JPH1193691A - ガスタービン - Google Patents
ガスタービンInfo
- Publication number
- JPH1193691A JPH1193691A JP27336597A JP27336597A JPH1193691A JP H1193691 A JPH1193691 A JP H1193691A JP 27336597 A JP27336597 A JP 27336597A JP 27336597 A JP27336597 A JP 27336597A JP H1193691 A JPH1193691 A JP H1193691A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- air
- combustor
- gas turbine
- heater
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低カロリーの燃料ガスを使用する場合でも、
燃焼器での着火性が良く、かつガスタービン本体入口で
のガス温度が高くて効率の良いガスタービンを提供す
る。 【解決手段】 ガスは、電気集塵機１によりダストを取
り除かれた後、ガスコンプレッサ２により昇圧され、ガ
ス加熱器６により１０００℃以上に加熱された後、燃焼
器３に導かれる。空気は、空気フィルタ４により除塵さ
れた後、空気コンプレッサ５により昇圧され、空気加熱
器７により１０００℃以上に加熱された後、燃焼器３に
導かれる。ガスと空気は燃焼器３中で混合され、ガスが
燃焼して、燃焼排ガスがガスタービンに導かれてガスタ
ービン本体を駆動する。ガスタービン入口での燃焼排ガ
スの温度は１４００〜１５００℃に達し、燃料として高
カロリーのガス（ＬＮＧ等）を使用したときと同等のタ
ービン効率が得られる。
燃焼器での着火性が良く、かつガスタービン本体入口で
のガス温度が高くて効率の良いガスタービンを提供す
る。 【解決手段】 ガスは、電気集塵機１によりダストを取
り除かれた後、ガスコンプレッサ２により昇圧され、ガ
ス加熱器６により１０００℃以上に加熱された後、燃焼
器３に導かれる。空気は、空気フィルタ４により除塵さ
れた後、空気コンプレッサ５により昇圧され、空気加熱
器７により１０００℃以上に加熱された後、燃焼器３に
導かれる。ガスと空気は燃焼器３中で混合され、ガスが
燃焼して、燃焼排ガスがガスタービンに導かれてガスタ
ービン本体を駆動する。ガスタービン入口での燃焼排ガ
スの温度は１４００〜１５００℃に達し、燃料として高
カロリーのガス（ＬＮＧ等）を使用したときと同等のタ
ービン効率が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンに関
し、特に製鉄所等において発生する低カロリーのガスを
燃料とするガスタービンに関するものである。
し、特に製鉄所等において発生する低カロリーのガスを
燃料とするガスタービンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】製鉄所においては、コークス炉、高炉、
転炉等から種々の副生ガスが発生する。これらのガスの
エネルギーを回収する方法として、従来からボイラにお
いてこれらのガスを燃焼させて蒸気を発生させ、この蒸
気により発電を行うことが一般的に行われてきた。
転炉等から種々の副生ガスが発生する。これらのガスの
エネルギーを回収する方法として、従来からボイラにお
いてこれらのガスを燃焼させて蒸気を発生させ、この蒸
気により発電を行うことが一般的に行われてきた。
【０００３】しかし、最近では、これらのガスを燃焼さ
せて直接ガスタービンを駆動することにより発電を行
い、高い熱回収効率を得る方法が開発されている。これ
らのガスタービンの概略系統図を図３に示す。図３にお
いて、１はガス用電気集塵器、２はガスコンプレッサ、
３は燃焼器、４は空気フィルタ、５は空気コンプレッサ
である。
せて直接ガスタービンを駆動することにより発電を行
い、高い熱回収効率を得る方法が開発されている。これ
らのガスタービンの概略系統図を図３に示す。図３にお
いて、１はガス用電気集塵器、２はガスコンプレッサ、
３は燃焼器、４は空気フィルタ、５は空気コンプレッサ
である。
【０００４】ガスは、電気集塵機１によりダストを取り
除かれた後、ガスコンプレッサ２により昇圧され、燃焼
器３に導かれる。燃焼器３入口でのガス温度は約４００
℃である。空気は、空気フィルタ４により除塵された
後、空気コンプレッサ５により昇圧され、燃焼器３に導
かれる。燃焼器３入口での空気温度は５００〜６００℃
である。ガスと空気は燃焼器３中で混合され、ガスが燃
焼して、燃焼排ガスがガスタービン（図示せず）に導か
れてガスタービン本体を駆動する。
除かれた後、ガスコンプレッサ２により昇圧され、燃焼
器３に導かれる。燃焼器３入口でのガス温度は約４００
℃である。空気は、空気フィルタ４により除塵された
後、空気コンプレッサ５により昇圧され、燃焼器３に導
かれる。燃焼器３入口での空気温度は５００〜６００℃
である。ガスと空気は燃焼器３中で混合され、ガスが燃
焼して、燃焼排ガスがガスタービン（図示せず）に導か
れてガスタービン本体を駆動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述のようなガスター
ビンを、製鉄所から出る副生ガス等を燃料として駆動し
ようとする場合、これらのガスは低カロリーであるた
め、着火性が悪く、燃焼器３での燃焼が不安定になると
いう問題点がある。また、これらのガスの排ガス温度が
低いため（ガスタービン入口で約１３００℃）、ガスタ
ービンの効率が悪いという問題点もある。
ビンを、製鉄所から出る副生ガス等を燃料として駆動し
ようとする場合、これらのガスは低カロリーであるた
め、着火性が悪く、燃焼器３での燃焼が不安定になると
いう問題点がある。また、これらのガスの排ガス温度が
低いため（ガスタービン入口で約１３００℃）、ガスタ
ービンの効率が悪いという問題点もある。
【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、低カロリーの燃料ガスを使用する
場合でも、燃焼器での着火性が良く、かつガスタービン
本体入口でのガス温度が高くて効率の良いガスタービン
を提供することを課題とする。
めになされたもので、低カロリーの燃料ガスを使用する
場合でも、燃焼器での着火性が良く、かつガスタービン
本体入口でのガス温度が高くて効率の良いガスタービン
を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、ガスコンプレッサと、空気コンプレッ
サと、燃焼器とを有するガスタービンであって、ガスコ
ンプレッサと燃焼器との間にガス加熱器を設けたことを
特徴とするもの（請求項１）である。
の第１の手段は、ガスコンプレッサと、空気コンプレッ
サと、燃焼器とを有するガスタービンであって、ガスコ
ンプレッサと燃焼器との間にガス加熱器を設けたことを
特徴とするもの（請求項１）である。
【０００８】ガス加熱器により燃料ガスが加熱されて高
温となり燃焼器に導かれるので、燃焼器における着火性
が安定する。また、燃焼排ガス温度が高くなるので、ガ
スタービンの効率が向上する。
温となり燃焼器に導かれるので、燃焼器における着火性
が安定する。また、燃焼排ガス温度が高くなるので、ガ
スタービンの効率が向上する。
【０００９】前記課題を解決するための第２の手段は、
ガスコンプレッサと、空気コンプレッサと、燃焼器とを
有するガスタービンであって、空気コンプレッサと燃焼
器との間に空気加熱器を設けたことを特徴とするもの
（請求項２）である。
ガスコンプレッサと、空気コンプレッサと、燃焼器とを
有するガスタービンであって、空気コンプレッサと燃焼
器との間に空気加熱器を設けたことを特徴とするもの
（請求項２）である。
【００１０】空気加熱器により燃焼空気が加熱されて高
温となり燃焼器に導かれるので、燃焼器における着火性
が安定する。また、燃焼排ガス温度が高くなるので、ガ
スタービンの効率が向上する。
温となり燃焼器に導かれるので、燃焼器における着火性
が安定する。また、燃焼排ガス温度が高くなるので、ガ
スタービンの効率が向上する。
【００１１】これら、第１の手段と第２の手段を合わせ
て用いることにより、さらに大きな効果が得られる。
て用いることにより、さらに大きな効果が得られる。
【００１２】前記課題を解決するための第３の手段及び
第４の手段は、前記第１の手段、第２の手段において、
それぞれ、ガス加熱器、空気加熱器を間接加熱型蓄熱式
バーナとしたことを特徴とするもの（請求項３、請求項
４）である。
第４の手段は、前記第１の手段、第２の手段において、
それぞれ、ガス加熱器、空気加熱器を間接加熱型蓄熱式
バーナとしたことを特徴とするもの（請求項３、請求項
４）である。
【００１３】間接加熱型とは、バーナの火炎及び燃焼排
ガスと被加熱体が直接接触しない形式のものを意味す
る。蓄熱式バーナとは、蓄熱体を有するバーナを対にし
て使用し、一方のバーナが燃焼しているとき、他方のバ
ーナは排ガスを吸引して、その排ガスにより蓄熱体を加
熱して蓄熱し、燃焼中のバーナにおいては蓄熱体に蓄熱
された熱で燃焼空気を加熱した後、燃料と混合して燃焼
させる方式のバーナである。
ガスと被加熱体が直接接触しない形式のものを意味す
る。蓄熱式バーナとは、蓄熱体を有するバーナを対にし
て使用し、一方のバーナが燃焼しているとき、他方のバ
ーナは排ガスを吸引して、その排ガスにより蓄熱体を加
熱して蓄熱し、燃焼中のバーナにおいては蓄熱体に蓄熱
された熱で燃焼空気を加熱した後、燃料と混合して燃焼
させる方式のバーナである。
【００１４】間接加熱型蓄熱式バーナを用いることによ
り、ガス及び空気を効率よく加熱することができる。
り、ガス及び空気を効率よく加熱することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の一例を
示す概略系統図である。図１において、１はガス用電気
集塵器、２はガスコンプレッサ、３は燃焼器、４は空気
フィルタ、５は空気コンプレッサ、６はガス加熱器、７
は空気加熱器である。
用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の一例を
示す概略系統図である。図１において、１はガス用電気
集塵器、２はガスコンプレッサ、３は燃焼器、４は空気
フィルタ、５は空気コンプレッサ、６はガス加熱器、７
は空気加熱器である。
【００１６】ガスは、電気集塵機１によりダストを取り
除かれた後、ガスコンプレッサ２により昇圧され、ガス
加熱器６により１０００℃以上に加熱された後、燃焼器
３に導かれる。空気は、空気フィルタ４により除塵され
た後、空気コンプレッサ５により昇圧され、空気加熱器
７により１０００℃以上に加熱された後、燃焼器３に導
かれる。ガスと空気は燃焼器３中で混合され、ガスが燃
焼して、燃焼排ガスがガスタービン（図示せず）に導か
れてガスタービン本体を駆動する。ガスタービン入口で
の燃焼排ガスの温度は１４００〜１５００℃に達し、燃
料として高カロリーのガス（ＬＮＧ等）を使用したとき
と同等のタービン効率が得られる。
除かれた後、ガスコンプレッサ２により昇圧され、ガス
加熱器６により１０００℃以上に加熱された後、燃焼器
３に導かれる。空気は、空気フィルタ４により除塵され
た後、空気コンプレッサ５により昇圧され、空気加熱器
７により１０００℃以上に加熱された後、燃焼器３に導
かれる。ガスと空気は燃焼器３中で混合され、ガスが燃
焼して、燃焼排ガスがガスタービン（図示せず）に導か
れてガスタービン本体を駆動する。ガスタービン入口で
の燃焼排ガスの温度は１４００〜１５００℃に達し、燃
料として高カロリーのガス（ＬＮＧ等）を使用したとき
と同等のタービン効率が得られる。
【００１７】ガス、空気の加熱は、燃焼器３で両者が混
合されたとき、混合ガスの温度が着火温度以上となるよ
うに行うのが好ましい。このようにすれば、ガスのカロ
リーが低くても、ガスと空気の混合状態が多少悪くて
も、着火が確実に行われて燃焼が安定する。
合されたとき、混合ガスの温度が着火温度以上となるよ
うに行うのが好ましい。このようにすれば、ガスのカロ
リーが低くても、ガスと空気の混合状態が多少悪くて
も、着火が確実に行われて燃焼が安定する。
【００１８】ガス加熱器６、空気加熱器７には、間接加
熱型蓄熱式バーナを使用することが好ましい。間接加熱
型蓄熱式バーナの代表例として、ラジアントチューブ型
蓄熱式バーナの概略図を図２に示す。図２において、１
１ａ、１１ｂは蓄熱器、１２ａ、１２ｂはバーナ部で、
蓄熱器１１ａとバーナ部１２ａ、蓄熱器１１ｂとバーナ
部１２ｂとで、それぞれ蓄熱式バーナ本体を構成する。
１３はラジアントチューブ、１４は燃料切換弁、１５は
燃焼空気・排ガス切換弁、Ｆはバーナ部１２ｂでのガス
の燃焼により発生した火炎である。
熱型蓄熱式バーナを使用することが好ましい。間接加熱
型蓄熱式バーナの代表例として、ラジアントチューブ型
蓄熱式バーナの概略図を図２に示す。図２において、１
１ａ、１１ｂは蓄熱器、１２ａ、１２ｂはバーナ部で、
蓄熱器１１ａとバーナ部１２ａ、蓄熱器１１ｂとバーナ
部１２ｂとで、それぞれ蓄熱式バーナ本体を構成する。
１３はラジアントチューブ、１４は燃料切換弁、１５は
燃焼空気・排ガス切換弁、Ｆはバーナ部１２ｂでのガス
の燃焼により発生した火炎である。
【００１９】燃料と燃焼空気とは、それぞれ、燃料切換
弁１４、燃焼空気・排ガス切換弁１５により、バーナ部
１２ａ、１２ｂに交互に供給される。図２は、燃料及び
燃焼空気が、バーナ部１２ｂに供給されている状態を示
している。燃焼空気は、バーナ部１２ｂに入る前に蓄熱
体１１ｂを通って、蓄熱体１１ｂにより加熱され高温と
なる。バーナ部１２ｂで、燃焼空気と燃料が混合されて
燃焼し、ラジアントチューブ１３を加熱する。ラジアン
トチューブ１３の外側には被加熱ガス又は被加熱空気が
存在し、ラジアントチューブ１３によって加熱される。
弁１４、燃焼空気・排ガス切換弁１５により、バーナ部
１２ａ、１２ｂに交互に供給される。図２は、燃料及び
燃焼空気が、バーナ部１２ｂに供給されている状態を示
している。燃焼空気は、バーナ部１２ｂに入る前に蓄熱
体１１ｂを通って、蓄熱体１１ｂにより加熱され高温と
なる。バーナ部１２ｂで、燃焼空気と燃料が混合されて
燃焼し、ラジアントチューブ１３を加熱する。ラジアン
トチューブ１３の外側には被加熱ガス又は被加熱空気が
存在し、ラジアントチューブ１３によって加熱される。
【００２０】燃焼排ガスは、蓄熱器１１ａを通り、蓄熱
器１１ａを加熱した後、燃焼空気・排ガス切換弁１５を
介して外部に排出される。外部に排出される排ガスの温
度は約１５０℃であり、排ガス顕熱の回収はほぼ完全に
行われる。
器１１ａを加熱した後、燃焼空気・排ガス切換弁１５を
介して外部に排出される。外部に排出される排ガスの温
度は約１５０℃であり、排ガス顕熱の回収はほぼ完全に
行われる。
【００２１】所定時間経過後、燃料切換弁１４と燃焼空
気・排ガス切換弁１４が切り替わり、燃料と燃焼空気は
バーナ部１２ａ側に送られ、排ガスは蓄熱器１１ｂを加
熱した後に排出される。以下、燃焼を各バーナ部１２
ａ、１２ｂで交互に行うことにより、加熱を継続する。
気・排ガス切換弁１４が切り替わり、燃料と燃焼空気は
バーナ部１２ａ側に送られ、排ガスは蓄熱器１１ｂを加
熱した後に排出される。以下、燃焼を各バーナ部１２
ａ、１２ｂで交互に行うことにより、加熱を継続する。
【００２２】このラジアントチューブ型蓄熱式バーナ
は、排ガスの顕熱の回収を自己内部でほぼ完全に行うこ
とができるので、排ガス顕熱回収のための特別の設備を
必要としないばかりでなく、熱回収効率が非常に良い。
また、被加熱ガス、被加熱空気は、ラジアントチューブ
１３を介して間接的に加熱されるので、バーナの炎や燃
焼排ガスが被加熱体に触れることがない。
は、排ガスの顕熱の回収を自己内部でほぼ完全に行うこ
とができるので、排ガス顕熱回収のための特別の設備を
必要としないばかりでなく、熱回収効率が非常に良い。
また、被加熱ガス、被加熱空気は、ラジアントチューブ
１３を介して間接的に加熱されるので、バーナの炎や燃
焼排ガスが被加熱体に触れることがない。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、燃焼器に供給されるガス、空気を加熱する加熱器を
設けているので、燃焼器における着火性が安定する。ま
た、燃焼排ガス温度が高くなるので、ガスタービンの効
率が向上する。
は、燃焼器に供給されるガス、空気を加熱する加熱器を
設けているので、燃焼器における着火性が安定する。ま
た、燃焼排ガス温度が高くなるので、ガスタービンの効
率が向上する。
【００２４】また、加熱器として間接加熱型蓄熱式バー
ナを使用すれば、熱効率よく加熱を行うことができる。
ナを使用すれば、熱効率よく加熱を行うことができる。
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略系統図で
ある。
ある。
【図２】ラジアントチューブ型蓄熱式バーナの概要を示
す図である。
す図である。
【図３】従来のガスタービンの概略系統図である。
１ ガス用電気集塵器 ２ ガスコンプレッサ ３ 燃焼器 ４ 空気フィルタ ５ 空気コンプレッサ ６ ガス加熱器 ７ 空気加熱器 １１ａ、１１ｂ 蓄熱器 １２ａ、１２ｂ バーナ部 １３ ラジアントチューブ １４ 燃料切換弁 １５ 燃焼空気・排ガス切換弁 Ｆ 火炎
Claims (4)
- 【請求項１】 ガスコンプレッサと、空気コンプレッサ
と、燃焼器とを有するガスタービンにおいて、ガスコン
プレッサと燃焼器との間にガス加熱器を設けたことを特
徴とするガスタービン。 - 【請求項２】 ガスコンプレッサと、空気コンプレッサ
と、燃焼器とを有するガスタービンにおいて、空気コン
プレッサと燃焼器との間に空気加熱器を設けたことを特
徴とするガスタービン。 - 【請求項３】 ガス加熱器が、間接加熱型蓄熱式バーナ
であることを特徴とする請求項１に記載のガスタービ
ン。 - 【請求項４】 空気加熱器が、間接加熱型蓄熱式バーナ
であることを特徴とする請求項２に記載のガスタービ
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27336597A JPH1193691A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | ガスタービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27336597A JPH1193691A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | ガスタービン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1193691A true JPH1193691A (ja) | 1999-04-06 |
Family
ID=17526894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27336597A Pending JPH1193691A (ja) | 1997-09-22 | 1997-09-22 | ガスタービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1193691A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010190217A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | General Electric Co <Ge> | 低ｂｔｕ応用における外部燃焼加熱器を用いたタービン吸入空気の予熱及び機外ブリードの低減方法 |
| JP2011219524A (ja) * | 2010-04-05 | 2011-11-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ボイラ設備 |
| CN102644527A (zh) * | 2012-05-09 | 2012-08-22 | 施爱龙 | 气体燃料发动机 |
-
1997
- 1997-09-22 JP JP27336597A patent/JPH1193691A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010190217A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | General Electric Co <Ge> | 低ｂｔｕ応用における外部燃焼加熱器を用いたタービン吸入空気の予熱及び機外ブリードの低減方法 |
| JP2011219524A (ja) * | 2010-04-05 | 2011-11-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ボイラ設備 |
| CN102644527A (zh) * | 2012-05-09 | 2012-08-22 | 施爱龙 | 气体燃料发动机 |
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