JPH0626308A - コンバインドサイクル発電プラント - Google Patents

コンバインドサイクル発電プラント

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JPH0626308A
JPH0626308A JP18143692A JP18143692A JPH0626308A JP H0626308 A JPH0626308 A JP H0626308A JP 18143692 A JP18143692 A JP 18143692A JP 18143692 A JP18143692 A JP 18143692A JP H0626308 A JPH0626308 A JP H0626308A
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shaft
heat recovery
exhaust heat
recovery boiler
air compressor
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JP18143692A
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Masayoshi Horino
昌義 堀野
Yoshihiro Yuya
好浩 油谷
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Toshiba Corp
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    • 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]

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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 起動運転中、コンバインドサイクル発電プラ
ントから比較的多く発生するNOxを極力抑制するこ
と。 【構成】 一の軸系列原動機の空気圧縮機から他の軸系
列原動機の排熱回収ボイラに高温・高圧空気を送り出す
導通路を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、コンバインドサイク
ル発電プラントにかかり、とりわけガスタービンからの
排ガス中に含まれるNOxを低減させるコンバインドサ
イクル発電プラントの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から使用されているコンバインドサ
イクル発電プラントには、一軸タイプと称して一つの軸
で複数の種類の異なる原動機を結合し、複数列軸に配す
るものと、ガスタービン軸と蒸気タービン軸とを別々に
切り離し、ガスタービン軸、蒸気タービン軸を複数配す
るいわゆる多軸列のものとがある。配置上の広狭を考え
ると、前者のものが比較的多い。この発明にかかるコン
バインドサイクル発電プラントは、前者に属するもので
あって、その構成配置は図4に示される。すなわち、A
は第1軸列のコンバインドサイクル発電プラントを、ま
たBは第2軸列のコンバインドサイクル発電プラントを
示す。
【0003】第1軸列Aは、一つの共通軸で結合され、
図面の右から次順に、空気圧縮機1A、ガスタービン2
A、蒸気タービン3A、発電機4Aを串形に配するいわ
ゆるパワートレインである。また、第2軸列Bも、空気
圧縮機1B、ガスタービン2B、蒸気タービン3B、発
電機4Bを上述と同様に配するパワートレインである。
【0004】上記構成配置において、大気を吸い込んだ
空気圧縮機1A,1Bは、高圧空気にして燃焼器5A,
5Bに送り出し、ここで加えられた燃料とともに燃焼ガ
スを作り出し、燃焼ガスを作動流体としてガスタービン
1A,1Bに送っている。ガスタービン1A,1Bは、
膨張仕事をして回転トルクを得、蒸気タービン3A,3
Bに回転動力を伝えている。
【0005】ガスタービン1A,1Bを出た排ガスは、
別置きの排熱回収ボイラ6A,6Bに送られ、ここで第
1熱交換器7A,7B、第2熱交換器8A,8Bによっ
て蒸気が発生せしめられる一方、脱硝装置9A,9Bに
よって排ガス中のNOxが取除かれるようになってい
る。
【0006】第1熱交換器7A,7Bから出た蒸気は、
蒸気タービン3A,3Bに送られ、ここで膨張仕事を回
転トルクに代え、発電機4A,4Bを廻して電力を得
る。膨張仕事を終えた蒸気は、復水器10A,10Bで凝縮
され、凝縮後、給水としてポンプ11A,11Bを経て第2
熱交換器8A,8Bに圧送され、再び蒸気発生に供され
る、いわゆる閉ループ循環をしている。
【0007】このように、この種プラントは、ガスター
ビン1A,1Bと蒸気タービン3A,3Bとを軸結合す
ることによって排熱を回収し、原動機全体の出力を増加
させる一方、大気汚染源となるNOxの抑制策を講じて
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、排熱回収ボ
イラ9A,9Bに配する脱硝装置9A,9Bは、アンモ
ニア注入装置を備えており、ガスタービン1A,1Bか
らの排ガスにアンモニアを加え触媒を通じて化学反応さ
せ、NOxの抑制を図っている。
【0009】ところが、ガスタービン1A,1Bの定格
運転中だと排ガス温度が500 〜600℃と高く、触媒を通
じてアンモニアと十分に化学反応するものの、ガスター
ビン1A,1Bの起動運転時のように、排ガス温度が 2
50℃以下になると、未反応のアンモニアが多く出、NO
x抑制にほとんど寄与しないという問題点が従来からあ
る。
【0010】そこで、この発明は、従来の問題点に鑑
み、ガスタービンの起動運転時においても、NOx抑制
ができるように諸種検討を加えたコンバインドサイクル
発電プラントを公表することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明は、空気圧縮
機、ガスタービン、蒸気タービン、発電機を共通軸で串
形配置し、ガスタービンから出た排ガスを別置き排熱回
収ボイラに送り、ここで発生した蒸気を蒸気タービンに
供して発電する一軸系列原動機を、複数列に配するコン
バインドサイクル発電プラントにおいて、一の軸系列原
動機の空気圧縮機から他の軸系列原動機の排熱回収ボイ
ラに高温・高圧空気を送り出す導通路を設けたものであ
る。
【0012】
【作用】上述構成によれば、一の軸系列の原動機が定格
運転中で、他の軸系列の原動機が起動運転中の場合、一
の軸系列の原動機の空気圧縮機から高温・高圧空気が導
通路を経て他の系列原動機の排熱回収ボイラに送られ
る。このため、他の軸系列原動機の排熱回収ボイラを通
動中の排ガス温度は、触媒を通じてアンモニアと化学反
応ができるようになるまで温度が高まる。したがって、
起動運転中でも、排ガス中に含まれるNOxの抑制に寄
与することができる。
【0013】
【実施例】以下、この発明にかかるコンバインドサイク
ル発電プラントと一例を図を用いて説明する。なお、図
4と同一構成部分には同一符号を付して重複説明を略
す。
【0014】図1において、一の共通軸に結合された原
動機群を備えている第1軸列Aと、他の共通軸に結合さ
れた原動機群を備えている第2軸列Bとは平行配置され
ており、これら軸列A,Bは別個独立に運転されてい
る。
【0015】上記構成において、第1軸列Aの空気圧縮
機2Aと第2軸列Bの排熱回収ボイラ6Bとは、途中に
制御弁13を介装して導通路12Aで結ばれている。なお、
第1軸列Aの排熱回収ボイラ6Aにも図示しない他の軸
列の空気圧縮機からの導通路14で結ばれている。
【0016】このような構成にすれば、例えば第1軸列
Aが定格運転中で、第2軸列Bが起動運転中の場合、空
気圧縮機2Aから出る空気は高温・高圧になっているか
ら、このまま導通路12Aを経て第2軸列Bの排熱回収ボ
イラ6Bに送れば、排熱回収ボイラ6Bを流れる排ガス
は昇温され、脱硝装置9Bでは触媒と化学反応を起すこ
とができるようになる。なお、第1軸列Aが起動運転中
の場合、図示しない他軸列の空気圧縮機からの高温・高
圧の空気が導通路14を経て第1軸列の排熱回収ボイラ6
Aに送ることができるようになっており、こうして排熱
回収ボイラ6Aを流れる排ガス温度を高めてNOx抑制
に寄与することができる。
【0017】図3は、この発明にかかるコンバインドサ
イクル発電プラントの第2実施例である。この実施例で
は、第1軸列Aの空気圧縮機2Aの抽気段落と第2軸列
Bの排熱回収ボイラ6Bとを結ぶ導通路12Bを設けたも
のである。他の構成部品は第1実施例と同じである。こ
の実施例は、第1実施例の空気圧縮機2A出口の空気圧
が高過ぎると、第2軸列Bの排熱回収ボイラ6Bの構造
に変形が起ることを考慮したものである。
【0018】図2は、上述実施例にもとづく排熱回収ボ
イラを流れる排ガスの昇温特性とNOx排出量を一つの
グラフにあらわしたものである。この図において、斜線
は排ガスが脱硝装置で化学反応を起こす温度領域であ
り、また破線が従来の特性を、実線がこの発明の特性を
それぞれ示す。
【0019】同図からも理解されるように、破線で示す
従来における排ガスG1の温度が起動開始から約 120分
以上経過しないと、脱硝装置との化学反応領域に達しな
かったけれども、この発明によって実線で示す排ガスG
2が図示のように引き上げられ、化学反応領域に入るま
で約80分と大幅に短縮することができる。また、排ガス
のNOx排出量は、従来、破線の特性N1であったが、
この発明によって実線の特性N2となり、大幅に低減さ
れている。
【0020】このように、コンバインドサイクル発電プ
ラント起動運転中、他のプラントから熱源を加えてやれ
ば、NOxを大幅に低減できることが容易に理解される
であろう。
【0021】
【発明の効果】以上の説明の通り、この発明にかかるコ
ンバインドサイクル発電プラントでは、第1軸列の空気
圧縮機と第2軸列の排熱回収ボイラとを導通路で結んで
あるから、空気圧縮機の高温・高圧空気の手助けを受け
て排ガスの温度を容易に高めることができ、これによっ
て起動運転中でもNOxを従来よりも大幅に抑制するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明にかかるコンバインドサイクル発電プ
ラントの第一実施例を示す概略図。
【図2】排熱回収ボイラを流れる排ガス温度特性とNO
x排出特性を同時に示すグラフ。
【図3】この発明にかかるコンバインドサイクル発電プ
ラントの第二実施例を示す概略図。
【図4】従来の実施例を示すコンバインドサイクル発電
プラントの概略図。
【符号の説明】
A 第1軸列 B 第2軸列 1A,1B ガスタービン 2A,2B 空気圧縮機 3A,3B 蒸気タービン 4A,4B 発電機 6A,6B 排熱回収ボイラ 9A,9B 脱硝装置 12A,12B,14 導通路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 空気圧縮機、ガスタービン、蒸気タービ
    ン、発電機を共通軸で串形配置し、ガスタービンから出
    た排ガスを別置き排熱回収ボイラに送り、ここで発生し
    た蒸気を蒸気タービンに供して発電する一軸系列原動機
    を、複数列に配するコンバインドサイクル発電プラント
    において、この軸系列原動機の空気圧縮機から他の軸系
    列原動機の排熱回収ボイラに高温・高圧空気を送り出す
    導通路を設けたことを特徴とするコンバインドサイクル
    発電プラント。
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