JPH08312371A - ガスタービン排気をボイラの燃焼用空気として供給する方法 - Google Patents
ガスタービン排気をボイラの燃焼用空気として供給する方法Info
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- JPH08312371A JPH08312371A JP12227995A JP12227995A JPH08312371A JP H08312371 A JPH08312371 A JP H08312371A JP 12227995 A JP12227995 A JP 12227995A JP 12227995 A JP12227995 A JP 12227995A JP H08312371 A JPH08312371 A JP H08312371A
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- Pending
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-
- 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
- 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
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 コンバイドプラントにおけるガスタービン排
気のボイラ燃焼ガスとしての供給方法の改良に関する。 【構成】 コンバイドプラントにおいて、ボイラ燃焼用
必要空気量に対しガスタービン排気が不足する場合、ガ
スタービン排気風道に設けられた風道蒸発器によって温
度低下させられたガスタービン排気に補助空気の一部を
混合してボイラ風箱を介してボイラに供給してボイラに
供給される燃料を不完全燃焼させると共に、補助空気の
残部をボイラの不完全燃焼領域の後流に供給して燃焼を
完結させてボイラ排ガスのＮＯｘを低減させるガスター
ビン排気のボイラの燃焼用空気としての供給方法。
気のボイラ燃焼ガスとしての供給方法の改良に関する。 【構成】 コンバイドプラントにおいて、ボイラ燃焼用
必要空気量に対しガスタービン排気が不足する場合、ガ
スタービン排気風道に設けられた風道蒸発器によって温
度低下させられたガスタービン排気に補助空気の一部を
混合してボイラ風箱を介してボイラに供給してボイラに
供給される燃料を不完全燃焼させると共に、補助空気の
残部をボイラの不完全燃焼領域の後流に供給して燃焼を
完結させてボイラ排ガスのＮＯｘを低減させるガスター
ビン排気のボイラの燃焼用空気としての供給方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービンで動力を回
収した後のガスタービン排気を、燃料の燃焼用としてボ
イラに供給してボイラで発生した水蒸気によってスチー
ムタービンで動力を回収するコンバイドプラントにおけ
るガスタービン排気をボイラの燃焼用空気として供給す
る方法の改良に関する。
収した後のガスタービン排気を、燃料の燃焼用としてボ
イラに供給してボイラで発生した水蒸気によってスチー
ムタービンで動力を回収するコンバイドプラントにおけ
るガスタービン排気をボイラの燃焼用空気として供給す
る方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６に従来のガスタービン排気をボイラ
の燃焼用空気として用いる発電装置の概略系統図を示
す。これにより従来のシステムを説明する。ガスタービ
ン１で動力を回収されたガスタービン排ガス１１は酸素
を１４％程度含んでいるため、ボイラ４の燃焼用空気と
して十分使用可能である。しかしガス温度が６００℃程
度であるので、そのままボイラ４の風箱３へ投入するに
は風箱３の構成材料を高級化する必要があり、コストア
ップとなってしまう。そのため、ガスタービン排ガス１
１を風道蒸発器２へ導入し、風道蒸発器入口蒸気３１と
熱交換することで冷却し、冷却されたボイラ燃焼用空気
１２は補助空気ファン５を介した空気２１と混合され、
酸素濃ボイラ燃焼用空気１３となり、風箱３よりボイラ
４へ投入されている。一方、風道蒸発器２で熱交換を行
った風道蒸発器出口蒸気３２は、セパレータ３０を経由
して過熱器（図示省略）へ供給されるようになされてい
る。
の燃焼用空気として用いる発電装置の概略系統図を示
す。これにより従来のシステムを説明する。ガスタービ
ン１で動力を回収されたガスタービン排ガス１１は酸素
を１４％程度含んでいるため、ボイラ４の燃焼用空気と
して十分使用可能である。しかしガス温度が６００℃程
度であるので、そのままボイラ４の風箱３へ投入するに
は風箱３の構成材料を高級化する必要があり、コストア
ップとなってしまう。そのため、ガスタービン排ガス１
１を風道蒸発器２へ導入し、風道蒸発器入口蒸気３１と
熱交換することで冷却し、冷却されたボイラ燃焼用空気
１２は補助空気ファン５を介した空気２１と混合され、
酸素濃ボイラ燃焼用空気１３となり、風箱３よりボイラ
４へ投入されている。一方、風道蒸発器２で熱交換を行
った風道蒸発器出口蒸気３２は、セパレータ３０を経由
して過熱器（図示省略）へ供給されるようになされてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のシ
ステムでは以下のような問題点があった。すなわち、大
気温度が計画温度より高くなった場合、ガスタービン排
気ガス量が減少しボイラ燃焼用空気が不足し、補助空気
を投入する必要が生じる（図４参照）。このため、ボイ
ラ風箱より投入する空気のＯ2 濃度が高くなり、ボイラ
排ガス中のＮＯｘ濃度が高くなってしまう（図５参
照）。
ステムでは以下のような問題点があった。すなわち、大
気温度が計画温度より高くなった場合、ガスタービン排
気ガス量が減少しボイラ燃焼用空気が不足し、補助空気
を投入する必要が生じる（図４参照）。このため、ボイ
ラ風箱より投入する空気のＯ2 濃度が高くなり、ボイラ
排ガス中のＮＯｘ濃度が高くなってしまう（図５参
照）。
【０００４】本発明は上記技術水準に鑑み、従来法にお
けるような不具合を解消したコンバイドプラントにおけ
るガスタービン排気をボイラの燃焼空気として供給する
方法を提供しようとするものである。
けるような不具合を解消したコンバイドプラントにおけ
るガスタービン排気をボイラの燃焼空気として供給する
方法を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はガスタービンで
動力を回収した後のガスタービン排気を、燃料の燃焼用
空気としてボイラに供給してボイラで発生した水蒸気に
よりスチームタービンで動力を回収するコンバイドプラ
ントにおいて、ボイラ燃焼用必要空気量に対しガスター
ビン排気が不足する場合、ガスタービン排気風道に設け
られた風道蒸発器によって温度低下させられたガスター
ビン排気に補助空気の一部を混合してボイラ風箱を介し
てボイラに供給してボイラに供給される燃料を不完全燃
焼させると共に、補助空気の残部をボイラの不完全燃焼
領域の後流に供給して燃焼を完結させてボイラ排ガスの
ＮＯｘを低減させることを特徴とするガスタービン排気
をボイラの燃焼用空気として供給する方法である。
動力を回収した後のガスタービン排気を、燃料の燃焼用
空気としてボイラに供給してボイラで発生した水蒸気に
よりスチームタービンで動力を回収するコンバイドプラ
ントにおいて、ボイラ燃焼用必要空気量に対しガスター
ビン排気が不足する場合、ガスタービン排気風道に設け
られた風道蒸発器によって温度低下させられたガスター
ビン排気に補助空気の一部を混合してボイラ風箱を介し
てボイラに供給してボイラに供給される燃料を不完全燃
焼させると共に、補助空気の残部をボイラの不完全燃焼
領域の後流に供給して燃焼を完結させてボイラ排ガスの
ＮＯｘを低減させることを特徴とするガスタービン排気
をボイラの燃焼用空気として供給する方法である。
【０００６】
【作用】前述したように、大気温度が上昇すればガスタ
ービンの吹込室気流量の重量流量が減少するため、ボイ
ラ燃焼用空気であるガスタービン排ガスの重量流量も減
少する。そのため、ボイラ負荷を一定に保つには、この
ガスタービン排ガス量の不足分を補助空気として投入す
る必要がある（前記図４参照）。また、この補助空気を
全部ボイラ風箱より投入すると、ボイラ燃焼用空気のＯ
2 濃度が増加するため、ボイラ排ガスのＮＯｘ濃度も増
加する（前記図５参照）。
ービンの吹込室気流量の重量流量が減少するため、ボイ
ラ燃焼用空気であるガスタービン排ガスの重量流量も減
少する。そのため、ボイラ負荷を一定に保つには、この
ガスタービン排ガス量の不足分を補助空気として投入す
る必要がある（前記図４参照）。また、この補助空気を
全部ボイラ風箱より投入すると、ボイラ燃焼用空気のＯ
2 濃度が増加するため、ボイラ排ガスのＮＯｘ濃度も増
加する（前記図５参照）。
【０００７】そこで、本発明におけるように、補助空気
の一部をボイラの後流に炉内脱硝用空気として投入する
ようにすれば、ボイラ風箱のＯ2 濃度は一定値以下に抑
えることができるため、ボイラの燃焼はＯ2 不足とな
り、不完全燃焼となる。この時の燃焼反応は次式で表さ
れる。
の一部をボイラの後流に炉内脱硝用空気として投入する
ようにすれば、ボイラ風箱のＯ2 濃度は一定値以下に抑
えることができるため、ボイラの燃焼はＯ2 不足とな
り、不完全燃焼となる。この時の燃焼反応は次式で表さ
れる。
【化１】 Ｃn Ｈm ＋Ｏ2 → Ｃn ′Ｈm ′* ＋ＣＯ＋Ｈ2 Ｏ （１） ＮＯ＋Ｃn ′Ｈm ′* → Ｃn ″Ｈm ″＋Ｎ2 ＋Ｈ2 ＋ＣＯ （２） または
【化２】 ＮＯ＋Ｃn ′Ｈm ′* → Ｃn ″Ｈm ″＋ＮＨｉ＋Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ （３） ここで＊印は化学反応初期のラジカルを表し、（３）式
中のＮＨｉはＮＯｘを代表して表したものである。
中のＮＨｉはＮＯｘを代表して表したものである。
【０００８】次に、この不完全燃焼領域の炉内後流に補
助空気の残部を脱硝用空気として投入すれば、未燃分燃
料及びＮ化合物の炉内での反応は下式となる。
助空気の残部を脱硝用空気として投入すれば、未燃分燃
料及びＮ化合物の炉内での反応は下式となる。
【化３】 Ｃn ″Ｈm ″＋Ｏ2 → Ｈ2 Ｏ＋ＣＯ2 （４） ＣＯ ＋ Ｏ2 → ＣＯ2 （５） ＮＨｉ ＋ Ｏ2 → Ｎ2 ＋ Ｈ2 Ｏ （６） ＮＨｉ ＋ Ｏ2 → ＮＯ ＋ Ｈ2 Ｏ （７） ここで（７）式においてＮＯの発生があるが、補助空気
を全てボイラ風箱より投入した場合のＮ化合物発生量の
約２分の１であるため、問題はない（図３参照）。
を全てボイラ風箱より投入した場合のＮ化合物発生量の
約２分の１であるため、問題はない（図３参照）。
【０００９】補助空気は、ボイラの燃焼状態で火炎が保
持できる範囲で風箱及び炉内後流より、投入した方がボ
イラ排ガス中のＮＯｘは低く抑えることで可能となる
（図２参照）。
持できる範囲で風箱及び炉内後流より、投入した方がボ
イラ排ガス中のＮＯｘは低く抑えることで可能となる
（図２参照）。
【００１０】
【実施例】本発明の一実施例の概略系統図を図１によっ
て説明する。ガスタービン１で動力を回収されたガスカ
ービン排ガス１１は図６に関して説明したように風道蒸
発器２へ導入し、風道蒸発器入口蒸気３１と熱交換する
ことで冷却される。
て説明する。ガスタービン１で動力を回収されたガスカ
ービン排ガス１１は図６に関して説明したように風道蒸
発器２へ導入し、風道蒸発器入口蒸気３１と熱交換する
ことで冷却される。
【００１１】冷却されたボイラ燃焼用空気１２は補助空
気ファン５を介した空気２１より分岐した風箱空気２２
と混合され、酸素濃ボイラ燃焼用空気１３となり、風箱
３より、ボイラ４へ投入され、ボイラに供給される燃料
を不完全燃焼させる。一方、風箱空気２２とは分岐され
た炉内脱硝用空気２３はボイラ４の風箱３の上部より炉
内に投入され不完全燃焼を完全燃焼させる。
気ファン５を介した空気２１より分岐した風箱空気２２
と混合され、酸素濃ボイラ燃焼用空気１３となり、風箱
３より、ボイラ４へ投入され、ボイラに供給される燃料
を不完全燃焼させる。一方、風箱空気２２とは分岐され
た炉内脱硝用空気２３はボイラ４の風箱３の上部より炉
内に投入され不完全燃焼を完全燃焼させる。
【００１２】また、風道蒸発器２で熱交換を行った後の
風道蒸発器出口蒸気３２はセパレータ３０を経由して過
熱器（図示省略）へ供給される。
風道蒸発器出口蒸気３２はセパレータ３０を経由して過
熱器（図示省略）へ供給される。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば補助空気の
一部を炉内脱硝用空気として用いることにより、補助空
気を全て風箱からボイラに投入する場合と比較してボイ
ラ排ガス中のＮＯｘ濃度を約２分の１に抑えることが可
能となる。
一部を炉内脱硝用空気として用いることにより、補助空
気を全て風箱からボイラに投入する場合と比較してボイ
ラ排ガス中のＮＯｘ濃度を約２分の１に抑えることが可
能となる。
【図１】本発明の一実施例の概略系統図。
【図２】炉内脱硝用空気量とボイラ排ガスＮＯｘ濃度の
関係図表。
関係図表。
【図３】ボイラ排ガスＯ2 濃度とボイラ排ガスＮＯｘ濃
度の関係図表。
度の関係図表。
【図４】大気温度とガスタービン排気ガス量の関係図
表。
表。
【図５】ボイラ風箱Ｏ2 濃度とボイラ排ガスＮＯｘ濃度
の関係図表。
の関係図表。
【図６】従来のコンバイドプラントのガスタービン排気
の流れの概略系統図。
の流れの概略系統図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大沢 康子 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社本社内
Claims (1)
- 【請求項１】 ガスタービンで動力を回収した後のガス
タービン排気を、燃料の燃焼用空気としてボイラに供給
してボイラで発生した水蒸気によりスチームタービンで
動力を回収するコンバイドプラントにおいて、ボイラ燃
焼用必要空気量に対しガスタービン排気が不足する場
合、ガスタービン排気風道に設けられた風道蒸発器によ
って温度低下させられたガスタービン排気に補助空気の
一部を混合してボイラ風箱を介してボイラに供給してボ
イラに供給される燃料を不完全燃焼させると共に、補助
空気の残部をボイラの不完全燃焼領域の後流に供給して
燃焼を完結させてボイラ排ガスのＮＯｘを低減させるこ
とを特徴とするガスタービン排気をボイラの燃焼用空気
として供給する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12227995A JPH08312371A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | ガスタービン排気をボイラの燃焼用空気として供給する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12227995A JPH08312371A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | ガスタービン排気をボイラの燃焼用空気として供給する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08312371A true JPH08312371A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=14832032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12227995A Pending JPH08312371A (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | ガスタービン排気をボイラの燃焼用空気として供給する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08312371A (ja) |
-
1995
- 1995-05-22 JP JP12227995A patent/JPH08312371A/ja active Pending
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