JPH10169413A - 複合発電プラント - Google Patents
複合発電プラントInfo
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- JPH10169413A JPH10169413A JP33179196A JP33179196A JPH10169413A JP H10169413 A JPH10169413 A JP H10169413A JP 33179196 A JP33179196 A JP 33179196A JP 33179196 A JP33179196 A JP 33179196A JP H10169413 A JPH10169413 A JP H10169413A
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- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複合発電プラントのガスタービン設備での腐
触性微量ガス成分をオンラインでレーザにて計測し、ガ
スタービンの翼列等高温部品の監視を行うことを目的と
する。 【解決手段】 軽油等の油系燃料、ＬＮＧ等のガス系燃
料、石炭をガス化し脱塵・脱硫をした石炭ガス燃料、高
炉等製鉄設備から発生するガス燃料、石油精製プラント
から発生するガス燃料、または、加圧流動床ボイラから
発生する高温・高圧の燃焼ガスを膨張させ発電を行うガ
スタービン設備を有し、ガスタービン設備の排気ガスを
熱源として蒸気を発生する排熱回収ボイラ９、排熱回収
ボイラ９から発生する蒸気により発電を行う蒸気タービ
ン発電設備１８を有する複合発電プラントにおいて、ガ
スタービン設備の空気圧縮機入口空気ダクト部２及び、
ガスタービン設備入口の燃料配管部４に計測窓を介して
レーザによるガス成分の計測装置２０，２１を設置し、
空気中及び、燃料中の腐触性微量ガス成分をオンライン
でレーザにて計測し、ガスタービンの翼列等高温部品の
監視を行うことを特徴とする。
触性微量ガス成分をオンラインでレーザにて計測し、ガ
スタービンの翼列等高温部品の監視を行うことを目的と
する。 【解決手段】 軽油等の油系燃料、ＬＮＧ等のガス系燃
料、石炭をガス化し脱塵・脱硫をした石炭ガス燃料、高
炉等製鉄設備から発生するガス燃料、石油精製プラント
から発生するガス燃料、または、加圧流動床ボイラから
発生する高温・高圧の燃焼ガスを膨張させ発電を行うガ
スタービン設備を有し、ガスタービン設備の排気ガスを
熱源として蒸気を発生する排熱回収ボイラ９、排熱回収
ボイラ９から発生する蒸気により発電を行う蒸気タービ
ン発電設備１８を有する複合発電プラントにおいて、ガ
スタービン設備の空気圧縮機入口空気ダクト部２及び、
ガスタービン設備入口の燃料配管部４に計測窓を介して
レーザによるガス成分の計測装置２０，２１を設置し、
空気中及び、燃料中の腐触性微量ガス成分をオンライン
でレーザにて計測し、ガスタービンの翼列等高温部品の
監視を行うことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複合発電プラントに
関する。詳しくは、複合発電設備の主要設備であるガス
タービン設備の翼列等高温部品の寿命監視をオンライン
で行い同プラントの運転性、信頼性の向上に寄与するも
のである。
関する。詳しくは、複合発電設備の主要設備であるガス
タービン設備の翼列等高温部品の寿命監視をオンライン
で行い同プラントの運転性、信頼性の向上に寄与するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】複合発電プラントでは、燃料及び空気の
清浄度を高めれば、その燃焼生成物の清浄度も十分高い
はずであるとの考えから、排気ガス中のＮa，Ｋ，Ｖ等
のアルカリ金属成分、Ｃl，Ｆ等ハロゲン成分、Ｚn，Ｈ
g等の金属成分などの腐触性微量ガス成分について特別
な監視装置は設置していない。
清浄度を高めれば、その燃焼生成物の清浄度も十分高い
はずであるとの考えから、排気ガス中のＮa，Ｋ，Ｖ等
のアルカリ金属成分、Ｃl，Ｆ等ハロゲン成分、Ｚn，Ｈ
g等の金属成分などの腐触性微量ガス成分について特別
な監視装置は設置していない。
【０００３】燃料の清浄度を高めるためには、従来で
は、ガスタービン設備に使用する燃料の性状条件にアル
カリ金属含有率、ハロゲン含有率、金属成分含有率に厳
しい条件を設定することで対処している。また、空気圧
縮機については吸気フィルタを設置し清浄度をあげて対
処している。
は、ガスタービン設備に使用する燃料の性状条件にアル
カリ金属含有率、ハロゲン含有率、金属成分含有率に厳
しい条件を設定することで対処している。また、空気圧
縮機については吸気フィルタを設置し清浄度をあげて対
処している。
【０００４】また、図４に示す様なサンプリング装置で
微量ガス成分を吸引し分析する方法では、微量なガスの
計測であるため、吸引時間が長く必要で、かつ、精度の
高い計測・分析を行うには、サンプリング管内付着物等
まで洗浄し分析する必要があり、計測結果が得られるま
で数日を要する。またそれに必要な計測員も数人必要
で、常時監視するのは経済的ではない。
微量ガス成分を吸引し分析する方法では、微量なガスの
計測であるため、吸引時間が長く必要で、かつ、精度の
高い計測・分析を行うには、サンプリング管内付着物等
まで洗浄し分析する必要があり、計測結果が得られるま
で数日を要する。またそれに必要な計測員も数人必要
で、常時監視するのは経済的ではない。
【０００５】図４は従来用いられている微量ガス成分の
計測法を示したものである。燃料配管４の被計測場２９
に、ガスサンプリングプローブ３８を挿入し、ガスを吸
引し、サンプリング管３９、減圧弁４０を通して、吸収
液ビン４１に導かれる。そこで被計測ガス成分が吸収液
に吸収される。その後ガスメータ４２で流量を計測後放
出される。サンプリング管３９は被計測ガス成分に応じ
電気ヒータ等で加温する必要がある。
計測法を示したものである。燃料配管４の被計測場２９
に、ガスサンプリングプローブ３８を挿入し、ガスを吸
引し、サンプリング管３９、減圧弁４０を通して、吸収
液ビン４１に導かれる。そこで被計測ガス成分が吸収液
に吸収される。その後ガスメータ４２で流量を計測後放
出される。サンプリング管３９は被計測ガス成分に応じ
電気ヒータ等で加温する必要がある。
【０００６】吸収液に吸収された量を分析し、またガス
メータ４２で計測した吸引ガス量からガス中の微量ガス
成分を計測する。またより高い計測精度が要求される場
合は、サンプリング管３９内壁への付着物まで洗浄液で
洗い流して、その洗浄液に含まれる微量ガス成分を計測
する必要がある。
メータ４２で計測した吸引ガス量からガス中の微量ガス
成分を計測する。またより高い計測精度が要求される場
合は、サンプリング管３９内壁への付着物まで洗浄液で
洗い流して、その洗浄液に含まれる微量ガス成分を計測
する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、複合
発電プラントでは、ガスタービン設備の燃料条件にアル
カリ金属含有率、ハロゲン含有率、金属成分含有率に厳
しい条件を設定することで燃料清浄化に対処し、また、
空気圧縮機については吸気フィルタを設置することで空
気清浄化に対処している。そのため、ガスタービンの翼
列を通過する燃焼ガスの腐触性ガス成分は、基本的にガ
スタービンの許容値以下となることを想定している。
発電プラントでは、ガスタービン設備の燃料条件にアル
カリ金属含有率、ハロゲン含有率、金属成分含有率に厳
しい条件を設定することで燃料清浄化に対処し、また、
空気圧縮機については吸気フィルタを設置することで空
気清浄化に対処している。そのため、ガスタービンの翼
列を通過する燃焼ガスの腐触性ガス成分は、基本的にガ
スタービンの許容値以下となることを想定している。
【０００８】しかしながら、実際には大気の過度な汚濁
や、ガスタービン設備空気圧縮機の吸気フィルタの部分
的損傷や、燃料性状の変動等があり、常時清浄度が保証
されている訳ではない。ガスタービンの翼列は千数百℃
〜５００℃の高温下で３０００ｒｐｍ以上の高速で回転
し、温度、応力ともに厳しい環境下におかれる。その様
な環境下で、翼列を通過する燃焼ガス中に、例えば許容
値以上のＮaが存在すれば、Ｎa2ＳＯ4等の溶融塩が形成
され、翼金属の表面に付着して、翼金属の腐触を招き、
また翼表面にある冷却孔の閉塞を招く虞がある。
や、ガスタービン設備空気圧縮機の吸気フィルタの部分
的損傷や、燃料性状の変動等があり、常時清浄度が保証
されている訳ではない。ガスタービンの翼列は千数百℃
〜５００℃の高温下で３０００ｒｐｍ以上の高速で回転
し、温度、応力ともに厳しい環境下におかれる。その様
な環境下で、翼列を通過する燃焼ガス中に、例えば許容
値以上のＮaが存在すれば、Ｎa2ＳＯ4等の溶融塩が形成
され、翼金属の表面に付着して、翼金属の腐触を招き、
また翼表面にある冷却孔の閉塞を招く虞がある。
【０００９】本発明は、複合発電プラントのガスタービ
ン設備での腐触性微量ガス成分をオンラインでレーザに
て計測し、ガスタービンの翼列等高温部品の監視を行う
ことを目的とする。
ン設備での腐触性微量ガス成分をオンラインでレーザに
て計測し、ガスタービンの翼列等高温部品の監視を行う
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の請求項１に係る複合発電プラントは、軽油等の油
系燃料、ＬＮＧ等のガス系燃料、石炭をガス化し脱塵・
脱硫をした石炭ガス燃料、高炉等製鉄設備から発生する
ガス燃料、石油精製プラントから発生するガス燃料、ま
たは、加圧流動床ボイラから発生する高温・高圧の燃焼
ガスを膨張させ発電を行うガスタービン設備を有し、ガ
スタービンの排気ガスを熱源として蒸気を発生する排熱
回収ボイラ、排熱回収ボイラから発生する蒸気により発
電を行う蒸気タービン発電設備を有する複合発電プラン
トにおいて、ガスタービン設備の空気圧縮機入口空気ダ
クト部及び、ガスタービン設備入口の燃料配管部、また
は加圧流動床ボイラでは高温燃焼ガス配管部に、計測窓
を介してレーザ法によるガス成分の計測装置を設置し、
空気中及び、燃料中、または加圧流動床ボイラでは高温
燃焼ガス中の腐触性微量ガス成分をオンラインでレーザ
にて計測し、ガスタービンの翼列等高温部品の監視を行
うことを特徴とする。
発明の請求項１に係る複合発電プラントは、軽油等の油
系燃料、ＬＮＧ等のガス系燃料、石炭をガス化し脱塵・
脱硫をした石炭ガス燃料、高炉等製鉄設備から発生する
ガス燃料、石油精製プラントから発生するガス燃料、ま
たは、加圧流動床ボイラから発生する高温・高圧の燃焼
ガスを膨張させ発電を行うガスタービン設備を有し、ガ
スタービンの排気ガスを熱源として蒸気を発生する排熱
回収ボイラ、排熱回収ボイラから発生する蒸気により発
電を行う蒸気タービン発電設備を有する複合発電プラン
トにおいて、ガスタービン設備の空気圧縮機入口空気ダ
クト部及び、ガスタービン設備入口の燃料配管部、また
は加圧流動床ボイラでは高温燃焼ガス配管部に、計測窓
を介してレーザ法によるガス成分の計測装置を設置し、
空気中及び、燃料中、または加圧流動床ボイラでは高温
燃焼ガス中の腐触性微量ガス成分をオンラインでレーザ
にて計測し、ガスタービンの翼列等高温部品の監視を行
うことを特徴とする。
【００１１】上記目的を達成する本発明の請求項２に係
る複合発電プラントは、軽油等の油系燃料、ＬＮＧ等の
ガス系燃料、石炭をガス化し脱塵・脱硫をした石炭ガス
燃料、高炉等製鉄設備から発生するガス燃料、石油精製
プラントから発生するガス燃料、または、加圧流動床ボ
イラから発生する高温・高圧の燃焼ガスを膨張させ発電
を行うガスタービン設備を有し、ガスタービンの排気ガ
スを熱源として蒸気を発生する排熱回収ボイラ、排熱回
収ボイラから発生する蒸気により発電を行う蒸気タービ
ン発電設備を有する複合発電プラントにおいて、ガスタ
ービン設備出口の排気ダクト部または、排熱回収ボイラ
中間部又は出口部に計測窓を介して、レーザ法によるガ
ス成分の計測装置を設置し、ガスタービン排気ガス中の
腐触性微量ガス成分をオンラインでレーザにて計測し、
ガスタービン設備の翼列等高温部品の監視を行うことを
特徴とする。
る複合発電プラントは、軽油等の油系燃料、ＬＮＧ等の
ガス系燃料、石炭をガス化し脱塵・脱硫をした石炭ガス
燃料、高炉等製鉄設備から発生するガス燃料、石油精製
プラントから発生するガス燃料、または、加圧流動床ボ
イラから発生する高温・高圧の燃焼ガスを膨張させ発電
を行うガスタービン設備を有し、ガスタービンの排気ガ
スを熱源として蒸気を発生する排熱回収ボイラ、排熱回
収ボイラから発生する蒸気により発電を行う蒸気タービ
ン発電設備を有する複合発電プラントにおいて、ガスタ
ービン設備出口の排気ダクト部または、排熱回収ボイラ
中間部又は出口部に計測窓を介して、レーザ法によるガ
ス成分の計測装置を設置し、ガスタービン排気ガス中の
腐触性微量ガス成分をオンラインでレーザにて計測し、
ガスタービン設備の翼列等高温部品の監視を行うことを
特徴とする。
【００１２】上記目的を達成する本発明の請求項３に係
る複合発電プラントは、請求項１及び請求項２に記載の
複合発電プラントにおいて、レーザ法によるガス成分の
計測装置は、レーザ誘起ブレークダウン法とレーザ誘起
蛍光法を組み合わせた計測装置であることを特徴とす
る。
る複合発電プラントは、請求項１及び請求項２に記載の
複合発電プラントにおいて、レーザ法によるガス成分の
計測装置は、レーザ誘起ブレークダウン法とレーザ誘起
蛍光法を組み合わせた計測装置であることを特徴とす
る。
【００１３】上記目的を達成する本発明の請求項４に係
る複合発電プラントは、請求項１、２又は３記載の複合
発電プラントにおいて、レーザ法によるガス成分の計測
装置の計測時間を変化させること或いは、レーザ法によ
るガス成分の計測装置の計測部焦点位置を変化させるこ
とで、前記ダクトや燃料配管、加圧流動床ボイラでは高
温・高圧燃焼ガス配管の奥行き方向に前記腐触性微量ガ
ス成分分布を計測し、ガスタービン設備の翼列等高温部
品の監視を行うことを特徴とする。
る複合発電プラントは、請求項１、２又は３記載の複合
発電プラントにおいて、レーザ法によるガス成分の計測
装置の計測時間を変化させること或いは、レーザ法によ
るガス成分の計測装置の計測部焦点位置を変化させるこ
とで、前記ダクトや燃料配管、加圧流動床ボイラでは高
温・高圧燃焼ガス配管の奥行き方向に前記腐触性微量ガ
ス成分分布を計測し、ガスタービン設備の翼列等高温部
品の監視を行うことを特徴とする。
【００１４】〔作用〕本発明では、レーザ法によるガス
成分の計測装置を燃焼用空気の吸気ダクト及び燃料配管
に設けることにより、ガスタービン燃焼器へ入る金属翼
の腐食の原因となるガス成分の総量を監視し、経済的な
方法で、ガスタービン設備の監視が可能となる。これに
より、経済的な方法で、ガスタービン設備の監視が可能
となり、複合発電プラント全体の運転性、信頼性の向上
が図れる。また、レーザ法によるガス成分の計測装置
を、ガスタービン燃焼器以後の各部に設けることで、金
属翼の腐食の原因となるガス成分の総量を監視できると
共に、計測窓のパージ等が容易となり、計測部での温度
が低下することから、断熱構造の容易性及び計測の難易
度も楽になる。
成分の計測装置を燃焼用空気の吸気ダクト及び燃料配管
に設けることにより、ガスタービン燃焼器へ入る金属翼
の腐食の原因となるガス成分の総量を監視し、経済的な
方法で、ガスタービン設備の監視が可能となる。これに
より、経済的な方法で、ガスタービン設備の監視が可能
となり、複合発電プラント全体の運転性、信頼性の向上
が図れる。また、レーザ法によるガス成分の計測装置
を、ガスタービン燃焼器以後の各部に設けることで、金
属翼の腐食の原因となるガス成分の総量を監視できると
共に、計測窓のパージ等が容易となり、計測部での温度
が低下することから、断熱構造の容易性及び計測の難易
度も楽になる。
【００１５】
〔実施例１〕図１は本発明を適用した実施例の一つであ
る。空気は吸気フィルタ１、吸気ダクト２を通り、空気
圧縮機３で約１５ａｔａまで圧縮された後、ガスタービ
ン燃焼器６に入る。
る。空気は吸気フィルタ１、吸気ダクト２を通り、空気
圧縮機３で約１５ａｔａまで圧縮された後、ガスタービ
ン燃焼器６に入る。
【００１６】一方、燃料配管４には、軽油等の油系燃
料、ＬＮＧ等のガス系燃料、石炭をガス化し脱塵・脱硫
をした石炭ガス燃料、高炉等製鉄設備から発生するガス
燃料、石油精製プラントから発生するガス燃料、または
加圧流動床ボイラからの高温燃焼ガスが供給され、制御
弁５を通り、ガスタービン燃焼器６に入り、前記圧縮空
気と燃焼し高温・高圧（約１３００℃、１４ａｔａ）の
ガスとなる。
料、ＬＮＧ等のガス系燃料、石炭をガス化し脱塵・脱硫
をした石炭ガス燃料、高炉等製鉄設備から発生するガス
燃料、石油精製プラントから発生するガス燃料、または
加圧流動床ボイラからの高温燃焼ガスが供給され、制御
弁５を通り、ガスタービン燃焼器６に入り、前記圧縮空
気と燃焼し高温・高圧（約１３００℃、１４ａｔａ）の
ガスとなる。
【００１７】高温高圧のガスはガスタービンエキスパン
ダ７で膨張し、発電機１７で発電を行う。膨張後のガス
タービン排気ガス（約６００℃、６００ｍｍＡｑ）は、
排気ガスダクト８を経て、排熱回収ボイラ９に送られ、
蒸気１０を発生し、排熱回収ボイラ出口ダクト１６を通
じて、煙突１９から排出される。
ダ７で膨張し、発電機１７で発電を行う。膨張後のガス
タービン排気ガス（約６００℃、６００ｍｍＡｑ）は、
排気ガスダクト８を経て、排熱回収ボイラ９に送られ、
蒸気１０を発生し、排熱回収ボイラ出口ダクト１６を通
じて、煙突１９から排出される。
【００１８】蒸気１０は蒸気制御弁１１を通して、蒸気
タービン１２で膨張し、発電機１８で発電を行う。蒸気
タービン１２出口の蒸気１３は復水器１４で復水とな
り、排熱回収ボイラへの給水１５となる。吸気フィルタ
１を通過した空気中のＮa，Ｋ，Ｖ等のアルカリ金属成
分、Ｃl，Ｆ等ハロゲン成分、Ｚn，Ｈg等の金属成分な
どの腐触性微量ガス成分は吸気ダクト２に設置されたレ
ーザ法によるガス成分の計測装置２０にて計測される。
タービン１２で膨張し、発電機１８で発電を行う。蒸気
タービン１２出口の蒸気１３は復水器１４で復水とな
り、排熱回収ボイラへの給水１５となる。吸気フィルタ
１を通過した空気中のＮa，Ｋ，Ｖ等のアルカリ金属成
分、Ｃl，Ｆ等ハロゲン成分、Ｚn，Ｈg等の金属成分な
どの腐触性微量ガス成分は吸気ダクト２に設置されたレ
ーザ法によるガス成分の計測装置２０にて計測される。
【００１９】また燃料中に含まれるＮa，Ｋ，Ｖ等のア
ルカリ金属成分、Ｃl，Ｆ等ハロゲン成分、Ｚn，Ｈg等
の金属成分などの腐触性微量ガス成分は燃料配管４に設
置されたレーザ法によるガス成分の計測装置２１にて計
測される。このレーザ法によるガス成分の計測装置２
０、２１で計測された量の合計がガスタービン燃焼器６
をへてガスタービンエキスパンダ７に入り、金属翼の腐
触の原因となる総量であるから、これらの総量をオンラ
インで計測し、許容値と比較することで点検時期を決定
したり、経験を積み重ねることで寿命監視が可能とな
る。
ルカリ金属成分、Ｃl，Ｆ等ハロゲン成分、Ｚn，Ｈg等
の金属成分などの腐触性微量ガス成分は燃料配管４に設
置されたレーザ法によるガス成分の計測装置２１にて計
測される。このレーザ法によるガス成分の計測装置２
０、２１で計測された量の合計がガスタービン燃焼器６
をへてガスタービンエキスパンダ７に入り、金属翼の腐
触の原因となる総量であるから、これらの総量をオンラ
インで計測し、許容値と比較することで点検時期を決定
したり、経験を積み重ねることで寿命監視が可能とな
る。
【００２０】〔実施例２〕図２は本発明を適用したその
他の実施例である。基本的なプラント構成は図１の実施
例と同じである。但し、本実施例では、レーザ法による
ガス成分の計測装置を設置する場所として選択可能な三
箇所を示すものである。即ち、ガスタービン燃焼器以後
の排気ガスダクト８、排熱回収ボイラ９の中間部又は排
熱回収ボイラ出口ダクト１６のいずれかにレーザ法によ
るガス成分の計測装置２２，２３又は２４を設置するこ
とができる。
他の実施例である。基本的なプラント構成は図１の実施
例と同じである。但し、本実施例では、レーザ法による
ガス成分の計測装置を設置する場所として選択可能な三
箇所を示すものである。即ち、ガスタービン燃焼器以後
の排気ガスダクト８、排熱回収ボイラ９の中間部又は排
熱回収ボイラ出口ダクト１６のいずれかにレーザ法によ
るガス成分の計測装置２２，２３又は２４を設置するこ
とができる。
【００２１】本実施例では計測部がほぼ大気圧に近く、
図１の燃料配管中計測に比べ、計測窓のパージ等が容易
となる利点がある。また、レーザ法によるガス成分の計
測装置２２，２３，２４は、その順で温度が低下する
（約６００℃→１００℃）ことから、断熱構造等、計測
の難易度もその順で楽になるという特徴がある。
図１の燃料配管中計測に比べ、計測窓のパージ等が容易
となる利点がある。また、レーザ法によるガス成分の計
測装置２２，２３，２４は、その順で温度が低下する
（約６００℃→１００℃）ことから、断熱構造等、計測
の難易度もその順で楽になるという特徴がある。
【００２２】〔実施例３〕図３は本発明の実施例の一つ
で、ガス中の微量成分を計測するのに好適なレーザガス
成分の計測装置として、レーザ誘起ブレークダウン法
（Laser Induced Breakdown Spectroscopy＝ＬＩＢＳ
法）とレーザ誘起蛍光法（Laser Induced Fluorescence
＝ＬＩＦ法）を組合わせて使用するものである。
で、ガス中の微量成分を計測するのに好適なレーザガス
成分の計測装置として、レーザ誘起ブレークダウン法
（Laser Induced Breakdown Spectroscopy＝ＬＩＢＳ
法）とレーザ誘起蛍光法（Laser Induced Fluorescence
＝ＬＩＦ法）を組合わせて使用するものである。
【００２３】即ち、プラズマ用レーザ２５（被計測部に
レーザで誘起されたプラズマを生成させるためのレー
ザ）をレンズ２６を用いて、パージ２７付き光学窓２８
を通して、燃料配管４の中の被計測場２９に集光し、そ
こに存在する気体、液体、固体をプラズマ化させる。
レーザで誘起されたプラズマを生成させるためのレー
ザ）をレンズ２６を用いて、パージ２７付き光学窓２８
を通して、燃料配管４の中の被計測場２９に集光し、そ
こに存在する気体、液体、固体をプラズマ化させる。
【００２４】プラズマ用レーザ２５と同期させて、成分
励起用レーザ３０（物質中の被測定成分の励起波長に対
応する波長を発振するレーザ）の出力をミラー３１及び
レンズ２６を介してレーザ誘起されたプラズマ中に入射
する。プラズマ発光、並びに成分励起用レーザ光により
励起された被測定成分が発する蛍光は、ミラー３２を介
してレンズ３３で集光され、分光器３４へ入射され、Ｃ
ＣＤカメラ３５にてそれぞれ検出される。
励起用レーザ３０（物質中の被測定成分の励起波長に対
応する波長を発振するレーザ）の出力をミラー３１及び
レンズ２６を介してレーザ誘起されたプラズマ中に入射
する。プラズマ発光、並びに成分励起用レーザ光により
励起された被測定成分が発する蛍光は、ミラー３２を介
してレンズ３３で集光され、分光器３４へ入射され、Ｃ
ＣＤカメラ３５にてそれぞれ検出される。
【００２５】それぞれの信号はコンピュータ３６に転送
され、プラズマ発光の信号より、被測定場２９の成分組
成並びに、プラズマ温度を求め、その情報より蛍光強度
の補正を行い、被測定場２９に存在する微量成分の濃度
を算出する。３７はプラズマ用レーザ２５及び成分励起
用レーザ３０の発振とＣＣＤカメラ３５を同期させるラ
インである。このように本実施例では、ＬＩＢＳ法とＬ
ＩＦ法を組合わせて使用することで、微量なガス成分の
計測精度の向上を図ることができる。
され、プラズマ発光の信号より、被測定場２９の成分組
成並びに、プラズマ温度を求め、その情報より蛍光強度
の補正を行い、被測定場２９に存在する微量成分の濃度
を算出する。３７はプラズマ用レーザ２５及び成分励起
用レーザ３０の発振とＣＣＤカメラ３５を同期させるラ
インである。このように本実施例では、ＬＩＢＳ法とＬ
ＩＦ法を組合わせて使用することで、微量なガス成分の
計測精度の向上を図ることができる。
【００２６】更に、レーザガス成分の計測装置の計測時
間を変化させることにより、前記ダクトや燃料配管、加
圧流動床ボイラでは高温・高圧燃焼ガス配管を奥行き方
向に前記腐触性微量ガス成分分布を計測することが可能
である（ＬＩＦ法に有効）。
間を変化させることにより、前記ダクトや燃料配管、加
圧流動床ボイラでは高温・高圧燃焼ガス配管を奥行き方
向に前記腐触性微量ガス成分分布を計測することが可能
である（ＬＩＦ法に有効）。
【００２７】即ち、パルスレ−ザ光及び蛍光伝搬と検出
器での蛍光強度検出時間の関係を図５に示す。レーザ光
の速度は３×１０8（ｍ／ｓ）であるため、レーザ入射
側に近い部分で発生する蛍光と遠い部分で発生する蛍光
ではレーザ光及び蛍光の伝搬距離に差（２Ｌ）が生じ
る。
器での蛍光強度検出時間の関係を図５に示す。レーザ光
の速度は３×１０8（ｍ／ｓ）であるため、レーザ入射
側に近い部分で発生する蛍光と遠い部分で発生する蛍光
ではレーザ光及び蛍光の伝搬距離に差（２Ｌ）が生じ
る。
【００２８】そのため、レ−ザからパルスレーザ光が出
力され、計測場を伝搬し、計測場で発生した蛍光が蛍光
検出器で検出されるまでの時間に計測点Ａと計測点Ｂで
は２Ｌ／Ｃ（Ｃ：光速）の差が生じる。そのため、光倹
出器の計測時間を変化させることにより各散乱点の距離
精報が入手できる。
力され、計測場を伝搬し、計測場で発生した蛍光が蛍光
検出器で検出されるまでの時間に計測点Ａと計測点Ｂで
は２Ｌ／Ｃ（Ｃ：光速）の差が生じる。そのため、光倹
出器の計測時間を変化させることにより各散乱点の距離
精報が入手できる。
【００２９】また、レーザガス成分の計測装置の計測部
焦点位置を変化させることで、前記ダクトや燃料配管、
加圧流動床ボイラでは高温・高圧燃焼ガス配管を奥行き
方向に前記腐触性微量ガス成分分布を計測することが可
能である（ＬＩＢＳ法に有効）。
焦点位置を変化させることで、前記ダクトや燃料配管、
加圧流動床ボイラでは高温・高圧燃焼ガス配管を奥行き
方向に前記腐触性微量ガス成分分布を計測することが可
能である（ＬＩＢＳ法に有効）。
【００３０】即ち、パルスレーザ光及び蛍光伝搬と焦点
位置の関係を図６に示すように、レーザ光を集光し、プ
ラズマを発生させる方法（ＬＩＢＳ法）においては、レ
−ザ光を集光するとその焦点でレーザ光のエネルギー密
度が上昇し、プラズマが発生する。
位置の関係を図６に示すように、レーザ光を集光し、プ
ラズマを発生させる方法（ＬＩＢＳ法）においては、レ
−ザ光を集光するとその焦点でレーザ光のエネルギー密
度が上昇し、プラズマが発生する。
【００３１】焦点以外の地点では、レーザ光のエネルギ
ー密度が低下するためプラズマ光は発生しない。信号光
はプラズマ生成部のみから発生するため、この性質を利
用し、レーザ光の焦点位置を変化させることにより、計
測位置を特定し、奥行き方向の成分計測を行う。
ー密度が低下するためプラズマ光は発生しない。信号光
はプラズマ生成部のみから発生するため、この性質を利
用し、レーザ光の焦点位置を変化させることにより、計
測位置を特定し、奥行き方向の成分計測を行う。
【００３２】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明では、レーザ法によるガス成分の計測
装置を燃焼用空気の吸気ダクトと燃料配管に設けること
により、ガスタービン燃焼器へ入る金属翼の腐食の原因
となるガス成分の総量を監視し、許容値と比較すること
により、経済的な方法で、ガスタービン設備の監視が可
能となり、複合発電プラント全体の運転性、信頼性の向
上が図れる。また、レーザ法によるガス成分の計測装置
を、ガスタービン燃焼器以後の各部に設けることで、前
述したと同様に、金属翼の腐食の原因となるガス成分の
総量を監視できると共に、計測窓のパージ等が容易とな
る。更に、温度が低下することから、断熱構造の容易性
及び計測の難易度も楽になる。
たように、本発明では、レーザ法によるガス成分の計測
装置を燃焼用空気の吸気ダクトと燃料配管に設けること
により、ガスタービン燃焼器へ入る金属翼の腐食の原因
となるガス成分の総量を監視し、許容値と比較すること
により、経済的な方法で、ガスタービン設備の監視が可
能となり、複合発電プラント全体の運転性、信頼性の向
上が図れる。また、レーザ法によるガス成分の計測装置
を、ガスタービン燃焼器以後の各部に設けることで、前
述したと同様に、金属翼の腐食の原因となるガス成分の
総量を監視できると共に、計測窓のパージ等が容易とな
る。更に、温度が低下することから、断熱構造の容易性
及び計測の難易度も楽になる。
【図１】本発明の実施例の一つに係る複合発電プラント
の説明図である。
の説明図である。
【図２】本発明の他の実施例に係る複合発電プラントの
説明図である。
説明図である。
【図３】本発明の実施例の一つに係るレーザ法によるガ
ス成分の計測装置の説明図である。
ス成分の計測装置の説明図である。
【図４】従来技術に係る微量ガス成分の計測法の説明図
である。
である。
【図５】ＬＩＦ法に有効なレーザ法によるガス成分の計
測装置の計測時間を変化させる方法の説明図である。
測装置の計測時間を変化させる方法の説明図である。
【図６】ＬＩＢＳ法に有効なレーザ法によるガス成分の
計測装置の計測部焦点位置を変化させる方法の説明図で
ある。
計測装置の計測部焦点位置を変化させる方法の説明図で
ある。
１ 吸気フィルタ ２ 吸気ダクト ３ 空気圧縮機 ４ 燃料配管 ５ 制御弁 ６ ガスタービン燃焼器 ７ ガスタービンエキスパンダ ８ 排気ガスダクト ９ 排熱回収ボイラ １０，１３ 蒸気 １１ 蒸気制御弁 １２ 蒸気タービン １４ 復水器 １５ 給水 １６ 排熱回収ボイラ出口ダクト １７，１８ 発電機 １９ 煙突 ２０，２１，２２，２３，２４ レーザ法によるガス成
分の計測装置 ２５ プラズマ用レーザ ２６，３３ レンズ ２７ パージ ２８ 光学窓 ２９ 被計測部 ３０ 成分励起用レーザ ３１，３２ ミラー ３４ 分光器 ３５ ＣＣＤ
分の計測装置 ２５ プラズマ用レーザ ２６，３３ レンズ ２７ パージ ２８ 光学窓 ２９ 被計測部 ３０ 成分励起用レーザ ３１，３２ ミラー ３４ 分光器 ３５ ＣＣＤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 21/63 Ｇ０１Ｎ 21/63 Ａ
Claims (4)
- 【請求項１】 軽油等の油系燃料、ＬＮＧ等のガス系燃
料、石炭をガス化し脱塵・脱硫をした石炭ガス燃料、高
炉等製鉄設備から発生するガス燃料、石油精製プラント
から発生するガス燃料、または、加圧流動床ボイラから
発生する高温・高圧の燃焼ガスを膨張させ発電を行うガ
スタービン設備を有し、ガスタービン設備の排気ガスを
熱源として蒸気を発生する排熱回収ボイラ、排熱回収ボ
イラから発生する蒸気により発電を行う蒸気タービン発
電設備を有する複合発電プラントにおいて、ガスタービ
ン設備の空気圧縮機入口空気ダクト部及び、ガスタービ
ン設備入口の燃料配管部、または加圧流動床ボイラでは
高温燃焼ガス配管部に、計測窓を介してレーザ法による
ガス成分の計測装置を設置し、空気中及び、燃料中、ま
たは加圧流動床ボイラでは高温燃焼ガス中の腐触性微量
ガス成分をオンラインでレーザにて計測し、ガスタービ
ンの翼列等高温部品の監視を行うことを特徴とする複合
発電プラント。 - 【請求項２】 軽油等の油系燃料、ＬＮＧ等のガス系燃
料、石炭をガス化し脱塵・脱硫をした石炭ガス燃料、高
炉等製鉄設備から発生するガス燃料、石油精製プラント
から発生するガス燃料、または、加圧流動床ボイラから
発生する高温・高圧の燃焼ガスを膨張させ発電を行うガ
スタービン設備を有し、ガスタービンの排気ガスを熱源
として蒸気を発生する排熱回収ボイラ、排熱回収ボイラ
から発生する蒸気により発電を行う蒸気タービン発電設
備を有する複合発電プラントにおいて、ガスタービン設
備出口の排気ダクト部または、排熱回収ボイラ中間部又
は出口部に計測窓を介して、レーザ法によるガス成分の
計測装置を設置し、ガスタービン排気ガス中の腐触性微
量ガス成分をオンラインでレーザにて計測し、ガスター
ビン設備の翼列等高温部品の監視を行うことを特徴とす
る複合発電プラント。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載の複合発電プラン
トにおいて、レーザ法によるガス成分の計測装置は、レ
ーザ誘起ブレークダウン法とレーザ誘起蛍光法を組み合
わせた計測装置であることを特徴とする複合発電プラン
ト。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の複合発電プラ
ントにおいて、レーザ法によるガス成分の計測装置の計
測時間を変化させること或いは、レーザ法によるガス成
分の計測装置の計測部焦点位置を変化させることで、前
記ダクトや燃料配管、加圧流動床ボイラでは高温・高圧
燃焼ガス配管の奥行き方向に前記腐触性微量ガス成分分
布を計測し、ガスタービン設備の翼列等高温部品の監視
を行うことを特徴とする複合発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33179196A JP3643663B2 (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 複合発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33179196A JP3643663B2 (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 複合発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10169413A true JPH10169413A (ja) | 1998-06-23 |
| JP3643663B2 JP3643663B2 (ja) | 2005-04-27 |
Family
ID=18247688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33179196A Expired - Lifetime JP3643663B2 (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 複合発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3643663B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008286784A (ja) * | 2007-04-18 | 2008-11-27 | Panasonic Corp | 分圧測定方法および分圧測定装置 |
| WO2011004425A1 (ja) * | 2009-07-07 | 2011-01-13 | 株式会社日立製作所 | ガスタービンの運転制御方法及びガスタービンの運転制御装置 |
| US7985284B2 (en) * | 2008-08-12 | 2011-07-26 | General Electric Company | Inlet air conditioning system for a turbomachine |
| CN102203531A (zh) * | 2008-11-04 | 2011-09-28 | 海威气体系统公司 | 用于低温液化工艺中的组合式循环机械驱动的系统 |
| JP2012149576A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | エンジンシステム |
| CN107630723A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-01-26 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 汽轮机转子热应力实时监测系统 |
| JP2020045772A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 一般財団法人電力中央研究所 | ガスタービン複合発電システム、ガスタービン複合発電方法 |
-
1996
- 1996-12-12 JP JP33179196A patent/JP3643663B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2011004425A1 (ja) * | 2009-07-07 | 2011-01-13 | 株式会社日立製作所 | ガスタービンの運転制御方法及びガスタービンの運転制御装置 |
| JP5179665B2 (ja) * | 2009-07-07 | 2013-04-10 | 株式会社日立製作所 | ガスタービンの運転制御方法及びガスタービンの運転制御装置 |
| US8656723B2 (en) | 2009-07-07 | 2014-02-25 | Hitachi, Ltd. | Operation control method for gas turbine and operation controller for gas turbine |
| JP2012149576A (ja) * | 2011-01-19 | 2012-08-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | エンジンシステム |
| CN107630723A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-01-26 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 汽轮机转子热应力实时监测系统 |
| CN107630723B (zh) * | 2017-08-21 | 2019-05-24 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 汽轮机转子热应力实时监测系统 |
| JP2020045772A (ja) * | 2018-09-14 | 2020-03-26 | 一般財団法人電力中央研究所 | ガスタービン複合発電システム、ガスタービン複合発電方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3643663B2 (ja) | 2005-04-27 |
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