JPS6324156B2 - - Google Patents
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- JPS6324156B2 JPS6324156B2 JP57133810A JP13381082A JPS6324156B2 JP S6324156 B2 JPS6324156 B2 JP S6324156B2 JP 57133810 A JP57133810 A JP 57133810A JP 13381082 A JP13381082 A JP 13381082A JP S6324156 B2 JPS6324156 B2 JP S6324156B2
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Classifications
-
- 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、地熱発電プラントに関する。
第１図は、一般のタービンおよびジエツトコン
デンサを備えた地熱発電プラントの概略を示す。
デンサを備えた地熱発電プラントの概略を示す。
第１図において、井戸１より噴出した地熱流体
は、配管２を経てセパレータ３で熱水と蒸気とに
分離される。この分離された地熱熱水は、それか
ら、配管４を経て、還元ポンプ５により、配管６
を経て還元井７より地下へ還元される。一方、セ
パレータ３で分離した蒸気は配管８および配管９
を経てタービン１０へ導入される。
は、配管２を経てセパレータ３で熱水と蒸気とに
分離される。この分離された地熱熱水は、それか
ら、配管４を経て、還元ポンプ５により、配管６
を経て還元井７より地下へ還元される。一方、セ
パレータ３で分離した蒸気は配管８および配管９
を経てタービン１０へ導入される。
タービンで仕事をした蒸気は、タービン排気部
１１を経てコンデンサ１２へ導入される。冷却水
入口管１３より入つた冷却水は、スプレイノズル
１４より散水され、蒸気タービン１０の排気と接
触して凝縮する。
１１を経てコンデンサ１２へ導入される。冷却水
入口管１３より入つた冷却水は、スプレイノズル
１４より散水され、蒸気タービン１０の排気と接
触して凝縮する。
蒸気中に含まれる不凝結ガス（大部分のCO2と
少量のH2S、O2およびN2）は、トレイ式のガス
冷却部１５で冷却され、蒸気量を減じて不凝結ガ
ス出口管１６より抽気ポンプ１７によつて配管１
８を経て抽出される。このように蒸気を凝縮させ
温度の上つた冷却水（通常温水と称す）はコンデ
ンサ底部の温水槽１９より温水出口管２０を経
て、温水ポンプ２１により、配管２２を経て冷却
塔２３へ導びかれる。冷却塔２３では、上部のス
プレイノズル２４より温水を散水させ、空気と強
制接触させて冷却する。
少量のH2S、O2およびN2）は、トレイ式のガス
冷却部１５で冷却され、蒸気量を減じて不凝結ガ
ス出口管１６より抽気ポンプ１７によつて配管１
８を経て抽出される。このように蒸気を凝縮させ
温度の上つた冷却水（通常温水と称す）はコンデ
ンサ底部の温水槽１９より温水出口管２０を経
て、温水ポンプ２１により、配管２２を経て冷却
塔２３へ導びかれる。冷却塔２３では、上部のス
プレイノズル２４より温水を散水させ、空気と強
制接触させて冷却する。
冷却された冷却水は、冷却水槽２５より配管２
６を経て、冷却水ポンプ２７により前述したコン
デンサ１２の冷却水入口管１３を通してスプレイ
ノズル１４により散水される。
６を経て、冷却水ポンプ２７により前述したコン
デンサ１２の冷却水入口管１３を通してスプレイ
ノズル１４により散水される。
しかして、地熱蒸気中には通常数％以下の不凝
結ガスを含み、その主成分は大部分のCO2と少量
のH2S、O2およびN2であるが、これらの酸性ガ
スがコンデンサ１２内で冷却水に吸収される。一
方、タービン車室内に生成したドレンは、配管２
８を経てコンデンサ１２へ導びかれている。
結ガスを含み、その主成分は大部分のCO2と少量
のH2S、O2およびN2であるが、これらの酸性ガ
スがコンデンサ１２内で冷却水に吸収される。一
方、タービン車室内に生成したドレンは、配管２
８を経てコンデンサ１２へ導びかれている。
上述した従来法は、しかしながら、次のような
欠点があつた。
欠点があつた。
(a) 地熱蒸気中に同伴されて飛来したシリカや食
塩がタービンの静翼、動翼に付着し、短期間で
タービン出力の低下、運転停止の事態に到る。
特に前段（１段・２段）への付着が著しい。
塩がタービンの静翼、動翼に付着し、短期間で
タービン出力の低下、運転停止の事態に到る。
特に前段（１段・２段）への付着が著しい。
(b) タービンへ通ずる蒸気の純度をよくし、シリ
カや食塩の飛来を防ぐためには、高性能のセパ
レータ（99.99％以上）が必要であるが、これ
らのセパレータと言えどもスタートアツプ時、
出力増加時、井戸切変え時等の大巾な蒸気供給
条件の変動に追随することは難しい。従つて、
程度の差はあるが、タービン翼へのスケールの
生成は常に生じており、ひんぱんなスケール除
去のための開放清掃を必要とする。
カや食塩の飛来を防ぐためには、高性能のセパ
レータ（99.99％以上）が必要であるが、これ
らのセパレータと言えどもスタートアツプ時、
出力増加時、井戸切変え時等の大巾な蒸気供給
条件の変動に追随することは難しい。従つて、
程度の差はあるが、タービン翼へのスケールの
生成は常に生じており、ひんぱんなスケール除
去のための開放清掃を必要とする。
(c) タービン翼上へ生成したスケール（主成分は
シリカと食塩）は数ケ月経過すると、非常に強
固なスケールへ成長して除去が困難であり、従
つてやすり等で除去する際に、翼をきずつける
可能性がある。また、スケール除去に要する日
数だけ、スタートアツプが遅れ、その間の費用
の損失は莫大である。
シリカと食塩）は数ケ月経過すると、非常に強
固なスケールへ成長して除去が困難であり、従
つてやすり等で除去する際に、翼をきずつける
可能性がある。また、スケール除去に要する日
数だけ、スタートアツプが遅れ、その間の費用
の損失は莫大である。
本発明は、このような従来の問題を解消するた
めになされたもので、タービンへ付着したスケー
ルを酸素を殆んど溶解していない水で溶解洗浄す
ることにより除去し、タービン出力の低下を防止
して長期間の連続運転を可能ならしめることと、
また酸素を殆んど溶解していない水でタービン系
内を洗浄することにより腐食を軽減するようにす
ることを目的とする。
めになされたもので、タービンへ付着したスケー
ルを酸素を殆んど溶解していない水で溶解洗浄す
ることにより除去し、タービン出力の低下を防止
して長期間の連続運転を可能ならしめることと、
また酸素を殆んど溶解していない水でタービン系
内を洗浄することにより腐食を軽減するようにす
ることを目的とする。
更に、詳述すれば、一般に、地熱蒸気中にはキ
ヤリオーバーした熱水のミストが微量含まれてお
り、これはタービン前に設置したミストセパレー
タで捕集分離しているが、100％分離するのは困
難なので、極微量のミストはタービン内へ導入さ
れ、このミスト中に含まれている食塩やシリカは
タービン内でスケールとなつて析出する。これら
スケールは特に前段（１段および２段）のノズル
とブレードに著しく付着する傾向があり、放置す
ると数ケ月で出力低下し、タービンを停止し開放
してスケールを除去しなければならなくなる。
ヤリオーバーした熱水のミストが微量含まれてお
り、これはタービン前に設置したミストセパレー
タで捕集分離しているが、100％分離するのは困
難なので、極微量のミストはタービン内へ導入さ
れ、このミスト中に含まれている食塩やシリカは
タービン内でスケールとなつて析出する。これら
スケールは特に前段（１段および２段）のノズル
とブレードに著しく付着する傾向があり、放置す
ると数ケ月で出力低下し、タービンを停止し開放
してスケールを除去しなければならなくなる。
そこで、本発明者は、タービン翼へのスケール
付着を防止することにより、タービンの出力アツ
プおよび長期の連続運転を可能にし、タービンの
寿命を長くすべく鋭意研究の結果、以下のような
知見を得た。
付着を防止することにより、タービンの出力アツ
プおよび長期の連続運転を可能にし、タービンの
寿命を長くすべく鋭意研究の結果、以下のような
知見を得た。
地熱発電所では、蒸気の純度が悪い場合は、ま
ず最初に主塞止弁および調速弁のステイツキング
が生じ、その後タービン翼（動翼、静翼）へのス
ケールの付着のために出力が低下し、ついに運転
停止に到る。
ず最初に主塞止弁および調速弁のステイツキング
が生じ、その後タービン翼（動翼、静翼）へのス
ケールの付着のために出力が低下し、ついに運転
停止に到る。
タービンの高出力の連続運転を維持するために
は、セパレータの効率を向上させると共に、100
％除去することが不可能なので、蒸気中の不純物
（主としてシリカ、食塩）がタービン翼上へ付着
することを防がねばならない。シリカは、付着生
成時は軟らかいが、時間が経過すると次第に硬質
のスケールへ成長する。食塩は、シリカをバイン
ダーとして付着するものと考えられる。そこで、
食塩が水に溶解しやすいことを利用してスケール
を水で溶解洗浄する。その際、コンデンサ出口の
温水の一部を加熱器に導びき、蒸気と直接接触さ
せれば、温水中に溶解していた酸素は大部分除去
されるので、この脱酸素した温水をタービン入口
部に添加すれば、溶存酸素によるタービンの腐食
も防止できる。
は、セパレータの効率を向上させると共に、100
％除去することが不可能なので、蒸気中の不純物
（主としてシリカ、食塩）がタービン翼上へ付着
することを防がねばならない。シリカは、付着生
成時は軟らかいが、時間が経過すると次第に硬質
のスケールへ成長する。食塩は、シリカをバイン
ダーとして付着するものと考えられる。そこで、
食塩が水に溶解しやすいことを利用してスケール
を水で溶解洗浄する。その際、コンデンサ出口の
温水の一部を加熱器に導びき、蒸気と直接接触さ
せれば、温水中に溶解していた酸素は大部分除去
されるので、この脱酸素した温水をタービン入口
部に添加すれば、溶存酸素によるタービンの腐食
も防止できる。
なお、加熱器においては、酸素のほかの溶解ガ
ス、例えば硫化水素、炭酸ガスなども大部分除去
される。
ス、例えば硫化水素、炭酸ガスなども大部分除去
される。
以上の説明から明らかになつたように、本発明
は、したがつて、地熱発電プラントにおいて、タ
ービン翼へのスケール付着を防止するために、コ
ンデンサ出口の温水を加熱器に導びき、蒸気と直
接接触させて温水中の酸素を除去する手段と、こ
の脱酸素された熱水をタービンへ流入する蒸気に
タービン入口部で注入する手段とを具備したこと
を特徴とする。
は、したがつて、地熱発電プラントにおいて、タ
ービン翼へのスケール付着を防止するために、コ
ンデンサ出口の温水を加熱器に導びき、蒸気と直
接接触させて温水中の酸素を除去する手段と、こ
の脱酸素された熱水をタービンへ流入する蒸気に
タービン入口部で注入する手段とを具備したこと
を特徴とする。
以下図面を参照して本発明の一実施例について
詳述する。
詳述する。
第２図において、参照符号１〜２８は第１図に
示したそれらと同一の要素を示し、その構成も同
じであるので、その詳細な説明は省略する。
示したそれらと同一の要素を示し、その構成も同
じであるので、その詳細な説明は省略する。
しかして、本発明によれば、第１図に示した従
来の地熱発電プラントにおいて、コンデンサ出口
に設けた温水ポンプ２１出口より分岐した配管３
１により温水を加熱器３２の頂部に導く。一方、
蒸気は、配管８より分岐した配管３３を経て加熱
器３２へ導く。この加熱器３２で温水と蒸気とは
直接接触し、蒸気は配管３４より系外へ放出さ
れ、一方熱水は配管３５を経てポンプ３６により
タービン入口付近の主蒸気管８へノズル等を使用
して噴射注入される。この噴射注入された温水
は、したがつて主蒸気と共に配管９を経てタービ
ン１０へ導入される。
来の地熱発電プラントにおいて、コンデンサ出口
に設けた温水ポンプ２１出口より分岐した配管３
１により温水を加熱器３２の頂部に導く。一方、
蒸気は、配管８より分岐した配管３３を経て加熱
器３２へ導く。この加熱器３２で温水と蒸気とは
直接接触し、蒸気は配管３４より系外へ放出さ
れ、一方熱水は配管３５を経てポンプ３６により
タービン入口付近の主蒸気管８へノズル等を使用
して噴射注入される。この噴射注入された温水
は、したがつて主蒸気と共に配管９を経てタービ
ン１０へ導入される。
次に、加熱器３２の構造を第３図に詳細に示
す。
す。
第３図において、配管３１より流入した温水は
受皿４１にたまり、オーバフローした温水は支持
体４２により受皿４１の下方に設けられた多数の
目皿４３に順次落下する。すなわち、ひとつの目
皿４３にたまつた温水はこの目皿の底板に設けた
多数の穴４４より落下して更に下方に設けた他の
目皿４３に落下する。この様にして、次々と下方
の目皿４３を通過した温水は加熱器３２の底に熱
水３７としてたまり、この熱水３７が配管３５を
経てポンプ３６によりタービン前の主蒸気管８へ
注入される。
受皿４１にたまり、オーバフローした温水は支持
体４２により受皿４１の下方に設けられた多数の
目皿４３に順次落下する。すなわち、ひとつの目
皿４３にたまつた温水はこの目皿の底板に設けた
多数の穴４４より落下して更に下方に設けた他の
目皿４３に落下する。この様にして、次々と下方
の目皿４３を通過した温水は加熱器３２の底に熱
水３７としてたまり、この熱水３７が配管３５を
経てポンプ３６によりタービン前の主蒸気管８へ
注入される。
一方、蒸気は、配管３３より加熱器３２へ導入
され、そらせ板４５を経て、矢印で示す様に加熱
器３２内を上昇する。すなわち、蒸気の一部は支
持体４６を経て直接加熱器３２上部へ流通する。
また、蒸気の他の一部は、目皿４３間の空間で上
方より落下してきた温水と接触しながら上昇し、
頂部では加熱器３２の中央を支持体４６を経て直
接流通してきた蒸気と混合して、受皿４１より落
下した温水と接触した後、配管３４より系外へ放
出される。
され、そらせ板４５を経て、矢印で示す様に加熱
器３２内を上昇する。すなわち、蒸気の一部は支
持体４６を経て直接加熱器３２上部へ流通する。
また、蒸気の他の一部は、目皿４３間の空間で上
方より落下してきた温水と接触しながら上昇し、
頂部では加熱器３２の中央を支持体４６を経て直
接流通してきた蒸気と混合して、受皿４１より落
下した温水と接触した後、配管３４より系外へ放
出される。
以上述べた説明から明らかなように、本発明に
よれば、コンデンサ出口の温水は加熱器内で蒸気
により加熱され、温水中に溶存していた酸素、硫
化水素および炭酸ガスなどの不凝結ガスは蒸気相
へ放散され、脱酸素された状態の熱水になる。
よれば、コンデンサ出口の温水は加熱器内で蒸気
により加熱され、温水中に溶存していた酸素、硫
化水素および炭酸ガスなどの不凝結ガスは蒸気相
へ放散され、脱酸素された状態の熱水になる。
こうして製造された熱水は、それから、タービ
ン入口部で主蒸気へ注入され、主蒸気と共にター
ビン内に流入し、タービンの静翼や動翼に付着し
た食塩やシリカ等のスケール生成成分は洗い落さ
れる。食塩の水への溶解度は大きいので、簡単に
水に溶解する。第４図はシリカの溶解度を示す。
ン入口部で主蒸気へ注入され、主蒸気と共にター
ビン内に流入し、タービンの静翼や動翼に付着し
た食塩やシリカ等のスケール生成成分は洗い落さ
れる。食塩の水への溶解度は大きいので、簡単に
水に溶解する。第４図はシリカの溶解度を示す。
したがつて、本発明によれば、常時、脱酸素さ
れたきれいな水で、タービンが洗われることによ
りスケールの付着が防止されるだけでなく、蒸気
中に含まれてくる食塩や硫化水素による材料の腐
食が軽減される。
れたきれいな水で、タービンが洗われることによ
りスケールの付着が防止されるだけでなく、蒸気
中に含まれてくる食塩や硫化水素による材料の腐
食が軽減される。
次に、実際の地熱発電プラントで実験した結果
について以下に示す。
について以下に示す。
実験したプラントは、55MWの電力を発生する
タービンで、入口蒸気は350m3／Ｈ（6.68ata飽和
蒸気中の不凝結ガス量は1.3wt％、不凝結ガスの
ガス組成はCO275％、H2S20％、N25％（いずれ
も重量％）である。コンデンサ出口の温水の物性
は、温度50℃、PH6.5、溶解成分はH2S（0.50）、
CO2（19.4）、O2（3.10）、SO2- 4（98.0）、Na（78.0）
、
Ｋ（0.4）、Cl（0.7）、As（0.0）、Fe（2.1）、Ca（0.
9）、
Mg（0.04）、Zn（0.03）、全シリカ（4.3）である。
単位はいずれもwt、ppmである。この温水10
m3／ｈを加熱器で20m3／ｈ（6.68ataの飽和蒸気
圧）の蒸気で加熱したところ、160℃の温水が得
られたので、タービン入口に連続注入した。得ら
れた温水中の溶解ガス成分の濃度は、O2（0.01）、
CO2（0.01）、H2S（0.00）であつた。その結果、従
来の方法では、蒸気純度を99.99％以上に維持し
なければ、３〜６ケ月後にはタービンの主塞止
弁、静翼および動翼にスケールが付着して、弁の
ステイツキングやタービン入口圧力の上昇、ター
ビンの振動などの現象が生じて運転出来なくなつ
ていたが、本発明方法によると、スケールが連続
的に水により洗浄されるため、スケールの付着が
起らず、安定な連続運転ができた。
タービンで、入口蒸気は350m3／Ｈ（6.68ata飽和
蒸気中の不凝結ガス量は1.3wt％、不凝結ガスの
ガス組成はCO275％、H2S20％、N25％（いずれ
も重量％）である。コンデンサ出口の温水の物性
は、温度50℃、PH6.5、溶解成分はH2S（0.50）、
CO2（19.4）、O2（3.10）、SO2- 4（98.0）、Na（78.0）
、
Ｋ（0.4）、Cl（0.7）、As（0.0）、Fe（2.1）、Ca（0.
9）、
Mg（0.04）、Zn（0.03）、全シリカ（4.3）である。
単位はいずれもwt、ppmである。この温水10
m3／ｈを加熱器で20m3／ｈ（6.68ataの飽和蒸気
圧）の蒸気で加熱したところ、160℃の温水が得
られたので、タービン入口に連続注入した。得ら
れた温水中の溶解ガス成分の濃度は、O2（0.01）、
CO2（0.01）、H2S（0.00）であつた。その結果、従
来の方法では、蒸気純度を99.99％以上に維持し
なければ、３〜６ケ月後にはタービンの主塞止
弁、静翼および動翼にスケールが付着して、弁の
ステイツキングやタービン入口圧力の上昇、ター
ビンの振動などの現象が生じて運転出来なくなつ
ていたが、本発明方法によると、スケールが連続
的に水により洗浄されるため、スケールの付着が
起らず、安定な連続運転ができた。
また、１年間の運転後にタービンを開放点検し
たところ、スケールの付着は全然認められなかつ
た。更に、従来認められていた特にタービン後段
の腐食も認められず、本発明方法が実用可能な有
用な方法であることがわかつた。
たところ、スケールの付着は全然認められなかつ
た。更に、従来認められていた特にタービン後段
の腐食も認められず、本発明方法が実用可能な有
用な方法であることがわかつた。
なお、本発明は地熱発電プラント及びこのプラ
ントに付帯した地熱蒸気の通過する諸機器類例え
ばスクラバー、ミストセパレータなどにも適用で
きるものである。
ントに付帯した地熱蒸気の通過する諸機器類例え
ばスクラバー、ミストセパレータなどにも適用で
きるものである。
第１図は従来の地熱発電プラントを示す概略説
明図、第２図は本発明による地熱発電プラントの
一例を示す概略説明図、第３図は第２図中におけ
る加熱器の構造の一例を示す断面図、第４図は無
定形シリカの溶解度曲線を示す図である。 １０……タービン、１２……コンデンサ、２０
……温水出口管、２１……温水ポンプ、３１……
温水配管、３２……加熱器、３３……蒸気配管、
３５……熱水配管、３６……ポンプ。
明図、第２図は本発明による地熱発電プラントの
一例を示す概略説明図、第３図は第２図中におけ
る加熱器の構造の一例を示す断面図、第４図は無
定形シリカの溶解度曲線を示す図である。 １０……タービン、１２……コンデンサ、２０
……温水出口管、２１……温水ポンプ、３１……
温水配管、３２……加熱器、３３……蒸気配管、
３５……熱水配管、３６……ポンプ。
Claims (1)
- １ コンデンサ出口の温水を加熱器に導びき、蒸
気と直接接触させて温水中の酸素を除去する手段
と、この脱酸素された熱水をタービンへ流入する
蒸気にタービン入口部で注入する手段とを具備し
たことを特徴とする地熱発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57133810A JPS5925092A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 地熱発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57133810A JPS5925092A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 地熱発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5925092A JPS5925092A (ja) | 1984-02-08 |
| JPS6324156B2 true JPS6324156B2 (ja) | 1988-05-19 |
Family
ID=15113564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57133810A Granted JPS5925092A (ja) | 1982-08-02 | 1982-08-02 | 地熱発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5925092A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6421272U (ja) * | 1987-07-28 | 1989-02-02 | ||
| JPH02197693A (ja) * | 1989-01-26 | 1990-08-06 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 地熱発電用タービンのスケール除去方法 |
| JP3957922B2 (ja) * | 1999-06-16 | 2007-08-15 | 株式会社東芝 | ドレンタンク |
| JP5318606B2 (ja) * | 2009-02-09 | 2013-10-16 | 巴工業株式会社 | 遠心分離装置 |
| JP6809698B2 (ja) * | 2016-10-11 | 2021-01-06 | ジャパン・ニュー・エナジー株式会社 | 気水分離装置、地熱発電装置及び地熱発電方法 |
-
1982
- 1982-08-02 JP JP57133810A patent/JPS5925092A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5925092A (ja) | 1984-02-08 |
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