JPH1037802A - 原動機排ガスの熱回収方法 - Google Patents

原動機排ガスの熱回収方法

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JPH1037802A
JPH1037802A JP8209008A JP20900896A JPH1037802A JP H1037802 A JPH1037802 A JP H1037802A JP 8209008 A JP8209008 A JP 8209008A JP 20900896 A JP20900896 A JP 20900896A JP H1037802 A JPH1037802 A JP H1037802A
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JP
Japan
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exhaust gas
heat recovery
prime mover
exhaust
combustion
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Pending
Application number
JP8209008A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Sekiya
英士 関矢
Hiroshi Koike
広志 小池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Engineering and Construction Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Engineering and Construction Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1037802A publication Critical patent/JPH1037802A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自家発電機を駆動するジーゼルエンジン等の
原動機の排ガスの熱エネルギーを、効率的に且つ簡略化
された設備で利用する方法を提供すること。 【解決手段】 この方法は、原動機排ガスの熱エネルギ
ーを蒸気発生装置の熱源の一部としてその燃焼系統20
及び排熱回収系統5の少なくとも一方に導入し、排熱回
収ボイラの設置を省略する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は原動機排ガスの熱回
収方法に関し、詳しくは原動機の排ガスの熱エネルギー
を蒸気発生装置の熱源の一部として導入することによっ
て回収する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から電力エネルギーと蒸気エネルギ
ーを消費する工場や大きなビル等においては、電力会社
から電力の供給を受けると共に、構内に蒸気発生ボイラ
を設置することが多い。しかし最近では、ジーゼルエン
ジンやガスタービンを原動機とする自家発電装置を設置
して電力エネルギー需要の一部を補うと共に、その排ガ
スにより蒸気を発生して蒸気エネルギー需要の一部を補
う、いわゆるコジェネレーションシステムを導入するこ
とが多くなってきた。図6は従来の蒸気発生装置とコジ
ェネレーションシステムを組み合わせたシステムの例を
示す説明図である。蒸気発生装置は蒸気発生ボイラ1を
有し、それに例えば重油などの燃料を供給する燃料系統
4と、ファン2を有する燃焼空気系統3、発生する排ガ
スから給水予熱器(エコノマイザー)18等で熱回収す
る排熱回収系統5、その排ガスを排出する煙突6、給水
予熱器18で加熱された給水が加熱されることにより発
生した蒸気を蒸気ヘッダ16に導く配管8等が設けられ
ている。そして蒸気ヘッダ16には蒸気使用設備が接続
される。なお、通常排ガスは煙突6に入る前に設置され
る排ガス処理装置により硫黄酸化物(SOX )や窒素酸
化物(NOX )等を除去することもある。
【0003】一方、コジェネレーションシステムAは、
燃料系11からの重油などの燃料を燃焼し回転駆動する
ジーゼルエンジン等の原動機9、原動機9に連結された
発電機10、原動機9の排ガス系12に設けられた排熱
回収ボイラ13、煙突17等を備えている。排熱回収ボ
イラ13では原動機9の排ガスとの熱交換により給水系
統14から供給される給水が加熱され、発生した蒸気は
配管15から前記蒸気ヘッダ16に導入される。なおこ
の排ガス系12にも所望により排ガス処理装置が設けら
れる。このようなコジェネレーションシステムAは蒸気
発生装置とは独立しており、両系統からの蒸気は蒸気ヘ
ッダ16で一緒になる。そのためコジェネレーションシ
ステムAは蒸気発生装置と同時に新設されることもある
が、蒸気発生装置が既設であっても、後からコジェネレ
ーションシステムAを容易に増設することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記のように従
来から行われている原動機排ガスの熱回収方法では、コ
ジェネレーションシステムAは排熱回収ボイラ13を必
要とする上に、蒸気発生装置とコジェネレーションシス
テムAの排ガス系統毎にそれぞれ煙突を含めた排出処理
装置等を必要とする。またコジェネレーションシステム
Aの負荷が大きく、排熱回収ボイラ13の発生蒸気量が
多いときは、それに応じて蒸気発生ボイラ1を効率の低
い部分負荷で運転せざるを得ない。そこで本発明は、こ
れらの問題を解決する新しい原動機排ガスの熱回収方法
を提供することを課題とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の原動機排ガスの熱回収方法は、原動機排ガス
の熱エネルギーを蒸気発生装置の熱源の一部としてその
燃焼系統および排熱回収系統の少なくとも一方に導入す
ることを特徴とするものである。本発明による原動機排
ガスの熱回収方法では、原動機排ガスの熱エネルギーを
蒸気発生装置の熱源の一部として導入するので、従来の
コジェネレーションシステムのような排熱回収ボイラが
不要になり、原動機の排ガス系統に煙突を含めた排出処
理装置を設ける必要がなく、設備も簡略化される。さら
に原動機の負荷が大きくなっても、そのために蒸気発生
ボイラを部分負荷で運転する必要がない。
【0006】上記方法の好ましい実施の形態において
は、原動機排ガスを蒸気発生装置の燃焼系統および排熱
回収系の両者に分配して導入する。原動機排ガスを蒸気
発生装置の燃焼系統に導入する場合には、燃焼空気中の
酸素濃度を低くすることができるので窒素酸化物の発生
を抑制できる。
【0007】
【発明の実施の形態】次に図面により本発明の実施の形
態を説明する。図1は本発明の原動機排ガスの熱回収方
法の1例であり、前述した図6と同じ部分には同一の符
号が付されている(以下図2〜図5についても同じ)。
自家発電装置は燃料系統11からの燃料を燃焼すること
により駆動されるジーゼルエンジン等の原動機9と、原
動機9に連結された発電機10を有し、排熱回収ボイラ
や煙突を含めた排出処理装置は設けない。そして原動機
9の排ガスは排ガス系統12により蒸気発生装置の燃焼
系統20に導入され、そこで熱回収される。ここで燃焼
系統とは、蒸気発生ボイラ1における燃焼空気系統3か
ら燃焼炉内までの領域を意味し、図1の例では原動機9
の排ガスを燃焼空気系統3のダクトに直接導入してい
る。
【0008】図2は図1の変形例であって、図1と同様
に原動機9の排ガスは排ガス系統12により蒸気発生装
置の燃焼系統20に導入されるが、その導入位置は燃焼
炉における燃焼空気系統3の導入部付近または燃焼バー
ナ付近等である。図1と図2のいずれの例においても、
自家発電装置の設備を簡略化できる。そして蒸気発生ボ
イラ1の窒素酸化物の発生を抑制することができると共
に、その燃料消費量も低くできる。また既設の蒸気発生
装置に自家発電装置を新設するときも、図1の例ではそ
の燃焼空気系統3の改造を実質的に必要とせず、図2の
例でもその改造は僅かでよい。
【0009】図3は本発明の原動機排ガスの熱回収方法
の他の例であって、原動機9の排ガスは排ガス系統12
により蒸気発生装置の排熱回収系5に導入される。すな
わち、原動機9の排ガスは排熱回収系5に設けた給水予
熱器18の上流側に導入され、給水予熱器18で蒸気発
生ボイラ1に供給される給水と熱交換されて熱エネルギ
ーが回収される。
【0010】図4は本発明の原動機排ガスの熱回収方法
のさらに他の例であって、原動機9の排ガスは排ガス系
統12により蒸気発生装置の燃焼系統20と排熱回収系
5の両者に導入されて熱エネルギーが回収される。この
例では、蒸気発生装置と自家発電装置の運転状況に応じ
て燃焼系と排熱回収系への原動機排ガスの配分を調整す
ることにより、原動機排ガスの熱回収と蒸気発生装置で
発生する窒素酸化物の低減を最も効果的に行うことがで
きる。なおこの配分調整は排ガス系統12に設けた切換
ダンパ19で行われ、例えばその切換角度を中間にする
ことにより、その角度に応じて排ガス量が配分され、ど
ちらか一方に切り換えたときは燃焼系と排熱回収系のい
ずれかのみに排ガスが配分される。
【0011】図5は本発明の原動機排ガスの熱回収方法
のさらに他の例であって、複数(この例では2装置)の
自家発電装置が設置され、それらの原動機9の熱回収方
法を示すものである。各原動機9の排ガス出口側にそれ
ぞれ切換ダンパ19a,19b等が設けられると共に、
それら排ガス出口側を連結する連結系統12cが設けら
れ、切換ダンパ19a,19bを調整することにより蒸
気発生装置の燃焼系統20と排熱回収系5のへの排ガス
を配分できるようになっている。例えば切換ダンパ19
aを図5の左側の原動機9の排ガス出口側と燃焼系統2
0のみを連通するように切り換え、切換ダンパ19bを
右側の原動機9の排ガス出口側と排熱回収系5のみを連
通するように切り換えることにより、左側の原動機9の
排ガスを燃焼系統20に導入し、右側の原動機9の排ガ
スを排熱回収系5に導入することができる。
【0012】また、排ガス量が左右の原動機9で異なる
ときや、燃焼系統20と排熱回収系5に導入する排ガス
の配分量を変えたいときには、切換ダンパ19aと19
bの切換角度をそれに応じて調整することにより、任意
の排ガス配分調整をすることができる。このように構成
することにより、原動機排ガスの熱回収と蒸気発生ボイ
ラで発生する窒素酸化物の低減を最も効果的に行うこと
ができる。なお切換ダンパ19a、19bとしては、1
つの入口と2つの出口を有する三方切換式のものを使用
できるが、それぞれについて1つの入口と1つの出口を
有する二方切換式のものを2つずつ組み合わせて使用す
ることもできる。さらに各原動機9の排ガス出口側に燃
焼系統20に導入する排ガス系統12と排熱回収系5に
導入する排ガス系統12をそれぞれ別個独立してに設
け、各原動機9の排ガス出口側または各排ガス系統12
にそれぞれ切換ダンパを設けることもできる。
【0013】本発明の原動機排ガスの熱回収方法は、ジ
ーゼルエンジン、ガスエンジン、ガスタービン等の原動
機に適用することができる。また原動機は自家発電用で
なくてもよい。さらに排ガス系統12には必要に応じて
ファンを設け、排ガスを原動機の出口側から吸引して蒸
気発生装置に導入することもできる。さらに、所望によ
り原動機排ガスの一部を他の装置の熱源として使用する
こともできる。
【0014】
【発明の効果】以上のように構成した本発明の原動機排
ガスの熱回収方法は、原動機排ガスの熱エネルギーを蒸
気発生装置の熱源の一部として導入するので排熱回収ボ
イラが不要になり、原動機の排ガス系統に煙突を含めた
排出処理装置を設ける必要がなく設備も簡略化される。
そのため設備費、運用費、保守費等も低減する。さらに
原動機の負荷が大きくなっても、そのために蒸気発生装
置を部分負荷で運転する必要がない。そのため蒸気発生
の負荷率を常に高めた状態で運転することができるの
で、ボイラの運転効率が高くなると共に、最適燃焼を維
持することが容易となり、窒素酸化物の発生も抑制され
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原動機排ガスの熱回収方法の1例を示
す説明図。
【図2】本発明の原動機排ガスの熱回収方法の他の例を
示す説明図。
【図3】本発明の原動機排ガスの熱回収方法のさらに他
の例を示す説明図。
【図4】本発明の原動機排ガスの熱回収方法のさらに他
の例を示す説明図。
【図5】本発明の原動機排ガスの熱回収方法のさらに他
の例を示す説明図。
【図6】従来の原動機排ガスの熱回収方法を示す説明
図。
【符号の説明】
1 蒸気発生ボイラ 2 ファン 3 燃焼空気系統 4 燃料系統 5 排熱回収系統 6 煙突 7 給水系統 8 配管 9 原動機 10 発電機 11 燃料系統 12 排ガス系統 12a 切換ダンパ 12b 切換ダンパ 12c 連結系統 13 排熱回収ボイラ 14 給水系統 15 配管 16 蒸気ヘッダ 17 煙突 18 給水予熱器 19 切換ダンパ 19a 切換ダンパ 19b 切換ダンパ 20 燃焼系統 A コジェネレーションシステム

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原動機排ガスの熱エネルギーを蒸気発生
    装置の熱源の一部としてその燃焼系統20および排熱回
    収系統5の少なくとも一方に導入することを特徴とする
    原動機排ガスの熱回収方法。
  2. 【請求項2】 原動機排ガスを蒸気発生装置の燃焼系統
    20と排熱回収系統5に分配して導入する請求項1に記
    載の原動機排ガスの熱回収方法。
  3. 【請求項3】 原動機9が複数設けられ、それらの排ガ
    スの一部を蒸気発生装置の燃焼系統20に導入し、残り
    の排ガスを排熱回収系統5に導入する請求項1に記載の
    原動機排ガスの熱回収方法。
JP8209008A 1996-07-19 1996-07-19 原動機排ガスの熱回収方法 Pending JPH1037802A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010000614A (ko) * 2000-10-09 2001-01-05 구동회 유압변속 제어 열병합발전 시스탬과 다차터빈
CN102032069A (zh) * 2009-09-24 2011-04-27 通用汽车环球科技运作公司 车辆废热回收系统及管理废热的方法
CN113413699A (zh) * 2021-05-14 2021-09-21 江苏盛东环保科技有限公司 一种注塑废气回收系统

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KR20010000614A (ko) * 2000-10-09 2001-01-05 구동회 유압변속 제어 열병합발전 시스탬과 다차터빈
CN102032069A (zh) * 2009-09-24 2011-04-27 通用汽车环球科技运作公司 车辆废热回收系统及管理废热的方法
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