JPS6241936A - 動力・蒸気同時発生システムにおける水および蒸気の注入方式 - Google Patents

動力・蒸気同時発生システムにおける水および蒸気の注入方式

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JPS6241936A
JPS6241936A JP61163935A JP16393586A JPS6241936A JP S6241936 A JPS6241936 A JP S6241936A JP 61163935 A JP61163935 A JP 61163935A JP 16393586 A JP16393586 A JP 16393586A JP S6241936 A JPS6241936 A JP S6241936A
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
  • Devices For Medical Bathing And Washing (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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背巨 本発明は熱力学的変換システムに関するものであって、
更に詳しく言えば、大形のガスタービンエンジンを用い
た熱力学的変換システムに関する。
特に本発明は、ガスタービンによって出力トルクと多量
の高温排気とが発生されるような動力・蒸気同時発生シ
ステムに適合したものである。その場合、高温排気中の
エネルギーは組込まれた熱回収用の蒸気発生器中に捕獲
される。
動力　蒸気同時発生システムは、通例、ガスタービンエ
ンジンのトルク出力を電力の発生器たはその曲の消費プ
ロセスのために使用するもので゛ある。そグ）場合、熱
回収…の蒸気発生器によって発　　　　　、１生されｌ
：人気を補助蒸気タービンにおいて利用すれは追加力１
−ルクを発生さぜることがてきるし、あるいはかかる蒸
気を直接に使用し得る蒸気利用プロセスを用いればトル
クｌ＼の変換なしにそれを利用することができる。その
結果、動力・蒸気同時発生システムの総合出力は優れた
熱力学的変換効率を生み出すことになる。
公知のごとく、ガスタービンエンジンをはしめとする内
燃機関における効率の向」二は、希薄混合気を高い燃焼
温度の下で燃焼させれば達成される。
しかし残念ながら、高い燃焼温度は排気中におけるＮＯ
ｘ化合物の生成を増加させる。それ故、効率を向上させ
たいという要求は排気中のＮＯｘ化合物を低減させたい
という要求と矛盾することになる。
法令によれば、内燃機関から大気中に放出することが許
される　ＮＯ，の量には益々厳しい制限が加えられつつ
ある。
ＮＯｘの放出は強制的な方法によって低減させることが
できる。たとえば、排気を触媒と反応させたり追加のｆ
ヒ学物質を排気流中に添加したりしてＮＯ，化合物を反
応させることにより、煙突から出る前に排気流中からよ
り容易に除去し得る化合物に転ｆヒすれはよい。しかし
ながら、触媒反応やｆヒ学杓質添加はいずれもそれを実
施するために余分の横ｉ３物や運転費用を必要とする。
ガスタービン燃焼器の燃焼域内に水または蒸気を注入し
て反応温度を低下させ、それによってＮＯｘグ）生成を
低減させ得ることは公知である。
また、動力・蒸気同時発生システムの蒸気利用プロセス
において必要とされない過剰の蒸気をガスタービンエン
ジンの圧縮機からの圧縮空気中に注入することも公知で
ある。圧縮機からの圧縮空気の質量流量が増加する結果
、ガスタービンエンシンカタービン部分によって発生さ
れる出力は増大する。こび）ようにして出力増強のため
に圧縮機からの圧縮空気中に注入された蒸気の一部は、
燃焼器の燃焼域内に入る。かかる蒸気もまた燃焼反応／
Ｍ度を低下させ、それによってＮＯｘの生成を低減させ
るために没立つ。
発明の目的および概要 本発明の目的の１つは、過剰蒸気および水の注目 大をＦ島調的に実施することにより、動力・蒸気ｌＡ発
生システムのガスタービンエンジン部分からの出力を最
大限にまで増加させなからＮＯ，生成量の所定の低減レ
ベルか達成されるような動力・蒸気同時発生システムを
提１（することにある、また、過剰蒸気がガスタービン
の圧縮機からの圧縮空気と混なされるような動力　蒸気
同時発育−システノ、を提供することも本発明の目的の
１っである。その場合、ガスタービンエンジング）燃焼
器の燃焼域内に注入される水の量は、燃焼域内に流入す
る総水量がＮｒｌＸ生成敗の所定の低減レベルを維持す
るのに適した値となるように調節される。
更にまた、動力・蒸気同時発生システノ４のガスタービ
ンの燃焼器内へ力水の注入に代えて過剰蒸気か燃焼器内
に注入されるような動力・蒸気同時発生システムを提供
することも本発明グ）目的の１つである。この場合、水
に置換されｌコ蒸気の作用によってＮＯｘ生成置方所定
の低減レベルが維持される。利用し得る過剰蒸気の量が
ＮＯｘ低減のために必要な全蒸気量を越えた場合には、
余分び）過剰蒸気は出力増強用蒸気として圧縮機からの
圧縮空気中に添加される。このように余分の過剰蒸気が
圧縮機からの圧縮空気中に混合された場合には、燃焼域
内に注入される　ＮＯｘ低減用蒸気力流量は燃焼域内に
流入する出力増強用蒸気の分を補正する」−ろに減′ν
させられる。
簡単に述べれば、本発明は蒸気利用プロセスの必要鼠を
越える分力蒸気を計量するための動力・蒸気同時今生シ
ステム用制御装置を提供するものである。かかる動力・
蒸気同時発生システムのガスタービン部分においては、
燃焼器力燃焼域内にノＩＣを注入することによってＮＯ
ｘ化合物の所定の低、＋４（が達成される。上記の制御
装置は、ガスタービンの圧＠機部外からの圧縮空気中に
過剰蒸気を混合し、それにより質量流量の増加に基づい
てガスタービンの出力を増大さぜる。かかる制御装置は
また、燃焼域内に流入する総水量が好適なＮＯ，低減レ
ベルを維持するのに有効な値に保たれるようにするなめ
、過剰蒸気の流量に比例して注水量を　　　　　１１減
少さぜる９別の実施の態様に従えは、過剰蒸気が尤ず燃
焼１或内に注入され、そして１：１の比率−７＝ て注水量か減少させられる。過剰蒸気かＮｎＸ低減のた
めに４ピ・要な量を越えると、余分の過剰蒸気は出力増
強のため空気圧縮機からの圧縮空気中に混合される。か
かる出力増強用の蒸気が混合される場合には、空気圧縮
機からの圧縮空気のつちで燃焼域を通過する分に比例Ｉ
〜てＮＯｘ低減用蒸気の流量が減少さぜられる。
本発明の一側面に従えば、（ａ）空気圧縮機、燃焼器、
および出力１ヘルクと高温カス流とを発生ずるのに有効
なタービンを有するガスタービン、（ｂ））前記高温カ
ス流から熱エネルギーを吸収して蒸気を発生ずるのに有
効な熱回収用蒸気発生器、（ｃ）前記高温ガス流中にお
いて所定のＮＯｘ低減Ｉ／ヘルを達成するのに有効な流
量で蒸気および水のうちの少なくとも１者を前記燃焼器
の燃焼域内に注入するための手段、（ｄ）前記熱回収用
蒸気発生器からの過剰蒸気の量に比例して前記水を前記
空気圧縮機からの圧縮空気中に混合することによって前
記ガスタービンの出力を増大させるため力手段、並び゛
に（ｅ）前記圧縮空気中に混合される前記過剰蒸気り〕
鼠に比例しかつ前記高温カス流中において前記所定のＮ
Ｏｘ低減レベルを維持するのに有効な比率で蒸気および
水グ）うちの前記少なくとも］者を減少さぜるｌ：めグ
）手段を含むことを特徴とする動力蒸気同時発生システ
ムが提供される。
本発明の別画側面に従えば、空気圧縮機、燃焼■、およ
びトルクと一定量の高温カスとを発生するのに在勤なタ
ービンを有するガスタービン並びに前記一定置の高温ガ
スから熱エネルギーを吸収して蒸気を今生ずるのに有効
な熱回収用蒸気発生器を片む動力・蒸気同時発生システ
ムの制御方法か提１１（されろ。かかる制御方法は、（
ａ＞前記一定量の前記高温ガス中において所定のＮＯｘ
低減レベルを達成する力に有効な流量で蒸気および水の
うちの少なくとも１者を前記燃焼器の燃焼域内に注入し
、（ｂ））前記熱回収用蒸気発生器からの過剰蒸気グ）
量に比例して前記水を前記空気圧縮機からの圧縮空気中
に混合することによって前記ガスタービンカ出力を増大
させ、また＜ｃ＞前記圧縮空気中に混合される前記過剰
蒸気の量に比例しかつ前記一定量の高温ガス中において
前記所定のＮＯｘ低減しｌ＼ル・を維持するのに有効な
比率で蒸気および水のうちの前記少なくとも１者を減少
させることを特徴とするものである。
本発明の」−記およびその他の目的、特徴並ひに利点は
、添付の図面を参照しなからｒｊ、下の説明を読めは自
ら明らかとなろう。なお、し１面中に示された同じ参照
数字は同じ構成要素を表わすものである。
好適な実施力態様の詳細な説明 １′）Ｊ、下の説明においては、蒸気およびノトクの燃
填器冷却持竹は同一であると見なされている。しかし７
ながら、厳密に言えはこれは止しくない。なぜなら、１
ボンドの水と蒸気とを比較した場合、水か気化しかつＩ
ＩＩＩ熱されて注入された蒸気と同し温度に達するまで
にはより多量の熱を吸収するからである。本発明の実施
に際しては、これらの差を考膚に入れるため、蒸気流量
と水流量とめ関係を計算する際にバイアス因子が１１！
用される。とけ言え、説明の目的からすノ１は、等しい
付置の水および蒸気は全く同等であるといら簡屯な仮定
を設ｉ＋　７．方か好都合なのである。
先ず第１１”７１をすると、本発明の実施の−・態様に
１、ｊ；つく動力　蒸気同時発生システム１０が示され
ている。ガスタービンエンジン１１は、空気流入管路１
４を通して導入された空気を圧縮するために在勤な空気
圧縮ｆｌｌｉ１２を含んでいる。得られｔ：圧縮空気カ
一部は、燃焼用空気管路１６を通して燃填冗１８の燃焼
域内に供給される、空気圧縮機１２からの圧縮空気の残
部は、希釈冷却用空気管路２０を通して燃焼器１８に送
られる。希釈冷却用空気管路２０を通った空気は燃焼器
１８内の燃焼反応を迂回して流れ、そしてタービン２４
に（ｊ（給される燃焼器排気管路２２中の高温カスの温
度を低］でさせかつ高温ガスの質量流量を増加させるた
めに使用される。タービン２４に流入したエネルギーに
富む高温カスは、出力軸２６を回転させて出ｆＪｌ〜ル
クを発生さぜる。かかる高温カスはよな、中間軸２８を
回転させて空気圧縮機１２を即　　　　１動するために
も没立つ。
タービン２４内において膨張した高温ガスは、温度およ
び圧力がかなり低下しなとは言え、それでも実質的な量
の未回収エネルギーを含んでいる。
それ故、タービン２．１からの排気は排気管路３０を通
って熱回収用蒸気発生器３２に導かれる。そこにおいて
、高温の排気は冷却水力入った管を横切って流れる結果
、冷却水に熱が吸収されて蒸気が発生される。冷却され
た排気は煙突３４に導かれ、そして大気中に拡散放出さ
れる。
熱回収用蒸気発生器３２において発生された蒸気は、プ
ロセス蒸気管路３６を通して蒸気利用プロセスに送られ
る。かかる蒸気利用プ１７セスの性質は本発明にとって
重要てない。多くの動力　蒸気同時発生システムにおい
ては、出力軸２６＋における出力トルクの経済的な必要
性とプロセス蒸気管路３６中におけるプロセス蒸気の必
要性とは別のレベルの問題である。それ故、所要のトル
クを生み出ずために発生された高温ガスが熱回収用蒸気
発生器３２において発生させ得る蒸気の団が蒸気利用プ
ロセスによって使用され得る量よりも蓼か−）な）〕少
なかったりすれは、システムの各部間にイζ釣合いが生
しることになる。
ブＩ７セス蒸気の不埴が生した場合には、熱回収用蒸気
発生器３２内において補助バーナ（口１示ぜず）を使用
することにより、熱回収用蒸気発生器３２内において発
生されるプロセス蒸気の量を増力口させることがある。
過剰のプロセス蒸気が生じた場合には、かかる過剰のプ
ロセス蒸気が大気中に放出されることか、Ｐ）る。１〜
か！〜ながら、熱力学的効率の点および蒸気の白煙がシ
ステム周辺の美観を損なうという点から見れば過剰蒸気
の放出は望ましくない。
アロセス蒸気管路３６中におけるプロセス蒸気力搦か十
分であるかどうかを表わす尺度の１つは、プロセス蒸気
管路３６中の圧力である。そこの圧力が利用可能な過剰
のプロセス蒸気の存在を示す値を越えると、圧力作動弁
３８か開いて過剰蒸気を出力増強用蒸気管路４０中に導
入する。出力増強用蒸気管路４０を通って流れる過剰蒸
気は空気圧ｗ４１Ｉ＋１１２からの圧縮空気中に混合さ
れ、次いて燃焼用空気管路１６および希釈冷却…空気管
路２０を通って燃焼器１８（こ流入する。そぴ）際、燃
焼器１８の燃焼域の限界水１を越える可能性力ある址の
蒸気が出力増強用蒸気管路４０を通って流れるのを防止
するなめ、後述のようにして動作する今２ 限流弁か設けられている。
△ ＮＯｘ低減…水調節弁４４により、燃焼器１８め燃焼域
に通じる注水管路４６を通って流れる水の流量がＮ低生
数量グ）所定の低減をもならずのに有効であるように調
ｈＴｉされる。燃焼器１８／＼の燃料の流量か一定であ
る場き、燃料器１８に注入し得る７１（（または蒸気の
水相当分）の終電は火炎の吹消しおよび動圧の脈動によ
って制限される。燃焼域に流入する水の総画は、注７１
＜管路４６から供給される水の量、および出力増強用蒸
気管Ｉｉ′８４０から空気圧縮機１２に入りかつ燃焼用
空気管路１６を通って燃焼器１８の燃焼域に流入する部
分グ）蒸気の７に相当量を含んでいる１、希釈冷却用空
気管路２０を通って流れる注入蒸気は燃焼域を迂回する
から、燃焼域に流入する総７ｋ　ｆＪｌに算入する必要
はない、正確な比率は機械毎に巽なり、また同し機械に
ついても動作条件に応して異なることがあるか、燃焼用
空気管路１６を通って流れる燃焼用空気は空気圧縮機１
２からの全圧縮空気の約１／３を占める力が通例である
１、それ故、ＮＯｘ低減用水調節弁−１４を通って流れ
る１ポンドの水は出力増強用蒸気管路４０を通って流れ
る１ボンドの蒸気に比Ｉ＼て約３（合力影響を燃焼域に
及ぼすことがわかる。
出力増強…蒸気管ｉ？ｉ！　４．０中の蒸気の流量を表
わす信号をも受ｆ言する。
燃Ｐ１弁５８は、制御装置４８から燃ｔ［制御線路（）
０を通して送られる信号による制御を受けて燃焼器１８
への燃「１を計１する。燃焼器１８に注入されるＮ］）
Ｘ低減用水の量は、制御装置４８から水制御線路６２を
通して送られるｌｋ流量信号にょうて制御される。限流
弁４２は、流量制御線路６，１を通して送られる流量制
限信号によって制御される。
簡明に述べれは、プロセス蒸気管路３６中に得られるプ
ロセス蒸気の全量が蒸気利用プロセスにＪ：って消費さ
れる場合には、水制御線路６２中の信号によってＮｎＸ
低減用水調節弁４４か′制御される結果、燃料弁５８を
通る燃料の流量に応じて所要のＮＯｘ低減をもたらすの
に十分な量のＮＯｘ低減低減加水焼器１８内に注入され
る。プロセス蒸気管路３６中に利用可能な過剰蒸気が生
じた場合、それは圧力ｆ１＝動弁３８によって自動的に
出力増強用蒸気管路４０中に導入される。蒸気の流れを
感知した流量変換器５４は、この蒸気の流量を表わす信
号を制御装置４８に送信する。制御装置４８は、燃焼器
コ８の燃焼域に到達し得るこの蒸気流中の水の量を計算
し、そしてそれに対応した鼠だけＮｎＸ低減用水調節弁
４４を通る水の流量を減少させる。このようにして、Ｎ
Ｏ，低減のため燃焼器１８内に注入される水（または蒸
気の水相当分）−　１６　＝ のＶは、所望のＮＯｘ低減レベルを達成するために必要
な所定の値に維持されるめである。
プロセス蒸気管路３６中の利用可能な過剰蒸気か非常に
多くなり、そのため燃焼用空気管路１６に到達して燃焼
器１８の燃焼域内に）を人される過剰蒸気め星が限界水
着を越えるほとになっｔ２場合には、線路６４を通して
限流弁４２に送られる信号が限流弁４２を部分的に閉鎖
することにより、出力増強用蒸気管路４０中の蒸気流量
が燃４ｆｔ、１ｉ１８の要求性７ＦＣ量を越えない値に
まで制限される。
利用可能なプロセス蒸気の量が更に増加ずれば、プロセ
ス蒸気管路３６中の圧力が−１−昇することらある８ 次に第２図を参照しながら説明すれば、制御装置・１８
はコマンｌ’入力６８の要求出力を満足するために必要
な撚′ｆ１流量を計算するための燃ｆｉｌ制御モジュー
ル６６を含んでいる。燃料制御モジュール６６は、燃料
制御線路６０を通して燃ＰＩ弁５８（第１図）に印加す
るための燃料制御信号を発生ずる。更に燃料制御モジュ
ール６６は、線路７０を通して燃料流量に比例する信号
を所要水量計算器７２に送る。所要水量計算器７２はま
ｆ、：、線路５２を通して温度および絶対湿度データを
受信する。これらの入力に応答して、所要水量計算器７
２は現在の燃料流量レベルに対する所望のＮＯｘ低減レ
ベルを維持するため燃焼器１８の燃焼域内に注入すべき
所望の総水量を表わす信号を線路７４経由で水流量コマ
ンドモジュール７６に送る。
水流量コマンドモジュール７６はまた、空気圧縮機１２
（第１図）に送られる全蒸気流星を表わす信号を線路５
６から受信する。
検出される蒸気流量が大きくなるに従い、水流星コマン
Ｉ・モジュール７６は燃焼器］８の燃焼域内に注入され
る有効水量を同じレベルに維持するなめに必要な比率で
水流量コマンドを減少させる。
もし蒸気流量が水流を完全に遮断するグ）に十分なほど
に増加した場合には、燃焼器１８内に注入される水の量
（または蒸気の水相当量）か過大にならないように空気
圧縮機１２への最大蒸気流量を制限するなめ、水流量コ
マンＩ・モジュール７６は流量制御線路６４に流量制限
信号を送り始める。
次に第３図を参照しながら説明すれば、水流量コマンド
モジュール７６は蒸気効率モジュール７８を含んでいる
が、これは過剰蒸気の＞ｍｌに基づいて燃焼域内に流入
する蒸気中の水の量をＪ］算するものである。たとえば
、空気圧縮機１２からの圧縮空気の１／３が燃焼器１８
の燃焼域内に流入する上うなシステムの場合、単位時間
当り１ボンドの蒸気流量の増加はｍ位時間当り１７３ボ
ンドの水流量の減少を必要とするわけである。蒸気効率
モジュール７８は、所要め減水量を表わす信号を線路８
０経由で減算器８２のマイナス入力端子に印加する。ま
た、線路７４からの所要総水量信号は減算器８２のプラ
ス入力端子に印加される。その結果、燃焼器１８内に注
入しなければならない水の量を表わず減算器８２からの
差信号が水制御線路６２に送られ、そして上記力ごとく
にして使用される・　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　、・ここで第４図を見ると、注水量
と過剰蒸気流量との関係が示されている。過剰蒸気流量
曲線の止の傾きは、注水量の負の傾きの約３倍であるこ
とが認められよう。これは、蒸気の一部分のみか燃焼器
１８の燃焼域に到達するという事実に基づいている。図
示された関係かられかる通り、燃焼域内に流入する水の
量は所定の限界水量に維持されることになる。
ここで再び第１図について説明ずれは、この実施の態様
においては圧力作動弁３８および限流弁４２は別個のユ
ニットとして示されている。別の実施の態様に従えば、
限流弁４２を省略することかできる。この場合、出力増
強用蒸気管路４０中の最大蒸気流量は、蒸気流量を制限
するのに十分な量だ（Ｊ上方に圧力閾値を設定するよう
な信号を制御装置４８から圧力作動弁３８に印加するこ
とによって制限される。
もし燃焼器１８内に注入される水が高純度のものでなけ
れば、有害な化学反応やスケール沈着のために装置の有
効寿命が制限を受けることがある。所要純度の水を得る
設備は高価である。しかるに、蒸気は本質的に純粋なも
のである。それ故、））ζを置換し得るはとに利用でき
るのであれば、燃焼域内には蒸気を注入する方が好まし
い。
次に第５図を見ると、十分な量め蒸気が利用できる場合
において水の代りに過剰蒸気を注入するための動力・蒸
気同時発生システム８４が示されている。ＮＯｘ低減の
ための所要水量全体を満たすのに必要な鼠を越える蒸気
が利用できる場合には、余分の蒸気は出力増強のために
空気圧縮機１２からの圧縮空気中に供給される。その場
合には出力増強用の蒸気が燃焼器１８内に流入するから
、燃焼域内に流入する全蒸気量が燃焼器１８の限界水量
を越えない値に維持されるように注入蒸気量を適当な比
率で減少させなければならない。
第１および５図の実施の態様間における主な相違点は、
燃焼器１８の燃焼域に通じる　Ｎ［′ｌＸ低減用蒸気管
路８６、および線路８９を通して送られる信号に応答し
て蒸気の流量を調節する調節弁８８か追加されているこ
とにある。流量変換器９０により、ＮＯｘ低減用蒸気管
路８６中の蒸気流量を表わず信号が線路９２を通して制
御装置９４に送られる。前述の実施の態様の場合と同し
く、流量変換器５４により、出力増強用蒸気管路４０中
の蒸気流量を表わす信号が線路５６を通して制御装置９
４に送られる。
前述の実施の態様においては、限流弁４２は限界値に達
するまで過剰蒸気の全量を通過させるというやや受動的
な機能を果たしていた。しかるに第５図の実施の態様に
おいては、限流弁４２および調節弁８８は蒸気流を所定
の方式で出力増強用蒸気管路４０と　ＮＯｘ低減用蒸気
管路８６との間に配分するという能動的な制御を行うこ
とが要求される。
第６図は、制御装置９４の変更部分を示している。線路
５６および９２がらの２つの蒸気流量信号は、所要注水
量を表わす線路７４がらの信号と共に水・蒸気流量コマ
ンドモジュール９６に印加される。ＮＯｘ低減用蒸気流
量コマンドは線路８つに送られると共に、減算器８２の
マイナス入力端子に印加される。また、所要水量コマン
ドは減算器８２のプラス入力端子に印加される。線路８
９上のＮ眠低減…蒸気流量コマンドが増加すると、その
値は線路７４−Ｆの所要水量コマンドから差引かれ、そ
れによりＮＯ，低減用水調節弁４４（第５図）を制御す
るための水流量コマンドが水制御線路６２上に発生され
る。
再び第５図について説明すれは、利用可能な過剰蒸気が
水制御線路６２上の水流量コマンドをゼロにするのに十
分なものである場合には、余分の過剰蒸気は限流弁４２
を通して空気圧縮機１２に送られ、そこにおいて出力増
強用の圧縮空気と混合される。それに比例して、ＮＯｘ
低減用蒸気管路８６を通って流れる蒸気の流量は、燃焼
域内に流入する全蒸気量が所望のＮＯｘ低減レベルを生
み出ずような値に維持されるよらに減少させなければな
らない。
次に第７図を見ると、水流量と蒸気流量との関係か示さ
れている。破線によって示されるごとく過剰蒸気が利用
回部になるのに伴い、ＮＯ，低減の　　　　　：；ため
燃焼器１８に供給される過剰蒸気は一点鎖線によって示
されるごとくに増加し、されに対応して水流量は実線に
よって示されるごとくに減少する。過剰蒸気の流量（お
よびＮＯｘ低減用蒸気の流量）が燃焼器の眼界水量に達
すると、水流は遮断され、そして点線で示されるごとく
に出力増強用蒸気が流れ始める。それに比例して、ＮＯ
ｘ低減用蒸気の流量は減少することになる。やがて、出
力増強用蒸気の流量が水平の破線で示された最大蒸気限
界量に達すると、ＮＯ，低減用蒸気の流量はゼロになる
。１．’Ｊ、後は、余分の過剰蒸気が利用可能であるか
どうかにかかわらす、出力増強用蒸気流量はこの最大蒸
気限界量に制限される。
」−記のシステムは、任意適宜の技術を用いて実現する
ことができる。詳１〜く述べれば、制御装置４８および
９４は自動装置、半自動装置または手動装置のいずれで
あってもよい。たとえば、所要の注水量を決定するため
には、操作員が現在の燃料流量測定値を読取り、所望の
ＮＯｘ低減レベルを達成するために必要な水の流量を表
またはグラフから求め、次いで水調節弁を手で開いて所
要量の水を導入することができる。同様にして、操作員
は過剰蒸気の流量を監視し、表またはグラフから水流量
の減少値を求め、そしてそれに従って水の流量を調節す
ることができる。しかｊ〜ながら、好適な実施の態様に
従えば、燃料流ｌ、注水量および１種または２種の蒸気
流量の間の関係が表または関数の形でディジタル記憶装
置中に保存される。
この場合には、ディジタル計算機（好ましくはマイクロ
プロセ・ソサ）によって計算が行われる。なお、アナロ
グ信号からディジタル信号への変換またはその逆の変換
のためには、通常の適当なアナログ・ディジタル変換器
またはディジタル・アナログ変換器が必要となる。
以上、添付の図面を参照しながら本発明の好適な実施の
態様を記載したが、本発明はこれら特定の実施の態様力
みに限定されるものではなく、前記特許請求の範囲によ
って規定される本発明の範囲および精神から逸脱するこ
となしに様々な変形や変更が可能であることは当業者に
とって自明であろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施の一態様に基づく動力１司晴 蒸気會萌発生システムの簡略ブロック図、第２図は第１
図の制御装置のフロック図、第３図は第２図の水流量コ
マンドモジュールのブロック図、第の動１ヤを説明する
なめに役立つ１群の曲線　第５△゛ 図は本発明内削め実施の態様を示す簡略ブロック図、第
６図は第５図力制御装置の一部のブロック図、そして第
７図は第５および６０に示された本曲線である。 ハ 図中、１０は実施力−態様に基づく動力・蒸気同時発生
システム、１１はガスタービンエンジン、１２は空気圧
縮機、１４は空気流入管銘、］６は燃焼用空気管路、１
８は燃焼器、２０は希釈冷却用空気管路、２２は燃焼器
排気管路、２４はターピン、２６は出力軸、２８は中間
軸、３０は排気管路、３２は熱回収用蒸気発生器、３４
は煙突、３６はプロセス蒸気管路、３８は圧力作動弁、
４０は出力増強用蒸気管路、４２は限流弁２．１４は水
Ｍ１！１節弁、４６は注水管路、４８は制ｔｉＩＩ装置
、５０は温度・湿度変換器、５４は流１変換器、５８は
燃ｆ１弁、６０は燃料制御線路、６２は水制御線路、６
４は流址制陣線路、６６は燃料制御モジュール、６８は
コマンド入力、７２は所要水量計算器、７６は水流量コ
マンドモジュール、７８は蒸気効率モジュール、８２は
減算器、８１１は別の実施のり様に基づく動力　蒸気同
時発生システム、８６はＮｒｌＸ低減用蒸気管路、８８
は調節弁、９０は流量変換器、９４は制御装置、そ１−
で９６は蒸気流イコマントモジュールを表わす。 ←　　　　　　　　　　　　公 搦ν Ｄ　　　　　　　　　　　　紫 デ へ　　　　　　　　　　　ン

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）空気圧縮機、燃焼器、および出力トルクと高
    温ガス流とを発生するのに有効なタービンを有するガス
    タービン、（ｂ）前記高温ガス流から熱エネルギーを吸
    収して蒸気を発生するのに有効な熱回収用蒸気発生器、
    （ｃ）前記高温ガス流中において所定のＮＯｘ低減レベ
    ルを達成するのに有効な流量で蒸気および水のうちの少
    なくとも１者を前記燃焼器の燃焼域内に注入するための
    手段、（ｄ）前記熱回収用蒸気発生器からの過剰蒸気の
    少なくとも一部を前記空気圧縮機からの圧縮空気中に混
    合することによって前記ガスタービンの出力を増大させ
    るための手段、並びに（ｅ）前記圧縮空気中に混合され
    る前記過剰蒸気の量に比例しかつ前記高温ガス流中にお
    いて前記所定のＮＯｘ低減レベルを維持するのに有効な
    比率で蒸気および水のうちの前記少なくとも１者を減少
    させるための手段を含むことを特徴とする動力・蒸気同
    時発生システム。 ２、蒸気および水のうちの前記少なくとも１者が、合算
    した場合に前記高温ガス流中において前記所定のＮＯｘ
    低減レベルを達成するのに有効な流量の蒸気および水か
    ら成る特許請求の範囲第１項記載の動力・蒸気同時発生
    システム。 ３、先ず最初に前記水を前記過剰蒸気で置換すると共に
    、前記過剰蒸気が前記水を必要とすることなしに前記所
    定のＮＯｘ低減レベルを維持するのに十分な量に達する
    まで前記過剰蒸気の量に比例して前記水を減少させるた
    めの手段を含んでいる特許請求の範囲第２項記載の動力
    ・蒸気同時発生システム。 ４、前記圧縮空気中に前記過剰蒸気の少なくとも一部を
    混合するための前記手段は、前記過剰蒸気が前記水を必
    要とすることなしに前記所定のＮＯｘ低減レベルを維持
    するのに十分な量に達した後に初めて有効となる特許請
    求の範囲第３項記載の動力・蒸気同時発生システム。 ５、前記圧縮空気中に混合される前記過剰蒸気の流量を
    、前記所定のＮＯｘ低減レベルを維持するために必要な
    量を越えない値に制限するための手段を含んでいる特許
    請求の範囲第１項記載の動力・蒸気同時発生システム。 ６、空気圧縮機、燃焼器、およびトルクと一定量の高温
    ガスとを発生するのに有効なタービンを有するガスター
    ビン並びに前記一定量の高温ガスから熱エネルギーを吸
    収して蒸気を発生するのに有効な熱回収用蒸気発生器を
    含む動力・蒸気同時発生システムの制御方法において、
    （ａ）前記一定量の前記高温ガス中において所定のＮＯ
    ｘ低減レベルを達成するのに有効な流量で蒸気および水
    のうちの少なくとも１者を前記燃焼器の燃焼域内に注入
    し、（ｂ）前記熱回収用蒸気発生器からの過剰蒸気の少
    なくとも一部を前記空気圧縮機からの圧縮空気中に混合
    することによって前記ガスタービンの出力を増大させ、
    また（ｃ）前記圧縮空気中に混合される前記過剰蒸気の
    量に比例しかつ前記一定量の高温ガス中において前記所
    定のＮＯｘ低減レベルを維持するのに有効な比率で蒸気
    および水のうちの前記少なくとも１者を減少させること
    を特徴とする制御方法。
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