JPH09144563A - ガスタービン設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部燃焼型のガスタービンと蒸気タービンで
複合プラントを構成するものにおいて、１つの問題点は
外部燃焼器で発生するダストが、排ガスと共にガスター
ビンへ送り込まれ、種々のトラブルの原因となることで
ある。本発明は、このような問題点を解決し、安全にし
て安定した操業を行いうるものを提供することを課題と
する。 【解決手段】 外部燃焼型ガスタービンの起動に適用さ
れる補助燃焼器を、外部燃焼装置から排ガスをガスター
ビンに供給する配管の下方に配設し、この補助燃焼器の
排ガスを前記配管に案内する排ガス通路と、この排ガス
通路を通って下方へ落下する前記配管内のダストを更に
下方のダスト抜きへ案内するダスト通路とを設けてガス
タービン設備を構成し、起動時のガスタービン用排ガス
を確実に確保すると共に、定常時には配管内ダストを確
実に系外へ排除するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンと蒸気
タービンで構成される複合プラントにおける外部燃焼型
ガスタービンに関する。

【０００２】

【従来の技術】図２に加圧流動床微粉炭焚ボイラ（Pres
surized Fludized Bed Combustor、以下ＰＦＢＣとい
う）を有する従来のガスタービン、蒸気タービン複合プ
ラントの配管系統図を示す。

【０００３】ガスタービン空気圧縮機１の吐出空気は逆
Ｔ字型二重配管２の外側を通って空気管３へ入り、空気
遮断弁４を経てＰＦＢＣ５へ流入する。

【０００４】ＰＦＢＣ５では高圧空気による微粉炭燃焼
が行われ、発生した蒸気は図示しない蒸気タービンを駆
動する。

【０００５】また、ＰＦＢＣ５の高温排ガスはガス遮断
弁６、Ｔ字型二重配管２の内側ガス管１６を経てガスタ
ービン７に流入し、空気圧縮機１と発電機８を駆動す
る。

【０００６】この種複合プラントでは、ＰＦＢＣ５は通
常ガスタービン室から１００ｍ程離れた処に設置されて
いるので、時間遅れのためにそのままではガスタービン
７を起動させることができない。

【０００７】このため起動用の補助燃焼器８が設置さ
れ、ガスタービン７の起動時は空気遮断弁４及びガス遮
断弁６を閉じて空気遮断弁９を開き、補助燃焼器８に石
油又はガス燃料を供給して燃焼させ、ガスタービン７の
起動が行われる。

【０００８】ガスタービン７の起動が完了すると、遮断
弁４，６を開き、遮断弁９を閉じて、ＰＦＢＣ５の運転
へ移行する。なお、逆Ｔ字型二重配管２は通常ガスター
ビン本体１５の直下に設置されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の装置で
は、次のような問題点があった。まず、高温のＰＦＢＣ
燃焼ガス中に含有される多量のダストが逆Ｔ字型二重配
管２の内側下方に蓄積され、運転条件いかんによってガ
スタービン７へ流入し、タービン高温部品の損傷や、効
率低下等の各種トラブルの原因となることがあった。

【００１０】また、補助燃焼器８に石油燃料を使用した
とき、起動ミスや失火によって補助燃焼器８内に燃料ド
レンがたまり、これがＰＦＢＣ５の運転中に爆発燃焼し
て、機器を損傷する場合があった。

【００１１】本発明は、このような問題点を解消し、操
業の安定性を確保して、効率の向上を図る装置を提供す
ることを課題とするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するべくなされたもので、外部燃焼型ガスタービンの起
動に適用される補助燃焼器を外部燃焼装置から排ガスを
ガスタービンに供給する配管の下方に配設し、同補助燃
焼器の排ガスを前記配管へ案内する排ガス通路と、同排
ガス通路を下向きに落下する前記配管内のダストを下方
のダスト抜きへ案内するダスト通路を設けたガスタービ
ン設備を提供し、前記配管と排ガス通路とダスト通路の
連携により、起動時には補助燃焼器の排ガスをガスター
ビンに導き、定常時には配管内のダストをダスト抜きに
案内し、ガスタービンを確実に作動させると共にガスタ
ービン内に余分なダスト等を持ち込まず、その安全操業
を確保するものである。

【００１３】また、本発明は前記補助燃焼器には、燃料
ノズルにパージラインを設置し、かつ燃焼器に燃料のド
レン抜きを設置したガスタービン設備を提供し、このパ
ージラインとドレン抜きの設置により、補助燃焼器内に
余分なものを残留させないようにして、未燃焼の残存燃
料等に基づく異常爆発等を防止するものである。

【００１４】また、本発明は、前記補助燃焼器は、燃焼
器を水平より上向きにすることなく配設したガスタービ
ン設備を提供し、このように燃焼器が水平又は下向きに
配置されることにより、燃料が逆流するというようなこ
とはなく、着火の失敗が防げ、作動の確実性、安定性が
一段と高まるものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１に基づいて本発明の実施の一
形態を説明する。なお、図１は補助燃焼器を中心として
設備の主要部を抜き出して示しており、設備全体の配列
は図２の従来のものと同じであるので、同図２のものと
同一部分には同一符号を付して示し、重複する説明は省
略する。

【００１６】２は逆Ｔ字型二重配管で、ガスタービン本
体の直下に設置されている。同逆Ｔ字型二重配管２の内
側で水平方向に延びる管部は、一方が外部燃焼装置であ
るＰＦＢＣの排ガスを導く配管１６であり、他方は閉塞
されている。

【００１７】また、同逆Ｔ字型二重配管２の垂直方向に
延びる管部は、ガスタービン本体に連通する排ガス通路
１６Ａである。この排ガス通路１６Ａに向き合う位置で
前記配管１６から垂直下方に延びてダスト通路１６Ｂが
連通されている。

【００１８】同ダスト通路１６Ｂはガスホルダ１７に連
通し同ガスホルダ１７を中心にしてガスタービン本体、
及び逆Ｔ字型二重配管２の直下に相当する位置に補助燃
焼器８が配置されている。

【００１９】なお、この補助燃焼器８は、前記したよう
にガスホルダ１７を中心にして、これを囲んで複数台の
ものが集まって全体として補助燃焼器を構成している。

【００２０】夫々の補助燃焼器８についてみると、燃料
ノズル１８の後流に内筒１９が装着され、更にこの内筒
１９の後流は、前記ガスホルダ１７に開放されており、
夫々が水平配列となっている。

【００２１】また、各ノズル１８には、燃料ライン２０
とパージライン２１とが連絡されており、かつ、前記内
筒１９の下方には、ドレン抜き２２が設けられている。
そしてこの補助燃焼器８の下方には、前記ガスホルダ１
７の中央部からダスト抜き２３が配設され、前記配管１
６から、ダスト通路１６Ｂ、ガスホルダ１７を経て同ダ
スト抜き２３へ至る系路ができている。

【００２２】なお、９は燃焼用空気の供給弁、また逆Ｔ
字型二重配管２の外側は、定常作動時に図示しない空気
圧縮機からＰＦＢＣへ加圧空気を供給する空気管３であ
る。

【００２３】なおまた、補助燃焼器８については、水平
配列されたものを示したが、これは燃料等が逆流となら
ないように上向きとすることなく、水平より下向きにな
るものであってもよい。

【００２４】本実施の形態は、前記したように構成され
ているので、いま起動時には、燃料ライン２０を経由し
てノズル１８から噴射された燃料を、燃焼用空気供給弁
９を介して補助燃焼器８内に送給された空気によって燃
焼し、その燃焼ガスは内筒１９からガスホルダ１７へ集
められ、更に上方の逆Ｔ字型二重配管２の内側にある配
管１６を経て、上方のガスタービン本体に送給されてガ
スタービン本体を起動する。

【００２５】ガスタービン本体の起動状況は、出力系を
監視してチェックされ、所定の状態になると、この起動
用の補助燃焼器８を止め、ＰＦＢＣからの排ガスを受入
れる定常運転に切換えられる。

【００２６】この定常運転に入ると、配管１６により、
ＰＦＢＣからの排ガスが供給されることになる。この排
ガス中にはダストが混入されて来るが、ダストは逆Ｔ字
型二重配管２の水平管部で分離され、垂直下方に延びる
ダスト通路１６Ｂを通って落下し、ガスホルダ１７の底
部に留り、ダスト抜き２３から系外に排出される。

【００２７】なお、補助燃焼器８についてみれば、燃焼
停止後にパージライン２１からノズル１８内に吹き出さ
れるパージガスにより、ノズル１８に留った未燃燃料は
放逐されることになる。また、内筒１９、その他の周辺
に残留した未燃燃料はドレン抜き２２から放棄されるこ
とになる。

【００２８】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。

【００２９】

【発明の効果】以上、本発明によれば、逆Ｔ字型二重配
管でＰＦＢＣから送られてくる高温燃焼ガス中のダスト
を分離し、その下方に延びるダスト通路を経てダスト抜
きから外部に排出するので、ガスタービンのタービン部
へダストが流入するのを防止し、ダスト侵食による高温
部品の損傷や汚損等を根拠としてタービン設備の効率が
低下するというおそれをなくしたものである。

【００３０】その他ダストの系内混入は、思いがけない
種々のトラブルを引きおこすもとであったが、そのよう
なトラブルを未然に防止してタービン等の安全運転を可
能とし、タービン設備の操業安定性の確保に対し著しく
貢献することができたものである。

【００３１】また、請求項２の発明によれば、補助燃焼
器内に残存する未燃焼燃料の除去を円滑に行い、これら
未燃焼燃料にもとずく異常爆発等を阻止することがで
き、タービン設備の安全と信頼を一段と高めることがで
きたものである。

【００３２】更にまた、請求項３の発明によれば、補助
燃焼器の配置構造により燃料が逆流するような心配は全
くなく、タービン設備の安全と信頼を更に一層高めるこ
とができたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態に係る補助燃焼器の配管
構造図。

【図２】従来の装置を示すＰＦＢＣを含む複合プラント
の配管系統図。

【符号の説明】

２ 逆Ｔ字型二重配管 ８ 補助燃焼器 １７ ガスホルダ １８ 燃料ノズル ２１ パージライン ２２ ドレン抜き ２３ ダスト抜き

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部燃焼型ガスタービンの起動に適用さ
   れる補助燃焼器を外部燃焼装置から排ガスをガスタービ
   ンに供給する配管の下方に配設し、同補助燃焼器の排ガ
   スを前記配管へ案内する排ガス通路と、同排ガス通路を
   下向きに落下する前記配管内のダストを下方のダスト抜
   きへ案内するダスト通路を設けたことを特徴とするガス
   タービン設備。
2. 【請求項２】 前記補助燃焼器には、燃料ノズルにパー
   ジラインを設置し、かつ燃焼器に燃料のドレン抜きを設
   置したことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン
   設備。
3. 【請求項３】 前記補助燃焼器は、燃焼器を水平より上
   向きにすることなく配設したことを特徴とする請求項１
   又は２に記載のガスタービン設備。