JPH0874519A - 排気再燃コンバインドプラントのガスタービン保護装置 - Google Patents
排気再燃コンバインドプラントのガスタービン保護装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】排気再燃コンバインドプラント等において、ガ
スタービン排気系統にボイラ空気供給系統からの高温リ
ーク空気が流入するが、これをガスタービン設備側に流
入させない手段を提供し、ガスタービンの保守点検に対
する作業員の安全性を確保する。 【構成】ガスタービン排気系統２のボイラ空気供給系統
４との隔離装置１０のガスタービン設備側に、換気装置
１４を設置し、該換気装置１４は閉止手段１０と開閉の
インターロックを制御装置２０で実現する。本換気装置
１４は、ガスタービン排気系統２のガスタービン排気ダ
クト上面に設置され、自然換気装置あるいは強制換気装
置で構成される。 【効果】ボイラ単独運転時に、閉止手段を通してガスタ
ービン設備側へ流入する高温リーク空気を系外に排出
し、ガスタービン保守点検時の作業員の安全性を確保す
る手段を従来のガスタービン専用煙突に代えて低コスト
で提供する。
スタービン排気系統にボイラ空気供給系統からの高温リ
ーク空気が流入するが、これをガスタービン設備側に流
入させない手段を提供し、ガスタービンの保守点検に対
する作業員の安全性を確保する。 【構成】ガスタービン排気系統２のボイラ空気供給系統
４との隔離装置１０のガスタービン設備側に、換気装置
１４を設置し、該換気装置１４は閉止手段１０と開閉の
インターロックを制御装置２０で実現する。本換気装置
１４は、ガスタービン排気系統２のガスタービン排気ダ
クト上面に設置され、自然換気装置あるいは強制換気装
置で構成される。 【効果】ボイラ単独運転時に、閉止手段を通してガスタ
ービン設備側へ流入する高温リーク空気を系外に排出
し、ガスタービン保守点検時の作業員の安全性を確保す
る手段を従来のガスタービン専用煙突に代えて低コスト
で提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】ガスタービン排気系統と他の発電
設備(例えばボイラ、あるいはガスタービン)の煙風道系
統が接続されている系統構成をもつ発電プラント、例え
ば排気再燃コンバインドプラントのガスタービン保護装
置に関する。
設備(例えばボイラ、あるいはガスタービン)の煙風道系
統が接続されている系統構成をもつ発電プラント、例え
ば排気再燃コンバインドプラントのガスタービン保護装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の排気再燃コンバインドプラント
は、ガスタービン排ガス系統にガスタービン専用の煙突
を設置していた。
は、ガスタービン排ガス系統にガスタービン専用の煙突
を設置していた。
【０００３】これは、ガスタービン起動停止時またガス
タービン単独運転を考慮した設備であり、ガスタービン
排ガスは未処理のまま大気放出させる設備で、設備費も
大きく、環境上も窒素酸化物等の大気汚染物質の排出量
も多いままとなっていた。
タービン単独運転を考慮した設備であり、ガスタービン
排ガスは未処理のまま大気放出させる設備で、設備費も
大きく、環境上も窒素酸化物等の大気汚染物質の排出量
も多いままとなっていた。
【０００４】ガスタービン停止中は、ボイラ煙風道系統
とガスタービン排気系統を隔離するダンパーを閉運用す
るが、ボイラ煙風道系統が運転中の場合のダンパーリー
ク空気は、ガスタービン専用煙突から排出させている。
とガスタービン排気系統を隔離するダンパーを閉運用す
るが、ボイラ煙風道系統が運転中の場合のダンパーリー
ク空気は、ガスタービン専用煙突から排出させている。
【０００５】昨今の電力需要の急増に対応して、排気再
燃コンバインドプラントの計画及び建設も進んでいる状
況であるが、世界的な環境規制の強化に対応して、ガス
タービンの専用煙突の設置はガスタービン排ガスの排出
の観点からは困難となっている。
燃コンバインドプラントの計画及び建設も進んでいる状
況であるが、世界的な環境規制の強化に対応して、ガス
タービンの専用煙突の設置はガスタービン排ガスの排出
の観点からは困難となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】排気再燃コンバインド
プラントは、ガスタービン排ガスをボイラ燃焼用空気と
して利用するため、ガスタービン排ガス系統がボイラ煙
風道系統と接続されている。特に、押込通風機出口の空
気供給系統とガスタービン排ガス系統が接続されている
場合で、ボイラ単独運転中にガスタービンを停止して、
ガスタービンの保守点検を実施する際に、ガスタービン
排ガス系統とボイラ空気供給系統はダンパー等の隔離装
置で隔離されるが、完全に隔離されるわけではなく、わ
ずかなリーク空気がボイラ側からガスタービン側へ流入
する可能性がある。また、ボイラ空気供給系統に空気予
熱器が設置されている場合には、リーク空気は約３００
℃程度の高温となるため、リーク空気がガスタービン側
に流入してくると、保守点検時の安全性が問題となるこ
と及び耐熱性の低いガスタービン部品の損傷につなが
る。
プラントは、ガスタービン排ガスをボイラ燃焼用空気と
して利用するため、ガスタービン排ガス系統がボイラ煙
風道系統と接続されている。特に、押込通風機出口の空
気供給系統とガスタービン排ガス系統が接続されている
場合で、ボイラ単独運転中にガスタービンを停止して、
ガスタービンの保守点検を実施する際に、ガスタービン
排ガス系統とボイラ空気供給系統はダンパー等の隔離装
置で隔離されるが、完全に隔離されるわけではなく、わ
ずかなリーク空気がボイラ側からガスタービン側へ流入
する可能性がある。また、ボイラ空気供給系統に空気予
熱器が設置されている場合には、リーク空気は約３００
℃程度の高温となるため、リーク空気がガスタービン側
に流入してくると、保守点検時の安全性が問題となるこ
と及び耐熱性の低いガスタービン部品の損傷につなが
る。
【０００７】本発明は、上記の事情を鑑みてなされた発
明であり、その目的は、ガスタービン停止時、即ちボイ
ラ単独運転時に、ダンパーからリークされた高温空気が
ガスタービンに流入することを防止するためのガスター
ビン保護装置を提供することにある。
明であり、その目的は、ガスタービン停止時、即ちボイ
ラ単独運転時に、ダンパーからリークされた高温空気が
ガスタービンに流入することを防止するためのガスター
ビン保護装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するための本発明に係る排気再燃コンバインドプラント
のガスタービン保護装置は、加熱された空気をボイラへ
導くボイラ空気供給系統と、該ボイラ空気供給系統に接
続され、ガスタービンの排ガスを前記ボイラ空気供給系
統へ導くガスタービン排気系統と、該ガスタービン排気
系統上に設けられ、前記ガスタービンの停止時に前記ガ
スタービン排気系統を閉止する閉止手段とを備えた排気
再熱コンバインドプラントのガスタービン保護装置であ
って、前記閉止手段の排ガス上流側に、前記ガスタービ
ン排ガス系統内の換気を行う換気装置を設けたことを特
徴とする。
するための本発明に係る排気再燃コンバインドプラント
のガスタービン保護装置は、加熱された空気をボイラへ
導くボイラ空気供給系統と、該ボイラ空気供給系統に接
続され、ガスタービンの排ガスを前記ボイラ空気供給系
統へ導くガスタービン排気系統と、該ガスタービン排気
系統上に設けられ、前記ガスタービンの停止時に前記ガ
スタービン排気系統を閉止する閉止手段とを備えた排気
再熱コンバインドプラントのガスタービン保護装置であ
って、前記閉止手段の排ガス上流側に、前記ガスタービ
ン排ガス系統内の換気を行う換気装置を設けたことを特
徴とする。
【０００９】また、前記換気装置は、自然通風力を利用
したダクト及びダンパーから構成されてもよい。
したダクト及びダンパーから構成されてもよい。
【００１０】更に、前記換気装置は、強制的に換気を実
施するためのダクト，ダンパー及び換気ファンから構成
されてもよい。
施するためのダクト，ダンパー及び換気ファンから構成
されてもよい。
【００１１】更にまた、換気装置の排出先を、前記ボイ
ラの排ガスを排出する煙突に接続される煙道ダクトとし
てもよい。
ラの排ガスを排出する煙突に接続される煙道ダクトとし
てもよい。
【００１２】更にまた、前記ガスタービン保護装置は、
ガスタービン排気圧力を所定の値に調節する機能を具備
するものであってもよい。
ガスタービン排気圧力を所定の値に調節する機能を具備
するものであってもよい。
【００１３】更にまた、前記換気装置は、前記閉止手段
が開状態の場合に、前記換気装置を停止状態にさせる制
御装置を具備するものであってもよい。
が開状態の場合に、前記換気装置を停止状態にさせる制
御装置を具備するものであってもよい。
【００１４】
【作用】前述した閉止手段は「閉」状態の時における高
温リーク空気は、前記換気手段により、ガスタービン排
気系統外へ排出される。
温リーク空気は、前記換気手段により、ガスタービン排
気系統外へ排出される。
【００１５】このため、この高温リーク空気がガスター
ビン本体に流入されることがない。従って、高温リーク
空気によってガスタービンの低耐熱性部品が損傷を受け
ることがなく、又、ガスタービンの保守点検時の安全性
を確保することができる。
ビン本体に流入されることがない。従って、高温リーク
空気によってガスタービンの低耐熱性部品が損傷を受け
ることがなく、又、ガスタービンの保守点検時の安全性
を確保することができる。
【００１６】
【実施例】排気再燃コンバインドプラントに適用される
ガスタービン保護装置に係る本発明の一実施例を図１に
示す。
ガスタービン保護装置に係る本発明の一実施例を図１に
示す。
【００１７】ガスタービン１の排ガスは、ガスタービン
排気系統２を通って、ボイラ３に対するボイラ空気供給
系統４に合流して、ボイラ３に供給される。ボイラ空気
供給系統４は、押込空気通風機５から空気予熱器６で所
定の温度に加温された空気をボイラ３の燃焼用空気とし
て供給する系統を示す。ガスタービン排ガスは、約５０
０℃から６００℃の高温であり、また排ガス中酸素濃度
を約１３から１５％程度含まれているので、これをボイ
ラ３に供給して、ボイラ燃費を低減させプラント効率向
上を計ることが排気再流コンバインドプラントの主なね
らいである。ボイラ排ガスは、ボイラ３からボイラ排ガ
ス系統７を通って、空気予熱器６でボイラ供給空気と熱
交換し、その後煙突８から大気へ放出される。ボイラバ
イパス系統９は、ガスタービン起動停止時等にボイラ燃
焼調整用として、ガスタービン排ガスをボイラ３にバイ
パスさせる機能を持つ。
排気系統２を通って、ボイラ３に対するボイラ空気供給
系統４に合流して、ボイラ３に供給される。ボイラ空気
供給系統４は、押込空気通風機５から空気予熱器６で所
定の温度に加温された空気をボイラ３の燃焼用空気とし
て供給する系統を示す。ガスタービン排ガスは、約５０
０℃から６００℃の高温であり、また排ガス中酸素濃度
を約１３から１５％程度含まれているので、これをボイ
ラ３に供給して、ボイラ燃費を低減させプラント効率向
上を計ることが排気再流コンバインドプラントの主なね
らいである。ボイラ排ガスは、ボイラ３からボイラ排ガ
ス系統７を通って、空気予熱器６でボイラ供給空気と熱
交換し、その後煙突８から大気へ放出される。ボイラバ
イパス系統９は、ガスタービン起動停止時等にボイラ燃
焼調整用として、ガスタービン排ガスをボイラ３にバイ
パスさせる機能を持つ。
【００１８】ガスタービン排気系統２には、ガスタービ
ン排気系統２からボイラ空気供給系統４へ流れる排ガス
を遮断する閉止手段１０が設置され、ボイラ単独運転時
に該閉止手段１０を閉運用し、ガスタービン１の保守点
検等を実施する。
ン排気系統２からボイラ空気供給系統４へ流れる排ガス
を遮断する閉止手段１０が設置され、ボイラ単独運転時
に該閉止手段１０を閉運用し、ガスタービン１の保守点
検等を実施する。
【００１９】ガスタービン排気系統２に設置されるダン
パー１１は、ガスタービン排気流量調整用として設置さ
れ、ボイラバイパス系統９に設置されるダンパーは、ダ
ンパー１２が流量調整用，ダンパー１３が隔離用と２重
化され、ボイラ排ガスがガスタービン排気系統２に逆流
するポテンシャルを減じている。
パー１１は、ガスタービン排気流量調整用として設置さ
れ、ボイラバイパス系統９に設置されるダンパーは、ダ
ンパー１２が流量調整用，ダンパー１３が隔離用と２重
化され、ボイラ排ガスがガスタービン排気系統２に逆流
するポテンシャルを減じている。
【００２０】閉止手段１０は、例えば締切り性能のよい
密閉型ルーパダンパー，シャッターダンパー、あるいは
エアシールタイプダンパー等を使用するが、それでも締
切性能は完全ではなく、構造上若干のリークがあるた
め、ボイラ単独運転時の高温リーク空気のガスタービン
側への逆流を防止する必要がある。
密閉型ルーパダンパー，シャッターダンパー、あるいは
エアシールタイプダンパー等を使用するが、それでも締
切性能は完全ではなく、構造上若干のリークがあるた
め、ボイラ単独運転時の高温リーク空気のガスタービン
側への逆流を防止する必要がある。
【００２１】図１では、閉止手段１０のガスタービン側
に、換気装置１４を設置した場合の一例を示す。
に、換気装置１４を設置した場合の一例を示す。
【００２２】換気装置１４は、ダクト及びダンパーから
構成される自然通風力を利用した自然換気装置としてお
り、ダンパーは２重化し、ダンパー間にシールエアー１
５を供給可能としたものである。
構成される自然通風力を利用した自然換気装置としてお
り、ダンパーは２重化し、ダンパー間にシールエアー１
５を供給可能としたものである。
【００２３】図２は、本発明の他の実施例であり、換気
装置１４に、ダクト及びダンパーまた換気ファン１６を
設置した強制換気装置としており、高温リーク空気排出
先はボイラ排ガス系統７とした例を示している。
装置１４に、ダクト及びダンパーまた換気ファン１６を
設置した強制換気装置としており、高温リーク空気排出
先はボイラ排ガス系統７とした例を示している。
【００２４】なお、図１，図２の実施例において、換気
装置は複数台設置されてもよいし、また高温リーク空気
の排出先は、大気，ボイラ排ガス系統，押込通風機入口
ダクト等、大気圧以下の圧力となる設備としても差支え
ない。
装置は複数台設置されてもよいし、また高温リーク空気
の排出先は、大気，ボイラ排ガス系統，押込通風機入口
ダクト等、大気圧以下の圧力となる設備としても差支え
ない。
【００２５】図３では、閉止手段１０を２重化して、他
の閉止手段１６を設置した場合に、隔離装置間のガスタ
ービン排気系統２に換気装置１４を設置する実施例を示
す。この場合の換気装置は、自然換気装置の例を示して
いるが、もちろん強制換気装置でもよい。
の閉止手段１６を設置した場合に、隔離装置間のガスタ
ービン排気系統２に換気装置１４を設置する実施例を示
す。この場合の換気装置は、自然換気装置の例を示して
いるが、もちろん強制換気装置でもよい。
【００２６】図４では、閉止手段１０を密閉型ダンパー
とし、ダンパー構造上ダンパー本体に、リーク空気を排
出可能な開口部を有している設備を使用し、この設備に
換気装置１４を接続して、高温リーク空気を排出可能と
した例を示す。
とし、ダンパー構造上ダンパー本体に、リーク空気を排
出可能な開口部を有している設備を使用し、この設備に
換気装置１４を接続して、高温リーク空気を排出可能と
した例を示す。
【００２７】図５は、換気装置１４の配置に関して、ガ
スタービン排気系統２の閉止手段１０のガスタービン側
で、該閉止手段１０の近傍で、かつガスタービン排気ダ
クト上面に換気装置１４の取出し口を設置した例であ
る。ここで換気装置１４の取出し口は複数でもよく、複
数の換気装置の排気を合流させても差支えない。
スタービン排気系統２の閉止手段１０のガスタービン側
で、該閉止手段１０の近傍で、かつガスタービン排気ダ
クト上面に換気装置１４の取出し口を設置した例であ
る。ここで換気装置１４の取出し口は複数でもよく、複
数の換気装置の排気を合流させても差支えない。
【００２８】図６は、換気装置１４に設置のダンパー１
７にガスタービン排気圧力１８を調節できる圧力制御装
置１９を設置した例を示す。
７にガスタービン排気圧力１８を調節できる圧力制御装
置１９を設置した例を示す。
【００２９】図７は、換気装置１４の運用を隔離装置１
０の開閉と連動させる制御装置２０を設置した例を示
す。
０の開閉と連動させる制御装置２０を設置した例を示
す。
【００３０】制御装置２０は、閉止手段１０の開閉信号
と換気装置１４のダンパー１７開閉あるいは換気ファン
の起動停止を逆動作とさせる制御を行うことを特徴とす
る。例えば、閉止手段閉で閉止手段開、あるいは換気フ
ァン起動また、閉止手段開で換気装置閉あるいは換気フ
ァン停止となる。
と換気装置１４のダンパー１７開閉あるいは換気ファン
の起動停止を逆動作とさせる制御を行うことを特徴とす
る。例えば、閉止手段閉で閉止手段開、あるいは換気フ
ァン起動また、閉止手段開で換気装置閉あるいは換気フ
ァン停止となる。
【００３１】
【発明の効果】本発明の効果は、ガスタービン停止時、
保守点検時の高温リーク空気のガスタービン本体側への
逆流を防止できることであり、ガスタービン保守点検時
の作業安全性の確保及びガスタービン低温部品の損傷防
止である。
保守点検時の高温リーク空気のガスタービン本体側への
逆流を防止できることであり、ガスタービン保守点検時
の作業安全性の確保及びガスタービン低温部品の損傷防
止である。
【００３２】また、毎日ガスタービン停止時の高温リー
ク空気の逆流防止のために、閉止手段の開閉条件とイン
ターロックをとり、自動的に換気装置を制御することに
より、運転員の手動操作の負担を軽減できる。
ク空気の逆流防止のために、閉止手段の開閉条件とイン
ターロックをとり、自動的に換気装置を制御することに
より、運転員の手動操作の負担を軽減できる。
【００３３】なお、従来のガスタービン専用煙突設備と
比べれば、本発明の実現に要する設備コストは約１／１
０以下と小さい。
比べれば、本発明の実現に要する設備コストは約１／１
０以下と小さい。
【図１】本発明の一実施例であり、換気装置１４を自然
換気装置とした場合の実施例。
換気装置とした場合の実施例。
【図２】本発明の他の実施例であり、換気装置１４を強
制換気装置とした場合の実施例。
制換気装置とした場合の実施例。
【図３】本発明の他の実施例であり、閉止手段１０を２
重化した実施例。
重化した実施例。
【図４】本発明の他の実施例であり、閉止手段１０をリ
ーク排出用の開口部を設置した実施例。
ーク排出用の開口部を設置した実施例。
【図５】本発明の他の実施例であり、換気装置設置位置
を複数とした場合の実施例。
を複数とした場合の実施例。
【図６】本発明の他の実施例であり、ガスタービン排気
圧力制御装置を設置１９した実施例。
圧力制御装置を設置１９した実施例。
【図７】本発明の他の実施例であり、閉止手段１０と換
気装置１４のインターロックを設けた場合の実施例。
気装置１４のインターロックを設けた場合の実施例。
１…ガスタービン、２…ガスタービン排気系統、３…ボ
イラ、４…ボイラ空気供給系統、５…押込空気通風機、
６…空気予熱器、７…ボイラ排ガス系統、８…煙突、９
…ボイラバイパス系統、１０…閉止手段、１４…換気装
置、１５…シールエアー、１６…換気ファン、１９…圧
力制御装置、２０…制御装置。
イラ、４…ボイラ空気供給系統、５…押込空気通風機、
６…空気予熱器、７…ボイラ排ガス系統、８…煙突、９
…ボイラバイパス系統、１０…閉止手段、１４…換気装
置、１５…シールエアー、１６…換気ファン、１９…圧
力制御装置、２０…制御装置。
Claims (7)
- 【請求項１】加熱された空気をボイラへ導くボイラ空気
供給系統と、該ボイラ空気供給系統に接続され、ガスタ
ービンの排ガスを前記ボイラ空気供給系統へ導くガスタ
ービン排気系統と、該ガスタービン排気系統上に設けら
れ、前記ガスタービンの停止時に前記ガスタービン排気
系統を閉止する閉止手段とを備えた排気再熱コンバイン
ドプラントのガスタービン保護装置であって、 前記閉止手段の排ガス上流側に、前記ガスタービン排ガ
ス系統内の換気を行う換気装置を設けたことを特徴とす
る排気再燃コンバインドプラントのガスタービン保護装
置。 - 【請求項２】請求項１記載の排気再燃コンバインドプラ
ントのガスタービン保護装置において、前記換気装置
は、自然通風力を利用したダクト及びダンパーから構成
されることを特徴とする排気再燃コンバインドプラント
のガスタービン保護装置。 - 【請求項３】請求項１記載の排気再燃コンバインドプラ
ントのガスタービン保護装置において、前記換気装置
は、強制的に換気を実施するためのダクト，ダンパー及
び換気ファンから構成されることを特徴とする排気再燃
コンバインドプラントのガスタービン保護装置。 - 【請求項４】請求項２または請求項３に記載の排気再燃
コンバインドプラントのガスタービン保護装置におい
て、換気装置の排出先を、前記ボイラの排ガスを排出す
る煙突に接続される煙道ダクトとしたことを特徴とする
排気再燃コンバインドプラントのガスタービン保護装
置。 - 【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
排気再燃コンバインドプラントのガスタービン保護装置
において、前記ガスタービン換気装置は、ガスタービン
排気圧力を所要の値に調節できる機能を具備することを
特徴とする排気再燃コンバインドプラントのガスタービ
ン保護装置。 - 【請求項６】請求項１乃至請求項５に記載の排気再燃コ
ンバインドプラントのガスタービン保護装置において、
前記換気装置は、前記閉止手段が開状態の場合に、前記
換気装置を停止状態とする制御装置を具備することを特
徴とする排気再燃コンバインドプラントのガスタービン
保護装置。 - 【請求項７】請求項６に記載の排気再燃コンバインドプ
ラントのガスタービン保護装置において、前記換気装置
が停止状態のときには、ガスタービン排気が換気装置か
ら排出されないように、換気装置に設置されたダンパー
を多重化し、かつエアシールすることを特徴とする排気
再燃コンバインドプラントのガスタービン保護装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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