JPH051508A - フレキシブルコージエネレーシヨンプラントの運転方法 - Google Patents
フレキシブルコージエネレーシヨンプラントの運転方法Info
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- JPH051508A JPH051508A JP15153091A JP15153091A JPH051508A JP H051508 A JPH051508 A JP H051508A JP 15153091 A JP15153091 A JP 15153091A JP 15153091 A JP15153091 A JP 15153091A JP H051508 A JPH051508 A JP H051508A
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- 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
- F01K23/06—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 combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—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 combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/103—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 combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle with afterburner in exhaust boiler
- F01K23/105—Regulating means specially adapted therefor
-
- 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
- F01K17/00—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant
- F01K17/02—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for heating purposes, e.g. industrial, domestic
- F01K17/025—Using steam or condensate extracted or exhausted from steam engine plant for heating purposes, e.g. industrial, domestic in combination with at least one gas turbine, e.g. a combustion gas turbine
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
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- 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】
【目的】 燃焼設備を有する別置型ボイラを設置するこ
となく発生蒸気量、発電出力量のいずれか一方を一定に
して他方を制御可能とするか、または発電出力量および
発生蒸気量の両方を制御可能とする。 【構成】 ガスタービンからの排ガスを排熱回収ボイラ
と、該排熱回収ボイラのガス入口側に配置された助燃装
置にそれぞれ送り、発電出力を一定にして、発生蒸気量
を可変としたい場合には、ガスタービン負荷を一定にし
て助燃量を変えることにより対応することができる。ま
た、発生蒸気量を一定にして発電出力を可変としたい場
合には、ガスタービン負荷を変えて発電出力を可変と
し、これによって変化する発生蒸気量は、助燃量を調整
することによって対応することができる。さらに、上記
の方法を併用することにより、発電出力及び発生蒸気量
を同時に制御することができる。
となく発生蒸気量、発電出力量のいずれか一方を一定に
して他方を制御可能とするか、または発電出力量および
発生蒸気量の両方を制御可能とする。 【構成】 ガスタービンからの排ガスを排熱回収ボイラ
と、該排熱回収ボイラのガス入口側に配置された助燃装
置にそれぞれ送り、発電出力を一定にして、発生蒸気量
を可変としたい場合には、ガスタービン負荷を一定にし
て助燃量を変えることにより対応することができる。ま
た、発生蒸気量を一定にして発電出力を可変としたい場
合には、ガスタービン負荷を変えて発電出力を可変と
し、これによって変化する発生蒸気量は、助燃量を調整
することによって対応することができる。さらに、上記
の方法を併用することにより、発電出力及び発生蒸気量
を同時に制御することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービンと排熱回収
ボイラによって構成され、電気と熱を同時に供給可能な
コージェネレーションプラントに係り、とくにガスター
ビンの発電出力および排熱回収ボイラの発生蒸気量を需
要に応じて広範囲に制御するのに好適なフレキシブルコ
ージェネレーションプラントの運転方法。
ボイラによって構成され、電気と熱を同時に供給可能な
コージェネレーションプラントに係り、とくにガスター
ビンの発電出力および排熱回収ボイラの発生蒸気量を需
要に応じて広範囲に制御するのに好適なフレキシブルコ
ージェネレーションプラントの運転方法。
【０００２】
【従来の技術】従来、ガスタービン発電設備と排熱回収
ボイラによって構成されているコージェネレーションプ
ラントは、電気と熱（蒸気）を同時に供給できるという
エネルギー効率の優れたものであるが、蒸気発生装置で
ある排熱回収ボイラの熱源をガスタービンの排ガスに依
っているため、ガスタービンの発電出力と排熱回収ボイ
ラの発生蒸気量が正比例の関係となる。
ボイラによって構成されているコージェネレーションプ
ラントは、電気と熱（蒸気）を同時に供給できるという
エネルギー効率の優れたものであるが、蒸気発生装置で
ある排熱回収ボイラの熱源をガスタービンの排ガスに依
っているため、ガスタービンの発電出力と排熱回収ボイ
ラの発生蒸気量が正比例の関係となる。
【０００３】しかるに、電気と蒸気の需要量は季節や時
刻によって変動し、しかも電気と蒸気の需要量は必ずし
も正比例の関係にあるわけではない。
刻によって変動し、しかも電気と蒸気の需要量は必ずし
も正比例の関係にあるわけではない。
【０００４】そのため、コージェネレーションプラント
の運用上からは、発電出力を一定として蒸気が不足する
場合は、別に設置した補助ボイラなどで蒸気を補った
り、逆に需要量が減ったため蒸気が余った場合は、ガス
タービンを部分負荷して排熱回収ボイラの発生蒸気量を
減少し、部分負荷運転により発電出力の不足分は買電に
よるといった補助設備との連係が必要であった。
の運用上からは、発電出力を一定として蒸気が不足する
場合は、別に設置した補助ボイラなどで蒸気を補った
り、逆に需要量が減ったため蒸気が余った場合は、ガス
タービンを部分負荷して排熱回収ボイラの発生蒸気量を
減少し、部分負荷運転により発電出力の不足分は買電に
よるといった補助設備との連係が必要であった。
【０００５】ところが、上記のように補助ボイラなどの
燃焼設備を備えた別置型ボイラは設備が大形化するの
で、このような補助設備との連係を極力減らし、コージ
ェネレーションプラントのみにて、たとえば、発電出力
が一定時においても発生蒸気量を制御可能にすることが
望ましい。そこで、従来たとえば特開平１−２８５６０
８号公報に記載されているように排熱回収ボイラあるい
は蒸気タービンにおけるプロセス状態量に応じてガスタ
ービンのインレットガイドベーンの開度を制御する方法
が提案されている。
燃焼設備を備えた別置型ボイラは設備が大形化するの
で、このような補助設備との連係を極力減らし、コージ
ェネレーションプラントのみにて、たとえば、発電出力
が一定時においても発生蒸気量を制御可能にすることが
望ましい。そこで、従来たとえば特開平１−２８５６０
８号公報に記載されているように排熱回収ボイラあるい
は蒸気タービンにおけるプロセス状態量に応じてガスタ
ービンのインレットガイドベーンの開度を制御する方法
が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のように
発電出力一定時において、ガスタービンのインレットガ
イドベーンをコントロールして発生蒸気量を制御する方
法においては、発生蒸気量の制御範囲はコントロール無
の場合に比較して約３０％増が最大であって、これ以上
に広い範囲の制御域を必要とするコージェネレーション
プラントの運用には十分対応できないという問題があっ
た。
発電出力一定時において、ガスタービンのインレットガ
イドベーンをコントロールして発生蒸気量を制御する方
法においては、発生蒸気量の制御範囲はコントロール無
の場合に比較して約３０％増が最大であって、これ以上
に広い範囲の制御域を必要とするコージェネレーション
プラントの運用には十分対応できないという問題があっ
た。
【０００７】また上記従来技術では、発生蒸気量を一定
にして電力量を多く必要とする場合および発生蒸気量お
よび発電出力の両方を制御可能にする点について配慮が
されておらず、需要量に対応して発生蒸気量および発電
出力を十分制御することができないという問題があっ
た。
にして電力量を多く必要とする場合および発生蒸気量お
よび発電出力の両方を制御可能にする点について配慮が
されておらず、需要量に対応して発生蒸気量および発電
出力を十分制御することができないという問題があっ
た。
【０００８】本発明の第１の目的は、燃焼設備を有する
別置型ボイラを設置することなく発生蒸気量一定にして
発電出力を制御するフレキシブルコージェネレーション
の運転方法に関する。
別置型ボイラを設置することなく発生蒸気量一定にして
発電出力を制御するフレキシブルコージェネレーション
の運転方法に関する。
【０００９】また本発明の第２の目的は燃焼設備を有す
る別置型ボイラを設置することなく発電出力量一定にし
て発生蒸気量を制御するフレキシブルコージェネレーシ
ョンの運転方法に関する。
る別置型ボイラを設置することなく発電出力量一定にし
て発生蒸気量を制御するフレキシブルコージェネレーシ
ョンの運転方法に関する。
【００１０】また本発明の第３の目的は、燃焼設備を有
する別置型ボイラを設置することなく発電出力量および
発生蒸気量を制御するフレキシブルコージェネレーショ
ンの運転方法に関する。
する別置型ボイラを設置することなく発電出力量および
発生蒸気量を制御するフレキシブルコージェネレーショ
ンの運転方法に関する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、第１の発明のフレキシブルコージェネレーシ
ョンプラントの運転方法においては、ガスタービンから
発生する排ガスを排熱回収ボイラにて熱回収して蒸気を
発生させ、ガスタービン発電機を駆動して電気を出力す
るとともに、上記蒸気発生をプロセス蒸気として利用す
るコージェネレーションプラントにおいて、前記ガスタ
ービンから発生する排ガスを前記排熱回収ボイラと、該
排熱回収ボイラのガス入口側に配置される助燃装置とに
それぞれ送り、ガスタービン負荷及び助燃量を制御する
ことによって発電出力とプロセス蒸気量の比を可変とす
るものである。
るために、第１の発明のフレキシブルコージェネレーシ
ョンプラントの運転方法においては、ガスタービンから
発生する排ガスを排熱回収ボイラにて熱回収して蒸気を
発生させ、ガスタービン発電機を駆動して電気を出力す
るとともに、上記蒸気発生をプロセス蒸気として利用す
るコージェネレーションプラントにおいて、前記ガスタ
ービンから発生する排ガスを前記排熱回収ボイラと、該
排熱回収ボイラのガス入口側に配置される助燃装置とに
それぞれ送り、ガスタービン負荷及び助燃量を制御する
ことによって発電出力とプロセス蒸気量の比を可変とす
るものである。
【００１２】また前記排熱回収ボイラは、脱硝装置入口
における排ガス温度を常に脱硝効率に最適な温度に保持
するため、助燃装置からの排ガスを流量調整弁を介して
脱硝装置入口にバイパスする温度調節装置を備えたもの
である。
における排ガス温度を常に脱硝効率に最適な温度に保持
するため、助燃装置からの排ガスを流量調整弁を介して
脱硝装置入口にバイパスする温度調節装置を備えたもの
である。
【００１３】また上記第１乃至第３の目的を達成するた
めに、本発明のフレキシブルコージェネレーションの運
転方法においては、ガスタービンから発生する排ガスを
排ガス流量調整弁にて排熱回収ボイラを構成する高圧蒸
気発生器および低圧蒸気発生器にそれぞれ送る量を制御
することにより、上記高圧蒸気発生器からの高圧蒸気発
生量を制御し、さらに蒸気流量調整弁にてプロセス蒸気
として利用する量と、蒸気タービン発電機を駆動すると
ともに背圧蒸気をプロセス蒸気として利用するための背
圧蒸気タービンに送る量をそれぞれ制御するものであ
る。
めに、本発明のフレキシブルコージェネレーションの運
転方法においては、ガスタービンから発生する排ガスを
排ガス流量調整弁にて排熱回収ボイラを構成する高圧蒸
気発生器および低圧蒸気発生器にそれぞれ送る量を制御
することにより、上記高圧蒸気発生器からの高圧蒸気発
生量を制御し、さらに蒸気流量調整弁にてプロセス蒸気
として利用する量と、蒸気タービン発電機を駆動すると
ともに背圧蒸気をプロセス蒸気として利用するための背
圧蒸気タービンに送る量をそれぞれ制御するものであ
る。
【００１４】また前記背圧蒸気タービンが異常時または
蒸気タービン発電機の発生電力を減少する場合発生電力
を減少した分だけプロセス蒸気として利用する蒸気量が
増大するため、高圧蒸気発生器と背圧蒸気タービンとを
接続する蒸気管の途中から分岐してプロセス蒸気に利用
する蒸気タービンバイパス系統を備えたものである。ま
た前記排ガス流量調整弁はガスタービン発電機および蒸
気タービン発電機からの発電出力を一定にして高圧蒸気
発生器および低圧蒸気発生器からの蒸気量を制御するも
のである。
蒸気タービン発電機の発生電力を減少する場合発生電力
を減少した分だけプロセス蒸気として利用する蒸気量が
増大するため、高圧蒸気発生器と背圧蒸気タービンとを
接続する蒸気管の途中から分岐してプロセス蒸気に利用
する蒸気タービンバイパス系統を備えたものである。ま
た前記排ガス流量調整弁はガスタービン発電機および蒸
気タービン発電機からの発電出力を一定にして高圧蒸気
発生器および低圧蒸気発生器からの蒸気量を制御するも
のである。
【００１５】また前記排ガス流量調整弁は高圧蒸気発生
器および低圧蒸気発生器からの蒸気発生量を一定にし
て、ガスタービン発電機および蒸気タービン発電機から
の発電出力を制御するものである。
器および低圧蒸気発生器からの蒸気発生量を一定にし
て、ガスタービン発電機および蒸気タービン発電機から
の発電出力を制御するものである。
【００１６】また前記排ガス流量調整弁は、高圧蒸気発
生器および低圧蒸気発生器からの発生蒸気量とガスター
ビン発電機および蒸気タービン発電機からの発電出力と
を制御するものである。
生器および低圧蒸気発生器からの発生蒸気量とガスター
ビン発電機および蒸気タービン発電機からの発電出力と
を制御するものである。
【００１７】
【作用】第１の発明はガスタービンからの排ガスを排熱
回収ボイラと、該排熱回収ボイラのガス入口側に配置さ
れた助燃装置にそれぞれ送り、発電出力を一定として、
発生蒸気量を可変としたい場合は、ガスタービン負荷を
一定として、助燃量を変えることによって対応可能とな
る。また、発生蒸気量を一定として、発電出力を可変と
したい場合は、発電出力はガスタービン負荷を変えるこ
とにより可変とし、ガスタービン負荷が変わることによ
って変化する発生蒸気量に対しては助燃量を調整するこ
とによって、発生蒸気量を、発電出力可変時にも一定と
することができる。また上記手法を併用することによ
り、発電出力及び発生蒸気量を同時に可変とすることが
できる。
回収ボイラと、該排熱回収ボイラのガス入口側に配置さ
れた助燃装置にそれぞれ送り、発電出力を一定として、
発生蒸気量を可変としたい場合は、ガスタービン負荷を
一定として、助燃量を変えることによって対応可能とな
る。また、発生蒸気量を一定として、発電出力を可変と
したい場合は、発電出力はガスタービン負荷を変えるこ
とにより可変とし、ガスタービン負荷が変わることによ
って変化する発生蒸気量に対しては助燃量を調整するこ
とによって、発生蒸気量を、発電出力可変時にも一定と
することができる。また上記手法を併用することによ
り、発電出力及び発生蒸気量を同時に可変とすることが
できる。
【００１８】この場合、排熱回収ボイラは助燃装置を設
置しているが助燃装置は排熱回収ボイラと同様ガスター
ビンからの排ガスを熱源として蒸気を発生するものであ
るから、排熱回収ボイラと連続した構成となり燃焼設備
を有する別置型ボイラとは構成が相違するため小形化す
ることができる。
置しているが助燃装置は排熱回収ボイラと同様ガスター
ビンからの排ガスを熱源として蒸気を発生するものであ
るから、排熱回収ボイラと連続した構成となり燃焼設備
を有する別置型ボイラとは構成が相違するため小形化す
ることができる。
【００１９】また前記排熱回収ボイラ用脱硝装置のガス
入口には助燃装置と接続するダクトと流量調整弁とから
なる温度調整装置を設けているので、前記排熱回収ボイ
ラからの発生蒸気量の増大によってガスタービンからの
排ガスの熱回収が増加して、脱硝装置のガス入口の温度
が脱硝効率に最適な温度以下になった場合、助燃装置か
らダクトを通して高温の排ガスをバイパスすることがで
き、これによって脱硝装置のガス入口を常に脱硝装置に
最適効率な温度に保持することができる。
入口には助燃装置と接続するダクトと流量調整弁とから
なる温度調整装置を設けているので、前記排熱回収ボイ
ラからの発生蒸気量の増大によってガスタービンからの
排ガスの熱回収が増加して、脱硝装置のガス入口の温度
が脱硝効率に最適な温度以下になった場合、助燃装置か
らダクトを通して高温の排ガスをバイパスすることがで
き、これによって脱硝装置のガス入口を常に脱硝装置に
最適効率な温度に保持することができる。
【００２０】また第２の発明はガスタービンから発生す
る排ガス流量調節弁にて排熱回収ボイラを構成する高圧
蒸気発生器および低圧蒸気発生器にそれぞれ送る量を制
御することにより、上記高圧蒸気発生器からの高圧蒸気
発生量を制御し、さらに、蒸気流量調節弁にてプロセス
蒸気として利用する量と、蒸気タービン発電機を駆動す
るとともに背圧蒸気をプロセス蒸気として利用するため
の背圧タービンに送る量をそれぞれ制御するものである
から、上記ガスタービンから高圧蒸気発生器および低圧
蒸気発生器への排ガス量を排ガス流量調整弁によって制
御し、かつ高圧蒸気発生量から上記ガスタービンおよび
プロセス蒸気として利用する量を蒸気流量調整弁にて制
御することによってガスタービン及び蒸気タービン発電
機からの発電出力を一定にして発生蒸気量を制御した
り、発生蒸気量を一定にして発電出力を制御したり、お
よび発電出力および蒸気発生量を制御したりすることが
できる。
る排ガス流量調節弁にて排熱回収ボイラを構成する高圧
蒸気発生器および低圧蒸気発生器にそれぞれ送る量を制
御することにより、上記高圧蒸気発生器からの高圧蒸気
発生量を制御し、さらに、蒸気流量調節弁にてプロセス
蒸気として利用する量と、蒸気タービン発電機を駆動す
るとともに背圧蒸気をプロセス蒸気として利用するため
の背圧タービンに送る量をそれぞれ制御するものである
から、上記ガスタービンから高圧蒸気発生器および低圧
蒸気発生器への排ガス量を排ガス流量調整弁によって制
御し、かつ高圧蒸気発生量から上記ガスタービンおよび
プロセス蒸気として利用する量を蒸気流量調整弁にて制
御することによってガスタービン及び蒸気タービン発電
機からの発電出力を一定にして発生蒸気量を制御した
り、発生蒸気量を一定にして発電出力を制御したり、お
よび発電出力および蒸気発生量を制御したりすることが
できる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を示す図１について
説明する。図１に示すように、コージェネレーションプ
ラントはガスタービン１と、ガスタービン発電機２と、
上記ガスタービン１からの排ガス２０により蒸気を発生
する排熱回収ボイラ３とで構成されている。上記ガスタ
ービン１は、ガスタービン燃料ライン１４から供給され
た燃料とガスタービン燃焼器２８で燃焼することによっ
て発生する出力を、タービン発電機２で電気に変換す
る。また上記ガスタービン１からの５００℃前後のガス
タービン排ガス２０は、上記排熱回収ボイラ３に送ら
れ、排ガス２０の熱が回収される。上記排熱回収ボイラ
３は脱気器４と、節炭器５と、低圧蒸気発生器６と、高
圧蒸気発生器８と、ボイラ給水ポンプ１２と高圧給水ポ
ンプ１３とで構成され、かつＮＯｘの低減のための脱硝
装置７を設置している。上記高圧蒸気発生器８で発生し
た蒸気は直接プロセス蒸気としてプロセス装置（図示せ
ず）に送気され、利用されるかまたは圧力調整弁１７ａ
を介して後述の火炉式助燃ボイラ９で発生した蒸気とと
もに蒸気ヘッダー１９を介してプロセス蒸気１８として
プロセス装置に送気され、利用されるとともに圧力調整
弁１７ｂおよび減温器１６で制御されたのち、ガスター
ビン蒸気噴射ライン１５を通ってガスタービン燃焼器２
８に噴射され、ＮＯｘの低減が行われる。
説明する。図１に示すように、コージェネレーションプ
ラントはガスタービン１と、ガスタービン発電機２と、
上記ガスタービン１からの排ガス２０により蒸気を発生
する排熱回収ボイラ３とで構成されている。上記ガスタ
ービン１は、ガスタービン燃料ライン１４から供給され
た燃料とガスタービン燃焼器２８で燃焼することによっ
て発生する出力を、タービン発電機２で電気に変換す
る。また上記ガスタービン１からの５００℃前後のガス
タービン排ガス２０は、上記排熱回収ボイラ３に送ら
れ、排ガス２０の熱が回収される。上記排熱回収ボイラ
３は脱気器４と、節炭器５と、低圧蒸気発生器６と、高
圧蒸気発生器８と、ボイラ給水ポンプ１２と高圧給水ポ
ンプ１３とで構成され、かつＮＯｘの低減のための脱硝
装置７を設置している。上記高圧蒸気発生器８で発生し
た蒸気は直接プロセス蒸気としてプロセス装置（図示せ
ず）に送気され、利用されるかまたは圧力調整弁１７ａ
を介して後述の火炉式助燃ボイラ９で発生した蒸気とと
もに蒸気ヘッダー１９を介してプロセス蒸気１８として
プロセス装置に送気され、利用されるとともに圧力調整
弁１７ｂおよび減温器１６で制御されたのち、ガスター
ビン蒸気噴射ライン１５を通ってガスタービン燃焼器２
８に噴射され、ＮＯｘの低減が行われる。
【００２２】また、本実施例においては、発生蒸気量の
制御範囲をより広範囲にするため、上記排熱回収ボイラ
３には火炉式助燃ボイラ９と助燃装置２１を設置してい
る。すなわち、上記ガスタービン発電機２からの発電出
力が一定になるようにガスタービン１を運転した場合で
も該ガスタービン１からの排出ガス２０による蒸気発生
量の制御は、高圧蒸気発生器８のみに比較して火炉式助
燃ボイラ９と併用した方が広範囲に制御可能である。
制御範囲をより広範囲にするため、上記排熱回収ボイラ
３には火炉式助燃ボイラ９と助燃装置２１を設置してい
る。すなわち、上記ガスタービン発電機２からの発電出
力が一定になるようにガスタービン１を運転した場合で
も該ガスタービン１からの排出ガス２０による蒸気発生
量の制御は、高圧蒸気発生器８のみに比較して火炉式助
燃ボイラ９と併用した方が広範囲に制御可能である。
【００２３】なお、上記助燃ボイラ９を火炉構成にした
理由は助燃装置２１による助燃ボイラ９の燃焼温度は、
蒸気需要が少なく、助燃発生蒸気量が少ない場合には約
７００℃位であるが、蒸気需要量が多いため助燃による
発生蒸気量を多くする場合には約１１００℃位になるた
めである。上記脱硝装置７はその脱硝効率が最も良好と
なるのは、図２に示すように入口ガス温度が３００℃〜
４００℃である。ところがガスタービン発電機２の発電
出力が一定になるようにガスタービン１を運転した場合
高圧蒸気発生器８および火炉式助燃ボイラ９からの蒸気
発生量が増大することによってガスタービン排ガス２０
の熱回収が多くなり、該脱硝装置７の入口における排ガ
ス温度が３００℃以下に低下する。そこで本実施例で
は、上記排熱回収ボイラ３の該脱硝装置７と上記火炉式
助燃ボイラ９との間にダクト１０と流量調整弁１１とか
ら構成された入口ガス温度調整装置を設け、上記火炉式
助燃ボイラ９からの高温排ガスを該脱硝装置７の入口に
バイパスすることで、該脱硝装置７は常に最適な脱硝効
率に保持されている。なお図１において２２は脱気用蒸
発器である。
理由は助燃装置２１による助燃ボイラ９の燃焼温度は、
蒸気需要が少なく、助燃発生蒸気量が少ない場合には約
７００℃位であるが、蒸気需要量が多いため助燃による
発生蒸気量を多くする場合には約１１００℃位になるた
めである。上記脱硝装置７はその脱硝効率が最も良好と
なるのは、図２に示すように入口ガス温度が３００℃〜
４００℃である。ところがガスタービン発電機２の発電
出力が一定になるようにガスタービン１を運転した場合
高圧蒸気発生器８および火炉式助燃ボイラ９からの蒸気
発生量が増大することによってガスタービン排ガス２０
の熱回収が多くなり、該脱硝装置７の入口における排ガ
ス温度が３００℃以下に低下する。そこで本実施例で
は、上記排熱回収ボイラ３の該脱硝装置７と上記火炉式
助燃ボイラ９との間にダクト１０と流量調整弁１１とか
ら構成された入口ガス温度調整装置を設け、上記火炉式
助燃ボイラ９からの高温排ガスを該脱硝装置７の入口に
バイパスすることで、該脱硝装置７は常に最適な脱硝効
率に保持されている。なお図１において２２は脱気用蒸
発器である。
【００２４】したがって本実施例によれば、ガスタービ
ン発電機２からの発電出力が一定になるようにガスター
ビン１を運転した場合においても上記ガスタービン１か
らの排ガス２０による蒸気発生量を広範囲に制御するこ
とができ、これによってコージェネレーションプラント
の適用範囲を拡大することができる。
ン発電機２からの発電出力が一定になるようにガスター
ビン１を運転した場合においても上記ガスタービン１か
らの排ガス２０による蒸気発生量を広範囲に制御するこ
とができ、これによってコージェネレーションプラント
の適用範囲を拡大することができる。
【００２５】またコージェネレーションプラントの適用
範囲が拡大しても脱硝装置入口ガス温度調整装置により
脱硝装置７は常に最適の脱硝効率を保持することができ
る。つぎに本発明の他の１実施例を示す図３について説
明する。
範囲が拡大しても脱硝装置入口ガス温度調整装置により
脱硝装置７は常に最適の脱硝効率を保持することができ
る。つぎに本発明の他の１実施例を示す図３について説
明する。
【００２６】図３に示すように、コージェネレーション
プラントは、ガスタービン１およびガスタービン発電機
２と、上記ガスタービン１からの排ガス２０を利用して
蒸気を発生する高圧蒸気用排熱回収ボイラ２５および低
圧蒸気排熱回収ボイラ２６と、上記高圧蒸気用排熱回収
ボイラ２５から発生する高圧蒸気を利用して回転し発電
出力する背圧蒸気タービン２３および蒸気タービン発電
機２４とから構成されている。
プラントは、ガスタービン１およびガスタービン発電機
２と、上記ガスタービン１からの排ガス２０を利用して
蒸気を発生する高圧蒸気用排熱回収ボイラ２５および低
圧蒸気排熱回収ボイラ２６と、上記高圧蒸気用排熱回収
ボイラ２５から発生する高圧蒸気を利用して回転し発電
出力する背圧蒸気タービン２３および蒸気タービン発電
機２４とから構成されている。
【００２７】上記ガスタービン１からのガスタービン排
ガス２０は排ガス流量調整弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃを
経由して高圧蒸気用排熱回収ボイラ２５、および低圧蒸
気用排熱回収ボイラ２６に送られるとともに外気に放出
も可能である。そのため、上記排ガス流量調整弁２７
ａ，２７ｂ，２７ｃを調節することにより上記高圧蒸気
用排熱回収ボイラ２５および低圧蒸気用排熱回収ボイラ
２６への排ガス量を調節し、これによって上記両ボイラ
２５，２６より発生する高圧蒸気量および低圧蒸気量を
調整可能である。
ガス２０は排ガス流量調整弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃを
経由して高圧蒸気用排熱回収ボイラ２５、および低圧蒸
気用排熱回収ボイラ２６に送られるとともに外気に放出
も可能である。そのため、上記排ガス流量調整弁２７
ａ，２７ｂ，２７ｃを調節することにより上記高圧蒸気
用排熱回収ボイラ２５および低圧蒸気用排熱回収ボイラ
２６への排ガス量を調節し、これによって上記両ボイラ
２５，２６より発生する高圧蒸気量および低圧蒸気量を
調整可能である。
【００２８】上記高圧蒸気用排熱回収ボイラ２５は、給
水ポンプ１２ａにて供給された水をガスタービン排ガス
２０の回収熱によって気化したのち、気化した蒸気を調
整弁３１を介して背圧蒸気タービン２３に供給するとと
もに圧力調整弁１７ｃ、減温器１６ｂおよびガスタービ
ン蒸気噴射ライン１５を介してガスタービン燃焼室２８
に噴射し、ＮＯｘの低減を行う。また上記高圧蒸気用排
熱回収ボイラ２５は上記のように背圧タービン２３を駆
動するための高温高圧蒸気を発生するため、ボイラ燃料
ライン３０から燃料を供給し、該燃料を上記排ガス２０
によって再燃している。さらに上記高圧蒸気用排熱回収
ボイラ２５はＮＯｘ低減のため、脱硝装置７ａを備えて
いる。上記背圧蒸気タービン２３は、上記高圧蒸気用排
熱回収ボイラ２５から蒸気流量調整弁３１を介して供給
される高温高圧蒸気を動力源として回転し、蒸気タービ
ン発電機２４を駆動して電力を発生するとともにその背
圧蒸気を蒸気ヘッダー１９に回収してプロセス蒸気１８
として利用する。また上記背圧蒸気タービン２３は異常
時または発生電力量を減少する場合、その分だけプロセ
ス蒸気１８として利用するため、該背圧蒸気タービン２
３と上記高圧蒸気用排熱回収ボイラ２５とを接続する系
統の途中から分岐して圧力調整弁１７ａ、減温器１６ａ
を介してプロセス蒸気１８として利用するか、または圧
力調整弁１７ｂを介して蒸気ヘッダー１９に接続する蒸
気タービンバイパス系統２９を設けている。上記低圧蒸
気用排熱回収ボイラ２６はプロセス蒸気を供給するた
め、ボイラ燃料ライン３０から供給される燃料を再燃す
る排気再燃式ボイラとして構成され、給水ポンプ１２ｂ
にて供給される水をガスタービン排ガス２０およびボイ
ラ燃料ライン３０からの燃料の再燃による熱により気化
したのちた、気化した蒸気を蒸気ヘッダー１９に供給す
るとともに、脱硝装置７ｂを有することによりＮＯｘを
低減している。
水ポンプ１２ａにて供給された水をガスタービン排ガス
２０の回収熱によって気化したのち、気化した蒸気を調
整弁３１を介して背圧蒸気タービン２３に供給するとと
もに圧力調整弁１７ｃ、減温器１６ｂおよびガスタービ
ン蒸気噴射ライン１５を介してガスタービン燃焼室２８
に噴射し、ＮＯｘの低減を行う。また上記高圧蒸気用排
熱回収ボイラ２５は上記のように背圧タービン２３を駆
動するための高温高圧蒸気を発生するため、ボイラ燃料
ライン３０から燃料を供給し、該燃料を上記排ガス２０
によって再燃している。さらに上記高圧蒸気用排熱回収
ボイラ２５はＮＯｘ低減のため、脱硝装置７ａを備えて
いる。上記背圧蒸気タービン２３は、上記高圧蒸気用排
熱回収ボイラ２５から蒸気流量調整弁３１を介して供給
される高温高圧蒸気を動力源として回転し、蒸気タービ
ン発電機２４を駆動して電力を発生するとともにその背
圧蒸気を蒸気ヘッダー１９に回収してプロセス蒸気１８
として利用する。また上記背圧蒸気タービン２３は異常
時または発生電力量を減少する場合、その分だけプロセ
ス蒸気１８として利用するため、該背圧蒸気タービン２
３と上記高圧蒸気用排熱回収ボイラ２５とを接続する系
統の途中から分岐して圧力調整弁１７ａ、減温器１６ａ
を介してプロセス蒸気１８として利用するか、または圧
力調整弁１７ｂを介して蒸気ヘッダー１９に接続する蒸
気タービンバイパス系統２９を設けている。上記低圧蒸
気用排熱回収ボイラ２６はプロセス蒸気を供給するた
め、ボイラ燃料ライン３０から供給される燃料を再燃す
る排気再燃式ボイラとして構成され、給水ポンプ１２ｂ
にて供給される水をガスタービン排ガス２０およびボイ
ラ燃料ライン３０からの燃料の再燃による熱により気化
したのちた、気化した蒸気を蒸気ヘッダー１９に供給す
るとともに、脱硝装置７ｂを有することによりＮＯｘを
低減している。
【００２９】したがって、本実施例によれば、３個の排
ガス流量調整弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃおよび蒸気流量
調整弁３１を調整することによって発電出力を一定にし
た状態で両ボイラ２５，２６からの発生蒸気量を増減す
ることができる。また流量調整弁２７ａを開いて高圧蒸
気用排熱回収ボイラ２５からより多量の高圧高温蒸気を
背圧タービン２３に送ることにより発生蒸気量を一定に
した状態で発生電力量を増減することができる。
ガス流量調整弁２７ａ，２７ｂ，２７ｃおよび蒸気流量
調整弁３１を調整することによって発電出力を一定にし
た状態で両ボイラ２５，２６からの発生蒸気量を増減す
ることができる。また流量調整弁２７ａを開いて高圧蒸
気用排熱回収ボイラ２５からより多量の高圧高温蒸気を
背圧タービン２３に送ることにより発生蒸気量を一定に
した状態で発生電力量を増減することができる。
【００３０】さらに３個の排ガス流量調整弁２７ａ，２
７ｂ，２７ｃおよび蒸気流量調整弁３１を調整すること
によって発生蒸気量および発生電気量の両方を増減する
ことができる。
７ｂ，２７ｃおよび蒸気流量調整弁３１を調整すること
によって発生蒸気量および発生電気量の両方を増減する
ことができる。
【００３１】しかも、２組のボイラ２５，２６および２
組のタービン１，２３と発電機２，２４を備えているの
で、発生蒸気量および発生電気量の制御範囲を広域にす
ることができる。
組のタービン１，２３と発電機２，２４を備えているの
で、発生蒸気量および発生電気量の制御範囲を広域にす
ることができる。
【００３２】また各ボイラ２５，２６に脱硝装置７ａ，
７ｂを備えているので、ＮＯｘを低減することができ
る。
７ｂを備えているので、ＮＯｘを低減することができ
る。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたるように、第１の発明はガス
タービンからの排ガスを排熱回収ボイラと、該排熱回収
ボイラのガス入口側に配置された助燃装置にそれぞれ送
り、ガスタービン負荷及び助燃量を制御することによっ
て、発電出力を一定として、発生蒸気量を可変とした
り、発生蒸気量を一定として、発電出力を可変とした
り、さらには、発電出力及び発生蒸気量を同時に制御す
ることができる。
タービンからの排ガスを排熱回収ボイラと、該排熱回収
ボイラのガス入口側に配置された助燃装置にそれぞれ送
り、ガスタービン負荷及び助燃量を制御することによっ
て、発電出力を一定として、発生蒸気量を可変とした
り、発生蒸気量を一定として、発電出力を可変とした
り、さらには、発電出力及び発生蒸気量を同時に制御す
ることができる。
【００３４】この場合、排熱回収ボイラに助燃装置を設
置しているが助燃装置は排熱回収ボイラと同様ガスター
ビンからの排ガスを熱源として蒸気を発生するものであ
るから、排熱回収ボイラと連続した構成となり、燃焼設
備を有する別置型ボイラとは構成が相違するため小形化
することができる。
置しているが助燃装置は排熱回収ボイラと同様ガスター
ビンからの排ガスを熱源として蒸気を発生するものであ
るから、排熱回収ボイラと連続した構成となり、燃焼設
備を有する別置型ボイラとは構成が相違するため小形化
することができる。
【００３５】また前記排熱回収ボイラ用脱硝装置のガス
入口には助燃装置と接続するダクトと流量調整弁とから
なる温度調整装置を設けているので、前記排熱回収ボイ
ラからの発生蒸気量の増大によってガスタービンからの
排ガスの熱回収が増加して脱硝装置のガス入口の温度が
脱硝効率に最適な温度以下になった場合、助燃装置から
ダクトを通して高温の排ガスをバイパスすることがで
き、これによって脱硝装置のガス入口を常に脱硝装置に
最適効率な温度に保持することができる。
入口には助燃装置と接続するダクトと流量調整弁とから
なる温度調整装置を設けているので、前記排熱回収ボイ
ラからの発生蒸気量の増大によってガスタービンからの
排ガスの熱回収が増加して脱硝装置のガス入口の温度が
脱硝効率に最適な温度以下になった場合、助燃装置から
ダクトを通して高温の排ガスをバイパスすることがで
き、これによって脱硝装置のガス入口を常に脱硝装置に
最適効率な温度に保持することができる。
【００３６】また第２の発明はガスタービンから発生す
る排ガスを排ガス流量調整弁にて排熱回収ボイラを構成
する高圧蒸気発生器および低圧蒸気発生器にそれぞれ送
る量を制御することにより、上記高圧蒸気発生器からの
高圧蒸気発生量を制御し、さらに、蒸気流量調整弁にて
プロセス蒸気として利用する量と、蒸気タービン発電機
を駆動するとともに背圧蒸気をプロセス蒸気として利用
するための背圧タービンに送る量をそれぞれ制御するも
のであるから、上記ガスタービンから高圧蒸気発生器お
よび低圧蒸気発生器への排ガス量を排ガス流量調整弁に
よって制御し、かつ高圧蒸気発生器から上記ガスタービ
ンおよびプロセス蒸気として利用する量を蒸気流量調整
弁にて制御することによってガスタービン及び蒸気ター
ビン発電機からの発電出力を一定にして発生蒸気量を制
御したり、発生蒸気量を一定にして発電出力を制御した
り、および発電出力および発生量を制御したりすること
ができる。
る排ガスを排ガス流量調整弁にて排熱回収ボイラを構成
する高圧蒸気発生器および低圧蒸気発生器にそれぞれ送
る量を制御することにより、上記高圧蒸気発生器からの
高圧蒸気発生量を制御し、さらに、蒸気流量調整弁にて
プロセス蒸気として利用する量と、蒸気タービン発電機
を駆動するとともに背圧蒸気をプロセス蒸気として利用
するための背圧タービンに送る量をそれぞれ制御するも
のであるから、上記ガスタービンから高圧蒸気発生器お
よび低圧蒸気発生器への排ガス量を排ガス流量調整弁に
よって制御し、かつ高圧蒸気発生器から上記ガスタービ
ンおよびプロセス蒸気として利用する量を蒸気流量調整
弁にて制御することによってガスタービン及び蒸気ター
ビン発電機からの発電出力を一定にして発生蒸気量を制
御したり、発生蒸気量を一定にして発電出力を制御した
り、および発電出力および発生量を制御したりすること
ができる。
図１は、本発明の一実施例を示すフレキシブルコージェ
ネレーションプラントを示すシステムフロー図、図２は
脱硝装置入口排ガス温度と脱硝効率の関係を示す図、図
３は本発明の他の一実施例を示すフレキシブルコージェ
ネレーションプラントを示すシステムフロー図である。
１…ガスタービン、２…ガスタービン発電機、３…排熱
回収ボイラ、４…脱気器、５…節炭器、６…低圧蒸気発
生器、７…脱硝装置、８…高圧蒸気発生器、９…火炉式
助燃ボイラ、１０…ダクト、１１…流量調整弁、１２
ａ，１２ｂ…給水ポンプ、１３…高圧給水ポンプ、１４
…燃料ライン、１５…ガスタービン蒸気噴射ライン、１
６…減温器、１７ａ，１７ｂ…圧力調整弁、１８…プロ
セス蒸気、１９…蒸気ヘッダー、２０…ガスタービン排
ガス、２１…助燃装置、２２…脱気用蒸発器、２３…背
圧蒸気タービン、２４…蒸気タービン発電器、２５…高
圧蒸気用排熱回収ボイラ、２６…低圧蒸気用排熱回収ボ
イラ、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ…流量調整弁。
ネレーションプラントを示すシステムフロー図、図２は
脱硝装置入口排ガス温度と脱硝効率の関係を示す図、図
３は本発明の他の一実施例を示すフレキシブルコージェ
ネレーションプラントを示すシステムフロー図である。
１…ガスタービン、２…ガスタービン発電機、３…排熱
回収ボイラ、４…脱気器、５…節炭器、６…低圧蒸気発
生器、７…脱硝装置、８…高圧蒸気発生器、９…火炉式
助燃ボイラ、１０…ダクト、１１…流量調整弁、１２
ａ，１２ｂ…給水ポンプ、１３…高圧給水ポンプ、１４
…燃料ライン、１５…ガスタービン蒸気噴射ライン、１
６…減温器、１７ａ，１７ｂ…圧力調整弁、１８…プロ
セス蒸気、１９…蒸気ヘッダー、２０…ガスタービン排
ガス、２１…助燃装置、２２…脱気用蒸発器、２３…背
圧蒸気タービン、２４…蒸気タービン発電器、２５…高
圧蒸気用排熱回収ボイラ、２６…低圧蒸気用排熱回収ボ
イラ、２７ａ，２７ｂ，２７ｃ…流量調整弁。
Claims (6)
- 【請求項１】 ガスタービンから発生する排ガスを排熱
回収ボイラにて熱回収して蒸気を発生させ、ガスタービ
ン発電機を駆動して電気を出力するとともに上記の発生
蒸気をプロセス蒸気として利用するコージェネレーショ
ンプラントにおいて、前記ガスタービンから発生する排
ガスを前記排熱回収ボイラと、該排熱回収ボイラに有す
る助燃装置とにそれぞれ送り、ガスタービン負荷及び助
燃量を制御することによって発電出力とプロセス蒸気量
の比を可変とすることを特徴とするフレキシブルコージ
ェネレーションプラントの運転方法。 - 【請求項２】 前記排熱回収ボイラは脱硝装置入口と助
燃装置とをバイパスするダクトと排ガスの流量調整弁と
からなる温度調整装置を備え、脱硝装置の入口ガス温度
を常に脱硝効率に最適な温度に保持することを特徴とす
る請求項１記載のフレキシブルコージェネレーションプ
ラントの運転方法。 - 【請求項３】 ガスタービンから発生する排ガスを排熱
回収ボイラにて熱回収して蒸気を発生させ、ガスタービ
ン発電機を駆動して電気を出力するとともに上記発生蒸
気をプロセス蒸気として利用するコージェネレーション
プラントにおいて、前記ガスタービンから発生する排ガ
スを排ガス流量調整弁にて前記排熱回収ボイラを構成す
る高圧蒸気発生器および低圧蒸気発生器にそれぞれ送る
量を制御することにより、上記高圧蒸気発生器からの高
圧蒸気発生量を制御し、さらに蒸気流量調整弁にてプロ
セス蒸気として利用する量と、蒸気タービン発電機を駆
動するとともに背圧蒸気をプロセス蒸気として利用する
ための背圧蒸気タービンに送る量をそれぞれ制御するこ
とを特徴とするフレキシブルコージェネレーションプラ
ントの運転方法。 - 【請求項４】 前記排ガス流量調整弁はガスタービン発
電機および蒸気タービン発電機からの発電出力を一定に
して高圧蒸気発生器および低圧蒸気発生器からの発生蒸
気量を制御する請求項３記載のフレキシブルコージェネ
レーションプラントの運転方法。 - 【請求項５】 前記排ガス流量調整弁は高圧蒸気発生器
および低圧蒸気発生器からの発生蒸気量を一定にしてガ
スタービン発電機および蒸気タービン発電機からの発電
出力を制御する請求項３記載のフレキシブルコージェネ
レーションプラントの運転方法。 - 【請求項６】 前記排ガス流量調整弁は高圧蒸気発生器
および低圧蒸気発生器からの発生蒸気量と、ガスタービ
ン発電機および蒸気タービン発電機からの発電出力とを
制御することを特徴とする請求項３記載のフレキシブル
コージェネレーションプラントの運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15153091A JPH051508A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | フレキシブルコージエネレーシヨンプラントの運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15153091A JPH051508A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | フレキシブルコージエネレーシヨンプラントの運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH051508A true JPH051508A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=15520530
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15153091A Pending JPH051508A (ja) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | フレキシブルコージエネレーシヨンプラントの運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH051508A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006002576A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Tlv Co Ltd | 蒸気タービンを利用したプロセス蒸気の制御装置 |
| CN108843450A (zh) * | 2018-07-22 | 2018-11-20 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统及其工作方法 |
-
1991
- 1991-06-24 JP JP15153091A patent/JPH051508A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006002576A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Tlv Co Ltd | 蒸気タービンを利用したプロセス蒸気の制御装置 |
| CN108843450A (zh) * | 2018-07-22 | 2018-11-20 | 华电电力科学研究院有限公司 | 一种解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统及其工作方法 |
| CN108843450B (zh) * | 2018-07-22 | 2024-03-05 | 华电电力科学研究院有限公司 | 解决分布式能源中供汽负荷偏低的发电系统及其工作方法 |
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