JPH1113482A - ガスタービン複合発電プラント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービン複合発電プラントに関し、重質
油を軽質分と重質分に分け、ガスタービンを軽質分で、
ボイラを重質分で燃焼させ、タービンの燃料の不純物を
少くし、高効率とする。 【解決手段】 原料タンク１からの原料ａは重質油処理
装置５で気体軽質分ｅと残余重質分ｄとに分離し、軽質
分ｅの一部は冷却器７で冷却されて流体軽質分ｈとして
軽質分タンク８に貯蔵され、液体軽質分としてガスター
ビン２１へ、又、気体軽質分ｅの一部もガスタービン２
１へ供給される。重質油処理装置５からの重質分ｄは混
合器９で粘度調整され、再燃ボイラ２３へ供給され、ガ
スタービン２３の排気と共に燃焼して蒸気を発生し、高
圧、低圧蒸気タービン３１，３２を駆動する。ガスター
ビン２１はタンク８からの液体軽質分ｈか、気体軽質分
ｅのいずれでも運転可能で、タンク８の貯蔵量で燃料調
整ができ、又、流体軽質分ｈで停止時のボイラ２３への
重質分ｄを置換え可能としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン複合
発電プラントに関し、重質油処理装置で重質油を軽質分
と重質分に分離し、軽質分をガスタービンへ、重質分を
ボイラへ、それぞれ供給するようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】図１４は従来の重質油直焚きのガスター
ビン複合発電プラントの構成図である。図において、２
１はガスタービンであり、タービン２１−１、コンプレ
ッサ２１−２及び発電機２２からなり、重質油が燃焼器
に供給され、ガスタービン２１を駆動し、発電機２２を
運転して電力を得ている。その燃焼ガスは再燃ボイラ２
３に入り、ボイラ２３は重質油燃料が供給され、この重
質油と共にボイラ内で燃焼し、燃焼後の排ガスは脱硝装
置２４を通り、エコノマイザ（ＥＣＯ）２５で排熱が回
収され、電気集塵機（ＥＰ）２６で集塵した後、脱硫装
置２７で脱硫されて煙突２８から排出される。再燃ボイ
ラ２３で加熱され、発生した蒸気は高圧蒸気タービン３
１を駆動し、更に低圧タービン３２も駆動し、発電機３
３を運転して電力を得ている。

【０００３】図１５は複合発電プラントの他の構成図で
あり、上記と同様にガスタービン２１には重質油が供給
され、これを燃焼器で燃焼させてガスタービン２１を駆
動し、発電機２２を運転して電力を得ている。一方、ガ
スタービン２１からの燃焼ガスは排熱回収ボイラ４０に
入り、その排ガスは煙突４１から排出される。又、押込
みファン２９により燃焼用空気が重質油と共に再燃ボイ
ラ２３に送られ、その排ガスは脱硝装置２４、エコノマ
イザ（ＥＣＯ）２５を通り、排熱を回収し、電気集塵機
（ＥＰ）２６で集塵した後脱硫装置２７で脱硫されて煙
突２８から排出される。一方、排熱回収ボイラ４０で回
収された熱により発生した蒸気と再燃ボイラ２３で発生
した蒸気は高圧蒸気タービン３１を駆動し、更に低圧蒸
気タービン３２も駆動して発電機３３を回し、電力を得
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように従来のガ
スタービン複合発電プラントにおいては、重質油を直接
ガスタービンの燃焼器で燃焼させ、ガスタービンを駆動
し、更にその燃焼ガスを再燃ボイラ、あるいは排熱回収
ボイラに導き、蒸気を発生させ、蒸気タービンを駆動し
ている。重質油中には高温腐食性成分であるＮａ，Ｋ，
Ｖ，等が含まれており、従来、これらの成分の除去につ
いては、タービン側で水洗装置によりＮａ，Ｋ等を除去
したり、添加物装置によりＭｇＯ等を添付してＶによる
腐食の効果を弱める等の処置を行っている。

【０００５】しかしながら、これら添加物がタービンに
付着し、タービン空冷孔が閉塞し、冷却効果が低下する
ためタービンの点検やクリーニングを頻繁に、例えば１
０００時間毎に行わなければならない。又、タービン入
口温度が９００℃程度の低い温度のガスタービンにおい
ては、このような点検、クリーニングをしても低効率の
運転となってしまう。

【０００６】そこで、本発明は、重質油処理装置で重質
油を軽質分と重質分とに分離し、ガスタービンはその軽
質分を燃焼させて運転し、蒸気タービンを駆動する蒸気
を発生させる再燃ボイラへは重質分を供給して燃焼させ
るようにし、ガスタービンの燃料の過不足に対応するた
めに貯蔵タンクを設けるようにしたガスタービン複合発
電プラントを提供することを基本的な課題としている。

【０００７】更に、本発明は、上記のように重質油処理
装置を備えて重質油から軽質分と重質分とを分離し、ガ
スタービンはその軽質分を燃焼させて運転し、ガスター
ビンの排ガスを排熱回収ボイラに導くようにし、蒸気タ
ービンの蒸気を発生させる再燃ボイラへは重質分を供給
するような構成として、排熱回収ボイラを有するシステ
ムでも運用できるガスタービン複合発電プラントを提供
することも基本的な課題としている。

【０００８】

【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）乃至（７）の手段を提供す
る。

【０００９】（１）重質油を加熱し、気体軽質分と重質
分とに分離する重質油処理装置と、同重質油処理装置か
ら気体軽質分を導き、冷却して液体軽質分として貯蔵す
る液体軽質分タンクとを備え、同液体軽質分タンクから
の液体軽質分と、前記重質油処理装置からの気体軽質分
のいずれか場合によっては両方をガスタービンに投入し
て駆動し、その排気と前記重質油処理装置からの重質分
を再燃ボイラに投入するように構成したことを特徴とす
るガスタービン複合発電プラント。

【００１０】（２）重質油を加熱し、気体軽質分と重質
分とに分離する重質油処理装置と、同重質油処理装置か
ら気体軽質分を導き、冷却して液体軽質分として貯蔵す
る液体軽質分タンクとを備え、同液体軽質分タンクから
の液体軽質分と、前記重質油処理装置からの気体軽質分
のいずれか場合によっては両方をガスタービンに投入し
て駆動し、その排気を排熱回収ボイラに投入すると共
に、前記重質油処理装置からの重質分を再燃ボイラに投
入するように構成したことを特徴とするガスタービン複
合発電プラント。

【００１１】（３）上記の（１）の発明において、前記
重質油処理装置からの重質分を再燃ボイラへ導く系路の
途中に重質分タンクを設けると共に、同重質分タンクに
は前記重質油処理装置から気体軽質分を導入することを
特徴とするガスタービン複合発電プラント。

【００１２】（４）上記（１）から（３）のいずれかの
発明において、前記再燃ボイラで発生した蒸気を抽出し
て同抽出蒸気により、又は蒸気を抽出して加熱流体を加
熱し、その加熱流体により、又は別の加熱源により、あ
るいは原料の重質油の一部を自燃させ、その熱により、
これらのいずれかの加熱手段により前記重質油処理装置
を加熱することを特徴とするガスタービン複合発電プラ
ント。

【００１３】（５）上記の（１）又は（２）の発明にお
いて、前記重質分を再燃ボイラへ導く系路は内部の重質
分を前記液体軽質分タンクからの液体軽質分で置換可能
としたことを特徴とするガスタービン複合発電プラン
ト。

【００１４】（６）上記の（１）から（３）のいずれか
の発明において、前記液体軽質分タンクは液体軽質分が
充満すると前記重質油処理装置側に液体軽質分を再循環
可能であることを特徴とするガスタービン複合発電プラ
ント。

【００１５】（７）上記の（１）から（３）のいずれか
の発明において、前記再燃ボイラには、前記重質油処理
装置からの重質分と共に重質油を供給し、同重質油で起
動及び追い焚可能としたことを特徴とするガスタービン
複合発電プラント。

【００１６】本発明の（１）においては、重質油処理装
置で分離された気体軽質分はガスタービンへ供給されガ
スタービンを駆動することができ、又、その一部は冷却
されて液体軽質分となり液体軽質分タンクに貯蔵され
る。この液体軽質分タンクからの液体軽質分もガスター
ビンへ供給され、ガスタービンは気体、液体のいずれの
燃料でも運用できる。従って負荷の増減によって軽質分
の供給量が変動する場合には、この液体軽質分タンクが
バッファとなり、補償することができる。即ち、ガスタ
ービンへの供給量が少い場合には軽質分を液体軽質分タ
ンクに溜めておき、供給量が不足する場合にはこれをタ
ンクより補充することができる。一方、重質油処理装置
からの重質分は再燃ボイラへ投入され、再燃ボイラでは
ガスタービンの排気と共に燃焼させ、蒸気を発生させ、
蒸気タービンを駆動する。

【００１７】上記の本発明の（１）により、ガスタービ
ンは従来の重質油直焚きから軽質分で駆動されるので燃
料中の不純物が少くなり、タービンの点検やクリーニン
グの回数も減少することができ、その燃焼効率も向上す
る。

【００１８】本発明の（２）においては、上記の（１）
の発明と同じく軽質油処理装置で重質油を気体軽質分と
重質分に分離し、液体軽質分タンクに液体軽質分を貯蔵
し、ガスタービンでは気体軽質分と液体軽質分のいずれ
でも運用可能であり、ガスタービンの排気を投入する排
熱回収ボイラを有するシステムにも適用可能となり、上
記の（１）の発明と同様な効果を得ることができる。

【００１９】本発明の（３）においては重質分を再燃ボ
イラに供給する系路に重質分タンクを設けたので、重質
油処理装置から供給される重質分をタンク内に溜めるこ
とができる。重質分は固化を防ぐために気体軽質分を投
入して粘度を調整しており、これにより重質分の再燃ボ
イラへの供給量を調整することが可能となり、蒸気ター
ビン系の負荷変動に対処することができ、上記（１）の
効果に加え、運用の幅が増すものである。

【００２０】本発明の（４）においては、重質油処理装
置の加熱は再燃ボイラで発生した蒸気を抽出して行なわ
れるので、他の加熱源を用いずに加熱系がコンパクトと
なり、自己の熱源でまかなうことができる。

【００２１】本発明の（５）においては、再燃ボイラを
停止する場合には、燃料の重質分の供給も停止するが、
重質分を供給する系路内には重質分が残り、そのまま固
化してしまうので液体軽質分タンクから液体軽質分をこ
の系路内に導き、重質分を軽質分で置き換える。この操
作により再起動時に再燃ボイラに重質分か、あるいは重
質油を系路を通して支障なく投入することができる。

【００２２】本発明の（６）においては、ガスタービン
の負荷の増減に対し、ガスタービンに供給される軽質分
は液体軽質分タンクの貯蔵量で調節されるが、ガスター
ビンの負荷が少い時には液体軽質分タンクに液体軽質分
として貯蔵してゆき、タンクが充満し、過剰な分は重質
油処理装置側へ再循環し戻すことができるので安全な運
用ができる。

【００２３】本発明の（７）においては、ガスタービン
の燃料投入量よりも再燃ボイラへ投入する燃料を増加し
なければならない場合、即ち蒸気タービンの出力を増加
させる場合には、重質分の供給のみには限度があり、再
燃ボイラへの重質分の供給は（３）の発明以外では重質
油処理装置で生成される重質分の量に依存している。従
って、この場合には重質油処理装置へ供給される原料の
重質油をバイパスさせて再燃ボイラへ投入し、重質分の
燃焼と共に追い焚きを行い、蒸気量を増加させることが
できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、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形態に係るガスタービン複合発電プラントの
構成図である。図１において図中左側Ａは燃料系統およ
び燃料処理系統であり、右側Ｂは発電設備であり、発電
設備Ｂは従来の構成と同じ符号を付しており、その構成
は従来と同一機能を有するので説明は省略する。又、図
中〈 〉で示す符号は各燃料の系統を示すものである。

【００２５】図１において、１は重質油の原料ａを貯蔵
する原料タンク、２は移送ポンプであり、３は原料ａを
予熱する加熱熱交換器であり、熱源流体ｆ₁ により原料
ａを予熱する。４は噴射ポンプであり、予熱された原料
ａを重質油処理装置５内へ噴射する。重質油処理装置５
では熱源流体ｆ₂ により入熱されて重質油原料ａを気体
軽質分ｅと残余重質分ｄとに分離する。

【００２６】６はミスト分離器であり、重質油処理装置
５からの気化軽質分ｅからミストを除去するものであ
る。７は冷却器であり、気化軽質分ｅを冷却し、液化す
るもので、冷却流体ｇ₁ により冷却する。８は軽質分タ
ンクであり、冷却後の液体軽質分ｈを貯蔵するものであ
る。

【００２７】９は混合器であり、重質油処理装置５から
の残余重質分ｄを導き、必要に応じて軽質分ｅを流入さ
せて重質分ｄが固化しないように調整する。１０は冷却
器で、冷却流体ｇ₂ により原料タンク１へ戻る重質分ｄ
の温度を下げるものである。１１は軽質油移送ポンプ、
１２は軽質油噴射ポンプであり、これら１１，１２は軽
質分タンク８からの液体軽質分ｈを移送し、ガスタービ
ン２１へ噴射する。

【００２８】１３は重質分ポンプであり、混合器９から
の重質分ｄをボイラ２３へ送るものである。１４は補助
ボイラであり、加熱熱交換器３や重質油処理装置５への
熱源流体ｆ₁ ，ｆ₂ を加熱するものである。１５は燃料
排出貯槽であり、燃料を一時的にダンプするものであ
る。１６は昇圧圧縮機でミスト分離器６からの気化軽質
分ｅを加圧してガスタービン２１へ送る。

【００２９】上記に説明の各装置間の燃料の流路の系
は、図中〈 〉付符号で示しており、〈１〉は液体燃料
供給系であり、冷却器７への〈１〉₂ 、軽質分タンク８
を経由する〈１〉₁ を有し、ガスタービン２１へ液体燃
料を供給する。〈２〉はミスト分離器６、昇圧圧縮機１
６を経由し、ガスタービン２１へ気体軽質燃料を供給す
る気体軽質燃料供給系、〈３〉はボイラ２３起動用の重
質油供給系、〈４〉は混合気９で粘度が調整された重質
燃料を再燃ボイラ２３へ供給する重質燃料供給系であ
る。

【００３０】〈５〉は気体軽質燃料再循環系であり、気
体軽質分ｅを重質油処理装置５へ再循環させるもので、
重質油処理装置５から混合器９への系〈５〉₁ 、と系
〈１〉 ₂ から混合器９への系〈５〉₂ からなっている。
〈６〉は液体軽質燃料再循環系であり、液体軽質ｈを原
料タンク１に戻す系である。〈７〉は重質燃料再循環系
であり、重質分ポンプ１３、冷却器１０を経由して重質
分ｄを原料タンク１へ戻す系である。

【００３１】〈８〉は処理装置スタンバイ系で、重質油
ポンプ１３からの重質油ｄを噴射ポンプ４の入口側に戻
している系である。〈９〉はボイラノズルスイープ系
で、軽質油噴射ポンプ１２からの液体軽質分ｈを再燃ボ
イラ２３の重質燃料供給系〈４〉、及びボイラ起動用の
重質油供給系〈３〉へ流し、残余重質分ｄを軽質油と置
き換える系である。〈１０〉はタービンバイパス系であ
り、再燃ボイラ２３からの蒸気を高圧蒸気タービン３
１、低圧蒸気タービン３２に送らずにバイパスさせる系
である。

【００３２】〈１１〉は燃料処理装置熱源蒸気系であ
り、ボイラ２３からの蒸気で重質油処理装置５の熱源流
体ｆ₂ や加熱熱交換器３の熱源流体ｆ₁ とする系であ
る。〈１２〉は燃料処理装置放出系であり、重質油処理
装置５からの残余重質分ｄを燃料排出貯槽１５へ流す系
である。〈１３〉は燃料ダンプ系であり、再燃ボイラ２
３へ供給する重質油燃料系〈４〉の残余重質分ｄを燃料
排出貯槽１５へダンプする系である。

【００３３】上記の構成の実施の第１形態におけるガス
タービン複合プラントにおいて、まず、その基本的な作
用を説明する重質油原料ａは原料タンク１から移送ポン
プ２により圧送され、加熱熱交換器３により予熱され、
噴射ポンプ４により重質油処理装置５へ噴射される。重
質油処理装置５では熱源流体ｆ₂ により加熱され、重質
油を気化軽質分ｅと残余重質分ｄに分離する。

【００３４】重質油処理装置５からの気化軽質分ｅはミ
スト分離器６でミスト分が除去され、その一部分は系
〈２〉によりガスタービン２１に送られ、燃焼してガス
タービン２１を駆動する。又、残りの一部は系〈１〉₂
により冷却器７へ流れ、冷却されて液化し、軽質分タン
ク８へ貯蔵される。貯蔵された液体軽質分ｈは、必要に
応じて気体軽質分の系〈２〉の供給が切替えられると系
〈１〉₁ からガスタービン２１へ供給され、液体軽質分
ｈを燃料として燃焼させ、ガスタービン２１を駆動する
ことができる。

【００３５】一方、重質油処理装置５からの残余重質分
ｄは混合器９で軽質分ｅと混合して粘度が調節される。
これは重質分は貯留が困難で、粘度が高く一旦固化する
と再溶解は不可能であるので、軽質分を加え、粘度を調
整する。混合器９からの重質分ｄは系〈４〉を通り、再
燃ボイラ２３へ供給され、燃焼して蒸気を発生させる。

【００３６】上記のように、本実施の第１形態における
ガスタービン複合プラントの基本的作動は、ボイラでの
重質分の流量によって重質油処理装置５を運用し、ガス
タービン２１への軽質分ｅの過不足は軽質分タンク８へ
の液体軽質分の貯留量と払出量のバッファ効果を利用す
る。即ち、液体、気体いずれとも使用可能であり、例え
ば、系〈２〉から供給される気化軽質分ｅが不足の場合
には、系〈１〉₂ により軽質分タンク８からの液体軽質
分ｈを供給して補充するようにする。又、気化軽質分ｅ
に余裕がある時には、系〈１〉₁ により軽質分タンク８
に液体軽質分として貯蔵するようにする。

【００３７】図２は本発明の実施の第２形態に係るガス
タービン複合発電プラントの発電設備の構成図であり、
図１の第１形態と発電設備が異り、発電設備がＢからＣ
の構成となっている。発電設備Ｃは、ガスタービン２１
の排ガスが排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）４０に入り、こ
こでガスタービン２１の燃焼ガスから排熱が回収され、
蒸気を発生して高圧蒸気タービン３１へ供給し、その排
ガスは煙突４１から排出される。又、再燃ボイラ２３に
は押込ファン２９により送気Ｋを送っている。その他は
図１に示す発電設備Ｂと同じであり、燃料系統および燃
料処理系統Ａから燃料が供給され、実施の第１形態と同
様に発電されるものである。従ってその基本的作動は同
じであるので説明は省略する。

【００３８】図３は本発明の実施の第３形態に係るガス
タービン複合発電プラントの構成図である。図におい
て、実施の第１形態と異なる部分は重質燃料供給系
〈４〉に重質分タンク１７と重質分ポンプ１８とを設け
て燃料系統および燃料処理系統Ｄを構成し、その他の構
成は図１に示す実施の第１形態と同じであり、説明は省
略する。

【００３９】図３における重質分タンク１７は系〈４〉
の途中に設けられ、重質油処理装置５からの重質分ｄを
溜めてハッファの役目をする。重質分タンク１７には系
〈５〉₂ から気体軽質分ｅの一部が導かれて重質分ｄに
混合され、その粘度を調整して固化するのを防ぎ、再燃
ボイラ２３への供給は重質分ポンプ１８により送られ
る。このような構成の実施の第３形態によれば、再燃ボ
イラ２３に供給される重質分ｄの供給量を調整すること
ができ、再燃ボイラ２３での供給量が少い時に重質分タ
ンク１７に貯蔵しておき、供給量が増加した時にはこの
重質分タンク１７より補充することができる。

【００４０】次に、本発明の運転方法について、実施の
第１形態のガスタービン複合発電プラントの構成を例に
して図４乃至図１３に基づいて詳しく説明する。これら
の図では各運転のモードを示しており、作動している系
を太線で表示している。

【００４１】図４はガスタービン起動モード（ステップ
１）であり、ガスタービンを液体軽質分で単独起動する
ものである。系〈１〉₁ より軽質分タンク８内に保有し
ている液体軽質分ｈをガスタービン２１に投入する。こ
の間燃料処理系統は停止しており、発電設備は、ガスタ
ービンが起動→無負荷定格→ミニマムロードとなり、蒸
気タービンは系〈１０〉で蒸気をダンプし、ミニマムロ
ードに保持する。

【００４２】図５は燃料処理装置暖機モード（ステップ
２）であり、まず蒸気タービンの蒸気を一部抽気して補
助ボイラ１４を運転し、系〈１１〉で熱源流体ｆ₁ ，ｆ
₂ を加熱し、重質油処理装置５を閉サイクルで暖機運転
する。従って、系〈１〉₁ ，系〈５〉₁ ，系〈７〉，系
〈８〉，系〈１１〉が作動し、運転する。発電設備は、
ガスタービン２１、蒸気タービン３１，３２共ミニマム
ロードとし、再燃ボイラ２３で排熱回収し、発生した蒸
気の一部を抽気し、熱源流体ｆ₁ ，ｆ₂ を供給する。

【００４３】燃料系統では系〈１〉₁ と軽質油タンク８
からミニマムロード分だけ液体軽質分ｈをガスタービン
２１へ投入して運転する。燃料処理系統では系
〈５〉₁ ，系〈７〉，系〈８〉で閉サイクル循環を行う
が、暖機運転は加熱熱交換器３及び重質油処理装置５で
最小限の加熱を行って軽質分ｅを生成させるが、系
〈５〉₁ により混合器９へ送り、再び残余重質分ｄと混
合し、冷却器１０で冷却した後原料タンク１へ戻す。

【００４４】図６は再燃ボイラ起動モード（ステップ
３）であり、再燃ボイラ２３を処理前の重質油原料ａで
起動し、ガスタービン２１、蒸気タービン３１，３２の
負荷を上昇させる。発電設備ではガスタービン２１、蒸
気タービン３１，３２共負荷を増加させ、熱源流体の蒸
気は系〈１１〉より主蒸気から抽気する。

【００４５】燃料系統では系〈１〉₁ よりガスタービン
２１へ液体軽質分ｈを投入して運転し、系〈３〉により
再燃ボイラ２３へ重質油原料ａを投入して運転する。燃
料処理系統では系〈５〉₁ と系〈７〉により重質油処理
装置５が安定運転に入り、気体軽質分ｅを連続的に生成
するようになる。

【００４６】図７は全系運用モード（ステップ４）であ
り、重質油処理装置５から系〈２〉により所定の軽質分
ｅをガスタービン２１へ、系〈４〉により重質分ｄを再
燃ボイラ２３へそれぞれ供給し、主要設備を設計範囲で
運用する。発電設備としては、ガスタービン２１は系
〈１〉₁ ，系〈２〉により液体軽質分ｈ、気体軽質分ｅ
のいずれでも運用が可能である。燃料系統としては、図
ではガスタービン２１を液体軽質分ｈで運転する場合を
示しており、ガスタービン２１への燃料は系〈１〉₁ で
軽質分タンク８より液体軽質分ｈを払出すと共に、系
〈１〉₂ で軽質分ｅを投入してアンバランスを補償して
いる。

【００４７】又、系〈２〉により気体軽質分ｅもガスタ
ービン２１へ供給可能としている。再燃ボイラ２３へは
系〈４〉により重質分ｄが供給され、運転される。燃料
処理系統では系〈１１〉によりボイラ２３からの蒸気を
抽気し、加熱熱交換器３、重質油処理装置５の熱源流体
ｆ₁ ，ｆ₂ とし、運転を安定させる。

【００４８】図８は燃料按分モード〔１〕（ステップ
５）であり、ガスタービン２１への燃料投入量がボイラ
２３への燃料投入量よりも多い場合である。発電設備で
はガスタービン２１系は〈１〉₁ からの液体軽質分ｈで
負荷上昇運転を行い、再燃ボイラ２３では安定運用を行
い、ガスタービン２１の出力が増大する分、蒸気タービ
ンの出力も向上する。

【００４９】燃料系統では、図ではガスタービン２１を
液体軽質分ｈで運転する場合を示しており、系〈１〉₁
で液体軽質分ｈを、系〈２〉で気体軽質分ｅのいずれで
も供給可能とし、系〈１〉₁ ，系〈２〉のアンバランス
は軽質分タンク８の貯蔵量で補償する。この場合系
〈２〉での気体軽質分ｅの供給量は一定のため系〈１〉
₁を生かし、系〈２〉において不足する分は軽質分タン
ク８で補償する。燃料処理系統では再燃ボイラ２３への
系〈４〉からの重質分ｄの供給が一定のため再燃ボイラ
２３の運転は常に一定の運用を行う。

【００５０】図９は燃料按分モード〔２〕−（ステッ
プ６−１）であり、ガスタービン２１への燃料投入量が
再燃ボイラ２３への燃料投入量よりも少い場合である。
発電設備ではガスタービン２１は系〈１〉₁ からの液体
軽質分ｈで負荷減少運転を行い、再燃ボイラ２３では安
定運用を行うが、ガスタービン２１の出力減少により、
その分だけ蒸気の出力も低下する。

【００５１】燃料系統では、図ではガスタービン２１を
液体軽質分ｈで運転する場合を示しており、系〈１〉₂
によりステップ５において減少した軽質分タンク８の液
体軽質分を補充し、軽質分タンク８が充満すると系
〈６〉により液体軽質分ｈを原料タンク１へ再循環させ
る。従って、燃料処理系統では原料タンク１の原料ａは
若干軽質側の状態となる。再燃ボイラ２３へは系〈４〉
により重質分ｄが供給され、安定運転される。

【００５２】図１０は燃料按分モード〔２〕−（ステ
ップ６−２）であり、上記のステップ６−１と同様にガ
スタービン燃料投入量が再燃ボイラ２３への燃料投入量
よりも少い場合である。発電設備ではステップ６−１と
同じであり、ガスタービン２１は系〈１〉₁ からの液体
軽質分ｈで負荷減少運転を行い、再燃ボイラ２３では安
定運転を行うが、ガスタービンの出力減少により、その
分だけ蒸気の出力も低下する。

【００５３】燃料系統では、図では液体軽質分ｈで運転
する場合を示しており、系〈１〉₁，系〈２〉のいずれ
においてもガスタービン２１の燃料を必要量に絞り、運
用できる。燃料処理系統においては、ガスタービン２１
の負荷減少により軽質分ｅを減少させる必要があるが、
その制御としては、系〈５〉₁ により軽質分ｅを混合器
９へバイパスさせて系〈１〉₁ 又は系〈２〉への供給量
を減少させて調整する。あるいは他の制御方法として
は、重質油処理装置５への加熱流体ｆ₂ からの入熱を減
少させることにより軽質分ｅの生成を低下させるように
する。再燃ボイラ２３への系〈４〉からの重質分ｄが所
定量に抑制されているので、原料タンク１から払出す原
料ａそのものを低減し、必要に応じて系〈８〉により余
分の重質分ｄを再循環させる。

【００５４】図１１は燃料按分モード〔２〕−（ステ
ップ６−３）であり、ガスタービン２１の燃料投入量が
再燃ボイラの燃料投入量よりも少い場合であるが、ガス
タービン２１は一定出力で運用し、再燃ボイラ２３の蒸
気タービン系の出力増を行う場合である。発電設備とし
ては、ガスタービン２１が既に最大出力に到達している
か、あるいは何んらかの事情で出力増加をしない場合で
あり、再燃ボイラ２３は出力増を行う。

【００５５】燃料系統としては系〈１〉₁ ，系〈１〉₂
で液体燃料でガスタービン２１を運転し、系〈４〉でボ
イラ２３へ重質分ｄを供給して蒸気を発生させている
が、再燃ボイラ２３の出力増に伴い、系〈３〉により更
に原料タンク１から重質油ａを再燃ボイラ２３に供給
し、追い焚きしている。燃料処理系統としてはステップ
４の全系運転モード後から継続して変更をしない。

【００５６】図１２は停止モード（ステップ７）であ
り、通常停止の場合である。発電設備としてはガスター
ビン２１のミニマムロードからの停止操作であり、再燃
ボイラ２３は重質油ｄを軽質油ｅで置換するが、この置
換の間だけ蒸気を発生させる。再燃ボイラ２３からの蒸
気は系〈１０〉₁ ，系〈１０〉₂ で蒸気タービン３１，
３２をバイパスさせる。燃料系統の停止操作は、ボイラ
ノズルをスイープするために系〈９〉により系〈３〉内
の重質油ａ、系〈４〉内の重質分ｄを液体軽質油ｈで置
換する。

【００５７】燃料処理系統では、系〈７〉、系〈８〉を
原料ａで置換し、加熱熱交換器３、重質油処理装置５へ
の加熱は、系〈１１〉が作動せず、加熱流体ｆ₁ ，ｆ₂
を供給しないので停止する。同時に系〈７〉の高温の再
循環油を冷却器１０で冷却する。

【００５８】図１３は燃料処理装置の緊急・停止モード
（ステップ８）であり、ケースとして、ガスタービン
２１、再燃ボイラ２３、蒸気タービン３１，３２の系の
緊急・停止で重質油処理装置５をステップ７によって通
常停止できなかった場合と、ケースとして、重質油処
理装置５が単独で異常となり、緊急・停止する場合とが
ある。

【００５９】発電設備としては、ケースではガスター
ビン２１、再燃ボイラ２３、蒸気タービン３１，３２を
緊急・停止し、ケースでは発電負荷を保持して燃料切
替えの後ステップ７により通常停止する。燃料系統とし
ては、ケースでは発電系統停止後直ちに再燃ボイラ２
３の燃料を液体軽質分に切替える。即ち、系〈１３〉に
より再燃ボイラ２３への系〈４〉内の重質油ｄを燃料排
出貯槽１５へダンプし、系〈９〉から液体軽質油ｈを送
り、これで置換える。燃料排出貯槽１５は熱交換部分を
内蔵し、油の流動を保つようにし、温度制御が容易にで
きるようにする。ケースとしてはステップ７と同じ停
止操作を行う。

【００６０】燃料処理系統としては、系〈１２〉内及び
重質油処理装置５内の重質分ｄを燃料排出貯槽１５に排
出し、固化を回避すると共に、重質油原料ａで置換し、
再起動状態（ステップ２）にする。加熱熱交換器３及び
重質油処理装置５では、短期間少量加熱を保ち、重質分
ｄの排出完了までの流動性も保持する。

【００６１】以上、本発明の実施の第１形態の構成に基
づいて、本発明のガスタービン複合発電プラントの運転
方法をステップ１からステップ８に整理して説明した
が、実施の第２、第３形態においても発電設備に排熱回
収ボイラ４０を設けた点、系〈４〉に重質油タンク１７
を設けた点以外は同じであり、同様の運転となる。上記
に説明のステップ１からステップ８までの運転方法を、
燃料供給状況、発電設備、燃料系統、燃料処理系統に項
目を分けてその特徴点を表１乃至表３にまとめて整理し
て示す。表は紙面の都合上、表１〜表３に分割して表示
しており、表中燃料系統はそれぞれ系〈１〉〜系〈１
３〉のうちそれぞれ作動するものを丸印で示しており、
これを図示したものが図４〜図１３に対応して示してい
る。

【００６２】

【表１】

【００６３】

【表２】

【００６４】

【表３】

【００６５】以上説明のように、本発明の実施の第１，
第２及び第３形態においては、重質油処理装置５により
重質油原料ａを気体軽質分ｅと残余重質分ｄとに分離
し、軽質分ｅを気体と液体軽質分ｈとに分け、液体軽質
分ｈは軽質分タンク８に貯蔵するようにし、それぞれガ
スタービン２１へ供給していずれの燃料でも運用可能と
し、重質分ｄは再燃ボイラ２３へ、又、実施の第３形態
では重質油タンク１７を介して供給するような構成とし
たので、ガスタービン２１の燃料が従来の重質油直焚き
と比べて不純物の含有が少く、タービン空冷孔を閉塞す
ることが少くなり、そのための点検やクリーニングの回
数が少くなり、効率良く運転することができるものであ
る。

【００６６】

【発明の効果】本発明の（１）は、重質油を加熱し、気
体軽質分と重質分とに分離する重質油処理装置と、同重
質油処理装置から気体軽質分を導き、冷却して液体軽質
分として貯蔵する液体軽質分タンクとを備え、同液体軽
質分タンクからの液体軽質分と、前記重質油処理装置か
らの気体軽質分のいずれかをガスタービンに投入して駆
動し、その排気と前記重質油処理装置からの重質分を再
燃ボイラに投入するように構成したことを特徴としてい
る。

【００６７】上記の構成により、ガスタービンは液体軽
質分と気体軽質分のいずれでも運転可能では負荷の増減
に対しては液体軽質タンクの貯蔵量で調整することがで
きる。更に、ガスタービンは従来の重質油直焚きではな
く軽質分で駆動されるので燃料中の不純物が少くなり、
タービンの点検やクリーニングの回数も減少することが
でき、高性能の高温ガスタービンを適用することができ
るためプラントの発電効率を向上できる。

【００６８】本発明の（２）は、重質油を加熱し、気体
軽質分と重質分とに分離する重質油処理装置と、同重質
油処理装置から気体軽質分を導き、冷却して液体軽質分
として貯蔵する液体軽質分タンクとを備え、同液体軽質
分タンクからの液体軽質分と、前記重質油処理装置から
の気体軽質分のいずれかをガスタービンに投入して駆動
し、その排気を排熱回収ボイラに投入すると共に、前記
重質油処理装置からの重質分を再燃ボイラに投入するよ
うに構成したことを特徴としている。

【００６９】上記の構成により、排熱回収ボイラを有す
るガスタービンの複合発電プラントにおいても、上記
（１）の発明と同様にガスタービンでは気体軽質分と液
体軽質分のいずれでも運用可能であり、又、燃料中の不
純物が少くなり、タービンの点検やクリーニングの回数
も少くすることができる。

【００７０】本発明の（３）は、上記（１）において、
前記重質油処理装置からの重質分を再燃ボイラへ導く系
路の途中に重質分タンクを設けると共に、同重質分タン
クには前記重質油処理装置から気体軽質分を導入するこ
とを特徴としている。このような構成により重質油処理
装置から供給される重質分をタンク内に溜めることがで
きる。重質分は固化を防ぐために気体軽質分を投入して
粘度を調整しており、これにより重質分の再燃ボイラへ
の供給量を調整することが可能となり、蒸気タービン系
の負荷変動に対処することができ、上記（１）の効果に
加え、運用の幅が増すものである。

【００７１】本発明の（４）は、上記の（１）から
（３）のいずれかにおいて、前記再燃ボイラで発生した
蒸気を抽出して同抽出蒸気により、又は蒸気を抽出して
加熱流体を加熱し、その加熱流体により、又は別の加熱
源により、あるいは原料の重質油の一部を自燃させ、そ
の熱により、これらのいずれかの加熱手段により前記重
質油処理装置を加熱することを特徴としている。特に抽
出蒸気を用いる場合は装置をコンパクトにまとめること
ができる。

【００７２】本発明の（５）は、上記の（１）又は
（２）において、前記重質分を再燃ボイラへ導く系路は
内部の重質分を前記液体軽質分タンクからの液体軽質分
で置換可能としたことを特徴としている。このような構
成により、再燃ボイラを停止する場合には、燃料の重質
分の供給も停止するが、重質分を供給する系路内には重
質分が残り、そのまま固化してしまうので液体軽質分タ
ンクから液体軽質分をこの系路内に導き、重質分を軽質
分で置き換える。この操作により再起動時に再燃ボイラ
に重質分か、あるいは重質油を系路を通して支障なく投
入することができる。

【００７３】本発明の（６）は、上記（１）から（３）
のいずれかにおいて、前記液体軽質分タンクは液体軽質
分が充満すると前記重質油処理装置側に液体軽質分を再
循環可能であることを特徴としている。このような構成
により、タンクが充満し、過剰な分は軽質油処理装置側
へ再循環し戻すことができるので安全な運用ができる。

【００７４】本発明の（７）は、上記（１）から（３）
のいずれかにおいて、前記再燃ボイラには、前記重質油
処理装置からの重質分と共に重質油を供給し、同重質油
で起動及び追い焚可能にしたことを特徴としている。こ
のような構成により、蒸気タービンの負荷を増加する場
合には、重質油処理装置へ供給される原料の重質油をバ
イパスさせて再燃ボイラへ投入し、重質分の燃焼と共に
追い焚きを行い、蒸気量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形態に係るガスタービン複
合発電プラントの構成図である。

【図２】本発明の実施の第２形態に係るガスタービン複
合発電プラントの発電設備の構成図である。

【図３】本発明の実施の第３形態に係るガスタービン複
合発電システムの構成図である。

【図４】本発明の実施の第１形態に係る運転方法を示す
図で、起動モードの例である。

【図５】本発明の実施の第１形態に係る運転方法を示す
図で、燃料処理装置暖機モードの例である。

【図６】本発明の実施の第１形態に係る運転方法を示す
図で、ボイラ起動モードの例である。

【図７】本発明の実施の第１形態に係る運転方法を示す
図で、全系運用モードの例である。

【図８】本発明の実施の第１形態に係る運転方法を示す
図で、燃料按分モードの一例である。

【図９】本発明の実施の第１形態に係る運転方法を示す
図で、燃料按分モードの他の例である。

【図１０】本発明の実施の第１形態に係る運転方法を示
す図で、燃料按分モードの他の類似の例である。

【図１１】本発明の実施の第１形態に係る運転方法を示
す図で、燃料按分モードのその他の例である。

【図１２】本発明の実施の第１形態に係る運転方法を示
す図で、停止モードの例である。

【図１３】本発明の実施の第１形態に係る運転方法を示
す図で、燃料処理装置の緊急・停止モードの例である。

【図１４】従来のガスタービン複合発電プラントの構成
図である。

【図１５】従来の排気再熱ボイラを用いたガスタービン
複合発電プラントの構成図である。

【符号の説明】

１ 原料タンク ２ 移送ポンプ ３ 加熱熱交換器 ４ 噴射ポンプ ５ 重質油処理装置 ６ ミスト分離器 ７，１０ 冷却器 ８ 軽質分タンク ９ 混合器 １１ 軽質油移送ポンプ １２ 軽質油噴射ポンプ １３，１８ 重質分ポンプ １４ 補助ボイラ １５ 燃料排出貯蔵 １６ 昇圧圧縮機 １７ 重質分タンク ２３ 再燃ボイラ ３１ 高圧蒸気タービン ３２ 低圧蒸気タービン ａ 原料 ｄ 残余重質分 ｅ 気体軽質分 ｆ₁ ，ｆ₂ 熱源流体 ｇ₁ ，ｇ₂ 冷却流体 ｈ 液体軽質分

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重質油を加熱し、気体軽質分と重質分と
   に分離する重質油処理装置と、同重質油処理装置から気
   体軽質分を導き、冷却して液体軽質分として貯蔵する液
   体軽質分タンクとを備え、同液体軽質分タンクからの液
   体軽質分と、前記重質油処理装置からの気体軽質分のい
   ずれかをガスタービンに投入して駆動し、その排気と前
   記重質油処理装置からの重質分を再燃ボイラに投入する
   ように構成したことを特徴とするガスタービン複合発電
   プラント。
2. 【請求項２】 重質油を加熱し、気体軽質分と重質分と
   に分離する重質油処理装置と、同重質油処理装置から気
   体軽質分を導き、冷却して液体軽質分として貯蔵する液
   体軽質分タンクとを備え、同液体軽質分タンクからの液
   体軽質分と、前記重質油処理装置からの気体軽質分のい
   ずれかをガスタービンに投入して駆動し、その排気を排
   熱回収ボイラに投入すると共に、前記重質油処理装置か
   らの重質分を再燃ボイラに投入するように構成したこと
   を特徴とするガスタービン複合発電プラント。
3. 【請求項３】 前記重質油処理装置からの重質分を再燃
   ボイラへ導く系路の途中に重質分タンクを設けると共
   に、同重質分タンクには前記重質油処理装置から気体軽
   質分を導入することを特徴とする請求項１記載のガスタ
   ービン複合発電プラント。
4. 【請求項４】 前記再燃ボイラで発生した蒸気を抽出し
   て同抽出蒸気により、又は蒸気を抽出して加熱流体を加
   熱し、その加熱流体により、又は別の加熱源により、あ
   るいは原料の重質油の一部を自燃させ、その熱により、
   これらいずれかの加熱手段により前記重質油処理装置を
   加熱することを特徴とする請求項１から３のいずれかに
   記載のガスタービン複合発電プラント。
5. 【請求項５】 前記重質分を再燃ボイラへ導く系路は内
   部の重質分を前記液体軽質分タンクからの液体軽質分で
   置換可能としたことを特徴とする請求項１又は２記載の
   ガスタービン複合発電プラント。
6. 【請求項６】 前記液体軽質分タンクは液体軽質分が充
   満すると前記重質油処理装置側に液体軽質分を再循環可
   能であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに
   記載のガスタービン複合発電プラント。
7. 【請求項７】 前記再燃ボイラには、前記重質油処理装
   置からの重質分と共に重質油を供給し、同重質油で起動
   及び追い焚可能としたことを特徴とする請求項１から３
   のいずれかに記載のガスタービン複合発電プラント。