JPS6020566B2 - 固体燃料を用いる発電方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加圧式流動床燃焼炉を用いて固体燃料から動力
又は電力を発生させる方法並びに装置に関するものであ
る。

加圧式流動床燃焼炉を用いて電力を発生させる方法は流
動床からでる燃焼ガスを除じん装置により除じんし、ガ
スタービンプラントに供給する方法はあるが、高温ガス
を除じんすることは除じん装置の寿命を著しく短縮する
原因となる。

本発明の目的は、加圧流動床燃焼炉を用いて燃焼ガスの
除じん、および配管系統に改良を加えたガスターピン発
電方法を提供することにある。本発明に係る固体燃料か
ら電力を発生させる方法は固体燃料が流動床内で燃焼し
、発生した高温ガスに煙突へ排出される熱回収された低
温の燃焼ガスの一部を加え、除じん装置に適するガス温
度にまで調節し、その混合ガスを除じんしてから再加熱
し、ガスタービンに送り、ガスタービンから排出された
燃焼ガスの熱を回収し、熱回収された低温の燃焼ガスの
１部を上述の高温ガスに加え、残部を煙突から排出する
ことを特徴とする。

再加熱した除じんガスの温度は約６００ｏ０乃至９５０
ｑｏとする。流動床から出る燃焼ガスと煙突に排出され
る熱回収された低温の燃焼ガスの一部を混合した混合ガ
スの温度は約４００ｏｏ乃至６００ｏ０が好ましい。除
じん装置に電気集じん装置を使用するときは、除じん装
置に入るときの混合ガスの温度を４５０ｑｏに調節する
ことが望ましい。流動床から出る燃焼ガスの温度を８７
０ｑＣとし、低温の燃焼ガスを混合して４５０つ０とす
るには、８７０℃の燃焼ガス流量に対し、重量比で２倍
以上の低温の燃焼ガスを必要とする。

低温の燃焼ガスの温度が高くなると、より多くのガス流
量を必要とすることになる。しかし煙突から排出される
ガス流量は流動床から排出されるガス流量と重量比で等
量となるから、ガスタービンに供給されるガス流量は多
くなるが、煙突に排出されるガス流量は固体燃料の燃焼
に必要な空気流量に対する燃焼ガス量となる。

従って低温の燃焼ガスがガス圧縮機により圧縮された時
のガス温度は再加熱される前の燃焼ガスの温度より低い
かぎり利用可能である。しかしガス圧縮機とガスタービ
ンの効率を考慮すると、流動床から排出される燃焼ガス
に混合する低温の燃焼ガスの温度はある程度低く保つ必
要がある。すなわち、ガスターピンから排出される燃焼
ガスをレキュベレータに送りレキュベレータを出る低温
の燃焼ガスの一部を流動床から出る燃焼ガスに混合すれ
ばよい。レキュベレータを出る燃焼ガスの中に含まれる
ＳＯ戊とばいじんを脱硫装置を通して除去する必要のあ
る場合、脱硫装置通過後の燃焼ガスの一部を高温燃焼ガ
スに混合することもできる。

この方法を用いると、混合ガスを再加熱する熱交換器お
よびガスタービンの寿命を長くし、燃焼ガスの圧縮に必
要なガス圧縮機を小さくすることができるという利点は
あるが、燃焼ガスの保有熱を有効に利用できないという
欠点もある。この二つの方法のいずれを選ぶかは固体燃
料の性状によりさめられるものであり、本発明の範囲は
そのいずれをも含むものである。以下、本発明を図面に
示す実施例に基づいて説明する。

図面は本発明の実施例を示すもので、固体燃料と流動媒
体（石灰）とは供給器１を通り、流動床燃焼室２に供給
される。固体燃料は約８７０ｏ０の温度で燃焼される。
添加した流動媒体（石灰）は燃料中の硫黄分の除去と流
動媒体としての役目をなし、一部は燃焼ガス中に入り、
除じん装置３で除去され、一部は流動媒体排出管４から
除去される。燃焼用空気は空気圧縮機５により適当な圧
力に圧縮され、流動床燃焼室２に送られる。

流動床燃焼室２から出る燃焼ガスは約８７０ｑ０となっ
ており、これを除じん装置３に入る前に約４５０００に
冷却するため、煙突１３に排出される燃焼ガスの一部を
ガス分岐管１１により取り出し、ガス圧縮機６により適
当な圧力に圧縮し、約８７０℃の燃焼ガスに加え、ガス
混合器１２における混合ガスが約４５０つ０になるよう
調節する。

その混合ガスは除じん装置３を通り除じんされ、熱交換
器７に送られる。混合ガスは熱交換器により約８５０℃
に再加熱され、ガスタービン８に送られる。ガスタービ
ンの部分負荷運転を可能にするため、混合ガスの一部は
再加熱されない状態でガスタービンに供給できるよう分
岐管９を設ける。再加熱された混合ガスはガスタービン
８内で膨脹し、空気圧縮機５、ガス圧縮機６発電機１４
を駆動させる。膨脹したガスはしキュベレータ１０に送
られ、ここで熱を回収した後、煙突１３に排出されるが
、その一部はガス分岐管１１を通ってガス圧縮機６に戻
される。上記の燃焼ガスの流れの中で、燃焼室に余剰の
熱出力が残存している場合、この余剰熱を流動床に浸潰
した水又は蒸気による熱交換器により抽出すること、又
レキュベレータを出る燃焼ガスを脱硫装置に通した場合
、脱硫後の燃焼ガスの一部をガス圧縮機に戻すこともあ
りうるが、上記の説明はガスタービンプラントについて
本発明を実施した−−例に関するもので、本発明の範囲
はかかる実施例に限定されない。

以上の説明から明らかなように、本発明は燃焼ガス圧縮
機を必要とする欠点はあるが、除じん装置に適するガス
温度範囲に冷却しても再加熱により固体燃料を用いるガ
スタービンプラントでも効率よく発電できるという特長
がある。

また「本発明によると、流動床から出る燃焼ガスに煙突
から排出される燃焼ガスの一部を混合したものを除塵し
た後に流動床中の熱交換器で再加熱するので、熱交換器
内を通るガスの流量が多くなって熱交換器での伝熱効率
が向上して混合ガスを有効に再加熱することができ、し
かもこの混合ガスを再加熱するための熱源を特に必要と
しない。

さらに、煙突から出る燃焼ガスの一部を利用するので、
他に何らの冷却流体源を必要としないばかりでなく煙突
からの緋熱損失を減少させることができ、また煙突から
出る燃焼ガスは酸素濃度が低いので、混合ガス中の酸素
濃度の低下によって熱交換器等の高温部分の金属の酸化
腐食を防止できるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に関するもので、高温燃焼ガ
スの冷却用に煙突に排出される低温の燃焼ガスの一部を
用いる固体燃料燃焼式ガスタービンプラントのフロー図
である。 ２・・・流動床燃焼室、３・・・除じん装置、５・・・
空気圧縮機、６・・・ガス圧縮機、７・・・熱交換器、
８・・・ガスタービン、１０……レキユベレータ、１１
…ガス分岐管、１２・・・ガス混合器、１４・・・発電
機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固体燃料と圧縮した空気を燃焼室へ供給する工程と
   、固体燃料を圧縮空気により流動床で燃焼させる工程と
   、流動床から出る燃焼ガスに煙突へ排出される低温の燃
   焼ガスの一部を混合する工程と、該混合ガスに含まれる
   ばいじんを除去する工程と、該混合ガスを流動床中の熱
   交換器で再加熱し、ガスタービンに供給する工程と、ガ
   スタービンから排出された燃焼ガスの熱を回収する工程
   と、該熱回収された低温の燃焼ガスの一部を上述の流動
   床から出る燃焼ガスに加え残部を煙突へ排出させる工程
   とを有する固体燃料から動力又は電力を発生させる方法
   。 ２ 前記低温の燃焼ガス混合後の混合ガス温度を約４０
   ０℃乃至６００℃とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３ 前記混合ガスの再加熱温度を約６００℃乃至９５０
   ℃とする特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４ 流動床内に浸漬した水又は蒸気による熱交換器によ
   つて該流動床を冷却する特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ５ 固体燃料及び空気供給装置と該空気供給装置に接続
   した空気圧縮機と、前記固体燃料燃焼用の流動床を有し
   、且つ前記固体燃料供給装置並びに空気圧縮機に接続さ
   れた燃焼室と、前記燃焼室に設けた燃焼ガス排出装置と
   、煙突に排出される低温の燃焼ガスの一部を圧縮するた
   めのガス圧縮機と、該ガスを燃焼室から出る燃焼ガスに
   加えるガス混合器と、ガス混合器に接続された除じん装
   置と、除じん装置から出る混合ガスを再加熱する流動床
   中の熱交換器と、該熱交換器に接続されたガスタービと
   、ガスタービンに接続されたレキユペレータと、該レキ
   ユペレータに燃焼ガスの一部を上記ガス圧縮機に供給す
   る分岐管を介して接続された煙突を有する固体燃料から
   動力又は電力を発生させる装置。 ６ 前記ガスタービンに発電機を接続した特許請求の範
   囲第５項記載の装置。