JPH04503235A

JPH04503235A - Ｐｆｂｃパワープラントを制御する方法及びそのような制御を行なう装置を備えたｐｆｂｃパワープラント

Info

Publication number: JPH04503235A
Application number: JP50274590A
Authority: JP
Inventors: ケムマー，レイフ; ピライ，クリシュナ
Original assignee: エービービー　スタル　アクチボラゲット
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1990-02-01
Publication date: 1992-06-11
Also published as: SE8900384L; SE8900384D0; WO1990008887A1; FI913694A0; CA2046617A1; SE463220B; EP0456702A1

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】ＰＦＢＣパワープラントを制御する方法及びそのような制御を行なう装置を備えたＰＦＢＣパワープラント技術分野本発明は、ガスタービンサイクルと、蒸気をパワープラントの燃焼器に噴出するスチームタービンサイクルとを有するＰＦＢＣパワープラントの総合効率を増加させる方法に関する。

発明の概要本発明によれば、ＰＦＢＣパワープラントにおいて蒸気を発生させるために、低品位熱を利用することにより、上記総合効率は増加し、この蒸気は上記流動床容器内に噴出されて、ガスタービンサイクルを通過する質量流量、従ってガスタービン出力を増加させる。従来は、ガスタービンからの廃ガスがこの蒸気を発生させるために、利ンサイクルから分離した廃熱ボイラにおいて発生する。

蒸気を直接燃焼器に噴出できるように、このボイラに、発生蒸気が燃焼器内の作動圧を越える圧力に達するような温度を有する廃ガスが供給される。しかし、この蒸気圧は、スチームサイクル内の蒸気圧よりかなり低い。

スチームタービンからの抽気を利用することも可能である。この蒸気は、燃焼器内の作動圧を少し越える圧力が加えられて、燃焼器内に噴出される。

本発明の目的は、主に従来より効率的な方法で、ガスタービンからの廃ガスの熱量を利用することである。ガスタービンからの廃ガス中の全体の熱量をスチームサイクルにおいて、給水の予熱、蒸気の中間加熱等のみに利用する代わりに、この熱量の一部だけか、スチームタービンサイクル内の出力を増加させるのに使用される。燃焼器内の作動圧力が約１６バールのプラントでは、廃ガスは最初高温熱交換器において、例えば給水の予熱のために利用され、その後ガスタービンを通過する増加した質量流量がガスタービンサイクル内で発生した出力を増加させるように、燃焼床内に噴出される蒸気を発生させるために、スチームボイラにおいて利用される。

低品位熱源の温度は、噴出に好適な圧力、即ち約２０バールの圧力を有する蒸気が得られるように、高温でなければならない。噴出された蒸気は、上記燃焼床からエネルギを奪う。パワープラント内の燃焼速度が一定の場合、蒸気を噴出すると燃焼床チューブ内に発生する蒸気、従ってスチームタービンサイクル内の蒸気流は減少する。

全体として、プラント内の効率及び電力の増加は、ガスタービンサイクル内の出力増加がスチームサイクル内のする。

図中、１０は流動床１２において燃料、例えば石炭を燃焼させる燃焼器を示す。

燃焼器ｌＯと、サイクロン１４により代表される、燃焼ガス中の埃を分離する洗浄プラントとが圧力容器１６内に配置され、圧力容器１６と、燃焼器１０と、サイクロン１４との間の空間！８内の圧縮燃焼用空気により、囲まれる。燃料は、入口導管２０を通って、燃焼器ｌＯの流動床１２に供給される。流動床１２を形成し、かつ供給された燃料を燃焼させるために、燃焼器１０に、ノズル２４を設けた空気供給底部２２を介して上記空間１８からの空気が供給される。燃焼ガスはフリーボード２６内で集められ、サイクロン１４での洗浄後、導管２８を通って、ガスタービン３０に送られる。これにより、圧力容器１内の空間１８に圧縮燃焼用空気を供給するコンプレッサ３２と、発電機３４とを駆動する。上記ガスタービンは、図に示すように単一軸設計または１つの軸がコンプレッサ３２を駆動し、他方の軸が発電機３４を駆動する２つの軸を設けた設計と６を設ける。この冷却機からの熱は、給水を予熱するのに利用可能である。

燃焼器ｌＯは上記流動床の冷却、蒸気の発生及び過熱、並びに蒸気の中間過熱用のボイラーチューブ束３８．４０を収容する。チューブ３８で発生し、過熱された蒸気は、導管４２を通って高圧タービン４４に、そこから導管４６を通って中間過熱機４０に、そこから導管４８を通って低圧タービン５０に送られる。タービン４４．５０は、発電機５２を駆動する。給水予熱用の蒸気は、抽気導管５４を通ってタービン４４．５０から供給される。

低圧タービン５０は、導管５８を通ってコンデンサ５６に接続する。復水は復水タンク６０内に集められる。給水ポンプ６２は、上記復水を給水予熱器６４，６６．６８及び導管７０を通って、燃焼器ｌＯ内のスチームチューブ３８に送出する。コンプレッサの中間冷却機３６からの熱及びタービン４４．５０から抽気された蒸気からの熱は、給水予熱器６４．６６における予熱用に利用可能である。

ガスタービン３０からの廃ガスは導管７１を通って給水予熱器６８に、そこからスチームボイラ７２、スチームボイラ７２への給水を加熱する給水予熱器７４、ガスフィルタ７Ｇ、エコノマイザ７８に、そこから煙突部８０に送られる。図示の実施例において、灰冷却機８２がスチームボイラ７２の給水予熱器として利用される。

ボイラ７２のスチームドラム８４からの水は循環ポンプ８８によりチューブ８６内を循環する。このスチームドラムは、蒸気導管９０により燃焼器内の蒸気噴出ノズルに接続する。プラントへの混合水は導管９２を介して供給される。エコノマイザ７８は導管９４により、給水ポンプ６２下流の給水導管９６に接続し、スチームボイラ７２と燃焼器１０内のチューブ３８とに供給するのに利用される。

スチームボイラ７０への給水流は、エコノマイザ７８と上記灰冷却機／給水子熱器８２との間の導管１００のバルブ９８により、制御される。

約１６バールの圧力下、全出力で作動するＰＦＢＣパワープラントにおいて、高温エコノマイザ／給水予熱器６８は、給水予熱器６８から供給されるスチームタービンからの廃ガスカ月６バールを越える圧力の蒸気が発生可能な温度を有するような大きさである。スチームボイラ７２において、約２０バールの圧力を有する好適量の蒸気が発生可能である。８００ＭＷ、の出力のプラントにおいては、好適な量は約２５Ｋｇ／ｓである。蒸気は上記燃焼器に噴出されて、上記タービンを通過する質量流量、従ってガスタービン発電量を増加させる。上記燃焼器に噴出された蒸気を加熱すると、スチームサイクル内の蒸気の発生が減少し、出力が減少する。ガスタービンサイクル内の出力利得はスチームタービンサイクル内の出力損失の少なくとも２倍である。正味の出力利得は８００ＭＷ、のプラントにおいては１０１０−ｌ５．となる可能性がある。これは、プラントの総合効率の約１−２％の増加に相当する。総合正味効率の約４６％が得られる。

出力利得が設備費用を増加せずに達成される。ガスタービンサイクルにおける費用増加は僅かであり、スチーかつ安価になる。流動床へ噴出される廃熱ボイラ７２内の蒸気を発生させる給水消費量の増加は、給水準備のための操作費用の一定の増加を伴う。

国際調査報告Ｍ″Ａ″に１“ＰＣＴ／ＳＥ　９０１０００６７国際調査報告ＰＣＴ／ＳＥ　９０１０００６７Ｔｈ＃ｗｍｒ＋−一雫＋１ｗｐ−噌Ｃ−べＩ＊ｍ１１１＋＋−呻−１ｗ＋＋＋ｍ＋＋＋ｅｌＩｆｌ１ｗｐａ１ｍｄ−１−雫１ｃｍ＋ｒｉ＋ｌр遠焉{１ｗ自←− ＋＋−＋＋＋ｖｊｉ＋ｕ＋ｗ−むｏｐａ１ｗＴ＋＋トＩＰＰＩＭ

Claims

【特許請求の範囲】

１．流動床（１２）を形成し、かつ流動床（１２）に供給された燃料の燃焼用の空気を供給するノズル（２４）を設けた底部（２２）を有する燃焼室（１０）と、燃焼室（１０）からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービン（３０）と、ガスタービン（３０）により駆動され、流動化及び燃焼用空気を圧縮するコンプレッサ（３２）と、ガスタービン（３０）により駆動される発電機（３４）と、前記流動床を冷却し、かつ発電機（５２）を駆動するスチームタービン（４０，５０）用の蒸気を発生するために、燃焼室（１０）に配設されたチューブ（３０，４０）とを備えた、いわゆるＰＦＢＣパワープラントである、粒状材の流動床中で、主に石炭である燃料を外気圧を越える圧力で燃焼させるパワープラントの総合効率を向上させる方法であって、ガスタービン（３０）を通過する質量流量、従ってガスタービンの発電量は燃焼室（１０）に噴出される蒸気により増加し、所要の圧力で燃焼室（１０）に噴出される蒸気は別のスチーム発生機（７２，８４）内で低品位熱により発生するか、燃焼室（１０）で発生した蒸気より駆動されるスチームタービン（５０）により抽気されることを特徴とする方法。
２．ガスタービン（３０）からの廃ガスは、燃焼室（１０）の作動圧力を越える圧力の蒸気を発生するため、低圧蒸気発生機（７２，８４）の加熱源として使用され、発生蒸気が燃焼室（１０）に噴出されて、ガスタービン（３０）を通過する質量流量、従ってガスタービン出力を増加させることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
３．流動床（１２）を形成し、かつ流動床（１２）に供給された燃料の燃焼用の空気を供給するノズル（２４）を設けた底部（２２）を有する燃焼室（１０）と、燃焼室（１０）からの燃焼ガスにより駆動されるガスタービン（３０）と、ガスタービン（３０）により駆動され、流動化及び燃焼用空気を圧縮するコンプレッサ（３２）と、ガスタービン（３０）により駆動される発電機（３２）と、前記流動床を冷却し、かつ発電機（５２）を駆動するスチームタービン（４４，５０）用の蒸気を発生するために、前記燃焼室に配設されたチューブとを備えた、いわゆるＰＦＢＣパワープラントである、粒状材の流動床中で、主に石炭である燃料を外気圧を越える圧力で燃焼させるパワープラントであって、蒸気を燃焼室（１０）へ噴出するためのノズルはガスタービン（３０）からの廃ガスにより加熱される低圧スチーム発生機（７２，８４）に接続するか、蒸気圧が燃焼室（１０）の圧力を若干越えるところで、スチームタービン（５０）の蒸気を抽気するための出口（５４）に接続することを特徴とするパワープラント。