JPH04124431A - ガスタービン - Google Patents

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、事業用或は産業用発電システムに適用される
ガスタービンに関する。

〔従来の技術〕

第５図は従来技術の構成を示す図である。

石炭１重質油等の燃料１は、流動床形式の高圧燃焼炉ｌ
Ｏに供給され、そこで燃焼する。この燃焼炉１０には、
燃料１と同時に石灰石２が供給され、炉内脱硫が施こさ
れる。すなわち、炉内は酸化雰囲気であり、脱硫の結果
として、（１）式の反応による硫酸カルシウム（ＣａＳ
Ｏａ）１１が生成し、炉外へ排出される。

ＣａＯ＋Ｓｏｚ　＋Ｔ”−ｃａｓｏａ　−−−−−−−
−−−−・−−−−−−（１）燃焼炉排ガス１２中のば
いしんば、サイクロン及びセラミックス製のポーラスフ
ィルタ等から構成されるばいしん除去装置２０で除去さ
れ、除去されたばいしん２１は、再び燃焼炉１０へ戻さ
れる。

このガスタービンシステムにおいて、脱硫及び脱しんは
、燃焼炉ｌＯ及びばいじん除去装置２０で除去されるも
のの、排ガス２２に含まれる蒸気状態の金属成分は、そ
のままガスタービンのタービン部３０に、供給されるこ
とになる。なお、このシステムのタービン部３０人口温
度は、流動床燃焼炉１０の運転温度で決まり、８００〜
９５０°Ｃである。この程度の温度条件では、金属成分
のタービン翼への析出。

付着量は、さらに温度が高いときに比べて少ないものの
、長時間運転の高速回転タービン翼にとって寿命の面で
問題になる場合がある。

タービン部３０出口排ガス３１は、廃熱を廃熱回収ボイ
ラ４０で回収されたあと、煙突５０から排出される。回
収熱は蒸気タービン６０及び発＠＠７０により、有効に
発電エネルギとして利用される。

なおタービン部３０と同軸の圧縮機８０の圧縮空気８１
は、高圧燃焼炉１０の燃焼用空気として使用される。ま
たタービン部３０に結合した発電機９０により主発電が
行なわれる。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 上記従来の装置では、タービン部へ供給され高温ガス中
には蒸気状態のバナジウム（Ｖ）、ナトリウム（Ｎａ）
、　　カリウム（Ｋン等があり、これらがタービン翼に
析出、付着し、性能の低下を起すおそれがあった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決するため次の手段を講する。

すなわち、ガスタービンとしてタービン部入口上流側の
高温ガス流路に、高温ガス中に気体状態で含まれる金属
を析出させ除去するｌＩ：！ｒ手段を設ける。

Ｃ作　用〕 上記手段により、高温ガス中の蒸気状の金属は、障害手
段により析出し、除去された後、タービン部人口へはい
る。

したがって、タービン買上への金属析出は大幅に減少し
、タービンは長期にわたって、高性能に維持される。

〔実施例〕

本発明の第１実施例を第１図から第３図により説明する
。

なお、従来例で説明した部分は同一の番号をつけ、説明
を省略し、この発明に関する部分を主体に説明する。

第１図にて、ばいじん除去装置２０の出口は障害手段１
００を経てタービン部３００Å口につながれる。

障害手段１００は第２図に示すように、ケーシング中に
ガスタービン翼形状を＃ＪＩＬ、た翼１０１列を配置し
たもので、多翼１０１の角度が変えられるように取付け
られている。また翼１０１は加熱できるように蒸気ライ
ン１０２がつながれている。

以上において、ばいじん除去装置２０からの■。

Ｎａ、に等の蒸気を含んだ排ガス（高温ガス）２２は１
１０１列に当った後、曲げられ、タービン部３０の入口
にはいる。このとき翼１０１の表面温度は蒸気ライン１
０２からの蒸気１０２ａでタービン部３０のタービン翼
の温度付近に保たれ、翼配列とともにタービン翼を模擬
している。

したがって、上流から流入する排ガス２２中の蒸気状金
属成分は、この模擬翼１０１列表面で析出。

付着し、後流側ガス１０４には、はとんど金属成分は含
まれないことになる。

除去の効果を示す実験例を第３図に示す。図から金属成
分は半分以上除去されていることが分る。

このようにして、金属成分が除去された排ガス１０４に
よって、タービンは駆動されるので、タービンは長期に
わたって性能劣化することなく高性能に維持される。

上記では翼列を用いたが、板、金網等を用いてもよい。

本発明の第２実施例を第４図により説明する。

なお、従来例で説明した部分は、同一の番号をつけ説明
を省略し、この発明に関する部分を主体に説明する。

ガス化炉１０ａの硫化カルシウム１１は酸化炉＋１０を
経て排出される。

またばんじん除去装置２０を出た生成ガス２２ａは燃焼
器１２０．障害手段１００ａを経てタービン部３ｏの入
口に送られる。又廃熱回収ボイラ４０を出た蒸気はター
ビン部３０．障害手段１００ａを経て蒸気タービン６０
人口へ送られる。また圧縮機８０の吐出空気は燃焼器１
２０．酸化炉１１０等へ送られる。

以上において、上記第１実施例と基本的に違う点は、タ
ービン部３０人口のガス温度が９００〜１３５０℃以上
と高いことである。一般にガスタービン効率は温度が高
い程、高いことから燃料の省エネ上。

ガスタービン入口温度は高くしていこうという傾向にあ
る。この高温条件ではガス中の、Ｖ、Ｎａ、に等の含有
量も多くなる。

この金属蒸気を含む高温のガスは障害手段１００ａでガ
ス中の金属が析出除去された後、タービン部３０の入口
へはいる。

このソステムのタービン部３０人口温度が高くできる理
由は、燃料のガス化で発生した生成ガスをタービン部の
上流側で燃焼させているところにある。すなわち、燃料
１は、高圧ガス化炉１０ａに供給され、ガス化反応を行
なう。ガス化炉１０ａは流動床形式であり、燃料１と同
時に石灰石２を投入することにより、高効率の脱硫反応
を起こさせることができる。ただし、このガス化炉での
脱硫反応の結果、そのままでは公害上大気中排出できな
い硫化カルシウム（ＣａＳ）１１が生成するので、この
ＣａＳは酸化炉１１０で酸化され、ＣａＳは、Ｃａ５Ｏ
ｉ　１１１に転化され、灰分と一緒に排出される。

ガス化炉１０ａ及び酸化炉１１０からの生成ガス１２゜
１１２中に含まれたばいしんばサイクロン及びセラミッ
ク製のポーラスフィルタ等から構成されたばいじん除去
装置２０で除去され、除去したばいじん２１は、再び酸
化炉１１０に戻し未燃分の完全焼却を行なう。

ばいじん除去装置２０を経た生成ガス２２ａは、燃焼用
空気を加え着火すれば燃焼する未燃ガスであり、この生
成ガス２２ａを燃焼器！２０で燃焼させ、上記高温のガ
スをえる。

燃焼用空気８１は、ガスタービン３０に直結した圧縮機
８０からの圧縮空気であり、この空気はまた、ガス化炉
ＩＯ及び酸化炉１１０用空電８１としても使用される。

ガスタービン排ガス３１の廃熱は廃熱回収ボイラ４０で
回収され煙突５０へ排出される。廃熱は蒸気エネルギに
変換され、蒸気タービン６０及び発電機７０により、有
効に発電エネルギとして使用される。

また、この実施例では、ここでの蒸気をタービン部３０
．及び障害手段１００ａを通し、それらの冷却用に使用
している。

以上のようにして、タービン部人口へはいる前にガス中
の金属成分が除去されるので、タービンは長期にわたっ
て高効率に維持される。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によれば、タービン翼表
面に析出、付着する燃料中の金属成分が大幅に減少し、
ガスタービンの高効率運転が長時間にわたってできるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の全体構成系統図、第２図
は同実施例の金属析出手段の縦断面図、第３図は同実施
例の作用説明図、第４図は本発明の第２実施例の全体構
成系統図、第５図は従来例の全体構成系統図である。 １０・・・燃焼炉、　　　　　　　　　ｌｏｇ・・・ガ
ス化炉２０・・・ばいしん除去装置 ２２、２２ａ・・・排ガス（高温ガス）、３０・・・タ
ービン部。 １０￥’、１００ａ・・・障害手段、１０１・・・翼１
０２・・・蒸気ライン、１２０・・・燃焼器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. タービン部入口上流側の高温ガス流路に、高温ガス中に
   気体状態で含まれる金属を析出させ除去する障害手段を
   備えることを特徴とするガスタービン。