JPH04358708A - ガス化複合発電プラント - Google Patents
ガス化複合発電プラントInfo
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- JPH04358708A JPH04358708A JP3044884A JP4488491A JPH04358708A JP H04358708 A JPH04358708 A JP H04358708A JP 3044884 A JP3044884 A JP 3044884A JP 4488491 A JP4488491 A JP 4488491A JP H04358708 A JPH04358708 A JP H04358708A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants 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
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
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- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、石炭や重油等を燃料と
すガス化炉，ガスタービン，蒸気タービンを動力源とし
て発電するガス化複合発電プラントに関する。
すガス化炉，ガスタービン，蒸気タービンを動力源とし
て発電するガス化複合発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のガス化複合発電プラントのうち，
石炭（微粉炭）を燃料とするプラントの模式的構成図を
図４に示す。
石炭（微粉炭）を燃料とするプラントの模式的構成図を
図４に示す。
【０００３】図において，石炭を燃料とする石炭ガス化
複合発電プラントには，高温高圧下で部分酸化するガス
化炉１，発生する高温燃料ガスの顕熱を回収する熱交換
器２，発生する燃料ガス中の微量公害成分やダストを除
去するガス精製装置３，精製された燃料ガスを燃焼する
ことにより駆動されるガスタービン４，ガスタービン出
口高温ガスより熱回収する排熱回収ボイラ５，及び回収
熱により発生する蒸気により駆動される蒸気タービン６
等が設けられている。
複合発電プラントには，高温高圧下で部分酸化するガス
化炉１，発生する高温燃料ガスの顕熱を回収する熱交換
器２，発生する燃料ガス中の微量公害成分やダストを除
去するガス精製装置３，精製された燃料ガスを燃焼する
ことにより駆動されるガスタービン４，ガスタービン出
口高温ガスより熱回収する排熱回収ボイラ５，及び回収
熱により発生する蒸気により駆動される蒸気タービン６
等が設けられている。
【０００４】ガス化炉１へ供給される空気（ガス化剤，
酸素含有ガス等をも含む）はガスタービン圧縮機４ａよ
り抽気され，ガス化炉１用の１次空気１４，２次空気１
３の所要圧力まで２次空気昇圧機９で昇圧される。昇圧
前，ガス化剤は圧縮効率を高めるため空気冷却器３２に
おいて低圧給水１７等によって冷却され，昇圧後，２次
空気１３は，蒸気タービン６からの抽気３３によって空
気加熱器３１で加熱され，ガス化炉１へ送気される。 又，起動時には，別置の起動用圧縮機５５にて１次およ
び２次空気を全量圧力の高い１次空気所要圧力まで昇圧
していた。
酸素含有ガス等をも含む）はガスタービン圧縮機４ａよ
り抽気され，ガス化炉１用の１次空気１４，２次空気１
３の所要圧力まで２次空気昇圧機９で昇圧される。昇圧
前，ガス化剤は圧縮効率を高めるため空気冷却器３２に
おいて低圧給水１７等によって冷却され，昇圧後，２次
空気１３は，蒸気タービン６からの抽気３３によって空
気加熱器３１で加熱され，ガス化炉１へ送気される。 又，起動時には，別置の起動用圧縮機５５にて１次およ
び２次空気を全量圧力の高い１次空気所要圧力まで昇圧
していた。
【０００５】なお，その他，図中，４ｂはガスタービン
４の出力部，８は空気冷却器，９は２次空気昇圧機（１
次空気の昇圧も兼ねる），１１は１次空気冷却器，１２
は石炭供給装置，１４は１次空気，１５は復水器，１６
は復水ポンプ，１８は給水ポンプ，１９は高圧給水，２
０はガス化炉主蒸気，２１は高圧主蒸気，２２は再熱蒸
気，２３は低圧蒸気，２４は煙突，５６は空気加熱器，
５７は空気冷却器である。
４の出力部，８は空気冷却器，９は２次空気昇圧機（１
次空気の昇圧も兼ねる），１１は１次空気冷却器，１２
は石炭供給装置，１４は１次空気，１５は復水器，１６
は復水ポンプ，１８は給水ポンプ，１９は高圧給水，２
０はガス化炉主蒸気，２１は高圧主蒸気，２２は再熱蒸
気，２３は低圧蒸気，２４は煙突，５６は空気加熱器，
５７は空気冷却器である。
【０００６】なお，たとえば１次空気１４はそれが１次
空気であると共にその供給流路であることを同時に示し
，煩雑を避けるため，１次空気とその流路とを別々に示
すことは省略した。抽気３３等についても同様である。 以降，実施例についても同様とする。
空気であると共にその供給流路であることを同時に示し
，煩雑を避けるため，１次空気とその流路とを別々に示
すことは省略した。抽気３３等についても同様である。 以降，実施例についても同様とする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のガス化複合
発電プラントには解決すべき次の課題があった。 （１） ガスタービン圧縮機の抽気温度は高温（３００
〜４００℃）であり，低温（３０〜６０℃）の低圧給水
にて冷却し熱回収を行なっても，温度降下が著しいため
，エクセルギの低下が激しく，有効な熱回収となりえな
い。 （２） 昇圧後の空気（ガス化剤，酸素含有ガス等を含
む）をエクセルギが高いタービン抽気で加熱してるが，
ガス化炉熱ガス効率やガスタービンの発電効率などに多
少の効率向上の寄与があるものの，水・蒸気系のボトミ
ングサイクル効率には寄与せず，効率を悪化させる。 （３） １台の昇圧機で１次及び２次空気を昇圧すので
，各規定圧力に制御するための圧力損失が大きく，所要
動力の増加をまねく。 （４） 起動用圧縮機は，定格，又は高負荷において切
替えられるので，定格または高負荷時でのガス化炉規定
圧力・流量・温度を満足する容量・揚程をもたねばなら
ず，大型化する。 （５） ガス化炉要求の規定温度を達成するために，空
気冷却器及び空気加熱器を必要とする。 （６） ガスタービン運転開始後，起動用圧縮機との切
替には大型，高差圧の放風切替装置が必要となる。
発電プラントには解決すべき次の課題があった。 （１） ガスタービン圧縮機の抽気温度は高温（３００
〜４００℃）であり，低温（３０〜６０℃）の低圧給水
にて冷却し熱回収を行なっても，温度降下が著しいため
，エクセルギの低下が激しく，有効な熱回収となりえな
い。 （２） 昇圧後の空気（ガス化剤，酸素含有ガス等を含
む）をエクセルギが高いタービン抽気で加熱してるが，
ガス化炉熱ガス効率やガスタービンの発電効率などに多
少の効率向上の寄与があるものの，水・蒸気系のボトミ
ングサイクル効率には寄与せず，効率を悪化させる。 （３） １台の昇圧機で１次及び２次空気を昇圧すので
，各規定圧力に制御するための圧力損失が大きく，所要
動力の増加をまねく。 （４） 起動用圧縮機は，定格，又は高負荷において切
替えられるので，定格または高負荷時でのガス化炉規定
圧力・流量・温度を満足する容量・揚程をもたねばなら
ず，大型化する。 （５） ガス化炉要求の規定温度を達成するために，空
気冷却器及び空気加熱器を必要とする。 （６） ガスタービン運転開始後，起動用圧縮機との切
替には大型，高差圧の放風切替装置が必要となる。
【０００８】なお、特開昭６２−１８６０１８により，
ガスタービン圧縮機から抽気された圧縮空気を，再生熱
交換器にて昇圧機出口の圧縮空気と熱交換してガス化炉
へ供給する技術が既に提案されているが，石炭，重質油
等の炭素含有燃料を部分酸化するガス化炉においては，
圧縮空気等の酸素含有ガスはガス化剤としての機能と，
石炭のガス化炉への搬送（１次空気）または重質油のガ
ス化炉内への噴霧（１次空気）の機能を有しており、そ
のため石炭搬送，重質油噴霧は圧力損失が大きく昇圧機
は高い圧力比を必要とする。
ガスタービン圧縮機から抽気された圧縮空気を，再生熱
交換器にて昇圧機出口の圧縮空気と熱交換してガス化炉
へ供給する技術が既に提案されているが，石炭，重質油
等の炭素含有燃料を部分酸化するガス化炉においては，
圧縮空気等の酸素含有ガスはガス化剤としての機能と，
石炭のガス化炉への搬送（１次空気）または重質油のガ
ス化炉内への噴霧（１次空気）の機能を有しており、そ
のため石炭搬送，重質油噴霧は圧力損失が大きく昇圧機
は高い圧力比を必要とする。
【０００９】従って，ガス化炉へ供給する空気等の酸素
含有ガスを１台の昇圧機で昇圧する上記公知技術では，
ガス化炉運転上要求される最高の圧力，即ち１次空気の
圧力まで２次空気を含めた全量を昇圧する必要があると
いう欠点を有する。
含有ガスを１台の昇圧機で昇圧する上記公知技術では，
ガス化炉運転上要求される最高の圧力，即ち１次空気の
圧力まで２次空気を含めた全量を昇圧する必要があると
いう欠点を有する。
【００１０】また，石炭供給の手段としては湿式スラリ
ー供給があるが水分の蒸発潜熱損失の少ない乾式供給に
劣り，重油供給の手段としては蒸気噴霧があるが，これ
よりはエクセルギの小さい空気噴霧が熱効率的に優位に
あり，上記公知の技術では石炭，重質油供給ラインの圧
力損失が大きいため、，昇圧機の所内動力が大きくなる
という欠点がある。
ー供給があるが水分の蒸発潜熱損失の少ない乾式供給に
劣り，重油供給の手段としては蒸気噴霧があるが，これ
よりはエクセルギの小さい空気噴霧が熱効率的に優位に
あり，上記公知の技術では石炭，重質油供給ラインの圧
力損失が大きいため、，昇圧機の所内動力が大きくなる
という欠点がある。
【００１１】通常，ガス化炉へ供給される空気の内１次
空気は約２５％程度が使用される。
空気は約２５％程度が使用される。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段として，次の（１）〜（３）に記載のガス化複合発
電プラントを提供しようとするものである。 （１） 石炭，重質油等の炭素含有燃料を，高温高圧下
で空気等の酸素含有ガスにより部分酸化するガス化炉と
，同ガス化炉より発生する高温燃料ガスの顕熱を回収す
る熱交換器と，同熱交換器を経た燃料ガス中の微量公害
ガス成分やダストを除去するガス精製装置と，同ガス精
製装置で精製されたガスを燃焼することにより駆動され
るガスタービンと，同ガスタービンに連結されたガスタ
ービン圧縮機と上記ガスタービンの出口高温ガスより熱
回収する排熱回収ボイラ及び回収熱により発生する蒸気
により駆動される蒸気タービンとを備えるガス化複合発
電プラントにおいて，ガスタービン圧縮機より抽気され
た空気等を冷却する再生熱交換器と，同再生熱交換器を
経た空気等を冷却する冷却器と，同冷却器を経た空気等
の一部を１次空気として昇圧する１次空気昇圧機と，冷
却器を経た空気等の残部を２次空気として昇圧する２次
空気昇圧機と，同２次空気昇圧機を経た２次空気を上記
再生熱交換器を経て加熱したのち上記ガス化炉へ供給す
る流路とを具備してなることを特徴とするガス化複合発
電プラント。 （２） 上記（１）に記載のガス化複合発電プラントに
おいて，ガスタービン圧縮機と再生熱交換器とを連通す
る流路に接続されたガス化炉起動用の圧縮空気を供給す
る起動用圧縮機と，同起動用圧縮機と上記流路との間に
介装された流路切替手段とを具備してなることを特徴と
するガス化複合発電プラント。 （３） 上記（１）に記載のガス化複合発電プラントに
おいて，１次空気昇圧機と２次空気昇圧機の各々の空気
出口近傍から空気入口近傍にむかって空気等の還流可能
に設けられた空気冷却器及び流量調整弁を有するアンチ
サージコントロールラインを具備してなることを特徴と
するガス化複合発電プラント。
手段として，次の（１）〜（３）に記載のガス化複合発
電プラントを提供しようとするものである。 （１） 石炭，重質油等の炭素含有燃料を，高温高圧下
で空気等の酸素含有ガスにより部分酸化するガス化炉と
，同ガス化炉より発生する高温燃料ガスの顕熱を回収す
る熱交換器と，同熱交換器を経た燃料ガス中の微量公害
ガス成分やダストを除去するガス精製装置と，同ガス精
製装置で精製されたガスを燃焼することにより駆動され
るガスタービンと，同ガスタービンに連結されたガスタ
ービン圧縮機と上記ガスタービンの出口高温ガスより熱
回収する排熱回収ボイラ及び回収熱により発生する蒸気
により駆動される蒸気タービンとを備えるガス化複合発
電プラントにおいて，ガスタービン圧縮機より抽気され
た空気等を冷却する再生熱交換器と，同再生熱交換器を
経た空気等を冷却する冷却器と，同冷却器を経た空気等
の一部を１次空気として昇圧する１次空気昇圧機と，冷
却器を経た空気等の残部を２次空気として昇圧する２次
空気昇圧機と，同２次空気昇圧機を経た２次空気を上記
再生熱交換器を経て加熱したのち上記ガス化炉へ供給す
る流路とを具備してなることを特徴とするガス化複合発
電プラント。 （２） 上記（１）に記載のガス化複合発電プラントに
おいて，ガスタービン圧縮機と再生熱交換器とを連通す
る流路に接続されたガス化炉起動用の圧縮空気を供給す
る起動用圧縮機と，同起動用圧縮機と上記流路との間に
介装された流路切替手段とを具備してなることを特徴と
するガス化複合発電プラント。 （３） 上記（１）に記載のガス化複合発電プラントに
おいて，１次空気昇圧機と２次空気昇圧機の各々の空気
出口近傍から空気入口近傍にむかって空気等の還流可能
に設けられた空気冷却器及び流量調整弁を有するアンチ
サージコントロールラインを具備してなることを特徴と
するガス化複合発電プラント。
【００１３】上記（１）〜（３）の構成中，「空気等」
とは空気はもとより，酸素富化空気その他の酸素含有ガ
スを云う。
とは空気はもとより，酸素富化空気その他の酸素含有ガ
スを云う。
【００１４】
【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用
を有する。 （１）．上記（１）の構成にあってはタービン圧縮機よ
り抽気した空気等を再生熱交換器を通して冷却し，更に
冷却器を通して冷却した後，１次空気用と２次空気用に
分流してそれぞれ１次空気昇圧機，２次空気昇圧機で目
的に合った圧力にまで昇圧するので１台の昇圧機で全量
の空気を最高の目的圧力にまで昇圧していた従来例に比
し，動力損失が低減する。
を有する。 （１）．上記（１）の構成にあってはタービン圧縮機よ
り抽気した空気等を再生熱交換器を通して冷却し，更に
冷却器を通して冷却した後，１次空気用と２次空気用に
分流してそれぞれ１次空気昇圧機，２次空気昇圧機で目
的に合った圧力にまで昇圧するので１台の昇圧機で全量
の空気を最高の目的圧力にまで昇圧していた従来例に比
し，動力損失が低減する。
【００１５】また，２次空気昇圧機を経た空気等を再生
熱交換器で加熱してガス化炉へ送るので熱回収効率が高
まる。即ち，再生熱交換器で昇圧前の空気等を冷却する
媒体に，２次空気昇圧機で昇圧後の２次空気を用いるの
で，回収温度域が高く，従来のように復水その他の冷却
水で冷却した際の回収温度の低くさに比し，エネルギー
利用効率，即ち，エクセルギが高い。即ち，２次空気に
よる再生熱交換器にて，昇圧機廻りの有効な再生サイク
ル効果が得られ，従来システムに比しプラント効率が最
も向上する。これは，従来のプラントにおいて，行なわ
れていた低圧給水による冷却と，タービン抽気によって
加熱することによって得られたガス化炉効率，ガスター
ビン発電効率を保持しつつ，ボトミングサイクルの効率
を低くくした，エクセルギの著しい減少をなくしたこと
と共にガスタービン抽気空気と２次空気の熱交換により
プラントサイクル効率を維持できることによる。 （２）．上記（２）の構成にあっては上記（１）の構成
に加え，ガスタービン圧縮機と再生熱交換器とを連通す
る流路にガス化炉起動用の圧縮空気を供給する起動用圧
縮機を設け，かつ，流路と起動用圧縮機との間に流路切
替手段を介装させるので起動用圧縮機は，１次空気昇圧
機，２次空気昇圧機と直列に運転することができ，それ
ら各昇圧機入口規定圧力まで昇圧すればよく，圧縮機の
圧力比を低減できる。即ち，動力損失が低減する。
熱交換器で加熱してガス化炉へ送るので熱回収効率が高
まる。即ち，再生熱交換器で昇圧前の空気等を冷却する
媒体に，２次空気昇圧機で昇圧後の２次空気を用いるの
で，回収温度域が高く，従来のように復水その他の冷却
水で冷却した際の回収温度の低くさに比し，エネルギー
利用効率，即ち，エクセルギが高い。即ち，２次空気に
よる再生熱交換器にて，昇圧機廻りの有効な再生サイク
ル効果が得られ，従来システムに比しプラント効率が最
も向上する。これは，従来のプラントにおいて，行なわ
れていた低圧給水による冷却と，タービン抽気によって
加熱することによって得られたガス化炉効率，ガスター
ビン発電効率を保持しつつ，ボトミングサイクルの効率
を低くくした，エクセルギの著しい減少をなくしたこと
と共にガスタービン抽気空気と２次空気の熱交換により
プラントサイクル効率を維持できることによる。 （２）．上記（２）の構成にあっては上記（１）の構成
に加え，ガスタービン圧縮機と再生熱交換器とを連通す
る流路にガス化炉起動用の圧縮空気を供給する起動用圧
縮機を設け，かつ，流路と起動用圧縮機との間に流路切
替手段を介装させるので起動用圧縮機は，１次空気昇圧
機，２次空気昇圧機と直列に運転することができ，それ
ら各昇圧機入口規定圧力まで昇圧すればよく，圧縮機の
圧力比を低減できる。即ち，動力損失が低減する。
【００１６】また，再生熱交換器にて２次空気を昇温す
るため起動時の蒸気源が不要である。
るため起動時の蒸気源が不要である。
【００１７】また，流路切替手段部に放風設備を併設す
ることにより，１次及び２次の各空気昇圧機入口規定圧
力まで差圧が低減される。 （３）．上記（３）の構成にあっては上記（１）の構成
に加え，１次空気昇圧機と２次空気昇圧機の各々の空気
出口近傍から空気入口近傍にむかって空気等の還流可能
に，空気冷却器及び流量調整弁を有するアンチサージコ
ントロールラインを設けるので，たとえばプラントの起
動時に１次空気昇圧機，２次空気昇圧機への空気流入不
足等によってサージングが生じると，各流量調整弁を適
度に開き，空気等を還流させてサージング防止を図るこ
とができる。
ることにより，１次及び２次の各空気昇圧機入口規定圧
力まで差圧が低減される。 （３）．上記（３）の構成にあっては上記（１）の構成
に加え，１次空気昇圧機と２次空気昇圧機の各々の空気
出口近傍から空気入口近傍にむかって空気等の還流可能
に，空気冷却器及び流量調整弁を有するアンチサージコ
ントロールラインを設けるので，たとえばプラントの起
動時に１次空気昇圧機，２次空気昇圧機への空気流入不
足等によってサージングが生じると，各流量調整弁を適
度に開き，空気等を還流させてサージング防止を図るこ
とができる。
【００１８】
【実施例】本発明の第１〜第３実施例を図１〜図３によ
り説明する。なお，従来例ないしは先の実施例と同様の
構成部材には同符号を付し，必要ある場合以外は説明を
省略する。
り説明する。なお，従来例ないしは先の実施例と同様の
構成部材には同符号を付し，必要ある場合以外は説明を
省略する。
【００１９】先ず，請求項（１）の発明に係る第１実施
例のガス化複合発電プラントについて図１により説明す
る。図１は本実施例の模式的構成図で，燃料には石炭（
微粉炭）が用いられるプラントである。
例のガス化複合発電プラントについて図１により説明す
る。図１は本実施例の模式的構成図で，燃料には石炭（
微粉炭）が用いられるプラントである。
【００２０】図１において，７はガスタービン圧縮機４
ａから抽気した空気を１次昇圧器１０，２次空気昇圧機
９に送る流路の中途に設けられた再生熱交換器，８は再
生熱交換器７を出た空気を冷却するための空気冷却器，
９は空気冷却器８を出た空気の一部を昇圧してガス化炉
１へ２次空気１３として送るための２次空気昇圧機，１
０は冷却器８を出た空気の残部を昇圧してガス化炉１へ
詳しくは石炭供給装置１２の出口へ１次空気１４として
送るための１次空気昇圧機，１１は１次空気昇圧機１０
を出た１次空気１４を冷却するための１次空気冷却器で
ある。その他の構成は従来例と概ね同様である。
ａから抽気した空気を１次昇圧器１０，２次空気昇圧機
９に送る流路の中途に設けられた再生熱交換器，８は再
生熱交換器７を出た空気を冷却するための空気冷却器，
９は空気冷却器８を出た空気の一部を昇圧してガス化炉
１へ２次空気１３として送るための２次空気昇圧機，１
０は冷却器８を出た空気の残部を昇圧してガス化炉１へ
詳しくは石炭供給装置１２の出口へ１次空気１４として
送るための１次空気昇圧機，１１は１次空気昇圧機１０
を出た１次空気１４を冷却するための１次空気冷却器で
ある。その他の構成は従来例と概ね同様である。
【００２１】次に上記構成の作用について説明する。ガ
ス化炉１へ供給される空気（ガス化剤，酸素含有ガス等
を含む）はガスタービン圧縮機４ａより抽気され，ガス
化炉１用に１次空気１４，２次空気１３の所要圧力まで
１次空気昇圧機１０，２次空気昇圧機９で昇圧される。 １次空気１４は，石炭供給装置１２により供給される微
粉炭をガス化炉１に搬送投入する機能をもっている。石
炭は可燃性燃料でガス中の酸素と反応し，自然酸化昇温
する。この傾向は高圧高温になる程，昇温率（℃／ｈ）
が速いため，高圧下で扱う場合，搬送ガス，即ち，１次
空気１４の酸素濃度を下げるとか，搬送ガス温度を下げ
るなどの対策が必要である。このような観点から図１に
おいては搬送ガスである１次空気１４を１次空気昇圧機
１０の出口に設けた１次空気冷却器１１により，１次空
気温度を５０〜８０℃にコントロールしている。また一
般に，微粉炭搬送ラインは固気二相流で流速を規定値に
確保するため圧力損失が大きい。このため，１次空気と
しては低温で高圧の条件が要求される。
ス化炉１へ供給される空気（ガス化剤，酸素含有ガス等
を含む）はガスタービン圧縮機４ａより抽気され，ガス
化炉１用に１次空気１４，２次空気１３の所要圧力まで
１次空気昇圧機１０，２次空気昇圧機９で昇圧される。 １次空気１４は，石炭供給装置１２により供給される微
粉炭をガス化炉１に搬送投入する機能をもっている。石
炭は可燃性燃料でガス中の酸素と反応し，自然酸化昇温
する。この傾向は高圧高温になる程，昇温率（℃／ｈ）
が速いため，高圧下で扱う場合，搬送ガス，即ち，１次
空気１４の酸素濃度を下げるとか，搬送ガス温度を下げ
るなどの対策が必要である。このような観点から図１に
おいては搬送ガスである１次空気１４を１次空気昇圧機
１０の出口に設けた１次空気冷却器１１により，１次空
気温度を５０〜８０℃にコントロールしている。また一
般に，微粉炭搬送ラインは固気二相流で流速を規定値に
確保するため圧力損失が大きい。このため，１次空気と
しては低温で高圧の条件が要求される。
【００２２】一方，２次空気１３は，ガス化炉１の安定
燃焼性を確保し，ガス化効率を上げる点から，高温であ
ることが望ましく，圧力損失は配管圧損，制御弁圧損，
バーナ圧損等で，１次空気１４に比べ小さい。このため
，２次空気１３としては高温でガス化炉１の圧力に対し
数ｋｇ／ｃｍ２高い圧力条件が要求される。
燃焼性を確保し，ガス化効率を上げる点から，高温であ
ることが望ましく，圧力損失は配管圧損，制御弁圧損，
バーナ圧損等で，１次空気１４に比べ小さい。このため
，２次空気１３としては高温でガス化炉１の圧力に対し
数ｋｇ／ｃｍ２高い圧力条件が要求される。
【００２３】本実施例ではこれら２つの条件を満たし，
最高のプラント性能，所内動力低減を同時に達成するた
め，１次空気１４，２次空気１３を所要圧力まで１次空
気昇圧機１０と２次空気昇圧機９で個別に昇圧している
。
最高のプラント性能，所内動力低減を同時に達成するた
め，１次空気１４，２次空気１３を所要圧力まで１次空
気昇圧機１０と２次空気昇圧機９で個別に昇圧している
。
【００２４】更に，ガスタービン圧縮機４ａより抽気さ
れた高温の空気は再生熱交換器７にて２次空気昇圧機９
出口の低温２次空気と熱交換させることにより高温２次
空気として，ガス化炉１の燃焼安定性を確保すると共に
入熱を増加させ，ガス化効率を向上させる。
れた高温の空気は再生熱交換器７にて２次空気昇圧機９
出口の低温２次空気と熱交換させることにより高温２次
空気として，ガス化炉１の燃焼安定性を確保すると共に
入熱を増加させ，ガス化効率を向上させる。
【００２５】次に請求項（２）及び（３）の発明に係る
第２実施例を図２により説明する。図２において，２７
はガスタービン圧縮機４ａと再生熱交換器７との間の流
路に接続されたガス化炉起動用の圧縮空気を供給する起
動用圧縮機，２８は圧縮された空気を放風する際の騒音
を消すための放風消音器，２９ａ，２９ｂはガスタービ
ン圧縮機４ａ，起動用圧縮機２７の抽気流路から放風す
る際に用いる放風弁，３０ａ，３０ｂは，ガスタービン
圧縮機４ａと再生熱交換器７間の流路と起動用圧縮機２
７との間に介装された切替弁，３４は空気冷却器８の出
口に設けられた空気冷却器，３５は１次空気昇圧機１０
の空気出口近傍から空気入口近傍にむかって空気の還流
可能に設けられたアンチサージコントロールライン，３
６は２次空気昇圧機９の空気出口近傍から空気入口近傍
にむかって空気の還流可能に設けられたアンチサージコ
ントロールライン，３７ａ，３７ｂはアンチサージコン
トロールライン３５，３６上にそれぞれ介装された空気
冷却器，３８ａ，３８ｂはアンチサージコントロールラ
イン３５，３６上にそれぞれ介装された流量調整弁であ
る。
第２実施例を図２により説明する。図２において，２７
はガスタービン圧縮機４ａと再生熱交換器７との間の流
路に接続されたガス化炉起動用の圧縮空気を供給する起
動用圧縮機，２８は圧縮された空気を放風する際の騒音
を消すための放風消音器，２９ａ，２９ｂはガスタービ
ン圧縮機４ａ，起動用圧縮機２７の抽気流路から放風す
る際に用いる放風弁，３０ａ，３０ｂは，ガスタービン
圧縮機４ａと再生熱交換器７間の流路と起動用圧縮機２
７との間に介装された切替弁，３４は空気冷却器８の出
口に設けられた空気冷却器，３５は１次空気昇圧機１０
の空気出口近傍から空気入口近傍にむかって空気の還流
可能に設けられたアンチサージコントロールライン，３
６は２次空気昇圧機９の空気出口近傍から空気入口近傍
にむかって空気の還流可能に設けられたアンチサージコ
ントロールライン，３７ａ，３７ｂはアンチサージコン
トロールライン３５，３６上にそれぞれ介装された空気
冷却器，３８ａ，３８ｂはアンチサージコントロールラ
イン３５，３６上にそれぞれ介装された流量調整弁であ
る。
【００２６】次に上記構成の作用について説明する。再
生熱交換器７と２次空気昇圧機９，及び１次空気昇圧機
１０との間に，設けられた低圧給水１７を冷媒とする空
気冷却器８と，一定温度を保持している軸受冷却水を冷
媒とする空気冷却器３４とにより，ガスタービン圧縮機
４ａから抽気された空気は冷却され空気温度低減による
２次空気昇圧機９，１次空気圧縮機１０の動力低減が行
なわれる。
生熱交換器７と２次空気昇圧機９，及び１次空気昇圧機
１０との間に，設けられた低圧給水１７を冷媒とする空
気冷却器８と，一定温度を保持している軸受冷却水を冷
媒とする空気冷却器３４とにより，ガスタービン圧縮機
４ａから抽気された空気は冷却され空気温度低減による
２次空気昇圧機９，１次空気圧縮機１０の動力低減が行
なわれる。
【００２７】ガスタービン圧縮機４ａと再生熱交換器７
の間の流路に，接続された起動用圧縮機２７は起動時に
は２次空気昇圧機９と１次空気昇圧機１０の直列運転が
可能となっている。即ち，起動時は，切替弁３０ａ開，
切替弁３０ｂ閉，放風弁２９ａ閉で運転され，ガス化炉
１が負荷をとり，ガスタービン４が自立運転できる段階
に至ったとき，ガスタービン圧縮機４ａの抽気と切替え
られる。手順としては放風弁２９ｂで放風しながら放風
弁２９ａを徐々に開とし，同時に切替弁３０ｂを開とし
ていく。切替終了時は，切替弁３０ａを閉，放風弁２９
ｂを閉とし，起動用圧縮機２７の停止により放風弁２９
ａを閉とする。
の間の流路に，接続された起動用圧縮機２７は起動時に
は２次空気昇圧機９と１次空気昇圧機１０の直列運転が
可能となっている。即ち，起動時は，切替弁３０ａ開，
切替弁３０ｂ閉，放風弁２９ａ閉で運転され，ガス化炉
１が負荷をとり，ガスタービン４が自立運転できる段階
に至ったとき，ガスタービン圧縮機４ａの抽気と切替え
られる。手順としては放風弁２９ｂで放風しながら放風
弁２９ａを徐々に開とし，同時に切替弁３０ｂを開とし
ていく。切替終了時は，切替弁３０ａを閉，放風弁２９
ｂを閉とし，起動用圧縮機２７の停止により放風弁２９
ａを閉とする。
【００２８】ガス化炉１に供給される全空気はプラント
負荷により制御される（方法省略）が，１次空気１４，
２次空気１３は運転条件によって個別に制御される。こ
の時２次空気昇圧機９及び１次空気昇圧機１０のサージ
ングを防止するため，アンチサージコントロールライン
３５，３６を作動させる。即ち，流量調整弁３８ａ，３
８ｂを適度に開いて，２次空気昇圧機９，１次空気昇圧
機１０の空気入口側へ空気を還流させ，空気流入を充分
にして翼面剥離等に起因するサージングを防止する。空
気冷却器３７ａ，３７ｂは還流空気を冷却し，１次空気
昇圧機１０，２次空気昇圧機９の動力損失を小さくする
ための作用を果たす。
負荷により制御される（方法省略）が，１次空気１４，
２次空気１３は運転条件によって個別に制御される。こ
の時２次空気昇圧機９及び１次空気昇圧機１０のサージ
ングを防止するため，アンチサージコントロールライン
３５，３６を作動させる。即ち，流量調整弁３８ａ，３
８ｂを適度に開いて，２次空気昇圧機９，１次空気昇圧
機１０の空気入口側へ空気を還流させ，空気流入を充分
にして翼面剥離等に起因するサージングを防止する。空
気冷却器３７ａ，３７ｂは還流空気を冷却し，１次空気
昇圧機１０，２次空気昇圧機９の動力損失を小さくする
ための作用を果たす。
【００２９】次に本発明の第３実施例を図３により説明
する。第１実施例は燃料に石炭（微粉炭）を用いるプラ
ントの例で，石炭供給装置１２を設けるのに対し，第３
実施例は液体燃料を用いる例で，図３において，２５は
液体燃料をガス化炉１へ供給するための液体燃料噴射ポ
ンプである。その他の構成は図１の構成から石炭供給装
置１２を除いた構成と同様である。
する。第１実施例は燃料に石炭（微粉炭）を用いるプラ
ントの例で，石炭供給装置１２を設けるのに対し，第３
実施例は液体燃料を用いる例で，図３において，２５は
液体燃料をガス化炉１へ供給するための液体燃料噴射ポ
ンプである。その他の構成は図１の構成から石炭供給装
置１２を除いた構成と同様である。
【００３０】第３実施例にあっては液体燃料噴射ポンプ
２５から，たとえば重質油がガス化炉１内へ１次空気１
４と共に噴霧される。
２５から，たとえば重質油がガス化炉１内へ１次空気１
４と共に噴霧される。
【００３１】なお，第２実施例の燃料に液体燃料を用い
る場合も本実施例の要領によって供給される。
る場合も本実施例の要領によって供給される。
【００３２】以上の通り，第１，第２実施例によればガ
スタービン圧縮機４ａから１次空気昇圧機１０及び２次
空気昇圧機９へ向う空気を再生熱交換器７によって冷却
する冷媒に，２次空気昇圧機９で昇圧されてガス化炉１
に向う２次空気を用いるのでプラントの熱効率が向上す
る。
スタービン圧縮機４ａから１次空気昇圧機１０及び２次
空気昇圧機９へ向う空気を再生熱交換器７によって冷却
する冷媒に，２次空気昇圧機９で昇圧されてガス化炉１
に向う２次空気を用いるのでプラントの熱効率が向上す
る。
【００３３】また，１次空気１４及び２次空気１３の昇
圧を１次空気昇圧機１０と２次空気昇圧機９とによって
別々に行なうので，それぞれの要求圧力に適した圧力に
昇圧することができ，従来例の如く，１台の昇圧機で，
全量の空気をたとえば１次空気の要求圧（高圧）にまで
昇圧して動力の無駄を生じるといった不具合がなくなり
，動力損失を小さくできる。
圧を１次空気昇圧機１０と２次空気昇圧機９とによって
別々に行なうので，それぞれの要求圧力に適した圧力に
昇圧することができ，従来例の如く，１台の昇圧機で，
全量の空気をたとえば１次空気の要求圧（高圧）にまで
昇圧して動力の無駄を生じるといった不具合がなくなり
，動力損失を小さくできる。
【００３４】また，起動用圧縮機２７をガスタービン圧
縮機４ａと再生熱交換器７との間の流路に放風弁２９ａ
，２９ｂ，切替弁３０ａ，３０ｂを介して接続し，かつ
，放風消音器２８を併設するので，１次空気昇圧機１０
及び２次空気昇圧機９の所要圧に個々に適合させて起動
することができ動力損失を低減できる。
縮機４ａと再生熱交換器７との間の流路に放風弁２９ａ
，２９ｂ，切替弁３０ａ，３０ｂを介して接続し，かつ
，放風消音器２８を併設するので，１次空気昇圧機１０
及び２次空気昇圧機９の所要圧に個々に適合させて起動
することができ動力損失を低減できる。
【００３５】また，起動の際，再生熱交換器によって２
次空気を昇温するので起動用の蒸気源を必要としない。
次空気を昇温するので起動用の蒸気源を必要としない。
【００３６】また，１次空気昇圧機１０及び２次空気昇
圧機９の各，空気出口から入口にむかって，それぞれア
ンチサージコントロールライン３５及び３６を設けるの
でプラント起動時等のサージングを効果的に抑制するこ
とができる。
圧機９の各，空気出口から入口にむかって，それぞれア
ンチサージコントロールライン３５及び３６を設けるの
でプラント起動時等のサージングを効果的に抑制するこ
とができる。
【００３７】第３実施例においても燃料が石炭に変わる
のみで上記と同様の利点がある。
のみで上記と同様の利点がある。
【００３８】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の効果を有する。
の効果を有する。
【００３９】即ち，熱効率の向上及び投入動力の低減化
によりガス化複合発電プラントのプラント効率が向上す
る。
によりガス化複合発電プラントのプラント効率が向上す
る。
【００４０】また，起動に際し，補助蒸気源を必要とし
ないプラントがえられる。なお，本発明のガス化複合発
電プラントによれば発電端において約２％のプラント効
率の向上が得られ，１次空気昇圧機，２次空気昇圧機及
び補機の動力については０．４％の低減が得られる。 又，起動用設備については，起動用圧縮機の圧力比は，
約５０％小さくてすむ。
ないプラントがえられる。なお，本発明のガス化複合発
電プラントによれば発電端において約２％のプラント効
率の向上が得られ，１次空気昇圧機，２次空気昇圧機及
び補機の動力については０．４％の低減が得られる。 又，起動用設備については，起動用圧縮機の圧力比は，
約５０％小さくてすむ。
【図１】本発明の第１実施例に係るガス化複合発電プラ
ントの模式的構成図である。
ントの模式的構成図である。
【図２】本発明の第２実施例に係るガス化複合発電プラ
ントの模式的構成図である。
ントの模式的構成図である。
【図３】本発明の第３実施例に係るガス化複合発電プラ
ントの模式的構成図である。
ントの模式的構成図である。
【図４】従来のガス化複合発電プラントの模式的構成図
である。
である。
１ ガス化炉
２ 熱交換器
３ ガス精製装置
４ ガスタービン
４ａ ガスタービン圧縮機
５ 排熱回収ボイラ
６ 蒸気タービン
７ 再生熱交換器
８ 空気冷却器
９ ２次空気昇圧機
１０ １次空気昇圧機
１１ １次空気冷却器
１２ 石炭供給装置
１３ ２次空気
１４ １次空気
１５ 復水器
１６ 復水ポンプ
１７ 低圧給水
１８ 給水ポンプ
１９ 高圧給水
２０ ガス化炉主蒸気
２１ 高圧主蒸気
２２ 再熱蒸気
２３ 低圧蒸気
２４ 煙突
２５ 液体燃料噴射ポンプ
２７ 起動用圧縮機
２８ 放風消音器
２９ａ，２９ｂ 放風弁
３０ａ，３０ｂ 切替弁
３４ 空気冷却器
３５，３６ アンチサージコントロールライン３７ａ
，３７ｂ 空気冷却器 ３８ａ，３８ｂ 流量調整弁
，３７ｂ 空気冷却器 ３８ａ，３８ｂ 流量調整弁
Claims (3)
- 【請求項１】 石炭，重質油等の炭素含有燃料を、高
温高圧下で空気等の酸素含有ガスにより部分酸化するガ
ス化炉と，同ガス化炉より発生する高温燃料ガスの顕熱
を回収する熱交換器と，同熱交換器を経た燃料ガス中の
微量公害ガス成分やダストを除去するガス精製装置と，
同ガス精製装置で精製されたガスを燃焼することにより
駆動されるガスタービンと，同ガスタービンに連結され
たガスタービン圧縮機と上記ガスタービンの出口高温ガ
スより熱回収する排熱回収ボイラ及び回収熱により発生
する蒸気により駆動される蒸気タービンとを備えるガス
化複合発電プラントにおいて，ガスタービン圧縮機より
抽気された空気等を冷却する再生熱交換器と，同再生熱
交換器を経た空気等を冷却する冷却器と，同冷却器を経
た空気等の一部を１次空気として昇圧する１次空気昇圧
機と，冷却器を経た空気等の残部を２次空気として昇圧
する２次空気昇圧機と，同２次空気昇圧機を経た２次空
気を上記再生熱交換器を経て加熱したのち上記ガス化炉
へ供給する流路とを具備してなることを特徴とするガス
化複合発電プラント。 - 【請求項２】 請求項１に記載のガス化複合発電プラ
ントにおいて，ガスタービン圧縮機と再生熱交換器とを
連通する流路に接続されたガス化炉起動用の圧縮空気を
供給する起動用圧縮機と，同起動用圧縮機と上記流路と
の間に介装された流路切替手段とを具備してなることを
特徴とするガス化複合発電プラント。 - 【請求項３】 請求項１に記載のガス化複合発電プラ
ントにおいて，１次空気昇圧機と２次空気昇圧機の各々
の空気出口近傍から空気入口近傍にむかって空気等の還
流可能に設けられた空気冷却器及び流量調整弁を有する
アンチサージコントロールラインを具備してなることを
特徴とするガス化複合発電プラント。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044884A JP2691079B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | ガス化複合発電プラント |
| ES92101015T ES2063534T3 (es) | 1991-03-11 | 1992-01-22 | Planta generadora de energia electrica combinada del tipo de gasificacion. |
| EP92101015A EP0503243B1 (en) | 1991-03-11 | 1992-01-22 | Gasification-type combined electric power generating plant |
| DE69200530T DE69200530T2 (de) | 1991-03-11 | 1992-01-22 | Zusammengesetztes Kohlenvergasungskraftwerk. |
| DK92101015.3T DK0503243T3 (da) | 1991-03-11 | 1992-01-22 | Kombineret elektricitetsværk af forgasningstypen |
| CA002059894A CA2059894C (en) | 1991-03-11 | 1992-01-27 | Gasification-type combined electric power generating plant |
| US07/849,335 US5197277A (en) | 1991-03-11 | 1992-03-10 | Gasification-type combined electric power generating plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044884A JP2691079B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | ガス化複合発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04358708A true JPH04358708A (ja) | 1992-12-11 |
| JP2691079B2 JP2691079B2 (ja) | 1997-12-17 |
Family
ID=12703920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3044884A Expired - Lifetime JP2691079B2 (ja) | 1991-03-11 | 1991-03-11 | ガス化複合発電プラント |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5197277A (ja) |
| EP (1) | EP0503243B1 (ja) |
| JP (1) | JP2691079B2 (ja) |
| CA (1) | CA2059894C (ja) |
| DE (1) | DE69200530T2 (ja) |
| DK (1) | DK0503243T3 (ja) |
| ES (1) | ES2063534T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004517198A (ja) * | 2001-01-10 | 2004-06-10 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 熱転化軽質製品の製造及び発電方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994016210A1 (en) * | 1992-12-30 | 1994-07-21 | Combustion Engineering, Inc. | Control system for integrated gasification combined cycle system |
| US5544479A (en) * | 1994-02-10 | 1996-08-13 | Longmark Power International, Inc. | Dual brayton-cycle gas turbine power plant utilizing a circulating pressurized fluidized bed combustor |
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