KR20140038112A - Complex thermal power plant - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a combined cycle power plant, including: an air compressor which is driven by a power generator, and where influx air is compressed; a combustion unit where a fuel, the compressed air compressed by the air compressor, and a biogas, supplied for suppressing carbon dioxide generation by reducing the internal local high temperature, are combined and combusted; and a biogas compressor where the fuel, supplied with high pressures, are used to pressurize the biogas, in order for the biogas to flow into the combustion unit at a preset pressure. The combined cycle power plant is supplied with the high pressure fuel without an additional energy source, so as to be used for pressurizing the biogas. [Reference numerals] (AA) Fuel; (BB) Biogas; (CC) Air

Description

복합화력 발전시스템 {COMPLEX THERMAL POWER PLANT}{COMPLEX THERMAL POWER PLANT}

본 발명은 복합화력 발전시스템에 관한 것이며, 상세하게는 공급되는 고압의 연료를 이용하여 바이오가스 또는 공기를 가압하는 복합화력 발전시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a combined-cycle power generation system, and more particularly, to a combined-cycle power generation system that pressurizes biogas or air using supplied high-pressure fuel.

발전용 가스터빈의 경우 연소 현상에 의해 미량의 미연탄화수소, 검댕, 이산화질소와 같은 배기가스가 발생하며, 그 중 이산화질소는 연돌로 배출되는 황연의 발생원으로 알려졌다. 이러한 황연은 기저부하(Base load)에서는 발생량이 적어 식별이 어려우나, 부분부하에서는 발생량이 많아 지역주민의 민원 대상이 된다.In the case of power generation gas turbines, exhaust gases such as unburned hydrocarbons, soot and nitrogen dioxide are generated by the combustion phenomenon, and among them, nitrogen dioxide is known as a source of chrome which is discharged into the stack. These bricks are difficult to identify because they are small in the base load, but they are subject to complaints from the local residents because they are generated in partial loads.

특히, 천연가스 대상 복합발전설비는 기동정지가 일반 석탄화력발전에 비해 쉬워, 기저부하보다는 전력수급상황에 따라 부하변동 운전을 하는 경우가 자주 발생하므로, 황연 제거 및 발생 억제가 중요한 과제가 되고 있다. In particular, the combined-cycle power generation facilities for natural gas are easier to start and stop than coal-fired power plants, and the load fluctuation operation is often performed according to the power supply situation rather than the base load. .

기존의 복합화력 발전소는 중앙 급전소의 요청에 따라 부분부하로 운전되는 상황에서 발생하는 황연(Yellow Plume)을 제거하기 위해 폐열회수 보일러(HRSG)를 통과한 배기부에 에탄올과 같은 환원제를 분사하여 제거하고 있다. 하지만 이러한 처리방법은 초기에 환원제 주입 설비의 시공 비용 및 연간 수억에서 10억원의 환원제 구입비용의 부담이 발생하는 문제가 있다.Conventional combined-cycle power plants use a reducing agent such as ethanol to remove the yellow plume that is generated under the condition of partial load operation at the request of the central power supply station, through a waste heat recovery boiler (HRSG) . However, this treatment method has a problem in that the cost of construction of the reducing agent injection facility and the cost of purchasing the reducing agent of hundreds of millions to one billion won annually occur.

본 발명은 상기 종래의 문제점 중 적어도 일부를 해소하기 위해 제안된 것으로서, 그 목적은 바이오가스를 이용한 복합화력 발전시스템에서 별도의 에너지원 없이 공급되는 고압의 연료를 이용하여 바이오가스를 가압하는 복합화력 발전시스템을 제공하는 것에 있다. The present invention has been proposed in order to solve at least part of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a combined-cycle power generation system using a biogas, Power generation system.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 복합화력 발전시스템에서 별도의 에너지원 없이 공급되는 고압의 연료를 이용하여 공기를 가압하여 연소용 공기로 사용하는 복합화력 발전시스템을 제공하는 것에 있다.It is another object of the present invention to provide a combined-cycle power generation system in which a high-pressure fuel supplied without a separate energy source is used in a combined-cycle thermal power generation system to pressurize air as combustion air.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 측면에서 본 발명은, 발전부에 의해 구동되며 유입되는 공기가 압축되는 공기 압축부와, 공급되는 연료와 상기 공기 압축부에서 압축된 공기 및 내부의 국부적인 고온 발생부를 줄여 이산화질소의 생성을 억제하도록 공급되는 바이오가스가 혼합되어 연소되는 연소부 및, 바이오가스가 설정된 압력에서 상기 연소부로 유입되도록 하기 위해 공급되는 고압의 연료를 이용하여 바이오가스를 가압하는 바이오가스 가압부를 포함하여 구성되는 복합화력 발전시스템을 제공한다.Technical Solution In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel cell system including an air compression unit that is driven by a power generation unit and into which air is introduced, And a biogas supplying unit for supplying the biogas to the combustion unit, the biogas supplying the biogas to the combustion unit, the biogas supplying the biogas to the combustion unit, The present invention provides a combined-cycle thermal power generation system including a pressurization unit.

바람직하게, 상기 복합화력 발전시스템은 상기 연소부에서 배출되는 연소가스가 유입되어 구동되는 주터빈부와, 상기 주터빈부에서 생성되는 연소가스의 열을 이용하여 증기를 생산하는 배열회수 보일러 및, 상기 배열회수 보일러에서 생산된 증기를 이용하여 구동되는 증기터빈을 더 포함하여 구성될 수 있다.Preferably, the combined-cycle power generation system further comprises a main turbine section in which the combustion gas discharged from the combustion section flows and is driven, an arrangement recovery boiler for producing steam using heat of the combustion gas generated in the main turbine section, And a steam turbine driven using the steam produced in the batch recovery boiler.

바람직하게, 상기 바이오가스 가압부는 공급되는 고압의 연료가 감압하면서 발생되는 에너지에 의해 구동되는 제1감압 터빈부 및, 상기 제1감압 터빈부에 의해 구동되며 바이오가스를 가압하는 제1가압 압축부를 포함할 수 있다.Preferably, the biogas pressurizing portion includes a first pressure reducing turbine portion driven by energy generated while the supplied high-pressure fuel is decompressed, and a first pressure compressing portion driven by the first pressure reducing turbine portion and pressurizing the biogas .

더욱 바람직하게, 상기 바이오가스 가압부는 적어도 1회 바이오가스를 가압하고, 가압된 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장탱크부를 더 구비할 수 있다.More preferably, the biogas pressurizing unit may further include a biogas storage tank unit for pressurizing the biogas at least once and storing the pressurized biogas.

상기 바이오가스 가압부는 공급되는 고압의 연료가 감압하면서 발생되는 에너지에 의해 구동되는 제1감압 터빈부와, 상기 제1감압 터빈부에 의해 구동되며 바이오가스를 가압하는 제1가압 압축부와, 상기 제1가압 압축부에서 가압된 바이오가스가 저장되는 바이오가스 저장탱크부와, 공급되는 고압의 연료가 감압하면서 발생되는 에너지에 의해 구동되는 제2감압 터빈부 및, 상기 제2감압 터빈부에 의해 구동되며, 상기 바이오가스 저장탱크에서 공급되는 바이오가스를 추가로 가압하는 제2가압 압축부를 포함하여 구성될 수 있다. Wherein the biogas pressurizing unit comprises: a first decompression turbine unit driven by energy generated while the supplied high-pressure fuel is decompressed; a first pressurizing and compressing unit driven by the first decompression turbine unit and pressurizing the biogas; A biogas storage tank for storing biogas pressurized by the first pressurizing and compressing unit; a second decompressing turbine for being driven by energy generated while the supplied high-pressure fuel is decompressed; And a second pressurizing unit for further pressurizing the biogas supplied from the biogas storage tank.

또한, 바람직하게 상기 바이오 가스저장탱크부는 복수개의 저장탱크로 구비될 수 있고, 각각의 저장탱크는 독립적으로 바이오가스를 저장할 수 있다.Preferably, the biogas storage tank unit may include a plurality of storage tanks, and each storage tank may store biogas independently.

그리고, 본 발명의 다른 실시예로, 공급된 연료와 압축된 연소용 공기가 연소되는 연소부와, 공급되는 고압의 원료를 이용하여 상기 연소부에 공급되는 공기를 압축하는 공기 가압부를 포함하여 구성되는 복합화력 발전시스템을 제공한다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a combustion apparatus comprising a combustion section in which supplied fuel and compressed combustion air are combusted, and an air pressurizing section that compresses air supplied to the combustion section by using a high- To provide a combined-cycle thermal power generation system.

바람직하게, 상기 복합화력 발전시스템은 상기 연소부에서 생성되는 연소가스가 유입되어 구동되는 주터빈부와, 상기 주터빈부에서 배출되는 배기가스를 이용하여 증기를 생산하는 배열회수 보일러와, 상기 배열회수 보일러에서 생산된 증기를 이용하여 구동되는 증기터빈을 더 포함하여 구성될 수 있다.Preferably, the combined-cycle power generation system further comprises a main turbine section in which the combustion gas generated in the combustion section flows and is driven, an arrangement recovery boiler for producing steam using the exhaust gas discharged from the main turbine section, And a steam turbine driven using the steam produced in the recovery boiler.

바람직하게, 상기 공기 가압부는 공급되는 고압의 연료가 감압하면서 발생되는 에너지에 의해 구동되는 연료 감압 터빈부 및, 상기 제2감압 터빈부에 의해 구동되며 연소부에 공급되는 공기를 가압하는 공기 가압 압축부를 포함하여 구성될 수 있다.Preferably, the air pressurizing portion includes a fuel pressure reducing turbine portion driven by energy generated while the supplied high-pressure fuel is decompressed, and an air pressurized compression portion driven by the second pressure reducing turbine portion to pressurize the air supplied to the combustion portion And the like.

바람직하게, 상기 공기 가압 압축부에는 상기 제2가압 압축부에서 압축된 공기가 저장되는 공기 저장탱크부가 더 포함될 수 있다.The air pressurizing unit may further include an air storage tank unit for storing air compressed by the second pressurizing unit.

더욱 바람직하게, 상기 연소부에는 공급되는 연료와 상기 공기 압축부에서 압축된 공기 및 상기 연소부 내부의 국부적인 고온 발생부를 줄여 이산화질소의 생성을 억제하도록 바이오가스가 공급될 수 있다.More preferably, the combustion section may be supplied with biogas to suppress the generation of nitrogen dioxide by reducing the fuel supplied, the air compressed by the air compression section, and the local high-temperature generation section within the combustion section.

이와 같은 본 발명의 일 실시예에 의한 복합화력 발전시스템에 의하면, 본 발명의 효과는 바이오가스를 이용한 복합화력 발전시스템에서 별도의 에너지원 없이 공급되는 고압의 연료를 이용하여 바이오가스를 가압할 수 있는 것에 있다.According to the combined-cycle power generation system of the present invention, the effect of the present invention is that the biogas can be pressurized by using the high-pressure fuel supplied without a separate energy source in the combined-cycle power generation system using biogas There is.

그리고, 본 발명의 다른 효과는 복합화력 발전시스템에서 별도의 에너지원 없이 공급되는 고압의 연료를 이용하여 공기를 가압하여 연소용 공기로 사용할 수 있는 것에 있다.Another effect of the present invention is to pressurize air using high-pressure fuel supplied without a separate energy source in a combined-cycle thermal power generation system so as to use it as combustion air.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오가스를 이용한 복합화력 발전시스템의 간략도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 바이오가스를 이용한 복합화력 발전시스템의 간략도.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 바이오가스를 이용한 복합화력 발전시스템의 간략도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram of a combined-cycle thermal power generation system using biogas according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a schematic diagram of a combined-cycle thermal power generation system using biogas according to another embodiment of the present invention.
3 is a schematic view of a combined-cycle power generation system using biogas according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 복합화력 발전시스템의 기술적 특징을 이해시키는데 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예에 의해 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 기술범위에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
First, the embodiments described below are suitable for understanding the technical characteristics of the combined-cycle power generation system of the present invention. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.

본 발명의 일 실시예에 의한 바이오가스를 이용한 복합화력 발전시스템(100)은 압축공기가 유입되는 공기 압축부(30)와, 압축공기와 연료, 바이오가스가 연소되는 연소부(10)와, 바이오가스를 가압하는 바이오가스 가압부(110)를 포함하여 구성된다.The combined-cycle power generation system 100 using biogas according to an embodiment of the present invention includes an air compression unit 30 into which compressed air flows, a combustion unit 10 in which compressed air, fuel, and biogas are combusted, And a biogas pressurizing unit 110 for pressurizing the biogas.

그리고, 상기 연소부(10)에서 배출되는 배기가스에 의해 구동되는 주터빈부(40)와, 상기 주터빈부(40)의 구동에 의해 배출되는 배기가스의 열을 이용하여 증기를 생산하는 배열회수 보일러(50)와, 상기 배열회수 보일러(50)에서 생산된 증기를 이용하여 구동되는 증기터빈(60)이 포함되어 구성된다.The main turbine section 40 driven by the exhaust gas discharged from the combustion section 10 and the arrangement for producing steam using the heat of the exhaust gas discharged by driving the main turbine section 40 A recovery boiler 50 and a steam turbine 60 driven by the steam produced in the arrangement recovery boiler 50.

상기 연소부(10)에는 연료와 압축 공기 이외에 부분부하시 발생 되는 황연을 제거하기 위해 바이오가스가 유입되어 함께 연소된다.In addition to the fuel and the compressed air, the combustion gas is introduced into the combustion unit 10 to combust the combustion gases.

이때, 상기 연소부(10)에 유입되는 바이오가스는 설정된 압력으로 가압되어야 하는데, 별도의 동력을 이용하여 바이오가스를 가압하는 것은 별도의 장치나 추가적인 비용 등이 필요하여 본 발명의 일 실시예에 의한 복합화력 발전시스템은 고압으로 공급되는 연료를 바이오 가스를 가압하는데 이용하고 있다.
At this time, the biogas flowing into the combustion unit 10 must be pressurized to a predetermined pressure. However, it is necessary to separately pressurize the biogas by using a separate power source, additional cost, etc., Is used to pressurize the biogas with the fuel supplied at high pressure.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 바이오가스 가압부(110)는 제1감압 터빈부(111)와 제1가압 압축부(112)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, the biogas pressurization unit 110 includes a first pressure reduction turbine unit 111 and a first pressure compression unit 112.

여기에서, 제1감압 터빈부(111)에는 고압의 연료가 공급되는데 설정된 압력으로 감압하면서 압력차에 의해 발생되는 에너지를 이용하여 터빈을 구동한다.Here, high-pressure fuel is supplied to the first pressure-reduced turbine section 111, and the turbine is driven using energy generated by the pressure difference while reducing the pressure to a predetermined pressure.

예를 들어, 연료가 천연 가스일 경우에는, 50bar에서 70 bar의 압력으로 공급되는 경우, 상기 연소부(10)에서 20bar의 압력을 구비하는 천연가스가 사용될 때 30bar에서 50bar의 압력차에 의한 에너지가 발생된다. 상기 제1감압 터빈부(111)는 이러한 압력차이에 의한 에너지를 이용하여 터빈을 구동한다.For example, when the fuel is natural gas, when the natural gas having a pressure of 20 bar is used in the combustion portion 10, the energy by the pressure difference of 30 bar to 50 bar Is generated. The first pressure-reduced turbine section 111 drives the turbine using the energy due to the pressure difference.

특히, 가스 공급자와 발전 사업자간에 계약에 의해 사용 연료가 고압으로 공급되는 경우에 공급받을 때 연료의 압력과 상기 연소부로 유입될 때 연료의 압력에 차이가 발생하는 경우가 있다.Particularly, when fuel to be used is supplied at a high pressure by a contract between a gas supplier and a power generation company, a difference may occur in the pressure of the fuel when supplied and the pressure of the fuel when it flows into the combustion unit.

그리고, 상기 제1가압 압축부(112)는 상기 제1감압 터빈부(111)와 연결되어 상기 제1감압 터빈부(111)에서 전달받은 에너지를 이용하여 압축기를 구동하고 제1가압 압축부(112)에 의해 상기 바이오가스는 설정된 압력(20bar)까지 가압되어 상기 연소부(10)에 유입된다.The first pressurizing and compressing unit 112 is connected to the first pressure reducing turbine unit 111 and drives the compressor using the energy received from the first pressure reducing turbine unit 111, The biogas is pressurized to a predetermined pressure (20 bar) and then flows into the combustion unit (10).

즉, 상기 제1감압 터빈부(111)에서는 상기 연소부(10)에 공급되는 연료가 설정압력으로 감압할 때 발생되는 에너지를 이용하여 상기 제1가압 압축부(112)를 구동하고 바이오가스를 설정압력으로 가압할 수 있는 효과를 제공한다.That is, in the first decompression turbine section 111, the first pressurized compression section 112 is driven using the energy generated when the fuel supplied to the combustion section 10 is reduced to the set pressure, Thereby providing the effect of being able to be pressurized by the set pressure.

그리고, 이때 상기 연소부(10)로 바이오 가스의 유입량을 조절할 있도록 바이오가스 차단밸브(80)을 더 구비할 수 있다.At this time, the biogas shutoff valve 80 may be further provided to control the inflow amount of the biogas into the combustion unit 10.

그런데, 이러한 50bar에서 70bar의 압력을 구비하는 천연가스는 본 발명을 설명하는데 하나의 예시에 불과하고, 천연 가스 이외에도 상기 연소부(10)에서 연소되는 다른 연료가 상기 연소부(10)에서의 압력보다 고압으로 공급되는 경우 이러한 공급되는 고압의 연료의 압력차이를 이용할 수 있는 다른 실시예도 가능하다.
However, natural gas having a pressure of 70 bar at 50 bar is only one example for explaining the present invention. In addition to natural gas, another fuel burned in the combustion section 10 is supplied to the combustion section 10 Other embodiments in which the pressure difference of the supplied high-pressure fuel can be utilized when supplied at a higher pressure are also possible.

그리고, 본 발명의 다른 실시예에 의한 바이오가스 가압부(110)는 상기 연소부(10)에 공급되는 바이오가스를 순차적으로 가압하여 상기 연소부(10)에 공급될 수 있도록 적어도 1개의 감압 터빈부(112, 113)와 가압 압축부(112, 114) 및 바이오가스 저장탱크부(120)가 구비될 수 있다.The biogas pressurizing unit 110 according to another embodiment of the present invention sequentially pressurizes the biogas supplied to the combustion unit 10 so as to be supplied to the combustion unit 10, Compressors 112 and 114, and a biogas storage tank unit 120. The biogas storage tank unit 120 and the biogas storage tank unit 120 may be provided in the same manner.

도 2를 참조하면, 일 예로, 2단계로 바이오가스를 가압하는 경우 앞서 검토한 바와 같이 상기 제1감압 터빈부(111)와 상기 제1가압 압축부(112)에 의해 가압된 바이오 가스가 저장되는 바이오가스 저장탱크부(120)가 더 구비될 수 있다. Referring to FIG. 2, when biogas is pressurized in two stages, biogas pressurized by the first and second pressurized compressors 112 and 112 is stored The biogas storage tank unit 120 may be further provided.

상기 바이오가스 저장탱크부(120)는 상기 제1가압 압축부(112)에서 가압된 바이오가스가 저장되는 곳으로, 상기 바이오가스 저장탱크부(120)는 복수개의 탱크로 구비될 수 있고, 상기 복수개의 탱크는 각각 독립적으로 바이오가스를 사용될 수 있게 밸브(미도시)가 구비될 수 있다.The biogas storage tank unit 120 stores biogas pressurized by the first pressurizing unit 112. The biogas storage tank unit 120 may include a plurality of tanks, The plurality of tanks may be provided with valves (not shown) so that biogas can be used independently of each other.

그리고, 1차적으로 가압된 바이오가스를 다시 가압하기 위해 제2감압 터빈부(113)와 제2가압 압축부(114)를 더 구비할 수 있다.In addition, a second pressure reducing turbine section 113 and a second pressure compressing section 114 may be further provided to pressurize the first biochemical pressurized gas.

상기 제2감압 터빈부(113)는 상기 제1감압 터빈부(111)와 같이 고압의 연료를 공급받아 감압시 발생되는 에너지를 이용하여 상기 제2가압 압축부(114)를 구동시킨다.The second pressure reduction turbine section 113 drives the second pressure compression section 114 using energy generated when the high pressure fuel is supplied to the first pressure reduction turbine section 111 and the pressure is reduced.

상기 제2가압 압축부(114)에는 상기 바이오가스 저장탱크부(120)에 저장되어 있는 바이오가스가 유입되어 추가적으로 가압된다.The biogas stored in the biogas storage tank unit 120 flows into the second pressurized and compressed portion 114 and is further pressurized.

예를 들어, 공급되는 고압의 연료에 의해 제1가압 압축부(112)에서 바이오가스가 10bar로 가압되고 상기 바이오가스 저장탱크부(120)에 저장된다. For example, biogas is pressurized to 10 bar by the first pressurized compression section 112 and stored in the biogas storage tank section 120 by the supplied high-pressure fuel.

그리고, 상기 제2가압 압축부(114)에 의해 상기 바이오가스 저장탱크부(120)에서 저장된 10bar의 압력을 구비한 바이오가스가 가압되어 20bar의 압력으로 가압되어 상기 연소부(10)로 공급된다. 그리고, 바이오 가스가 가압되는 과정은 복수의 단계로 이루어질 수 있다.The biochemical gas having a pressure of 10 bar stored in the biogas storage tank unit 120 is pressurized by the second pressurizing and compressing unit 114 to a pressure of 20 bar and supplied to the combustion unit 10 . The process in which the biogas is pressurized can be performed in a plurality of steps.

다만, 도 2에서 도시된 바이오가스 가압부(110)는 2단계에 의해 바이오가스를 가압하는 것으로, 이는 순차적으로 바이오가스를 가압하는 하나의 예에 불과하고, 2단계 이상으로 가압하여 바이오가스를 사용할 수 있는 다양한 실시예가 가능함은 물론이다.However, the biogas pressurization unit 110 shown in Fig. 2 presses the biogas by two steps, which is merely an example of sequentially pressing the biogas. The biogas pressurization unit 110 pressurizes the biogas in two or more stages, It is needless to say that various embodiments that can be used are possible.

즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 바이오가스 가압부(110)는 원하는 압력을 구비하도록 순차적으로 가압할 수 있는 효과를 제공한다.That is, the biogas pressurization unit 110 according to an embodiment of the present invention provides an effect of sequentially pressurizing the biogas pressurization unit to have a desired pressure.

특히, 상기 공급되는 고압의 연료의 압력에 따라서 원하는 압력을 갖도록 순차적으로 바이오가스를 가압할 수 있을 뿐만 아니라, 압축기를 통해 가압된 바이오가스를 상기 바이오가스 저장탱크부(120)에 저장할 수 있어 시간에 구애되지 않고 사용할 수 있는 효과도 제공하게 된다.
In particular, the biogas can be sequentially pressurized to have a desired pressure according to the pressure of the supplied high-pressure fuel, and the biogas pressurized through the compressor can be stored in the biogas storage tank unit 120, But also provides an effect that can be used regardless of whether or not it is used.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 복합화력 발전시스템(100)은 공급되는 고압의 연료를 이용하여 상기 연소부(10)에서 사용되는 공기를 압축할 수 있도록 연료 감압 터빈부(131) 및 공기 가압 압축부(132)를 구비할 수 있다.In addition, the combined-cycle power generation system 100 according to another embodiment of the present invention includes a fuel pressure reducing turbine section 131 and an air And a pressurizing and compressing unit 132 may be provided.

도 3을 참조하면, 상기 연료 감압 터빈부(131)는 앞서 검토한 상기 제1감압 터빈부(111)와 같이 고압으로 공급되는 연료를 감압하면서 감압차로 발생되는 에너지를 이용하여 터빈을 구동한다.Referring to FIG. 3, the fuel pressure reducing turbine unit 131 drives the turbine using energy generated by a reduced pressure difference while reducing the pressure of fuel supplied at a high pressure, as in the first reduced pressure turbine unit 111 discussed above.

그리고, 상기 공기 가압 압축부(132)는 연료 감압 터빈부(131)와 연결되어 이러한 감압차로 발생되는 에너지를 이용하여 구동되며, 상기 공금 가압 압축부로 유입되는 공기를 압축한다.The air pressure compressing unit 132 is connected to the fuel pressure reducing turbine unit 131 and is driven using energy generated by the reduced pressure difference, and compresses the air flowing into the publicly-known pressurizing unit.

즉, 도 1 내지 도 2를 참조하면, 압축공기를 상기 연소부(10)로 공급하기 위해서 발전부(20)와 공기를 압축하는 공기 압축부(30)가 구비되어야 한다. 1 and 2, the power generation unit 20 and the air compression unit 30 for compressing the air to supply the compressed air to the combustion unit 10 should be provided.

그런데 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 복합화력 발전시스템(100)은 이러한 별도의 장치를 구비하지 않고, 공급되는 고압의 연료의 압력차를 이용하여 공기를 압축하여 상기 연소부(10)에 압축공기를 공급할 수 있는 효과를 제공한다.Referring to FIG. 3, the combined-cycle power generation system 100 according to an embodiment of the present invention does not include such a separate device, and compresses air using the pressure difference of high- The compressed air can be supplied to the compressor 10.

그리고, 상기 공기 가압 압축부(132)는 압축된 공기를 저장하는 공기 저장탱크부(140)와 공기의 유입량을 조절하도록 공기차단밸브(150)를 더 구비하여, 전부하시에 압축 공기를 저장하고 이를 추후에 사용할 수 있는 효과도 제공하게 된다. The air compressing unit 132 further includes an air storage tank 140 for storing the compressed air and an air shutoff valve 150 for controlling the inflow amount of the air, This also provides an effect that can be used later.

또한, 도 3을 참조하면, 상기 연료 감압 터빈부(131)와 공기 가압 압축부(132)를 구비하는 복합화력 발전시스템(100)에는 상기 연소부(10) 내부의 국부적인 고온 발생부를 줄여 이산화질소의 생성을 억제하도록 바이오가스가 공급되도록 구비될 수 있다.3, in the combined-cycle thermal power generation system 100 including the fuel pressure reducing turbine unit 131 and the air pressure compression unit 132, the local high-temperature generating unit in the combustion unit 10 is reduced, The biogas can be supplied to suppress the generation of the biogas.

이때, 상기 바이오가스는 별도의 발전기에 의해 구동되는 압축기에 의해 가압되고 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 감압 터빈부(111,113)와 가압 압축부(112,114)와 같이 공급되는 고압의 연료를 이용하여 같은 방법으로 바이오가스가 가압될 수 있다.
In this case, the biogas is pressurized by a compressor driven by a separate generator. However, the biogas is not necessarily limited to the biogas, but the biogas may be supplied to the decompression turbines 111 and 113, pressurized compressors 112 and 114, The biogas can be pressurized in the same manner by using the high-pressure fuel supplied together.

그리고, 상기 검토한 본 발명의 다양한 실시예에 의한 바이오가스 가압부(110) 또는 공기 가압부(130)에 의해 설정된 압력을 구비하는 바이오가스와 압축공기는 연료와 함께 연소부(10)로 유입되어 연소반응이 일어난다.The biogas and compressed air having the pressure set by the biogas pressurizing unit 110 or the air pressurizing unit 130 according to various embodiments of the present invention discussed above are introduced into the combustion unit 10 together with the fuel And combustion reaction occurs.

이때, 화력발전소의 부분 부하시 연료와 함께 바이오가스를 상기 연소부(10)에 공급하여 사용하는 경우 황연 제거 효과가 있다.At this time, when the biogas is supplied to the combustion unit 10 together with the fuel when the partial power of the thermal power plant is used, there is an effect of removing the flour.

즉, 복합화력 발전소의 주터빈부(40)에는 CO, H2, CH4 및 NH3 등을 포함하는 천연가스 및 석탄가스가 연료로 투입되며, 상기 연료와 함께 연소용 공기(N2 및 O2)가 투입되어 연소된다. That is, in the main turbine section 40 of the combined-cycle power plant, CO, H 2 , CH 4, and NH 3 And a combustion gas (N 2 and O 2 ) are injected together with the fuel to burn the combustion gas.

그런데, 상기 연료나 공기에는 질소가 포함되어 있으며, 상기 가스터빈의 연소온도가 약 1200℃ 이상일 경우 고온 산화반응 중 공기중의 질소가 산소와 반응하여 질소산화물이 발생하게 되며, 상기 질소산화물 중 이산화질소가 연돌부(70)를 거쳐 대기 중에 방출될 때 황연으로 관측된다.When the combustion temperature of the gas turbine is higher than or equal to about 1200 ° C, nitrogen in the air reacts with oxygen during the high-temperature oxidation reaction to generate nitrogen oxides. In the nitrogen oxide, Is observed as a brass when it is discharged into the atmosphere through the stack portion (70).

그런데, 상기 연소실에 바이오가스를 연료와 함께 공급하여 화염 전면의 국부적으로 고온인 부분의 온도를 NOx 발생온도 이하로 제어하면, 질소산화물의 발생을 저감시켜 결과적으로 황연의 발생을 억제시킬 수 있다. By supplying the biogas to the combustion chamber together with the fuel and controlling the temperature of the locally high temperature portion of the flame front to be equal to or lower than the NOx generation temperature, the generation of nitrogen oxides can be reduced, and the generation of yellow iron oxide can be suppressed as a result.

이때, 바이오가스는 연료와 함께 투입되어 연소시 발생하는 열량을 흡수하여 연소 온도를 낮추는 역할을 한다.
At this time, the biogas is injected together with the fuel to absorb the heat generated during the combustion, thereby lowering the combustion temperature.

그리고, 이러한 바이오가스를 이용하여 황연을 제거하려는 본 발명의 일 실시예에 의한 복합발전 시스템에서 상기 연소부(10)에 공급되는 바이오가스를 설정된 압력을 가압하기 위해 별도의 에너지를 사용하지 않고 앞서 검토한 바이오가스 가압부(110)에 의하여 가압되는 효과를 제공하게 된다.
In order to remove the chrome by using the biogas, the biogas supplied to the combustion unit 10 in the combined-cycle power generation system according to the embodiment of the present invention may be removed And the biogas pressurization unit 110 has the effect of being pressurized.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be appreciated that those skilled in the art will readily understand the present invention.

10: 연소부 20: 발전부
30: 공기 압축부 40: 주터빈부
50: 배열회수 보일러 60: 증기터빈
70: 연돌부 80: 바이오가스 차단밸브
100: 복합화력 발전시스템
110: 바이오가스 가압부 111: 제1감압 터빈부
112: 제1가압 압축부 113: 제2감압 터빈부
114: 제2가압 압축부 120: 바이오가스 저장탱크부
130: 공기 가압부 131: 연료 감압 터빈부
132: 공기 가압 압축부 140: 공기 저장탱크부
150: 공기차단밸브10: combustion section 20:
30: air compression section 40: main turbine section
50: Sequence recovery boiler 60: Steam turbine
70: chimney part 80: biogas shutoff valve
100: Combined Cycle Power System
110: biogas pressurizing portion 111: first decompression turbine portion
112: first pressure compressing section 113: second pressure reducing turbine section
114: second pressurizing section 120: biogas storage tank section
130: air pressurizing portion 131: fuel pressure reducing turbine portion
132: air pressurizing section 140: air storage tank section
150: Air shutoff valve

Claims (10)

발전부에 의해 구동되며 유입되는 공기가 압축되는 공기 압축부;
공급되는 연료와, 상기 공기 압축부에서 압축된 공기와, 내부의 국부적인 고온 발생부를 줄여 이산화질소의 생성을 억제하도록 공급되는 바이오가스가 혼합되어 연소되는 연소부; 및
바이오가스가 설정된 압력에서 상기 연소부로 유입되도록 하기 위해 공급되는 고압의 연료를 이용하여 바이오가스를 가압하는 바이오가스 가압부;
를 포함하여 구성되는 복합화력 발전시스템.An air compression unit driven by the power generation unit to compress the inflow air;
A combustion unit in which a fuel supplied, a compressed air in the air compression unit, and a biogas supplied to suppress the generation of nitrogen dioxide by reducing a local high-temperature generating unit are mixed and burned; And
A biogas pressurizing unit that pressurizes the biogas using a high-pressure fuel supplied to the biogas to flow into the combustion unit at a predetermined pressure;
The system comprising: 제1항에 있어서,
상기 연소부에서 생성되는 연소가스가 유입되어 구동되는 주터빈부;
상기 주터빈부에서 배출되는 배기가스의 열을 이용하여 증기를 생산하는 배열회수 보일러; 및
상기 배열회수 보일러에서 생산된 증기를 이용하여 구동되는 증기터빈;을 더 포함하여 구성되는 복합화력 발전시스템.The method according to claim 1,
A main turbine part in which a combustion gas generated in the combustion part flows and is driven;
An arrangement recovery boiler for producing steam using heat of the exhaust gas discharged from the main turbine; And
And a steam turbine driven by the steam produced in the batch recovery boiler. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 바이오가스 가압부는,
공급되는 고압의 연료가 감압하면서 발생되는 에너지에 의해 구동되는 제1감압 터빈부; 및
상기 제1감압 터빈부에 의해 구동되며 바이오가스를 가압하는 제1가압 압축부;를 포함하여 구성되는 복합화력 발전시스템.3. The method according to claim 1 or 2,
The biogas pressurizing unit includes:
A first decompression turbine section driven by energy generated by decompressing the supplied high-pressure fuel; And
And a first pressurizing and compressing unit driven by the first pressure reducing turbine unit and pressurizing the biogas. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 바이오가스 가압부는,
적어도 1회 바이오가스를 가압하고, 가압된 바이오가스를 저장하는 바이오가스 저장탱크부;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 복합화력 발전시스템.3. The method according to claim 1 or 2,
The biogas pressurizing unit includes:
Further comprising a biogas storage tank portion for pressurizing the biogas at least once and storing the pressurized biogas. 제4항에 있어서,
상기 바이오가스 가압부는,
공급되는 고압의 연료가 감압하면서 발생되는 에너지에 의해 구동되는 제1감압 터빈부;
상기 제1감압 터빈부에 의해 구동되며 바이오가스를 가압하는 제1가압 압축부;
상기 제1가압 압축부에서 가압된 바이오가스가 저장되는 바이오가스 저장탱크부;
공급되는 고압의 연료가 감압하면서 발생되는 에너지에 의해 구동되는 제2감압 터빈부; 및
상기 제2감압 터빈부에 의해 구동되며, 상기 바이오가스 저장탱크에서 공급되는 바이오가스를 추가로 가압하는 제2가압 압축부;를 포함하여 구성되는 복합화력 발전시스템.5. The method of claim 4,
The biogas pressurizing unit includes:
A first decompression turbine section driven by energy generated by decompressing the supplied high-pressure fuel;
A first pressurizing unit driven by the first pressure reducing turbine unit and pressurizing the biogas;
A biogas storage tank for storing the biogas pressurized by the first pressurizing unit;
A second reduced pressure turbine section driven by energy generated while the supplied high pressure fuel is decompressed; And
And a second pressurizing and compressing unit driven by the second pressure reducing turbine unit to further pressurize the biogas supplied from the biogas storage tank. 공급된 연료와 압축된 연소용 공기가 연소되는 연소부; 및
공급되는 고압의 원료를 이용하여 상기 연소부에 공급되는 공기를 압축하는 공기 가압부;를 포함하여 구성되는 복합화력 발전시스템.A combustion section in which the supplied fuel and the compressed combustion air are burned; And
And an air pressurizing unit for compressing the air supplied to the combustion unit using the supplied high-pressure raw material. 제6항에 있어서,
상기 연소부에서 생성되는 연소가스가 유입되어 구동되는 주터빈부;
상기 주터빈부에서 배출되는 배기가스를 이용하여 증기를 생산하는 배열회수 보일러; 및
상기 배열회수 보일러에서 생산된 증기를 이용하여 구동되는 증기터빈;을 더 포함하여 구성되는 복합화력 발전시스템.The method according to claim 6,
A main turbine part in which a combustion gas generated in the combustion part flows and is driven;
An arrangement recovery boiler for producing steam using exhaust gas discharged from the main turbine; And
And a steam turbine driven by the steam produced in the batch recovery boiler. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 공기 가압부는
공급되는 고압의 연료가 감압하면서 발생되는 에너지에 의해 구동되는 연료 감압 터빈부; 및
상기 제2감압 터빈부에 의해 구동되며 연소부에 공급되는 공기를 가압하는 공기 가압 압축부;를 포함하여 구성되는 복합화력 발전시스템.The air conditioner according to claim 6 or 7, wherein the air pressurizing portion
A fuel pressure reducing turbine part driven by energy generated by decompressing the supplied high pressure fuel; And
And an air pressurizing unit driven by the second pressure reducing turbine unit and pressurizing the air supplied to the combustion unit. 제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 제2가압 압축부에서 압축된 공기가 저장되는 공기 저장탱크부;가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 복합화력 발전시스템.8. The method according to claim 6 or 7,
And an air storage tank unit for storing air compressed by the second compression / compression unit. 제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 연소부에는 공급되는 연료와 상기 공기 압축부에서 압축된 공기 및 상기 연소부 내부의 국부적인 고온 발생부를 줄여 이산화질소의 생성을 억제하도록 바이오가스가 공급되는 것을 특징으로 하는 복합화력 발전시스템.8. The method according to claim 6 or 7,
Wherein the biomass is supplied to the combustion unit to reduce the amount of fuel to be supplied, the air compressed by the air compression unit, and the local high-temperature generation unit in the combustion unit, thereby suppressing the generation of nitrogen dioxide.
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