JPH11350974A - 加圧流動床複合発電プラント - Google Patents

加圧流動床複合発電プラント

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JPH11350974A
JPH11350974A JP16175598A JP16175598A JPH11350974A JP H11350974 A JPH11350974 A JP H11350974A JP 16175598 A JP16175598 A JP 16175598A JP 16175598 A JP16175598 A JP 16175598A JP H11350974 A JPH11350974 A JP H11350974A
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JP
Japan
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pipe
gas turbine
gas
bypass
bypass valve
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Pending
Application number
JP16175598A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiko Sato
和彦 佐藤
Nobuyoshi Mishima
信義 三島
Takashi Mao
孝志 麻尾
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Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11350974A publication Critical patent/JPH11350974A/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
    • 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]

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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ガスタービンバイパス系統不使用時におけるガ
スタービンバイパス配管への結露による腐食を防止する
こと。 【解決手段】バイパス弁9の下流側のバイパス配管8内
に滞留したガスがバイパス配管8の放熱により凝縮し、
ガスタービン排気ダクト6より流入する高水分の燃焼ガ
スにより結露を生じさせないようにする目的で、バイパ
ス弁出口配管へ乾燥空気を供給する配管12を設けるこ
とにより、ガスタービンバイパス配管8の腐食を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は加圧流動床複合発電
プラントに係り、特にガスタービンをバイパスする配管
において、硫酸化合物と結露による水分により生成され
た腐食性のある硫酸分による配管の腐食を防止するため
に必要なウォーミング方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図4に従来の加圧流動床ボイラ複合発電
プラントを示す。また、各弁は通常運転時の開閉状態を
示しており、黒は閉条件、白は開条件を示している。加
圧流動床ボイラ3で発生する燃焼ガスは、配管4を通過
しガスタービン5を駆動して膨張後のガスタービン排気
ダクト6を通り煙突7にて大気へ排出する。
【0003】一方、圧縮機1は、ガスタービン5により
駆動され加圧流動床ボイラの燃焼用空気を配管2を介し
て供給する。加圧流動床ボイラ3は圧縮機1より供給さ
れる空気によって流動床を形成し、図示していない燃料
供給系統より供給される燃料とともに燃焼する。
【0004】ガスタービンバイパス配管8は前記配管4
より分岐しガスタービン5をバイパスして前記ガスター
ビン排気ダクト6に接続する配管であり、ガスタービン
バイパス配管8には、管路を開閉するバイパス配管を設
置している。また、ガスタービンバイパス弁9は通常運
転時には使用しないため、配管4を流れる高温ガスが流
入しないようにする目的のため、配管2より分岐してガ
スタービンバイパス弁9上流にシール配管を設置してい
る。
【0005】配管2から供給される圧縮機1の出口空気
温度は、圧縮機1の性能にもよるが、300℃以上の空
気であり、ガスタービンバイパス弁9上流のガスタービ
ンバイパス配管8をウォーミングする効果もある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図4に示す従
来の加圧流動床プラントでは、ガスタービンバイパス弁
9下流側のガスタービンバイパス配管8内に残留したガ
スまたは空気がガスタービンバイパス弁9下流のガスタ
ービンバイパス配管8の放熱により凝縮することによっ
てガスタービン排気ダクト6より高水分の燃焼ガスが流
入し結露を生じることによって、ガス中の硫酸化合物と
結露による水分が結合し酸性の流体が生成されガスター
ビンバイパス配管8を腐食するという問題点が解消され
ないままであった。
【0007】本発明の目的は、ガスタービンバイパス弁
9下流のガスタービンバイパス配管8の腐食を防止する
ことにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に以下の手段を採用した。
【0009】請求項1記載の発明は、加圧流動床ボイラ
からの排ガスにより駆動されるガスタービンとガスター
ビンによって駆動される加圧流動床ボイラの燃焼用空気
を供給する圧縮機と前記ガスタービンをバイパスするバ
イパス配管及びバイパス配管の管路を開閉するバイパス
弁,前記バイパス弁の上流側へバイパス弁の摩耗,異物
の詰まり、腐食の発生を防止する目的で前記圧縮機出口
より前記バイパス弁の入口側へシール配管を備えた加圧
流動床複合発電プラントにおいて、バイパス配管内に滞
留しているガスの露点温度を低下させ、バイパス配管の
放熱によっても結露が生じないようにする目的で、バイ
パス弁出口配管へ乾燥空気を供給する配管を設けたこと
を特徴とする。
【0010】請求項2記載の発明は、請求項1記載の加
圧流動床複合発電プラントにおいて、バイパス弁下流側
のバイパス配管内に滞留したガスがバイパス配管の放熱
により凝縮し、ガスタービン排気ダクトより流入するガ
スにより結露を生じさせないようにする目的で、バイパ
ス弁出口配管へ前記バイパス配管を加熱する装置を設け
たことを特徴とする。
【0011】請求項3記載の発明は、請求項1記載の加
圧流動床複合発電プラントにおいて、バイパス弁下流側
のバイパス配管内に滞留したガスがバイパス配管の放熱
により凝縮し、ガスタービン排気ダクトより流入するガ
スにより結露を生じさせないようにする目的で、バイパ
ス弁出口配管へ露点温度以上の高温流体を供給する配管
を設けたことを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の実
施形態について詳述する。
【0013】図1〜図3は、本発明の一実施形態を示
し、図1に示すものと同一の要素には、同一の符号を付
して重複する説明は省略する。
【0014】図1の実施形態によれば、圧縮機1にて圧
縮された高圧空気は、配管2を通過し加圧流動床ボイラ
3へ導入され、加圧流動床ボイラによって石炭等の燃料
と共に流動床を形成しながら燃焼し、高温高圧の燃焼ガ
スとなり、配管4を通してガスタービン5にて膨張して
仕事をする。ガスタービン5は図示していないガスター
ビン発電機を回転させ電気出力を得る。その後、ガスタ
ービン5の排気ガスは、図示していない蒸気タービンサ
イクルの給水を加熱した後、煙突7より大気へ放出され
る。
【0015】ガスタービンバイパス配管8は、プラント
起動時においては、配管2,4及び加圧流動床ボイラ3
の予熱のために使用し、またプラント停止時において
は、加圧流動床ボイラの残圧を抜くために使用する目的
のため設置しており、通常運転時には使用していない配
管系統である。また通常加圧流動床ボイラ3の排ガスは
約900℃程度の灰等のダストを含んだガスであり、ガ
スタービンバイパス配管8へ流入し、ガスタービンバイ
パス弁9を摩耗させたりガスタービンバイパス弁9に加
圧流動床ボイラ3の燃焼ガスに含まれる灰等のダストに
より弁部の詰まりが考えられ、ガスタービンバイパス弁
9上流に配管2より分岐したシール配管10を通して、
配管4を流れる灰を含んだ高温ガスが流入しない様にシ
ールしている。
【0016】圧縮機1の性能にもよるが一般的に配管2
を流れる空気は300℃以上であり、ガスタービンバイ
パス弁9上流のガスタービンバイパス配管8をウォーミ
ングすることができる。シール配管10に設置している
弁11は、ガスタービンバイパス弁9が開のとき閉止さ
せ、ガスタービンバイパス弁9が閉止しているときには
開させ、無駄な空気が流れないようにしている。
【0017】一方、ガスタービンバイパス弁9下流のガ
スタービンバイパス配管8の内部に滞留しているガスま
たは空気は、ガスタービンバイパス配管8の放熱により
温度が低下し凝縮する。凝縮した分だけ圧力が低下する
ことになるが、ガスタービン排気ダクト6に接続してい
るため高水分(燃料性状により異なるが、一般的に圧縮
機1出口を流れる空気に対して、加圧流動床ボイラ3で
の燃焼によって絶対湿度が5%程度増加する)の燃焼ガ
スがその凝縮分だけガスタービンバイパス弁9下流のガ
スタービンバイパス配管8に流入してくることになる。
【0018】この燃焼ガス内には燃焼によって生じた水
分だけではなく、硫酸化合物が含まれており、この硫酸
化合物と結露によって生じた水分が結合すると硫酸分と
なり配管を腐食する原因となる。この腐食性をもつ硫酸
分の生成を防止するためガスタービンバイパス弁9下流
のガスタービンバイパス配管8に乾燥空気供給配管12
を設置し、湿分分離後の乾燥空気を導入することによっ
て、ガスタービン排気ダクト6からの逆流を防止すると
ともに、乾燥空気によって露点温度を低下させガスター
ビンバイパス配管8内で結露を生じさせないようにす
る。
【0019】この方法はガスタービンバイパス配管9内
の絶対湿度を低下させることにより露点温度が下がると
いう現象を利用したもので、露点温度をガスタービンバ
イパス配管8の外部の温度以下まで低下させれば結露は
防止できる。また、ガスタービンバイパス配管8内部に
滞留しているガスをパージできるという効果もある。こ
の乾燥空気は発電プラントにおける空気作動弁等の作動
用空気として使用されている除湿された制御用空気でも
充分効果がある。ただし、制御用空気は一般的に低温で
あり、ガスタービンバイパス配管8を緊急停止時等の高
温状態で使用する場合には願わくば高温であることが望
ましい。高温の乾燥空気を必要とする場合には、乾燥空
気供給配管12の途中に加熱源を設けて高温の乾燥空気
を使用しても問題はない。
【0020】図2は、ガスタービンバイパス弁9下流の
ガスタービンバイパス配管8に加熱流体供給配管13を
設置し、この配管内を例えば補助蒸気等を通すことによ
ってガスタービンバイパス配管8を露点温度以上に加熱
することが可能で、結露を防止することができる。
【0021】この方法によると、例えばガスタービンバ
イパス配管8を使用していた時に滞留していたガスまた
は空気の温度よりも加熱源の温度が低い場合には、ガス
タービンバイパス配管内に滞留しているガスがその温度
差分だけ凝縮し圧力が低下することになり、圧力がバラ
ンスするために必要な量だけガスタービン排気ダクト6
より高水分のガスが流入するが、露点温度以上に加温で
きる補助蒸気を高温流体供給配管13へ供給することで
結露を防止することができる。また、加熱流体は補助蒸
気だけではなく、高温水などの流体を利用することも可
能である。
【0022】尚、加熱流体供給配管13は、例えば電気
ヒータなどの加熱源でも問題はない。
【0023】図3は、ガスタービンバイパス弁9下流の
ガスタービンバイパス配管8にガスタービン5出口部分
の約500℃程度に低下した燃焼ガスそのものを流入さ
せる配管14を設置し、ガスタービンバイパス配管8を
露点温度以上に加熱し、結露を防止するようにしたもの
で、流入させるガス量は、ガスタービン排気ダクト6を
通過するガスの0.1% 未満でも充分効果があり、プラ
ントの効率低下にはあまり影響しない。
【0024】またこの方法では、灰分を含んだガスを流
入させることになるが、ガスタービンバイパス弁9下流
側のガスタービンバイパス配管8からガスタービン排気
ダクト側への流れが生じるため、ガスタービンバイパス
弁9への灰の堆積はなく、前記のガス量では、ガスター
ビンバイパス配管8を流れる流速は配管径にもよるが数
m/s程度と遅く、配管の摩耗についてはほとんど影響
がないが、配管14の途中にダストを除去するセパレー
タ等を設置することが望ましい。
【0025】尚、流入させる高温流体は、ガスタービン
排気ダクトのガスではなく、圧縮機1出口の高温空気で
も問題はなく、前記灰による影響はなくなる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の加圧流
動床ボイラからの排ガスにより駆動されるガスタービン
とガスタービンによって駆動される加圧流動床ボイラの
燃焼用空気を供給する圧縮機,前記ガスタービン入口か
らガスタービン排気ダクトへバイパスするバイパス配
管,前記バイパス配管の管路を開閉するバイパス弁,前
記バイパス弁の上流側へバイパス弁の摩耗,異物の詰ま
り,腐食の発生を防止する目的で前記圧縮機出口より前
記バイパス弁の入口へ空気を供給するシール配管,シー
ル配管の管路を開閉する弁を備えた加圧流動床複合発電
プラントにおいて、前記バイパス弁の下流側のバイパス
配管内に滞留したガスがバイパス配管の放熱により凝縮
しガスタービン排気ダクトより流入する高水分の燃焼ガ
スにより結露を生じさせないようにする目的で前記バイ
パス弁出口配管へ乾燥空気を供給する配管を設けること
により配管の腐食を防止することができ、プラントの信
頼性を図ることができる。
【0027】請求項2によれば、請求項1の加圧流動床
複合発電プラントにおいてガスタービンバイパス弁下流
のガスタービンバイパス配管に加熱装置を設けることに
より配管の腐食を防止することができ、プラントの信頼
性を図ることができる。
【0028】請求項3によれば、請求項1の加圧流動床
複合発電プラントにおいてガスタービンバイパス弁下流
のガスタービンバイパス配管に露点温度以上の高温流体
を供給する配管を設けることにより配管の腐食を防止す
ることができ、プラントの信頼性を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である複合発電プラントの
構成図である。
【図2】本発明の一実施形態である複合発電プラントの
構成図である。
【図3】本発明の一実施形態である複合発電プラントの
構成図である。
【図4】従来の加圧流動床複合発電プラントの概略系統
図である。
【符号の説明】
1…圧縮機、2…配管、3…加圧流動床ボイラ、4…配
管、5…ガスタービン、6…ガスタービン排気ダクト、
7…煙突、8…ガスタービンバイパス配管、9…ガスタ
ービンバイパス弁、10…ウォーミング配管、11…ウ
ォーミング弁、12…乾燥空気供給配管、13…加熱流
体供給配管、14…配管。
フロントページの続き (72)発明者 麻尾 孝志 茨城県日立市幸町三丁目2番1号 日立エ ンジニアリング株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】加圧流動床ボイラからの排ガスにより駆動
    されるガスタービンと、ガスタービンによって駆動され
    る加圧流動床ボイラの燃焼用空気を供給する圧縮機,前
    記ガスタービン入口からガスタービン排気ダクトへバイ
    パスするバイパス配管,前記バイパス配管の管路を開閉
    するバイパス弁,前記バイパス弁の上流側へバイパス弁
    の摩耗,異物の詰まり、腐食の発生を防止する目的で、
    前記圧縮機出口より前記バイパス弁の入口へ空気を供給
    するシール配管,シール配管の管路を開閉する弁を備え
    た加圧流動床複合発電プラントにおいて、前記バイパス
    弁の下流側のバイパス配管内に滞留したガスがバイパス
    配管の放熱により凝縮し、ガスタービン排気ダクトより
    流入する高水分の燃焼ガスにより、結露を生じさせない
    ようにする目的で、前記バイパス弁出口配管へ乾燥空気
    を供給する配管を設けたことを特徴とする加圧流動床複
    合発電プラント。
  2. 【請求項2】請求項1の加圧流動床複合発電プラントに
    おいて、前記バイパス弁の下流側のバイパス配管内に滞
    留したガスがバイパス配管の放熱により凝縮し、ガスタ
    ービン排気ダクトより流入する高水分の燃焼ガスによ
    り、結露を生じさせないようにする目的で、バイパス弁
    出口配管へ前記バイパス配管を加熱する装置を設けたこ
    とを特徴とする加圧流動床複合発電プラント。
  3. 【請求項3】請求項1の加圧流動床複合発電プラントに
    おいて、前記バイパス弁の下流側のバイパス配管内に滞
    留したガスがバイパス配管の放熱により凝縮し、ガスタ
    ービン排気ダクトより流入する高水分の燃焼ガスにより
    結露を生じさせないようにする目的で、バイパス弁出口
    配管へ露点温度以上の高温流体を供給する配管を設けた
    ことを特徴とする加圧流動床複合発電プラント。
JP16175598A 1998-06-10 1998-06-10 加圧流動床複合発電プラント Pending JPH11350974A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007508924A (ja) * 2003-10-20 2007-04-12 サム テクノロジーズ 空気圧タービンを有する回転噴霧器の排気導管
JP2009121777A (ja) * 2007-11-16 2009-06-04 Public Works Research Institute 加圧流動焼却設備及び加圧流動焼却設備の立ち上げ運転方法
CN113653947A (zh) * 2021-08-12 2021-11-16 华能曲阜热电有限公司 一种锅炉一次风管监测装置及其监测方法

Cited By (4)

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