JPS5932645B2 - コンバインドサイクルのＮＯｘ低減方法 - Google Patents
コンバインドサイクルのＮＯｘ低減方法Info
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- JPS5932645B2 JPS5932645B2 JP2234279A JP2234279A JPS5932645B2 JP S5932645 B2 JPS5932645 B2 JP S5932645B2 JP 2234279 A JP2234279 A JP 2234279A JP 2234279 A JP2234279 A JP 2234279A JP S5932645 B2 JPS5932645 B2 JP S5932645B2
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- nox
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- flow rate
- pressure
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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
- F01K23/10—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 with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/101—Regulating means specially adapted therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F01K21/00—Steam engine plants not otherwise provided for
- F01K21/04—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas
- F01K21/047—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas having at least one combustion gas turbine
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
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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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガスタービン、排ガスボイラおよび蒸気タービ
ンを主要機器とする排熱回収形コンバインドサイクルタ
ービンの窒素化合物の低減方法に関する。
ンを主要機器とする排熱回収形コンバインドサイクルタ
ービンの窒素化合物の低減方法に関する。
空気を使って燃焼を行なうと燃焼ガスには必ず窒素酸化
物が含有されており、この燃焼ガスを大気に放出すると
窒素酸化物が人体に害を与えるので、燃焼ガス中の窒素
酸化物の濃度を人体に害を与えない程度に低減する必要
がある。
物が含有されており、この燃焼ガスを大気に放出すると
窒素酸化物が人体に害を与えるので、燃焼ガス中の窒素
酸化物の濃度を人体に害を与えない程度に低減する必要
がある。
ガスタービンの燃焼器内の燃焼においても多くの窒素酸
化物を生成するため、このガスタービンを使ったコンバ
インドサイクル発電プラントから排出される排ガス中に
含有される窒素酸化物（以下ＮＯｘと言う）を許容値以
下に低減しなげればならない。
化物を生成するため、このガスタービンを使ったコンバ
インドサイクル発電プラントから排出される排ガス中に
含有される窒素酸化物（以下ＮＯｘと言う）を許容値以
下に低減しなげればならない。
燃焼ガス中に含まれるＮＯｘを低減する方法としては次
のものがある。
のものがある。
（１）二段燃焼法
（２）蒸気噴射法
（３）水噴射法
（４）無触媒高温脱硝法
（５）触媒脱硝法
従来はこれらの方法の中で１つの方法、または多くて２
つの方法を組合わせて使用していたので、その制御法は
複雑なものではなかった。
つの方法を組合わせて使用していたので、その制御法は
複雑なものではなかった。
１つの方法のみ採用した場合は制御量は１つであり、２
つの方法を採用した場合は１つの方法を主にして、ある
変数の関数であらかじめ決められたＮＯｘ低減率にセッ
トしておき、他の方法を制御量とすればよい。
つの方法を採用した場合は１つの方法を主にして、ある
変数の関数であらかじめ決められたＮＯｘ低減率にセッ
トしておき、他の方法を制御量とすればよい。
最近、ＮＯｘの許容値が厳しくなり、また１、部分負荷
時、低負荷時のＮＯｘ排出量も考慮すると２つの方法で
は不十分となってきており、３つの方法を併用せざるを
得ない場合も出てきている。
時、低負荷時のＮＯｘ排出量も考慮すると２つの方法で
は不十分となってきており、３つの方法を併用せざるを
得ない場合も出てきている。
本発明はこのような点に鑑み、上記蒸気噴射法、水噴射
法および触媒脱硝法の３つを併用して、発電プラント運
転状態に応じて効率的に許容範囲以内までＮＯｘを低減
できるコンバインドサイクルタービンのＮＯｘ低減方法
を提供することを目的とする。
法および触媒脱硝法の３つを併用して、発電プラント運
転状態に応じて効率的に許容範囲以内までＮＯｘを低減
できるコンバインドサイクルタービンのＮＯｘ低減方法
を提供することを目的とする。
以下図面を参照して本発明の実施例について説明する。
第１図において、符号１はガスタービン発電機であり、
このガスタービン発電機１は圧縮空気を作るためのコン
プレッサ２、このコンプレッサ２からの圧縮空気と燃料
とを混合して燃焼ガスを作るための燃焼器３、燃焼ガス
により作動するタービン４およびコンプレッサ２と同様
にタービン軸に連結された発電機５かうなっている。
このガスタービン発電機１は圧縮空気を作るためのコン
プレッサ２、このコンプレッサ２からの圧縮空気と燃料
とを混合して燃焼ガスを作るための燃焼器３、燃焼ガス
により作動するタービン４およびコンプレッサ２と同様
にタービン軸に連結された発電機５かうなっている。
タービン４で仕事を終了した燃焼ガスは排ガスボイラー
６に送られ、この排ガスボイラー６内では蒸気タービン
発電機７を１駆動するための蒸気が作られる。
６に送られ、この排ガスボイラー６内では蒸気タービン
発電機７を１駆動するための蒸気が作られる。
すなわち、発電機８およびタービン９からなる蒸気ター
ビン発電機７で仕事をした蒸気は復水器１０で復水され
、この復水はボイラ給水ポンプ１１により排ガスボイラ
ー６内に送られ排ガスと熱交換される。
ビン発電機７で仕事をした蒸気は復水器１０で復水され
、この復水はボイラ給水ポンプ１１により排ガスボイラ
ー６内に送られ排ガスと熱交換される。
ボイラ給水ポンプ１１からの復水の一部は低圧蒸発器１
２に送られ、残部は高圧給水ポンプ１３によって高圧第
一蒸発器１４および高圧第二蒸発器１５に送られ、これ
ら高圧蒸発器１４．１５で発生した蒸気は再びタービン
９に送られる。
２に送られ、残部は高圧給水ポンプ１３によって高圧第
一蒸発器１４および高圧第二蒸発器１５に送られ、これ
ら高圧蒸発器１４．１５で発生した蒸気は再びタービン
９に送られる。
なお、排ガスボイラー６内には脱硝装置１６が設けられ
、この脱硝装置１６には薬液注入ポンプ１７からの薬液
（主としてアンモニア）が薬液流量調整弁１８を介して
注入されるようになっており、この薬液流量調整弁１８
はＮＯｘ制御装置１９からの指令によって開閉する。
、この脱硝装置１６には薬液注入ポンプ１７からの薬液
（主としてアンモニア）が薬液流量調整弁１８を介して
注入されるようになっており、この薬液流量調整弁１８
はＮＯｘ制御装置１９からの指令によって開閉する。
上記燃焼器３には燃料ポンプ２０によって燃料が燃料流
量調整弁２１を介して送られるとともに、ＮＯｘを低減
するための水が水ポンプ２２によりＮＯｘ制御装置１９
の指令で開閉する水流量調整弁２３を介して噴射され、
さらに燃焼器３には排ガスボイラー６内の低圧蒸発器１
２からの蒸気が蒸気流量調整弁２４を介して噴射され、
この蒸気流量調整弁２４もＮＯｘ制御装置１９の指令に
よって開閉する。
量調整弁２１を介して送られるとともに、ＮＯｘを低減
するための水が水ポンプ２２によりＮＯｘ制御装置１９
の指令で開閉する水流量調整弁２３を介して噴射され、
さらに燃焼器３には排ガスボイラー６内の低圧蒸発器１
２からの蒸気が蒸気流量調整弁２４を介して噴射され、
この蒸気流量調整弁２４もＮＯｘ制御装置１９の指令に
よって開閉する。
なお、低圧蒸発器１２内の蒸気圧は圧力検出器２５で検
出され、その検出圧力信号はＮＯｘ制御装置１９に送ら
れ、また排ガスボイラー６内の排ガスに含有するＮＯｘ
の濃度はＮＯｘ濃度検出器２６で検出され、その検出信
号もＮＯｘ制御装置１９に送られ、ガスタービン４の出
力は出力測定器４０により測定され、これからの出力信
号はＮＯｘ制御装置１９に送られるようになっている。
出され、その検出圧力信号はＮＯｘ制御装置１９に送ら
れ、また排ガスボイラー６内の排ガスに含有するＮＯｘ
の濃度はＮＯｘ濃度検出器２６で検出され、その検出信
号もＮＯｘ制御装置１９に送られ、ガスタービン４の出
力は出力測定器４０により測定され、これからの出力信
号はＮＯｘ制御装置１９に送られるようになっている。
次に、主として第２図を参照してＮＯｘ制御装置１９に
ついて説明する。
ついて説明する。
ＮＯｘ制御装置１９内には、低圧蒸発器１２０発生蒸気
圧力に対応する圧力設定器２７が設けられ、加算器２８
によって圧力設定器２７による設定圧力と上記圧力検出
器２５の検出圧力とが比較される。
圧力に対応する圧力設定器２７が設けられ、加算器２８
によって圧力設定器２７による設定圧力と上記圧力検出
器２５の検出圧力とが比較される。
今、設定圧力なＰ。とじ、検出圧力なＰ、とすれば加算
器２８はＰｌ とＰ。
器２８はＰｌ とＰ。
の差を出力し、この出力信号はＰｌ とＰ。
との差に応じて出力信号を切替えるための切替器２９に
送られる。
送られる。
切替器２９はＰ１≧Ｐｏのときに蒸気流量調整弁２４を
開くように出力信号を蒸気流量制御装置３０に発し、Ｐ
、＜ Ｐ ｏのときに水流量調整弁２３を開くように
出力信号を水流量制御装置３１に発する。
開くように出力信号を蒸気流量制御装置３０に発し、Ｐ
、＜ Ｐ ｏのときに水流量調整弁２３を開くように
出力信号を水流量制御装置３１に発する。
一方、ＮＯｘの濃度を検出する濃度検出器２６からの信
号はＮＯＸ制御切替器３２に送られ、このＮＯｘ制御切
替器３２は検出されたＮＯｘ濃度とその許容値を比較し
てその偏差値に応じた信号を、蒸気流量調整弁２４が開
かれているときには薬液流量調整弁１８を開閉する薬液
流量制御装置３３へ送り、水流量調整弁２３が開かれて
いるときには水流量制御装置３１に送って水流量を調整
する。
号はＮＯＸ制御切替器３２に送られ、このＮＯｘ制御切
替器３２は検出されたＮＯｘ濃度とその許容値を比較し
てその偏差値に応じた信号を、蒸気流量調整弁２４が開
かれているときには薬液流量調整弁１８を開閉する薬液
流量制御装置３３へ送り、水流量調整弁２３が開かれて
いるときには水流量制御装置３１に送って水流量を調整
する。
なお、上記蒸気流量制御装置３０、水流量制御装置３１
および薬液流量制御装置３３にはガスタービンの出力信
号が送られ、この出力信号によっても蒸気流量調整弁３
０、水流量調整弁３１および薬液流量制御装置２３の開
閉が行なわれるようになっている。
および薬液流量制御装置３３にはガスタービンの出力信
号が送られ、この出力信号によっても蒸気流量調整弁３
０、水流量調整弁３１および薬液流量制御装置２３の開
閉が行なわれるようになっている。
次に作用について説明する。
助燃しない排熱回収形コンバインドサイクルタービンの
排ガスボイラー６はその中に高圧と低圧の蒸発器１２，
１４．１５を持っており、この場合にガスタービン４の
運転負荷が極端に低下すると定常運転が困難になるが、
ここにおいてはたとえばガスタービン出力５０係の点を
排ガスボイラーの運転可能の下限出力として説明する。
排ガスボイラー６はその中に高圧と低圧の蒸発器１２，
１４．１５を持っており、この場合にガスタービン４の
運転負荷が極端に低下すると定常運転が困難になるが、
ここにおいてはたとえばガスタービン出力５０係の点を
排ガスボイラーの運転可能の下限出力として説明する。
ガスタービン出力が５０係以上でしかもＰ１≧Ｐｏの場
合は排ガスボイラー６の低圧蒸発器１２の発生蒸気量が
十分にあるので主として蒸気噴射により燃焼器３内の発
生ＮＯｘが低減される。
合は排ガスボイラー６の低圧蒸発器１２の発生蒸気量が
十分にあるので主として蒸気噴射により燃焼器３内の発
生ＮＯｘが低減される。
すなわち、切替器２９からの出力信号により蒸気流量制
御装置３０が作動し、ガスタービン出力に比例して蒸気
流量調整弁２４を開放する（第３図）。
御装置３０が作動し、ガスタービン出力に比例して蒸気
流量調整弁２４を開放する（第３図）。
このときＮＯｘの濃度検出器２６の検出値が許容値外で
あると、ＮＯｘ制御切替器３２が薬液流量制御装置３３
に薬液流量調整弁１８を許容値と検出値との偏差に応じ
るだけ開放するように指令し、検出値が許容値内であれ
ば薬液調整弁１８は閉じられる。
あると、ＮＯｘ制御切替器３２が薬液流量制御装置３３
に薬液流量調整弁１８を許容値と検出値との偏差に応じ
るだけ開放するように指令し、検出値が許容値内であれ
ば薬液調整弁１８は閉じられる。
ガスタービン出力が５０係以下おるいはｐｌ＜Ｐｏの場
合には蒸気噴射が使用できない。
合には蒸気噴射が使用できない。
このときには主として薬液注入によりＮＯｘが低減され
る。
る。
すなわちガスタービンの出力信号が薬液流量制御装置３
３を介して薬液流量調整弁１８をガスタービン出力に比
例するように開放するとともに水流量制御装置３１を介
して水流量調整弁２３をガスタービン出力に比例するよ
うに開放する。
３を介して薬液流量調整弁１８をガスタービン出力に比
例するように開放するとともに水流量制御装置３１を介
して水流量調整弁２３をガスタービン出力に比例するよ
うに開放する。
また、切替器２９からの出力信号は水流量制御装置３１
に水流量調整弁２３を開放するように指令し、このとき
濃度検出器２６の検出価が許容外であればＮＯｘ制御切
替器３２が検出値と許容値との偏差に応じるように水流
量調整弁２３を開放するように水流量制御装置３１に指
令する。
に水流量調整弁２３を開放するように指令し、このとき
濃度検出器２６の検出価が許容外であればＮＯｘ制御切
替器３２が検出値と許容値との偏差に応じるように水流
量調整弁２３を開放するように水流量制御装置３１に指
令する。
なおガスタービン出力が著しく低下し、排ガスボイラー
６に設置されている脱硝装置１６の触媒部分を通過する
ガスの温度が低下すると脱硝効率が低下してくるので薬
液を注入しても脱硝しなくなるので薬液流量調整弁１８
は閉じられる。
６に設置されている脱硝装置１６の触媒部分を通過する
ガスの温度が低下すると脱硝効率が低下してくるので薬
液を注入しても脱硝しなくなるので薬液流量調整弁１８
は閉じられる。
第３図においてはこの下限のガスタービン出力を２５係
としているが、この値はプラントの設計条件によって変
化する。
としているが、この値はプラントの設計条件によって変
化する。
本発明は、Ｐ、≧Ｐｏでかつガスタービン出力が５０係
以上のときには主として蒸気噴射でＮ Ｏｘの低減を図
り、ＮＯｘ濃度が許容値外である場合には薬液を注入し
てＮＯｘ排出濃度によるフィードバック制御を行ない、
Ｐ ｓ ＜ Ｐ ｏあるいはガスタービン出力が５０係
以下の場合には蒸気噴射が使用できないので主として薬
液注入によりＮＯｘの低減を図り、ＮＯｘ濃度が許容値
外である場合には水噴射をしてＮＯｘ排出濃度によるフ
ィードバック制御行なうものである。
以上のときには主として蒸気噴射でＮ Ｏｘの低減を図
り、ＮＯｘ濃度が許容値外である場合には薬液を注入し
てＮＯｘ排出濃度によるフィードバック制御を行ない、
Ｐ ｓ ＜ Ｐ ｏあるいはガスタービン出力が５０係
以下の場合には蒸気噴射が使用できないので主として薬
液注入によりＮＯｘの低減を図り、ＮＯｘ濃度が許容値
外である場合には水噴射をしてＮＯｘ排出濃度によるフ
ィードバック制御行なうものである。
これは、水噴射は単位流量に対する脱硝効率は蒸気噴射
より高く、水噴射用給水の価格も蒸気噴射の価格よりも
安いが、水噴射を行なうことによりプラントの性能が低
下し総合的には蒸気噴射よりも効率が悪くなり、一般的
に蒸気噴射、薬液注入、水噴射の順に経費がかかること
に基づく。
より高く、水噴射用給水の価格も蒸気噴射の価格よりも
安いが、水噴射を行なうことによりプラントの性能が低
下し総合的には蒸気噴射よりも効率が悪くなり、一般的
に蒸気噴射、薬液注入、水噴射の順に経費がかかること
に基づく。
したがって本発明は、ＰｌがＰ。
より大か小かおよびガスタービン出力がその所定値より
大か小かにより異なる手段を使用し、価格の安い方の手
段を主にして予め決められたＮＯｘ低減率を確保する一
方、それのみでＮＯｘの低減率が十分でない場合には価
格の高い方の手段を使用して排出ＮＯｘ濃度によるフィ
ードバック制御を行なうようにしたので、最も効率よく
ＮＯｘを確実に低減できるという効果を奏する。
大か小かにより異なる手段を使用し、価格の安い方の手
段を主にして予め決められたＮＯｘ低減率を確保する一
方、それのみでＮＯｘの低減率が十分でない場合には価
格の高い方の手段を使用して排出ＮＯｘ濃度によるフィ
ードバック制御を行なうようにしたので、最も効率よく
ＮＯｘを確実に低減できるという効果を奏する。
第１図は本発明の方法を実施するためのコンバインドサ
イクルタービンの構成図、第２図はＮＯｘ制御装置の詳
細構成図および第３図はガスタービン出力に対する蒸気
噴射量、薬液注入量、水噴射量を示すグラフである。 １・・・ガスタービン発電機、３・・・燃焼器、６・・
・排ガスボイラー、７・・・蒸気タービン発電機、１８
・・・薬液流量調整弁、１９・・・ＮＯｘ制御装置、２
３・・・水流量調整弁、２４・・・蒸気流量調整弁、２
５・・・圧力検出器、２６・・・濃度検出器、２７・・
・圧力設定器、２９・・・切替器、３２・・・ＮＯｘ制
御切替器。
イクルタービンの構成図、第２図はＮＯｘ制御装置の詳
細構成図および第３図はガスタービン出力に対する蒸気
噴射量、薬液注入量、水噴射量を示すグラフである。 １・・・ガスタービン発電機、３・・・燃焼器、６・・
・排ガスボイラー、７・・・蒸気タービン発電機、１８
・・・薬液流量調整弁、１９・・・ＮＯｘ制御装置、２
３・・・水流量調整弁、２４・・・蒸気流量調整弁、２
５・・・圧力検出器、２６・・・濃度検出器、２７・・
・圧力設定器、２９・・・切替器、３２・・・ＮＯｘ制
御切替器。
Claims (1)
- １ ガスタービン、排ガスボイラーおよび蒸気タービン
を主要機器とし、蒸気噴射、薬液注入およヒ水噴射によ
りＮＯｘを低減するようにしたコンバインドサイクル発
電プラントにおいて、ガスタービン出力が所定値以上で
かつ蒸気噴射用蒸気圧が所定圧以上の場合にガスタービ
ンの燃焼器内における蒸気噴射を主として行ない、この
低減不足分をＮＯｘ排出濃度によるフィードバック制御
で薬液を排ガスボイラー内に所要量注入することにより
補い、ガスタービン出力が所定値以下あるは蒸気噴射用
蒸気圧が所定圧以下の場合には排ガスボイラー内におけ
る薬液注入を主として行ない、この低減不足分をＮＯｘ
排出濃度によるフィードバック制御で水を上記燃焼器内
に所要量噴射することにより補うことを特徴とするコン
バインドサイクルのＮＯｘ低減方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2234279A JPS5932645B2 (ja) | 1979-02-27 | 1979-02-27 | コンバインドサイクルのＮＯｘ低減方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2234279A JPS5932645B2 (ja) | 1979-02-27 | 1979-02-27 | コンバインドサイクルのＮＯｘ低減方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55114826A JPS55114826A (en) | 1980-09-04 |
| JPS5932645B2 true JPS5932645B2 (ja) | 1984-08-10 |
Family
ID=12080006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2234279A Expired JPS5932645B2 (ja) | 1979-02-27 | 1979-02-27 | コンバインドサイクルのＮＯｘ低減方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5932645B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4353207A (en) * | 1980-08-20 | 1982-10-12 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus for removing NOx and for providing better plant efficiency in simple cycle combustion turbine plants |
| US4353206A (en) * | 1980-08-20 | 1982-10-12 | Westinghouse Electric Corp. | Apparatus for removing NOx and for providing better plant efficiency in combined cycle plants |
-
1979
- 1979-02-27 JP JP2234279A patent/JPS5932645B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55114826A (en) | 1980-09-04 |
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