JPH0590106U - 石炭焚排気再燃コンバインドサイクルプラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼安定性を向上し、設備の簡素化並びに設
備費低減を図ると共に消費電力を削減し、風箱の信頼性
を確保する。 【構成】 ミル４に燃料搬送用の一次空気を供給するた
めの一次空気ダクト１５を接続し、一次空気ダクト１５
途中に、排気導入ダクト１８内を流れるガスタービン２
の排気の熱により一次空気を予熱するための一次空気予
熱器７を設け、一次空気予熱器７の上下流位置の一次空
気ダクト１５を結ぶ一次空気予熱器バイパスダクト２４
を設け、一次空気予熱器７下流側と一次空気予熱器バイ
パスダクト２４接続位置との間における一次空気ダクト
１５から分岐せしめた一次空気分岐ダクト２３を排気導
入ダクト１８途中に接続し、一次空気予熱器７より上流
側の一次空気ダクト１５に一次通風機５を接続する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、石炭焚排気再燃コンバインドサイクルプラントに関するものである 。

【０００２】

【従来の技術】

近年、ガスタービンにより発電機を駆動すると共にガスタービンからのタービ ン排ガス中の未燃焼酸素をボイラでの燃料の燃焼に使用し、ボイラで生成された 蒸気により発電機を駆動し、ボイラ排ガスによりボイラへ供給される給水を加熱 する、石炭焚排気再燃コンバインドサイクルプラントが実用化されている。

【０００３】 前記石炭焚排気再燃コンバインドサイクルプラントのガス系統を主体としたフ ローは図２に示され、図中、１は石炭焚のボイラ、２はガスタービン、３はガス タービン２により駆動される発電機であり、ボイラ１には、燃料としての微粉炭 をバーナ１０へ供給するための燃料管１４と、燃焼用の二次空気を風箱１１へ供 給するための二次空気ダクト１６とを接続すると共に、燃焼排ガスを図示してい ない電気集塵機を介して煙突から排出するためのボイラ排ガスダクト１７を接続 してある。

【０００４】 前記二次空気ダクト１６途中には、前記ボイラ排ガスダクト１７内を流れる排 ガスの熱により二次空気を予熱するための空気予熱器８’を設け、該空気予熱器 ８’の上流側には押込通風機６を設けてある。

【０００５】 前記燃料管１４には石炭粉砕用のミル４を接続し、該ミル４には、前記空気予 熱器８’より下流側の二次空気ダクト１６から分岐し且つ途中に一次通風機５が 設けられた一次空気ダクト１５を接続してある。

【０００６】 前記空気予熱器８’より上流側のボイラ排ガスダクト１７途中には、ボイラ１ へ送給される給水を加熱し且つ排ガスを冷却するためのガスクーラ９を設けてあ り、又、前記一次空気ダクト１５分岐部より下流側の二次空気ダクト１６途中に は、ガスタービン２の排気を導入するための排気導入ダクト１８を接続し、該排 気導入ダクト１８から分岐せしめた排気導入分岐ダクト１９を前記一次空気ダク ト１５途中に接続すると共に、前記排気導入ダクト１８から分岐し且つボイラ１ をバイパスするボイラバイパス排気ダクト２０を前記ガスクーラ９より上流側の ボイラ排ガスダクト１７途中に接続してある。

【０００７】 前記空気予熱器８’より上流側の二次空気ダクト１６から分岐し且つ空気予熱 器８’をバイパスする空気予熱器バイパスダクト２１を、前記一次通風機５より 上流側の一次空気ダクト１５途中に接続し、又、前記ボイラ排ガスダクト１７途 中に、ガスクーラ９の上下流位置を結ぶガスクーラバイパスダクト２２を設けて ある。

【０００８】 尚、図中、２６〜３２は前記各ダクトを開閉可能なダンパである。

【０００９】 ボイラ１とガスタービン２とを同時に駆動する、いわゆるコンバインド運転時 には、ダンパ３２が閉じ且つダンパ３１が開かれ、この状態で、押込通風機６に より二次空気ダクト１６内に圧送された空気が、空気予熱器８’でボイラ１から の排ガスにより予熱された後、そのまま二次空気ダクト１６内を流れて燃焼用の 二次空気としてボイラ１の風箱１１へ供給される際、該二次空気にガスタービン ２からの排気が排気導入ダクト１８を介して混入される。

【００１０】 同時に、前記空気予熱器８’を通過した空気の一部が一次空気ダクト１５側へ 分岐し一次通風機５を経て燃料搬送用の一次空気としてミル４へ導入され、微粉 炭を伴って燃料管１４からボイラ１のバーナ１０へ供給され、微粉炭の燃焼が行 われる。

【００１１】 前記微粉炭の燃焼後の排ガスは、ボイラ排ガスダクト１７を流れ、ガスクーラ ９を通過する際、ボイラ１へ送給される給水に熱を奪われて冷却され、この後、 空気予熱器８’へ導入され、該空気予熱器８’で前記押込通風機６から圧送され る空気と熱交換を行った後、図示していない電気集塵機を介して煙突から排出さ れる。

【００１２】 ここで、前記ミル４内で粉砕される石炭中の水分量が少なく、一次空気の温度 をあまり高める必要がない場合には、空気予熱器バイパスダクト２１のダンパ２ ６の開度を調節することにより空気予熱器８’で予熱される前の空気の一部が一 次空気ダクト１５へ導かれ、一次空気の温度調節が行われ、又、前記石炭中の水 分量が非常に多く一次空気の温度を更に高める必要がある場合には、前記ダンパ ２６が閉じ、排気導入分岐ダクト１９のダンパ２９の開度が大となり、ガスター ビン２からの排気が前記一次空気に混入され、該一次空気の温度が高められる。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、前述の如き石炭焚排気再燃コンバインドサイクルプラントでは 、コンバインド運転時において、二次空気にガスタービン２からの排気が使用さ れ二次空気の酸素濃度が下がり、更にミル４内で粉砕される石炭中の水分量が多 い場合、一次空気にガスタービン２からの排気が使用され一次空気の酸素濃度が 下がるため、燃焼安定性に欠けるという問題を有していた。

【００１４】 又、一次通風機５を空気予熱器８’の下流側即ち高温側に設置してあるため、 一次通風機５を通過する一次空気の体積流量が増大し、ミル４が複数台設けられ る場合にはそれと同数の一次通風機５が必要となり、設備の複雑化並びに設備費 の増加につながると共に、消費電力も増大していた。

【００１５】 更に又、ガスタービン２からの高温の排気をボイラ１の風箱１１に供給するた め、風箱１１に作用する熱応力が大きくなり、風箱１１から排気等がもれる虞れ があった。

【００１６】 本考案は、斯かる実情に鑑み、燃焼安定性に優れ、設備の簡素化並びに設備費 低減を図り得ると共に消費電力を削減し得、風箱の信頼性を確保し得る石炭焚排 気再燃コンバインドサイクルプラントを提供しようとするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】

本考案は、ボイラに、燃料としての微粉炭をバーナへ供給するための燃料管と 、燃焼用の二次空気を風箱へ供給するための二次空気ダクトと、燃焼排ガスを排 出するためのボイラ排ガスダクトとを接続し、前記燃料管に石炭粉砕用のミルを 接続すると共に、該ミルに燃料搬送用の一次空気を供給するための一次空気ダク トを接続し、前記二次空気ダクトに、ガスタービンの排気を導入するための排気 導入ダクトを接続し、前記一次空気ダクト途中に、排気導入ダクト内を流れる排 気の熱により一次空気を予熱するための一次空気予熱器を設け、該一次空気予熱 器の上下流位置の一次空気ダクトを結ぶ一次空気予熱器バイパスダクトを設け、 前記一次空気予熱器下流側と一次空気予熱器バイパスダクト接続位置との間にお ける一次空気ダクトから分岐せしめた一次空気分岐ダクトを前記排気導入ダクト 途中に接続し、前記一次空気予熱器より上流側の一次空気ダクトに一次通風機を 接続し、前記ボイラ排ガスダクト途中に、ボイラへ送給される給水を加熱し且つ 排ガスを冷却するためのガスクーラを設けたことを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】

従って、コンバインド運転時には、一次通風機により一次空気ダクト内に圧送 された空気は、一次空気予熱器で排気導入ダクト内を流れるガスタービンからの 排気により予熱された後、燃料搬送用の一次空気としてミルへ導入され、微粉炭 の乾燥を行いつつ該微粉炭を伴って燃料管からボイラのバーナへ供給され、前記 一次空気予熱器で予熱された一次空気の一部が、一次空気分岐ダクトから排気導 入ダクトを経てガスタービンの排気と一緒に二次空気ダクトへ導入され、燃焼用 の二次空気としてボイラの風箱へ供給され、微粉炭の燃焼が行われると共に、前 記微粉炭の燃焼後の排ガスは、ボイラ排ガスダクトを流れ、ガスクーラを通過す る際、ボイラへ送給される給水に熱を奪われて冷却される。ここで、前記ミル内 で粉砕される石炭中の水分量が少なく、一次空気の温度をあまり高める必要がな い場合には、一次空気予熱器で予熱される前の空気の一部が一次空気予熱器バイ パスダクトを介してミルへ導かれ、一次空気の温度調節が行われる。

【００１９】

【実施例】

以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。

【００２０】 図１は本考案の一実施例であって、図中、図２と同一の符号を付した部分は同 一物を表わしており、ミル４に燃料搬送用の一次空気を供給するための一次空気 ダクト１５を接続し、該一次空気ダクト１５途中に、排気導入ダクト１８内を流 れる排気の熱により一次空気を予熱するための一次空気予熱器７を設け、該一次 空気予熱器７の上下流位置の一次空気ダクト１５を結ぶ一次空気予熱器バイパス ダクト２４を設け、前記一次空気予熱器７下流側と一次空気予熱器バイパスダク ト２４接続位置との間における一次空気ダクト１５から分岐せしめた一次空気分 岐ダクト２３を前記排気導入ダクト１８途中に接続し、前記一次空気予熱器７よ り上流側の一次空気ダクト１５に一次通風機５を接続する。

【００２１】 尚、図中、３３，３４は各ダクトを開閉可能なダンパである。

【００２２】 次に、上記実施例の作動を説明する。

【００２３】 ボイラ１とガスタービン２とを同時に駆動する、いわゆるコンバインド運転時 には、ガスタービン２からの排気と後述する一次空気の一部が排気導入ダクト１ ８から二次空気ダクト１６を介して、燃焼用の二次空気としてボイラ１の風箱１ １へ供給される。

【００２４】 同時に、一次通風機５により一次空気ダクト１５内に圧送された空気は、一次 空気予熱器７で排気導入ダクト１８内を流れるガスタービン２からの排気により 予熱された後、燃料搬送用の一次空気としてミル４へ導入され、微粉炭の乾燥を 行いつつ該微粉炭を伴って燃料管１４からボイラ１のバーナ１０へ供給され、微 粉炭の燃焼が行われると共に、前記一次空気予熱器７で予熱された一次空気の一 部が、一次空気分岐ダクト２３から排気導入ダクト１８を経てガスタービン２の 排気と一緒に二次空気ダクト１６へ導入される。

【００２５】 前記微粉炭の燃焼後の排ガスは、ボイラ排ガスダクト１７を流れ、ガスクーラ ９を通過する際、ボイラ１へ送給される給水に熱を奪われて冷却され、図示して いない電気集塵機を介して煙突から排出される。

【００２６】 ここで、前記ミル４内で粉砕される石炭中の水分量が少なく、一次空気の温度 をあまり高める必要がない場合には、一次空気予熱器バイパスダクト２４のダン パ３４の開度を調節することにより一次空気予熱器７で予熱される前の空気の一 部がミル４へ導かれ、一次空気の温度調節が行われる。

【００２７】 本実施例においては、コンバインド運転時にミル４内で粉砕される石炭中の水 分量が多い場合にも、一次空気としてガスタービン２からの排気が直接使用され るのではなく常に新鮮な空気が用いられるため、一次空気の酸素濃度が下がるよ うなことはなく、しかも、前記一次空気の一部が一次空気分岐ダクト２３から排 気導入ダクト１８を経て二次空気ダクト１６へ導入されるため、二次空気の酸素 濃度も確保され、燃焼安定性を高めることができる。

【００２８】 又、一次通風機５を一次空気予熱器７の上流側即ち低温側に設置してあるため 、一次通風機５を通過する一次空気の体積流量が増大せず、ミル４が複数台設け られる場合にもそれと同数の一次通風機５は不要となり必要最低限（一台か二台 ）で済み、設備の簡素化並びに設備費低減に役立つと共に、消費電力も削減可能 となる。

【００２９】 更に又、ガスタービン２からの高温の排気を一次空気予熱器７において一次空 気と熱交換させ冷却してからボイラ１の風箱１１に供給するため、風箱１１の温 度上昇を抑えることができ、風箱１１に作用する熱応力を低減することが可能と なり、風箱１１からの排気等のもれを回避し得、風箱１１の信頼性を確保できる 。

【００３０】 又、予熱後の一次空気の一部を排気導入ダクト１８へ導いているため、該排気 導入ダクト１８に対する一次空気分岐ダクト２３の接続部における温度差は小さ くなっており、該接続部の熱応力が大きくなることはなく、又、一次通風機５は ボイラ１のパージにも使用することができる。

【００３１】 尚、本考案の石炭焚排気再燃コンバインドサイクルプラントは、上述の実施例 にのみ限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々 変更を加え得ることは勿論である。

【００３２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の石炭焚排気再燃コンバインドサイクルプラント によれば、燃焼安定性に優れ、設備の簡素化並びに設備費低減を図り得ると共に 消費電力を削減し得、風箱の信頼性を確保し得るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例のガス系統を表わすブロック
図である。

【図２】従来例のガス系統を表わすブロック図である。

【符号の説明】

１ ボイラ ２ ガスタービン ４ ミル ５ 一次通風機 ７ 一次空気予熱器 ９ ガスクーラ １０ バーナ １１ 風箱 １４ 燃料管 １５ 一次空気ダクト １６ 二次空気ダクト １７ ボイラ排ガスダクト １８ 排気導入ダクト ２３ 一次空気分岐ダクト ２４ 一次空気予熱器バイパスダクト

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボイラに、燃料としての微粉炭をバーナ
   へ供給するための燃料管と、燃焼用の二次空気を風箱へ
   供給するための二次空気ダクトと、燃焼排ガスを排出す
   るためのボイラ排ガスダクトとを接続し、前記燃料管に
   石炭粉砕用のミルを接続すると共に、該ミルに燃料搬送
   用の一次空気を供給するための一次空気ダクトを接続
   し、前記二次空気ダクトに、ガスタービンの排気を導入
   するための排気導入ダクトを接続し、前記一次空気ダク
   ト途中に、排気導入ダクト内を流れる排気の熱により一
   次空気を予熱するための一次空気予熱器を設け、該一次
   空気予熱器の上下流位置の一次空気ダクトを結ぶ一次空
   気予熱器バイパスダクトを設け、前記一次空気予熱器下
   流側と一次空気予熱器バイパスダクト接続位置との間に
   おける一次空気ダクトから分岐せしめた一次空気分岐ダ
   クトを前記排気導入ダクト途中に接続し、前記一次空気
   予熱器より上流側の一次空気ダクトに一次通風機を接続
   し、前記ボイラ排ガスダクト途中に、ボイラへ送給され
   る給水を加熱し且つ排ガスを冷却するためのガスクーラ
   を設けたことを特徴とする石炭焚排気再燃コンバインド
   サイクルプラント。