KR102366079B1 - 탈초 장치 및 이것을 구비한 배열 회수 보일러, 가스 터빈 복합 발전 플랜트 그리고 탈초 방법 - Google Patents

탈초 장치 및 이것을 구비한 배열 회수 보일러, 가스 터빈 복합 발전 플랜트 그리고 탈초 방법 Download PDF

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미츠비시 파워 가부시키가이샤
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Abstract

암모니아 주입 장치에 희석용 공기를 안정적으로 공급할 수 있고, 가스 터빈으로부터 배출되는 배기 가스가 암모니아 주입 장치 내로 유입되는 것을 억제하여, 암모니아 주입 장치 내에 있어서의 탄산암모늄의 발생, 퇴적에 의한 암모니아 주입 장치의 폐색을 방지하는 것을 목적으로 한다. 압축기(52)와 터빈(56)을 갖는 가스 터빈(50)의 터빈(52)으로부터 배기 가스를 유도하여 유통시키는 덕트(22)와, 암모니아 가스와 희석용 공기의 혼합 기체를 덕트(22) 내에 살포하는 암모니아 주입 장치(24)와, 덕트(22) 내에 있어서 암모니아 주입 장치(24)의 배기 가스 흐름 하류에 설치된 탈초 촉매(26)를 구비하고, 가스 터빈(50)의 압축기(52)의 저압축부에 접속되어, 압축기(52)로부터 추기한 공기를 희석용 공기로서 암모니아 주입 장치(24)에 공급하는 추기 라인(76)을 구비한다.

Description

탈초 장치 및 이것을 구비한 배열 회수 보일러, 가스 터빈 복합 발전 플랜트 그리고 탈초 방법
본 개시는, 탈초 장치 및 이것을 구비한 배열 회수 보일러, 가스 터빈 복합 발전 플랜트 그리고 탈초 방법에 관한 것이다.
가스 터빈 복합 발전 플랜트에 있어서, 가스 터빈으로부터 배출되어, 배열 회수 보일러(HRSG; Heat Recovery Steam Generator)로 유도된 배기 가스에 포함되는 질소산화물(NOx)을 제거하기 위해서, 배기 가스가 유통되는 덕트의 도중에는, 가스 흐름의 흐름 방향으로, 배기 가스 중에 암모니아 희석 가스를 살포하는 암모니아 주입 장치(AIG; Ammonia Injection Grid)와 탈초 촉매를 갖는 탈초 장치가 마련되어 있다. 배기 가스에 포함되는 질소산화물(NOx)은, 탈초 촉매에 의해 암모니아 희석 가스 중의 암모니아와 탈초 반응을 발생시켜서 제거된다.
암모니아 주입 장치에는, 암모니아 희석 가스를 살포하기 위하여 암모니아 주입 장치 내의 압력을 덕트 내의 압력보다 높은 압력으로 유지함과 함께, 살포하는 암모니아 희석 가스를 탈초 반응에 적절한 농도로 희석하기 위한 공기를 공급할 필요가 있다.
특허문헌 1에는, 압축기의 고압축부로부터 일부의 공기를 추기하고, 암모니아수를 기화시키는 데 필요한 조건을 만족시키도록, 압력 조정(감압) 및 온도 조정을 한 후, 암모니아수와 혼합하여 배열 회수 보일러에 공급하는 방법이 개시되어 있다.
일본 특허 제4187894호 공보
또한, 특허문헌 1에 개시되어 있는 방법과는 다른 방법의 예로서, 전용의 팬으로부터 송풍되는 공기에 의해 암모니아 가스를 희석함과 함께, 암모니아 주입 장치 내의 압력을 덕트 내의 배기 가스보다 높은 압력으로 유지하는 방법이 있다.
특허문헌 1에 개시되어 있는 방법에 있어서는, 암모니아수를 기화시키기 위해서, 압축기의 고압축부로부터 고온의 공기를 추기할 필요가 있다. 그런데, 특허문헌 1에 의하면, 암모니아수를 기화시키기 위해서, 공기의 압력을 0.2atm으로 조정할 필요가 있고, 압축기에 의해 압축한 공기를 감압하는 수고가 드는 데다가, 공기를 필요 이상으로 압축한 경우, 그 압축에 사용된 에너지가 그대로 손실로 될 우려가 있다.
또한, 팬에 의해 공기를 송풍하는 방법에 있어서는, 어떠한 이유로 팬을 사용할 수 없는 상태가 된 경우, 암모니아 주입 장치 내의 압력이 덕트 내의 압력보다 낮아져, 덕트 내를 유통하고 있는 배기 가스가 암모니아 주입 장치 내로 유입될 우려가 있다. 배기 가스의 암모니아 주입 장치 내로의 유입이 발생하면, 배기 가스 중의 이산화탄소와 암모니아 주입 장치 내의 암모니아가 반응하여, 탄산암모늄이 발생하고, 탄산암모늄의 퇴적에 의해 암모니아 주입 장치(특히, 암모니아 가스가 분사되는 노즐 내부)가 폐색될 우려가 있다.
본 개시는 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 암모니아 주입 장치에 희석용 공기를 안정적으로 공급할 수 있고, 덕트 내를 유통하고 있는 배기 가스가 암모니아 주입 장치 내로 유입되는 것을 억제하여, 탄산암모늄의 발생에 의한 암모니아 주입 장치 내의 폐색을 방지할 수 있는 탈초 장치 및 이것을 구비한 배열 회수 보일러, 가스 터빈 복합 발전 플랜트 그리고 탈초 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 개시의 탈초 장치 및 이것을 구비한 배열 회수 보일러, 가스 터빈 복합 발전 플랜트 그리고 탈초 방법은 이하의 수단을 채용한다.
즉, 본 개시의 일 양태에 관한 탈초 장치는, 압축기와 터빈을 갖는 가스 터빈의 상기 터빈으로부터 배기 가스를 유도하여 유통시키는 덕트와, 암모니아 가스와 희석용 공기가 혼합된 암모니아 혼합 기체를 상기 덕트 내에 살포하는 암모니아 주입 장치와, 상기 덕트 내에 있어서 상기 암모니아 주입 장치의 상기 배기 가스 흐름의 하류측에 설치되어, 상기 배기 가스와 상기 암모니아 혼합 기체에 의해 탈초 반응을 행하는 탈초 촉매를 구비하고, 상기 압축기의 저압축부에 접속되어, 상기 압축기로부터 추기한 저압축 공기를 상기 희석용 공기로서 상기 암모니아 주입 장치에 공급하는 추기 라인을 구비한다.
본 양태에 관한 탈초 장치는, 가스 터빈의 압축기의 저압축부에 접속되어, 압축기(저압축부)로부터 추기한 저압축 공기를 희석용 공기로서 암모니아 주입 장치에 공급하는 추기 라인을 구비하는 것으로 하였다. 이것에 의하면, 암모니아 가스와 혼합되는 희석용 공기(암모니아 가스를 탈초 반응에 적절한 농도로 희석하여 송기하기 위한 공기)를 공급하기 위한 팬을 별도로 마련하지 않아도, 압축기의 저압축부(예를 들어, 흡기측에서 1 내지 3단째)로부터 추기 라인을 통하여, 암모니아 주입 장치에 거의 상온 또한 저압축의 희석용 공기를 공급할 수 있다. 이에 의해, 추기 라인을 통하여 거의 상온 또한 저압축의 희석용 공기를 거의 일정량으로 안정적으로 공급할 수 있다. 이에 의해, 가스 터빈의 가동 중은, 항상, 암모니아 주입 장치 내의 압력을 덕트 내의 배기 가스의 압력보다도 높게 유지함으로써, 가스 터빈으로부터 배출되는 배기 가스가 암모니아 주입 장치 내로 유입되는 것을 억제할 수 있다. 유입이 억제됨으로써, 암모니아 주입 장치 내에 있어서의 탄산암모늄의 발생, 퇴적에 의한 암모니아 주입 장치 내, 특히 암모니아 가스가 분사되는 노즐 내부의 폐색을 방지할 수 있다. 또한, 별도로 희석용 공기를 송기하는 팬을 마련하지 않으므로, 팬의 구동에 필요한 전원, 동력선, 제어 기기 등의 주변 기기가 불필요하게 되고, 설비 비용 및 러닝 코스트를 삭감할 수 있다.
또한, 희석용 공기는, 암모니아 가스를 희석하기 위한 것이고, 압축기의 저압축부로부터 거의 상온의 저압축 공기를 추기하면 되고, 압축기의 고압축부로부터 고온의 희석용 공기를 추기할 필요가 없다. 즉, 압축기에 의해 고압으로 압축한 공기를 희석용 공기로서 사용하기 위하여 감압시킬 필요가 없고, 압축기로 고압 공기로 되도록 일을 한 고압 공기를 추기하여 사용하지 않으므로, 에너지 손실을 저감할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양태에 관한 탈초 장치는, 상기 추기 라인은, 운전 중에 있어서 일정 개방도로 된 댐퍼를 구비하고 있다.
본 양태에 관한 탈초 장치에 있어서, 추기 라인은, 가스 터빈의 운전 중에 있어서 일정 개방도로 된 댐퍼를 구비하고 있는 것으로 하였다. 희석용 공기의 공급 중은, 댐퍼의 개방도를 일정 개방도(고정 개방도)로 함으로써 댐퍼의 개방도 제어가 불필요하게 되고, 배기 가스의 유량에 따라서 댐퍼의 개방도를 조정한다고 하는 제어를 행할 필요가 없어진다. 예를 들어, 희석용 공기에 의해 암모니아 가스가 희석된 암모니아 혼합 기체의 암모니아 농도가 소정의 범위 내로 되는 것과 같은 희석용 공기의 유량이 유통하도록 댐퍼의 개방도를 설정한다. 가스 터빈의 운전 부하에서 배기 가스의 유량과 암모니아 가스의 유량이 소정의 비율의 범위로 증감하여, 이것에 따라서 탈초 반응에 필요한 암모니아도 증감하여 공급되므로, 배기 가스의 유량에 따르지 않고, 동일한 댐퍼의 개방도로 운용을 할 수 있다. 즉, 가스 터빈의 운전 중에 있어서 댐퍼의 개방도의 제어를 행하지 않고 적량의 희석용 공기를 항상 공급할 수 있다. 즉, 댐퍼의 개방도의 제어를 행하지 않고, 암모니아 가스와 희석용 공기의 암모니아 혼합 기체를 적절하게 덕트 내에 살포할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양태에 관한 배열 회수 보일러는, 전술한 탈초 장치와, 상기 덕트 내에 마련된 열교환기를 구비한다.
본 양태에 관한 배열 회수 보일러에 의하면, 희석용 공기를 공급하기 위한 팬을 별도로 마련하지 않아도, 암모니아 주입 장치에 희석용 공기를 안정적으로 공급할 수 있다. 이에 의해, 덕트 내에 열교환기와 탈초 장치를 구비한 배열 회수 보일러는, 가스 터빈의 터빈으로부터 유도되어 배열 회수 보일러를 유통하는 탈초 장치 내의 배기 가스의 압력보다도, 암모니아 주입 장치 내의 압력을 높게 유지함으로써, 배기 가스가 암모니아 주입 장치 내로 유입되는 것을 억제할 수 있고, 암모니아 주입 장치 내에 있어서의 탄산암모늄의 발생, 퇴적에 의한 암모니아 주입 장치의 폐색을 방지할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양태에 관한 가스 터빈 복합 발전 플랜트는, 전술한 탈초 장치와, 상기 가스 터빈과, 상기 가스 터빈과 회전 연결된 발전기를 구비한다.
본 양태에 관한 가스 터빈 복합 발전 플랜트에 의하면, 압축기는 가스 터빈에 의해 회전 구동되므로, 가스 터빈이 정지하여 배기 가스가 배출되지 않을 때는, 압축기도 연동하여 정지하여, 암모니아 혼합 기체를 공급하지 않기 때문에, 암모니아 주입 장치의 제어를 간편화할 수 있다. 예를 들어, 팬에 의해 희석용 공기를 공급하는 경우에는, 가스 터빈의 정지에 대응하여 팬을 정지시키는 제어를 행할 필요가 있다.
또한, 발전 시에 있어서는, 가스 터빈의 운전 부하에 따르지 않고 압축기의 회전수는 일정하게 되기 때문에, 압축기의 저압축부로부터 암모니아 주입 장치로, 추기 라인을 통하여 거의 상온 또한 저압축의 희석용 공기를 거의 일정량으로 안정적으로 공급할 수 있다. 이에 의해, 암모니아 주입 장치 내의 압력은 덕트 내의 배기 가스의 압력보다도 높게 유지된다. 따라서, 가스 터빈으로부터 배출되는 배기 가스가 암모니아 주입 장치 내로 유입되는 것을 억제할 수 있고, 암모니아 주입 장치 내에 있어서의 탄산암모늄의 발생, 퇴적에 의한 암모니아 주입 장치의 폐색을 방지할 수 있다.
또한, 본 개시의 일 양태에 관한 탈초 방법은, 압축기와 터빈을 갖는 가스 터빈의 상기 터빈으로부터 배기 가스를 유도하여 유통시키는 덕트와, 암모니아 가스와 희석용 공기가 혼합된 암모니아 혼합 기체를 상기 덕트 내에 살포하는 암모니아 주입 장치와, 상기 덕트 내에 있어서 상기 암모니아 주입 장치의 배기 가스 흐름의 하류측에 설치되어, 상기 배기 가스와 상기 암모니아 혼합 기체에 의해 탈초 반응을 행하는 탈초 촉매를 구비한 탈초 장치의 탈초 방법이며, 상기 탈초 장치는, 상기 압축기의 저압축부에 접속된 추기 라인을 구비하고, 상기 추기 라인을 통하여, 상기 압축기로부터 추기한 저압축 공기를 상기 희석용 공기로서 상기 암모니아 주입 장치에 공급한다.
희석용 공기를 공급하기 위한 팬을 별도로 마련하지 않아도, 암모니아 주입 장치에 희석용 공기를 안정적으로 공급할 수 있고, 배기 가스가 암모니아 주입 장치 내로 유입하는 것을 억제하여, 암모니아 주입 장치 내에 있어서의 탄산암모늄의 발생, 퇴적에 의한 암모니아 주입 장치의 폐색을 방지할 수 있는 탈초 방법을 제공할 수 있다. 또한, 기존 설비에 대해서도 간편한 시공으로 본 양태의 탈초 방법을 채용할 수 있다.
본 개시에 관한 탈초 장치 및 이것을 구비한 배열 회수 보일러, 가스 터빈 복합 발전 플랜트 그리고 탈초 방법에 의하면, 암모니아 주입 장치에 희석용 공기를 안정적으로 공급할 수 있고, 덕트 내를 유통하고 있는 배기 가스가 암모니아 주입 장치 내로 유입되는 것을 억제하여, 탄산암모늄의 발생에 의한 암모니아 주입 장치 내의 폐색을 방지할 수 있다.
도 1은, 본 개시의 몇 가지의 실시 형태에 관한 일 실시예의 탈초 장치를 구비하는 가스 터빈 복합 발전 플랜트의 주요부를 도시한 개략도이다.
도 2는, 도 1에 있어서의 X부의 확대도이다.
도 3은, 본 개시의 몇 가지의 실시 형태에 관한 그 밖의 실시예의 탈초 장치를 구비하는 가스 터빈 복합 발전 플랜트의 주요부를 도시한 개략도이다.
이하에, 본 개시의 일 실시 형태에 대하여 도 1 내지 3을 사용하여 설명한다.
먼저, 본 개시의 몇 가지의 실시 형태에 관한 일 실시예의 탈초 장치가 채용되어서 적합한 가스 터빈 복합 발전 플랜트에 대하여 설명한다.
도 1에는, 본 실시 형태에 관한 탈초 장치(20)를 구비하는 가스 터빈 복합 발전 플랜트의 주요부가 나타나 있다.
도 1의 가스 터빈 복합 발전 플랜트는, 주요부로서 가스 터빈(50), 발전기(90), 배열 회수 보일러(10)를 구비하고 있다.
가스 터빈(50)는, 압축기(52), 연소기(54), 터빈(56)을 구비하고 있고, 압축기(52)와 터빈(56)과 발전기(90)는, 회전축(58)에 의해 연결되어 있다.
연소기(54)에는, 압축기(52) 출구로부터 압축 공기를 공급하는 압축 공기 공급 라인(70)이 접속됨과 함께, 연소기(54)로 연소용의 연료를 공급하는 연료 공급 라인(71)이 접속되고, 또한, 터빈(56)에 연소기(54) 출구로부터 연소 가스를 공급하는 연소 가스 공급 라인(72)이 접속되어 있다.
연소기(54)에서는, 압축기(52)로부터 공급된 압축 공기와 연료 공급 라인(71)으로부터 공급된 연료를 혼합하여 연소시킴으로써 고압 고온의 연소 가스를 발생시키고, 발생시킨 연소 가스를 터빈(56)을 향하여 공급한다. 그리고, 터빈(56)은, 공급된 연소 가스를 팽창시킴으로써 회전축(58)을 회전 구동시켜서, 압축기(52) 및 발전기(90)를 회전 구동시킨다.
배열 회수 보일러(10)는, 덕트(22)를 구비하고 있다. 그리고, 덕트(22)에는, 가스 터빈(50)(터빈(56))으로부터 배출된 연소 가스(배기 가스)가 유도되는 배기 가스 배출 라인(74)이 접속되어 있다. 또한, 덕트(22)에는, 배기 가스 흐름의 상류측(도 1에서 나타내는 좌측)으로부터 순서대로 열교환기(12), 탈초 장치(20)가 구비되고, 또한 배기 가스 흐름의 하류측에서 다른 열교환기를 마련해도 된다.
배열 회수 보일러(10)는, 열교환기(12)에 공급된 급수와 가스 터빈(50)(터빈(56))의 배기 가스 사이에서 열교환을 행함으로써, 증기를 생성하는 것이다. 또한, 덕트(22) 내를 유통한 배기 가스는 열교환기(12)에서 열교환된 후, 탈초 장치(20)에서 배기 가스에 포함되는 유해 물질(질소산화물)이 제거되어, 정화됨과 함께 열 회수되어서 온도가 저하된 배기 가스가 배열 회수 보일러(10)의 배기 가스 흐름의 하류측에 접속된 연돌(도시하지 않음)로부터 대기로 방출된다.
이어서, 본 실시 형태에 관한 탈초 장치에 대하여 설명한다.
도 1에 도시하는 탈초 장치(20)는, 배열 회수 보일러(10) 내부에 설치되어, 배기 가스가 탈초 촉매(26)를 통과하는 구조로 되어 있고, 배기 가스 흐름의 상류측으로부터 순서대로 암모니아 주입 장치(24), 탈초 촉매(26)를 구비하고 있다.
암모니아 주입 장치(24)에는, 암모니아 가스를 공급하는 암모니아 가스 라인(40)과, 암모니아 가스를 탈초 반응에 적절한 농도로 희석하기 위한 공기(희석용 공기)를 공급하는 희석용 공기 라인(76)이 접속되어 있다. 암모니아 가스 라인(40)에는 밸브(42)가 설치되어 있고, 암모니아 가스의 유량을 조절할 수 있다.
희석용 공기 라인(76)과 암모니아 가스 라인(40)은 합류부 X에서 합류하고 있고, 희석용 공기 라인(76)에 의해 공급된 희석용 공기와, 암모니아 가스 라인(40)에 의해 공급된 암모니아 가스는, 합류부 X에서 혼합됨으로써 암모니아 혼합 기체로 되고(도 2 참조), 암모니아 주입 장치(24)에 공급된다.
암모니아 혼합 기체는, 암모니아 주입 장치(24)로부터 암모니아 가스가 분사되는 노즐(도시 생략)에 의해, 덕트(22) 내에 살포된다. 살포된 암모니아 혼합 기체는, 덕트 내를 유통하는 배기 가스와 혼합되어, 암모니아 주입 장치(24)의 하류측에 설치되는 탈초 촉매(26)를 통과한다.
탈초 촉매(26)는, 선택 접촉 환원법(SCR; Selective Catalytic Reduction)이 사용되고, 예를 들어 산화티타늄(TiO2) 등으로 형성된 담체에 텅스텐, 몰리브덴, 바나듐 등의 활성 금속을 담지한 것으로 되어 있다. 암모니아 혼합 기체와 혼합된 배기 가스가 탈초 촉매(26)를 통과함으로써, 화학 반응에 의해, 배기 가스 중의 질소산화물(NOx)을 환경 부하가 없는 질소나 수증기로 분해한다.
본 실시 형태에 있어서 희석용 공기를 공급하는 희석용 공기 라인(76)은, 가스 터빈(50)의 압축기(52)의 저압축부에 접속된 추기 라인(76)으로 되어 있다. 즉, 추기 라인(76)을 통해 암모니아 주입 장치(24)에 공급되는 희석용 공기는, 압축기(52)의 저압축부(예를 들어, 흡기측에서 1 내지 3단째)로부터 추기된 압축 공기로 된다. 압축기(52)의 운전 중(예를 들어, 3600rpm 정도의 일정 회전)에 있어서, 추기된 압축 공기는, 예를 들어 게이지압으로 9kPa 이상 15kPa 이하, 50℃ 이하의 저압축 공기로 된다.
본 실시 형태에 따르면, 이하의 효과를 발휘한다.
덕트(22)에 배기 가스가 유통하고 있는 가스 터빈(50)의 운전 중에 있어서, 압축기(52)의 저압축부로부터 추기 라인(76)을 통하여 합류부 X로 거의 상온 또한 저압축의 희석용 공기를 거의 일정량으로 안정적으로 공급할 수 있다. 이에 의해, 암모니아 주입 장치(24) 내의 압력을 덕트(22) 내의 압력보다도 높게 유지되어, 가스 터빈(50)(터빈(56))으로부터 배출되는 배기 가스가 암모니아 주입 장치(24) 내로 유입되는 것을 억제할 수 있고, 암모니아 주입 장치(24) 내에 있어서의 탄산암모늄의 발생, 퇴적에 의한 암모니아 주입 장치(24)(특히, 암모니아 가스가 분사되는 노즐 내부)의 폐색을 방지할 수 있다. 또한, 희석용 공기를 공급하기 위한 전용 팬을 별도로 마련하지 않으므로, 팬의 구동에 필요한 전원, 동력선, 제어 기기 등의 주변 기기가 불필요하게 되고, 설비 비용이나 러닝 코스트를 삭감할 수 있다.
또한, 희석용 공기는 암모니아 가스를 희석하기 위한 것뿐이고, 압축기(52)의 저압축부로부터 거의 상온의 공기를 추기하면 되고, 압축기(52)의 고압축부로부터 고온의 공기를 추기할 필요가 없다. 즉, 압축기(52)에 의해 고압으로 압축한 공기를 희석용 공기로서 사용하기 위하여 감압시킬 필요가 없고, 압축기(52)로 공기의 압축에 사용되는 에너지의 손실을 저감할 수 있다.
또한, 간편한 구조이므로, 기존 설비에 대하여 본 실시 형태의 탈초 장치(20)를 용이하게 시공할 수 있으므로, 개조 공사를 용이하게 할 수 있다.
이어서, 본 개시의 몇 가지의 실시 형태에 관한 다른 실시 형태의 탈초 장치에 대하여 설명한다.
본 실시 형태의 탈초 장치(20)는, 전술한 실시 형태와 비교하여 댐퍼(78)를 구비하고 있는 점이 다르고, 그 밖의 점에 대해서는 동일하다. 따라서, 상술한 실시 형태와 다른 점에 대해서만 설명하고, 그 밖에는 동일한 부호를 사용하여 그 설명을 생략한다.
도 3에 도시하는 탈초 장치(20)가 구비하는 암모니아 주입 장치(24)에 접속되는 추기 라인(76)에는, 댐퍼(78)와, 댐퍼(78)의 희석용 공기 흐름의 하류측에 유량 감시용의 유량계(80)가 마련되어 있다.
댐퍼(78)는, 가스 터빈(50)의 운전 중에 있어서 가스 터빈(50)의 운전 부하에 따르지 않고 그 개방도가 일정하게 설정된다. 예를 들어, 댐퍼(78)의 개방도는, 가스 터빈(50)의 운전 중에 있어서의 암모니아 혼합 기체의 암모니아 농도가 소정의 범위 내로 되는 희석용 공기의 유량이 유통하도록 설정된다. 댐퍼(78)의 개방도를 일정하게 하므로, 가스 터빈(50)의 운전 부하의 변화 시에서 압축기(52)의 회전수가 일정하면, 희석용 공기의 유량은, 거의 일정해진다. 이것에 대응하여, 가스 터빈(50)의 운전 부하가 변화한 때는, 운전 부하에 따라서 밸브(42)로 암모니아 가스의 유량을 조절함으로써, 배기 가스와 암모니아 가스의 유량의 비를 일정 또는 소정 범위 내로 유지한다.
또한, 암모니아 혼합 기체의 암모니아 농도의 소정의 범위는, 암모니아 가스의 유량 설정의 범위로부터 선정해도 된다. 즉, 소정의 범위의 상한값은, 예를 들어 가스 터빈(50)의 최고 부하 운전 시에 있어서 배기 가스 유량과 암모니아 공급량이 최대로 되는 점에서, 이때의 암모니아 농도가 암모니아의 폭발 범위의 하한값보다 작은 값으로 설정하여, 안전하게 관리할 수 있도록 해도 된다. 소정의 범위의 하한값은, 예를 들어 가스 터빈(50)의 최저 부하 운전 시에 있어서 배기 가스 유량과 암모니아 공급량이 최소로 되는 점에서, 이때의 암모니아 농도가, 탈초 반응이 적절하게 행하여지는 하한값 이상의 값으로 설정해도 된다. 이에 의해, 가스 터빈(50)의 운전 부하의 변화에 대하여 암모니아 혼합 기체의 암모니아 농도의 하한값과 상한값을 설정하여, 그 사이를 가스 터빈(50)의 운전 부하에 따라, 밸브(42)로 암모니아 가스의 유량을 보완하도록 조절함으로써, 암모니아 혼합 기체의 암모니아 농도를 적정한 범위로 유지하게 해도 된다. 가스 터빈(50)의 운전 중에 있어서는, 가스 터빈(50)이 있는 운전 부하에서 희석용 공기유량은 거의 일정해진다. 이 때문에, 암모니아 혼합 기체의 암모니아 농도가 소정의 범위 내로 되는 희석용 공기의 유량이 유통하도록 댐퍼(78)를 일정 개방도(고정 개방도)로 설정해 둠으로써, 탈초 반응에 필요한 암모니아양이 안전하게 관리될 수 있는 농도로 암모니아 혼합 기체가 공급되므로, 가스 터빈(50)의 운전 중에 희석용 공기의 유량을 댐퍼(78)로 조정할 필요가 없어진다.
본 실시 형태에 따르면, 이하의 효과를 발휘한다.
댐퍼(78)의 개방도를 일정 개방도(고정 개방도)로 함으로써 가스 터빈(50)의 운전 중에 있어서의 댐퍼(78)의 개방도 제어가 불필요하게 되고, 배기 가스의 유량에 따라서 댐퍼(78)의 개방도를 조정하여 희석용 공기의 유량을 조정한다고 하는 제어를 행할 필요가 없어진다. 즉, 댐퍼(78)의 개방도를 일정 개방도로 설정함으로써, 가스 터빈(50)의 운전 중은 댐퍼(78)의 개방도 제어를 행하지 않고 적량의 희석용 공기를 항상 공급할 수 있다. 즉, 댐퍼(78)의 개방도 제어를 행하지 않고, 암모니아 가스와 희석용 공기가 혼합된 암모니아 혼합 기체를 적절하게 덕트(22) 내에 살포할 수 있다.
10: 배열 회수 보일러
12: 열교환기
20: 탈초 장치
22: 덕트
24: 암모니아 주입 장치
26: 탈초 촉매
40: 암모니아 가스 라인
42: 밸브
50: 가스 터빈
52: 압축기
54: 연소기
56: 터빈
58: 회전축
70: 압축 공기 공급 라인
71: 연료 공급 라인
72: 연소 가스 공급 라인
74: 배기 가스 배출 라인
76: 추기 라인(희석용 공기 라인)
78: 댐퍼
80: 유량계
90: 발전기

Claims (5)

  1. 압축기와 터빈을 갖는 가스 터빈의 상기 터빈으로부터 배기 가스를 유도하여 유통시키는 덕트와,
    암모니아 가스와 희석용 공기가 혼합된 암모니아 혼합 기체를 상기 덕트 내에 살포하는 암모니아 주입 장치와,
    상기 덕트 내에 있어서 상기 암모니아 주입 장치의 상기 배기 가스 흐름의 하류측에 설치되어, 상기 배기 가스와 상기 암모니아 혼합 기체에 의해 탈초 반응을 행하는 탈초 촉매와,
    상기 압축기의 저압축부에 접속되어, 상기 압축기로부터 추기한 저압축 공기를 상기 희석용 공기로서 상기 암모니아 주입 장치에 공급하는 추기 라인을
    구비하고,
    상기 추기 라인에는, 상기 압축기로부터 추기한 저압축 공기의 유량을 조절 가능한 댐퍼가 설치되고,
    상기 댐퍼는, 상기 가스 터빈의 운전 중에 있어서, 상기 가스 터빈의 운전 부하에 따르지 않고 일정 개방도로 고정되고,
    상기 암모니아 혼합 기체의 농도는, 상기 암모니아 가스의 유량에 의해 조절되어 있는 탈초 장치.
  2. 제1항에 기재된 탈초 장치와,
    상기 덕트 내에 마련된 열교환기를
    구비하는 배열 회수 보일러.
  3. 제1항에 기재된 탈초 장치와,
    상기 가스 터빈과,
    상기 가스 터빈과 회전 연결된 발전기를
    구비하는 가스 터빈 복합 발전 플랜트.
  4. 압축기와 터빈을 갖는 가스 터빈의 상기 터빈으로부터 배기 가스를 유도하여 유통시키는 덕트와,
    암모니아 가스와 희석용 공기가 혼합된 암모니아 혼합 기체를 상기 덕트 내에 살포하는 암모니아 주입 장치와,
    상기 덕트 내에 있어서 상기 암모니아 주입 장치의 상기 배기 가스 흐름의 하류측에 설치되어, 상기 배기 가스와 상기 암모니아 혼합 기체에 의해 탈초 반응을 행하는 탈초 촉매와,
    상기 압축기의 저압축부에 접속되어, 상기 압축기로부터 추기한 저압축 공기를 상기 희석용 공기로서 상기 암모니아 주입 장치에 공급하는 추기 라인을
    구비한 탈초 장치의 탈초 방법이며,
    상기 추기 라인에는, 상기 압축기로부터 추기한 저압축 공기의 유량을 조절 가능한 댐퍼가 설치되고,
    상기 댐퍼는, 상기 가스 터빈의 운전 중에 있어서, 상기 가스 터빈의 운전 부하에 따르지 않고 일정 개방도로 고정되고,
    상기 암모니아 혼합 기체의 농도를, 상기 암모니아 가스의 유량에 의해 조절하는 탈초 방법.
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