JPH0223212A - 石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント - Google Patents

石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント

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JPH0223212A
JPH0223212A JP17427588A JP17427588A JPH0223212A JP H0223212 A JPH0223212 A JP H0223212A JP 17427588 A JP17427588 A JP 17427588A JP 17427588 A JP17427588 A JP 17427588A JP H0223212 A JPH0223212 A JP H0223212A
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JP
Japan
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turbine
gas
steam
air
bleed air
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Pending
Application number
JP17427588A
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English (en)
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Hajime Shiomi
肇 塩見
Takahiro Ichikawa
市川 孝浩
Yasuhisa Tanaka
田中 泰久
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K23/00Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
    • F01K23/02Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
    • F01K23/06Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
    • F01K23/067Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion heat coming from a gasification or pyrolysis process, e.g. coal gasification
    • 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
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    • Y02E20/18Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は石炭ガスを用いたガスタービンとそのガスター
ビンの排熱を利用した蒸気タービンとによって発電を行
なう石炭ガス化フンバインドサイクル発電プラントに関
する。
(従来の技術) 近年エネルギの有効利用の観点から種々の新形式の発電
プラントが検討されている。石炭ガス化コンバインドサ
イクルもその1つで、実用化が有望視されている。
第2図はこれまでに考えられている石炭ガス化コンバイ
ンドサイクル発電プラントの基本的構成例を示したもの
である。即ち、石炭1を投入して可燃ガスを発生させる
ガス化炉2が設けられる。
このガス化炉2には水(または蒸気〉3が供給されて、
石炭の部分酸化が行なわれ、−酸化炭素、水素、メタン
等の可燃ガスが発生する。発生した可燃ガスは、付随的
に発生した二酸化炭素、窒素、アルゴン等の不燃性ガス
とともに、ガス供給管4を介してガス精製装置5に送ら
れ、脱硫および脱塵された後、ガス供給管6を介してガ
スタービン7の燃焼器内に供給されて燃焼し、発電機8
回転等の仕事に供される。
ガスタービン7からの排ガスは排ガス管9を介して排熱
回収ボイラ10に供給され水と熱交換される。熱交換に
よって発生した蒸気は蒸気箕11を介して蒸気タービン
12に送られ、発電機13の回転仕事に供された後、復
水器14で復水とされ、ボイラ給水ポンプ15を有する
給水配管16により排熱回収ボイラ10に還流される。
また、ガスタービン7内の圧縮機吐出部から圧縮空気が
油気管17を介して抽気され、その抽気空気は抽気空気
冷却器18で冷却されるとともに昇圧圧縮v119で昇
圧され、ガス化炉2に送られて石炭1の酸化に供される
。ガスタービン7からの油気空気圧は定格点で10〜1
5気圧であり、ガス化炉2の出口に供給される際は約3
0気圧である。なお、抽気空気の冷却が不要な場合には
抽気空気冷却器18が省略されることもある。
(発明が解決しようとする課題) 上述した構成の石炭ガス化コンバインドサイクル発電プ
ラントの場合、ガスタービンからの油気空気をガス化炉
に供給する系統において、抽気空気冷却器および昇圧圧
縮機によるガス化炉への油気空気流量、圧力および温度
等の制御I機構等が未だ確立されず、また蒸気タービン
復水を直接排熱回収ボイラに供給するなど熱効率的にも
必ずしも高いものといえない部分がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、熱効
率向上がSlれるとともに、ガス化炉への油気空気流醇
、圧力および温度等の最適制御が図れる石炭ガス化コン
バインドサイクル発電プラン!・を提供することを目的
とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明は、石炭を投入して可燃ガスを発生させるガス化
炉と、このガス化炉で発生した可燃ガスの燃焼によって
運転されるガスタービンおよびこのガスタービンに接続
された発電機と、前記ガスタービンの排熱を導入して蒸
気を発生させる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラ
から供給された蒸気で運転される蒸気タービンおよびこ
の蒸気タービンに接続された発電機とを有し、前記ガス
化炉に前記ガスタービンからの抽気空気を抽気空気冷却
器および昇圧圧縮機を介して還流させる一方、前記排熱
回収ボイラに前記蒸気タービンからの排気蒸気の復水を
還流させるようにした石炭ガス化フンバインドサイクル
発電プラントにおいて、前記抽気空気冷却器における油
気空気の冷却水を前記蒸気タービンの復水とし、その復
水または抽気空気の流路に流m調整弁を設けるとともに
、前記昇圧圧縮機の吐出流路にガス化炉の空気入口圧力
に基づいて圧力調整を行なう圧力調整弁を設けたことを
特徴とする。
(作用) 本発明゛によれば、抽気空気の冷却に排熱回収ボイラへ
の給水を用いることから、この給水への熱回収が行なわ
れるようになり、プラント熱効率がそれだけ向上する。
また、復水または抽気空気の流路に流ff1l整弁を設
けるとともに、昇圧圧縮機吐出流路に圧力調整弁を設け
、ガス化炉の空気入口圧力を調整するようにしたことに
より、種々の条件に応じた抽気空気の流量、圧力および
温度i!1IltIが行なわれるようになる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を第1図を参照して説明する。
この実施例の石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラ
ントにおいても、基本的サイクル構成は従来例と略同様
としている。
即ち、石炭21を投入して可燃ガスを発生させるガス化
炉22が設けられる。このガス化炉22には水(または
蒸気)23が供給されて、石炭の部分酸化が行なわれ、
−酸化炭素、水素、メタン等の可燃ガスが発生する。発
生した可燃ガスは、付随的に発生した二酸化炭素、窒素
、アルゴン等の不燃性ガスとともに、ガス供給管24を
介してガス精製装置25に送られ、脱硫およびWi塵さ
れた後、ガス供給管26を介してガスタービン27の燃
焼器内に供給されて燃焼し、発電6128回転等の仕事
に供される。
ガスタービン27からの排ガスは排ガス管29を介して
排熱回収ボイラ30に供給され水と熱交換される。熱交
換によって発生した蒸気は蒸気管31を介して蒸気ター
ビン32に送られ、発qm33の回転仕事に供された後
、復水器34で復水とされ、ボイラ給水ポンプ35を有
する給水配管36により排熱回収ボイラ30に還流され
る。
また、ガスタービン27内の圧縮機吐出部から圧縮空気
が抽気@37を介して抽気され、その抽気空気は第1、
第2の油気空気冷却器38.39で冷却されるとともに
、これらの間に配置した昇圧圧縮1140で昇圧され、
ガス化炉22に送られて石炭21の酸化に供される。
このものにおいて、各抽気空気冷却器38.39に供給
する冷却水として、復水器34からの復水を用いるよう
にしている。即ち、復水を排熱回収ボイラ30に供給す
るための給水配管36を各抽気空気冷却1is38,3
9に導いている。そして、この給水配管36には、各抽
気空気冷却2!i38゜39をバイパスする管路36a
、36bを設けるとともに、その各管路36a、36b
にそれぞれ冷却水調整弁41.42を設けている。また
、抽気管37には各抽気空気冷却器38.39をバイパ
スする管路438.43bを設け、この各管路43a、
43bにそれぞれ抽気空気δ調整弁44゜45を設けて
いる。
昇圧圧縮機40の上流側に位置する抽気空気冷却器(第
1油気空気冷却器)38部の冷却水ta量調整弁1およ
び油気空気調整弁44は、第1抽気空気冷却138の出
口部抽気空気温度に基づいて開度制御される。即ち、出
口油気空気温度を検出する温度検出N46から出力され
る温度検出信号と、空気温度設定器47から出力される
昇圧圧縮機出口空気温度設定値信号とが加減f114B
に入力される。この加減n器48では設定空気温度と実
速温度との偏差が求められ、その出力信号が出口抽気温
度コントローラ49および第1、第2関数発生350.
51に入力される。そして、各関数発生器50.51で
は、第1抽気空気冷却器38の出口空気温度が設定値よ
りも上昇した場合に冷却水量調整弁41および抽気空気
通関整弁44に開方向の制御信号を出力し、これにより
第1抽気空気冷却器38による熱交換量が増大される。
出口空気温度が設定値よりも降下した場合に1は上記と
逆に多弁41.44が開方向に制御される。
昇圧圧111ii8!/10の下流側に位置する抽気空
気冷却器(第2抽気空気冷却器)39部の冷却水量調整
弁42および油気空気調整弁45は、第2抽気空気冷却
器39の出口部抽気空気温度に基づいて開度υtall
される。即ち、出口抽気空気温度を検出するmM1検出
器52から出力される温度検出信号と、空気温度設定器
53から出力される昇圧圧縮機出ロ空気′6AlfFI
Q定値信号とが加減口器54に入力される。この加減n
器54で1よ設定空気温度と実速温疾との偏差が求めら
れ、その出力信号が出口抽気温度コントローラ55およ
び第3、第4関数発生156.57に入力される。そし
て、各関数発生器56.57では、第2油気空気冷却器
39の出口空気調度が設定値よりも上昇した場合に冷却
水量調整弁42および抽気空気量調整弁45に閉方向の
制御信号を出力し、これにより第2抽気空気冷却器39
による熱交換量が増大される。
出口空気温度が設定値よりも降下した場合には上記と逆
に多弁42.45が開方向に制御される。
また、抽気管37には昇圧圧縮140の下流側から上流
側へ戻し管路58を設け、この戻し管路58に昇圧圧縮
機流量調整弁5つを設けている。
この昇圧圧縮機流量調整弁59は胃圧圧縮機40の入口
部の油気空気流量に基づいて開閉制御される。即ち、入
口抽気空気流量を検出する流量検出器60から出力され
る流堡検出信号と、空気流量設定器61から出力される
最小空気流ffi設定値信号とが加減算器62に入力さ
れる。この加減締固62では設定流量と実測流量との偏
差が求められ、その出力信号が空気流量コントローラ6
3に入りされる。そして、昇圧圧縮1140の出口空気
流層が最小空気流吊設定値よりも減少した場合に空気流
頂コントローラ63から制御信号が出力され、昇圧圧縮
機流量調整弁59が開方向に制御される。
さらに、昇圧圧縮$1140の下流側には昇圧圧縮機吐
出圧力調整弁64が設けられている。この昇圧圧縮機吐
出圧力調整弁64は、昇圧圧縮機吐出圧力がガス化炉2
2側で要求する吐出圧力に見合うように制御するもので
ある。即ち、第2抽、気空気冷却器39の下流側に設け
た圧力検出器65h1らの検出信号と、設定器66から
の吐出圧力設定信号とが加減演算器67に入力され、そ
の出力信号が昇圧圧縮機吐出圧力コントローラ68に入
力される。これにより、昇圧圧縮機吐出圧力コントロー
ラ68は、ガス化炉22側で要求する吐出圧力に沿う如
く、昇圧圧縮機吐出圧力調整弁64のvItlllを行
なう。
以上の実施例の構成によれば、抽気空気の冷却に排熱回
収ボイラへの給水を用いることから、この給水への熱回
収が行なわれるようになり、プラント熱効率がそれだけ
向上する。
また、復水または抽気空気の流路に流量調整用の弁44
.45を設けるとともに、昇圧圧縮機吐出流路に圧力調
整用の弁64を設け、ガス化炉22の空気入口圧力を調
整するようにしたことにより、種々の条件に応じた抽気
空気の流量、圧力および温度υl111が行なわれるよ
うになる。
なお、本発明は上記実施例に限らず、昇圧圧縮機吐出圧
力調整弁64を第2油気空気冷却器39の下流側に設け
てもよい。また、抽気空気量調整弁44.45または冷
却水伍調整弁41.42のいずれか一方で抽気温度を制
御するようにしてもよい。さらに昇圧圧縮機40の上流
側の抽気空気冷却器38、抽気空気量調整弁44および
冷却水ffi調整弁41を省略することも可能であり、
さらにまた、昇圧圧縮機40の入口案内翼または昇圧圧
縮機流量調整弁59のいずれか一方のみを設置すること
も可能である。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、抽気空気の冷却に排熱
回収ボイラへの給水を用いることによって熱効率の向上
が図れるとともに、ガス化炉の空気出口圧力調整により
圧力および一麿等の最適制御が図れ、石炭ガス化コンバ
インドサイクル発電プラントの制御が確立できるように
なるという効果が奏される。
部器、40・・・芦圧圧縮機、44.45・・・温石調
整弁、64・・・圧力調整弁。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 石炭を投入して可燃ガスを発生させるガス化炉と、この
    ガス化炉で発生した可燃ガスの燃焼によつて運転される
    ガスタービンおよびこのガスタービンに接続された発電
    機と、前記ガスタービンの排熱を導入して蒸気を発生さ
    せる排熱回収ボイラと、この排熱回収ボイラから供給さ
    れた蒸気で運転される蒸気タービンおよびこの蒸気ター
    ビンに接続された発電機とを有し、前記ガス化炉に前記
    ガスタービンからの抽気空気を抽気空気冷却器および昇
    圧圧縮機を介して還流させる一方、前記排熱回収ボイラ
    に前記蒸気タービンからの排気蒸気の復水を還流させる
    ようにした石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラン
    トにおいて、前記抽気空気冷却器における抽気空気の冷
    却水を前記蒸気タービンの復水とし、その復水または抽
    気空気の流路に流量調整弁を設けるとともに、前記昇圧
    圧縮機の吐出流路にガス化炉の空気入口圧力に基づいて
    圧力調整を行なう圧力調整弁を設けたことを特徴とする
    石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント。
JP17427588A 1988-07-13 1988-07-13 石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント Pending JPH0223212A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015064428A1 (ja) * 2013-10-29 2015-05-07 三菱日立パワーシステムズ株式会社 温度制御装置、ガスタービン、温度制御方法およびプログラム
CN111365616A (zh) * 2020-03-13 2020-07-03 上海发电设备成套设计研究院有限责任公司 一种动力型调压装置

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