JPH0421045B2 - - Google Patents

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JPH0421045B2
JPH0421045B2 JP17711583A JP17711583A JPH0421045B2 JP H0421045 B2 JPH0421045 B2 JP H0421045B2 JP 17711583 A JP17711583 A JP 17711583A JP 17711583 A JP17711583 A JP 17711583A JP H0421045 B2 JPH0421045 B2 JP H0421045B2
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gas
gasification
coal
gasifier
gas turbine
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Nobuo Nagasaki
Yoshiki Noguchi
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Hitachi Ltd
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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    • 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]
    • Y02E20/18Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、石炭ガス化複合発電プラントに係
り、詳しくにはガス化剤である空気又は酸素をガ
ス化炉出口蒸気発生装置の出口に設置した精密脱
塵装置で脱塵した後のガス化炉生成ガスと熱交換
し加熱する事により、熱効率の向上を図るととも
に、ガスタービンの運転性を向上させた、プラン
トコストダウンに好適な石炭ガス化複合発電プラ
ントに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a coal gasification combined cycle power plant, and more specifically, the present invention relates to a coal gasification combined cycle power plant, in which air or oxygen as a gasifying agent is installed at the outlet of a steam generator at the outlet of a gasifier. Coal gasification is ideal for reducing plant costs by improving thermal efficiency and improving gas turbine operability by exchanging heat with the gas produced by the gasifier after removing dust using a precision dust removal device. Regarding combined cycle power plants.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来の石炭ガス化複合発電プラントのヒートサ
イクルを第1図に示す。
Figure 1 shows the heat cycle of a conventional coal gasification combined cycle power plant.

後に詳しく説明するが、複合発電プラント61
(一点鎖線枠で示す)はガスタービン17、排熱
回収ボイラ20および蒸気タービン(高圧タービ
ン42、中低圧タービン43)等とから構成され
石炭ガス化プラント60(一点鎖線枠で示す)
は、石炭ガス化炉3、ガス化炉出口蒸気発生装置
7およびガス精製装置11等とから構成され、両
者はヒートサイクルとして結合し、石炭ガス化複
合発電プラントを形成している。
As will be explained in detail later, the combined power generation plant 61
A coal gasification plant 60 (indicated by a dashed-dotted line) is composed of a gas turbine 17, an exhaust heat recovery boiler 20, a steam turbine (high-pressure turbine 42, medium-low pressure turbine 43), etc.
is composed of a coal gasifier 3, a gasifier outlet steam generator 7, a gas purifier 11, etc., which are combined as a heat cycle to form a combined coal gasification combined power generation plant.

石炭ガス化炉3内には、石炭1をガス化するた
めのガス化剤として空気又は酸素2が供給され、
発生したガス化炉粗生成ガス4が燃料ガス13と
してガスタービン17に供給される。燃料ガス1
3はガスタービン燃焼器14の圧力が10ataない
し20ata(絶対圧力)のためガス化剤2は加圧され
て石炭ガス化炉3に供給されるのが望ましい。ガ
ス化剤2としてガスタービン圧縮機15から抽気
された空気を昇圧圧縮機59で圧縮したものが使
用された場合、昇圧するための動力は空気温度が
低い程少ない。一方、ガス化剤2の供給温度を高
くすればする程、石炭ガス化炉3内でガス化剤2
を昇温するために必要な熱量が少なくてすみ、プ
ラントの熱効率を高めることができる。従来技術
では、ガスタービン圧縮機15からの空気(ガス
化剤2に相当、以下空気2とも記載する)を抽気
空気冷却器57で冷却し、これを昇圧した後、石
炭ガス化炉3に供給していたため、空気の供給温
度が低く、上記の如くプラントの熱効率を低下せ
しめると共に、空気2の供給量が増大し、ガスタ
ービン圧縮機15での空気バランスがくずれる欠
点も生じていた。
Air or oxygen 2 is supplied into the coal gasifier 3 as a gasifying agent for gasifying the coal 1,
The gasifier crude gas 4 generated is supplied to a gas turbine 17 as a fuel gas 13. fuel gas 1
3, since the pressure of the gas turbine combustor 14 is 10 ata to 20 ata (absolute pressure), it is desirable that the gasifying agent 2 is pressurized and supplied to the coal gasifier 3. When air extracted from the gas turbine compressor 15 and compressed by the booster compressor 59 is used as the gasification agent 2, the lower the air temperature, the less power is required to boost the pressure. On the other hand, the higher the supply temperature of the gasifying agent 2, the more the gasifying agent 2 increases in the coal gasifier 3.
The amount of heat required to raise the temperature of the plant is small, and the thermal efficiency of the plant can be increased. In the conventional technology, air from the gas turbine compressor 15 (corresponding to the gasifying agent 2, hereinafter also referred to as air 2) is cooled by a bleed air cooler 57, and after being pressurized, it is supplied to the coal gasifier 3. As a result, the air supply temperature is low, which reduces the thermal efficiency of the plant as described above, and the supply amount of air 2 increases, resulting in the disadvantage that the air balance in the gas turbine compressor 15 is disrupted.

以下、従来技術を更に詳細に説明する。 The prior art will be explained in more detail below.

まず、複合発電プラント61を説明する。ガス
タービン圧縮機15に導入された空気16は圧縮
されてガスタービン燃焼器14に供給され、ガス
タービン燃焼器14に供給される燃料ガス13を
燃焼せしめ、発生した高温ガスでガスタービン1
7を作動し、ガスタービン発電機18にて電気エ
ネルギーを発生せしめる。又、ガスタービン出口
排ガス19は排熱回収ボイラ20に回収される。
First, the combined power generation plant 61 will be explained. Air 16 introduced into the gas turbine compressor 15 is compressed and supplied to the gas turbine combustor 14, which burns the fuel gas 13 supplied to the gas turbine combustor 14, and the gas turbine 1 is heated with the generated high-temperature gas.
7 is activated, and the gas turbine generator 18 generates electrical energy. Further, the gas turbine outlet exhaust gas 19 is recovered to the exhaust heat recovery boiler 20.

排熱回収ボイラ20は、低圧節炭器21、低圧
ドラム22、低圧蒸発器23、高圧節炭器24、
高圧ドラム25、高圧蒸発器26、過熱器27お
よび再熱器28等とより構成される。
The exhaust heat recovery boiler 20 includes a low pressure economizer 21, a low pressure drum 22, a low pressure evaporator 23, a high pressure economizer 24,
It is composed of a high-pressure drum 25, a high-pressure evaporator 26, a superheater 27, a reheater 28, and the like.

復水40は、給水ポンプ41で昇圧され、低圧
節炭器21へ供給される。すなわち給水ポンプ出
口給水39は、ガスタービン圧縮機15からのガ
スタービン抽気空気56と抽気空気冷却器57に
より熱交換し予熱された後に排熱回収ボイラ20
へ給水を送る(→で示す)。
The condensate 40 is pressurized by a water supply pump 41 and is supplied to the low pressure economizer 21 . That is, the feed water pump outlet water supply 39 is preheated by exchanging heat with the gas turbine bleed air 56 from the gas turbine compressor 15 and the bleed air cooler 57, and then is sent to the exhaust heat recovery boiler 20.
(indicated by →).

排熱回収ボイラ給水37は、低圧節炭器21出
口で、低圧ドラム22、ガス化炉蒸気発生装置給
水30、給水ポンプ入口給水29とに分岐する。
給水ポンプ入口給水29は、高圧給水ポンプ38
で昇圧された後、高圧節炭器入口給水33と、ガ
ス化炉出口蒸気発生装置給水32とに分岐する。
高圧節炭器入口給水33は、高圧節炭器24を通
つて高圧ドラム25へ送られ蒸気を発生させる。
一方、ガス化炉出口蒸気発生装置給水32は、後
に説明するガス化炉出口蒸気発生装置7に送られ
る(で示す)。又、ガス化炉蒸気発生装置給水
30は石炭ガス化炉3の蒸気発生装置54に送ら
れる(で示す)。
The exhaust heat recovery boiler feed water 37 branches into the low pressure drum 22, the gasifier steam generator feed water 30, and the feed water pump inlet water feed 29 at the outlet of the low pressure economizer 21.
The water supply pump inlet water supply 29 is connected to the high pressure water supply pump 38
After being pressurized, the water is branched into a high-pressure economizer inlet water supply 33 and a gasifier outlet steam generator water supply 32.
The high-pressure economizer inlet feed water 33 is sent through the high-pressure economizer 24 to the high-pressure drum 25 to generate steam.
On the other hand, the gasifier outlet steam generator feed water 32 is sent to the gasifier outlet steam generator 7 (denoted by ), which will be described later. Further, the gasifier steam generator feed water 30 is sent to the steam generator 54 of the coal gasifier 3 (indicated by ).

高圧ドラム25で発生した蒸気は、過熱器27
により過熱され高圧タービン42にて仕事をす
る。又仕事をした蒸気は低圧ドラム22で発生し
た蒸気と共に再熱器28で加熱され中低圧タービ
ン43に送られて仕事をし、高圧タービン42と
共に蒸気タービン発電機45に電気エネルギーを
発生させる。蒸気タービン43を通過した蒸気は
復水器44にて冷却され、復水40となり、給水
ポンプ41により給水ポンプ出口給水39とな
る。
The steam generated in the high pressure drum 25 is transferred to the superheater 27
The high pressure turbine 42 generates heat and performs work in the high pressure turbine 42. Further, the steam that has done work is heated in a reheater 28 together with the steam generated in the low pressure drum 22, and is sent to a medium and low pressure turbine 43 to do work, and together with the high pressure turbine 42, a steam turbine generator 45 generates electrical energy. The steam that has passed through the steam turbine 43 is cooled in a condenser 44 and becomes condensate 40, which is then turned into water supply 39 at the water supply pump outlet by the water supply pump 41.

次に、石炭ガスプラント60の石炭ガス化炉3
に供給されるガス化剤2としては、ガスタービン
圧縮機15から抽気したガスタービン抽気空気5
6を抽気空気冷却器57で冷却し、昇圧圧縮機入
口空気58とし、これを昇圧圧縮機59で昇圧し
たものが従来一般に用いられていた。これは次の
理由による。
Next, the coal gasifier 3 of the coal gas plant 60
The gasification agent 2 supplied to the gas turbine compressor 15 includes gas turbine bleed air 5 extracted from the gas turbine compressor 15.
6 is cooled by a bleed air cooler 57, used as booster compressor inlet air 58, and this is pressurized by a booster compressor 59, which has been generally used in the past. This is due to the following reason.

ガス化剤2として空気を使用する場合は、ガス
化用の空気の供給量は一般的には投入石炭1の2
ないし3倍の重量となる。又、ガスタービン燃焼
器14へ供給される燃料ガス13の供給圧力は
15ataないし25ataであるが、この圧縮方法として
2つの方法が採用されている。その1つは、石炭
ガス化炉3の圧力を常圧とし、ガス化を行つた後
に生成ガスを昇圧するものであり、他の1つは石
炭1およびガス化剤2を加圧して石炭ガス化炉3
に供給し、加圧下でガス化を行つてガスタービン
燃焼器14に供給する方法である。
When using air as the gasifying agent 2, the amount of air supplied for gasification is generally 2 times the amount of input coal 1.
It will be 3 times as heavy. Moreover, the supply pressure of the fuel gas 13 supplied to the gas turbine combustor 14 is
15ata to 25ata, and two methods are used for this compression method. One is to set the pressure in the coal gasifier 3 to normal pressure and increase the pressure of the generated gas after gasification, and the other is to pressurize the coal 1 and gasification agent 2 to generate coal gas. Chemical furnace 3
In this method, the gas is supplied to the gas turbine combustor 14 after being gasified under pressure.

生成ガスを昇圧する方法については、生成ガス
中に、硫黄化合物、ダストを含むためガス精製し
た後の精製ガスを昇圧する必要があり、石炭ガス
化炉3は、ガス化炉出口蒸気発生装置7、ガス精
製装置11が低圧で作動するため、加圧の石炭ガ
ス化炉1に比べ、装置の容量が大きくなる事;又
ガス精製、特に湿式ガス精製に於ては、ガスの吸
収は一般に作動圧力に比例して大きくなるため、
多量の吸収剤で、ガスを吸収する事が必要となる
ため、ガス精製の容量及びユーテイリテイ使用量
が増える事;さらには、精製ガスは、ガス化剤2
である空気又は酸素に比べ容量が大きく、昇圧の
為に必要な動力が、ガス化剤2を昇圧する場合に
比べ、大きくなる事;等の理由により、ガス化剤
2を加圧として、ガスタービン燃焼器14に燃料
ガス13を供給するシステムが、熱効率的にも、
装置容量を小さくする点でもすぐれている事がわ
かつて来た。
Regarding the method of pressurizing the generated gas, since the generated gas contains sulfur compounds and dust, it is necessary to pressurize the purified gas after gas purification. Since the gas purification device 11 operates at low pressure, the capacity of the device is larger than that of the pressurized coal gasifier 1; and in gas purification, especially wet gas purification, gas absorption is generally It increases in proportion to the pressure, so
Since it is necessary to absorb gas with a large amount of absorbent, the capacity for gas purification and the amount of utility used increase;
It has a larger capacity than air or oxygen, which is The system for supplying the fuel gas 13 to the turbine combustor 14 is also thermally efficient.
It has now been discovered that this method is also superior in terms of reducing device capacity.

さらに、加圧ガス化の場合は、ガス化剤2とし
ての空気を、第1図に示すように、ガスタービン
圧縮機15より抽気する事により、ガスタービン
17での仕事を直接ガス化剤空気の圧縮に使用で
きるため、ガスタービン発電機18、蒸気タービ
ン発電機45で発生した電気出力で仕事をする場
合に比べて、ガス化剤2を圧縮する動力を低減す
る事ができる。
Furthermore, in the case of pressurized gasification, as shown in FIG. Therefore, the power required to compress the gasifying agent 2 can be reduced compared to the case where work is done using the electrical output generated by the gas turbine generator 18 and the steam turbine generator 45.

以上の如き理由によりガス化剤2は加圧されて
石炭ガス化炉3に供給され、石炭1をガス化す
る。発生したガス化炉粗生成ガス4は、ガス化炉
出口蒸気発生装置7に導入され、上記したガス化
炉出口蒸気発生装置給水32と熱交換し、冷却さ
れる。冷却された蒸気発生装置出口粗生ガス8は
ガス/ガス熱交換器9に導入され、ガス精製装置
11から送り出される精製ガス12と熱交換し、
ガス精製に必要な温度まで冷却され、ガス/ガス
熱交換器出口粗生ガス10としてガス精製装置1
1に導入される。精製ガス12は、上記の如く、
ガス/ガス熱交換器9で昇温された後、燃料ガス
13としてガスタービン燃焼器14に供給され、
燃焼後高温ガスとしてガスタービン17にて仕事
をし、ガスタービン発電機18に電気エネルギー
を発生せしめる。
For the reasons mentioned above, the gasifying agent 2 is pressurized and supplied to the coal gasifier 3 to gasify the coal 1. The generated gasifier crude product gas 4 is introduced into the gasifier outlet steam generator 7, exchanges heat with the gasifier outlet steam generator feed water 32 described above, and is cooled. The cooled steam generator outlet crude gas 8 is introduced into a gas/gas heat exchanger 9 and exchanges heat with purified gas 12 sent out from a gas purification device 11.
The gas purifier 1 is cooled to the temperature required for gas purification and is used as crude gas 10 at the outlet of the gas/gas heat exchanger.
1 will be introduced. The purified gas 12 is, as described above,
After being heated in the gas/gas heat exchanger 9, it is supplied as a fuel gas 13 to the gas turbine combustor 14,
After combustion, the high-temperature gas performs work in the gas turbine 17 and causes the gas turbine generator 18 to generate electrical energy.

又、ガス化炉粗生成ガス4の温度は、使用され
る石炭ガス化炉3の種類により異なるが、一般に
約900℃以上である。一方ガス化炉粗生成ガス4
は、ガスタービン17の腐食防止の為及び環境対
策上精製する必要があり、その為、ガス精製装置
11に必要な温度までガス化炉粗生成ガス4を冷
却する必要がある。このガス精製に必要な温度
は、用いるガス精製の種類により異なるが大きく
2種類に分けられる。
Further, the temperature of the gasifier crude gas 4 varies depending on the type of coal gasifier 3 used, but is generally about 900° C. or higher. On the other hand, gasifier crude gas 4
It is necessary to purify the gas 4 to prevent corrosion of the gas turbine 17 and for environmental reasons. Therefore, it is necessary to cool the gasifier crude gas 4 to a temperature required for the gas purifier 11. The temperature required for this gas purification varies depending on the type of gas purification used, but can be roughly divided into two types.

高温脱塵を行つて酸化鉄系の吸着剤により脱硫
を行う乾式ガス精製に於ては、約450℃である。
一方水洗塔にて脱塵を行つて有機溶媒の吸収剤に
より脱硫を行う湿式ガス精製に於ては、ガス精製
11に必要な温度は約100℃である。但し乾式脱
硫は、これまで実積もなく、現在開発中であるの
で、石炭ガス化複合発電プラントのガス精製装置
11としては、湿式ガス精製を用いるのが一般的
となつている。
In dry gas purification, which involves high-temperature dedusting and desulfurization using an iron oxide adsorbent, the temperature is approximately 450°C.
On the other hand, in wet gas purification in which dust is removed in a water washing tower and desulfurization is performed using an organic solvent absorbent, the temperature required for gas purification 11 is about 100°C. However, since dry desulfurization has no actual results and is currently under development, wet gas purification is generally used as the gas purification device 11 of a coal gasification combined cycle power plant.

従つて、約900℃のガス化炉粗生成ガス4は100
℃のガス/ガス熱交換器出口粗生ガス10として
ガス精製装置11内に導入される。この温度差で
表示される顕熱は、ガスタービン燃焼器14に供
給される燃料ガス13を適温に加熱すると共に、
上記の如く排熱回収ボイラ20の熱源として回収
される。この回収熱量が多いほどプラントの熱効
率が向上する(燃料ガス温度100℃の上昇につき
約0.2%の熱効率の向上が可能となる)。
Therefore, the gasifier crude gas 4 at about 900℃ is 100
℃ gas/gas heat exchanger outlet raw gas 10 is introduced into the gas purification device 11. The sensible heat represented by this temperature difference heats the fuel gas 13 supplied to the gas turbine combustor 14 to an appropriate temperature, and
As described above, the heat is recovered as a heat source for the exhaust heat recovery boiler 20. The greater the amount of heat recovered, the better the thermal efficiency of the plant will be (approximately 0.2% improvement in thermal efficiency per 100°C increase in fuel gas temperature).

一方ガスタービン燃焼器14入口の燃料ガス1
3温度は、燃焼制御装置(図示しない)の耐熱温
度の制限から約100℃ないし400℃とされる。又、
蒸気発生装置出口粗生ガス8の温度はガスタービ
ン燃焼器14入口の燃料ガス13の温度より約50
℃高く選定されることが普通である。従つて、排
熱回収ボイラ20側には、約750℃ないし450℃の
温度差の熱量が回収不能となりこの顕熱を有効に
回収することが上記の如く、プラント熱効率向上
の面で必要とされる。
On the other hand, the fuel gas 1 at the inlet of the gas turbine combustor 14
The third temperature is approximately 100° C. to 400° C. due to the heat-resistant temperature limit of a combustion control device (not shown). or,
The temperature of the raw gas 8 at the outlet of the steam generator is approximately 50° higher than the temperature of the fuel gas 13 at the inlet of the gas turbine combustor 14.
It is normal to select a high temperature. Therefore, on the exhaust heat recovery boiler 20 side, the amount of heat with a temperature difference of about 750°C to 450°C cannot be recovered, and as mentioned above, it is necessary to effectively recover this sensible heat in order to improve the thermal efficiency of the plant. Ru.

石炭ガス化炉3に供給されるガス化剤である空
気2の供給温度を高くすればする程、石炭ガス化
炉3内でのガス化に要する熱量を少なくすること
ができ、かつ、ガス化炉粗生成ガス4の発熱量を
高くすることができるのでプラントの熱効率を向
上することができる。しかし、上記の如く、空気
2は石炭ガス化炉3に供給される前に加圧される
ことが必要となり、加圧動力を低減するには空気
2の温度を低くすることが必要となる。すなわ
ち、上記のように、ガス化剤用の空気2の圧縮に
はできるだけガスタービンの圧縮機15を用いる
のが、熱効率的にすぐれているが、ガスタービン
圧縮機15は、ガスタービン燃焼器14の圧力に
合わせて通常出口圧力は、10ataないし20ataとな
る。一方石炭ガス化炉3の圧力は、石炭ガス化炉
3出口からガスタービン燃焼器14までの系の圧
力損失及び、流量調整弁等の調整圧力を確保する
為に、ガスタービン燃焼器14より10ないし
30ata高い圧力とするのが一般的である。従つて、
ガスタービン圧縮機抽気空気56をさらに昇圧し
て石炭ガス化炉3へ供給する必要があるが、この
昇圧圧縮機59の動力は、昇圧する空気の体積流
量に比例するすなわち、昇圧する空気温度が低い
殆動力が少ない事になる。通常は、この昇圧圧縮
機59の動力を低減させるため、昇圧圧縮機59
入口の空気を抽気空気冷却器57にて冷却して、
体積流量を減少させて、昇圧圧縮機59の動力を
減少させている。
The higher the supply temperature of the air 2, which is the gasifying agent supplied to the coal gasifier 3, the lower the amount of heat required for gasification in the coal gasifier 3, and the faster the gasification Since the calorific value of the furnace crude gas 4 can be increased, the thermal efficiency of the plant can be improved. However, as described above, the air 2 needs to be pressurized before being supplied to the coal gasifier 3, and in order to reduce the pressurizing power, it is necessary to lower the temperature of the air 2. That is, as described above, it is better to use the gas turbine compressor 15 for compressing the air 2 for the gasification agent as much as possible in terms of thermal efficiency. Normal outlet pressure is 10 ata to 20 ata. On the other hand, the pressure in the coal gasification furnace 3 is set at 10% from the gas turbine combustor 14 in order to ensure the pressure loss in the system from the coal gasification furnace 3 outlet to the gas turbine combustor 14 and the adjustment pressure of the flow rate adjustment valve, etc. No
It is common to use a high pressure of 30ata. Therefore,
It is necessary to further boost the pressure of the gas turbine compressor bleed air 56 and supply it to the coal gasifier 3, but the power of this booster compressor 59 is proportional to the volumetric flow rate of the air to be pressurized, that is, the temperature of the air to be pressurized is Low power means less power. Normally, in order to reduce the power of this boost compressor 59, the boost compressor 59
The air at the inlet is cooled by a bleed air cooler 57,
By reducing the volumetric flow rate, the power of the boost compressor 59 is reduced.

その結果、石炭ガス化炉3へのガス化剤である
空気2の供給温度が低下し、石炭ガス化炉3での
石炭の可燃成分への転換効率、冷ガス効率が低下
し、プラント全体の燃効率が低下するという問題
がある。さらに、ガス化剤である空気2の温度が
低いため、ガス化剤をガス化温度まで昇温するた
めに石炭中の炭素分を余分に燃焼させる事が必要
となり、ガス化剤としての空気2の供給量が増大
し、ガスタービン圧縮機15での空気のバランス
がくずれる。第2図に、空気予熱温度とガスター
ビン抽気率の関係を示す。空気予熱温度が低下す
るほど、ガス化剤使用量が増える為、ガスタービ
ン抽気率は、増加する。現状のガスタービン圧縮
機15の延長線上の技術では、ガスタービン圧縮
機15の流量のバランスの問題からガスタービン
の抽気率を約30%以下とする必要があり、多量の
抽気に対しても安定な運転を確保できるガスター
ビン圧縮機15は未だ開発されていない。
As a result, the supply temperature of air 2, which is a gasification agent, to coal gasifier 3 decreases, and the efficiency of converting coal into combustible components and cold gas efficiency in coal gasifier 3 decreases, reducing the overall plant efficiency. There is a problem that fuel efficiency decreases. Furthermore, since the temperature of air 2, which is a gasifying agent, is low, it is necessary to burn extra carbon in the coal in order to raise the temperature of the gasifying agent to the gasification temperature. The amount of air supplied increases, and the air balance in the gas turbine compressor 15 is disrupted. FIG. 2 shows the relationship between air preheating temperature and gas turbine extraction rate. As the air preheating temperature decreases, the amount of gasifying agent used increases, so the gas turbine extraction rate increases. With the technology that is an extension of the current gas turbine compressor 15, it is necessary to keep the extraction rate of the gas turbine at about 30% or less due to the problem of flow balance of the gas turbine compressor 15, and it is stable even with a large amount of extracted air. A gas turbine compressor 15 that can ensure reliable operation has not yet been developed.

以上より、石炭ガス化炉3へのガス化剤として
の空気2の供給温度を、昇圧圧縮機59での動力
を増大させない為に、昇圧圧縮機59出口で加熱
する事が、プラントの熱効率向上の面からのガス
タービンの運転性を向上させる面からも有効であ
る事がわかる。
From the above, heating the supply temperature of air 2 as a gasifying agent to the coal gasifier 3 at the outlet of the boost compressor 59 to avoid increasing the power of the boost compressor 59 improves the thermal efficiency of the plant. It can be seen that this method is also effective in terms of improving the operability of the gas turbine.

石炭ガス化炉3へのガス化剤としての空気2の
加熱方法としては、EPRI−AP−1429等で、ガス
タービン排ガス19と熱交換し、昇温する方法が
提案されているが、本システムでは、第1に、ガ
スタービン出口排ガス19の圧力はほぼ大気圧で
あるのに対し、加熱される側の空気の圧力は、10
ないし20ataと高圧で、両者の差圧に耐えるため、
熱交換部のチユーブ又はプレートの肉圧が増加
し、圧熱係数が悪くなり、伝熱面積が増加する;
第2に、一般的に排熱回収ボイラ20と石炭ガス
化炉3は離れて配置されているため、加熱された
高温の空気配管が長くなり、耐高温合金鋼を使用
する重量が増大し経済的でない;という欠点があ
る。
As a method of heating the air 2 as a gasifying agent to the coal gasifier 3, a method of exchanging heat with the gas turbine exhaust gas 19 and raising the temperature has been proposed in EPRI-AP-1429, etc., but this system First, the pressure of the gas turbine outlet exhaust gas 19 is approximately atmospheric pressure, whereas the pressure of the air on the side to be heated is 10
In order to withstand the differential pressure between the two,
The wall pressure of the tube or plate of the heat exchanger increases, the pressure heat coefficient worsens, and the heat transfer area increases;
Second, since the waste heat recovery boiler 20 and the coal gasifier 3 are generally located apart, the heated high-temperature air piping becomes long, and the weight of high-temperature-resistant alloy steel increases, making it less economical. It has the disadvantage of not being accurate.

更に、排熱回収ボイラ20側に空気予熱器を設
置した場合は、ガスタービン17の排ガス温度に
より空気予熱温度が制限されるため、熱効率向上
に限度が生ずる。
Furthermore, when an air preheater is installed on the exhaust heat recovery boiler 20 side, the air preheating temperature is limited by the exhaust gas temperature of the gas turbine 17, and therefore there is a limit to the improvement of thermal efficiency.

従つて、できるだけ高温の配管材料を少なく使
用して、石炭ガス化炉3への供給空気温度をでき
るだけ高く予熱するシステムがプラントの経済性
向上の面で要請されていた。
Therefore, in order to improve the economic efficiency of the plant, there has been a need for a system that uses as little high-temperature piping material as possible to preheat the temperature of the air supplied to the coal gasifier 3 as high as possible.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上記の欠点を解決し、上記要請に応
ずるべく創案されたものであり、その目的は、プ
ラントの熱効率を向上すると共に、運転性を向上
し、かつプラントコストの低減し得る石炭ガス化
複合発電プラントを提供することにある。
The present invention was devised to solve the above-mentioned drawbacks and meet the above-mentioned demands, and its purpose is to improve the thermal efficiency of a plant, improve operability, and reduce plant costs. Our goal is to provide a combined cycle power generation plant.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、上記の目的を達成するために、石炭
ガス化炉からの粗生成ガスを冷却し、排熱回収ボ
イラ側に蒸気を供給するガス化炉出口蒸気発生装
置の下流側に、該ガス化炉出口蒸気発生装置から
の粗生ガスを精密脱塵する精密脱塵装置を設ける
と共に、上記精密脱塵装置の下流側に、上記石炭
ガス化炉に供給されるガス化剤と上記精密脱塵装
置により脱塵された生成ガスとを熱交換し、上記
ガス化剤を予熱するガス/ガス熱交換器を設け、
かつ、上記ガス/ガス熱交換器と複合発電プラン
トのガスタービン側とを連結し、上記ガス/ガス
熱交換器に上記ガスタービン側から上記ガス化剤
を供給するガス化剤通路を設け、上記石炭ガス化
炉に供給されるガス化剤を予熱して供給するよう
にした石炭ガス化複合プラントを特徴としたもの
である。
In order to achieve the above object, the present invention cools the crude gas from the coal gasifier and supplies the gas to the downstream side of the gasifier outlet steam generator that supplies steam to the exhaust heat recovery boiler side. A precision dust removal device is provided to precisely remove dust from the raw gas from the steam generator at the outlet of the coalifier, and a gasification agent supplied to the coal gasification furnace and the precision dust removal device are installed downstream of the precision dust removal device. A gas/gas heat exchanger is provided for exchanging heat with the generated gas dedusted by the dust device and preheating the gasification agent,
and the gas/gas heat exchanger and the gas turbine side of the combined power generation plant are connected, and the gas/gas heat exchanger is provided with a gasifying agent passage for supplying the gasifying agent from the gas turbine side, This coal gasification complex plant is characterized by preheating the gasifying agent supplied to the coal gasifier.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

まず、本実施例の概要を第3図により説明す
る。
First, the outline of this embodiment will be explained with reference to FIG.

図において、第1図と同一符号の物は同一物又
は同一機能の物を示す。
In the figures, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same parts or parts with the same function.

石炭ガス化プラント60のガス化炉出口蒸気発
生装置7の下流側には精密脱塵装置63が設けら
れ、更に、その下流側にはガス/ガス熱交換器9
aが設けられている。又、ガス/ガス熱交換器9
aとガスタービン圧縮機15を連結するガス化剤
通路83がそれぞれ設けられている。
A precision dust removal device 63 is provided downstream of the gasifier outlet steam generator 7 of the coal gasification plant 60, and further downstream thereof a gas/gas heat exchanger 9 is provided.
A is provided. Also, gas/gas heat exchanger 9
A gasifying agent passage 83 connecting the gas turbine compressor 15 and the gas turbine compressor 15 is provided.

ガス化炉出口蒸気発生装置7からの蒸気発生装
置出口粗生ガス8は脱塵されダスト65を排出
し、ガス/ガス熱交換器9aに導入される。一
方、ガス化剤通路83内には、ガスタービン圧縮
機15から抽気したガス化剤たるガスタービン抽
気空気56を冷却する抽気空気冷却器57およ
び、冷却後の昇圧圧縮機入口空気58を昇圧する
昇圧圧縮機59が介設される。昇圧された空気2
はガス/ガス熱交換器9a内に導入され、精密脱
塵装置出口生成ガス66と熱交換し、予熱されて
石炭ガス化炉3に供給される。以上により、石炭
ガス化炉3には、昇圧され、かつ予熱されたガス
化剤たる空気2が供給されることになる。
The steam generator outlet raw gas 8 from the gasifier outlet steam generator 7 is dedusted to discharge dust 65, and is introduced into the gas/gas heat exchanger 9a. On the other hand, inside the gasification agent passage 83, there is a bleed air cooler 57 that cools the gas turbine bleed air 56, which is the gasification agent extracted from the gas turbine compressor 15, and a bleed air cooler 57 that boosts the pressure of the cooled boost compressor inlet air 58. A boost compressor 59 is interposed. Pressurized air 2
is introduced into the gas/gas heat exchanger 9a, exchanges heat with the produced gas 66 at the outlet of the precision dust removal device, is preheated, and is supplied to the coal gasifier 3. As a result, the coal gasifier 3 is supplied with pressurized and preheated air 2 serving as a gasifying agent.

以下、本実施例を更に詳細に説明する。 This example will be explained in more detail below.

従来、ガス化炉出口蒸気発生装置7から出た蒸
気発生装置出口粗生ガス8は、高温ダストおよび
腐食生成物を大量に含むため、蒸気発生装置出口
粗生ガス8の温度が約350℃程度の温度領域まで
しか、エロージヨンによる減肉のためガス/ガス
熱交換器9は実用化されていなかつた。そこで、
本実施例では、ガス化炉出口蒸気発生装置7によ
り約450℃ないし600℃に冷却された蒸気発生装置
出口粗生ガス8を精密脱塵装置63により脱塵
し、クリーンな精密脱塵装置出口生成ガス66と
し、これをガス/ガス熱交換器9aに導入するよ
うにしている。なお脱塵されたダスト66は装置
外に排出される。
Conventionally, the steam generator outlet crude gas 8 from the gasifier outlet steam generator 7 contains a large amount of high-temperature dust and corrosion products, so the temperature of the steam generator outlet raw gas 8 is about 350°C. The gas/gas heat exchanger 9 has not been put into practical use only up to a temperature range of 100 to 100% due to thinning due to erosion. Therefore,
In this embodiment, the crude gas 8 at the outlet of the steam generator cooled to approximately 450°C to 600°C by the steam generator 7 at the outlet of the gasifier is dedusted by the precision dust remover 63, resulting in a clean exit from the precision dust remover. A generated gas 66 is introduced into the gas/gas heat exchanger 9a. Note that the removed dust 66 is discharged to the outside of the apparatus.

ガス/ガス熱交換器9aには空気予熱用ガス/
ガスヒータ64が設けられ、ガス化剤通路83か
らの空気2を加熱する。加熱された空気2は石炭
ガス化炉3に供給される。従来技術では石炭ガス
化炉に供給される空気2の供給温度は約200℃で
あるが上記により供給温度を約600℃に上昇する
ことができ、熱効率を約8%向上することができ
る。
The gas/gas heat exchanger 9a contains air preheating gas/
A gas heater 64 is provided to heat the air 2 from the gasifier passage 83. The heated air 2 is supplied to a coal gasifier 3. In the conventional technology, the supply temperature of the air 2 supplied to the coal gasifier is approximately 200°C, but with the above method, the supply temperature can be increased to approximately 600°C, and the thermal efficiency can be improved by approximately 8%.

ガス/ガス熱交換器9aを通過した生成ガス
は、従来技術と同じくガス/ガス熱交換器9に導
入され、冷却され、ガス精製装置11に送られ
る。次に精密脱塵装置63を説明する。精密脱塵
装置63としては、第4図に示すグラニユラ式集
塵装置が採用される。グラニユラ式集塵装置は、
耐温性のろ過剤77を金網75およびルーバ74
間に充填したものから構成され、ろ過剤77から
なる充填層は、点線の矢印で示す如く、ろ過剤7
6として上方から供給され、下方へ移動し、ダス
トを含むろ過剤78として下部より抜き出されて
排出される。蒸気発生装置出口粗生ガス8の如き
ダーテイガス72は、ろ過剤77の充填層を通過
する際に脱塵され、除塵ガス73として次工程側
に送られる。以上の如く、ガス化炉出口蒸気発生
装置7で合金鋼の耐温領域まで温度を下げた蒸気
発生装置出口粗生ガス8を上記のグラニユラ式集
塵装置に導入することにより、精密脱塵装置出口
生成ガス66内のダストを、5mg/Nm3ないし30
mg/Nm3に押えることができ、ダストによるエロ
ージヨンを低減することができ、上記の如く、ガ
ス/ガス熱交換器9aにより、空気2を予熱する
ことができる。
The produced gas that has passed through the gas/gas heat exchanger 9a is introduced into the gas/gas heat exchanger 9, cooled, and sent to the gas purification device 11, as in the prior art. Next, the precision dust removal device 63 will be explained. As the precision dust removal device 63, a granular type dust collection device shown in FIG. 4 is adopted. The granular dust collector is
A temperature-resistant filter agent 77 is attached to a wire mesh 75 and a louver 74.
As shown by the dotted arrow, the packed layer consisting of the filter agent 77 is filled with the filter agent 7
6 is supplied from above, moves downward, and is extracted from the bottom as a filter agent 78 containing dust and discharged. Dirty gas 72 such as crude gas 8 at the outlet of the steam generator is dedusted when passing through a packed bed of filter agent 77 and sent to the next process as dust removal gas 73. As described above, by introducing the steam generator outlet crude gas 8 whose temperature has been lowered to the temperature range of alloy steel in the gasifier outlet steam generator 7 into the above-mentioned granular type dust collector, the precision dust remover Dust in the outlet generated gas 66 is reduced to 5 mg/Nm 3 to 30
mg/Nm 3 , and erosion due to dust can be reduced, and as described above, the air 2 can be preheated by the gas/gas heat exchanger 9a.

ガス化剤通路83は、上記の如く、ガスタービ
ン圧縮機15とガス/ガス熱交換器9cとを連結
して形成され、その中間には、抽気空気冷却器5
7および昇圧圧縮機59が設けられている。以上
により、ガス化剤としての空気2は昇圧され、か
つ充分に予熱された後、石炭ガス化炉3に供給さ
れる。
As described above, the gasifying agent passage 83 is formed by connecting the gas turbine compressor 15 and the gas/gas heat exchanger 9c, and the bleed air cooler 5 is provided between the gas turbine compressor 15 and the gas/gas heat exchanger 9c.
7 and a boost compressor 59 are provided. As described above, the air 2 as a gasifying agent is pressurized and sufficiently preheated, and then is supplied to the coal gasifier 3.

従来技術で空気2を排熱回収ボイラ20側に空
気予熱器を設ける場合には、ガスタービン出口排
ガス19の温度が550℃位のため、空気12は
高々500℃位までしか予熱できず熱効率の向上度
合は少ない。
In the conventional technology, when an air preheater is provided for the air 2 on the exhaust heat recovery boiler 20 side, the temperature of the gas turbine outlet exhaust gas 19 is about 550°C, so the air 12 can only be preheated to about 500°C at most, which reduces thermal efficiency. The degree of improvement is small.

第5図は本発明の他の実施例を示す。図におい
て第1図および第3図と同一符号の物は同一物又
は同一機能の物を示す。
FIG. 5 shows another embodiment of the invention. In the figures, parts with the same reference numerals as in FIGS. 1 and 3 indicate the same parts or parts with the same function.

本実施例は、ガス化剤通路83に、これから分
岐し、直接石炭ガス化炉3に連通するバイパス路
84を連結し、該バイパス路84にバイパス流量
調整弁80を介設せしめたものから構成される。
上記構成により、石炭ガス化炉3には、ガス/ガ
ス熱交換器9aを介して予熱された空気2と、予
熱されないで昇圧圧縮機59から直接導入される
空気2との混合空気が供給され、供給空気温度を
一定に制御することが可能となる。
This embodiment is constructed by connecting a gasifier passage 83 with a bypass passage 84 that branches off from it and communicates directly with the coal gasifier 3, and a bypass flow rate adjustment valve 80 is interposed in the bypass passage 84. be done.
With the above configuration, the coal gasifier 3 is supplied with mixed air of the air 2 preheated via the gas/gas heat exchanger 9a and the air 2 directly introduced from the boost compressor 59 without being preheated. , it becomes possible to control the supply air temperature to a constant value.

一般に、石炭ガス化炉3の制御は、石炭1の投
入量に対し、一定比率でガス化剤2を供給するこ
とが基本であるが、ガス化剤2の温度が変動する
場合には、ガス化剤2中の窒素をガス化温度まで
上げるのに必要な熱量が変動し、ガス化剤粗生成
ガス4の組成が変動するので、ガス化剤2の温度
をほぼ一定値に保持する必要がある。本実施例に
より一定温度保持制御を容易に行うことができ
る。
Generally, the basic control of the coal gasifier 3 is to supply the gasifying agent 2 at a constant ratio to the input amount of the coal 1, but if the temperature of the gasifying agent 2 fluctuates, The amount of heat required to raise the nitrogen in the gasifying agent 2 to the gasification temperature fluctuates, and the composition of the gasifying agent crude gas 4 changes, so it is necessary to maintain the temperature of the gasifying agent 2 at a nearly constant value. be. According to this embodiment, constant temperature maintenance control can be easily performed.

すなわち、通常運転時においては、バイパス空
気79の流量を制御することにより、供給空気温
度を一定に制御できる。又、負荷急増時には、バ
イパス流量調整弁80を全開し、直接石炭ガス化
炉3に空気2を多量に供給し、供給空気量の時間
遅れを解消し、運転性を向上することが可能とな
る。
That is, during normal operation, by controlling the flow rate of the bypass air 79, the supplied air temperature can be controlled to be constant. In addition, when the load suddenly increases, the bypass flow rate adjustment valve 80 is fully opened to supply a large amount of air 2 directly to the coal gasifier 3, eliminating the time delay in the amount of supplied air and improving operability. .

第6図は、本発明の更に別の実施例を表示す
る。
FIG. 6 displays yet another embodiment of the invention.

図において、上記実施例と同一符号の物は同一
物又は同一機能の物を示す。
In the figures, parts with the same reference numerals as in the above embodiments indicate the same parts or parts with the same function.

本実施例では、ガス化剤通路83の中間にガス
化剤2を予熱するガス化剤予熱器を介設したもの
で、より具体的には、排熱回収ボイラ20側で加
熱されるガスタービン排熱回収ボイラ空気予熱器
81を昇圧圧縮機59とガス/ガス熱交換器9a
間に介設せしめたものである(、で示す)。
In this embodiment, a gasifying agent preheater for preheating the gasifying agent 2 is interposed in the middle of the gasifying agent passage 83, and more specifically, a gas turbine heated on the exhaust heat recovery boiler 20 side is installed. The exhaust heat recovery boiler air preheater 81 is connected to the boost compressor 59 and the gas/gas heat exchanger 9a.
(indicated by ).

ガス化剤たる空気2は、昇圧圧縮機59で昇圧
された後、ガスタービン排熱回収ボイラ空気予熱
器81で予熱され、空気予熱用ガス/ガスヒータ
64へ空気2を送る。
Air 2, which is a gasifying agent, is pressurized by a boost compressor 59, then preheated by a gas turbine exhaust heat recovery boiler air preheater 81, and sent to an air preheating gas/gas heater 64.

本実施例に於る熱効率の向上値は上記実施例と
同一であるが、空気予熱器を分割する事によりバ
ランスの良いシステム構成をする事ができる。
The improved value of thermal efficiency in this embodiment is the same as in the above embodiment, but by dividing the air preheater, a well-balanced system configuration can be achieved.

以上の如くガス化炉出口蒸気発生装置7の後流
側に設置した精密脱塵装置63により除塵された
精密脱塵装置出口生成ガスと空気2を熱交換し、
ガス化炉ガス化剤空気を高温まで予熱できるの
で、熱効率の向上を図る事ができる。
As described above, the air 2 is heat-exchanged with the produced gas at the outlet of the precision dust remover, which has been removed by the precision dust remover 63 installed on the downstream side of the gasifier outlet steam generator 7,
Since the gasifier air in the gasifier can be preheated to a high temperature, thermal efficiency can be improved.

又空気予熱用のガス/ガス熱交換器9aを石炭
ガス化炉3の近くに設置する事ができるので、空
気予熱後の高温配管を減少させる事ができ、プラ
ントコストの減少を図る事ができる。
Furthermore, since the gas/gas heat exchanger 9a for air preheating can be installed near the coal gasifier 3, the number of high-temperature piping after air preheating can be reduced, and plant costs can be reduced. .

更に、上記の如く、バイパス流量調整弁80を
設けることにより運転性の向上を図ることができ
る。
Furthermore, as described above, by providing the bypass flow rate regulating valve 80, it is possible to improve the drivability.

第7図に上記実施例による熱効率の向上値を示
す(直線Aで示す)。昇圧圧縮機59の出口空気
温度は約200℃であり、ガス/ガス熱交換器9a
により約600℃まで予熱されるため、差温400℃に
相当する8%の熱効率向上が計れる(図中点線で
示す)。
FIG. 7 shows the improvement in thermal efficiency according to the above embodiment (indicated by straight line A). The outlet air temperature of the boost compressor 59 is approximately 200°C, and the gas/gas heat exchanger 9a
Since the temperature is preheated to approximately 600°C, an 8% improvement in thermal efficiency, which corresponds to a temperature difference of 400°C, can be measured (indicated by the dotted line in the figure).

第8図に石炭ガス化複合発電プラントの典型的
な配置図を示す。
Figure 8 shows a typical layout of a coal gasification combined cycle power plant.

排熱回収ボイラ20にて空気を予熱する場合
は、予熱後の高温配管が350mないし500mである
のに対し、本実施例では、空気加熱用ガス/ガス
ヒータ64を石炭ガス化炉3の近くに設置できる
ため予熱後の配管を約40mに短縮できた。この結
果、昇圧圧縮機59から石炭ガス化炉3までの連
絡配管を合金鋼から炭素鋼とする事ができ、低温
であるため体積流量を約1/2とする事ができるの
で、配管口径を約30%低減する事ができ、この配
管の材質変更によりプラントコストを約10億円低
減できた。
When preheating air in the exhaust heat recovery boiler 20, the high-temperature piping after preheating is 350 m to 500 m, but in this embodiment, the air heating gas/gas heater 64 is placed near the coal gasification furnace 3. Because it can be installed, the piping length after preheating can be shortened to approximately 40m. As a result, the connecting piping from the boost compressor 59 to the coal gasifier 3 can be made of carbon steel instead of alloy steel, and because the temperature is low, the volumetric flow rate can be reduced to about 1/2, so the pipe diameter can be reduced. We were able to reduce this by approximately 30%, and by changing the material of this piping, we were able to reduce plant costs by approximately 1 billion yen.

又、本実施例の精密脱塵装置63とセラミツク
フイルタ等の超高温精密脱塵(図示しない)とを
組み合わせる事により、より一層の熱効率の向上
が計れる。
Furthermore, by combining the precision dust removal device 63 of this embodiment with an ultra-high temperature precision dust removal device (not shown) such as a ceramic filter, thermal efficiency can be further improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明によつて明らかの如く、本発明によ
れば、石炭ガス化複合発電プラントの熱効率を大
幅に向上すると共に、プラントコストの大幅低減
と、その運転性を向上し得る効果が上げられる。
As is clear from the above description, according to the present invention, it is possible to significantly improve the thermal efficiency of a coal gasification combined cycle power plant, and also to significantly reduce plant costs and improve its operability.

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

第1図は従来の石炭ガス化複合発電プラントの
ヒートサイクル構成図、第2図は空気予熱温度と
ガスタービン抽気率との関係を示す線図、第3図
は本発明一実施例のヒートサイクル構成図、第4
図は実施例に使用される精密脱塵装置の主構造を
示す説明図、第5図および第6図は本発明の他の
実施例のヒートサイクル構成図、第7図は本発明
実施例の熱効率の向上値を示す線図、第8図は本
実施例に基づくプラント配置図の概要を示す。 1…石炭、2…ガス化剤、3…石炭ガス化炉、
4…ガス化炉粗生成ガス、5…ガス化炉蒸気発生
装置蒸気、7…ガス化炉出口蒸気発生装置、8…
蒸気発生装置出口粗生ガス、9…ガス/ガス熱交
換器、10…ガス/ガス熱交換器出口粗生ガス、
11…ガス精製装置、12…精製ガス、13…燃
料ガス、14…ガスタービン燃焼器、15…ガス
タービンコンプレツサ、16…空気、17…ガス
タービン、18…ガスタービン発電機、19…ガ
スタービン出口排ガス、20…排熱回収ボイラ、
21…低圧節炭器、22…低圧ドラム、23…低
圧蒸発器、24…高圧節炭器、25…高圧ドラ
ム、26…高圧蒸発器、27…過熱器、28…再
熱器、29…給水ポンプ入口給水、30…ガス化
炉蒸気発生装置給水、31…高圧給水、32…ガ
ス化炉出口蒸気発生装置給水、33…高圧節炭器
入口給水、34…高圧蒸気、35…低圧蒸気、3
6…再熱器入口蒸気、37…排熱回収ボイラ給
水、38…高圧給水ポンプ、39…給水ポンプ出
口給水、40…復水、41…給水ポンプ、42…
高圧タービン、43…中低圧タービン、44…復
水器、45…蒸気タービン発電機、54…蒸気発
生装置、56…ガスタービン抽気空気、57…抽
気空気冷却器、58…昇圧圧縮機入口空気、59
…昇圧圧縮機、60…石炭ガス化プラント、61
…複合発電プラント、63…精密脱塵装置、64
…空気予熱用ガス/ガスヒータ、65…ダスト、
66…精密脱塵装置出口生成ガス、72…ダーテ
イガス、73…除塵ガス、74…ルーバ、75…
金鋼、76,77…ろ過剤、78…ダストを含む
ろ過剤、79…バイパス空気、80…バイパス流
量調整弁、81…ガーターピン排熱回収ボイラ空
気予熱器、83…ガス化剤通路、84…バイパス
路。
Fig. 1 is a heat cycle configuration diagram of a conventional coal gasification combined cycle power plant, Fig. 2 is a diagram showing the relationship between air preheating temperature and gas turbine extraction rate, and Fig. 3 is a heat cycle diagram of an embodiment of the present invention. Configuration diagram, 4th
The figure is an explanatory diagram showing the main structure of the precision dust removal device used in the embodiment, Figures 5 and 6 are heat cycle configuration diagrams of other embodiments of the present invention, and Figure 7 is the diagram of the heat cycle configuration of the embodiment of the present invention. FIG. 8, a diagram showing the improvement value of thermal efficiency, shows an outline of the plant layout based on this embodiment. 1... Coal, 2... Gasifier, 3... Coal gasifier,
4...Gasifier crude product gas, 5...Gasifier steam generator steam, 7...Gasifier outlet steam generator, 8...
Steam generator outlet crude gas, 9... gas/gas heat exchanger, 10... gas/gas heat exchanger outlet crude gas,
11... Gas purification device, 12... Purified gas, 13... Fuel gas, 14... Gas turbine combustor, 15... Gas turbine compressor, 16... Air, 17... Gas turbine, 18... Gas turbine generator, 19... Gas turbine Outlet exhaust gas, 20...exhaust heat recovery boiler,
21...Low pressure economizer, 22...Low pressure drum, 23...Low pressure evaporator, 24...High pressure economizer, 25...High pressure drum, 26...High pressure evaporator, 27...Superheater, 28...Reheater, 29...Water supply Pump inlet water supply, 30...Gasifier steam generator water supply, 31...High pressure water supply, 32...Gasifier outlet steam generator water supply, 33...High pressure economizer inlet water supply, 34...High pressure steam, 35...Low pressure steam, 3
6... Reheater inlet steam, 37... Exhaust heat recovery boiler water supply, 38... High pressure water supply pump, 39... Water supply pump outlet water supply, 40... Condensate, 41... Water supply pump, 42...
High pressure turbine, 43... Medium and low pressure turbine, 44... Condenser, 45... Steam turbine generator, 54... Steam generator, 56... Gas turbine bleed air, 57... Bleed air cooler, 58... Boost compressor inlet air, 59
...boost compressor, 60...coal gasification plant, 61
...Combined power generation plant, 63...Precision dust removal equipment, 64
...air preheating gas/gas heater, 65...dust,
66... Precision dust removal device outlet generated gas, 72... Dirty gas, 73... Dust removal gas, 74... Louver, 75...
Gold steel, 76, 77...filtering agent, 78...filtering agent containing dust, 79...bypass air, 80...bypass flow rate adjustment valve, 81...garter pin exhaust heat recovery boiler air preheater, 83...gasification agent passage, 84 ...Bypass road.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 石炭ガス化プラント側から供給される適温、
適圧の燃料ガスで作動するガスタービンと、該ガ
スタービンの排熱を回収して蒸気を発生する排熱
回収ボイラと、該排熱回収ボイラからの蒸気で作
動する蒸気タービンとから構成される複合発電プ
ラントを有すると共に、空気又は酸素からなるガ
ス化剤で石炭をガス化する石炭ガス化炉と、該石
炭ガス化炉からの粗生成ガスを冷却すると共に、
上記排熱回収ボイラ側に供給する蒸気を発生する
ガス化炉出口蒸気発生装置と、該ガス化炉出口蒸
気発生装置からの粗生ガスを精製し、上記燃料ガ
スを形成せしめるガス精製装置とから構成される
上記石炭ガス化プラントとを有する石炭ガス化複
合発電プラントにおいて、上記ガス化炉出口蒸気
発生装置の下流側に、該ガス化炉出口蒸気発生装
置からの上記粗生ガスを精密脱塵する精密脱塵装
置を設けると共に、上記精密脱塵装置の下流側
に、上記ガス化剤を上記精密脱塵装置により脱塵
された生成ガスで予熱して上記石炭ガス化炉に供
給するガス/ガス熱交換器を設け、かつ、該ガ
ス/ガス熱交換器と上記ガスタービン側とを連結
し、該ガスタービン側から上記ガス化剤を上記ガ
ス/ガス熱交換器に供給するガス化剤通路を設け
たことを特徴とする石炭ガス化複合発電プラン
ト。 2 上記ガス化剤通路が、上記ガス/ガス熱交換
器と上記ガスタービンに係合するガスタービン圧
縮機とを連結するものであると共に、その中間位
置に上記ガスタービン圧縮機から抽気したガス化
剤を昇圧する昇圧圧縮機を介設せしめたものであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の石炭ガス化複合発電プラント。 3 上記ガス化剤通路が、該通路から分岐するバ
イパス路を有し、該バイパス路が流量調整弁を介
して直接上記石炭ガス化炉に連結するものである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
石炭ガス化複合発電プラント。 4 上記ガス化剤通路が、その中間位置に、上記
ガス化剤を予熱するガス化剤予熱器を介設せしめ
たものから構成されることを特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載の石炭ガス化複合発電プラン
ト。 5 上記ガス化剤予熱器が、上記排熱回収ボイラ
により、上記ガス化剤を予熱するものから形成さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第4項に記
載の石炭ガス化複合発電プラント。
[Claims] 1. Appropriate temperature supplied from the coal gasification plant side;
Consists of a gas turbine that operates with fuel gas at an appropriate pressure, an exhaust heat recovery boiler that recovers the exhaust heat of the gas turbine and generates steam, and a steam turbine that operates with the steam from the exhaust heat recovery boiler. A coal gasifier that has a combined power generation plant and gasifies coal with a gasifying agent made of air or oxygen, and cools the crude gas from the coal gasifier,
A gasifier outlet steam generator that generates steam to be supplied to the exhaust heat recovery boiler side, and a gas purifier that refines the crude gas from the gasifier outlet steam generator to form the fuel gas. In a coal gasification combined cycle power plant having the above-mentioned coal gasification plant, the crude gas from the gasifier outlet steam generator is precisely dedusted on the downstream side of the gasifier outlet steam generator. At the same time, a precision dust removal device is provided downstream of the precision dust removal device, and a gas/gasifier is provided on the downstream side of the precision dust removal device to preheat the gasification agent with the generated gas dedusted by the precision dust removal device and supply it to the coal gasification furnace. A gasification agent passage that is provided with a gas heat exchanger, connects the gas/gas heat exchanger and the gas turbine side, and supplies the gasification agent from the gas turbine side to the gas/gas heat exchanger. A coal gasification combined cycle power plant that is characterized by being equipped with. 2 The gasification agent passage connects the gas/gas heat exchanger and the gas turbine compressor that engages the gas turbine, and the gasification agent passage is connected to the gasification agent passage, which connects the gas/gas heat exchanger and the gas turbine compressor that engages with the gas turbine, and connects the gasification agent passage bleed from the gas turbine compressor to an intermediate position. 2. The coal gasification integrated power generation plant according to claim 1, further comprising a booster compressor for boosting the pressure of the agent. 3. Claims characterized in that the gasifier passage has a bypass passage branching from the passage, and the bypass passage is directly connected to the coal gasification furnace via a flow rate regulating valve. The coal gasification combined cycle power plant according to item 1. 4. The gasification agent passage according to claim 1, wherein the gasification agent passage is constructed by interposing a gasification agent preheater for preheating the gasification agent at an intermediate position thereof. Coal gasification combined cycle power plant. 5. The coal gasification integrated power generation plant according to claim 4, wherein the gasification agent preheater is formed by a device that preheats the gasification agent by the exhaust heat recovery boiler.
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