JPS6345426A - ガスタービン発電システム - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 不発明は、コージェネレーションシステムに利用される
ものであり、ガスタービンの燃焼室へ燃料油と一緒に吹
き込まれる蒸気を製造するためのガスタービンへの吹き
込み用蒸気供給装置に関する。

（従来の技術） 最近、原油価格が低下してきており、動力を発生させる
エネルギー源として燃料油を使用することが復活しつつ
あるが、電気料金は依然として高値である。このような
環境において、コージェネレーションシステムが普及し
始めている。

即ち、コージェネレーションシステムは１例えばガスタ
ービンにより発電し、該ガスタービンから排出される高
温の徘ガス（約４５０℃）を余熱ボイラに通してプロセ
ス蒸気を発生せしめ、これをプロセス（冷暖房装置等の
熱負荷）で使用するものである。この場合１発電のみの
熱効率（約２０〜３０％）に比較して熱効率が約７０％
に上昇するという長所がある。

一方、近年、コージェネレーションシステムにおいては
、ガスタービンの燃焼室の中に余熱ボイラで発生した蒸
気の１５〜３０％を吹き込み、ＮＯｘを約１／３に低下
せしめると同時にカスタービン内のマスフローを増して
発電量を増加せしめることが行われている。

然し乍ら、この場合にはガスタービンに吹き込まれた蒸
気は、燃焼ガス中に混合してこれと一緒に排出されるこ
とになり、プロセス使用蒸気のように回収できないとい
う問題がある。従って、余熱ボイラに純水を使用してい
る場合には大量の純水を使用することになり、純水を生
成する純水装置の容量が大きくなる上、運転コストも高
くなるという問題がある。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の問題点を解消するために創案されたも
のであり、その目的は純水装置の容量が小さくて済み、
運転コストの低減等を図れるガスタービンへの吹き込み
用蒸気供給装置を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明のガスタービンへの吹き込み用蒸気供給装置は、
ガスタービンの燃焼室に吹き込むための蒸気を発生させ
る間接加熱式蒸気発生装置と、該蒸気発生装置へ軟水を
給水するための軟水用給水装置と、ガスタービンから排
出された高温の徘ガスを熱回収して前記蒸気発生装置の
熱源となり得る熱回収装置とから構成したことに特徴が
ある。

（作用） ガスタービンの燃焼室で圧縮空気と燃料油を混合して燃
焼させると、高温、高圧の燃焼ガスが発生し、これがガ
スタービンを回して発電機を駆動させる。

一方、ガスタービンより排出された高温の排ガスは、熱
回収装置を経て熱回収された後、外方へ排出される。

そして、回収された熱により間接加熱式蒸気発生装置で
蒸気が発生される。尚、間接加熱式蒸気発生装置には軟
水用給水装置により軟水が給水される。

間接加熱式蒸気発生装置で発生した蒸気は、タービンの
燃焼室へ燃料油と一緒に吹き込まれる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の第１実施例に係る吹き込み用蒸気供給
装置を備えたコージェネレーションシステムの系統図で
あって７１はガスタービン、２はコンプレッサー、３は
発電機、４は吹き込み用蒸気供給装置である。

前記吹き込み用蒸気供給装置４は１間接加熱式蒸気発生
装置Ｓ、軟水用給水装置６及び熱回収装置７等から構成
されている。

前記間接加熱式蒸気発生装置５は、ガスタービン１の燃
焼室８に吹き込むための蒸気Ｓを発生させるものであり
、胴９内に伝熱管１０を配置すると共に、該ＷＡ９とガ
スタービン１の燃焼室８とを第１導管１１で接続してな
る。

前記軟水用給水装置６は１間接加熱式蒸気発生装置５の
胴９へ軟水１２を給水するためのものであり、原水を貯
溜する原水槽１３と、原水槽１３に接続された原水ポン
プ１４と、原水ポンプ１４に接続されて原水を軟水化す
る軟化器１５と、軟化器１５に接続されて軟水１２を貯
溜する軟水檜１６と、軟水樽１６に接続されて軟水１２
をｌ５４９へ送水する給水ポンプ１７等からなる。

前記熱回収装置７は、ガスタービン１から排出された高
温の排ガスＧを熱回収して間接加熱式蒸気発生装置５の
熱源となり得るものである。即ち、本実施例においては
、熱回収装置７には、余熱ボイラ１８が使用されており
、該余熱ボイラ１８はガスタービン１と煙突１９を接続
する第２導管２０に介設されている。又、余熱ボイラ１
８は、その缶２１と間接加熱式蒸気発生装置５の伝熱管
ＰＯ入口とが第３導管２２及びバルブ２３を介して接続
されていると共に、缶２１と伝熱管１０出口とが第４導
管２４．脱気器２５及び給水ポンプ２６を介して接続さ
れている。

尚、余熱ボイラ１８への給水は、純水用給水装置２７に
より行われており、該純水用給水装置２７は、原水槽１
３に接続された原水ポンプ２８と、原水ポンプ２８に接
続されて原水を純水化する純水装置２９と、純水装置２
９に接続されて純水３０を貯溜する純水槽３１と、純水
槽３１に接続されて純水３ｏを脱気器２５に送水する給
水ポンプ３２等からなる。

又、余熱ボイラ１８で発生した蒸気Ｓの一部は、第５導
管３３及びバルブ３４を介してプロセス３５（冷暖房装
置等の熱負荷）に供給されて使用され、そのドレンＷは
第６導管３６を経て脱気器２５に流入する。

而して、ガスタービン１の燃焼室８で圧縮空気と燃料油
Ｆを混合して燃焼させると、高Ｑ　ｙ高圧の燃焼ガスが
発生し、これがガスタービン】を回して発電機３を駆動
させる。

ガスタービン１より排出された高温の排ガスＧは、余熱
ボイラ１８を経て熱回収された後、外方へ排出される。

余熱ボイラ１８で発生した蒸気Ｓの一部は、第５導管３
３を経てプロセス３５に供給され、そのドレンＷは第６
導管３６を経て脱気器２５内に回収されて給水ポンプ２
６により余熱ボイラ１８に送水される。尚、余熱ボイラ
１８には純水給水装置２７により給水が行われている。

一方、余熱ボイラ１８で発生した蒸気Ｓの一部は、第３
導管２２により伝熱管１０に供給され。

胴９内に低圧の蒸気を発生せしめ、そのドレンＷは脱気
器２５内に回収されて給水ポンプ２６により余熱ボイラ
］８へ送水される。

）５４９内で発生した低圧の蒸気Ｓは、第１導管１１を
経てガスタービン↓の燃焼室８へ燃料油Ｆと一緒に吹き
込まれる。尚、間接加熱式蒸気発生装置ａ５には軟水用
給水装置６により給水が行われている。

このシステムは、ガスタービン１に吹き込むための蒸気
Ｓを発生させるのに間接加熱式蒸気発生装置５を使用し
、該間接加熱式蒸気発生装置５への給水系に軟水系を使
用しているため、純水装置の容量を大きくする必要もな
く、運転コストも低くなる。又、プロセス用の蒸気Ｓと
ガスタービン用の蒸気Ｓの比率は、挿ｉ者の必要に応じ
て自由に調節でき、極めて好都合である。

第２図は本発明の第２実施例に係る吹き込み用蒸気供給
装置を備えたコージェネレーションシステムの系統図で
あって、これは熱回収装置７に熱媒ヒーター３７を使用
し、純水用給水装置２７等を省略したものである。

即ち、第２導管２０に熱媒ヒーター３７を介設し、該熱
媒ヒーター３７は、その一端と間接加熱式蒸気発生装置
５の伝熱管１０人口とが第３導管２２を介して接続され
ていると共に、その他端と伝熱管１０出口とが第４導管
２４及び熱媒循環ポンプ３８を介して接続されている。

而して、ガスタービン１より排出された高温の排ガスＧ
は、熱媒ヒーター３７を経て熱日収された後、外方へ排
出される。

熱媒ヒーター３７の熱媒体は、熱媒＠環ポンプ３８によ
り第３導管２２を経て間接加熱式蒸気発生装置Ｓの伝熱
管１０に供給され、胴９内に蒸気Ｓを発生せしめ、熱媒
＠環ポンプ３８で熱媒ヒーター３７に還流される。

そして、１１９内で発生した蒸気Ｓの一部は、第５導管
３３を経てプロセス３５に供給され、プロセス３５から
のドレンＷは第６導管３６を経て軟水槽】６に流入する
。

又、胴９内で発生した蒸気Ｓの一部は、第１導管１１を
経てガスタービン１の燃焼室８へ燃料油Ｆと一緒に吹き
込まれる。尚１間接加熱式蒸気発生装置５には軟水用給
水装置６により給水が行われている。

このシステムは、熱回収装置７に熱媒ヒーター３７を使
用しているため、余熱ボイラ１８を使用したものに比較
して給水系統が簡略化されると共に、各導管内の腐食や
導管内へのスケールの付着がなく、メンテナンスも極め
て容易になる。又、間接加熱式蒸気発生装置５への給水
系に軟水系を使用しているため、運転コストも低くなる
。

第３図は本発明の第３実施例に係る吹き込み用蒸気供給
装置を備えたコージェネレーションシステムの系統図で
あって、こ九は間接加熱式蒸気発生装置５を一対設け、
熱回収装置７に熱媒ヒーター３７を使用したものである
。

即ち、ガスタービン１への吹き込み用の蒸気Ｓを発生さ
せる間接加熱式蒸気発生装置５Ａと、プロセス用の蒸気
Ｓを発生させる間接加熱式蒸気発生装置５Ｂとが夫々配
置されている。又、第２心管２０に熱媒ヒーター３７を
介設し、該熱媒ヒーター３７は、その一端と各間接加熱
式蒸気発生装置５Ａ、５Ｂの各伝熱管１０．１０人口と
が第３導管２２及びバルブ２３を介して夫々接続されて
いると共に、その他端と各伝熱管１０．１０出口とが第
４導管２４、バルブ３９及び熱媒循環ポンプ３８を介し
て接続されている。

而して、ガスタービン１より排出された高温の排ガスＧ
は、熱媒ヒーター３７を経て熱回収された後、外方へ排
出される。

熱媒ヒーター３７の熱媒体の一部は、熱媒循環ポンプ３
８によりプロセス用の間接加熱式蒸気発生装置５Ｂの伝
熱管１０に供給され、ｊ舅９内に蒸気Ｓを発生せしめ、
熱媒循環ポンプ３８で熱媒ヒーター３７に還流される。

プロセス用の間接加熱式蒸気発生装置５Ｂの胴９内で発
生した蒸気Ｓは、第５導管３３を介してプロセス３５に
供給され、プロセス３５からのドレンＷは脱気器２５に
流入した後、給水ポンプ２６により胴９内に送水される
。尚、プロセス用の間接加熱式蒸気発生装置５Ｂには純
水用給水装置２７により給水が行われている。

一方、熱媒ヒーター３７の熱媒体の一部は、熱媒循環ポ
ンプ３８によりガスタービン用の間接加熱式蒸気発生装
置５Ａの伝熱管１０に供給され。

胴９内に蒸気Ｓを発生せしめ、熱媒循環ポンプ３８で熱
媒ヒーター３７に還流される。

ガスタービン用の間接加熱式蒸気発生装置５Ａの胴９内
で発生した蒸気Ｓは、第１導管１１を経てガスタービン
１の燃焼室８へ燃料油Ｆと一緒に吹き込まれる。尚、ガ
スタービン用の間接加熱式蒸気発生装置５Ａには軟水用
給水装置６により給水が行われている。

このシステムは、熱回収装置７に熱媒ヒーター３７を使
用しているため５余熱ボイラ１８を使用したものに比較
して給水系統が簡略化されると共に、各導管内の腐食や
導管内へのスケールの付着もなく、メンテナンスも極め
て容易になる。又、プロセス用に純水を使用しても、ガ
スタービン用には軟水を使用できる利点もある。

（発明の効果） 上述の通り１本発明のガスタービンへの吹き込み用蒸気
供給装置は、ガスタービンの燃焼室に吹き込むための蒸
気を発生させる間接加熱式蒸気発生装置と、該蒸気発生
装置へ軟水を給水するための軟水用給水装置と、ガスタ
ービンから排出された高温の排ガスを熱回収して前記蒸
気発生装置の熱源となり得る熱回収装置とから構成した
ため、ガスタービンへ吹き込まれる蒸気の給水系は軟水
系となり、本発明の装置を使用すれば、従来のコージェ
ネレーションシステムのように純水装置の容量を大きく
する必要もなく、運転コストの低減を図れる。又、熱回
収装置に熱媒ヒーターを使用すれば、給水系統が簡略化
されると共に、メンテナンス等も容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る吹き込み用蒸気供給
装置を備えたコージェネレーションシステムの系統図、
第２図は本発明の第２実施例に係る吹き込み用蒸気供給
装置を備えたコージェネレーションシステムの系統図、
第３図は本発明の第３実施例に係る吹き込み用蒸気供給
装置を備えたコージェネレーションシステムの系統図で
ある。 １はガスタービン、４は吹き込み用蒸気発生装置、５は
間接加熱式蒸気発生装置、６は軟水用給水装置、７は熱
回収装置、１２は軟水、Ｇは排ガス、Ｓは蒸気。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスタービン（１）の燃焼室（８）に吹き込むための蒸
   気（Ｓ）を発生させる間接加熱式蒸気発生装置（５）と
   、該蒸気発生装置（５）へ軟水（１２）を給水するため
   の軟水用給水装置（６）と、ガスタービン（１）から排
   出された高温の排ガス（Ｇ）を熱回収して前記蒸気発生
   装置（５）の熱源となり得る熱回収装置（７）とから構
   成したことを特徴とするガスタービンへの吹き込み用蒸
   気供給装置。