JPH1082306A - ガス化複合発電設備 - Google Patents

ガス化複合発電設備

Info

Publication number
JPH1082306A
JPH1082306A JP23611796A JP23611796A JPH1082306A JP H1082306 A JPH1082306 A JP H1082306A JP 23611796 A JP23611796 A JP 23611796A JP 23611796 A JP23611796 A JP 23611796A JP H1082306 A JPH1082306 A JP H1082306A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
gas
compressor
exhaust
power generation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP23611796A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Koyake
康博 小宅
Takayuki Abe
高之 阿部
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.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP23611796A priority Critical patent/JPH1082306A/ja
Publication of JPH1082306A publication Critical patent/JPH1082306A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • 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
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

Landscapes

  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガスの一部を再循環させることにより、発
電効率の向上を図ることができるガス化複合発電設備を
提供する。 【解決手段】 本発明のガス化複合発電設備は、排熱回
収設備の排ガスの一部をガスタービン発電設備に再循環
させる排ガス再循環ライン14と、ガス化設備に必要な
空気を100%供給する圧縮機15と、を設けたことを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素系燃料を
ガス化してガスタービンの燃料にするガス化複合発電設
備に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のガス化複合発電設備のフロ
ー図である。この図に示すように、ガス化複合発電設備
は、石炭,重質油などの炭化水素系燃料をガス化して燃
料ガスを生成するガス化設備と、燃料ガスを燃焼させて
発電するガスタービン発電設備と、燃焼ガスの排熱を回
収して発電する排熱回収設備と、を備えている。
【0003】ガス化設備は、炭化水素系燃料を純度の高
い酸素ガスで酸化してガス化し粗製ガスとするガス化炉
1と、その粗製ガスを脱塵装置,脱硫装置などにより精
製し燃料ガスとするガス精製設備2と、空気を酸素と窒
素に分離してガス化炉1に酸素ガスを供給する空気分離
器3と、から構成されている。
【0004】ガスタービン発電設備は、ガス精製設備2
から燃料ガスが供給されるとともに空気分離器3から窒
素ガスが供給される燃焼器4と、さらに燃焼器4に圧縮
空気を供給する圧縮機5と、燃焼器4から放出される燃
焼ガスにより駆動されるガスタービン6と、ガスタービ
ン6の駆動により発電する発電機7と、から構成されて
おり、このガスタービン6の最適な運転をするために、
圧縮器5により加圧された圧縮空気の一部を空気分離器
3に抽気している。また、ガスタービン6の羽根の強度
から入口温度を1500℃程度に抑える必要があるた
め、空気分離器3で分離された窒素ガスを燃焼器4に供
給したり、圧縮空気の量を温度調節器8やダンパ9など
により調節したりしている。
【0005】排熱回収設備は、ガスタービン6の排ガス
を回収して蒸気を発生させる排熱回収熱交換機10と、
その蒸気により駆動される蒸気タービン11と、蒸気タ
ービン11の駆動により発電する発電機12と、から構
成されており、排熱回収熱交換機10を経由した排ガス
は、最終的に煙突13から大気中に放出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したようなガス化
複合発電設備において、発電効率を向上させるために
は、熱損失を抑制する必要がある。この熱損失の原因の
一つに、煙突から大気中に放出される排ガスが挙げられ
る。この排ガスは、100℃程度と温度が低く熱回収し
にくいという問題があった。また、ガスタービンの入口
温度を羽根の強度から決まる温度以下にするために、ガ
スタービン発電設備の圧縮機により、燃焼に必要な空気
量より多い空気を昇圧しており、燃焼後の排ガス中には
未燃焼の酸素が多量に残存し、無駄になっていた。さら
に、多量の排ガスを放出することによる熱損失もあっ
た。
【0007】本発明は上述した問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、排ガス中の未燃焼の
酸素量を低減することができ、また排ガスの熱損失を低
減することもでき、発電効率の向上を図ることができる
ガス化複合発電設備を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、炭化水
素系燃料をガス化して燃料ガスを生成するガス化設備
と、燃料ガスを燃焼させて発電するガスタービン発電設
備と、燃焼ガスの排熱を回収して発電する排熱回収設備
と、を備えたガス化複合発電設備において、上記排熱回
収設備の排ガスの一部を上記ガスタービン発電設備に再
循環させる排ガス再循環ラインと、上記ガス化設備に必
要な空気を100%供給する圧縮機と、を設けたことを
特徴とするガス化複合発電設備が提供される。また、本
発明の実施の形態によれば、上記排ガス再循環ライン
は、排ガスを再循環させるファンおよび排ガスの再循環
流量を調節するダンパを介して上記ガスタービン発電設
備の圧縮機に接続されていることが好ましい。
【0009】上述した本発明の構成によれば、排熱回収
設備の排ガスの一部をガスタービン発電設備に再循環さ
せる排ガス再循環ラインを設けたことにより、排ガス中
に含まれている未燃焼の酸素を再利用することができ、
大気から圧縮機を通して燃焼器に供給される空気の量を
少なくすることができる。また、ガスタービン入口温度
は、循環する排ガス量を調節することにより所要の温度
以下にすることができる。さらに、最終的に煙突から大
気中に放出される排ガス流量は、再循環流量の分だけ減
らすことができ、ガス化複合発電設備から最終的に大気
中に放出される熱量を抑制することができ、発電効率の
向上を図ることができる。また、この排ガスは燃料ガス
を燃焼させた燃焼排ガスであり、二酸化炭素およびダス
トなどの不純物を多く含んでいるため、この排ガスを空
気分離器に抽気することは好ましくない。そこで、ガス
化設備(空気分離器)に必要な空気を100%供給でき
る圧縮機を別個に設けることとした。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図1および図2を参照して説明する。なお、図1に
おいて従来と共通する部分には同一の符号を付して説明
する。
【0011】図1は本発明によるガス化複合発電設備の
全体フロー図であり、炭化水素系燃料をガス化して燃料
ガスを生成するガス化設備と、燃料ガスを燃焼させて発
電するガスタービン発電設備と、燃焼ガスの排熱を回収
して発電する排熱回収設備と、を備えている。かかる構
成は図3に示した従来のガス化複合発電設備と同様であ
る。そして、本発明は、排熱回収設備の排ガスの一部を
ガスタービン発電設備に再循環させる排ガス再循環ライ
ン14と、ガス化設備に必要な空気を100%供給する
圧縮機15と、を設けたことを特徴とするものである。
【0012】排ガス再循環ライン14は、図1に示すよ
うに、排熱回収設備の排熱回収熱交換機10を経由した
排ガスを煙突13に供給する排ガス放出ライン16の途
中から分岐され、ガスタービン発電設備の圧縮機5に接
続されている。この排ガス再循環ライン14には、排ガ
スを再循環させるファン17および排ガスの再循環流量
を調節するダンパ18が設けられている。このダンパ1
8は、流量調節器19に接続されており、燃焼器4に供
給される燃料ガス流量と安定燃焼に必要な空気比から再
循環させる排ガスの流量を調節している。
【0013】また、従来は、ガスタービン6の最適な運
転をするために、圧縮器5により加圧された圧縮空気の
一部を空気分離器3に抽気していたが、本発明では、図
1に示すように、圧縮空気の一部を空気分離器3に抽気
させていない。この空気分離器3には、空気を液化点付
近で精留分離する方式が採用されており、水分や炭酸ガ
スなどの不純物を除去する工程を含んでいる。一方、圧
縮機5に再循環される排ガスは燃料ガスを燃焼させた燃
焼排ガスであり、二酸化炭素を多く含んでいる。したが
って、この排ガスを含む圧縮空気を空気分離器3に抽気
すると、空気分離器3に過大な負荷がかかり、好ましく
ない。そこで、図1に示すように、空気分離器3に必要
な空気を100%供給する圧縮機15を別個に設けるこ
ととした。なお、図1において圧縮機15は、圧縮機5
およびガスタービン6と同軸に設けられているが、これ
らと分離して独立して設けるようにしてもよい。
【0014】このガス化複合発電設備は、ガス化設備,
ガスタービン発電設備および排熱回収設備において以下
のように作動する。
【0015】ガス化設備において、石炭,重質油などの
炭化水素系燃料をガス化炉1で酸素ガスを用いてガス化
した粗製ガスは、脱塵装置,脱硫装置などを有するガス
精製設備2により精製されて燃料ガスとして燃焼器4に
供給される。一方、圧縮機15により大気から昇圧され
た空気は、空気分離器3に供給されて酸素と窒素に分離
され、酸素は純度の高い酸素ガスとしてガス化炉1に供
給され、窒素はガスタービン6の出力をアップさせるた
めに燃焼器4に供給される。
【0016】ガスタービン発電設備において、燃焼器4
に供給された燃料ガスは、圧縮機5により加圧された圧
縮空気により燃焼される。この圧縮空気には、排熱回収
設備から再循環される排ガスおよび大気から昇圧された
空気が含まれており、それぞれダンパ18(流量調節器
19)、ダンパ9(温度調節器8)により流量が調節さ
れている。この排ガスには未燃焼の酸素が多量に残存し
ており、燃焼器4に供給して燃焼用空気として利用する
ことができる。したがって、大量に昇圧していた空気の
量を低減することができるとともに、燃焼に必要な酸素
量を維持することができ、また、排ガスを循環すること
により、ガスタービン6の入口温度を所要の温度以下に
抑制することもできる。そして、燃料ガスを燃焼した後
の排ガスによりガスタービン6を駆動し、発電機7を発
電させ、排ガスを排熱回収設備へ供給している。
【0017】排熱回収設備において、排熱回収熱交換機
10に供給された排ガスにより蒸気を発生させ、その蒸
気により蒸気タービン11を駆動し、発電機12を発電
させている。その後、排ガスの一部は排ガス再循環ライ
ン14により圧縮機5に供給され、残りは排ガス放出ラ
イン16から煙突13に供給されて大気中に放出され
る。このように、排ガスを再循環させることにより、排
ガスに含まれている未燃焼の酸素を低減することがで
き、取り込んだ空気の有効利用を図ることができる。ま
た、最終的に煙突から大気中に放出される排ガス流量を
再循環流量の分だけ減らすことができ、ガス化複合発電
設備から最終的に大気中に放出される熱量を抑制するこ
とができ、発電効率の向上を図ることができる。
【0018】ここで、図2は排ガス再循環率と発電効率
の増加の関係を示す図である。なお、排ガス再循環率と
は排ガス放出ライン16の全流量に対する排ガス再循環
ライン14の流量の百分率であり、発電効率増加ポイン
トとは増加した発電効率(%)をポイントとして示した
ものである。このように、排ガス再循環ライン14を設
けることにより、発電効率増加ポイントは右上がりに上
昇する。したがって、多量に再循環させるほど発電効率
増加ポイントが上昇するが、ガス化複合発電設備を最適
に運転するためには排ガス再循環率をおよそ10〜20
%にすることが好ましい。
【0019】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更でき
ることは勿論である。
【0020】
【発明の効果】上述した本発明のガス化複合発電設備に
よれば、排熱回収設備の排ガスの一部をガスタービン発
電設備に再循環させる排ガス再循環ラインを設けたこと
により、ガスタービン発電設備の圧縮機により昇圧され
る空気の量を低減することができ、最終的に煙突から大
気中に放出される排ガス流量を再循環流量の分だけ減ら
すことができ、ガス化複合発電設備から最終的に大気中
に放出される熱量を抑制することができ、発電効率の向
上を図ることができる。また、排ガスに含まれている未
燃焼の酸素を再利用することができ、取り込んだ空気の
有効利用を図ることができる。さらに、空気分離器に必
要な空気を100%供給する圧縮機を別個に設けたこと
により、二酸化炭素を多く含む排ガスが空気分離器に供
給されることがなく、空気分離器の負担を軽減すること
ができる、などの優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるガス化複合発電設備の全体フロー
図である。
【図2】排ガス再循環率と発電効率の増加の関係を示す
図である。
【図3】従来のガス化複合発電設備のフロー図である。
【符号の説明】
1 ガス化炉 2 ガス精製設備 3 空気分離器 4 燃焼器 5 圧縮機 6 ガスタービン 7 発電機 8 温度調節器 9 ダンパ 10 排熱回収熱交換機 11 蒸気タービン 12 発電機 13 煙突 14 排ガス再循環ライン 15 圧縮機 16 排ガス放出ライン 17 ファン 18 ダンパ 19 流量調節器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炭化水素系燃料をガス化して燃料ガスを
    生成するガス化設備と、燃料ガスを燃焼させて発電する
    ガスタービン発電設備と、燃焼ガスの排熱を回収して発
    電する排熱回収設備と、を備えたガス化複合発電設備に
    おいて、 上記排熱回収設備の排ガスの一部を上記ガスタービン発
    電設備に再循環させる排ガス再循環ラインと、上記ガス
    化設備に必要な空気を100%供給する圧縮機と、を設
    けたことを特徴とするガス化複合発電設備。
  2. 【請求項2】 上記排ガス再循環ラインは、排ガスを再
    循環させるファンおよび排ガスの再循環流量を調節する
    ダンパを介して上記ガスタービン発電設備の圧縮機に接
    続されている、請求項1に記載のガス化複合発電設備。
JP23611796A 1996-09-06 1996-09-06 ガス化複合発電設備 Pending JPH1082306A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23611796A JPH1082306A (ja) 1996-09-06 1996-09-06 ガス化複合発電設備

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23611796A JPH1082306A (ja) 1996-09-06 1996-09-06 ガス化複合発電設備

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1082306A true JPH1082306A (ja) 1998-03-31

Family

ID=16996001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23611796A Pending JPH1082306A (ja) 1996-09-06 1996-09-06 ガス化複合発電設備

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1082306A (ja)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002523662A (ja) * 1998-08-17 2002-07-30 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト ガス・蒸気タービン複合設備
JP2007500815A (ja) * 2003-07-31 2007-01-18 メス インターナショナル,インコーポレイテッド 触媒燃焼を採用する回収熱交換式ガスタービンエンジンシステム及び方法
JP2009085221A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 General Electric Co <Ge> 低エミッションタービンシステム及び方法
JP2010530490A (ja) * 2007-06-19 2010-09-09 アルストム テクノロジー リミテッド 排ガス再循環型ガスタービン設備
GB2473098A (en) * 2009-08-27 2011-03-02 Bha Group Inc Exhaust gas recirculation for a turbomachine
US8056318B2 (en) * 2007-11-08 2011-11-15 General Electric Company System for reducing the sulfur oxides emissions generated by a turbomachine
CN102305109A (zh) * 2011-09-13 2012-01-04 华北电力大学 一种富氧-煤气化烟气再热联合循环动力系统
CN102337936A (zh) * 2011-09-13 2012-02-01 华北电力大学 一种烟气再热联合循环动力系统
CN102337937A (zh) * 2011-09-13 2012-02-01 华北电力大学 一种煤整体气化烟气再热联合循环动力系统
CN102472120A (zh) * 2009-07-13 2012-05-23 西门子公司 热电联产设备和热电联产方法
JP2013535604A (ja) * 2010-07-02 2013-09-12 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー 低エミッショントリプルサイクル発電システム及び方法
CN103511000A (zh) * 2012-06-20 2014-01-15 通用电气公司 用于基于废气再循环的燃气涡轮的耐侵蚀和耐腐蚀涂层
JP2017524888A (ja) * 2014-06-26 2017-08-31 シーメンス エナジー インコーポレイテッド 排気再循環を伴う軸方向段構造燃焼システム

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002523662A (ja) * 1998-08-17 2002-07-30 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト ガス・蒸気タービン複合設備
JP2007500815A (ja) * 2003-07-31 2007-01-18 メス インターナショナル,インコーポレイテッド 触媒燃焼を採用する回収熱交換式ガスタービンエンジンシステム及び方法
JP2010530490A (ja) * 2007-06-19 2010-09-09 アルストム テクノロジー リミテッド 排ガス再循環型ガスタービン設備
US8793972B2 (en) 2007-06-19 2014-08-05 Alstom Technology Ltd Gas turbine installation with flue gas recirculation dependent on oxygen content of a gas flow
US9404418B2 (en) 2007-09-28 2016-08-02 General Electric Company Low emission turbine system and method
JP2009085221A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 General Electric Co <Ge> 低エミッションタービンシステム及び方法
US8056318B2 (en) * 2007-11-08 2011-11-15 General Electric Company System for reducing the sulfur oxides emissions generated by a turbomachine
US9657604B2 (en) 2009-07-13 2017-05-23 Siemens Aktiengesellschaft Cogeneration plant with a division module recirculating with a first combustion gas flow and separating carbon dioxide with a second combustion gas flow
CN102472120A (zh) * 2009-07-13 2012-05-23 西门子公司 热电联产设备和热电联产方法
GB2473098A (en) * 2009-08-27 2011-03-02 Bha Group Inc Exhaust gas recirculation for a turbomachine
US8479489B2 (en) 2009-08-27 2013-07-09 General Electric Company Turbine exhaust recirculation
GB2473098B (en) * 2009-08-27 2015-11-04 Bha Altair Llc Improvement of turbine exhaust recirculation
JP2013535604A (ja) * 2010-07-02 2013-09-12 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー 低エミッショントリプルサイクル発電システム及び方法
CN102337937A (zh) * 2011-09-13 2012-02-01 华北电力大学 一种煤整体气化烟气再热联合循环动力系统
CN102337936A (zh) * 2011-09-13 2012-02-01 华北电力大学 一种烟气再热联合循环动力系统
CN102305109A (zh) * 2011-09-13 2012-01-04 华北电力大学 一种富氧-煤气化烟气再热联合循环动力系统
CN103511000A (zh) * 2012-06-20 2014-01-15 通用电气公司 用于基于废气再循环的燃气涡轮的耐侵蚀和耐腐蚀涂层
US9365932B2 (en) 2012-06-20 2016-06-14 General Electric Company Erosion and corrosion resistant coatings for exhaust gas recirculation based gas turbines
JP2017524888A (ja) * 2014-06-26 2017-08-31 シーメンス エナジー インコーポレイテッド 排気再循環を伴う軸方向段構造燃焼システム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7805923B2 (en) Integrated coal gasification combined cycle plant
JP2954972B2 (ja) ガス化ガス燃焼ガスタービン発電プラント
EP2322781A1 (en) Integrated coal gasification combined cycle power generation apparatus
JP4436068B2 (ja) 石炭ガス化プラント、および石炭ガス化方法、および石炭ガス化発電プラント、並びに石炭ガス化プラントの増設設備
JPH1082306A (ja) ガス化複合発電設備
EP0966594B1 (en) Coal fuel gas turbine system
JP5627724B2 (ja) ガス化炉の起動方法、ガス化炉及びガス化複合発電設備
US6314715B1 (en) Modified fuel gas turbo-expander for oxygen blown gasifiers and related method
US20110232088A1 (en) Integration of coal fired steam plants with integrated gasification combined cycle power plants
CN113623033A (zh) 一种采用空气气化的igcc系统及其工作方法
JP2008151121A (ja) 低エミッション燃焼のためのシステム及び方法
US5067317A (en) Process for generating electricity in a pressurized fluidized-bed combustor system
JP3787820B2 (ja) ガス化複合発電設備
JP2003292976A (ja) 燃料ガス化設備及び燃料ガス化複合発電設備
JP4335758B2 (ja) 石炭ガス化複合発電設備
JP2000120403A (ja) ガス化複合発電システム
JP2617089B2 (ja) 石炭ガス化複合発電プラント
JPH10231736A (ja) ガス化複合発電プラント
JP5808465B2 (ja) ガス化炉の起動方法、ガス化炉及びガス化複合発電設備
JP3453237B2 (ja) 酸素循環式固体電解質型燃料電池発電装置
CN215860364U (zh) 一种采用空气气化的igcc系统
JPH11200885A (ja) ガス化複合発電設備
JP3635676B2 (ja) アドバンスト加圧流動床発電装置
JPH10331606A (ja) 酸素吹き込み石炭ガス化複合発電装置
JPH06117274A (ja) 発電装置