JPH1113417A - 複合発電システムにおけるガスタービン出力増加方法 - Google Patents
複合発電システムにおけるガスタービン出力増加方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 加圧流動床複合発電システムのガスタービン
と蒸気タービンを組合せたシステムのガスタービン出力
増加方法に関し、ボイラ排ガスの組成を変えることによ
りガスタービン出力増を図る。 【解決手段】 加圧流動床ボイラ１から主蒸気配管系３
０により蒸気が蒸気タービン２１に供給され、高圧ター
ビンを駆動し、加圧流動床ボイラに戻り、再加熱して再
熱蒸気配管系３１より蒸気タービンに流れ、低圧タービ
ンを駆動して発電を行う。一方、加圧流動床ボイラには
圧縮機１６より空気が供給され、石炭と流動床燃焼を行
い、ボイラからの排ガスは集じん装置１４を通してガス
タービン１５を駆動し、発電する。低温再熱蒸気を蒸気
抽気配管系４で抽気し、ボイラへの空気供給系に混入
し、ボイラ内で昇温し、排ガスと一緒になって、集じん
装置を介してガスタービンに供給される。蒸気は大きな
比熱を有するので流量が増し、ガスタービン出力が増加
する。
と蒸気タービンを組合せたシステムのガスタービン出力
増加方法に関し、ボイラ排ガスの組成を変えることによ
りガスタービン出力増を図る。 【解決手段】 加圧流動床ボイラ１から主蒸気配管系３
０により蒸気が蒸気タービン２１に供給され、高圧ター
ビンを駆動し、加圧流動床ボイラに戻り、再加熱して再
熱蒸気配管系３１より蒸気タービンに流れ、低圧タービ
ンを駆動して発電を行う。一方、加圧流動床ボイラには
圧縮機１６より空気が供給され、石炭と流動床燃焼を行
い、ボイラからの排ガスは集じん装置１４を通してガス
タービン１５を駆動し、発電する。低温再熱蒸気を蒸気
抽気配管系４で抽気し、ボイラへの空気供給系に混入
し、ボイラ内で昇温し、排ガスと一緒になって、集じん
装置を介してガスタービンに供給される。蒸気は大きな
比熱を有するので流量が増し、ガスタービン出力が増加
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は複合発電システムで
あって、加圧流動床ボイラから発生する蒸気で蒸気ター
ビンを駆動し、ボイラからの排ガスを利用してガスター
ビンを駆動して発電を行う両方式を組合せた複合発電シ
ステムにおけるガスタービン出力増加方法に関する。
あって、加圧流動床ボイラから発生する蒸気で蒸気ター
ビンを駆動し、ボイラからの排ガスを利用してガスター
ビンを駆動して発電を行う両方式を組合せた複合発電シ
ステムにおけるガスタービン出力増加方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】加圧流動床複合発電システムは、加圧容
器内に収納した流動床ボイラから発生する蒸気で蒸気タ
ービンを駆動して発電を行い、加圧流動床ボイラからの
排ガスをガスタービンに導き、ガスタービンを駆動して
発電を行う両方式を組合せた発電方式である。加圧流動
床ボイラにおける燃焼は、圧縮機から燃焼用空気をボイ
ラ内に導いて加圧状態とし、石灰石を流動媒体とする流
動層内に粉砕した石炭を投入し、流動状態で燃焼させる
ものである。この流動床内部には蒸気配管を配置し、流
動床内の燃焼熱により蒸気を発生させ、蒸気タービンを
駆動して発電を行う。又、このような燃焼では、石灰石
を用いるので炉内での脱硫も同時に行うことができる。
器内に収納した流動床ボイラから発生する蒸気で蒸気タ
ービンを駆動して発電を行い、加圧流動床ボイラからの
排ガスをガスタービンに導き、ガスタービンを駆動して
発電を行う両方式を組合せた発電方式である。加圧流動
床ボイラにおける燃焼は、圧縮機から燃焼用空気をボイ
ラ内に導いて加圧状態とし、石灰石を流動媒体とする流
動層内に粉砕した石炭を投入し、流動状態で燃焼させる
ものである。この流動床内部には蒸気配管を配置し、流
動床内の燃焼熱により蒸気を発生させ、蒸気タービンを
駆動して発電を行う。又、このような燃焼では、石灰石
を用いるので炉内での脱硫も同時に行うことができる。
【０００３】上記の流動床ボイラの原理を更に説明する
と、容器内の底部に空気分散板を設け、固体粒子を空気
分散板上部に充填する。空気分散板の底部から空気を均
一に吹込み、空気量を増してゆくと、空気分散板からの
ある高さの層内で固体粒子が激しく不規則に動きまわる
状態となる。このように流体によって浮遊流動化された
固体粒子層を流動床と称しており、この流動床に適当な
大きさの固体燃料あるいは液体燃料を投入し、流動状態
で燃焼させることが流動床燃焼である。
と、容器内の底部に空気分散板を設け、固体粒子を空気
分散板上部に充填する。空気分散板の底部から空気を均
一に吹込み、空気量を増してゆくと、空気分散板からの
ある高さの層内で固体粒子が激しく不規則に動きまわる
状態となる。このように流体によって浮遊流動化された
固体粒子層を流動床と称しており、この流動床に適当な
大きさの固体燃料あるいは液体燃料を投入し、流動状態
で燃焼させることが流動床燃焼である。
【０００４】図６は上記に説明した加圧流動床複合発電
システムの代表的な系統図である。図において、１は加
圧流動床ボイラ全体を示し、その構成は１０の加圧容器
と、その内部のボイラ１１からなっている。１２は石炭
・石灰石供給装置であり、原料の石炭と流動媒体となる
石灰石をボイラ１１に供給する。１３はサイクロンであ
り、ボイラ１１からの排ガスから不燃物等の粒子を取除
くものである。１４は集じん装置であり、セラミックフ
ィルタからなり、セラミックフィルタにより灰等をろ過
して取除くものである。１５はガスタービンであり、圧
縮機１６と直結され、集じん装置１４からの高温の排ガ
スにより駆動される。１７は脱硝装置であり、１８は高
圧排熱回収給水加熱器、１９は低圧排熱回収給水加熱器
であり、これら１８，１９の加熱器により排ガスからの
排熱を回収し、この排熱でボイラへの給水を予熱する。
２０は煙突であり、排ガスを大気に放出する。
システムの代表的な系統図である。図において、１は加
圧流動床ボイラ全体を示し、その構成は１０の加圧容器
と、その内部のボイラ１１からなっている。１２は石炭
・石灰石供給装置であり、原料の石炭と流動媒体となる
石灰石をボイラ１１に供給する。１３はサイクロンであ
り、ボイラ１１からの排ガスから不燃物等の粒子を取除
くものである。１４は集じん装置であり、セラミックフ
ィルタからなり、セラミックフィルタにより灰等をろ過
して取除くものである。１５はガスタービンであり、圧
縮機１６と直結され、集じん装置１４からの高温の排ガ
スにより駆動される。１７は脱硝装置であり、１８は高
圧排熱回収給水加熱器、１９は低圧排熱回収給水加熱器
であり、これら１８，１９の加熱器により排ガスからの
排熱を回収し、この排熱でボイラへの給水を予熱する。
２０は煙突であり、排ガスを大気に放出する。
【０００５】２１は蒸気タービンであり、２２は復水器
で蒸気タービン２１からの蒸気をポンプ５１で冷却水を
送り、冷却して復水する。２３は低圧給水加熱器であ
り、復水を加熱し、給水の温度を調整する。２４は脱気
器で、給水中からの気泡を除去するものである。２５は
ドラムであり、ボイラ１１の各配管、即ち、主蒸気配管
系３０、再熱蒸気配管系３１、ボイラ循環系配管系３２
への給水を行うものである。
で蒸気タービン２１からの蒸気をポンプ５１で冷却水を
送り、冷却して復水する。２３は低圧給水加熱器であ
り、復水を加熱し、給水の温度を調整する。２４は脱気
器で、給水中からの気泡を除去するものである。２５は
ドラムであり、ボイラ１１の各配管、即ち、主蒸気配管
系３０、再熱蒸気配管系３１、ボイラ循環系配管系３２
への給水を行うものである。
【０００６】上記構成の加圧流動床複合発電システムに
おいて、石炭・石灰石供給装置１２から原料の石炭と流
動媒体となる石灰石が供給系４１よりボイラ１１に送ら
れ、一方圧縮機１６からの空気が空気系配管４２よりボ
イラ１１に吹込まれ、石灰石で流動床を形成し、石炭を
燃焼させて流動床燃焼を行う。
おいて、石炭・石灰石供給装置１２から原料の石炭と流
動媒体となる石灰石が供給系４１よりボイラ１１に送ら
れ、一方圧縮機１６からの空気が空気系配管４２よりボ
イラ１１に吹込まれ、石灰石で流動床を形成し、石炭を
燃焼させて流動床燃焼を行う。
【０００７】一方、ドラム２５からはあらかじめ予熱さ
れた給水が主蒸気配管系３０に供給され、主蒸気配管系
３０はボイラ１１で加熱されて蒸気を発生し、蒸気ター
ビン２１の高圧タービンを駆動し、その排出蒸気は再び
ボイラ１１に戻り、再加熱されて再熱蒸気配管系３１よ
り再度蒸気タービン２１に流入して低圧タービンを駆動
して復水器２２へ流出する。又、ドラム２５の給水はボ
イラ循環配管系３２によりボイラ１１との間を循環し、
加熱されるようになっている。
れた給水が主蒸気配管系３０に供給され、主蒸気配管系
３０はボイラ１１で加熱されて蒸気を発生し、蒸気ター
ビン２１の高圧タービンを駆動し、その排出蒸気は再び
ボイラ１１に戻り、再加熱されて再熱蒸気配管系３１よ
り再度蒸気タービン２１に流入して低圧タービンを駆動
して復水器２２へ流出する。又、ドラム２５の給水はボ
イラ循環配管系３２によりボイラ１１との間を循環し、
加熱されるようになっている。
【０００８】一方、ボイラ１１からの燃焼排気ガスはサ
イクロン１３により大きな粒子が取除かれ、集じん装置
１４で灰等が除去されてガスタービン１５に供給されて
これを駆動し、発電がなされる。ガスタービン１５を駆
動した排ガスは、脱硝装置１７で脱硝され、高圧、低圧
排熱回収給水加熱器１８，１９でそれぞれボイラ１１へ
の給水をその余熱で加熱した後、煙突２０から大気へ放
出される。
イクロン１３により大きな粒子が取除かれ、集じん装置
１４で灰等が除去されてガスタービン１５に供給されて
これを駆動し、発電がなされる。ガスタービン１５を駆
動した排ガスは、脱硝装置１７で脱硝され、高圧、低圧
排熱回収給水加熱器１８，１９でそれぞれボイラ１１へ
の給水をその余熱で加熱した後、煙突２０から大気へ放
出される。
【０００９】蒸気タービン２１を駆動した排出蒸気はポ
ンプ５１で冷却水が送られる復水器２２で凝縮して液化
し、ポンプ５２で低圧給水加熱器２３に送られ、ここで
加熱されて温度調節がなされ、低圧排熱回収給水加熱器
１９で排ガスにより予熱されて脱気器２４へ送られ、気
泡が除去される。脱気器２４からの給水はポンプ５３で
高圧排熱回収給水加熱器１８に送られ、ここで更に予熱
され、配管３３よりドラム２５へ送られる。
ンプ５１で冷却水が送られる復水器２２で凝縮して液化
し、ポンプ５２で低圧給水加熱器２３に送られ、ここで
加熱されて温度調節がなされ、低圧排熱回収給水加熱器
１９で排ガスにより予熱されて脱気器２４へ送られ、気
泡が除去される。脱気器２４からの給水はポンプ５３で
高圧排熱回収給水加熱器１８に送られ、ここで更に予熱
され、配管３３よりドラム２５へ送られる。
【００１０】上記に説明の加圧流動床複合発電システム
においては、蒸気タービン２１を駆動すると共に、ボイ
ラ１１からの排ガスによりガスタービン１５によっても
発電を行うコンバインドサイクル方式であり、高い発電
効率が得られる。又、ボイラ１１は加圧された加圧容器
１０に納められているためコンパクト化が図れ、更に、
流動媒体として石灰石を用いるのでボイラ１１内で脱硫
が行なわれ、排煙脱硫装置が不要となり、プラント設置
面積が従来と比べて少くてすむ。
においては、蒸気タービン２１を駆動すると共に、ボイ
ラ１１からの排ガスによりガスタービン１５によっても
発電を行うコンバインドサイクル方式であり、高い発電
効率が得られる。又、ボイラ１１は加圧された加圧容器
１０に納められているためコンパクト化が図れ、更に、
流動媒体として石灰石を用いるのでボイラ１１内で脱硫
が行なわれ、排煙脱硫装置が不要となり、プラント設置
面積が従来と比べて少くてすむ。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前述の加圧流動床複合
発電システムにおいては、流動床ボイラで発生した蒸気
でタービンを駆動すると共に、ボイラの排ガスでガスタ
ービンを駆動するコンバインドサイクル方式であり、高
い発電効率と装置のコンパクト化が図れるものである。
このようなシステムにおいて、ガスタービンの出力は、
使用燃料（石炭）の性状、加圧流動層ボイラの燃焼方法
（燃焼温度、層高）等にも影響を受けるが、特にガスタ
ービン圧縮機吸込空気温度と加圧流動層ボイラの燃焼に
おける空燃比とに大きく左右される。
発電システムにおいては、流動床ボイラで発生した蒸気
でタービンを駆動すると共に、ボイラの排ガスでガスタ
ービンを駆動するコンバインドサイクル方式であり、高
い発電効率と装置のコンパクト化が図れるものである。
このようなシステムにおいて、ガスタービンの出力は、
使用燃料（石炭）の性状、加圧流動層ボイラの燃焼方法
（燃焼温度、層高）等にも影響を受けるが、特にガスタ
ービン圧縮機吸込空気温度と加圧流動層ボイラの燃焼に
おける空燃比とに大きく左右される。
【００１２】ガスタービン圧縮機吸込空気温度は、屋内
／屋外吸気による操作で意図的に変えられるが、基本的
には自然条件により決定される。加圧流動層ボイラの燃
焼における空燃比は、ボイラの運転状況を変えることに
よりある程度の自由度は有しているが、ガスタービン圧
縮機の上限値以上は不可能である。このように現状では
ガスタービン出力増の対策はある程度可能であるが、例
えば圧縮機吸込空気温度が予想より高い場合、等の何ん
らかの理由によりガスタービン出力が制約を受ける場合
において、現状技術で実施可能な対策以上のガスタービ
ン出力増を行なわなければならないケース（ガスタービ
ン認可出力試験等）がある。このような場合には、現状
ではガスタービン出力増加の対応ができない。
／屋外吸気による操作で意図的に変えられるが、基本的
には自然条件により決定される。加圧流動層ボイラの燃
焼における空燃比は、ボイラの運転状況を変えることに
よりある程度の自由度は有しているが、ガスタービン圧
縮機の上限値以上は不可能である。このように現状では
ガスタービン出力増の対策はある程度可能であるが、例
えば圧縮機吸込空気温度が予想より高い場合、等の何ん
らかの理由によりガスタービン出力が制約を受ける場合
において、現状技術で実施可能な対策以上のガスタービ
ン出力増を行なわなければならないケース（ガスタービ
ン認可出力試験等）がある。このような場合には、現状
ではガスタービン出力増加の対応ができない。
【００１３】又、石炭ガス化複合発電システムにおいて
も同様に、何んらかの理由によってガスタービン出力が
制約を受ける場合において、現状技術における対策以上
のガスタービン出力増を行なわなければならないケース
（ガスタービン認可出力試験等）があり、この場合にも
現状技術で対応可能な出力以上の増加は不可能である。
も同様に、何んらかの理由によってガスタービン出力が
制約を受ける場合において、現状技術における対策以上
のガスタービン出力増を行なわなければならないケース
（ガスタービン認可出力試験等）があり、この場合にも
現状技術で対応可能な出力以上の増加は不可能である。
【００１４】そこで本発明は、加圧流動床複合発電シス
テムや石炭ガス化複合発電システム等のガスタービンと
蒸気タービンを発電装置として有する複合発電システム
において、従来のような圧縮機吸込空気温度を変えた
り、ボイラの燃焼における空燃比を変えるような対策以
外に、既設ガスタービンへ導かれる燃焼ガスの組成を変
えることによりガスタービン出力増を図ることのできる
ガスタービン出力増加方法を提供することを課題として
なされたものである。
テムや石炭ガス化複合発電システム等のガスタービンと
蒸気タービンを発電装置として有する複合発電システム
において、従来のような圧縮機吸込空気温度を変えた
り、ボイラの燃焼における空燃比を変えるような対策以
外に、既設ガスタービンへ導かれる燃焼ガスの組成を変
えることによりガスタービン出力増を図ることのできる
ガスタービン出力増加方法を提供することを課題として
なされたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するために次の（１）、（２）の方法を提供する。
解決するために次の（１）、（２）の方法を提供する。
【００１６】（１） 空気供給系からの空気と燃料供給
系からの燃料を燃焼させ、蒸気を発生するボイラを有
し、同蒸気で蒸気タービンを駆動すると共に、前記ボイ
ラの前記空気と燃焼ガスからなる排気でガスタービンを
駆動する複合発電システムにおいて、前記ボイラで発生
した蒸気の流路の途中から蒸気を一部抽気し、前記排気
中に混入することを特徴とする複合発電システムにおけ
るガスタービン出力増加方法。
系からの燃料を燃焼させ、蒸気を発生するボイラを有
し、同蒸気で蒸気タービンを駆動すると共に、前記ボイ
ラの前記空気と燃焼ガスからなる排気でガスタービンを
駆動する複合発電システムにおいて、前記ボイラで発生
した蒸気の流路の途中から蒸気を一部抽気し、前記排気
中に混入することを特徴とする複合発電システムにおけ
るガスタービン出力増加方法。
【００１７】（２） 上記の（１）において、前記排気
中に混入する蒸気は前記空気供給系に混入されることを
特徴とする複合発電システムにおけるガスタービン出力
増加方法。
中に混入する蒸気は前記空気供給系に混入されることを
特徴とする複合発電システムにおけるガスタービン出力
増加方法。
【００１８】本発明は上記（１）のようにボイラで発生
した蒸気の一部を抽気し、ガスタービンを駆動するボイ
ラの排気中に混入する。蒸気、即ち、水分はガスタービ
ン入口ガス性状の中でも比熱が大きく、ガス中に水分の
含有率を増加させることにより多くの熱量を供給するこ
とができるのでガスタービンの出力を増加させることが
できる。又、（２）のように蒸気をボイラの空気供給系
に混入すると、ボイラで蒸気が更に加熱されて燃焼ガス
に混入し、ガスタービン入口に供給されるので、ガス温
度の降下がなく、ガスタービン出力増加が最も効果的に
なされる。
した蒸気の一部を抽気し、ガスタービンを駆動するボイ
ラの排気中に混入する。蒸気、即ち、水分はガスタービ
ン入口ガス性状の中でも比熱が大きく、ガス中に水分の
含有率を増加させることにより多くの熱量を供給するこ
とができるのでガスタービンの出力を増加させることが
できる。又、（２）のように蒸気をボイラの空気供給系
に混入すると、ボイラで蒸気が更に加熱されて燃焼ガス
に混入し、ガスタービン入口に供給されるので、ガス温
度の降下がなく、ガスタービン出力増加が最も効果的に
なされる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係る複合発電システムのガスタービン出
力増加方法を適用するシステムの系統図である。図にお
いて、加圧流動床ボイラ１、集じん装置１４、ガスター
ビン１５、圧縮機１６、蒸気タービン２１、復水器２
２、主蒸気配管系３０及び再熱蒸気配管系３１の構成は
図６に示すシステムと同じ構成であり、本実施の第１形
態ではこの従来の構成に抽気配管系２を設けた点に特徴
を有する。
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係る複合発電システムのガスタービン出
力増加方法を適用するシステムの系統図である。図にお
いて、加圧流動床ボイラ１、集じん装置１４、ガスター
ビン１５、圧縮機１６、蒸気タービン２１、復水器２
２、主蒸気配管系３０及び再熱蒸気配管系３１の構成は
図６に示すシステムと同じ構成であり、本実施の第１形
態ではこの従来の構成に抽気配管系２を設けた点に特徴
を有する。
【００２０】蒸気抽気配管系２は再熱蒸気配管系３１と
集じん装置１４出口との間に設けられ、高温再熱蒸気を
抽気し、加圧流動床ボイラ１の出口の排ガスに抽気蒸気
を混合し、蒸気の混合された排ガスをガスタービン１５
へ供給する。
集じん装置１４出口との間に設けられ、高温再熱蒸気を
抽気し、加圧流動床ボイラ１の出口の排ガスに抽気蒸気
を混合し、蒸気の混合された排ガスをガスタービン１５
へ供給する。
【００２１】上記の構成においては、蒸気抽気配管系２
は集じん装置１４の出口側に蒸気を抽入しているので、
集じん装置１４の通過ガス量は従来と変わらず、ガスタ
ービン１５の入口温度は多少降下するが、ガスタービン
出力レスポンスは急であり、ガスタービン１５の出力は
蒸気を抽気しない時よりも増加する。但し、本実施の第
１形態においては、ガスタービン１５が瞬間的にサージ
ング領域（２５％マージン）に入らないように注意する
必要がある。
は集じん装置１４の出口側に蒸気を抽入しているので、
集じん装置１４の通過ガス量は従来と変わらず、ガスタ
ービン１５の入口温度は多少降下するが、ガスタービン
出力レスポンスは急であり、ガスタービン１５の出力は
蒸気を抽気しない時よりも増加する。但し、本実施の第
１形態においては、ガスタービン１５が瞬間的にサージ
ング領域（２５％マージン）に入らないように注意する
必要がある。
【００２２】図２は本発明の実施の第２形態に係る複合
発電システムの系統図である。図において、第１形態と
異る点は、蒸気抽気配管系３であり、蒸気抽気配管系３
は、主蒸気配管系３０で高圧タービンを駆動してその低
温蒸気を加圧流動床ボイラ１へ戻す低温側の再熱蒸気配
管系と、加圧流動床ボイラ１の出口との間で、集じん装
置１４の入口側に設けられ、低温再熱蒸気を抽気し、ボ
イラ１の出口排ガスにその蒸気を混合し、ガスタービン
１５へ供給する。
発電システムの系統図である。図において、第１形態と
異る点は、蒸気抽気配管系３であり、蒸気抽気配管系３
は、主蒸気配管系３０で高圧タービンを駆動してその低
温蒸気を加圧流動床ボイラ１へ戻す低温側の再熱蒸気配
管系と、加圧流動床ボイラ１の出口との間で、集じん装
置１４の入口側に設けられ、低温再熱蒸気を抽気し、ボ
イラ１の出口排ガスにその蒸気を混合し、ガスタービン
１５へ供給する。
【００２３】上記の構成においては、蒸気抽気配管系３
は集じん装置１４の入口側に蒸気を抽入しているので、
集じん装置１４通過ガス量は従来より増加し、ガスター
ビン１５の入口ガス温度は、蒸気が集じん装置１４を通
過して温度が降下する分低くなり、上記の実施の第１形
態よりは更に低下するが、ガスタービン出力レスポンス
は同様に急であり、ガスタービン１５の出力も上記実施
の第１形態程効果がないが、増大する。又、第１形態と
同様にガスタービン１５が瞬間的にサージング領域（２
５％マージン）に入らないように注意が必要である。
は集じん装置１４の入口側に蒸気を抽入しているので、
集じん装置１４通過ガス量は従来より増加し、ガスター
ビン１５の入口ガス温度は、蒸気が集じん装置１４を通
過して温度が降下する分低くなり、上記の実施の第１形
態よりは更に低下するが、ガスタービン出力レスポンス
は同様に急であり、ガスタービン１５の出力も上記実施
の第１形態程効果がないが、増大する。又、第１形態と
同様にガスタービン１５が瞬間的にサージング領域（２
５％マージン）に入らないように注意が必要である。
【００２４】図３は本発明の実施の第３形態に係る複合
発電システムの系統図である。図において、第１、２形
態と異る点は蒸気抽気配管系４であり、蒸気抽気配管系
４は低温側の再熱蒸気配管系と加圧流動床ボイラ１の空
気供給系との間に設けられ、低温再熱蒸気を抽気し、加
圧流動床ボイラ１への空気供給系にその蒸気を混合し、
加圧流動床ボイラ１へ蒸気を混入した空気を供給してい
る。
発電システムの系統図である。図において、第１、２形
態と異る点は蒸気抽気配管系４であり、蒸気抽気配管系
４は低温側の再熱蒸気配管系と加圧流動床ボイラ１の空
気供給系との間に設けられ、低温再熱蒸気を抽気し、加
圧流動床ボイラ１への空気供給系にその蒸気を混合し、
加圧流動床ボイラ１へ蒸気を混入した空気を供給してい
る。
【００２５】加圧流動床ボイラ１へ供給される空気に混
入された蒸気は、ボイラ１内で流動床燃焼し、排ガスと
一緒になって集じん装置１４に流入し、ガスタービン１
５に供給されるので、集じん装置１４への通過ガス量は
その分増加し、ガスタービン入口温度は、混合された蒸
気がボイラ１内で昇温されるので温度降下は生ずること
なく従来との変化はない。又、ガスタービン出力レスポ
ンスは、蒸気がボイラ１を介して間接的に混入されるの
で緩やかであり、ガスタービンの出力増は実施の第１、
第２形態よりは最も大きい。
入された蒸気は、ボイラ１内で流動床燃焼し、排ガスと
一緒になって集じん装置１４に流入し、ガスタービン１
５に供給されるので、集じん装置１４への通過ガス量は
その分増加し、ガスタービン入口温度は、混合された蒸
気がボイラ１内で昇温されるので温度降下は生ずること
なく従来との変化はない。又、ガスタービン出力レスポ
ンスは、蒸気がボイラ１を介して間接的に混入されるの
で緩やかであり、ガスタービンの出力増は実施の第１、
第２形態よりは最も大きい。
【００２６】図４は上記に説明した実施の第１〜第３形
態それぞれのＩＧＶ（Inlet GuideVane）開度と抽気蒸
気量との関係を示しており、同一圧縮機吸込空気量（同
一圧縮機吸込温度においてはＩＧＶ開度により決まる）
を横軸に、同一ガスタービン出力増加量を得るのに必要
な各系統からの必要抽気蒸気量を縦軸に示し、両者間の
関係例を示している。
態それぞれのＩＧＶ（Inlet GuideVane）開度と抽気蒸
気量との関係を示しており、同一圧縮機吸込空気量（同
一圧縮機吸込温度においてはＩＧＶ開度により決まる）
を横軸に、同一ガスタービン出力増加量を得るのに必要
な各系統からの必要抽気蒸気量を縦軸に示し、両者間の
関係例を示している。
【００２７】図４中、（Ａ）は図１に示す実施の第１形
態を、（Ｂ）は図２に示す実施の第２形態を、（Ｃ）は
図３に示す実施の第３形態をそれぞれ示し、同一ＩＧＶ
開度において必要とする抽気蒸気量が一番多いのが
（Ｂ）の低温側再熱蒸気配管系から蒸気を抽気し、ボイ
ラ出口ガスに混入する場合であり、次に多いのが（Ａ）
の高温再熱蒸気配管系から蒸気を抽気し、ボイラ出口ガ
スに混入する場合である。一番必要抽気蒸気量が少いの
は（Ｃ）で、低温再熱蒸気配管系から蒸気を抽気し、ボ
イラの空気供給系に混入する場合である。
態を、（Ｂ）は図２に示す実施の第２形態を、（Ｃ）は
図３に示す実施の第３形態をそれぞれ示し、同一ＩＧＶ
開度において必要とする抽気蒸気量が一番多いのが
（Ｂ）の低温側再熱蒸気配管系から蒸気を抽気し、ボイ
ラ出口ガスに混入する場合であり、次に多いのが（Ａ）
の高温再熱蒸気配管系から蒸気を抽気し、ボイラ出口ガ
スに混入する場合である。一番必要抽気蒸気量が少いの
は（Ｃ）で、低温再熱蒸気配管系から蒸気を抽気し、ボ
イラの空気供給系に混入する場合である。
【００２８】上記のように必要抽気蒸気量の多い順は
（Ｂ），（Ａ），（Ｃ）であり、この理由は、（Ｂ）及
び（Ａ）の場合は、抽気蒸気をボイラ〜ガスタービン入
口間で混入するためにガス温度が低下し、結果的にガス
タービン入口ガス温度が低下し、ガスタービンの出力増
を減少させる現象が生ずるためである。その反面、
（Ｃ）の場合は、ボイラ〜ガスタービン入口間での蒸気
混入によるガス温度低下がないために各ケースの中で最
も有効な方法となっている。
（Ｂ），（Ａ），（Ｃ）であり、この理由は、（Ｂ）及
び（Ａ）の場合は、抽気蒸気をボイラ〜ガスタービン入
口間で混入するためにガス温度が低下し、結果的にガス
タービン入口ガス温度が低下し、ガスタービンの出力増
を減少させる現象が生ずるためである。その反面、
（Ｃ）の場合は、ボイラ〜ガスタービン入口間での蒸気
混入によるガス温度低下がないために各ケースの中で最
も有効な方法となっている。
【００２９】蒸気抽入によるガスタービンの出力増加の
理由は、水分（Ｈ2 Ｏ）がガスタービン入口ガス性状の
中でも比熱が大きく、蒸気をガス中に混入することはガ
スの流量が増加するためであり、ガスタービンの出力増
加に効果をもたらすものである。前述のように本発明に
おいては、蒸気をガス中に混入し、ガスタービン入口ガ
ス組成中の水分（Ｈ2 Ｏ）の含有率を増加させ、上記理
由によりガスタービン出力を増加させることができる。
理由は、水分（Ｈ2 Ｏ）がガスタービン入口ガス性状の
中でも比熱が大きく、蒸気をガス中に混入することはガ
スの流量が増加するためであり、ガスタービンの出力増
加に効果をもたらすものである。前述のように本発明に
おいては、蒸気をガス中に混入し、ガスタービン入口ガ
ス組成中の水分（Ｈ2 Ｏ）の含有率を増加させ、上記理
由によりガスタービン出力を増加させることができる。
【００３０】上記の蒸気抽入方法のうち、（Ｃ）の低温
再熱蒸気配管系から抽気し、ボイラの空気供給系に混入
する場合で、定格点においてはボイラの空気供給系に蒸
気を抽入することにより約１５０kw〜２００kw程度のガ
スタービン出力増が図れる。
再熱蒸気配管系から抽気し、ボイラの空気供給系に混入
する場合で、定格点においてはボイラの空気供給系に蒸
気を抽入することにより約１５０kw〜２００kw程度のガ
スタービン出力増が図れる。
【００３１】プラントの部分負荷においてはボイラ出口
ガス温度が低下するので、その分出力増加量は低くな
る。図５は蒸気（Ｃ）の場合における部分負荷でのガス
タービン出力増加量を示す図であり、プラント負荷が３
０％では出力増加量は１００kw以下であるが１００％で
は１５０kw以上の増加量となっている。
ガス温度が低下するので、その分出力増加量は低くな
る。図５は蒸気（Ｃ）の場合における部分負荷でのガス
タービン出力増加量を示す図であり、プラント負荷が３
０％では出力増加量は１００kw以下であるが１００％で
は１５０kw以上の増加量となっている。
【００３２】なお、本実施の第１、第２、第３の形態に
おいては、加圧流動床ボイラによる複合発電システムの
例で説明したが、本発明は石炭ガス化複合発電システム
において蒸気タービンとガスタービンを組合せたシステ
ムのガスタービンの出力増加方法としても適用され、同
様の効果が得られるものである。
おいては、加圧流動床ボイラによる複合発電システムの
例で説明したが、本発明は石炭ガス化複合発電システム
において蒸気タービンとガスタービンを組合せたシステ
ムのガスタービンの出力増加方法としても適用され、同
様の効果が得られるものである。
【００３３】
【発明の効果】本発明の（１）の方法は、空気供給系か
らの空気と燃料供給系からの燃料を燃焼させ、蒸気を発
生するボイラを有し、同蒸気で蒸気タービンを駆動する
と共に、前記ボイラの前記空気と燃焼ガスからなる排気
でガスタービンを駆動する複合発電システムにおいて、
前記ボイラで発生した蒸気の流路の途中から蒸気を一部
抽気し、前記排気中に混入することを特徴としている。
又、（２）の発明は、蒸気をボイラの空気供給系に混入
することを特徴としている。このような構成により、ガ
スタービンの出力を増加させることができる。特に、
（２）の発明においては、蒸気がボイラの空気供給系に
供給され、蒸気はボイラで加熱された後、ガスタービン
に供給されるのでガスタービン入口温度が低下すること
なく最も効果的にガスタービンの出力を増加させること
ができる。
らの空気と燃料供給系からの燃料を燃焼させ、蒸気を発
生するボイラを有し、同蒸気で蒸気タービンを駆動する
と共に、前記ボイラの前記空気と燃焼ガスからなる排気
でガスタービンを駆動する複合発電システムにおいて、
前記ボイラで発生した蒸気の流路の途中から蒸気を一部
抽気し、前記排気中に混入することを特徴としている。
又、（２）の発明は、蒸気をボイラの空気供給系に混入
することを特徴としている。このような構成により、ガ
スタービンの出力を増加させることができる。特に、
（２）の発明においては、蒸気がボイラの空気供給系に
供給され、蒸気はボイラで加熱された後、ガスタービン
に供給されるのでガスタービン入口温度が低下すること
なく最も効果的にガスタービンの出力を増加させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係る複合発電システ
ムにおけるガスタービン出力増加方法を適用するシステ
ムの構成図である。
ムにおけるガスタービン出力増加方法を適用するシステ
ムの構成図である。
【図２】本発明の実施の第２形態に係る複合発電システ
ムにおけるガスタービン出力増加方法を適用するシステ
ムの構成図である。
ムにおけるガスタービン出力増加方法を適用するシステ
ムの構成図である。
【図３】本発明の実施の第３形態に係る複合発電システ
ムにおけるガスタービン出力増加方法を適用するシステ
ムの構成図である。
ムにおけるガスタービン出力増加方法を適用するシステ
ムの構成図である。
【図４】本発明の実施の第１、第２、第３形態に係るガ
スタービン出力増加方法による抽気必要蒸気量を示す図
である。
スタービン出力増加方法による抽気必要蒸気量を示す図
である。
【図５】本発明の実施の第３形態におけるプラント負荷
とガスタービン出力増加量との関係を示す図である。
とガスタービン出力増加量との関係を示す図である。
【図６】従来の加圧流動床複合発電システムの代表的な
系統図である。
系統図である。
１ 加圧流動床ボイラ ２，３，４ 蒸気抽気配管系 １４ 集じん装置 １５ ガスタービン １６ 圧縮機 ２１ 蒸気タービン ３０ 主蒸気配管系 ３１ 再熱蒸気配管系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 聡 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 空気供給系からの空気と燃料供給系から
の燃料を燃焼させ、蒸気を発生するボイラを有し、同蒸
気で蒸気タービンを駆動すると共に、前記ボイラの前記
空気と燃焼ガスからなる排気でガスタービンを駆動する
複合発電システムにおいて、前記ボイラで発生した蒸気
の流路の途中から蒸気を一部抽気し、前記排気中に混入
することを特徴とする複合発電システムにおけるガスタ
ービン出力増加方法。 - 【請求項２】 前記排気中に混入する蒸気は前記空気供
給系に混入されることを特徴とする請求項１記載の複合
発電システムにおけるガスタービン出力増加方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17191797A JP3621809B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 複合発電システムにおけるガスタービン出力増加方法 |
| US09/147,734 US6212872B1 (en) | 1997-06-27 | 1998-06-29 | Pressurized fluidized-bed combined cycle power generation system |
| PCT/JP1998/002899 WO1999000586A1 (fr) | 1997-06-27 | 1998-06-29 | Systeme de production d'energie a cycle combine en lit fluidise sous pression |
| DE69829354T DE69829354D1 (de) | 1997-06-27 | 1998-06-29 | Kombiniertes kraftwerk mit einer druckwirbelschicht |
| EP98929732A EP0933504B1 (en) | 1997-06-27 | 1998-06-29 | Pressurized fluidized-bed combined cycle power generation system |
| CA002264115A CA2264115C (en) | 1997-06-27 | 1998-06-29 | Pressurized fluidized-bed combined cycle power generation system |
| US09/765,364 US6293087B2 (en) | 1997-06-27 | 2001-01-22 | Pressurized fluidized bed combined electricity generation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17191797A JP3621809B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 複合発電システムにおけるガスタービン出力増加方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1113417A true JPH1113417A (ja) | 1999-01-19 |
| JP3621809B2 JP3621809B2 (ja) | 2005-02-16 |
Family
ID=15932247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17191797A Expired - Fee Related JP3621809B2 (ja) | 1997-06-27 | 1997-06-27 | 複合発電システムにおけるガスタービン出力増加方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6212872B1 (ja) |
| EP (1) | EP0933504B1 (ja) |
| JP (1) | JP3621809B2 (ja) |
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| WO (1) | WO1999000586A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003533624A (ja) * | 2000-05-12 | 2003-11-11 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ガスタービンプラント及び該プラントの出力増強のための方法 |
| CN111035263A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-21 | 深圳酷平方科技有限公司 | 一种烹饪进程中的烹饪器具的内表面温度的计算方法 |
| CN113202581A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-08-03 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东电力试验研究院 | 一种燃机冷却系统以及冷却方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US6968700B2 (en) | 2001-03-01 | 2005-11-29 | Lott Henry A | Power systems |
| US6467273B1 (en) | 2001-03-01 | 2002-10-22 | Henry A. Lott | Method for producing electrical power |
| US6841683B2 (en) * | 2001-08-30 | 2005-01-11 | Teva Pharmaceutical Industries Ltd. | Sulfonation method for zonisamide intermediate in zonisamide synthesis and their novel crystal forms |
| US7896956B2 (en) * | 2006-11-30 | 2011-03-01 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method for regenerating filter and apparatus thereof |
| US20110005747A1 (en) * | 2009-07-10 | 2011-01-13 | Loebig James C | Method and system for enhanced oil recovery |
| JP5832944B2 (ja) * | 2012-03-26 | 2015-12-16 | 月島機械株式会社 | 加圧流動炉システムの非常停止方法 |
| CN104179704B (zh) * | 2013-05-21 | 2016-05-04 | 国家电网公司 | 一种电厂增压风机辅机故障减负荷rb的方法及装置 |
| CN114076004B (zh) * | 2021-11-02 | 2023-08-25 | 国能寿光发电有限责任公司 | 一种中压供热系统及中压供热方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3795816A (en) * | 1972-05-09 | 1974-03-05 | Sulzer Ag | Apparatus to prevent overspeeding of a combination including a supercharged steam generator, a gas turbine and a compressor |
| JPH01116205A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-09 | Hitachi Ltd | 複合発電設備の出力制御装置 |
| JP2908884B2 (ja) * | 1991-01-31 | 1999-06-21 | 株式会社日立製作所 | 加圧流動床コンバインドプラントとその部分負荷運転制御方法及びその制御装置 |
| US5375409A (en) * | 1993-10-08 | 1994-12-27 | Ahlstrom Pyropower, Inc. | Pressurized fluidized bed combined gas turbine and steam turbine power plant with steam injection |
| JPH08166109A (ja) * | 1994-12-14 | 1996-06-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 加圧流動床プラント |
| SE503926C2 (sv) * | 1995-06-20 | 1996-09-30 | Abb Carbon Ab | Förfarande samt anordning för tilläggsenergialstring i en kraftanläggning |
| JP3145617B2 (ja) * | 1995-08-30 | 2001-03-12 | 三菱重工業株式会社 | 加圧流動床複合発電プラントの圧縮機制御装置 |
| US5918466A (en) * | 1997-02-27 | 1999-07-06 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Coal fuel gas turbine system |
-
1997
- 1997-06-27 JP JP17191797A patent/JP3621809B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-06-29 EP EP98929732A patent/EP0933504B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-29 DE DE69829354T patent/DE69829354D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-06-29 US US09/147,734 patent/US6212872B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-06-29 WO PCT/JP1998/002899 patent/WO1999000586A1/ja active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003533624A (ja) * | 2000-05-12 | 2003-11-11 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ガスタービンプラント及び該プラントの出力増強のための方法 |
| CN111035263A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-21 | 深圳酷平方科技有限公司 | 一种烹饪进程中的烹饪器具的内表面温度的计算方法 |
| CN113202581A (zh) * | 2021-05-07 | 2021-08-03 | 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东电力试验研究院 | 一种燃机冷却系统以及冷却方法 |
Also Published As
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| DE69829354D1 (de) | 2005-04-21 |
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| EP0933504A4 (en) | 2002-07-10 |
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