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JP2002061517A - Power generating plant and its operating method - Google Patents

Power generating plant and its operating method

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Publication number
JP2002061517A
JP2002061517A JP2000248975A JP2000248975A JP2002061517A JP 2002061517 A JP2002061517 A JP 2002061517A JP 2000248975 A JP2000248975 A JP 2000248975A JP 2000248975 A JP2000248975 A JP 2000248975A JP 2002061517 A JP2002061517 A JP 2002061517A
Authority
JP
Japan
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fuel
gas turbine
hydrocarbon
power plant
gas
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Application number
JP2000248975A
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Japanese (ja)
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Inventor
Takeji Hasegawa
武治 長谷川
Mikio Sato
幹夫 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Research Institute of Electric Power Industry
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Research Institute of Electric Power Industry filed Critical Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority to JP2000248975A priority Critical patent/JP3775718B2/en
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  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure combustion stability of a gas turbine to burn hydrocarbon fuel and to reduce an NOx exhaust amount. SOLUTION: A generating plant 1 comprises a gas turbine combustor 3 to burn hydrocarbon fuel 2; a fuel feed part 4 to feed the hydrocarbon fuel 2 to the gas turbine combustor 3; a gas turbine 6 driven by combustion gas 5 of the gas turbine combustor 3; and a generator 7 coupled to the gas turbine 6 and outputting a power. A fuel reforming device 10 is provided to be constituted that at least a part 2a of the hydrocarbon fuel 2 is reformed to hydrogen and carbon monoxide through pyrolytic reaction utilizing heat obtained from the generating plant 1 or reaction using a catalyst and a hydrogen content of hydrocarbon fuels 2b and 2c fed to the gas turbine combustor 3 is set to 1-10 vol.%.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、発電プラント及び
その運転方法に関する。更に詳述すると、本発明は炭化
水素系燃料(LNG、灯油、軽油またはそれらの混合燃
料)を燃焼させるガスタービン燃焼器と、その燃焼ガス
により駆動されるガスタービンと、該ガスタービンに結
合されて駆動され電力を出力する発電機とを含む発電プ
ラントおよびその運転方法に関する。
[0001] The present invention relates to a power plant and an operating method thereof. More specifically, the present invention relates to a gas turbine combustor for burning a hydrocarbon-based fuel (LNG, kerosene, light oil or a mixture thereof), a gas turbine driven by the combustion gas, and a gas turbine coupled to the gas turbine. And a method of operating the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の発電プラントで使用されるガス
タービン燃焼器において実施されるサーマルNOx低減
手法としては、バーナに設けた空気旋回器を通過する燃
料用空気中に水または水蒸気を混合し、燃焼ガスの温度
を低下させる手法が知られている。
2. Description of the Related Art As a thermal NOx reduction technique implemented in a gas turbine combustor used in this type of power plant, water or steam is mixed with fuel air passing through an air swirler provided in a burner. A technique for lowering the temperature of combustion gas is known.

【0003】また、炭化水素系燃料を燃焼用空気と予混
合して供給することにより、燃焼ガス温度を均一に低減
させ、サーマルNOxを抑制する技術(希薄予混合燃焼
法)が知られている。この燃焼法では、保炎を目的とし
てバーナにおけるガス温度を一定以上に保つため、尾筒
にバイパス弁を設備してガスタービン負荷に応じて燃焼
用空気の供給量、供給位置を変更して、バーナ近傍の当
量比を高く保つ手法や、燃料ノズルをマルチバーナ方式
として使用する負荷に応じてバーナを変更するなどの手
法を採用している。
[0003] Further, there is known a technique (lean premixed combustion method) in which a hydrocarbon-based fuel is premixed with combustion air and supplied so as to uniformly reduce the combustion gas temperature and suppress thermal NOx. . In this combustion method, in order to maintain the gas temperature in the burner above a certain level for the purpose of flame holding, a bypass valve is installed in the transition piece, and the supply amount and supply position of combustion air are changed according to the gas turbine load. A technique of keeping the equivalence ratio near the burner high or a technique of changing the burner according to the load of using the fuel nozzle as a multi-burner method is adopted.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、水や水
蒸気を混合して火炎の温度を下げようとしても、拡散燃
焼の場合、局所的高温域の発生を完全に抑制することは
できないので、そこからNOxが発生することになる。
However, even if an attempt is made to lower the temperature of the flame by mixing water or steam, in the case of diffusion combustion, it is not possible to completely suppress the occurrence of a local high-temperature region. NOx will be generated.

【0005】しかも、炭化水素系燃料の場合、もともと
可燃範囲が狭く燃焼安定性が良くないので、NOx低減
のための工夫例えば空気過剰率を増したり部分燃焼法を
採用したりすることが難しいという問題を有している。
そこで、NOx低減に好適と考えられている希薄予混合
燃焼法を利用したガスタービン燃焼器においても、燃焼
安定性に乏しいことから、予め燃料と空気とを完全に均
一な状態で混合することができず、拡散燃焼のパイロッ
ト火炎を一部利用したり、一部に燃料の濃い領域をつく
り出して火種としていることが多く、そこからNOxが
発生するという問題を有している。特に、炭化水素系燃
料を用いるガスタービン発電プラントにおいては、これ
までに作動ガスの高温化によるプラント熱効率の向上が
図られてきているが、今後の一層の高温化に際し希薄予
混合燃焼法に代表される従来の燃焼技術では、現在のN
Ox排出量レベルを維持するのが難しいと予想される。
このため、ガスタービンを用いた発電プラントでは燃焼
安定性に優れた低NOx燃焼技術の開発が重要な課題と
なっている。
Moreover, in the case of hydrocarbon fuels, the combustible range is originally narrow and combustion stability is not good, so that it is difficult to devise NOx reduction measures such as increasing the excess air ratio or employing the partial combustion method. Have a problem.
Therefore, even in a gas turbine combustor using a lean premixed combustion method, which is considered to be suitable for reducing NOx, since combustion stability is poor, it is necessary to mix fuel and air in advance in a completely uniform state. In many cases, a pilot flame of diffusion combustion is used partly, or a fuel-rich region is created in a part of the fuel as a kind of fire, and there is a problem that NOx is generated therefrom. In particular, in gas turbine power plants using hydrocarbon fuels, the thermal efficiency of the plant has been improved by raising the working gas temperature.However, as the temperature rises in the future, a lean premixed combustion method is typical. Conventional combustion technology, the current N
It is expected that maintaining Ox emission levels will be difficult.
For this reason, in a power plant using a gas turbine, development of a low NOx combustion technology having excellent combustion stability has become an important issue.

【0006】そこで、本発明は、ガスタービンを用いた
発電プラントにおいて燃焼安定性に優れ、NOx排出量
の低減化を図ることができる発電プラントおよび発電プ
ラント運転方法を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a power plant and a power plant operating method which are excellent in combustion stability in a power plant using a gas turbine and can reduce NOx emissions.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、炭化水素系燃料を燃焼させ
るガスタービン燃焼器と、ガスタービン燃焼器の燃焼ガ
スにより駆動されるガスタービンと、該ガスタービンに
結合されて駆動され電力を出力する発電機とを含む発電
プラントにおいて、炭化水素系燃料の少なくとも一部を
当該発電プラントから得られる熱を利用した熱分解反応
または触媒を用いた反応により水素および一酸化炭素に
改質してガスタービン燃焼器に供給される炭化水素系燃
料の水素含有率を1〜10vol%とする燃料改質装置
を備えるようにしている。また、請求項8記載の発明
は、ガスタービン燃焼器で炭化水素系燃料を燃焼させる
ことによって得られる燃焼ガスによりガスタービンを駆
動して、該ガスタービンに結合された発電機を回転させ
て電力を出力する発電プラント運転方法において、炭化
水素系燃料の少なくとも一部を発電プラントから得られ
る熱を利用し水素および一酸化炭素に改質して炭化水素
系燃料の水素含有率を1〜10vol%にしてガスター
ビンで燃焼させるようにしている。
In order to achieve the above object, the present invention is directed to a gas turbine combustor for burning a hydrocarbon fuel, and a gas turbine driven by the combustion gas of the gas turbine combustor. And a generator coupled to the gas turbine and driven to output power, wherein at least a portion of the hydrocarbon-based fuel uses a pyrolysis reaction or a catalyst utilizing heat obtained from the power plant. And a fuel reforming device that reforms hydrogen and carbon monoxide by the reaction to supply the hydrocarbon-based fuel supplied to the gas turbine combustor with a hydrogen content of 1 to 10 vol%. Further, according to the present invention, the gas turbine is driven by the combustion gas obtained by burning the hydrocarbon-based fuel in the gas turbine combustor, and the electric power is generated by rotating the generator coupled to the gas turbine. In a power plant operating method that outputs hydrogen, at least a portion of the hydrocarbon fuel is reformed into hydrogen and carbon monoxide using heat obtained from the power plant to reduce the hydrogen content of the hydrocarbon fuel to 1 to 10 vol%. And burn it with a gas turbine.

【0008】水素は炭化水素系燃料と比べても燃料希薄
可燃限界を若干広げる程度であるが、燃料速度が速く、
点火エネルギーも小さくかつ消炎距離も小さく非常に燃
え易い燃料である。しかも、その量が微量であれば、必
要以上に燃焼速度が高くならず逆火の危険もない。した
がって、可燃範囲の広い水素の存在で燃焼安定性が増し
保炎し易くなる。これにより、より一層完全に近い希薄
予混合燃焼法が適用できる。しかも、その水素含有率は
燃焼安定性を増すのに十分な量であり、かつ1〜10v
ol%と低いため、発電プラントから得られる熱で改質
するためのコストが安価となる。更に、改質により炭化
水素系燃料の温度が上がるので、改質を行わない従来の
場合に比べて燃焼安定性が増す。そこで、同じ温度の燃
焼ガスを得ようとする場合には、燃料を減らし空気比を
上げることが可能となるので、より燃料希薄状態の燃焼
を実現してNOx発生量を削減することができる。
[0008] Hydrogen slightly increases the fuel-lean flammability limit as compared with hydrocarbon-based fuel, but has a high fuel speed.
It is a fuel that has a small ignition energy and a small quenching distance and is highly flammable. In addition, if the amount is very small, the combustion rate is not increased more than necessary and there is no danger of flashback. Therefore, the presence of hydrogen having a wide flammable range increases the combustion stability and facilitates flame holding. Thereby, a more complete lean premixed combustion method can be applied. Moreover, its hydrogen content is sufficient to increase combustion stability, and
ol%, the cost for reforming with the heat obtained from the power plant is reduced. Further, since the temperature of the hydrocarbon-based fuel is increased by the reforming, the combustion stability is increased as compared with the conventional case where the reforming is not performed. Therefore, when trying to obtain combustion gas at the same temperature, it is possible to reduce the fuel and increase the air ratio, so that it is possible to realize more lean combustion and reduce the amount of NOx generated.

【0009】さらに、水素含有率は1〜10vol%程
度の微量であるので、炭化水素系燃料の全量あるいは大
部分を改質する場合に比べて改質に必要な酸素成分また
は水分(水蒸気)、熱および改質触媒を少量に抑えるこ
とができ、酸素成分または水蒸気の供給設備を簡易化し
てコストを低くすることができる。しかも、水素含有率
が1〜10vol%程度であることから、触媒反応に9
00〜1000℃といった高温を必要とせず例えば40
0℃程度に抑えることができることから、安価な低温触
媒を利用して改質を行うことができるようになると共
に、400℃程度に下がった発電プラントからの排熱を
有効に利用することができる。よって、発電コストを低
減することができるようになる。また、炭化水素は条件
によっては、500〜600℃でも十分に水素と一酸化
炭素に熱分解することから、その場合には改質触媒も必
要なくなる。一方、条件によっては、炭化水素は適当な
触媒で反応を制御することにより酸素成分または水分が
無くても熱分解することから、その場合には、酸素成分
または水分を供給する設備が必要なくなる。
Further, since the hydrogen content is a very small amount of about 1 to 10 vol%, the oxygen component or water (steam) required for reforming is smaller than when reforming the whole or most of the hydrocarbon fuel. The amount of heat and reforming catalyst can be reduced to a small amount, and the equipment for supplying the oxygen component or steam can be simplified to reduce the cost. In addition, since the hydrogen content is about 1 to 10 vol%, 9
It does not require a high temperature of 00 to 1000 ° C.
Since the temperature can be suppressed to about 0 ° C., the reforming can be performed using an inexpensive low-temperature catalyst, and the waste heat from the power plant that has dropped to about 400 ° C. can be effectively used. . Therefore, the power generation cost can be reduced. Further, depending on the conditions, hydrocarbons are sufficiently thermally decomposed into hydrogen and carbon monoxide even at 500 to 600 ° C., and in that case, a reforming catalyst is not necessary. On the other hand, depending on the conditions, hydrocarbons are thermally decomposed even without an oxygen component or moisture by controlling the reaction with an appropriate catalyst, and in that case, equipment for supplying the oxygen component or moisture is not required.

【0010】ここで、水素含有率は、1vol%未満で
は水素の燃焼量が不十分で燃焼安定性の向上が見られ
ず、10vol%を超えると必要以上の水素を得ること
となるしそれに伴って改質のための多量かつ高温の酸素
または水蒸気等を得るための設備やコストが無駄なもの
となる。そこで、最小限の水素含有率に抑えことが望ま
れることから、1vol%以上10vol%以下、好ま
しくは2〜3vol%の水素含有率とすれば、改質のた
めに必要な設備やコストを最小限に抑えつつ、燃焼安定
性とNOx排出量の低減とを同時に実現可能とすること
ができる。
[0010] Here, when the hydrogen content is less than 1 vol%, the combustion amount of hydrogen is insufficient and the combustion stability is not improved. When the hydrogen content exceeds 10 vol%, more hydrogen than necessary is obtained. Thus, equipment and cost for obtaining a large amount and high temperature of oxygen or steam for reforming are wasted. Therefore, since it is desired to suppress the hydrogen content to the minimum, if the hydrogen content is 1 vol% or more and 10 vol% or less, preferably 2-3 vol%, the equipment and cost required for reforming are minimized. The combustion stability and the reduction of the NOx emission can be simultaneously realized while keeping the limit.

【0011】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の発電プラントにおいて、炭化水素系燃料の全部を部
分改質して炭化水素系燃料の水素含有率を1〜10vo
l%にするようにしている。この場合、極めて僅かな改
質率であるため低温触媒を利用して発電プラントから得
られる低い熱例えば400℃程度に下がったガスタービ
ンからの排熱等を利用して改質を行うことができ、改質
のための熱源などを特段設ける必要がない。
According to a second aspect of the present invention, in the power plant according to the first aspect, the hydrocarbon fuel is partially reformed to reduce the hydrogen content of the hydrocarbon fuel to 1 to 10 vol.
1%. In this case, since the reforming rate is extremely low, the reforming can be performed by utilizing the low heat obtained from the power plant using the low-temperature catalyst, for example, the exhaust heat from the gas turbine that has been reduced to about 400 ° C. It is not necessary to provide a heat source for reforming.

【0012】また、請求項3記載の発明は、請求項1記
載の発電プラントにおいて、炭化水素系燃料の一部を全
量改質し、これを改質していない炭化水素系燃料と混合
して炭化水素系燃料の水素含有率を1〜10vol%に
してから前記ガスタービン燃焼器に供給するようにして
いる。この場合、燃料改質装置で処理すべき炭化水素系
燃料の流量を最小限にできるので、燃料改質装置の大型
化を抑制して改質に必要なコストを低く抑えることがで
きる。
According to a third aspect of the present invention, in the power plant according to the first aspect, a part of the hydrocarbon-based fuel is entirely reformed and mixed with a non-reformed hydrocarbon-based fuel. The hydrocarbon fuel is supplied to the gas turbine combustor after the hydrogen content of the fuel is reduced to 1 to 10 vol%. In this case, since the flow rate of the hydrocarbon-based fuel to be processed by the fuel reformer can be minimized, the size of the fuel reformer can be suppressed and the cost required for reforming can be suppressed.

【0013】また、請求項4記載の発明は、請求項1記
載の発電プラントにおいて、一部の炭化水素系燃料を改
質し、これを改質していない炭化水素系燃料とは別系統
で燃料ノズルからガスタービン燃焼器に供給するように
している。この場合、改質により一酸化炭素と水素を含
有する炭化水素系燃料を保炎を目的としたパイロットバ
ーナに供給し、常に安定した燃料希薄、火炎を形成する
ことにより燃焼安定性も確保する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the power plant according to the first aspect, a part of the hydrocarbon-based fuel is reformed, and the hydrocarbon-based fuel is not reformed in a different system from the non-reformed hydrocarbon-based fuel. The fuel nozzle supplies the gas turbine combustor. In this case, a hydrocarbon-based fuel containing carbon monoxide and hydrogen is supplied to a pilot burner for flame holding by reforming, and a stable fuel lean and flame is always formed, thereby ensuring combustion stability.

【0014】また、請求項5記載の発明は、請求項1記
載の発電プラントのガスタービン燃焼器を、炭化水素系
燃料と燃焼用空気とを予混合してから燃焼室内へ供給す
るものとしている。この場合には、可燃範囲の広い水素
を少量含む希薄予混合気が生成されるため、燃料の濃い
部分を有する予混合気を作らずとも燃焼安定性が向上す
ることから、必要以上に燃焼速度が高くならず逆化の危
険もなく、しかも燃料と空気の混合をより均一化してよ
り一層完全希薄燃焼に近づけることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, the gas turbine combustor of the power plant according to the first aspect is configured such that a hydrocarbon-based fuel and combustion air are premixed and then supplied to a combustion chamber. . In this case, a lean premixture containing a small amount of hydrogen having a wide flammable range is generated, so that the combustion stability is improved without preparing a premixture having a rich portion of the fuel. Therefore, there is no danger of inversion, and the mixture of fuel and air can be made more uniform to achieve a more complete lean combustion.

【0015】ここで、改質のための熱は、請求項6記載
の発明のように、発電プラントから得られる熱、例えば
ガスタービンの排ガスあるいはガスタービン燃焼器、ガ
スタービン燃焼器の尾筒、ガスタービンのタービン翼の
いずれか1つあるいは2つ以上から得ることが好まし
い。この場合、発電プラントから得られる熱を有効利用
して改質を行うことができ、改質コストを削減すること
ができる。特に、ガスタービンの尾筒やタービン翼から
熱を得る場合には、それらの冷却性能を向上することが
でき、更にタービン翼から熱を得る場合にはタービン翼
の冷却に圧縮機の空気を使用する必要がなくなるので、
プラント熱効率を向上することができる。
Here, the heat for the reforming is the heat obtained from the power plant, for example, the exhaust gas of the gas turbine or the gas turbine combustor, the transition piece of the gas turbine combustor, etc. Preferably, it is obtained from any one or more of the turbine blades of the gas turbine. In this case, the reforming can be performed by effectively utilizing the heat obtained from the power plant, and the reforming cost can be reduced. In particular, when heat is obtained from the transition piece or turbine blade of a gas turbine, the cooling performance of the turbine blade can be improved, and when heat is further obtained from the turbine blade, the air of the compressor is used to cool the turbine blade. So you do n’t have to
Plant thermal efficiency can be improved.

【0016】また、請求項7記載の発明は、請求項1か
ら6までのいずれか記載の発電プラントにおいて、ガス
タービン燃焼器から排出されたガスにおける炭化水素成
分または一酸化炭素成分等の未燃成分濃度を監視して、
この炭化水素成分または一酸化炭素成分等の未燃成分濃
度が所定値以下に成るように炭化水素系燃料の改質割合
を制御する監視制御手段を有するようにしている。そし
て、請求項9記載の発明は、請求項8記載の発電プラン
ト運転方法において、ガスタービン燃焼器から排出され
たガスにおける炭化水素成分または一酸化炭素成分等の
未燃成分濃度を監視して、この炭化水素成分または一酸
化炭素成分等の未燃成分濃度が所定値以下に成るように
炭化水素系燃料の改質割合を制御するようにしている。
これらの場合には、炭化水素成分または一酸化炭素成分
等の未燃成分濃度を所定値以下に抑えつつ、燃焼安定性
を向上することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the power plant according to any one of the first to sixth aspects, wherein unburned hydrocarbon components or carbon monoxide components in the gas discharged from the gas turbine combustor. Monitor the component concentration,
Monitoring and control means is provided for controlling the reforming rate of the hydrocarbon-based fuel such that the concentration of the unburned component such as the hydrocarbon component or the carbon monoxide component becomes a predetermined value or less. According to a ninth aspect of the present invention, in the power plant operating method according to the eighth aspect, the concentration of an unburned component such as a hydrocarbon component or a carbon monoxide component in the gas discharged from the gas turbine combustor is monitored, The reforming rate of the hydrocarbon fuel is controlled so that the concentration of the unburned component such as the hydrocarbon component or the carbon monoxide component becomes equal to or lower than a predetermined value.
In these cases, combustion stability can be improved while suppressing the concentration of unburned components such as hydrocarbon components or carbon monoxide components to a predetermined value or less.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。図1に本
発明の発電プラント1の実施形態を示す。この発電プラ
ント1は、炭化水素系燃料2を燃焼させるガスタービン
燃焼器3と、該ガスタービン燃焼器3に炭化水素系燃料
2を供給する燃料供給部4と、ガスタービン燃焼器3の
燃焼ガス5により駆動されるガスタービン6と、該ガス
タービン6に結合されて駆動され電力を出力する発電機
7とを有するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described below in detail based on an example of an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a power plant 1 according to the present invention. The power plant 1 includes a gas turbine combustor 3 for burning a hydrocarbon fuel 2, a fuel supply unit 4 for supplying the hydrocarbon fuel 2 to the gas turbine combustor 3, and a combustion gas of the gas turbine combustor 3. 5 and a generator 7 coupled to the gas turbine 6 and driven to output electric power.

【0018】そして、この発電プラント1は、燃料供給
部4からガスタービン燃焼器3に供給される炭化水素系
燃料2に改質のための水蒸気8を供給する酸素分供給装
置9と、水蒸気8が混合された炭化水素系燃料2の一部
を改質してガスタービン燃焼器3に供給される炭化水素
系燃料2の水素含有率を1〜10vol%にする燃料改
質装置10とを有している。燃料改質装置10では、水
蒸気8が混合された炭化水素系燃料2の少なくとも一部
を発電プラント1の排熱を利用した熱分解はまた触媒を
用いた反応により水素および一酸化炭素に改質するよう
にしている。このため、ガスタービン燃焼器3に供給さ
れる炭化水素系燃料2には1〜10vol%程度の微量
の水素が含まれていると共にガスタービン燃焼器3に供
給する炭化水素系燃料2を排熱により加熱できるので、
改質しない場合に比べて燃焼安定性を向上できると共に
NOx排出量を低減することができるようになる。ここ
で、水素含有率は1〜10vol%程度、好ましくは2
〜3vol%の微量である。この場合には、炭化水素系
燃料2の大部分を改質する場合に比べて改質に必要な水
蒸気8が少量で足りるようになり水蒸気8の供給に必要
なコストを低く抑えることができると共に、400℃あ
るいは500〜600℃の比較的低温下での熱分解また
は触媒を用いた反応によっても得られる。
The power plant 1 includes an oxygen supply device 9 for supplying steam 8 for reforming the hydrocarbon fuel 2 supplied from the fuel supply unit 4 to the gas turbine combustor 3, And a fuel reforming apparatus 10 that reforms a part of the hydrocarbon-based fuel 2 in which the hydrogen-containing fuel 2 is mixed to make the hydrogen content of the hydrocarbon-based fuel 2 supplied to the gas turbine combustor 3 1 to 10 vol%. are doing. In the fuel reformer 10, at least a part of the hydrocarbon-based fuel 2 mixed with the steam 8 is reformed into hydrogen and carbon monoxide by a reaction using a catalyst using the exhaust heat of the power plant 1. I am trying to do it. For this reason, the hydrocarbon-based fuel 2 supplied to the gas turbine combustor 3 contains a small amount of hydrogen of about 1 to 10 vol%, and the hydrocarbon-based fuel 2 supplied to the gas turbine combustor 3 is discharged as heat. Can be heated by
As compared with the case where the reforming is not performed, the combustion stability can be improved and the NOx emission can be reduced. Here, the hydrogen content is about 1 to 10 vol%, preferably 2 to 10 vol%.
It is a trace amount of 33 vol%. In this case, a small amount of steam 8 required for reforming is required as compared with the case where most of the hydrocarbon fuel 2 is reformed, and the cost required for supplying steam 8 can be reduced. , At 400 ° C. or at a relatively low temperature of 500 to 600 ° C., or by a reaction using a catalyst.

【0019】本発明者等の実験によれば、CH4 100%の燃
料を約1.0vol%改質し、CH4=97.06vol%、CO=0.98vol%、H
2=1.96vol%(実際には、実験においてはH2/CO体積比率を
2.33で一定としているため、CH4=98.37vol%、CO=0.
49vol%、H2=1.14vol%となる)にした場合に、ほとんど未
燃の炭化水素が排出されず、保炎性が格段に良くなると
いう知見を得た。したがって、2〜3vol%の水素が
含有されれば燃焼安定性は十分であるし、改質のための
コストも少なくて済む。
According to our experiments, 100% CH 4 fuel was reformed to about 1.0 vol%, CH 4 = 97.06 vol%, CO = 0.98 vol%, H
2 = 1.96 vol% (actually, in the experiment, the H 2 / CO volume ratio was fixed at 2.33, so that CH 4 = 98.37 vol%, CO = 0.
49Vol%, when the H 2 = a 1.14vol%), not discharged most unburnt hydrocarbons, to obtain a finding that flame stability is much better. Therefore, if hydrogen is contained in an amount of 2 to 3 vol%, the combustion stability is sufficient, and the cost for reforming can be reduced.

【0020】図7にCH4とCOとH2の混合ガスの燃焼実験
結果を示す。バーナ、実験条件によっても排ガス中の未
燃成分濃度はシフトするが、一般的には以下の様な傾向
があると言えると考えられる。条件は、 ・燃料組成:CH4、CO、H2の混合ガス。ただし、H2/CO体
積比率は2.33で一定。 ・燃焼温度=1500℃(一定) ・空気/燃料予熱温度=400℃/230℃一定 ・組成例: 成分 図面上の実験点、左端から→ CH4= 100.00% 98.37% 96.67% 93.34% H2= 0.00% 1.14% 2.33% 4.66% CO= 0.00% 0.49% 1.00% 2.00% この実験は、できるだけ燃料組成の相違が見られるよう
に実験条件を設定した。H2濃度が0%の時(CO濃度は0%、C
H4濃度は100%)は排ガス中の未燃炭化水素濃度が15ppmほ
どあったものが、H2濃度1.14%(CO濃度0.49%、CH4濃度9
8.37%)にすると、未燃炭化水素濃度は1.7ppmにまで低
下した。更に、H2濃度が2.33〜4.66%にまで達すると、
未燃炭化水素濃度は1.2〜0.8ppm(計測誤差を含む)とほ
ぼ飽和した。つまり、LNG(ここではCH4=100%で代用)
を、1%分解してCH4=99%、CO=1%、H2=2%(全体を100%と平
均すると、CH4=97.06%、CO=0.98%、H2=1.96%)にする
と、排ガス中の未燃炭化水素濃度を、分解しない場合の
15ppmから1.2ppmにまで低減できることが分かった。
FIG. 7 shows the results of a combustion test of a mixed gas of CH 4 , CO and H 2 . Although the concentration of unburned components in the exhaust gas shifts depending on the burner and the experimental conditions, it can be generally said that the following tendency can be said. Conditions are: Fuel composition: mixed gas of CH 4 , CO, and H 2 . However, the H 2 / CO volume ratio is constant at 2.33. -Combustion temperature = 1500 ° C (constant)-Air / fuel preheat temperature = 400 ° C / 230 ° C-Composition example: component Experimental point on drawing, from left end → CH 4 = 100.00% 98.37% 96.67% 93.34% H 2 = 0.00% 1.14% 2.33% 4.66% CO = 0.00% 0.49% 1.00% 2.00% In this experiment, the experimental conditions were set so that the difference in fuel composition could be seen as much as possible. When concentration of H 2 is 0% (CO concentration 0%, C
H 4 concentration 100%) of what is unburned hydrocarbon concentration in the exhaust gas was about 15ppm is, H 2 concentration 1.14% (CO concentration 0.49%, CH 4 concentration 9
8.37%), the unburned hydrocarbon concentration dropped to 1.7 ppm. Further, when the concentration of H 2 reaches the 2.33 to 4.66%,
The unburned hydrocarbon concentration was almost saturated with 1.2 to 0.8 ppm (including measurement error). In other words, LNG (here, CH 4 = 100% substitute)
The, CH 4 = 99% by decomposition 1%, CO = 1%, ( when the entire averaging and 100%, CH 4 = 97.06% , CO = 0.98%, H 2 = 1.96%) H 2 = 2% in Then, the concentration of unburned hydrocarbons in the exhaust gas
It was found that it could be reduced from 15 ppm to 1.2 ppm.

【0021】本実施形態では、燃料供給部4からガスタ
ービン燃焼器3に供給される炭化水素系燃料2の一部2
aを取り出す分流手段11を備えている。また、酸素分
供給装置9は分流手段11により取り出された一部の炭
化水素系燃料2aに水蒸気8を供給するものである。そ
して、分流手段11で分流された一部の炭化水素系燃料
2aが燃料改質装置10で改質ガス2cに改質されてか
ら、改質されなかった炭化水素系燃料2bに予混合され
てガスタービン燃焼器3に供給されるようにしている。
ここで、燃料改質装置10は、ガスタービン燃焼器3に
供給される炭化水素系燃料に占める水素含有率を1〜1
0vol%にするように改質ガス2cを生成する。即
ち、燃料改質装置10で改質された後の燃料2cと直接
ガスタービン燃焼器3へ送られる改質されていない炭化
水素系燃料2bとを合わせた全炭化水素系燃料に占める
水素含有率が1〜10vol%となる程度に燃料改質装
置10での改質が行われる。このため、燃料改質装置1
0で処理する炭化水素系燃料2aの流量を最小限にでき
るので、燃料改質装置10の大型化を抑制して改質に必
要なコストを低く抑えることができる。
In this embodiment, a part 2 of the hydrocarbon fuel 2 supplied from the fuel supply unit 4 to the gas turbine combustor 3
and a dividing means 11 for taking out a. The oxygen supply device 9 supplies the steam 8 to a part of the hydrocarbon fuel 2a taken out by the flow dividing means 11. Then, a part of the hydrocarbon fuel 2a divided by the dividing means 11 is reformed into the reformed gas 2c by the fuel reformer 10, and is premixed with the unreformed hydrocarbon fuel 2b. The gas is supplied to the gas turbine combustor 3.
Here, the fuel reformer 10 sets the hydrogen content in the hydrocarbon-based fuel supplied to the gas turbine combustor 3 to 1 to 1
The reformed gas 2c is generated so as to be 0 vol%. That is, the hydrogen content in the total hydrocarbon fuel including the fuel 2c reformed by the fuel reformer 10 and the unreformed hydrocarbon fuel 2b directly sent to the gas turbine combustor 3. Is reformed in the fuel reforming apparatus 10 to the extent that the pressure becomes 1 to 10 vol%. Therefore, the fuel reformer 1
Since the flow rate of the hydrocarbon fuel 2a to be treated at 0 can be minimized, the size of the fuel reformer 10 can be suppressed and the cost required for reforming can be suppressed.

【0022】燃料改質装置10は、水蒸気8を利用して
分流された炭化水素系燃料2aの一部あるいは全部を水
素および一酸化炭素に改質する触媒を備えている。この
燃料改質装置10では、1〜10vol%程度の微量の
水素含有率となるように改質すれば足りるので、触媒と
して400℃程度で反応する低温触媒と発電プラントか
らの排熱を利用することで改質を可能とする。また、炭
化水素は条件によっては、500〜600℃でも十分に
水素と一酸化炭素に熱分解することから、その場合、燃
料改質装置10に触媒を必要とせず、さらに低いコスト
で運用できる。一方、条件によっては、炭化水素は適当
な触媒で反応を制御することにより酸素成分が無くても
熱分解することから、その場合には、酸素成分または水
分を供給する設備を必要とせず、場合によっては、酸素
分供給装置を有し改質装置に触媒を必要としない場合に
比べて、低コストで運用できる。
The fuel reformer 10 includes a catalyst for reforming a part or all of the hydrocarbon fuel 2a diverted by using the steam 8 to hydrogen and carbon monoxide. In the fuel reforming apparatus 10, since it is sufficient to perform reforming so as to have a minute hydrogen content of about 1 to 10 vol%, a low-temperature catalyst that reacts at about 400 ° C. and exhaust heat from a power plant are used as a catalyst. This enables reforming. Further, depending on the conditions, hydrocarbons are sufficiently thermally decomposed into hydrogen and carbon monoxide even at 500 to 600 ° C., and in this case, the fuel reformer 10 does not require a catalyst and can be operated at lower cost. On the other hand, depending on the conditions, hydrocarbons are thermally decomposed even without an oxygen component by controlling the reaction with a suitable catalyst, and in that case, equipment for supplying an oxygen component or moisture is not required, and In some cases, it can be operated at a lower cost than when a reformer does not require a catalyst with an oxygen supply device.

【0023】ここで、燃料改質装置10はガスタービン
6の排気口に連結されており、ガスタービン6の排ガス
12の熱を改質作用の熱源に利用するようにしている。
Here, the fuel reforming apparatus 10 is connected to the exhaust port of the gas turbine 6, and uses the heat of the exhaust gas 12 of the gas turbine 6 as a heat source for the reforming action.

【0024】この発電プラント1では、ガスタービン燃
焼器3から排出される燃焼ガス中の炭化水素成分または
一酸化炭素成分等の未燃成分濃度を、ガスタービン6で
仕事をした後のガス12を連続的に監視して、この炭化
水素成分または一酸化炭素成分等の未燃成分濃度が所定
値以下に成るように炭化水素系燃料2の改質割合を制御
する監視制御手段13を有している。本実施形態では、
分流手段11とガスタービン燃焼器3との間および分流
手段11と燃料改質装置10との間に、それぞれ流量制
御弁14,15を設けている。そして、監視制御手段1
3は、各流量制御弁14,15を制御することにより炭
化水素系燃料2の改質割合を制御するようにしている。
よって、炭化水素成分または一酸化炭素成分等の未燃成
分濃度を所定値以下に抑えつつ、ガスタービン燃焼器3
での燃焼安定性を向上することができる。
In the power plant 1, the concentration of unburned components such as hydrocarbon components or carbon monoxide components in the combustion gas discharged from the gas turbine combustor 3 is determined by using the gas 12 after work in the gas turbine 6. A monitoring control means for continuously monitoring and controlling a reforming ratio of the hydrocarbon fuel so that the concentration of the unburned component such as the hydrocarbon component or the carbon monoxide component becomes equal to or lower than a predetermined value; I have. In this embodiment,
Flow control valves 14 and 15 are provided between the flow dividing means 11 and the gas turbine combustor 3 and between the flow dividing means 11 and the fuel reformer 10, respectively. And monitoring control means 1
Reference numeral 3 controls the reforming rate of the hydrocarbon-based fuel 2 by controlling the flow control valves 14 and 15.
Therefore, the gas turbine combustor 3 can maintain the unburned component concentration such as the hydrocarbon component or the carbon monoxide component at a predetermined value or less.
Combustion stability can be improved.

【0025】また、監視対象となるガスは、本実施形態
ではガスタービン6からの排ガス12としている。これ
により、炭化水素成分または一酸化炭素成分等の未燃成
分濃度を監視することができる。但し、監視対象となる
ガスはこれには限られず、ガスタービン燃焼器3からの
排出された直後燃焼ガス5を監視するようにしても良
い。この場合も炭化水素成分または一酸化炭素成分等の
未燃成分濃度を監視することができる。
The gas to be monitored is the exhaust gas 12 from the gas turbine 6 in this embodiment. Thus, the concentration of unburned components such as hydrocarbon components or carbon monoxide components can be monitored. However, the gas to be monitored is not limited to this, and the combustion gas 5 immediately after being discharged from the gas turbine combustor 3 may be monitored. Also in this case, the concentration of unburned components such as hydrocarbon components or carbon monoxide components can be monitored.

【0026】ガスタービン燃焼器3は、図2に示すよう
に燃焼室16を形成する内筒17と、内筒17を覆い該
内筒17の周囲に燃焼用空気の流路を形成する外筒18
と、外筒18を貫通し外筒18と内筒17との間の流路
・空間に燃料2b,2cを噴射する複数本の燃料噴射ノ
ズル22と、燃焼器頂部に構成された1次燃料ノズル1
9と、内筒17の周面に周方向に沿って開口された2次
燃料ノズル25と、燃料噴射ノズル22から噴射された
燃料2b,2cと燃焼用空気24とを混合して予混合ガ
ス37として各燃料ノズル19,25に供給する予混合
ダクト38とを備える予混合燃焼器として構成されてい
る。このため、燃料噴射ノズル22から噴射された燃料
2b,2cは、予混合ダクト38において燃焼用空気2
4と混合されて予混合ガス37にされてから2位置で燃
焼室16内へ噴射される。即ち、予混合ガス37の一部
は、1次燃料ノズル19の旋回器21を経て旋回しなが
ら燃焼室16に噴射して火炎27を形成する。また、予
混合ガス37の残りは2次燃料ノズル25から燃焼室1
6に噴射されて燃焼する。これにより、希薄予混合燃焼
を安定して維持し、かつ予混合ガスを2位置に分けて噴
射することにより局所的高温域の発生を防いでNOxの
発生を抑制できる。また、燃料噴射ノズル22を燃焼用
空気24に対して2次燃料ノズルよりも下流側に設置す
ることにより、1次燃料ノズル19の旋回器21を経て
旋回しながら燃焼室16に噴射する予混合ガス中の燃料
濃度を高くすることができ、より一層安定した火炎を形
成することもできる。
As shown in FIG. 2, the gas turbine combustor 3 includes an inner cylinder 17 forming a combustion chamber 16, and an outer cylinder covering the inner cylinder 17 and forming a combustion air flow path around the inner cylinder 17. 18
A plurality of fuel injection nozzles 22 penetrating the outer cylinder 18 to inject the fuel 2b, 2c into a flow path / space between the outer cylinder 18 and the inner cylinder 17, and a primary fuel formed at the top of the combustor Nozzle 1
9, a secondary fuel nozzle 25 opened along the circumferential direction on the peripheral surface of the inner cylinder 17, the fuel 2b, 2c injected from the fuel injection nozzle 22, and the combustion air 24 to mix the premixed gas. The premix combustor 37 includes a premix duct 38 for supplying the fuel nozzles 19 and 25 to the fuel nozzles 19 and 25. For this reason, the fuels 2 b and 2 c injected from the fuel injection nozzle 22 are supplied to the premixing duct 38 by the combustion air 2.
4 and is mixed into a premixed gas 37 and then injected into the combustion chamber 16 at two positions. That is, a part of the premixed gas 37 is injected into the combustion chamber 16 while swirling through the swirler 21 of the primary fuel nozzle 19 to form a flame 27. The remainder of the premixed gas 37 is supplied from the secondary fuel nozzle 25 to the combustion chamber 1.
6 and is burned. Thus, it is possible to stably maintain the lean premixed combustion and prevent the generation of a local high temperature region by injecting the premixed gas at two positions, thereby suppressing the generation of NOx. Further, by installing the fuel injection nozzle 22 on the downstream side of the secondary fuel nozzle with respect to the combustion air 24, the premixing in which the fuel is injected into the combustion chamber 16 while swirling through the swirler 21 of the primary fuel nozzle 19. The fuel concentration in the gas can be increased, and a more stable flame can be formed.

【0027】1次燃料ノズル19は、起動用燃料23ま
たは改質ガス2cが供給される起動用燃料ノズル20を
備えており、起動後は改質ガス2cにより保炎すること
もできる。また、内筒17には尾筒26が取り付けられ
て燃焼ガス5をガスタービン6に案内している。
The primary fuel nozzle 19 is provided with a starting fuel nozzle 20 to which the starting fuel 23 or the reformed gas 2c is supplied. After the start, the flame can be held by the reformed gas 2c. A transition piece 26 is attached to the inner cylinder 17 to guide the combustion gas 5 to the gas turbine 6.

【0028】さらに、この発電プラント1は、ガスター
ビン燃焼器3に燃焼用空気24として圧縮空気を送り込
む圧縮機28と、燃料改質装置10からの排ガス29の
排熱を利用して蒸気30を発生させる排熱回収ボイラ3
1と、排熱回収ボイラ31で発生された蒸気30を利用
して発電を行う蒸気タービンプラント32とを備えてい
る。この蒸気タービンプラント32は、排熱回収ボイラ
31からの蒸気30で駆動される蒸気タービン33と、
この蒸気タービン33で得られた動力により発電を行う
発電機34と、復水器35とを備えている。さらに、排
熱回収ボイラ31で熱交換された後の排ガス29は煙突
36から大気に放出される。なお、これら排熱回収ボイ
ラ31と蒸気タービンプラント32、および上述したガ
スタービン燃焼器3、燃料供給部4、ガスタービン6、
発電機7、圧縮機28は、いずれもそれ自体が本発明の
特徴となるものではないので既存のものあるいは新規の
ものを使用することができる。
The power plant 1 further includes a compressor 28 for sending compressed air as combustion air 24 to the gas turbine combustor 3 and a steam 30 using exhaust heat of the exhaust gas 29 from the fuel reformer 10. Waste heat recovery boiler 3 to be generated
1 and a steam turbine plant 32 that generates electric power using steam 30 generated by the exhaust heat recovery boiler 31. The steam turbine plant 32 includes a steam turbine 33 driven by steam 30 from an exhaust heat recovery boiler 31,
The steam turbine 33 includes a generator 34 for generating electric power using the power obtained by the steam turbine 33 and a condenser 35. Further, the exhaust gas 29 after the heat exchange in the exhaust heat recovery boiler 31 is discharged from the chimney 36 to the atmosphere. The exhaust heat recovery boiler 31, the steam turbine plant 32, the gas turbine combustor 3, the fuel supply unit 4, the gas turbine 6,
Since neither the generator 7 nor the compressor 28 itself is a feature of the present invention, an existing one or a new one can be used.

【0029】以上のように構成された発電プラント1の
運転方法を以下に説明する。
An operation method of the power plant 1 configured as described above will be described below.

【0030】発電プラント1の始動時には、起動用燃料
ノズル20から起動用燃料23を噴射すると共に外部動
力により駆動された圧縮機28からの燃焼用空気24を
1次燃料ノズル19の旋回器21から吹き出す。そし
て、図3に示すように起動用燃料ノズル20から噴射さ
れる起動用燃料を用いた燃焼によりガスタービン6が無
負荷定格回転数に達した後、発電機7を併入して徐々に
負荷を取り始めて発電量を上げ、ガスタービン負荷が2
5%程度に達すると、ガスタービン負荷を一定としたま
ま燃料の切り替えを行う。即ち、流量制御弁14,15
を開放して一部分の燃料2aに水蒸気8を加えて燃料改
質装置10に供給し、部分改質された燃料と燃焼用空気
との予混合ガスに徐々に切り替える。また、起動用燃料
23による運転においても、条件によっては炭化水素系
燃料2または起動用燃料23を部分的に改質し、燃料中
に水素を含有させることが可能であり、その際、起動用
燃料による運転を安定に実施することができる。
When the power plant 1 is started, the starting fuel 23 is injected from the starting fuel nozzle 20 and the combustion air 24 from the compressor 28 driven by external power is supplied from the swirler 21 of the primary fuel nozzle 19. Blow out. Then, as shown in FIG. 3, after the gas turbine 6 reaches the no-load rated rotation speed by the combustion using the starting fuel injected from the starting fuel nozzle 20, the generator 7 is inserted and the load is gradually increased. To increase power generation and reduce gas turbine load by 2
When it reaches about 5%, the fuel is switched while keeping the gas turbine load constant. That is, the flow control valves 14 and 15
Is released, steam 8 is added to a part of the fuel 2a and supplied to the fuel reforming apparatus 10 to gradually switch to a premixed gas of the partially reformed fuel and combustion air. Also, in the operation using the start-up fuel 23, the hydrocarbon-based fuel 2 or the start-up fuel 23 can be partially reformed to contain hydrogen in the fuel depending on the conditions. Operation with fuel can be stably performed.

【0031】燃料改質装置10では、ガスタービン6か
らの排ガス12の排熱により触媒が加熱されている。こ
のため、燃料2aの炭化水素が、混合された水蒸気8と
触媒作用により反応して水素および一酸化炭素に改質さ
れる。改質された燃料2cの一部は改質しない燃料2b
に混合してガスタービン燃焼器3の燃料噴射ノズル22
に供給され、また改質後の燃料2cの残りは起動用燃料
ノズル20に供給される。そして、起動用燃料23を絞
りながら燃料2b,2cと燃焼用空気24の予混合ガス
37に徐々に切り換えるようにする。
In the fuel reformer 10, the catalyst is heated by exhaust heat of the exhaust gas 12 from the gas turbine 6. Therefore, the hydrocarbon of the fuel 2a reacts with the mixed steam 8 by a catalytic action to be reformed into hydrogen and carbon monoxide. A part of the reformed fuel 2c is a non-reformed fuel 2b
And the fuel injection nozzle 22 of the gas turbine combustor 3
The remaining fuel 2 c after reforming is supplied to the starting fuel nozzle 20. Then, while the start-up fuel 23 is being throttled, the pre-mixed gas 37 of the fuels 2b and 2c and the combustion air 24 is gradually switched.

【0032】ここで、予混合ガス37による燃焼に切り
換えても暫くは低負荷運転であるので、火炎27の温度
が低下するため、監視制御手段13により排ガス12中
の炭化水素成分または一酸化炭素成分等の未燃成分濃度
を監視しながら、燃料2の改質割合を高く保つように制
御する。即ち、予混合ガス37に含まれる水素を多くす
ることで燃焼安定性を高める。そして、ガスタービン6
の負荷が上昇するにつれて火炎温度が上昇するので、監
視制御手段13により燃料2の改質割合を徐々に低下さ
せ水素含有率を下げるように制御する。
Here, even if the combustion mode is switched to the combustion with the premixed gas 37, the operation of low load is performed for a while, so that the temperature of the flame 27 decreases. While monitoring the concentration of unburned components such as components, control is performed so as to keep the reforming ratio of the fuel 2 high. That is, the combustion stability is enhanced by increasing the amount of hydrogen contained in the premixed gas 37. And the gas turbine 6
Since the flame temperature increases as the load increases, the monitoring control means 13 controls so that the reforming rate of the fuel 2 is gradually reduced to lower the hydrogen content.

【0033】このように運用することにより、炭化水素
系燃料2に比較して可燃範囲の広い水素の燃料2d(改
質燃料2cと未改質燃料2bとが予混合された燃料),
2c中の濃度を排ガス12中の炭化水素成分または一酸
化炭素成分等の未燃成分濃度、すなわち火炎27の温度
に応じて適切に制御することができると共に予混合ガス
37の温度を上昇できるので、燃焼安定性の向上と未燃
分の排出の抑制を図ることができるとともにNOxの発
生量を低く抑えることが可能である。
By operating in this manner, hydrogen fuel 2d (fuel in which reformed fuel 2c and unreformed fuel 2b are premixed) having a wider flammable range than hydrocarbon fuel 2 can be used.
Since the concentration in 2c can be appropriately controlled according to the concentration of unburned components such as hydrocarbon components or carbon monoxide components in the exhaust gas 12, that is, the temperature of the flame 27, and the temperature of the premixed gas 37 can be increased. In addition, it is possible to improve the combustion stability and suppress the emission of unburned components, and it is possible to reduce the amount of generated NOx.

【0034】そして、燃料の切り替えが完了すると、ガ
スタービン6の負荷を徐々に上昇させて行き、発電量を
上げて行く。
When the switching of the fuel is completed, the load on the gas turbine 6 is gradually increased to increase the power generation.

【0035】一方、排熱回収ボイラ31は、ガスタービ
ン6と燃料改質装置10とで仕事をした後の排ガス29
の排熱を蒸気タービンプラント32の水と熱交換して蒸
気30を発生させる。排熱回収ボイラ31で得られた蒸
気30は蒸気タービン33に供給されこれを回転させ
る。蒸気タービン33が無負荷定格回転数に達した後、
発電機34を併入して徐々に負荷を取り始めて発電量を
上げて行く。蒸気タービン33で仕事をした後の蒸気3
0は復水器35で復水されて、再び排熱回収ボイラ31
に供給される。
On the other hand, the exhaust heat recovery boiler 31 is provided with an exhaust gas 29 that has been working with the gas turbine 6 and the fuel reformer 10.
Is exchanged with the water of the steam turbine plant 32 to generate steam 30. The steam 30 obtained by the exhaust heat recovery boiler 31 is supplied to a steam turbine 33 to rotate it. After the steam turbine 33 reaches the no-load rated speed,
The generator 34 is inserted and the load is gradually started to increase the power generation. Steam 3 after work in steam turbine 33
0 is condensed by the condenser 35 and is returned to the waste heat recovery boiler 31 again.
Supplied to

【0036】なお、上述の実施形態は本発明の好適な実
施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発
明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能で
ある。例えば、本実施形態では燃焼ガス5、あるいはガ
スタービン6からの排ガス12を監視して改質割合を制
御する監視制御手段13を設けているが、場合によって
は監視制御手段13は無くても良い。例えば炭化水素系
燃料2の改質割合を厳密に制御する必要のない簡易な発
電プラント1であれば、監視制御手段13を設けずに設
備の簡略化を図ることができる。
The above embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the present embodiment, the monitoring control unit 13 that monitors the combustion gas 5 or the exhaust gas 12 from the gas turbine 6 and controls the reforming ratio is provided, but the monitoring control unit 13 may not be provided in some cases. . For example, in the case of a simple power plant 1 that does not need to strictly control the reforming rate of the hydrocarbon fuel 2, the facility can be simplified without providing the monitoring control means 13.

【0037】また、上述した実施形態では、炭化水素系
燃料の一部を分流させそれをほぼ全量改質してから改質
していない残りの炭化水素系燃料と混合して1〜10v
ol%の水素含有率の燃料として供給するようにしてい
るが、これには特に限られず全ての燃料2を燃料改質装
置10に供給して部分改質することにより1〜10vo
l%の水素含有率の燃料を得るようにしても良い。この
場合、燃料改質装置10において燃料2の全量に対して
部分改質するように水蒸気8の量や改質温度等が調整さ
れる。この場合、全量改質よりも改質条件が緩やかとな
るためプリ改質器のような400℃程度の反応温度で分
解でき、改質工程が安定操業できると共に燃料供給経路
などの設備をより簡易にすることができる。
Further, in the above-described embodiment, a part of the hydrocarbon-based fuel is diverted, almost all of it is reformed, and then mixed with the remaining unreformed hydrocarbon-based fuel to obtain 1 to 10 V
The fuel is supplied as a fuel having a hydrogen content of 1% to 10% by supplying all the fuel 2 to the fuel reformer 10 and partially reforming it.
A fuel having a hydrogen content of 1% may be obtained. In this case, the amount of the steam 8 and the reforming temperature are adjusted so that the fuel reformer 10 partially reforms the entire amount of the fuel 2. In this case, since the reforming conditions are milder than the full reforming, it can be decomposed at a reaction temperature of about 400 ° C. as in a pre-reformer, so that the reforming process can be stably operated and equipment such as a fuel supply path can be simplified. Can be

【0038】さらに、上述した実施形態では燃料改質装
置10での触媒作用に必要な熱をガスタービン6の排ガ
ス12から得るようにしているが、これには特に限られ
ず図4および図5に示すようにガスタービン燃焼器3か
ら得るようにしても良い。この場合における燃料改質装
置10は、例えば図5に示すようにガスタービン燃焼器
3の予混合ダクト38の中や尾筒26の周りに設置した
り、そこから熱を取り出すように構成しても良い。例え
ば、予混合ダクト38に燃料改質装置10を据え付ける
ときには、燃料噴射ノズル22には予め水蒸気8と混合
した燃料2を供給する。これにより、予混合ダクト38
の熱を利用して燃料改質装置10において燃料2が改質
され、水素を含有した改質ガスとされて燃焼室16に噴
射される。
Further, in the above-described embodiment, the heat required for the catalytic action in the fuel reformer 10 is obtained from the exhaust gas 12 of the gas turbine 6. However, the present invention is not particularly limited thereto. As shown, it may be obtained from the gas turbine combustor 3. The fuel reforming apparatus 10 in this case is configured to be installed in the premixing duct 38 of the gas turbine combustor 3 or around the transition piece 26 as shown in FIG. 5, or to extract heat therefrom. Is also good. For example, when the fuel reformer 10 is installed in the premixing duct 38, the fuel 2 previously mixed with the steam 8 is supplied to the fuel injection nozzle 22. Thereby, the premix duct 38
The fuel 2 is reformed in the fuel reformer 10 using the heat of the fuel, and is converted into a reformed gas containing hydrogen and injected into the combustion chamber 16.

【0039】また、尾筒26の周囲に燃料改質装置10
を据え付けるときには、この燃料改質装置10に予め水
蒸気8と混合した燃料2を供給し、燃料改質装置10で
燃料2が尾筒26の熱により改質されて改質ガス2cを
得ることができる。この改質ガス2cをガスタービン燃
焼器3に供給して燃焼させる。この場合、尾筒26の周
囲に燃料改質装置10を据え付けることにより、尾筒2
6の冷却性能を向上することができる。
Around the transition piece 26, the fuel reformer 10
When the fuel reformer 10 is installed, the fuel 2 previously mixed with the steam 8 is supplied to the fuel reformer 10, and the fuel 2 is reformed by the heat of the transition piece 26 in the fuel reformer 10 to obtain the reformed gas 2c. it can. The reformed gas 2c is supplied to the gas turbine combustor 3 and burned. In this case, by installing the fuel reformer 10 around the transition piece 26, the transition piece 2
6 can be improved in cooling performance.

【0040】更に、ガスタービン燃焼器3内や予混合ダ
クト38、尾筒26、タービン翼内などに燃料改質用触
媒そのものを直接内蔵してガスタービン燃焼器3等の一
部を改質装置として構成するようにしても良いし、これ
らから得られる排熱を外に取り出して燃料改質装置10
に与えるようにしても良い。
Further, the fuel reforming catalyst itself is directly incorporated in the gas turbine combustor 3, the premix duct 38, the transition piece 26, the turbine blades, etc., and a part of the gas turbine combustor 3 and the like is reformed. Alternatively, the exhaust heat obtained therefrom may be taken out and taken out of the fuel reformer 10.
May be given.

【0041】また、炭化水素は条件によっては500〜
600℃でも十分に水素と一酸化炭素に熱分解すること
から、その場合、燃料改質装置10に触媒を必要とせ
ず、さらに低いコストで運用できる。この場合において
も、温度条件、ガス条件(LNG、酸素分等)、反応時
間を一定に保つ必要があるため、改質装置という器ある
いは領域が存在することが好ましい。
In addition, the amount of the hydrocarbon is 500 to 500, depending on the conditions.
Even at 600 ° C., the fuel is sufficiently thermally decomposed into hydrogen and carbon monoxide. In this case, the fuel reformer 10 does not require a catalyst and can be operated at a lower cost. Also in this case, since it is necessary to keep the temperature conditions, gas conditions (LNG, oxygen content, etc.) and the reaction time constant, it is preferable that a vessel or region called a reformer exists.

【0042】なお、図4に示す発電プラント1において
ガスタービン燃焼器3以外の装置、例えばガスタービン
6や発電機7、蒸気タービンプラント32等については
上述した図1に示す実施形態と同様であるので説明を省
略する。また、図4に示す発電プラント1では監視制御
手段13や流量制御弁14,15を図示していないが、
これらを設けることが好ましい。そして、監視制御手段
13はガスタービン6からの排ガス12を監視するよう
に設置すると共に、流量制御弁14,15は燃料ガス2
のガスタービン燃焼器3および燃料改質装置10への供
給量を制御するように設置する。これにより、燃焼させ
る炭化水素系燃料2の改質割合を最適に制御することが
できるようになる。
In the power plant 1 shown in FIG. 4, devices other than the gas turbine combustor 3, for example, the gas turbine 6, the generator 7, the steam turbine plant 32 and the like are the same as those in the embodiment shown in FIG. Therefore, the description is omitted. In the power plant 1 shown in FIG. 4, the monitoring control means 13 and the flow control valves 14 and 15 are not shown.
It is preferable to provide these. The monitoring control means 13 is installed so as to monitor the exhaust gas 12 from the gas turbine 6, and the flow control valves 14 and 15 are connected to the fuel gas 2.
Is installed so as to control the supply amount to the gas turbine combustor 3 and the fuel reformer 10. This makes it possible to optimally control the reforming rate of the hydrocarbon fuel 2 to be burned.

【0043】また、上述した各実施形態では燃料改質装
置10での触媒作用に必要な熱をガスタービン6からの
排ガス12あるいはガスタービン燃焼器3から得るよう
にしているが、これには限られず図6に示すように燃料
改質装置10をタービン翼内部に設けてガスタービン6
のタービン翼から熱を得るようにしても良い。この場
合、燃料改質装置10に予め水蒸気8と混合した燃料2
aを供給することによりタービン翼の熱を利用して改質
ガス2cを得ることができる。この改質ガス2cはガス
タービン燃焼器3に供給される。これによれば、タービ
ン翼の冷却に圧縮機28の空気を使用する必要がなくな
るので、プラント熱効率の向上を図ることができる。
In each of the above embodiments, the heat required for the catalysis in the fuel reformer 10 is obtained from the exhaust gas 12 from the gas turbine 6 or from the gas turbine combustor 3. However, the present invention is not limited to this. As shown in FIG. 6, the fuel reformer 10 is provided inside the turbine
Heat may be obtained from the turbine blade. In this case, the fuel 2 previously mixed with the steam 8 is supplied to the fuel reformer 10.
By supplying a, the reformed gas 2c can be obtained by utilizing the heat of the turbine blade. This reformed gas 2c is supplied to the gas turbine combustor 3. According to this, since it is not necessary to use the air of the compressor 28 for cooling the turbine blades, the thermal efficiency of the plant can be improved.

【0044】なお、図6に示す発電プラント1において
ガスタービン6以外の装置、例えばガスタービン燃焼器
3や発電機7、蒸気発電プラント1等については上述し
た図1に示す実施形態と同様であるので説明を省略す
る。また、図6に示す発電プラント1では監視制御手段
13や流量制御弁14,15を図示していないが、図4
に示す実施形態の場合と同様にこれらを設けて炭化水素
系燃料2の改質割合を最適に制御することが好ましい。
In the power plant 1 shown in FIG. 6, devices other than the gas turbine 6, for example, the gas turbine combustor 3, the generator 7, the steam power plant 1, and the like are the same as those in the embodiment shown in FIG. Therefore, the description is omitted. Although the monitoring control means 13 and the flow control valves 14 and 15 are not shown in the power plant 1 shown in FIG.
It is preferable to provide them in the same manner as in the embodiment shown in FIG. 1 to optimally control the reforming ratio of the hydrocarbon-based fuel 2.

【0045】さらに、上述した各実施形態では炭化水素
系燃料2を改質するために水蒸気8を与えるようにして
いるが、これには限られず酸素を供給して無触媒下で改
質するようにしても良い。このとき、条件によるが改質
が行われる温度は例えばメタンについては約500℃程
度から分解が開始され1000℃でほとんど(95%)
が水素と一酸化炭素に分解されることから、改質程度に
応じて温度制御を行うことにより、燃料の水素含有量を
1〜10vol%に改質することができる。
Further, in each of the above-described embodiments, steam 8 is provided for reforming the hydrocarbon fuel 2. However, the present invention is not limited to this. You may do it. At this time, depending on the conditions, the reforming temperature is, for example, about 500 ° C. for methane, the decomposition is started, and almost 1000% (95%)
Is decomposed into hydrogen and carbon monoxide. By controlling the temperature in accordance with the degree of reforming, the hydrogen content of the fuel can be reformed to 1 to 10 vol%.

【0046】また、本実施形態では希薄予混合燃焼につ
いて主に説明したが、拡散燃焼について適用することも
可能である。この場合においても、改質による微量の水
素の存在で保炎がし易くなるので、NOx低減のための
工夫例えば部分燃焼法の適用や空気比を高めることが可
能となる。
In this embodiment, the lean premixed combustion is mainly described, but the present invention can also be applied to diffusion combustion. Also in this case, the flame holding becomes easy due to the presence of a small amount of hydrogen due to the reforming, so that it is possible to devise measures for reducing NOx, for example, to apply the partial combustion method and to increase the air ratio.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1記載の発電プラント及び請求項8記載の発電プラント
及びその運転方法によれば、燃料改質により可燃範囲が
広い水素が炭化水素系燃料に1〜10vol%程度含め
られるので、炭化水素系燃料の燃焼安定性が増し、保炎
し易くなる。このため、NOx低減のための工夫がし易
くなる。例えば請求項5記載の発明のような希薄予混合
燃焼の場合には、可燃範囲の広い水素の存在で燃焼安定
性が向上するため、予混合による燃料と空気の混合が燃
料の濃い部分を作らずに均一化でき、より一層完全希薄
燃焼に近づけることができ、均一燃焼による局所高温領
域の減少の実現に因るNOx低減効果が得られる。ま
た、拡散燃焼の場合にも、保炎がし易いため、NOx低
減のための空気配分の工夫例えば濃淡燃焼などの自由度
が増し、より一層低NOx化が可能となる。加えて、改
質の際に炭化水素系燃料を発電プラントからの熱で加熱
できるので、予混合ガスあるいは混合ガスの温度を高め
て更に燃焼安定性を向上できると共に同じ燃焼温度を得
ようとする場合には燃料を減らし空気比を上げることが
できるので、一層の燃料希薄状態を実現でき、NOx排
出量を低減することができるようになる。
As is clear from the above description, according to the power plant according to the first aspect, the power plant according to the eighth aspect, and the method of operating the same, hydrogen having a wide flammable range due to fuel reforming is converted to hydrocarbon-based hydrogen. Since about 1 to 10 vol% is contained in the fuel, the combustion stability of the hydrocarbon-based fuel is increased, and the flame is easily held. For this reason, it is easy to devise measures for reducing NOx. For example, in the case of the lean premixed combustion as in the invention of claim 5, since the combustion stability is improved by the presence of hydrogen having a wide flammable range, the mixture of the fuel and the air by the premixing creates a fuel rich portion. And the temperature can be made even closer to complete lean combustion, and the effect of reducing NOx due to the reduction of the local high-temperature region by uniform combustion can be obtained. Also, in the case of diffusion combustion, since flame holding is easy, the degree of freedom of air distribution schemes for reducing NOx, for example, concentration combustion, is increased, and NOx can be further reduced. In addition, since the hydrocarbon fuel can be heated by heat from the power plant during reforming, the temperature of the premixed gas or the mixed gas can be increased to further improve the combustion stability and to obtain the same combustion temperature. In this case, the fuel can be reduced and the air ratio can be increased, so that a further fuel-lean state can be realized, and the NOx emission can be reduced.

【0048】また、水素含有率は1〜10vol%程度
であるので、炭化水素系燃料の大部分を改質する場合に
比べて改質に必要な酸素成分または水分を少量に抑える
ことができるようになり設備の小型化を可能にすること
ができる。
Further, since the hydrogen content is about 1 to 10 vol%, the amount of oxygen component or water required for reforming can be reduced to a small amount as compared with the case where most of the hydrocarbon fuel is reformed. And the size of the equipment can be reduced.

【0049】また、請求項2記載の発電プラントによれ
ば、炭化水素系燃料の全部を部分改質して1〜10vo
l%程度の水素含有率とすることから、極めて僅かな改
質率であるため低温触媒を利用して発電プラントから得
られる低い熱例えば400℃程度に下がったガスタービ
ンからの排熱等を利用して改質を行うことができ、改質
のための熱源などを特段設ける必要がない。このため、
改質コストが安価となる。依って、発電コストを低減す
ることができる。
[0049] According to the power plant of the second aspect, the hydrocarbon-based fuel is partially reformed to obtain 1 to 10 vol.
Since the hydrogen content is about 1%, the reforming rate is extremely low, so that low heat obtained from a power plant using a low-temperature catalyst is used, for example, exhaust heat from a gas turbine reduced to about 400 ° C. Thus, there is no need to particularly provide a heat source for the reforming. For this reason,
The reforming cost is reduced. Therefore, the power generation cost can be reduced.

【0050】また、請求項3記載の発電プラントによれ
ば、燃料改質装置で処理すべき炭化水素系燃料の流量を
最小限にできるので、燃料改質装置の大型化を抑制して
改質に必要なコストを低く抑えることができる。
According to the power plant of the third aspect, the flow rate of the hydrocarbon fuel to be processed by the fuel reformer can be minimized. Required cost can be kept low.

【0051】また、請求項4記載の発明によれば、一部
の炭化水素系燃料を改質によりほとんど一酸化炭素と水
素からなる燃料を火種として改質されていない残りの炭
化水素系燃料を燃焼させるため、安定燃焼が可能とな
る。
According to the fourth aspect of the present invention, a part of the hydrocarbon-based fuel is reformed, and the remaining hydrocarbon-based fuel which has not been reformed is used as a fuel substantially consisting of carbon monoxide and hydrogen. Because of the combustion, stable combustion becomes possible.

【0052】また、請求項5記載の発明によれば、可燃
範囲の広い水素を含む希薄予混合気が生成されるため、
燃料の濃い部分を有する予混合気を作らずとも燃焼安定
性が向上することから、燃料と空気の混合をより均一化
してより一層完全希薄燃焼に近づけることができる。し
たがって、NOxの発生を低減させることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, a lean premixture containing hydrogen having a wide flammable range is generated.
Since the combustion stability is improved without producing a premixed gas having a rich portion of fuel, the mixture of fuel and air can be made more uniform and closer to complete lean combustion. Therefore, generation of NOx can be reduced.

【0053】更に、請求項6記載の発明によれば、発電
プラントから得られる熱を有効利用して改質を行うこと
ができ、改質コストを削減することができる。特に、ガ
スタービンの尾筒やタービン翼から熱を得る場合には、
それらの冷却性能を向上することができ、更にタービン
翼から熱を得る場合にはタービン翼の冷却に圧縮機の空
気を使用する必要がなくなるので、プラント熱効率を向
上することができる。
Further, according to the invention of claim 6, reforming can be performed by effectively utilizing heat obtained from the power plant, and the reforming cost can be reduced. In particular, when obtaining heat from the transition piece or turbine blade of a gas turbine,
These cooling performances can be improved, and when heat is to be obtained from the turbine blades, it is not necessary to use compressor air for cooling the turbine blades, so that the plant thermal efficiency can be improved.

【0054】また、請求項7記載の発電プラント及び請
求項9記載の発電プラント運転方法によれば、炭化水素
成分または一酸化炭素成分等の未燃成分濃度を所定値以
下に抑えることができるので、燃焼安定性を更に良くす
ることができる。
Further, according to the power plant according to the seventh aspect and the power plant operating method according to the ninth aspect, the concentration of unburned components such as hydrocarbon components or carbon monoxide components can be suppressed to a predetermined value or less. Thus, the combustion stability can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の発電プラントを示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a power plant according to the present invention.

【図2】ガスタービン燃焼器を示す縦断面側面図であ
る。
FIG. 2 is a longitudinal sectional side view showing a gas turbine combustor.

【図3】発電プラントを始動するときの燃料の改質量の
変化を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a change in a fuel reforming amount when the power plant is started.

【図4】発電プラントの他の実施形態を示す概略図であ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram showing another embodiment of the power plant.

【図5】ガスタービン燃焼器の他の実施形態を示す縦断
面側面図である。
FIG. 5 is a longitudinal sectional side view showing another embodiment of the gas turbine combustor.

【図6】発電プラントの別の実施形態を示す概略図であ
る。
FIG. 6 is a schematic diagram showing another embodiment of the power plant.

【図7】排ガス中の未燃炭化水素濃度に及ぼす燃料中の
水素濃度の影響を実験した結果を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the results of an experiment on the effect of hydrogen concentration in fuel on unburned hydrocarbon concentration in exhaust gas.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発電プラント 2 炭化水素系燃料 2a 燃料改質装置に供給される炭化水素系燃料 2b 改質されずに直接ガスタービン燃焼器に供給され
る炭化水素系燃料 2c 改質された炭化水素系燃料 2d 未改質燃料と改質燃料とを予混合した燃料 3 ガスタービン燃焼器 4 燃料供給部 5 燃焼ガス 6 ガスタービン 7 発電機 8 水蒸気 9 水蒸気供給装置 10 燃料改質装置 12 ガスタービンの排ガス 13 監視制御手段 26 尾筒
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power generation plant 2 Hydrocarbon fuel 2a Hydrocarbon fuel supplied to a fuel reformer 2b Hydrocarbon fuel supplied directly to a gas turbine combustor without being reformed 2c Reformed hydrocarbon fuel 2d Fuel premixed with unreformed fuel and reformed fuel 3 Gas turbine combustor 4 Fuel supply unit 5 Combustion gas 6 Gas turbine 7 Generator 8 Steam 9 Steam supply device 10 Fuel reformer 12 Gas turbine exhaust gas 13 Monitoring Control means 26 transition piece

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F02C 7/22 F02C 7/22 A 9/00 9/00 B 9/40 9/40 A F23R 3/30 F23R 3/30 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) F02C 7/22 F02C 7/22 A 9/00 9/00 B 9/40 9/40 A F23R 3/30 F23R 3/30

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭化水素系燃料を燃焼させるガスタービ
ン燃焼器と、前記ガスタービン燃焼器の燃焼ガスにより
駆動されるガスタービンと、該ガスタービンに結合され
て駆動され電力を出力する発電機とを含む発電プラント
において、前記炭化水素系燃料の少なくとも一部を当該
発電プラントから得られる熱を利用した熱分解反応また
は触媒を用いた反応により水素および一酸化炭素に改質
して前記ガスタービン燃焼器に供給される炭化水素系燃
料の水素含有率を1〜10vol%とする燃料改質装置
を備えることを特徴とする発電プラント。
1. A gas turbine combustor for burning a hydrocarbon fuel, a gas turbine driven by combustion gas of the gas turbine combustor, and a generator coupled to the gas turbine and driven to output electric power. Wherein at least a portion of the hydrocarbon-based fuel is reformed into hydrogen and carbon monoxide by a thermal decomposition reaction using heat obtained from the power plant or a reaction using a catalyst, and the gas turbine combustion is performed. A power plant comprising: a fuel reforming apparatus for setting a hydrogen content of a hydrocarbon-based fuel supplied to a reactor to 1 to 10 vol%.
【請求項2】 前記炭化水素系燃料の全部を部分改質し
て炭化水素系燃料の水素含有率を1〜10vol%にす
ることを特徴とする請求項1記載の発電プラント。
2. The power plant according to claim 1, wherein the hydrocarbon fuel is partially reformed to reduce the hydrogen content of the hydrocarbon fuel to 1 to 10 vol%.
【請求項3】 前記炭化水素系燃料の一部を全量改質
し、これを改質していない炭化水素系燃料と混合して炭
化水素系燃料の水素含有率を1〜10vol%にしてか
ら前記ガスタービン燃焼器に供給することを特徴とする
請求項1記載の発電プラント。
3. A method of completely reforming a part of the hydrocarbon-based fuel and mixing it with an unreformed hydrocarbon-based fuel to reduce the hydrogen content of the hydrocarbon-based fuel to 1 to 10% by volume. The power plant according to claim 1, wherein the power is supplied to the gas turbine combustor.
【請求項4】 一部の前記炭化水素系燃料を改質し、こ
れを改質していない炭化水素系燃料とは別系統で燃料ノ
ズルから前記ガスタービン燃焼器に供給することを特徴
とする請求項1記載の発電プラント。
4. The fuel reformer according to claim 1, wherein a part of the hydrocarbon-based fuel is reformed, and the reformed hydrocarbon-based fuel is supplied from a fuel nozzle to the gas turbine combustor in a different system from the unreformed hydrocarbon-based fuel. The power plant according to claim 1.
【請求項5】 前記ガスタービン燃焼器は炭化水素系燃
料と燃焼用空気とを予混合してから燃焼室内へ供給する
ものであることを特徴とする請求項1から4のいずれか
に記載の発電プラント。
5. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the gas turbine combustor premixes a hydrocarbon-based fuel and combustion air and supplies the mixture to a combustion chamber. Power plant.
【請求項6】 前記改質のための熱は前記ガスタービン
の排ガス、前記ガスタービン燃焼器、前記ガスタービン
燃焼器の尾筒もしくは前記ガスタービンのタービン翼の
いずれか1つあるいは2つ以上から得られるものである
ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の発
電プラント。
6. The heat for the reforming is obtained from one or more of the exhaust gas of the gas turbine, the gas turbine combustor, the transition piece of the gas turbine combustor, or the turbine blade of the gas turbine. The power plant according to any one of claims 1 to 5, which is obtained.
【請求項7】 前記ガスタービン燃焼器から排出された
ガス中の炭化水素成分または一酸化炭素成分等の未燃成
分濃度を監視して、この炭化水素成分または一酸化炭素
成分等の未燃成分濃度が所定値以下に成るように前記炭
化水素系燃料の改質割合を制御する監視制御手段を有す
ることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の
発電プラント。
7. The concentration of an unburned component such as a hydrocarbon component or a carbon monoxide component in the gas discharged from the gas turbine combustor is monitored, and the unburned component such as the hydrocarbon component or the carbon monoxide component is monitored. The power plant according to any one of claims 1 to 6, further comprising a monitoring control unit that controls a reforming rate of the hydrocarbon-based fuel so that the concentration becomes equal to or lower than a predetermined value.
【請求項8】 ガスタービン燃焼器で炭化水素系燃料を
燃焼させることによって得られる燃焼ガスによりガスタ
ービンを駆動して、該ガスタービンに結合された発電機
を回転させて電力を出力する発電プラント運転方法にお
いて、前記炭化水素系燃料の少なくとも一部を前記発電
プラントから得られる熱を利用し水素および一酸化炭素
に改質して前記炭化水素系燃料の水素含有率を1〜10
vol%にして前記ガスタービンで燃焼させることを特
徴とする発電プラント運転方法。
8. A power plant for driving a gas turbine with combustion gas obtained by burning a hydrocarbon-based fuel in a gas turbine combustor to rotate a generator coupled to the gas turbine to output electric power In the operating method, at least a part of the hydrocarbon-based fuel is reformed into hydrogen and carbon monoxide using heat obtained from the power generation plant to reduce the hydrogen content of the hydrocarbon-based fuel to 1 to 10%.
A method for operating a power plant, wherein the gas turbine is burned in the gas turbine at a vol%.
【請求項9】 前記ガスタービン燃焼器から排出される
ガス中の炭化水素成分または一酸化炭素成分等の未燃成
分濃度を監視して、この炭化水素成分または一酸化炭素
成分等の未燃成分濃度が所定値以下となるように前記炭
化水素系燃料の改質割合を制御することを特徴とする請
求項8記載の発電プラント運転方法。
9. The concentration of an unburned component such as a hydrocarbon component or a carbon monoxide component in the gas discharged from the gas turbine combustor is monitored, and the unburned component such as the hydrocarbon component or the carbon monoxide component is monitored. 9. The power plant operating method according to claim 8, wherein the reforming ratio of the hydrocarbon-based fuel is controlled so that the concentration becomes equal to or lower than a predetermined value.
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