged by the main supply pipe 69 into the main supply pipe 69. There, approximately one-third of the air is directed to plenum 26 to suspend the fuel particulates and support combustion of the fuel, and approximately two-thirds of the air is supplied to plenum 28 and flows through heat exchanger 40. and cooling the combustion zone 40.

バイパスパイプ122が一端で主供給パイプ6
9に接続され、主供給パイプ69から圧縮空気を
受取ると共に、圧縮空気を補助燃焼器124へ通
す。油またはガス等の燃料が選択的に燃焼器12
4内に噴射され、始動モードの場合のように圧縮
空気を加熱することが必要であるときには熱いガ
スをパイプ114に送り、そこから流動層燃焼器
12のプレナム26に送る。弁126がバイパス
パイプ122内に設けられて、第2補助燃焼器1
24への圧縮空気の流れを制御する。
Bypass pipe 122 has one end connected to main supply pipe 6
9 to receive compressed air from the main supply pipe 69 and to pass the compressed air to the auxiliary combustor 124 . A fuel such as oil or gas is selectively supplied to the combustor 12.
4 and when it is necessary to heat the compressed air, such as in start-up mode, the hot gas is sent to pipe 114 and from there to the plenum 26 of the fluidized bed combustor 12. A valve 126 is provided in the bypass pipe 122 to connect the second auxiliary combustor 1
Controls the flow of compressed air to 24.

本発明によれば、流動層燃焼器12およびガス
浄化サブシステム14の分離器70,74および
76の内側表面における有害作用である凝縮を防
止するために、動力装置10の冷態始動に先立つ
て、動力装置10の流動層燃焼器12およびガス
浄化サブシステム14が予熱される。この予熱は
第2補助燃焼器130を設けることにより達成さ
れる。第2補助燃焼器130はガスタービン―空
気圧縮機サブシステム16の一部を形成していて
も良く、またはこれと別のものであつても良い。
油または気体燃料が燃焼器130内で燃焼して燃
焼ガスを発生する。燃焼ガスは燃焼器130の出
口パイプおよびパイプ108を介してガスタービ
ン48に通され、ガスタービンを駆動し、次には
圧縮機46を駆動する。最初に圧縮された空気
は、圧縮機46が燃焼器130において燃焼する
ために必要な圧縮空気をパイプ69およびパイプ
134を介して供給するのに十分なほど速く駆動
されるまで補助圧縮空気源(図示せず)から燃焼
器130に供給しても良い。燃焼器130への圧
縮空気の流れを制御するため、パイプ134内に
弁136が設けられる。予熱の際には、パイプ1
08内の、パイプ106および132とパイプ1
08との接続箇所の間に配設された弁138と共
に弁92,110,118,120および126
が閉鎖される。パイプ100内の弁104は開位
置にあつて、圧縮の熱によつて約300〓(148.9
℃)の温度まで加熱された圧縮空気を流す。加圧
流動層燃焼器12は図示されているように導管1
40であつても良い通気手段を備えている。この
導管140を通る流れは弁142により制御され
る。この導管140は一端で加圧流動層燃焼器1
2の内部と連通すると共に、フイルタ144を介
して大気と連通する。このフイルタは動力装置の
バグハウス(図示せず)であつても良く、または
別個のフイルタ処理部材であつても良いが、圧縮
空気が大気へ排出される前に圧縮空気中に含まれ
るあらゆる微粒子を除去する。または、通気手段
は反応チエンバ24と連通し且つ着脱自在のカバ
ー(図示せず)を有するような燃焼器12内のマ
ンホール(図示せず)であつても良い。カバーを
取外した後に大気中へ出る圧縮空気をフイルタ処
理するため、フイルタ素子(図示せず)をマンホ
ール内に挿入しても良い。通気弁142が開いて
いるとき、圧縮空気はパイプ100を介して分離
器76内に流入し、そこから分離器を互いに接続
するパイプ82,80および78を介して、動力
装置10の動作中に流動層燃焼器12内で発生す
る燃焼ガスの流れの方向とは逆の方向に分離器7
4,72および70の中を流れる。分離器70を
出た圧縮空気はパイプ84および86を介して流
動層燃焼器12内に流入し、流動層燃焼器12を
出てから導管140およびフイルタを介して大気
中へ流出する。圧縮空気は、動力装置が始動する
と流動層燃焼器12およびガス浄化サブシステム
14の内側表面で起こる凝縮を回避するために、
それら内側表面を十分加熱するまで流れ続ける。
In accordance with the present invention, prior to a cold start of the power plant 10, a , the fluidized bed combustor 12 and gas purification subsystem 14 of the power plant 10 are preheated. This preheating is achieved by providing a second auxiliary combustor 130. The second auxiliary combustor 130 may form part of the gas turbine-air compressor subsystem 16 or may be separate therefrom.
Oil or gaseous fuel is combusted within combustor 130 to generate combustion gases. The combustion gases are passed through the combustor 130 outlet pipe and pipe 108 to the gas turbine 48 to drive the gas turbine, which in turn drives the compressor 46 . The initially compressed air is supplied to the auxiliary compressed air source ( (not shown) to the combustor 130. A valve 136 is provided within pipe 134 to control the flow of compressed air to combustor 130 . When preheating, pipe 1
Pipes 106 and 132 and pipe 1 in 08
Valves 92, 110, 118, 120 and 126 with valve 138 arranged between the connection points with 08
will be closed. When the valve 104 in the pipe 100 is in the open position, the heat of compression causes about 300〓(148.9
Flow compressed air heated to a temperature of 30°F (°C). The pressurized fluidized bed combustor 12 is connected to the conduit 1 as shown.
40 and is equipped with good ventilation means. Flow through this conduit 140 is controlled by valve 142. This conduit 140 has one end connected to the pressurized fluidized bed combustor 1
2 and communicates with the atmosphere via a filter 144. This filter, which may be in the power plant's baghouse (not shown) or may be a separate filtering element, removes any particulate matter contained in the compressed air before it is discharged to the atmosphere. remove. Alternatively, the venting means may be a manhole (not shown) in the combustor 12 that communicates with the reaction chamber 24 and has a removable cover (not shown). A filter element (not shown) may be inserted into the manhole to filter the compressed air that exits to the atmosphere after the cover is removed. When vent valve 142 is open, compressed air flows into separator 76 via pipe 100 and from there via pipes 82, 80 and 78 connecting the separators to each other during operation of power plant 10. The separator 7 is installed in the direction opposite to the flow direction of the combustion gas generated in the fluidized bed combustor 12.
4, 72 and 70. Compressed air leaving separator 70 enters fluidized bed combustor 12 via pipes 84 and 86 and exits fluidized bed combustor 12 via conduit 140 and a filter to the atmosphere. The compressed air is compressed to avoid condensation that occurs on the inside surfaces of the fluidized bed combustor 12 and gas cleaning subsystem 14 when the power plant is started.
The flow continues until the inner surfaces are sufficiently heated.

予熱のための圧縮空気はパイプ100を介し
て、通常の動作において圧縮空気を必要とする分
離器76へ流れるように図示されているが、予熱
用圧縮空気は通常は圧縮空気を受取らない分離器
76に供給しても良く、また本発明の範囲および
精神から逸脱することなくこのような圧縮空気を
予熱の目的のみのために供給するパイプ100を
設けることができるであろうということを理解す
べきである。さらに、分離器76が通常の動作に
圧縮空気を必要とする種類のものでなければ、パ
イプ100および通気導管140の形の通気手段
は省略することができる。圧縮空気による予熱
は、弁92および98を開いてガス浄化サブシス
テムを大気と連通させ且つ弁118を開いて圧縮
空気がパイプ69および分岐パイプ114を介し
て流動層燃焼器12のプレナム26内に流入する
ようにすることにより達成できる。この実施例に
おいては他の弁110,120,126および1
38は閉位置にある。圧縮空気はその後プレナム
26からガス浄化サブシステム14を介して、動
力装置が動作中であるときの燃焼ガスの流れと同
じ方向に流れるであろう。その後、圧縮空気はガ
ス浄化サブシステム14からパイプ90、洗浄器
94およびパイプ96を介して大気へ流れるであ
ろう。
Although compressed air for preheating is shown flowing through pipe 100 to separator 76, which requires compressed air in normal operation, the compressed air for preheating is routed through a separator that does not normally receive compressed air. 76 and that a pipe 100 could be provided to supply such compressed air for preheating purposes only without departing from the scope and spirit of the invention. Should. Additionally, venting means in the form of pipe 100 and vent conduit 140 may be omitted if the separator 76 is not of a type that requires compressed air for normal operation. Preheating with compressed air is accomplished by opening valves 92 and 98 to communicate the gas purification subsystem with the atmosphere and opening valve 118 to direct compressed air into the plenum 26 of the fluidized bed combustor 12 via pipe 69 and branch pipe 114. This can be achieved by allowing it to flow in. In this embodiment, other valves 110, 120, 126 and 1
38 is in the closed position. The compressed air will then flow from the plenum 26 through the gas purification subsystem 14 in the same direction as the flow of combustion gases when the power plant is in operation. The compressed air will then flow from gas purification subsystem 14 via pipe 90, washer 94 and pipe 96 to the atmosphere.

ここで、本発明が動力装置の加圧流動層燃焼器
およびガス浄化サブシステムを予熱する新規な装
置および方法であつて、熱力学的にみて効率が良
く且つ構成が簡単で安価である装置および方法を
提供することが容易に明瞭になつたものと思われ
る。
The present invention provides a novel apparatus and method for preheating a pressurized fluidized bed combustor and gas purification subsystem of a power plant, the apparatus and method being thermodynamically efficient, simple in construction, and inexpensive. It should now be readily clear to provide a method.

本発明の2つの実施例のみを図示し且つ詳細に
説明したが、本発明がこれらに限定されるもので
ないことを理解すべきである。当業者には理解さ
れるように、本発明の精神と範囲を逸脱すること
なく構成部品の配置に様々の変更を行なうことが
できる。
Although only two embodiments of the invention have been shown and described in detail, it is to be understood that the invention is not so limited. As will be appreciated by those skilled in the art, various changes may be made in the arrangement of components without departing from the spirit and scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明によるガスタービン動力装置を示
す。 (図中符号)、10…ガスタービン動力装置;
12…加圧流動層燃焼器;14…ガス浄化サブシ
ステム;16…ガスタービンおよび空気圧縮機サ
ブシステム;46…空気圧縮機;48…ガスター
ビン;69…主圧縮空気供給パイプ;92,10
4,110,118,120,126,138…
弁;100…パイプ;114,116…分岐パイ
プ;108…清浄燃焼ガスパイプ;130…第2
補助燃焼器;140…導管。
The drawing shows a gas turbine power plant according to the invention. (Symbol in the figure), 10... Gas turbine power unit;
12... Pressurized fluidized bed combustor; 14... Gas purification subsystem; 16... Gas turbine and air compressor subsystem; 46... Air compressor; 48... Gas turbine; 69... Main compressed air supply pipe; 92, 10
4,110,118,120,126,138...
Valve; 100... Pipe; 114, 116... Branch pipe; 108... Clean combustion gas pipe; 130... Second
Auxiliary combustor; 140... conduit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ガスタービン―空気圧縮機サブシステムと、
加圧流動層燃焼器と、流動層燃焼器に接続されて
燃焼器から燃焼ガスを受取り且つこのような燃焼
ガスからこれに伴なう微粒子状物質を取除くと共
に、ガスタービン―空気圧縮機サブシステムにも
接続されて清浄な燃焼ガスをガスタービン―空気
圧縮機サブシステムのタービンに通し、ガスター
ビンを駆動し、次にはこのサブシステムの空気圧
縮機を駆動する浄化サブシステムとを有し、ガス
タービン―空気圧縮機サブシステムが流動層燃焼
器に接続されて、圧縮空気を燃焼器に供給するガ
スタービン動力装置において、動力装置の始動に
先立つて燃焼器および浄化サブシステムを予熱す
る予熱方法であつて、a)前記流動層燃焼器とは
別の燃焼器において燃焼ガスを発生させ且つこの
ような燃焼ガスをガスタービンに通してガスター
ビンを駆動し、それにより空気圧縮機を駆動する
工程と;b)圧縮の熱により加熱された圧縮空気
を浄化サブシステムおよび流動層燃焼器に通す工
程と;c)浄化サブシステムからガスタービンへ
の気体流体の流れを妨げる工程と;d)浄化サブ
システムおよび流動層燃焼器の内部を通気して、
浄化サブシステムおよび流動層燃焼器を通る加熱
された圧縮空気の流れを生じさせる工程とから成
る予熱方法。 2 前記浄化システムが複数の互いに連続的に接
続された分離器を有し、加熱された圧縮空気を前
記複数の分離器のうち、動力装置が動作中である
ときの浄化サブシステムを通る燃焼ガスの流れに
対して最後の分離器に通す工程を有する特許請求
の範囲第1項記載の予熱方法。 3 前記燃焼器およびガス浄化サブシステムから
排出される圧縮空気をフイルタにかけて、大気に
放出する前に圧縮空気からこれに伴なう微粒子を
取除く工程を有する特許請求の範囲第1項記載の
予熱方法。 4 加圧流動層燃焼器と、ガス浄化サブシステム
と、ガスタービン―空気圧縮機サブシステムとが
互いに接続されて、燃焼器内で燃焼ガスを発生さ
せ、このようなガスをガス浄化サブシステムへ流
し、前記ガス浄化サブシステムから浄化した燃焼
ガスをガスタービンに流してガスタービンおよび
前記空気圧縮機を駆動し、空気圧縮器が圧縮空気
を通すために燃焼器に接続されているガスタービ
ン動力装置において、動力装置の始動に先立つて
燃焼器およびガス浄化サブシステムを加熱する予
熱装置であつて、a)燃焼ガスを提供する、前記
燃焼器とは別の燃焼手段と;b)燃焼手段を前記
ガスタービン―空気圧縮機サブシステムのガスタ
ービンと接続して燃焼ガスをガスタービンへ導
き、ガスタービンを駆動し且つそれにより前記空
気圧縮機を駆動する第1導管手段と;c)空気圧
縮機をガス浄化サブシステムおよび前記燃焼器と
連通させて、これらに圧縮空気を通す第2導管手
段と;d)前記第2導管手段内に配設され且つガ
ス浄化サブシステムからガスタービンへの流体の
流れを妨げる位置に対して作用する弁手段と;
e)選択的に作用して燃焼器およびガス浄化サブ
システムの内部を大気と連通させ、ガス浄化サブ
システムおよび燃焼器を通る加熱された圧縮空気
の流れを生じさせることにより、ガス浄化サブシ
ステムおよび燃焼器を加熱する通気手段を具備す
る予熱装置。 5 前記通気手段が燃焼器と共動し且つ第2導管
手段が空気圧縮機をまず最初にガス浄化サブシス
テムと連通させ、そのため前記空気圧縮機からの
加熱された圧縮空気はガス浄化サブシステムを通
つて、動力装置が動作中であるときの燃焼ガスの
流れの方向とは逆の方向に流れ、ガス浄化サブシ
ステムから燃焼器内に流入する特許請求の範囲第
4項に記載の予熱装置。 6 前記通気手段が予熱のために取除かれる取り
はずし自在のカバーにより閉鎖された、燃焼器の
壁の開口である特許請求の範囲第5項に記載の予
熱装置。 7 前記ガス浄化サブシステムが、互いに連続的
に接続されると共に燃焼器に接続されて動力装置
の通常の動作の下で燃焼器から燃焼ガスを順に受
取る複数の分離器を具備し、且つ前記第2導管手
段が動力装置が動作中であるときの燃焼ガスの流
れに関して最後の分離器に接続されている特許請
求の範囲第4項に記載の予熱装置。 8 前記最後の分離器が圧縮空気を用いるサイク
ロン型のものであり、且つ前記第2導管手段が動
力装置の通常の動作条件の下で圧縮空気を前記最
後の分離器へ導く特許請求の範囲第7項に記載の
予熱装置。
[Claims] 1. A gas turbine-air compressor subsystem;
a pressurized fluidized bed combustor and a gas turbine-air compressor sub connected to the fluidized bed combustor for receiving combustion gases from the combustor and removing associated particulate matter from such combustion gases; and a purification subsystem connected to the system to pass clean combustion gases through the turbine of a gas turbine-air compressor subsystem to drive the gas turbine and, in turn, to drive the air compressor of the subsystem. , Gas Turbine - In a gas turbine power plant in which the air compressor subsystem is connected to a fluidized bed combustor to provide compressed air to the combustor, preheating preheats the combustor and purification subsystem prior to power plant startup. A method comprising: a) generating combustion gas in a combustor separate from the fluidized bed combustor and passing such combustion gas through a gas turbine to drive the gas turbine, thereby driving an air compressor; b) passing compressed air heated by the heat of compression through a purification subsystem and a fluidized bed combustor; c) obstructing the flow of gaseous fluid from the purification subsystem to the gas turbine; and d) purification. venting the subsystems and the interior of the fluidized bed combustor;
a purification subsystem and a flow of heated compressed air through a fluidized bed combustor. 2. The purification system has a plurality of separators connected in series with each other, and the heated compressed air is passed through the purification subsystem of the plurality of separators when the power plant is in operation. The preheating method according to claim 1, further comprising the step of passing the stream through a final separator. 3. Preheating according to claim 1, comprising the step of filtering compressed air discharged from the combustor and gas purification subsystem to remove accompanying particulates from the compressed air before it is released into the atmosphere. Method. 4. A pressurized fluidized bed combustor, a gas purification subsystem, and a gas turbine-air compressor subsystem are interconnected to generate combustion gases within the combustor and to direct such gases to the gas purification subsystem. a gas turbine power plant that flows purified combustion gas from the gas cleaning subsystem to a gas turbine to drive the gas turbine and the air compressor, the air compressor being connected to the combustor for passing compressed air; A preheating device for heating a combustor and gas purification subsystem prior to start-up of a power plant, comprising: a) a combustion means separate from said combustor for providing combustion gases; b) a combustion means separate from said combustor; a first conduit means connected to a gas turbine of a gas turbine-air compressor subsystem for directing combustion gases to the gas turbine and driving the gas turbine and thereby driving the air compressor; c) a first conduit means for driving the air compressor; a second conduit means in communication with the gas purification subsystem and the combustor for passing compressed air thereto; d) a second conduit means disposed within the second conduit means and for fluid flow from the gas purification subsystem to the gas turbine; valve means acting on a position that prevents;
e) the gas purification subsystem and the gas purification subsystem by selectively acting to communicate the interior of the combustor and the gas purification subsystem with the atmosphere and creating a flow of heated compressed air through the gas purification subsystem and the combustor; A preheating device comprising ventilation means for heating the combustor. 5. said venting means cooperating with the combustor and said second conduit means first communicating the air compressor with the gas purification subsystem, such that heated compressed air from said air compressor passes through the gas purification subsystem; 5. The preheating device of claim 4, wherein the preheating device flows through the gas cleaning subsystem into the combustor in a direction opposite to the direction of flow of combustion gases when the power plant is in operation. 6. Preheating device according to claim 5, wherein the venting means is an opening in the wall of the combustor closed by a removable cover that is removed for preheating. 7. said gas purification subsystem comprising a plurality of separators serially connected to each other and to a combustor to sequentially receive combustion gas from the combustor under normal operation of the power plant; 5. Preheating device according to claim 4, wherein the two conduit means are connected to the last separator for the flow of combustion gases when the power plant is in operation. 8. The last separator is of the cyclone type using compressed air, and the second conduit means directs compressed air to the last separator under normal operating conditions of the power plant. Preheating device according to item 7.
JP18127781A 1981-11-13 1981-11-13 Method and device for preheating pressing fluid bed combustor and purifying sub-system of gas turbing power device Granted JPS5885323A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0494312U (en) * 1990-12-28 1992-08-17

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JPH0494312U (en) * 1990-12-28 1992-08-17

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