JPS59101512A - 石炭ガス化複合発電プラント - Google Patents
石炭ガス化複合発電プラントInfo
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- JPS59101512A JPS59101512A JP57211456A JP21145682A JPS59101512A JP S59101512 A JPS59101512 A JP S59101512A JP 57211456 A JP57211456 A JP 57211456A JP 21145682 A JP21145682 A JP 21145682A JP S59101512 A JPS59101512 A JP S59101512A
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/067—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion heat coming from a gasification or pyrolysis process, e.g. coal gasification
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利扇分野〕
本発明は石炭ガス化複合発電プラントに関する。
特に、石炭ガス化炉、ガス冷却゛器、ガス精製部をｉえ
て成る石炭ガス化プラントと、ガスタービン。
て成る石炭ガス化プラントと、ガスタービン。
排熱回収）イラ、蒸気タービシを備えて成る複合発電プ
ラントとを組み合わせ邂石炭ガス化複合発電プラントに
係る本のであり、そのヒートサイクルの改良により熱効
率の向上を一つ九石炭ガス化複合発電プラントに関する
。
ラントとを組み合わせ邂石炭ガス化複合発電プラントに
係る本のであり、そのヒートサイクルの改良により熱効
率の向上を一つ九石炭ガス化複合発電プラントに関する
。
このような石炭ガス化複合発電プラントに於ては、その
、蒸気・タービンへの供給蒸気は、ガスタービン排熱回
収ボイラでの回収熱量と、ガス冷却器ての回収熱量とを
結合させて蒸気発生用熱量としている。従ってプラント
全体の熱効率の向上は、プラント全体としていかに有効
にヒートサイクルを構成するかにかかつている。
、蒸気・タービンへの供給蒸気は、ガスタービン排熱回
収ボイラでの回収熱量と、ガス冷却器ての回収熱量とを
結合させて蒸気発生用熱量としている。従ってプラント
全体の熱効率の向上は、プラント全体としていかに有効
にヒートサイクルを構成するかにかかつている。
この点につき、従来技術を参照しつつ更に詳しく説明す
る。第１図に示したのが、従来の石炭ガス化複合発電プ
ラントのヒートサイクルの例であ゛る。
、。
る。第１図に示したのが、従来の石炭ガス化複合発電プ
ラントのヒートサイクルの例であ゛る。
、。
この従来例に於ては、石炭１は、ガス化炉３に於て空気
又は酸素をガス化剤２としてガス化される。ガス化炉出
口の粗生成ガス４は、ガス冷却器７によシ冷却される。
又は酸素をガス化剤２としてガス化される。ガス化炉出
口の粗生成ガス４は、ガス冷却器７によシ冷却される。
この粗生成−ガス４の顕熱ゆ、高圧蒸気６として回収さ
れる。即ち冷却用の給水３２（符号■で示す）が粗生成
ガス４を冷却すると同時にこのガス４によシ熱せられて
蒸気化し、高圧蒸気６となって高圧ドラム２５に導かれ
る。
れる。即ち冷却用の給水３２（符号■で示す）が粗生成
ガス４を冷却すると同時にこのガス４によシ熱せられて
蒸気化し、高圧蒸気６となって高圧ドラム２５に導かれ
る。
ガス冷却出口粗生成ガス８は、ガス／ガス熱交換器９に
より精製ガス１２と熱交換され、ガス精製部１工での精
製に必要な温度まで冷却されその後ガス精製される。精
製ガス１２は、ガス／ガス熱交換器９にて熱交換され昇
温された後、燃料ガス１３としてガスタービン燃焼器１
４へ供給される。
より精製ガス１２と熱交換され、ガス精製部１工での精
製に必要な温度まで冷却されその後ガス精製される。精
製ガス１２は、ガス／ガス熱交換器９にて熱交換され昇
温された後、燃料ガス１３としてガスタービン燃焼器１
４へ供給される。
高圧ガスとなり、これがガスタービン１７を回転する仕
事を行う。ガスタービンエフはガスタービン発電機１８
を駆動し、これによシミ気エネルギーを発生する。
事を行う。ガスタービンエフはガスタービン発電機１８
を駆動し、これによシミ気エネルギーを発生する。
熱回収システムとしては、次のような構成をとっている
。ガスタービン排ガス１９は、排熱回収ボイラ２０にて
その顕熱が回収され、ここで蒸気を発生させる。同時に
ガス化炉出口粗生成ガス４は、ガス冷却器７にてその顕
熱が回収され、前述の如くここでも蒸気（高圧蒸気６）
を発生させている。一般にこの種のプラントではこれら
を結合して熱回収システムを構成している。このような
システムによる発生蒸気は、過熱器２７によシ過熱され
、蒸気タービン４４．４５にて仕事をし、蒸気タービン
発電機４８にて電気エネルギーを発生させる。
。ガスタービン排ガス１９は、排熱回収ボイラ２０にて
その顕熱が回収され、ここで蒸気を発生させる。同時に
ガス化炉出口粗生成ガス４は、ガス冷却器７にてその顕
熱が回収され、前述の如くここでも蒸気（高圧蒸気６）
を発生させている。一般にこの種のプラントではこれら
を結合して熱回収システムを構成している。このような
システムによる発生蒸気は、過熱器２７によシ過熱され
、蒸気タービン４４．４５にて仕事をし、蒸気タービン
発電機４８にて電気エネルギーを発生させる。
蒸気タービン４５を通過した蒸気は、復水器４７にて冷
却されて復水４１となる。この復水４１は、給水ポンプ
４３により排熱回収ボイラ２０への給水として送られる
。図中４０は給水ポンプ出口給水を示し、３７は排熱回
収ボイラ給水を示す。
却されて復水４１となる。この復水４１は、給水ポンプ
４３により排熱回収ボイラ２０への給水として送られる
。図中４０は給水ポンプ出口給水を示し、３７は排熱回
収ボイラ給水を示す。
第１図の例では、このような給水系統に於て排熱回収ボ
イラ２０の低圧節炭器２１人口給水３７の加熱の為、給
水加熱器４２を設置している。これは、給水３７の温度
が低過ぎると、排熱回収ボイラ２０内面に結露を生じ腐
食の原因となるので、これを防止する為である。
イラ２０の低圧節炭器２１人口給水３７の加熱の為、給
水加熱器４２を設置している。これは、給水３７の温度
が低過ぎると、排熱回収ボイラ２０内面に結露を生じ腐
食の原因となるので、これを防止する為である。
給水３７の加熱の方法としては、低圧節炭器２１の出口
給水の再循環による方法も考えられるが、給水加熱器４
２による加熱法を採用するのは、熱効率の点から、給水
の再循環による方法よシも給水加熱器４２による方法が
優れていることが知られているからである。
給水の再循環による方法も考えられるが、給水加熱器４
２による加熱法を採用するのは、熱効率の点から、給水
の再循環による方法よシも給水加熱器４２による方法が
優れていることが知られているからである。
一方ガス冷却器７への給水３２（図中符号■で示す）も
予め加熱しておくが、これは排熱回収ボイラ２０低圧節
炭器２１にて加熱される。即ち復水４１が排熱回収ボイ
ラ給水３７となって低圧節炭器２１により加熱されるが
、これが分岐して一方は低圧ドラム２２に送られ、他方
は更に給水ポンプ入口給水２９とガス化炉冷却水３０（
図中符号■で示す）とに分れ、給水ポンプ入口給水２９
の方が高圧ボイラ給水ポンプ３９にて昇圧されてこの給
水ポンプ出口給水３１はまた分岐し、一方は高圧節炭器
給水３３となって高圧節炭器２４に導かれ他方がガス冷
却器給水３２となるものである。
予め加熱しておくが、これは排熱回収ボイラ２０低圧節
炭器２１にて加熱される。即ち復水４１が排熱回収ボイ
ラ給水３７となって低圧節炭器２１により加熱されるが
、これが分岐して一方は低圧ドラム２２に送られ、他方
は更に給水ポンプ入口給水２９とガス化炉冷却水３０（
図中符号■で示す）とに分れ、給水ポンプ入口給水２９
の方が高圧ボイラ給水ポンプ３９にて昇圧されてこの給
水ポンプ出口給水３１はまた分岐し、一方は高圧節炭器
給水３３となって高圧節炭器２４に導かれ他方がガス冷
却器給水３２となるものである。
このように第１図の例ではガス冷却器７への給水３２の
加熱方法として低圧節炭器２１で加熱する方法が採用さ
れているが、かか右給水３２の加熱にはこのほか、ガス
精製部１１との熱交換による方法、あるいは空気をガス
化剤２として用いるシステムに於ては、ガス他剤空気圧
縮機入口空気との熱交換による方法、さらにはこれらの
組み合わせによる方法が提案されている。
加熱方法として低圧節炭器２１で加熱する方法が採用さ
れているが、かか右給水３２の加熱にはこのほか、ガス
精製部１１との熱交換による方法、あるいは空気をガス
化剤２として用いるシステムに於ては、ガス他剤空気圧
縮機入口空気との熱交換による方法、さらにはこれらの
組み合わせによる方法が提案されている。
この、ガス冷却器７への冷却用給水３２を加熱しておく
のは、ガス化炉粗生成ガス４の顕熱をできるだけ有効に
回収して、高圧蒸気６を得る為である。即ち一般にガス
冷却器７への入口ガス４の温度は、用いるガス化炉３の
種類により異なるが、ガス化炉３の種類を限定した場合
は一定となる。
のは、ガス化炉粗生成ガス４の顕熱をできるだけ有効に
回収して、高圧蒸気６を得る為である。即ち一般にガス
冷却器７への入口ガス４の温度は、用いるガス化炉３の
種類により異なるが、ガス化炉３の種類を限定した場合
は一定となる。
一方このガス化炉出口粗生成ガス４は環境対策上精製す
る必要があシ、その為精製に必要な温度まで粗生成ガス
４を冷却する必要がある。このガス精製入口ガス１０と
ガス化炉出口粗生成ガス４の間の顕熱をいかに有効に回
収するかが、石炭ガス化複合発電プラントのサイクル構
成の一つの鍵であシ、第１図の例では低圧節炭器２１に
より冷却用給水３２を予熱しておくことでこれを有効に
高圧蒸気６化し、もって熱効率を高めようと構成してい
るわけである。
る必要があシ、その為精製に必要な温度まで粗生成ガス
４を冷却する必要がある。このガス精製入口ガス１０と
ガス化炉出口粗生成ガス４の間の顕熱をいかに有効に回
収するかが、石炭ガス化複合発電プラントのサイクル構
成の一つの鍵であシ、第１図の例では低圧節炭器２１に
より冷却用給水３２を予熱しておくことでこれを有効に
高圧蒸気６化し、もって熱効率を高めようと構成してい
るわけである。
また一般に、ガス／ガス熱交換器９による熱交換量を増
やして、燃焼器１４人ロ燃料ガス温度１３を上げる程プ
ラント効率は向上する事は知られているが、このように
するとガス冷却器７による交換熱量の方が減少し、高圧
蒸気６の量が減る事による効率低下により、結局効率向
上の利得は、プラント全体として、は小さかった。
やして、燃焼器１４人ロ燃料ガス温度１３を上げる程プ
ラント効率は向上する事は知られているが、このように
するとガス冷却器７による交換熱量の方が減少し、高圧
蒸気６の量が減る事による効率低下により、結局効率向
上の利得は、プラント全体として、は小さかった。
むしろ蒸気タービンで一度仕事をした蒸気でボイラへの
給水を加熱して、これにより熱効率の向上を図った構成
のヒートサイクルが従来よシ一般的に採用されており、
第１図の従来例でもこの構成を採用している。前述した
復水４１を給水加熱器４２で加熱して排熱回収ボイラ給
水３７とする際に、給水加熱器４２の熱源として中・低
圧タービン４５からの抽気４６を用いるのが、この構成
に対応するものである。
給水を加熱して、これにより熱効率の向上を図った構成
のヒートサイクルが従来よシ一般的に採用されており、
第１図の従来例でもこの構成を採用している。前述した
復水４１を給水加熱器４２で加熱して排熱回収ボイラ給
水３７とする際に、給水加熱器４２の熱源として中・低
圧タービン４５からの抽気４６を用いるのが、この構成
に対応するものである。
上述の如〈従来より熱効率の向上の為に数々の構成が採
用されているが、更に熱効率を高めて、少しでも南利な
プラントの開発が研究されているのが現状である。
用されているが、更に熱効率を高めて、少しでも南利な
プラントの開発が研究されているのが現状である。
本発明の目的は、上記した現状に鑑みて、石炭ガス化複
合発電プラントに於てそのヒートサイクルを改良し、こ
れによシ熱効率の一層の向上を図った石炭ガス化複合発
電プラントを提供する事にある。
合発電プラントに於てそのヒートサイクルを改良し、こ
れによシ熱効率の一層の向上を図った石炭ガス化複合発
電プラントを提供する事にある。
上記目的を達成するため、本発明に於ては、ガス冷却器
への給水系統に蒸気タービンの抽気を加熱源とする給水
加熱器を設置し、これにより給水を加熱する事によって
熱効率を高める構成をとる。
への給水系統に蒸気タービンの抽気を加熱源とする給水
加熱器を設置し、これにより給水を加熱する事によって
熱効率を高める構成をとる。
本発明も一般の石炭ガス化複合発電プラントと同様、そ
の蒸気タービンへの供給蒸気はガスタービン排熱回収ボ
イラでの回収熱量と、石炭ガス化プラントのガス冷却器
での回収熱量とを結合させて行うが、前述した通シかか
る複合発電プラントでは、石炭ガス化複合発電プラント
全体としていかに有効にヒートサイクルを構成するかが
、プラント熱効率向上の重要な鍵となる。従って本発明
では、そのヒートサイクルに於て、石炭ガス化プラント
のガス冷却器への給水を、蒸気タービン抽気を加熱蒸気
源として設置した給水加熱器によシ加熱し、これによっ
てプラント全体の熱効率の向上を達成するようにしたも
のである。
の蒸気タービンへの供給蒸気はガスタービン排熱回収ボ
イラでの回収熱量と、石炭ガス化プラントのガス冷却器
での回収熱量とを結合させて行うが、前述した通シかか
る複合発電プラントでは、石炭ガス化複合発電プラント
全体としていかに有効にヒートサイクルを構成するかが
、プラント熱効率向上の重要な鍵となる。従って本発明
では、そのヒートサイクルに於て、石炭ガス化プラント
のガス冷却器への給水を、蒸気タービン抽気を加熱蒸気
源として設置した給水加熱器によシ加熱し、これによっ
てプラント全体の熱効率の向上を達成するようにしたも
のである。
以下本発明の一実施例について、第２図を参照して説明
する。この例は、第１図に示゛した従来技術に本発明を
適用してこれを改良したものである。
する。この例は、第１図に示゛した従来技術に本発明を
適用してこれを改良したものである。
図中第１図と同じ符号は、同構成の部分又は同様な機能
を果たす構成部分を指す。
を果たす構成部分を指す。
この石炭ガス化複合発電プラントは、石炭ガス化炉３、
ガス冷却器７、ガス精製部１１を備える石炭ガス化プラ
ントと、ガスタービン１７、排熱回収ボイラ２０、蒸気
タービン４４．４５を備える複合発電プラントとを組合
わせて成っている。
ガス冷却器７、ガス精製部１１を備える石炭ガス化プラ
ントと、ガスタービン１７、排熱回収ボイラ２０、蒸気
タービン４４．４５を備える複合発電プラントとを組合
わせて成っている。
このようなプラントに於て、ガス冷却器７への給水系統
に蒸気タービン４４の抽気４９を加熱蒸気源とする給水
加熱器５１が設置される構成になっている（図中の符号
０を参照。第１図の従来例から見て新たに設けた系統に
ついては、特に太線で図示した）。
に蒸気タービン４４の抽気４９を加熱蒸気源とする給水
加熱器５１が設置される構成になっている（図中の符号
０を参照。第１図の従来例から見て新たに設けた系統に
ついては、特に太線で図示した）。
上記構成によれば、冷却器７に送られる給水３２は抽気
４９により予め加熱され、その後ガス冷却器７に於て粗
生成ガス４を冷却すると共にこのガス４の熱によって有
効に蒸気化して、高圧蒸気６となる。従って従来の構成
よシ、一層熱効率が向上する。
４９により予め加熱され、その後ガス冷却器７に於て粗
生成ガス４を冷却すると共にこのガス４の熱によって有
効に蒸気化して、高圧蒸気６となる。従って従来の構成
よシ、一層熱効率が向上する。
次に本実施例について、その一層具体的な構成及び作用
を詳述する。
を詳述する。
石炭ガス化プラントにより生成された燃料１３は、コン
プレッサ１５により圧縮された空気と燃焼器１４にて燃
焼後、高温ガスとしてガスタービン１７にて仕事をし、
発電機１８にて電気エネルギーを発生する。
プレッサ１５により圧縮された空気と燃焼器１４にて燃
焼後、高温ガスとしてガスタービン１７にて仕事をし、
発電機１８にて電気エネルギーを発生する。
熱回収システムとしては、本実施例ではガスタービン排
ガス１９をガスタービン排熱回収ボイラ２０にて回収し
て蒸気を発生させる熱回収システムと、石炭ガス化プラ
ントのガス冷却器７にてガス他炉３出口の粗生成ガス４
の顕熱を回収する熱回収システムとを結合したシステム
構成を採用している。
ガス１９をガスタービン排熱回収ボイラ２０にて回収し
て蒸気を発生させる熱回収システムと、石炭ガス化プラ
ントのガス冷却器７にてガス他炉３出口の粗生成ガス４
の顕熱を回収する熱回収システムとを結合したシステム
構成を採用している。
排熱回収ボイラ２０は、低圧節炭器２１、低圧ドラム２
２、低圧蒸発器２３、高圧節炭器２４、高圧ドラム２５
、高圧蒸発器２６、過熱器２７、再熱器２８によυ構成
される。
２、低圧蒸発器２３、高圧節炭器２４、高圧ドラム２５
、高圧蒸発器２６、過熱器２７、再熱器２８によυ構成
される。
復水４１は、給水ポンプ４３で昇圧され、低圧給水加熱
器４２により加熱された後、低圧節炭器２１へ供給され
る。給水は、低圧節炭器２１出口で低圧ドラム２２、石
炭ガス化炉冷却水３０、高圧給水ポンプ３９、給水２９
に分岐する。給水２９は、高圧給水ポンプ３９で昇圧さ
れた後、高圧節炭器給水３３とガス冷却給水３２とに分
岐する。高圧節炭器２４への給水３３は、高圧節炭器２
４を通って高圧ドラム２５へ送られ蒸気を発生させる。
器４２により加熱された後、低圧節炭器２１へ供給され
る。給水は、低圧節炭器２１出口で低圧ドラム２２、石
炭ガス化炉冷却水３０、高圧給水ポンプ３９、給水２９
に分岐する。給水２９は、高圧給水ポンプ３９で昇圧さ
れた後、高圧節炭器給水３３とガス冷却給水３２とに分
岐する。高圧節炭器２４への給水３３は、高圧節炭器２
４を通って高圧ドラム２５へ送られ蒸気を発生させる。
一方ガス冷却器７への給水は、高圧給水加熱器５１によ
シ加熱された後供給される。この給水加熱器５１は、本
実施例では、高圧タービン排気よシ抽気している。該抽
気蒸気４９は典型的には３４０〜３５０Ｃか、あるいは
それよシやや高い程度の温度である。この抽気蒸気４９
は高圧給水加熱器５１にて熱交換され、その潜熱が回収
される。ここでは１８０Ｃ位の給水３２が該潜熱により
２２０〜２３０Ｃ程度に熱せられ、その後冷却器７へ導
かれる。潜熱が回収された抽気蒸気４９は、ドレン５０
となって低圧給水加熱器４２に導かれる。
シ加熱された後供給される。この給水加熱器５１は、本
実施例では、高圧タービン排気よシ抽気している。該抽
気蒸気４９は典型的には３４０〜３５０Ｃか、あるいは
それよシやや高い程度の温度である。この抽気蒸気４９
は高圧給水加熱器５１にて熱交換され、その潜熱が回収
される。ここでは１８０Ｃ位の給水３２が該潜熱により
２２０〜２３０Ｃ程度に熱せられ、その後冷却器７へ導
かれる。潜熱が回収された抽気蒸気４９は、ドレン５０
となって低圧給水加熱器４２に導かれる。
抽気は本例の如き高圧タービン排気からの外、高圧ター
ビン４４の各段落（第２図中に４４′で示す）や、低圧
タービン４５の蒸気入口側段落（同じく４５′で示す）
からの抽気で達成することが可能である。
ビン４４の各段落（第２図中に４４′で示す）や、低圧
タービン４５の蒸気入口側段落（同じく４５′で示す）
からの抽気で達成することが可能である。
図示実施例の説明を続けると、排熱回収ボイラ２０、高
圧蒸発器２６にて発生した高圧蒸気及びガス冷却器７に
て発生した高圧蒸気６は、過熱器２７により過熱され高
圧蒸気タービン４４へ送りれる。高圧蒸気３４は、高圧
蒸気タービン４４にて仕事をし、発電機４８にて電気エ
ネルギーを発生させる。高圧蒸気３４は、高圧タービン
４４にて仕事をした後、低圧ドラムにて発生した蒸気及
びガス化炉にて熱回収し、発生した蒸気と混合し、再熱
器を通り中圧タービンへ送られる。これは中低圧タービ
ンにて仕事をし、発電機４８を駆動して電気エネルギー
を発生させる。
圧蒸発器２６にて発生した高圧蒸気及びガス冷却器７に
て発生した高圧蒸気６は、過熱器２７により過熱され高
圧蒸気タービン４４へ送りれる。高圧蒸気３４は、高圧
蒸気タービン４４にて仕事をし、発電機４８にて電気エ
ネルギーを発生させる。高圧蒸気３４は、高圧タービン
４４にて仕事をした後、低圧ドラムにて発生した蒸気及
びガス化炉にて熱回収し、発生した蒸気と混合し、再熱
器を通り中圧タービンへ送られる。これは中低圧タービ
ンにて仕事をし、発電機４８を駆動して電気エネルギー
を発生させる。
次に、本実施例による効果を第３図を用いて説明する。
第３図（ａ）〜（Ｃ）は、各々ガス冷却器内部のガスと
給水・蒸気の状態を状態線図で示すものであり 、（ａ
） 、 （ｂ）は従来例の系統、（Ｃ）は第２図に示し
た本発明の実施例の系統におけるデータを表している。
給水・蒸気の状態を状態線図で示すものであり 、（ａ
） 、 （ｂ）は従来例の系統、（Ｃ）は第２図に示し
た本発明の実施例の系統におけるデータを表している。
各図中、符号５４で示すガス冷却器入口ガス温度Ｔ１の
温度において粗生成ガスがガス冷却器７に入シ、熱交換
して５５又は５７で示すガス冷却器出口ガス温度Ｔ２又
は温度Ｔ３で出て行く。
温度において粗生成ガスがガス冷却器７に入シ、熱交換
して５５又は５７で示すガス冷却器出口ガス温度Ｔ２又
は温度Ｔ３で出て行く。
一方給水側は、５６又は５８で示すガス冷却器入口給水
温度１１又は温度ｔ２でガス冷却器７に入り、節炭器２
１．２４にて温度１４、温度ｔ５又は温度ｔ６まで加熱
されてドラムに入シ、蒸気として出て行く。
温度１１又は温度ｔ２でガス冷却器７に入り、節炭器２
１．２４にて温度１４、温度ｔ５又は温度ｔ６まで加熱
されてドラムに入シ、蒸気として出て行く。
第３図（ａ）は、第１図に示す従来のヒートサイクルに
於る状態を示す。第３図（ｂ）は、該従来例において同
一給水条件で、燃料ガス温度を上げる為に、ガス冷却器
出口ガス温度を上げた場合を示す。第３図（Ｃ）は、第
２図に示す本実施例のヒートサイクルに於る場合を示す
。
於る状態を示す。第３図（ｂ）は、該従来例において同
一給水条件で、燃料ガス温度を上げる為に、ガス冷却器
出口ガス温度を上げた場合を示す。第３図（Ｃ）は、第
２図に示す本実施例のヒートサイクルに於る場合を示す
。
以下、これについて説明する。
ガス冷却器に於る蒸気発生量は、ドラムの圧力によって
決まる。ドラムの圧力に於る飽和温度を１３とすると、
ｔ３＋約２０Ｃの関係で示される粗生成ガス温度Ｔ４と
ガス冷却器入口ガス温度ＴＩ との差がドラムに於る蒸
発に使用される顕熱である。これは、ガス冷却器の設計
は、経済性の面よ、９Ｔａ Ｔ２＞約２０ｉＣとする
ことが一般的である。又Ｔ４を限シなくｔ２に近づける
には、蒸発器の伝熱面積を無限大にする必要がちる。
決まる。ドラムの圧力に於る飽和温度を１３とすると、
ｔ３＋約２０Ｃの関係で示される粗生成ガス温度Ｔ４と
ガス冷却器入口ガス温度ＴＩ との差がドラムに於る蒸
発に使用される顕熱である。これは、ガス冷却器の設計
は、経済性の面よ、９Ｔａ Ｔ２＞約２０ｉＣとする
ことが一般的である。又Ｔ４を限シなくｔ２に近づける
には、蒸発器の伝熱面積を無限大にする必要がちる。
従って、ドラムに於る蒸発量を増加させる為には、ドラ
ム圧力が一定の場合にはドラムへの給水温度ｔ４又はｔ
５又はｔ６を上げる事が必要である事がわかる。
ム圧力が一定の場合にはドラムへの給水温度ｔ４又はｔ
５又はｔ６を上げる事が必要である事がわかる。
第３図（ａ）は、第１図に示した従来の基本ヒートサイ
クルの温度線図である。この第３図（ａ）の状態から、
燃料温度を上げる為にガス冷却器出口温度をＴ ２．
、、Ｉｌ＋ ３へ約７０Ｃ上げると、第３図（ｂ）（７
）如くガス冷却器に於る交換熱量Ｑが第３図（ａ）の状
態の約９０％となるため、蒸気発生量Ｇも同様に約９０
チ程度減少する。これは、節炭器における交換熱量が減
少し、ドラムへの給水温度がｔ４→ｔ５へと約３５０低
下したためである。この第３図（ｂ）の状態に於ては、
ガス冷却による交換熱量が減り蒸気発生量は減るが、燃
料温度が高くなる為、熱効率は第３図（ａ）の場合に比
べ約０．１％（相対値）向上する（尚第３図（ｂ）もヒ
ートサイクルは、第１図に示すものであシ、即ち第３図
（ａ）の場合と同様である）。
クルの温度線図である。この第３図（ａ）の状態から、
燃料温度を上げる為にガス冷却器出口温度をＴ ２．
、、Ｉｌ＋ ３へ約７０Ｃ上げると、第３図（ｂ）（７
）如くガス冷却器に於る交換熱量Ｑが第３図（ａ）の状
態の約９０％となるため、蒸気発生量Ｇも同様に約９０
チ程度減少する。これは、節炭器における交換熱量が減
少し、ドラムへの給水温度がｔ４→ｔ５へと約３５０低
下したためである。この第３図（ｂ）の状態に於ては、
ガス冷却による交換熱量が減り蒸気発生量は減るが、燃
料温度が高くなる為、熱効率は第３図（ａ）の場合に比
べ約０．１％（相対値）向上する（尚第３図（ｂ）もヒ
ートサイクルは、第１図に示すものであシ、即ち第３図
（ａ）の場合と同様である）。
さらに本発明を適用して、給水温度を１１−→ｔ２へ約
７０Ｃ上げると、第３図（Ｃ）の如く交換熱量は第３図
（ｂ）におけると同じ、第３図（ａ）の状態に対して約
９０％であるが、蒸発量は第３図（ａ）に対し約１０チ
、第３図（ｂ）に対し約２０％増える。これは給水を加
熱する事によシ、ドラム入口温度がｔ５→ｔ６へ約７０
Ｃ増加する事により蒸発量が増加するからである。この
場合のヒートサイクルは、本発明の一実施例たる第２図
に示すものである。
７０Ｃ上げると、第３図（Ｃ）の如く交換熱量は第３図
（ｂ）におけると同じ、第３図（ａ）の状態に対して約
９０％であるが、蒸発量は第３図（ａ）に対し約１０チ
、第３図（ｂ）に対し約２０％増える。これは給水を加
熱する事によシ、ドラム入口温度がｔ５→ｔ６へ約７０
Ｃ増加する事により蒸発量が増加するからである。この
場合のヒートサイクルは、本発明の一実施例たる第２図
に示すものである。
従って第２図図示の実施例に於ては、従来のヒートサイ
クルに比べ蒸気タービン入口高圧蒸気は約５〜１０％増
加する。この結果給水加熱による影響で蒸気タービン発
電機出力は約０．６〜１．２チ増加する。これは石炭ガ
ス化複合発電プラントの熱効率に対しては、０．３〜０
．６チの向上となるが、これに燃料ガスの温度上昇によ
る効率向上公約０．１チが加わるので、全体で約０．４
％〜０．７チの向上となり、出力の大きな大型装置にな
る程効率向上分の寄与は犬となシ、極めて有利になる。
クルに比べ蒸気タービン入口高圧蒸気は約５〜１０％増
加する。この結果給水加熱による影響で蒸気タービン発
電機出力は約０．６〜１．２チ増加する。これは石炭ガ
ス化複合発電プラントの熱効率に対しては、０．３〜０
．６チの向上となるが、これに燃料ガスの温度上昇によ
る効率向上公約０．１チが加わるので、全体で約０．４
％〜０．７チの向上となり、出力の大きな大型装置にな
る程効率向上分の寄与は犬となシ、極めて有利になる。
尚複合発電プラントの熱効率は、下記にて定義するのが
二股的である。
二股的である。
（電気出力（ＫＷ）Ｘ８６０÷
（（燃料入熱（ｋｃａｚ／ｋｇ））ｘ （燃料消費量（
ｋｇ／Ｈ））第３図に示すのは本発明の別の実施の一例
で、これは前記第２図で説明した実施例の変形例であシ
、そのサイクル構成は前記実施例と殆ど同一であるが、
前記例では、給水２９は高圧給水ポンプ３９で昇圧され
た後、高圧節炭器２４への給水３３と、ガス冷却給水３
２とへ分岐し、ガス冷却給水３２は高圧給水加熱器５１
にて加熱されガス冷却へ送られるのに対し、本実施例に
於ては、給水２９は高圧給水ポンプ３９で昇圧された後
、高圧給水加熱器５１にて加熱され、高圧節炭器２４へ
の給水３３とガス冷却給水３２へ分岐する構成になって
いる。
ｋｇ／Ｈ））第３図に示すのは本発明の別の実施の一例
で、これは前記第２図で説明した実施例の変形例であシ
、そのサイクル構成は前記実施例と殆ど同一であるが、
前記例では、給水２９は高圧給水ポンプ３９で昇圧され
た後、高圧節炭器２４への給水３３と、ガス冷却給水３
２とへ分岐し、ガス冷却給水３２は高圧給水加熱器５１
にて加熱されガス冷却へ送られるのに対し、本実施例に
於ては、給水２９は高圧給水ポンプ３９で昇圧された後
、高圧給水加熱器５１にて加熱され、高圧節炭器２４へ
の給水３３とガス冷却給水３２へ分岐する構成になって
いる。
本実施例に於ても、蒸気タービンの出力は、約０．６〜
１．２％相対値向上した。
１．２％相対値向上した。
上記説明した通シ、本発明の各実施例は、蒸気タービン
抽気によりガス冷却器への給水を加熱することによシ高
圧蒸気発生量を増加できるので、熱効率の向上を達成で
きる。この効率向上を第５図を用いて説明すると次の通
シである。第５図は、横軸にガス冷却給水の高圧給水加
熱器による温度上昇をとり、縦軸に石炭ガス化複合発電
フリントの熱効率の相対的変化をとったグラフである。
抽気によりガス冷却器への給水を加熱することによシ高
圧蒸気発生量を増加できるので、熱効率の向上を達成で
きる。この効率向上を第５図を用いて説明すると次の通
シである。第５図は、横軸にガス冷却給水の高圧給水加
熱器による温度上昇をとり、縦軸に石炭ガス化複合発電
フリントの熱効率の相対的変化をとったグラフである。
ガス冷却器への給水の加熱によシ、ガス冷却器にて発生
する蒸気量が増加する。この高圧蒸気量の増加によるプ
ラント効率の向上値を第５図中の６１にて示す。
する蒸気量が増加する。この高圧蒸気量の増加によるプ
ラント効率の向上値を第５図中の６１にて示す。
一方給水加熱の為の抽気により蒸気タービン出力は、低
下する。この影響を６２に示す。
下する。この影響を６２に示す。
この結果、石炭ガス化発電フリントの効率向上値６３は
、上記の（高圧蒸気の増加による向上値６１−抽械によ
る低下値６２）として表わされる。
、上記の（高圧蒸気の増加による向上値６１−抽械によ
る低下値６２）として表わされる。
この熱効率の向上は、給水温度上昇が７０Ｃで約０．３
〜０．６％となる。
〜０．６％となる。
本ヒートサイクルでは、結果としてガス冷却器出口温度
をほぼ給水温度に等しい温度上げる事になり、燃料ガス
の燃焼器入口温度は上昇する。この燃料温度上昇による
効率の上昇は、０．１％／６０〜７０［であるので、本
ヒートサイクルは、従来のヒートサイクルに比べ全体と
して約０．４〜０．７チ効率が向上する事になる。
をほぼ給水温度に等しい温度上げる事になり、燃料ガス
の燃焼器入口温度は上昇する。この燃料温度上昇による
効率の上昇は、０．１％／６０〜７０［であるので、本
ヒートサイクルは、従来のヒートサイクルに比べ全体と
して約０．４〜０．７チ効率が向上する事になる。
上述の如く本発明によれば、石炭ガス化複合発電プラン
トに於て、蒸気タービン抽気を加熱蒸気源とする給水加
熱器を設置してこれによシガス冷却器への給水を加熱す
る事により、高圧蒸気発生量が増加できるので、熱効率
の向上が図れる。
トに於て、蒸気タービン抽気を加熱蒸気源とする給水加
熱器を設置してこれによシガス冷却器への給水を加熱す
る事により、高圧蒸気発生量が増加できるので、熱効率
の向上が図れる。
尚当然のことではあるが、本発明は図示の実施例にのみ
限定されるものではない。
限定されるものではない。
第１図は、従来の石炭ガス化複合発電プラントのヒート
サイクルの例を示す。第２図は、本発明の一実施例に係
る石炭ガス化複合発電プラントのヒートサイ−クルを示
し、第４図は、該実施例の変形例の同じくヒートサイク
ルを示す。第３図は、ガス冷却器内部でのガスと給水・
蒸気の状態の変化を示し、第５図は、本発明の上記実施
例の効果を示すためのグラフである。 ３・・・石炭ガス化炉、７・・・ガス冷却器、１１・・
・ガス精製部、１７・・・ガスタービン、ｚＯ・・・排
熱回収ボイラ、４４．４５・・・蒸気タービン、４９・
・・抽気、５１・・・給水加熱器。 代理人 弁理士 秋本正実 第 ３ 図 （σ）（ｂ） ５７− 第 ３ 目 （Ｃ）
サイクルの例を示す。第２図は、本発明の一実施例に係
る石炭ガス化複合発電プラントのヒートサイ−クルを示
し、第４図は、該実施例の変形例の同じくヒートサイク
ルを示す。第３図は、ガス冷却器内部でのガスと給水・
蒸気の状態の変化を示し、第５図は、本発明の上記実施
例の効果を示すためのグラフである。 ３・・・石炭ガス化炉、７・・・ガス冷却器、１１・・
・ガス精製部、１７・・・ガスタービン、ｚＯ・・・排
熱回収ボイラ、４４．４５・・・蒸気タービン、４９・
・・抽気、５１・・・給水加熱器。 代理人 弁理士 秋本正実 第 ３ 図 （σ）（ｂ） ５７− 第 ３ 目 （Ｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、石炭ガス化炉、ガス冷却−；ガス精製部を備えて瑯
る石炭〃ス化プラントド、ガスタービン。 排熱画状ボイラ、蒸気タービン゛を備えて成る複合発電
プラントとを組み合わせた石炭ガス化複合発電プラント
に於て、ガス冷却器への給水系統に、蒸気タービンめ抽
気を加熱蒸蝋源とする給水力Ｕ熱器を設置したことを特
徴とする石炭ガス化複合発電プラント。
□ ・、・・
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57211456A JPS59101512A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 石炭ガス化複合発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57211456A JPS59101512A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 石炭ガス化複合発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59101512A true JPS59101512A (ja) | 1984-06-12 |
| JPH0415364B2 JPH0415364B2 (ja) | 1992-03-17 |
Family
ID=16606235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57211456A Granted JPS59101512A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 石炭ガス化複合発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59101512A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011149434A (ja) * | 2011-03-03 | 2011-08-04 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | ガスタービン複合発電システム |
| JP2013181442A (ja) * | 2012-03-01 | 2013-09-12 | Hitachi Ltd | 高湿分空気利用ガスタービンシステム及び高湿分空気利用ガスタービンシステムの運転方法 |
| JP2014148576A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス化複合発電システムおよびガス化複合発電システムの運用方法 |
| CN104675459A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-06-03 | 哈尔滨工大金涛科技股份有限公司 | 分布式能源站 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7712360B2 (en) * | 2007-12-13 | 2010-05-11 | Bausch & Lomb Incorporated | Air separator for ophthalmic surgical system |
-
1982
- 1982-12-03 JP JP57211456A patent/JPS59101512A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011149434A (ja) * | 2011-03-03 | 2011-08-04 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | ガスタービン複合発電システム |
| JP2013181442A (ja) * | 2012-03-01 | 2013-09-12 | Hitachi Ltd | 高湿分空気利用ガスタービンシステム及び高湿分空気利用ガスタービンシステムの運転方法 |
| JP2014148576A (ja) * | 2013-01-31 | 2014-08-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス化複合発電システムおよびガス化複合発電システムの運用方法 |
| CN104675459A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-06-03 | 哈尔滨工大金涛科技股份有限公司 | 分布式能源站 |
| CN104675459B (zh) * | 2013-11-27 | 2017-03-15 | 哈尔滨工大金涛科技股份有限公司 | 分布式能源站 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0415364B2 (ja) | 1992-03-17 |
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