JP2003239760A - Intake air temperature adjusting system for gas turbine and gas turbine with the same - Google Patents
Intake air temperature adjusting system for gas turbine and gas turbine with the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ガスタービンに
関し、更に詳しくは、ガスタービンの燃焼用空気温度を
調整するガスタービンの吸気温度調整システムおよびこ
れを使用したガスタービン並びにガスタービンの吸気温
度調整方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine, and more particularly, to a gas turbine intake air temperature adjusting system for adjusting the temperature of combustion air of the gas turbine, a gas turbine using the same, and a gas turbine intake air temperature adjusting system. Regarding the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】ガスタービンは、起動から定格運転に達
するまでの立ち上がりが早く、また、軽油や重軽油等の
液体燃料、あるいは天然ガスや石炭をガス化したガス燃
料等の気体燃料を使用できるので、使用燃料の種類が広
いという特徴がある。また、ガスタービンの排ガスは温
度が高いため、この排ガスの熱を回収していわゆるガス
タービン複合サイクルを構成することによって、プラン
ト全体の熱効率を高めることができる。このため、省エ
ネルギーの要請から、ガスタービンを使用したガスター
ビン複合発電が注目され、現在使用されつつある。2. Description of the Related Art A gas turbine has a quick start-up from the start to the rated operation and can use liquid fuel such as light oil or heavy light oil, or gas fuel such as gas fuel obtained by gasifying natural gas or coal. Therefore, there is a feature that a wide variety of fuel is used. Further, since the exhaust gas of the gas turbine has a high temperature, the heat efficiency of the entire plant can be increased by recovering the heat of this exhaust gas to form a so-called gas turbine combined cycle. For this reason, gas turbine combined power generation using a gas turbine is drawing attention from the demand for energy saving, and is currently being used.
【0003】ガスタービンは多段軸流式の圧縮機と燃焼
器、およびタービンから構成されており、このうち圧縮
機は直接外気を吸い込んで作動流体としている。このた
め、極寒冷地に設置されるガスタービンにおいては、圧
縮機の翼が極低温の外気にさらされる結果、翼材料の低
温脆化による強度低下、およびこの低温脆化にともなう
損傷という問題がある。A gas turbine is composed of a multi-stage axial flow type compressor, a combustor, and a turbine. Of these, the compressor directly sucks the outside air into a working fluid. Therefore, in gas turbines installed in extremely cold regions, the compressor blades are exposed to the outside air at extremely low temperatures, and as a result, there is a problem that the strength of the blade material is reduced due to low temperature embrittlement and damage due to this low temperature embrittlement. is there.
【0004】かかる問題点を解決するために、ガスター
ビンの圧縮機から圧縮空気を抽気して外気を加熱する方
法がある。また、特開平9−317496号には、ガス
タービンに空気を供給する吸気通路に設けられて、この
空気と熱媒体との間で熱交換を行う第一の熱交換器と、
熱媒体と加熱流体との間で熱交換を行う第二の熱交換器
とを備えたガスタービン吸気加温及び冷却システムが開
示されている。さらに、特開平10−246126号に
は、吸込空気の温度が第一の設定温度以上の場合には吸
込空気の加熱冷却装置に冷却水供給装置から冷却水を導
入し、吸込空気の温度が第一の設定温度以下である第二
の設定温度以下の場合には前記加熱冷却装置に加熱水供
給装置から加熱水を導入するガスタービン吸気装置が開
示されている。In order to solve such a problem, there is a method of extracting compressed air from a compressor of a gas turbine to heat the outside air. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 9-317496 discloses a first heat exchanger that is provided in an intake passage that supplies air to a gas turbine and that performs heat exchange between the air and a heat medium,
A gas turbine inlet heating and cooling system is disclosed that includes a second heat exchanger that exchanges heat between a heating medium and a heating fluid. Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-246126, when the temperature of intake air is equal to or higher than a first set temperature, cooling water is introduced from a cooling water supply device to a heating / cooling device for intake air, and the temperature of the intake air is There is disclosed a gas turbine intake system that introduces heated water from a heated water supply device to the heating / cooling device when the temperature is equal to or lower than a second preset temperature that is equal to or lower than a first preset temperature.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガスタ
ービンの圧縮機から抽気する方法では、本来ガスタービ
ンの燃焼器へ供給するための圧縮空気を使用することに
なるので、ガスタービンの性能が低下してしまう。これ
により、プラントの効率低下を招くという問題がある。
また、ガスタービンの起動時においては熱源として圧縮
空気が使用できないため、ガスタービンの起動からしば
らくの間は燃焼用の空気である外気を十分に温めること
ができない。したがって、ガスタービンの起動時に使用
するための空気加熱設備を別途設ける必要があり、設置
費用が高くなったり設置スペースを余分に要したりする
という問題がある。However, in the method of extracting air from the compressor of the gas turbine, the compressed air originally used to supply the combustor of the gas turbine is used, so that the performance of the gas turbine deteriorates. Will end up. This causes a problem that the efficiency of the plant is lowered.
Further, since compressed air cannot be used as a heat source at the time of starting the gas turbine, the outside air, which is the air for combustion, cannot be sufficiently warmed for a while after the start of the gas turbine. Therefore, it is necessary to separately provide an air heating facility to be used at the time of starting the gas turbine, which causes a problem that the installation cost becomes high and an additional installation space is required.
【0006】特開平9−317496号に開示されたガ
スタービンの吸気加温及び冷却システムでは、加熱流体
と熱媒体とを熱交換させる熱交換器および熱媒体と空気
とを熱交換させる熱交換器が必要である。このため、シ
ステムが複雑になり保守や点検に手間を要することがあ
る。さらに、熱交換器を二つ使用するためシステムも大
きくなるので、設置費用が高額となったり設置スペース
を余分に要したりするという問題がある。また、加熱流
体によって一旦熱媒体を加熱してから空気を加熱するた
め、熱の逃げ等によって空気の加熱効率が低くなる。そ
の結果、燃焼用の空気を加熱するためにより多くのエネ
ルギーを必要とするので、プラント効率を低下させると
いう問題もある。In the intake turbine heating and cooling system of the gas turbine disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-317496, a heat exchanger for exchanging heat between the heating fluid and the heat medium and a heat exchanger for exchanging heat between the heat medium and air. is necessary. Therefore, the system becomes complicated and maintenance and inspection may be troublesome. Furthermore, since two heat exchangers are used, the system becomes large, and there are problems that the installation cost becomes high and an additional installation space is required. Further, since the heating medium is first heated by the heating fluid and then the air is heated, the efficiency of heating the air is reduced due to the escape of heat. As a result, more energy is required to heat the air for combustion, which causes a problem of reducing plant efficiency.
【0007】特開平10−246126号に開示された
ガスタービン吸気装置では、冷却水供給装置と加熱水供
給装置とが必要である。そして、ガスタービンの運転中
は加熱冷却装置へ加熱水を供給し続ける必要があるた
め、冷却水供給手段等の容量は大きいものが必要とな
り、設置費用が高額となったり設置スペースを余分に要
したりするという問題がある。また、大量の水を冷却ま
たは加熱しておくために多くのエネルギーを要するの
で、プラント効率を低下させるという問題もある。The gas turbine intake system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-246126 requires a cooling water supply device and a heating water supply device. Since it is necessary to continue supplying heated water to the heating / cooling device during operation of the gas turbine, a large capacity such as cooling water supply means is required, resulting in high installation cost and extra installation space. There is a problem of doing. Further, since a large amount of energy is required to cool or heat a large amount of water, there is also a problem of reducing plant efficiency.
【0008】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであって、極寒冷地における運転でもプラント効
率の低下を抑えつつガスタービン圧縮機翼の低温脆化を
抑えること、吸気温度の調整に使用する設備をコンパク
トにすることのうち少なくとも一つを達成できるガスタ
ービンの吸気温度調整システムおよびこれを使用したガ
スタービン並びにガスタービンの吸気温度調整方法を提
供することを目的とする。[0008] Therefore, the present invention has been made in view of the above, and suppresses the low-temperature embrittlement of the gas turbine compressor blade while suppressing a decrease in plant efficiency even during operation in an extremely cold region, and adjusts the intake air temperature. It is an object of the present invention to provide a gas turbine intake air temperature adjustment system, a gas turbine using the same, and a gas turbine intake air temperature adjustment method that can achieve at least one of compacting the equipment used for.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項1に係るガスタービンの吸気温度調整シス
テムは、加熱用媒体によってガスタービンに供給する燃
焼用の空気を加熱する吸気温度調整手段と、この吸気温
度調整手段に加熱用媒体を供給する加熱用媒体供給手段
と、空気加熱後の加熱用媒体をガスタービンの熱によっ
て加熱する媒体加熱手段と、空気を加熱した後の加熱用
媒体を貯える加熱用媒体貯蔵手段と、を備え、前記ガス
タービンの起動後から所定時間経過するまでは前記加熱
用媒体供給手段から加熱用媒体を前記吸気温度調整手段
へ供給し、且つ前記媒体加熱手段を通過した加熱用媒体
を前記加熱用媒体貯蔵手段に貯え、前記所定時間が経過
した後は前記媒体加熱手段を通過した加熱用媒体を前記
吸気温度調整手段に供給することを特徴とする。In order to achieve the above object, an intake air temperature adjusting system for a gas turbine according to a first aspect of the present invention is provided with an intake air temperature for heating combustion air supplied to a gas turbine by a heating medium. Adjusting means, heating medium supplying means for supplying a heating medium to the intake air temperature adjusting means, medium heating means for heating the heating medium after heating the air by the heat of the gas turbine, and heating after heating the air A heating medium storage means for storing a heating medium, the heating medium supplying means supplies the heating medium to the intake air temperature adjusting means until a predetermined time elapses after the gas turbine is started, and The heating medium that has passed through the heating means is stored in the heating medium storage means, and after the lapse of the predetermined time, the heating medium that has passed through the medium heating means is taken into the intake air temperature adjusting means. And supplying.
【0010】このガスタービンの吸気温度調整システム
は、ガスタービンの起動から所定時間はタンク等の加熱
用媒体供給手段に貯えた加熱用媒体を吸気温度調整手段
に供給してガスタービンに供給する燃焼用の空気を温め
る。ガスタービンの起動後、所定の時間が経過して、ガ
スタービンの圧縮機空気温度や排ガス温度が十分に高く
なったら、ガスタービンの排ガス等を利用する媒体加熱
手段によって空気を温めた後の加熱用媒体を再加熱す
る。そして、この加熱用媒体を吸気温度調整手段に供給
してガスタービンに供給する燃焼用の空気を温める。In this intake temperature adjusting system for a gas turbine, the combustion medium stored in the heating medium supplying means such as a tank is supplied to the intake temperature adjusting means for a predetermined time after the start of the gas turbine, and the combustion medium is supplied to the gas turbine. Warm the air for. If the temperature of the compressor air or exhaust gas of the gas turbine becomes sufficiently high after the start of the gas turbine, the heating after heating the air by the medium heating means using the exhaust gas of the gas turbine, etc. Reheat the working medium. Then, this heating medium is supplied to the intake air temperature adjusting means to warm the combustion air supplied to the gas turbine.
【0011】このため、ガスタービンの排ガス温度等が
加熱用媒体を再加熱するのに十分な温度になるまでの一
定の時間だけ、予め加熱した加熱用媒体を加熱用媒体供
給手段から供給すればよいので、加熱用媒体供給手段の
体積を小さくできる。これによって、吸気温度調整シス
テムをコンパクトにできる。また、ガスタービンの起動
開始前に予め加熱しておく加熱用媒体の量も少なくて済
むので、これを加熱するためのエネルギーも小さくて済
む。そして、ガスタービンの排ガス等の温度が十分に上
昇したら、この排ガス等によって加熱用媒体を再加熱し
て燃焼用の空気を加熱するため、排ガスの熱エネルギー
を有効に使用できる。これらの作用によって、圧縮機翼
の低温脆化を抑えつつプラント全体の効率低下も小さく
抑えることができる。なお、加熱用媒体供給手段に加熱
手段を備えて、内部に貯えた加熱用媒体を加熱してもよ
い。また、運転前に加熱用媒体供給手段へ温水を供給し
てからガスタービンの運転を開始してもよい。Therefore, if the heating medium previously heated is supplied from the heating medium supply means for a certain period of time until the exhaust gas temperature of the gas turbine reaches a temperature sufficient to reheat the heating medium. Since it is good, the volume of the heating medium supply means can be reduced. As a result, the intake air temperature adjustment system can be made compact. Further, since the amount of the heating medium to be preheated before starting the start of the gas turbine can be small, the energy for heating the medium can be small. Then, when the temperature of the exhaust gas or the like of the gas turbine rises sufficiently, the heating medium is reheated by the exhaust gas or the like to heat the combustion air, so that the thermal energy of the exhaust gas can be effectively used. By these effects, it is possible to suppress the low temperature embrittlement of the compressor blade and also suppress the decrease in the efficiency of the entire plant. The heating medium supply means may be provided with a heating means to heat the heating medium stored inside. Further, the operation of the gas turbine may be started after supplying hot water to the heating medium supply means before the operation.
【0012】また、請求項2に係るガスタービンの吸気
温度調整システムは、上記ガスタービンの吸気温度調整
システムにおいて、さらに、上記吸気温度調整手段の上
流に、ダンパを設けたことを特徴とする。このため、ガ
スタービンが停止している時、且つ外気が極低温となる
場合にはこのダンパを閉じて、極低温の外気が吸気温度
調整手段やガスタービンの圧縮機へ流れ込むことを防止
して、これらの温度低下を抑えることができる。その結
果、次の運転時においては急激な温度上昇に起因して吸
気温度調整手段や圧縮機翼に発生する衝撃的な熱応力を
低減できる。これによって、これらの破損を抑えて信頼
性の高い運転ができ、また、寿命も長くできる。Further, an intake air temperature adjusting system for a gas turbine according to a second aspect of the present invention is characterized in that, in the intake air temperature adjusting system for the gas turbine, a damper is further provided upstream of the intake air temperature adjusting means. Therefore, when the gas turbine is stopped and the outside air becomes extremely low temperature, this damper is closed to prevent the extremely low temperature outside air from flowing into the intake air temperature adjusting means and the compressor of the gas turbine. It is possible to suppress the temperature drop. As a result, it is possible to reduce the shocking thermal stress generated in the intake air temperature adjusting means and the compressor blade due to the rapid temperature rise during the next operation. As a result, it is possible to suppress these damages, operate with high reliability, and extend the life.
【0013】また、請求項3に係るガスタービンの吸気
温度調整システムは、上記ガスタービンの吸気温度調整
システムにおいて、さらに、上記加熱用媒体を流すため
の加熱用媒体供給用配管に上記加熱用媒体を加熱する加
熱手段を備え、ガスタービンの運転停止後には加熱用媒
体を前記加熱手段で加熱することを特徴とする。このガ
スタービンの吸気温度調整システムは、加熱用媒体を流
すための加熱用媒体供給用配管にこれを加熱する加熱手
段を備えてある。これによって、ガスタービンの運転停
止時、且つ外気が極低温となる場合においても加熱用媒
体の凍結を防止できる。その結果、加熱用媒体を供給す
る配管の破裂を防止できるので、極寒期においても安定
してガスタービンを運転できる。The intake temperature adjusting system for a gas turbine according to a third aspect of the present invention is the intake temperature adjusting system for a gas turbine, wherein the heating medium is further provided in a heating medium supply pipe for flowing the heating medium. And a heating medium for heating the heating medium after the gas turbine is stopped. The intake air temperature control system of this gas turbine is equipped with a heating means for heating the heating medium supply pipe for flowing the heating medium. As a result, it is possible to prevent the heating medium from freezing even when the operation of the gas turbine is stopped and when the outside air has an extremely low temperature. As a result, it is possible to prevent the pipe for supplying the heating medium from bursting, so that the gas turbine can be operated stably even in the extremely cold season.
【0014】また、請求項4に係るガスタービンの吸気
温度調整システムは、上記ガスタービンの吸気温度調整
システムにおいて、さらに、上記吸気温度調整手段と上
記加熱用媒体貯蔵手段とを結ぶ配管を備え、且つ上記加
熱用媒体供給手段には上記ガスタービンに供給する空気
の温度よりも低い温度の冷却媒体を貯えておき、前記空
気の温度が所定の温度よりも高い場合には上記吸気温度
調整手段に前記冷却媒体を供給して上記ガスタービンに
供給する燃焼用の空気を冷却し、空気冷却後の冷却媒体
は前記配管を通じて上記加熱用媒体貯蔵手段に貯えるこ
とを特徴とする。An intake air temperature adjusting system for a gas turbine according to a fourth aspect of the present invention is the intake air temperature adjusting system for a gas turbine, further comprising a pipe connecting the intake air temperature adjusting means and the heating medium storing means. Further, the heating medium supply means stores a cooling medium having a temperature lower than the temperature of the air supplied to the gas turbine, and when the temperature of the air is higher than a predetermined temperature, the intake temperature adjusting means Combustion air supplied to the gas turbine is cooled by supplying the cooling medium, and the cooling medium after air cooling is stored in the heating medium storage means through the pipe.
【0015】このガスタービンの吸気温度調整システム
は、加熱用媒体の代わりに冷却用媒体を加熱用媒体供給
手段に貯えておき、夏場の昼間のように気温が高くなっ
たときにはこの冷却媒体を吸気温度調整手段に供給し
て、ガスタービンの燃焼に使用する空気を冷却する。こ
れによって、夏場の昼間のように電力需要が多いにもか
かわらず、気温が高くなってガスタービンの効率が低下
する時間帯であっても、ガスタービンの出力を従来より
も増加させることができるので、電力供給に対する信頼
性を向上できる。また、冬場の極寒期においては加熱用
媒体によってガスタービンの燃焼用空気温度を加熱する
ので、圧縮機翼の低温脆化を抑えて信頼性の高い運転が
できる。これによって、年間を通じて安定して電力を供
給できる。なお、空気を冷却した後の冷却媒体は加熱用
媒体貯蔵手段に貯えておくので、冷却用媒体を無駄にす
ることもない。The intake air temperature control system of this gas turbine stores the cooling medium in the heating medium supply means instead of the heating medium, and inhales this cooling medium when the temperature becomes high in the summer daytime. It is supplied to the temperature adjusting means to cool the air used for combustion of the gas turbine. As a result, the output of the gas turbine can be increased more than before even during the time period when the temperature rises and the efficiency of the gas turbine decreases, even though the demand for electric power is high during the daytime in summer. Therefore, the reliability of the power supply can be improved. Further, in the extremely cold season of winter, the temperature of the combustion air of the gas turbine is heated by the heating medium, so that low-temperature embrittlement of the compressor blade can be suppressed and highly reliable operation can be performed. This will ensure a stable power supply throughout the year. Since the cooling medium after cooling the air is stored in the heating medium storage means, the cooling medium is not wasted.
【0016】また、請求項5に係るガスタービンの吸気
温度調整システムは、上記ガスタービンの吸気温度調整
システムにおいて、さらに、上記加熱用媒体供給手段に
は内部に貯える冷却媒体を冷やすための冷却手段を備え
たことを特徴とする。このガスタービンの吸気温度調整
システムは、冷却媒体の冷却手段を備えているので、効
率よく冷却媒体を冷やすことができる。また、燃焼用空
気の冷却によってガスタービンの出力を増加させること
ができるため、夜間の余剰電力を使用して冷却媒体を冷
却すれば、夜間の余剰電力を昼間の電力需要が多くなる
時間帯で使用できることになる。これによって、電力需
要の偏りを緩和することもできる。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an intake air temperature adjusting system for a gas turbine, wherein the intake air temperature adjusting system for the gas turbine further includes cooling means for cooling the cooling medium stored in the heating medium supplying means. It is characterized by having. Since the intake air temperature control system of the gas turbine includes the cooling medium cooling means, the cooling medium can be cooled efficiently. Further, since the output of the gas turbine can be increased by cooling the combustion air, if the cooling medium is cooled by using the surplus power at night, the surplus power at night will be increased in the daytime when the power demand increases. It will be usable. This can also alleviate the bias in power demand.
【0017】また、請求項6に係るガスタービンの吸気
温度調整システムは、上記ガスタービンの吸気温度調整
システムにおいて、さらに、上記加熱用媒体貯蔵手段に
は上記ガスタービンに供給する空気の温度よりも低い温
度の冷却媒体を貯えておき、前記空気の温度が所定の温
度よりも高い場合には上記吸気温度調整手段に前記冷却
媒体を供給して上記ガスタービンに供給する燃焼用の空
気を冷却することを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an intake air temperature adjusting system for a gas turbine, wherein the intake air temperature adjusting system for the gas turbine has a temperature higher than a temperature of air supplied to the heating medium storage means. A low temperature cooling medium is stored, and when the temperature of the air is higher than a predetermined temperature, the cooling medium is supplied to the intake air temperature adjusting means to cool the combustion air to be supplied to the gas turbine. It is characterized by
【0018】このガスタービンの吸気温度調整システム
は、加熱用媒体の代わりに冷却用媒体を加熱用媒体貯蔵
手段に貯えておき、夏場の昼間のように気温が高くなっ
たときにはこの冷却媒体を吸気温度調整手段に供給し
て、ガスタービンの燃焼に使用する空気を冷却する。加
熱用媒体貯蔵手段に貯えた冷却媒体は、夜間の気温が低
い時間帯に冷却される。そして、この加熱用媒体貯蔵手
段に貯えられた冷却媒体は熱容量が大きいため、一旦温
度が下がると昼間になってもすぐには温度が上昇しな
い。このため、この外気よりも温度の低い冷却媒体を吸
気温度調整手段に供給すれば、ガスタービンの燃焼に使
用する空気である外気を冷却できるのである。The intake air temperature control system of this gas turbine stores the cooling medium in the heating medium storage means instead of the heating medium, and inhales this cooling medium when the temperature rises in the summer daytime. It is supplied to the temperature adjusting means to cool the air used for combustion of the gas turbine. The cooling medium stored in the heating medium storage means is cooled at night when the temperature is low. Since the cooling medium stored in the heating medium storage means has a large heat capacity, once the temperature drops, the temperature does not rise immediately even during the daytime. Therefore, if a cooling medium having a temperature lower than that of the outside air is supplied to the intake air temperature adjusting means, the outside air, which is the air used for combustion in the gas turbine, can be cooled.
【0019】これによって、夏場の昼間のように電力需
要が多いにもかかわらず、気温が高くなってガスタービ
ンの効率が低下する時間帯であっても、ガスタービンの
出力を従来よりも増加させることができるので、電力供
給に対する信頼性を向上できる。また、加熱用媒体貯蔵
手段には体積の大きいものを使用するので、上記加熱用
媒体供給手段を使用するよりも長時間吸気温度調整手段
に冷却媒体を供給できる。これによって、より長時間に
わたってガスタービンの出力低下を抑えることができ
る。As a result, the output of the gas turbine is increased as compared with the conventional case even in the time zone when the temperature rises and the efficiency of the gas turbine decreases, even though the demand for electric power is high during the daytime in summer. Therefore, the reliability of the power supply can be improved. Further, since the heating medium storage means having a large volume is used, the cooling medium can be supplied to the intake air temperature adjusting means for a longer period of time than when the heating medium supply means is used. As a result, it is possible to suppress the output reduction of the gas turbine for a longer period of time.
【0020】また、請求項7に係るガスタービンは、上
記ガスタービンの吸気温度調整システムと、このガスタ
ービン吸気温度調整システムで温度調整された空気を圧
縮して燃焼用空気を作る圧縮機と、この燃焼用空気に燃
料を供給して燃焼させ、燃焼ガスを生成する燃焼器と、
前記燃焼ガスによって駆動されるタービンとを備えたこ
とを特徴とする。A gas turbine according to a seventh aspect of the present invention includes an intake air temperature adjusting system for the gas turbine, and a compressor for compressing air whose temperature is adjusted by the gas turbine intake air temperature adjusting system to produce combustion air. A combustor that supplies fuel to the combustion air to burn it and generate combustion gas,
And a turbine driven by the combustion gas.
【0021】このガスタービンは、上記吸気温度調整シ
ステムを備えているので、圧縮機翼の低温脆化を抑えつ
つ、ガスタービンプラントの効率低下を抑えることがで
きる。また、プラント全体をコンパクトにできるので、
設置スペースを有効に利用できる。Since this gas turbine is provided with the intake air temperature adjusting system, it is possible to suppress the deterioration of the efficiency of the gas turbine plant while suppressing the low temperature embrittlement of the compressor blades. Also, because the entire plant can be made compact,
You can effectively use the installation space.
【0022】また、請求項8に係るガスタービンの吸気
温度調整方法は、ガスタービンの起動後から所定の時間
が経過するまでは加熱用媒体供給手段に貯えたガスター
ビンに供給する空気よりも高い温度の加熱用媒体によっ
てガスタービンに供給する燃焼用の空気を加熱し、且つ
ガスタービンに供給する空気を加熱した後の加熱用媒体
は加熱用媒体貯蔵手段に貯え、前記所定時間が経過した
後は燃焼用の空気を加熱した後の加熱用媒体をガスター
ビンの熱によって加熱してから再び燃焼用の空気を加熱
するために使用することを特徴とする。Further, in the method for adjusting the intake air temperature of the gas turbine according to the eighth aspect, the temperature is higher than the air stored in the heating medium supply means and supplied to the gas turbine until a predetermined time elapses after the start of the gas turbine. After heating the combustion air supplied to the gas turbine with the temperature heating medium and heating the air supplied to the gas turbine, the heating medium is stored in the heating medium storage means, and after the predetermined time has elapsed. Is used to heat the combustion medium after heating the combustion air by the heat of the gas turbine and then to heat the combustion air again.
【0023】このガスタービンの吸気温度調整方法は、
ガスタービンの起動から所定時間は加熱用媒体供給手段
に貯えた加熱用媒体を吸気温度調整手段に供給してガス
タービンに供給する燃焼用の空気を温める。ガスタービ
ンの起動後、所定時間が経過して、ガスタービンの圧縮
機で圧縮される空気や排ガスの温度が加熱用媒体を加熱
できる程度に高くなったら、ガスタービンの熱によって
加熱用媒体を再加熱する。そして、この加熱用媒体を吸
気温度調整手段に供給してガスタービンに供給する燃焼
用の空気を温める。The method for adjusting the intake air temperature of this gas turbine is as follows:
For a predetermined time from the start of the gas turbine, the heating medium stored in the heating medium supply means is supplied to the intake air temperature adjusting means to warm the combustion air supplied to the gas turbine. When the temperature of the air or exhaust gas compressed by the compressor of the gas turbine becomes high enough to heat the heating medium after a lapse of a predetermined time after starting the gas turbine, the heating medium is reheated by the heat of the gas turbine. To heat. Then, this heating medium is supplied to the intake air temperature adjusting means to warm the combustion air supplied to the gas turbine.
【0024】このため、ガスタービンの排ガス温度等が
加熱用媒体を再加熱するのに十分な温度になるまでの一
定時間だけ、タンク等の加熱用媒体供給手段から予め加
熱した加熱用媒体を供給すればよいので、加熱用媒体供
給手段の体積を小さくできる。これによって、ガスター
ビンプラントをコンパクトにできる。また、ガスタービ
ンの起動後一定時間使用する、予め加熱した加熱用媒体
の量も少なくて済むので、これを加熱するためのエネル
ギーも小さくて済む。そして、ガスタービンの排ガス等
の温度が十分に上昇したら、この排ガス等によって加熱
用媒体を再加熱して燃焼用の空気を加熱するため、排ガ
スの熱エネルギーを有効に使用できる。これらの作用に
よって、圧縮機翼の低温脆化を抑えつつプラント全体の
効率低下も小さく抑えることができる。なお、加熱用媒
体供給手段には加熱手段を備えて内部の加熱用媒体を昇
温させておいてもよい。また、運転前に加熱用媒体供給
手段へ温水を供給してからガスタービンの運転を開始し
てもよい。Therefore, the heating medium previously heated is supplied from the heating medium supply means such as a tank for a certain time until the exhaust gas temperature of the gas turbine reaches a temperature sufficient to reheat the heating medium. Therefore, the volume of the heating medium supply means can be reduced. As a result, the gas turbine plant can be made compact. Further, since the amount of the heating medium preheated which is used for a certain period after the start of the gas turbine is small, the energy for heating the medium is also small. Then, when the temperature of the exhaust gas or the like of the gas turbine rises sufficiently, the heating medium is reheated by the exhaust gas or the like to heat the combustion air, so that the thermal energy of the exhaust gas can be effectively used. By these effects, it is possible to suppress the low temperature embrittlement of the compressor blade and also suppress the decrease in the efficiency of the entire plant. The heating medium supply means may be provided with a heating means to raise the temperature of the heating medium inside. Further, the operation of the gas turbine may be started after supplying hot water to the heating medium supply means before the operation.
【0025】[0025]
【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。また、下記実施の形
態における構成要素には、当業者が容易に想定できるも
の或いは実質的に同一のものが含まれる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
【0026】(実施の形態1)図1は、この発明の実施
の形態1に係るガスタービンの吸気温度調整システムを
示す説明図である。このガスタービンの吸気温度調整シ
ステムは、吸気加熱器と、温水タンクと、プラント貯水
タンクとを備え、ガスタービンの起動時には温水タンク
の温水によって吸気を加熱し、ガスタービンの排ガスで
加熱した吸気加熱後の温水は貯水タンクに貯える点に特
徴がある。まず、ガスタービン20について説明する。(Embodiment 1) FIG. 1 is an explanatory diagram showing an intake air temperature adjusting system for a gas turbine according to Embodiment 1 of the present invention. This gas turbine intake air temperature control system includes an intake air heater, a hot water tank, and a plant water storage tank.When the gas turbine is started, the intake water is heated by the hot water in the hot water tank, and the intake air is heated by the exhaust gas of the gas turbine. The feature is that the later hot water is stored in the water storage tank. First, the gas turbine 20 will be described.
【0027】燃焼用の空気である外気はガスタービン2
0の空気取り入れ口26から圧縮機21に取り込まれ、
ここで高温・高圧の空気に圧縮された後、燃焼器22へ
送り込まれる。なお、空気取り入れ口26の上流側には
吸気温度調整手段である吸気加熱器10が備えられてお
り、ガスタービン20の圧縮機21に取り込まれる燃焼
用の空気を加熱するが、吸気加熱器10については後述
する。燃焼器22に送り込まれた燃焼用の空気は、燃焼
器22で供給される天然ガスや軽重油等の燃料によって
燃焼し、高温・高圧の燃焼ガスを発生する。この燃焼ガ
スは、タービン23に噴射されてこれを駆動する。ター
ビン23は圧縮機21を回転させるとともに、タービン
軸24に連結された発電機25を駆動して電力を発生す
る。The outside air, which is the air for combustion, is the gas turbine 2
It is taken into the compressor 21 from the air intake port 26 of 0,
Here, after being compressed into high temperature and high pressure air, it is sent to the combustor 22. An intake air heater 10 as an intake air temperature adjusting means is provided on the upstream side of the air intake port 26 to heat the combustion air taken into the compressor 21 of the gas turbine 20. Will be described later. The combustion air sent to the combustor 22 is combusted by a fuel such as natural gas or light heavy oil supplied by the combustor 22 to generate high temperature / high pressure combustion gas. This combustion gas is injected into the turbine 23 and drives it. The turbine 23 rotates the compressor 21 and drives a generator 25 connected to a turbine shaft 24 to generate electric power.
【0028】いま、極寒冷地のような外気温の極めて低
い地方に、このガスタービン20が設置されている場合
を考える。このような地方では、厳寒期においては外気
温が−50℃以下に及ぶことがある。そのため、この極
低温である外気が燃焼用空気としてそのままガスタービ
ン20の圧縮機21に取り込まれると、圧縮機翼(図示
せず)の低温脆化による強度低下およびこれに伴う損傷
の危険性が大きくなる。そこで、この実施の形態1に係
るガスタービンにおいては、圧縮機21の入り口に吸気
加熱器10が備えられており、極低温の外気を温めてか
ら圧縮機21に供給する。Now, consider a case where the gas turbine 20 is installed in a region where the outside temperature is extremely low, such as a cold region. In such regions, the outside air temperature may reach −50 ° C. or lower during the severe cold season. Therefore, if this extremely low temperature outside air is taken into the compressor 21 of the gas turbine 20 as it is as combustion air, there is a risk of strength deterioration due to low temperature embrittlement of a compressor blade (not shown) and damage accompanying it. growing. Therefore, in the gas turbine according to the first embodiment, the intake air heater 10 is provided at the inlet of the compressor 21, and the extremely low temperature outside air is warmed and then supplied to the compressor 21.
【0029】吸気加熱器10は加熱用媒体供給手段であ
る温水タンク50から送られる加熱用媒体である温水に
よって、ガスタービン20の圧縮機21に供給する燃焼
用の空気である外気を加熱する。なお、加熱用媒体には
水の代わりにエチレングリコールやプロピレングリコー
ル等の不凍液を使用してもよい。このような不凍液を使
用すると、ガスタービン20の運転停止時、且つ外気が
極低温となる場合であっても加熱用媒体が凍結しないの
で、配管81や82等の破裂事故を未然に防止できる。
また、極低温環境であってこの不凍液が凍るような場合
であっても、後述するヒーターによる加熱は必要最小限
で済むので、凍結防止に要するエネルギーを低減でき
る。The intake air heater 10 heats the outside air, which is the combustion air supplied to the compressor 21 of the gas turbine 20, by the hot water serving as the heating medium sent from the hot water tank 50 serving as the heating medium supply means. An antifreezing liquid such as ethylene glycol or propylene glycol may be used as the heating medium instead of water. When such an antifreezing liquid is used, the heating medium does not freeze even when the operation of the gas turbine 20 is stopped and the outside air becomes extremely low temperature, so that a rupture accident of the pipes 81 and 82 can be prevented in advance.
Further, even in an extremely low temperature environment where the antifreeze solution freezes, the heating by the heater described later can be minimized, so that the energy required to prevent freezing can be reduced.
【0030】吸気加熱器10の上流側には外気を遮断で
きるダンパ30が備えられている。そして、ガスタービ
ン20が休止している間にはこのダンパ30を閉じて、
吸気加熱器10内へ外気が流入することを防止できるよ
うになっている。これは、ガスタービン20が休止して
いる間に極低温の外気が吸気加熱器10や圧縮機21等
を冷やさないようにするためである。また、この吸気温
度調整システム100は、極寒冷地における極低温から
システム全体を保護するために、建屋36内に設置され
ている。温水タンク50には加熱手段であるヒーター5
0aが備えられており、吸気加熱器10へ供給する水を
加熱して温水を作る。この加熱手段は、電気によるジュ
ール発熱によってもよいし、中空のヒートコイルに蒸気
を供給して温水タンク50内の水と熱交換させるように
してもよい。後者の場合には、例えばプラントに備えら
れた補助ボイラの蒸気を使用することができる。温水タ
ンク50で加熱されて所定の温度になった温水は、ポン
プ80によって吸気加熱器10へ供給される。A damper 30 capable of blocking outside air is provided on the upstream side of the intake air heater 10. Then, while the gas turbine 20 is at rest, the damper 30 is closed,
It is possible to prevent outside air from flowing into the intake air heater 10. This is to prevent the extremely low temperature outside air from cooling the intake air heater 10, the compressor 21, etc. while the gas turbine 20 is at rest. Further, the intake air temperature adjusting system 100 is installed in the building 36 in order to protect the entire system from extremely low temperatures in extremely cold regions. The warm water tank 50 has a heater 5 as a heating means.
0a is provided, and the water supplied to the intake air heater 10 is heated to make hot water. The heating means may be Joule heat generated by electricity, or steam may be supplied to the hollow heat coil to exchange heat with the water in the hot water tank 50. In the latter case, for example, steam from an auxiliary boiler provided in the plant can be used. The hot water heated to a predetermined temperature by being heated in the hot water tank 50 is supplied to the intake heater 10 by the pump 80.
【0031】外気を加熱した後の温水は、燃焼用の空気
である外気と熱交換してその温度が下がる。熱交換後の
温水は、ガスタービン20の圧縮機21で作られる圧縮
空気によってこの温水を加熱する媒体加熱手段である第
一温水加熱器27に導かれる。そして、ここで加熱され
た温水は、ガスタービン20の排ガスによって温水を加
熱する媒体加熱手段である第二温水加熱器28へ送られ
て、ここでさらに加熱される。第二温水加熱器28の下
流には三方弁72が備えられている。そして、三方弁7
2を切替えることによって、第二温水加熱器28で温め
られた温水をポンプ80側または貯水タンク40側いず
れか一方に流すようにしてある。なお、この例のよう
に、媒体加熱手段を二つ設けてもよいし、いずれか一方
を使用してもよい。いずれか一方を使用する場合には、
温水の再加熱を素早くする観点から、温度レベルの高い
ガスタービン排ガスを利用できる第二温水加熱器28を
使用することが望ましい。The hot water after heating the outside air exchanges heat with the outside air, which is air for combustion, and the temperature thereof decreases. The hot water after the heat exchange is guided to the first hot water heater 27 which is a medium heating means for heating the hot water by the compressed air produced by the compressor 21 of the gas turbine 20. Then, the hot water heated here is sent to the second hot water heater 28 which is a medium heating means for heating the hot water by the exhaust gas of the gas turbine 20, and is further heated there. A three-way valve 72 is provided downstream of the second warm water heater 28. And the three-way valve 7
By switching 2 the hot water heated by the second hot water heater 28 is made to flow to either the pump 80 side or the water storage tank 40 side. Two medium heating means may be provided as in this example, or either one of them may be used. If you use either one,
From the viewpoint of quick reheating of the hot water, it is desirable to use the second hot water heater 28 that can utilize the gas turbine exhaust gas having a high temperature level.
【0032】ここで、ガスタービン20の起動直後にお
いては、圧縮機21で圧縮された燃焼用空気温度および
ガスタービン20の排ガス温度は、外気の加熱に使用で
きる程度まで吸気加熱器10に供給する温水の温度を上
昇させることができない。そこで、第一温水加熱器27
および第二温水加熱器28で温水の温度を十分に加熱で
きるまで、第一温水加熱器27等で加熱された温水を加
熱用媒体貯蔵手段である貯水タンク40に貯えておく。
そして、吸気加熱器10には、温水タンク50で十分に
温められた温水を供給するのである。Immediately after the start of the gas turbine 20, the temperature of the combustion air compressed by the compressor 21 and the temperature of the exhaust gas of the gas turbine 20 are supplied to the intake heater 10 to the extent that they can be used to heat the outside air. The temperature of hot water cannot be raised. Therefore, the first warm water heater 27
And the hot water heated by the first hot water heater 27 and the like is stored in the water storage tank 40 which is the heating medium storage means until the temperature of the hot water can be sufficiently heated by the second hot water heater 28.
Then, the intake heater 10 is supplied with hot water sufficiently warmed in the hot water tank 50.
【0033】ガスタービン20の起動後しばらく経過し
て、圧縮機21における燃焼用空気および排ガスの温度
が十分に上昇したら三方弁72を切替えて、第一温水加
熱器27等で加熱された温水を吸気加熱器10に供給す
る。なお、三方弁72の切替えは、温水温度測定手段で
ある温度計32によって測定された温水温度が予め設定
された温度(ここでは80℃)になったら、制御装置3
1に備えられたコントローラが三方弁72を切替える。
また、制御装置31によらなくとも、マニュアル操作に
よって三方弁72を切替えてもよい。When the temperature of the combustion air and the exhaust gas in the compressor 21 rises sufficiently after a while after the start of the gas turbine 20, the three-way valve 72 is switched so that the hot water heated by the first hot water heater 27 etc. Supply to the intake air heater 10. The switching of the three-way valve 72 is performed when the hot water temperature measured by the thermometer 32, which is a hot water temperature measuring unit, reaches a preset temperature (here, 80 ° C.).
The controller provided in 1 switches the three-way valve 72.
Further, the three-way valve 72 may be switched by a manual operation without using the control device 31.
【0034】ガスタービンの吸気温度調整システム10
0の運転が終了した後は、加熱用媒体供給用配管の一つ
である配管81に備えられた加熱手段である保温ヒータ
ー34によって、加熱用媒体供給用配管である配管82
や84等の内部に残った水を保温する。これによって、
ガスタービンの停止時、且つ外気が極低温となる場合に
おいても配管82や84等内部に残った水の凍結を防止
して、配管82や84等の破裂を防止できる。その結
果、極寒地においても安定してガスタービンの吸気温度
調整システム100を運転することができるので、この
ような地方においても安定して電力を供給できる。な
お、保温ヒーター34は配管82や84に備えてもよい
し、配管81、82および84にそれぞれ設けてもよ
い。後者のようにすると、配管81等の内部を循環する
水の温度低下を小さくできるので、凍結防止に対する信
頼性が向上する。Gas turbine intake air temperature control system 10
After the operation of 0 is completed, the warming heater 34, which is a heating means provided in the pipe 81 that is one of the heating medium supply pipes, causes the pipe 82 that is the heating medium supply pipe.
Keep the water remaining in the inside such as 84. by this,
Even when the gas turbine is stopped and the outside air has a very low temperature, it is possible to prevent the water remaining inside the pipes 82 and 84 from freezing and prevent the pipes 82 and 84 from bursting. As a result, the intake air temperature adjustment system 100 of the gas turbine can be stably operated even in an extremely cold region, so that electric power can be stably supplied even in such a region. The heat retaining heater 34 may be provided in the pipes 82 and 84, or may be provided in the pipes 81, 82 and 84, respectively. In the latter case, the temperature drop of the water circulating inside the pipe 81 or the like can be reduced, so that the reliability of freeze prevention is improved.
【0035】また、保温ヒーター34等を設けなくと
も、ポンプ80を作動させてガスタービンの吸気温度調
整システム100の停止期間中、配管82や84等内部
の水を常に循環させるようにしてもよい。このようにし
ても、配管82や84等内部の水が凍結することを防止
できる。さらに、保温ヒーター34によって配管82や
84等内部の水を保温すると同時にポンプ80も作動さ
せて、配管82等の内部に水を循環させてもよい。この
ようにすると、より確実に配管82等内の水が凍結する
ことを防止できるので、極寒冷地においても安定してガ
スタービンの吸気温度調整システム100を運転できる
ので、電力供給の信頼性を高くすることができる。Further, without providing the heat-retaining heater 34 or the like, the pump 80 may be operated to constantly circulate the water in the pipes 82 and 84 during the suspension period of the intake temperature adjusting system 100 of the gas turbine. . Even in this case, it is possible to prevent the water inside the pipes 82 and 84 from freezing. Further, the water inside the pipes 82 and 84 may be kept warm by the heat-retaining heater 34 and at the same time the pump 80 may be operated to circulate the water inside the pipe 82. By doing so, it is possible to more reliably prevent the water in the pipe 82 and the like from freezing, and it is possible to operate the gas turbine intake air temperature adjustment system 100 in a stable manner even in extremely cold regions. Can be higher.
【0036】この吸気温度調整システム100において
は、ガスタービン20の起動時のように燃焼用空気温度
や排ガス温度が十分に高くない場合であっても外気を加
熱できるので、圧縮機翼(図示せず)の低温脆化による
強度低下およびこれに伴う損傷の危険性を低くできる。
また、このときには温水タンク50に貯えた温水を利用
するが、ガスタービン20の燃焼用空気温度や排ガス温
度が高くなるまでの間だけこの温水タンク50から吸気
加熱器10に温水を供給すればよい。このため、温水タ
ンク50の容量を小さくすることができるので、プラン
トの建設費を抑えることができる。In this intake air temperature adjusting system 100, the outside air can be heated even when the temperature of the combustion air or the temperature of the exhaust gas is not sufficiently high such as when the gas turbine 20 is started. The risk of strength reduction due to low temperature embrittlement of No. 1) and accompanying damage can be reduced.
Further, at this time, the hot water stored in the hot water tank 50 is used, but the hot water may be supplied from the hot water tank 50 to the intake heater 10 until the temperature of the combustion air of the gas turbine 20 or the temperature of the exhaust gas rises. . Therefore, the capacity of the hot water tank 50 can be reduced, so that the construction cost of the plant can be suppressed.
【0037】(実施の形態2)図2は、この発明の実施
の形態2に係るガスタービンの吸気温度調整システムを
示す説明図である。このガスタービンの吸気温度調整シ
ステム101は、上記実施の形態1に係るガスタービン
の吸気温度調整システム100(図1参照)と略同一の
構成であるが、上記温水タンクへさらに冷却手段を備え
て冷水を作り、夏場等の気温が高い場合にはこの冷水を
吸気加熱器へ供給して外気を冷却する点に特徴がある。
その他の構成は実施の形態1と同様であるからその説明
を省略すると共に同一の構成要素には同一の符号を付す
る。(Second Embodiment) FIG. 2 is an explanatory diagram showing an intake air temperature adjusting system for a gas turbine according to a second embodiment of the present invention. This gas turbine intake air temperature adjustment system 101 has substantially the same configuration as the gas turbine intake air temperature adjustment system 100 (see FIG. 1) according to the first embodiment, but the hot water tank is further provided with cooling means. It is characterized in that cold water is produced and when the temperature is high in summer, the cold water is supplied to the intake heater to cool the outside air.
Since other configurations are similar to those of the first embodiment, the description thereof will be omitted and the same components will be denoted by the same reference numerals.
【0038】温水タンク51にはヒーター50aの他に
冷却手段である冷却器51cが備えられており、加熱用
媒体供給手段である温水タンク51に貯えられた水を冷
却して、冷却媒体である冷水を作る。この冷水は、ポン
プ80によって吸気温度調整手段である吸気加熱器10
に供給される。この冷水は、夜間の余剰電力を使用して
冷凍機(図示せず)を作動させること等によって作るこ
とができる。また、既存の冷凍設備等がある場合には、
ここで作った冷水を温水タンク51に供給してもよい。
このようにすると、温水タンク51には冷却器51cが
不要になるので、システムの設備費を抑えることができ
る。吸気加熱器10とガスタービン20に備えられた第
一温水加熱器27とを結ぶ配管82の途中には三方弁7
4が備えられている。また、三方弁74の一つの出口7
4aと貯水タンク40とは、第一温水加熱器27等をバ
イパスする配管88によって結ばれている。そして、前
記三方弁74を切替えることによって、第一温水加熱器
27または貯水タンク40のいずれか一方に吸気加熱器
10で外気と熱交換した後の水を送るようにしてある。In addition to the heater 50a, the hot water tank 51 is provided with a cooler 51c which is a cooling means, and cools the water stored in the hot water tank 51 which is a heating medium supply means to serve as a cooling medium. Make cold water. The cold water is supplied to the intake air heater 10 which is an intake air temperature adjusting means by the pump 80.
Is supplied to. This cold water can be produced by operating a refrigerator (not shown) using surplus power at night. If you have existing refrigeration equipment,
The cold water produced here may be supplied to the hot water tank 51.
In this way, the cooler 51c is not required in the hot water tank 51, so that the equipment cost of the system can be suppressed. A three-way valve 7 is provided in the middle of a pipe 82 connecting the intake air heater 10 and the first hot water heater 27 provided in the gas turbine 20.
4 is provided. Also, one outlet 7 of the three-way valve 74
4a and the water storage tank 40 are connected by a pipe 88 that bypasses the first warm water heater 27 and the like. By switching the three-way valve 74, the water after heat exchange with the outside air by the intake air heater 10 is sent to either the first warm water heater 27 or the water storage tank 40.
【0039】夏の昼間のように外気温が高い場合には、
空気の密度が低くなるためガスタービン20の出力が低
下する結果、発電出力も低下する。また、一般に夏場の
昼間においては電力需要がピークを迎えるため、この時
間帯における発電出力の低下は回避すべきであり、より
好ましくは発電出力を増加させるようにしたい。したが
って、燃焼用の空気として使用する外気温が高い場合に
は、温水タンク51に貯えられた冷水を吸気加熱器10
に送って外気を冷却する。ここで、外気温度が高い場合
とは、気温がおよそ35℃を超えるような場合である
が、気温が30℃を超えるような場合には外気を冷却し
てガスタービン20に供給することが好ましい。また、
気温が高くなれば電力の需要が増えるのが一般的である
から、電力の需要と気温との関係から冷水で外気を冷や
す温度を決定してもよい。When the outside temperature is high as in the summer daytime,
Since the air density becomes low, the output of the gas turbine 20 decreases, and as a result, the power generation output also decreases. Further, in general, the electric power demand peaks in the daytime in summer, so the decrease in the power generation output during this time period should be avoided, and more preferably, the power generation output should be increased. Therefore, when the outside air temperature used as the air for combustion is high, the cold water stored in the hot water tank 51 is supplied to the intake heater 10
To cool the outside air. Here, the case where the outside air temperature is high is the case where the air temperature exceeds approximately 35 ° C., but when the air temperature exceeds 30 ° C., it is preferable to cool the outside air and supply it to the gas turbine 20. . Also,
Since the demand for electric power generally increases as the temperature rises, the temperature for cooling the outside air with cold water may be determined from the relationship between the demand for electric power and the temperature.
【0040】このようにすることで、外気をそのままガ
スタービン20に供給する場合と比較して、ガスタービ
ン20の出力を大きくすることができる。これによっ
て、夏場の昼間のように電力需要がピークにある時間帯
であっても、発電出力が低下することなく電力を供給で
きる。また、温水タンク51は建屋36内に設置されて
いるので、夏場の暑い時期においても外気による水温上
昇を抑えることができる。これによって、外気をより安
定して冷却できるので、ガスタービン20にも低温の燃
焼用空気を安定して供給でき、ガスタービン20の出力
変動を抑えることができる。By doing so, the output of the gas turbine 20 can be increased as compared with the case where the outside air is directly supplied to the gas turbine 20. As a result, it is possible to supply electric power without lowering the power generation output even during a time period when the electric power demand is at a peak, such as the daytime in summer. Further, since the warm water tank 51 is installed in the building 36, it is possible to suppress the rise in water temperature due to the outside air even in the hot season of summer. As a result, the outside air can be cooled more stably, so that low-temperature combustion air can be stably supplied to the gas turbine 20 as well, and fluctuations in the output of the gas turbine 20 can be suppressed.
【0041】例えば、250MWクラスのガスタービン
発電プラントにおいて、温水タンク51の容量を80m
3とした場合であって、80m3の冷水を40分間で流す
と、ガスタービン20の出力は3%高くなる。これにと
もなって発電出力も増加する。また60分間で流したと
きには、ガスタービン出力が2%高くなる。ただし、外
気温が35℃で、冷水の水温が10℃の場合である。For example, in a 250 MW class gas turbine power plant, the capacity of the hot water tank 51 is 80 m.
In the case of 3 , the output of the gas turbine 20 is increased by 3% when 80 m 3 of cold water is flowed for 40 minutes. Along with this, the power generation output also increases. Moreover, when it flows for 60 minutes, the gas turbine output increases by 2%. However, this is the case when the outside air temperature is 35 ° C. and the water temperature of the cold water is 10 ° C.
【0042】(変形例1)図3は、実施の形態2の変形
例1に係るガスタービンの吸気温度調整システムを示す
説明図である。このガスタービンの吸気温度調整システ
ム102は、上記実施の形態2に係るガスタービンの吸
気温度調整システム101(図2参照)と略同一の構成
であるが、上記貯水タンク40に貯めた水を吸気加熱器
10へ供給して、夏場等の気温が高い場合にガスタービ
ン20に供給する外気を冷却する点に特徴がある。その
他の構成は実施の形態2と同様であるからその説明を省
略すると共に同一の構成要素には同一の符号を付する。(Modification 1) FIG. 3 is an explanatory diagram showing an intake air temperature adjustment system for a gas turbine according to Modification 1 of the second embodiment. This gas turbine intake air temperature adjustment system 102 has substantially the same configuration as the gas turbine intake air temperature adjustment system 101 (see FIG. 2) according to the second embodiment, but it intakes the water stored in the water storage tank 40. It is characterized in that it is supplied to the heater 10 to cool the outside air supplied to the gas turbine 20 when the temperature is high such as in summer. Since other configurations are similar to those of the second embodiment, description thereof will be omitted and the same components will be denoted by the same reference numerals.
【0043】図3(a)に示すように、加熱用媒体貯蔵
手段である貯水タンク40と温水タンク51とをつなぐ
配管86の途中には三方弁76が備えられている。三方
弁76の一方の出口76aには配管81がつながれてお
り、三方弁76を切替えることによって貯水タンク40
に貯えられた水をポンプ80に供給するようになってい
る。貯水タンク40に貯えられた水は、夜間の気温が低
い時間帯に冷却される。貯水タンク40には大量の水が
貯えられるようになっているので、一旦温度が下がると
昼間になって気温が高くなってもすぐには水温が上昇し
ない。As shown in FIG. 3 (a), a three-way valve 76 is provided in the middle of a pipe 86 connecting the hot water tank 51 and the water storage tank 40, which is a heating medium storage means. A pipe 81 is connected to one outlet 76a of the three-way valve 76, and by switching the three-way valve 76, the water tank 40
The water stored in the pump is supplied to the pump 80. The water stored in the water storage tank 40 is cooled at night when the temperature is low. Since a large amount of water is stored in the water storage tank 40, once the temperature drops, the water temperature does not immediately rise even if the temperature rises in the daytime.
【0044】昼間の電力需要が多い時間帯には三方弁7
6を切替え、ポンプ80を作動させて、吸気加熱器10
に貯水タンク40の水を供給する。この貯水タンク40
から供給される水によって外気を冷却して、ガスタービ
ン20の出力低下を抑制する。そして、外気を冷却した
後の水は、三方弁74を通って貯水タンク40に戻され
る。ここで、このガスタービンの吸気温度調整システム
102の夏場における出力について説明する。例えば、
250MWクラスのガスタービン発電プラントにおい
て、貯水タンク40の容量を3000m3とした場合を
考える。このとき、3000m3の水を3時間で流す
と、ガスタービン20の出力は1%高くなる。これにと
もなって、発電出力も上昇する。ただし、外気温が35
℃で、冷水の水温が30℃の場合である。The three-way valve 7 is used during the daytime when the power demand is high.
6 is switched, the pump 80 is operated, and the intake air heater 10
The water in the water storage tank 40 is supplied to. This water storage tank 40
The outside air is cooled by the water supplied from the above, and the output reduction of the gas turbine 20 is suppressed. Then, the water after cooling the outside air is returned to the water storage tank 40 through the three-way valve 74. Here, the output of the intake air temperature control system 102 of the gas turbine in the summer will be described. For example,
Consider a case where the capacity of the water storage tank 40 is 3000 m 3 in a 250 MW class gas turbine power plant. At this time, if 3000 m 3 of water is made to flow for 3 hours, the output of the gas turbine 20 becomes 1% higher. Along with this, the power generation output also rises. However, the outside temperature is 35
This is the case where the temperature of cold water is 30 ° C.
【0045】なお、極寒冷地でガスタービン発電プラン
トを使用する場合には、凍結を防止するため、貯水タン
ク40を建屋36内に設置する場合がある。この場合に
は、夜間に建屋36に設けた開閉可能な窓36aを開け
て外気を建屋36内に取り込み、貯水タンク40内の水
を冷却するようにしてもよい。このようにすると、より
効率よく貯水タンク40内の水を冷却できるので、吸気
加熱器10においてはより外気を冷却できる。これによ
って、ガスタービン20の出力もより増加できる。When using a gas turbine power plant in an extremely cold region, the water storage tank 40 may be installed in the building 36 in order to prevent freezing. In this case, the openable window 36a provided in the building 36 may be opened at night to take in outside air into the building 36 to cool the water in the water storage tank 40. By doing so, the water in the water storage tank 40 can be cooled more efficiently, so that the outside air can be further cooled in the intake air heater 10. As a result, the output of the gas turbine 20 can be further increased.
【0046】また、図3(b)に示すように、貯水タン
ク40の下流に水の冷却手段である冷却装置38を設
け、これによって貯水タンク40内の水を冷却しながら
吸気加熱器10へ供給してもよい。このようにすると、
より外気を効率よく冷却できるので、ガスタービン20
の出力もより大きくできる。このときの冷却装置38に
は、例えば後述する吸収冷凍機を使用することができ
る。Further, as shown in FIG. 3B, a cooling device 38, which is a means for cooling water, is provided downstream of the water storage tank 40 to cool the water in the water storage tank 40 to the intake heater 10. May be supplied. This way,
Since the outside air can be cooled more efficiently, the gas turbine 20
The output of can be larger. As the cooling device 38 at this time, for example, an absorption refrigerator described later can be used.
【0047】(変形例2)図4は、実施の形態2の変形
例2に係るガスタービンの吸気温度調整システムを示す
説明図である。このガスタービンの吸気温度調整システ
ム103は、上記実施の形態2に係るガスタービンの吸
気温度調整システム101(図2参照)と略同一の構成
であるが、水噴射手段33を備えた吸気温度調整手段で
ある吸気加熱器11によって外気を冷却する点に特徴が
ある。その他の構成は実施の形態2と同様であるからそ
の説明を省略すると共に同一の構成要素には同一の符号
を付する。(Modification 2) FIG. 4 is an explanatory diagram showing an intake air temperature adjusting system for a gas turbine according to Modification 2 of the second embodiment. The gas turbine intake air temperature adjustment system 103 has substantially the same configuration as the gas turbine intake air temperature adjustment system 101 (see FIG. 2) according to the second embodiment, but the intake air temperature adjustment system including the water injection means 33 is provided. It is characterized in that the outside air is cooled by the intake air heater 11 as a means. Since other configurations are similar to those of the second embodiment, description thereof will be omitted and the same components will be denoted by the same reference numerals.
【0048】図4に示すように、吸気加熱器11には水
噴射手段である高圧ポンプ33aとスプレーノズル33
bとが備えられている。また、配管81および82には
三方弁71および73が備えられており、これらの三方
弁を切替えることによって、温水タンク51から送られ
る冷水を高圧ポンプ33aに供給するようになってい
る。なお、冬季には三方弁71と73とを切替えて、温
水タンク51から供給される温水を吸気加熱器11に供
給する。As shown in FIG. 4, the intake heater 11 has a high-pressure pump 33a and a spray nozzle 33 which are water injection means.
b and are provided. Further, the pipes 81 and 82 are provided with three-way valves 71 and 73, and by switching these three-way valves, the cold water sent from the hot water tank 51 is supplied to the high-pressure pump 33a. In winter, the three-way valves 71 and 73 are switched to supply the hot water supplied from the hot water tank 51 to the intake heater 11.
【0049】夏場の昼間のように、外気温度が高く電力
需要の大きい時間帯には、温水タンク51の冷水を高圧
ポンプ33aに供給する。高圧ポンプ33aで圧力を高
められた冷水は、スプレーノズル33bから吸気加熱器
11内部に噴射されて、ここを通過する外気の温度を下
げる。冷却に使用された水はドレン配管85を通って貯
水タンク40へ回収される。During the time when the outside air temperature is high and the electric power demand is high, such as the summer daytime, the cold water in the hot water tank 51 is supplied to the high-pressure pump 33a. The cold water whose pressure has been increased by the high-pressure pump 33a is sprayed from the spray nozzle 33b into the intake heater 11 to lower the temperature of the outside air passing therethrough. The water used for cooling is collected in the water storage tank 40 through the drain pipe 85.
【0050】この吸気加熱器11は、冷水を外気通路1
1aに噴射するため、冷水と外気通路11aとの熱伝達
を促進して、より効率的に外気の温度を下げることがで
きる。また、スプレーノズル33bによって霧状の冷水
が外気通路11aに噴射されるので、冷水が気化しやす
くなる。そして、冷水が気化する際の気化熱によって、
より外気が冷却される。これらの作用によって、実施の
形態2に係るガスタービンの吸気温度調整システム10
1(図2参照)と比較して、さらに外気の冷却が促進さ
れるので、ガスタービン20の出力もより大きくでき
る。その結果、電力需要の大きい時間帯でも、発電出力
を低下させることなく電力を供給できる。This intake air heater 11 cools cold water to the outside air passage 1
Since the water is injected into 1a, the heat transfer between the cold water and the outside air passage 11a can be promoted, and the temperature of the outside air can be lowered more efficiently. Further, since mist-like cold water is sprayed into the outside air passage 11a by the spray nozzle 33b, the cold water is easily vaporized. And by the heat of vaporization when cold water vaporizes,
The outside air is cooled more. By these actions, the intake temperature control system 10 for the gas turbine according to the second embodiment
As compared with No. 1 (see FIG. 2), the cooling of the outside air is further promoted, so that the output of the gas turbine 20 can be increased. As a result, it is possible to supply electric power without lowering the power generation output even during a time period when the power demand is high.
【0051】(実施の形態3)図5は、実施の形態3に
係るガスタービンの吸気温度調整システムを示す説明図
である。このガスタービンの吸気温度調整システム10
4は、ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を生成し、
この蒸気を吸収冷凍機に供給して低温空気や冷水その他
の外気冷却媒体を作る点に特徴がある。ガスタービン2
0のタービン23を駆動した燃焼ガスは排ガスとなって
ガスタービン20の外部へ排出される。この排ガスはま
だ温度が高いため、HRSG(Heat Recovery Steam Ge
nerator:排熱回収ボイラ)35や排ガスエコノマイザ
(図示せず)等の熱回収手段によってその熱が回収され
る。(Third Embodiment) FIG. 5 is an explanatory diagram showing an intake air temperature adjusting system for a gas turbine according to a third embodiment. Intake air temperature control system 10 for this gas turbine
4 uses the exhaust gas of the gas turbine to generate steam,
It is characterized in that this vapor is supplied to an absorption refrigerator to produce low temperature air, cold water or other outside air cooling medium. Gas turbine 2
The combustion gas that has driven the turbine 23 of 0 becomes exhaust gas and is discharged to the outside of the gas turbine 20. Since the temperature of this exhaust gas is still high, HRSG (Heat Recovery Steam Ge
The heat is recovered by a heat recovery means such as a nerator (exhaust heat recovery boiler) 35 and an exhaust gas economizer (not shown).
【0052】HRSG35では蒸気が作られ、蒸気温度
や蒸気圧力に応じて高圧、中圧および低圧の蒸気タービ
ン39に供給されて、発電機39aを駆動する。そし
て、蒸気タービン39を駆動した後の蒸気を吸収冷凍機
37に供給して、冷水や低温空気を作り、これらを温水
タンク51に備えられた冷却器51cに供給して、温水
タンク51内の水を冷却する。なお、吸収冷凍機37に
は、HRSG35で作られた蒸気を直接供給してもよ
い。また、冷却器51cを介して温水タンク51内の水
を冷却せずに、低温空気や冷水を直接温水タンク51内
の水に供給して、これを冷却してもよい。さらに、吸収
冷凍機37で作られた低温空気を直接ガスタービン20
の圧縮機21に供給してもよい。このようにすると、温
水タンク51内の冷水と熱交換しなくてもよいので、よ
り効率よくガスタービン20の出力を高くできる。この
ガスタービンの吸気温度調整システム104は、温水タ
ンク51内の水を介することによって、HRSG35で
回収したガスタービン20の排熱を、ガスタービン20
の出力を高めるために利用できる。これによってガスタ
ービン20排熱をより有効に利用してプラントの効率を
高くすることができる。The HRSG 35 produces steam, which is supplied to the high-pressure, intermediate-pressure and low-pressure steam turbines 39 in accordance with the steam temperature and the steam pressure to drive the generator 39a. Then, the steam after driving the steam turbine 39 is supplied to the absorption refrigerator 37 to produce cold water or low-temperature air, and these are supplied to the cooler 51c provided in the hot water tank 51, and the cold water or the low temperature air is supplied to the inside of the hot water tank 51. Cool the water. The absorption refrigerating machine 37 may be directly supplied with steam produced by the HRSG 35. Further, low temperature air or cold water may be directly supplied to the water in the hot water tank 51 to cool it without cooling the water in the hot water tank 51 via the cooler 51c. Further, the low temperature air produced by the absorption refrigerator 37 is directly fed to the gas turbine 20.
It may be supplied to the compressor 21. By doing so, it is not necessary to exchange heat with the cold water in the hot water tank 51, so that the output of the gas turbine 20 can be increased more efficiently. The intake temperature control system 104 of the gas turbine uses the water in the hot water tank 51 to pass the exhaust heat of the gas turbine 20 recovered by the HRSG 35 to the gas turbine 20.
Available to increase output. As a result, the exhaust heat of the gas turbine 20 can be used more effectively and the efficiency of the plant can be increased.
【0053】[0053]
【発明の効果】以上説明したように、この発明のガスタ
ービンの吸気温度調整システム(請求項1)では、ガス
タービンの起動から所定時間はタンク等の加熱用媒体供
給手段に貯えた加熱用媒体を吸気温度調整手段に供給し
てガスタービンに供給する燃焼用の空気を温め、ガスタ
ービンの起動後所定の時間が経過したら、ガスタービン
の排ガス等を利用する媒体加熱手段によって空気を温め
た後の加熱用媒体を再加熱するようにした。このため、
ガスタービンの排ガス温度等が加熱用媒体を再加熱する
のに十分な温度になるまでの一定の時間だけ、予め加熱
した加熱用媒体を加熱用媒体供給手段から供給すればよ
いので、加熱用媒体供給手段の体積を小さくできる。こ
れによって、吸気温度調整システムをコンパクトにでき
る。また、ガスタービンの起動開始前に予め加熱してお
く加熱用媒体の量も少なくて済むので、これを加熱する
ためのエネルギーも小さくて済む。さらに、ガスタービ
ン排ガス等の温度が十分に上昇したら、この排ガス等に
よって加熱用媒体を再加熱して燃焼用の空気を加熱する
ため、排ガス等の熱エネルギーを有効に使用できる。そ
の結果、圧縮機翼の低温脆化を抑えつつプラント全体の
効率低下も小さく抑えることができる。As described above, in the intake air temperature control system for a gas turbine of the present invention (claim 1), the heating medium stored in the heating medium supply means such as a tank for a predetermined time from the start of the gas turbine. To the intake air temperature adjusting means to warm the combustion air to be supplied to the gas turbine, and after a predetermined time has passed after the start of the gas turbine, after warming the air by the medium heating means using the exhaust gas of the gas turbine, etc. The heating medium was heated again. For this reason,
The heating medium may be supplied from the heating medium supply means for a certain period of time until the exhaust gas temperature of the gas turbine reaches a temperature sufficient to reheat the heating medium. The volume of the supply means can be reduced. As a result, the intake air temperature adjustment system can be made compact. Further, since the amount of the heating medium to be preheated before starting the start of the gas turbine can be small, the energy for heating the medium can be small. Further, when the temperature of the gas turbine exhaust gas or the like rises sufficiently, the heating medium is reheated by the exhaust gas or the like to heat the combustion air, so that the thermal energy of the exhaust gas or the like can be effectively used. As a result, it is possible to suppress low-temperature embrittlement of the compressor blade and also suppress a decrease in efficiency of the entire plant.
【0054】また、この発明のガスタービンの吸気温度
調整システム(請求項2)では、吸気温度調整手段の上
流にダンパを設けた。このため、気温の低下する夜間に
はこのダンパを閉じることにより極低温の外気が吸気温
度調整手段等に流れ込むことを防止できる。その結果、
これらの温度低下を抑えることができるので、次の運転
時においては急激な温度上昇に起因して吸気温度調整手
段や圧縮機翼に発生する衝撃的な熱応力を低減できる。
これによって、吸気温度調整手段等の破損を抑えて信頼
性の高い運転ができる。Further, in the intake temperature adjusting system for a gas turbine of the present invention (claim 2), a damper is provided upstream of the intake temperature adjusting means. Therefore, by closing this damper at night when the temperature drops, it is possible to prevent the extremely low temperature outside air from flowing into the intake air temperature adjusting means or the like. as a result,
Since these temperature decreases can be suppressed, it is possible to reduce the shocking thermal stress generated in the intake air temperature adjusting means and the compressor blade due to the rapid temperature increase during the next operation.
As a result, it is possible to suppress damage to the intake air temperature adjusting means and the like and perform highly reliable operation.
【0055】また、この発明のガスタービンの吸気温度
調整システム(請求項3)では、加熱用媒体を流すため
の加熱用媒体供給用配管にこれを加熱する加熱手段を備
えた。これによって、ガスタービンの運転を停止する極
低温の夜間においても加熱用媒体の凍結を防止できるの
で、加熱用媒体を供給する配管の破裂を防止して極寒期
においても安定してガスタービンを運転できる。Further, in the gas turbine intake air temperature control system of the present invention (claim 3), the heating medium supply pipe for flowing the heating medium is provided with the heating means for heating the pipe. As a result, the heating medium can be prevented from freezing even at extremely low temperature nights when the operation of the gas turbine is stopped, so that the pipes that supply the heating medium can be prevented from bursting and the gas turbine can be operated stably even during the extremely cold season. it can.
【0056】また、この発明のガスタービンの吸気温度
調整システム(請求項4)では、加熱用媒体の代わりに
冷却用媒体を加熱用媒体供給手段に貯えておき、夏場の
昼間のように気温が高くなったときにはこの冷却媒体を
吸気温度調整手段に供給して、ガスタービンの燃焼に使
用する空気を冷却するようにした。これによって、夏場
の昼間のように電力需要が多い時間帯であっても、ガス
タービンの出力を従来よりも増加させることができるの
で、電力供給に対する信頼性を向上できる。また、冬場
の極寒期においては加熱用媒体によってガスタービンの
燃焼用空気温度を加熱するので、圧縮機翼の低温脆化を
抑えて信頼性の高い運転ができる。これによって、年間
を通じて安定して電力を供給できる。Further, in the intake-air temperature control system for a gas turbine according to the present invention (claim 4), instead of the heating medium, the cooling medium is stored in the heating medium supply means, and the temperature is kept as in the daytime in summer. When the temperature rises, this cooling medium is supplied to the intake air temperature adjusting means to cool the air used for combustion in the gas turbine. As a result, the output of the gas turbine can be increased more than in the past even during a time period in which the power demand is high, such as the daytime in summer, so that the reliability of the power supply can be improved. Further, in the extremely cold season of winter, the temperature of the combustion air of the gas turbine is heated by the heating medium, so that low-temperature embrittlement of the compressor blade can be suppressed and highly reliable operation can be performed. This will ensure a stable power supply throughout the year.
【0057】また、この発明のガスタービンの吸気温度
調整システム(請求項5)では、冷却媒体の冷却手段を
備えるようにしたので、効率よく冷却媒体を冷やして、
プラント効率を向上させることができる。Further, in the gas turbine intake air temperature control system of the present invention (claim 5), since the cooling medium cooling means is provided, the cooling medium can be cooled efficiently,
The plant efficiency can be improved.
【0058】また、この発明のガスタービンの吸気温度
調整システム(請求項6)では、加熱用媒体の代わりに
冷却用媒体を加熱用媒体貯蔵手段に貯えておき、夏場の
昼間のように気温が高くなったときにはこの冷却媒体を
吸気温度調整手段に供給して、ガスタービンの燃焼に使
用する空気を冷却するようにした。これによって、夏場
の昼間のように電力需要が多い時間帯であっても、ガス
タービンの出力の低下を抑制できるので、従来よりも電
力供給に対する信頼性を向上させることができる。ま
た、加熱用媒体貯蔵手段には加熱用媒体供給手段よりも
体積の大きいものを使用するので、より長時間にわたっ
て吸気温度調整手段に冷却媒体を供給できる。これによ
って、より長時間ガスタービンの出力低下を抑えること
ができる。Further, in the intake air temperature control system for a gas turbine according to the present invention (claim 6), instead of the heating medium, the cooling medium is stored in the heating medium storage means, and the temperature is kept as in the daytime in summer. When the temperature rises, this cooling medium is supplied to the intake air temperature adjusting means to cool the air used for combustion in the gas turbine. As a result, it is possible to suppress the decrease in the output of the gas turbine even during a time period in which the power demand is high, such as the daytime in the summer, so that it is possible to improve the reliability of the power supply more than before. Further, since the heating medium storage means having a larger volume than that of the heating medium supply means is used, the cooling medium can be supplied to the intake air temperature adjusting means for a longer time. As a result, it is possible to suppress a decrease in output of the gas turbine for a longer period of time.
【0059】また、この発明のガスタービン(請求項
7)では、上記吸気温度調整システムを備えたので、圧
縮機翼の低温脆化を抑えつつ、ガスタービンプラントの
効率低下を抑えることができる。また、プラント全体を
コンパクトにできるので、設置スペースを有効に利用で
きる。Further, in the gas turbine of the present invention (claim 7), since the intake air temperature adjusting system is provided, it is possible to suppress the low-temperature embrittlement of the compressor blade and suppress the efficiency decrease of the gas turbine plant. Further, the entire plant can be made compact, so that the installation space can be effectively used.
【0060】また、この発明のガスタービンの吸気温度
調整方法(請求項8)では、ガスタービンの起動から所
定時間は加熱用媒体供給手段に貯えた加熱用媒体を吸気
温度調整手段に供給してガスタービンに供給する燃焼用
の空気を温める。ガスタービンの起動後、所定時間が経
過して、ガスタービンの圧縮機で圧縮される空気や排ガ
スの温度が加熱用媒体を加熱できる程度に高くなった
ら、ガスタービンの熱によって加熱用媒体を再加熱す
る。そして、この加熱用媒体を吸気温度調整手段に供給
してガスタービンに供給する燃焼用の空気を温める。Further, according to the method for adjusting the intake air temperature of the gas turbine of the present invention (claim 8), the heating medium stored in the heating medium supply means is supplied to the intake temperature adjustment means for a predetermined time after the start of the gas turbine. Warm the combustion air supplied to the gas turbine. When the temperature of the air or exhaust gas compressed by the compressor of the gas turbine becomes high enough to heat the heating medium after a lapse of a predetermined time after starting the gas turbine, the heating medium is reheated by the heat of the gas turbine. To heat. Then, this heating medium is supplied to the intake air temperature adjusting means to warm the combustion air supplied to the gas turbine.
【0061】このため、ガスタービンの排ガス温度等が
加熱用媒体を再加熱するのに十分な温度になるまでの一
定時間だけ、タンク等の加熱用媒体供給手段から予め加
熱した加熱用媒体を供給すればよいので、加熱用媒体供
給手段の体積を小さくできる。これによって、ガスター
ビンプラントをコンパクトにできる。また、ガスタービ
ンの起動後一定時間使用する、予め加熱した加熱用媒体
の量も少なくて済むので、これを加熱するためのエネル
ギーも小さくて済む。さらに、ガスタービンの排ガス等
の温度が十分に上昇したら、この排ガス等によって加熱
用媒体を再加熱して燃焼用の空気を加熱するため、排ガ
ス等の熱エネルギーを有効に使用できる。その結果、圧
縮機翼の低温脆化を抑えつつプラント全体の効率低下も
小さく抑えることができる。Therefore, the heating medium previously heated is supplied from the heating medium supply means such as a tank for a certain period of time until the exhaust gas temperature of the gas turbine reaches a temperature sufficient to reheat the heating medium. Therefore, the volume of the heating medium supply means can be reduced. As a result, the gas turbine plant can be made compact. Further, since the amount of the heating medium preheated which is used for a certain period after the start of the gas turbine is small, the energy for heating the medium is also small. Furthermore, when the temperature of the exhaust gas or the like of the gas turbine rises sufficiently, the heating medium is reheated by the exhaust gas or the like to heat the combustion air, so that the thermal energy of the exhaust gas or the like can be effectively used. As a result, it is possible to suppress low-temperature embrittlement of the compressor blade and also suppress a decrease in efficiency of the entire plant.
【図1】この発明の実施の形態1に係るガスタービンの
吸気温度調整システムを示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an intake air temperature adjustment system for a gas turbine according to Embodiment 1 of the present invention.
【図2】この発明の実施の形態2に係るガスタービンの
吸気温度調整システムを示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an intake air temperature adjustment system for a gas turbine according to Embodiment 2 of the present invention.
【図3】実施の形態2の変形例1に係るガスタービンの
吸気温度調整システムを示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an intake air temperature adjustment system for a gas turbine according to a first modification of the second embodiment.
【図4】実施の形態2の変形例2に係るガスタービンの
吸気温度調整システムを示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an intake air temperature adjustment system for a gas turbine according to a second modification of the second embodiment.
【図5】図5は、実施の形態3に係るガスタービンの吸
気温度調整システムを示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an intake air temperature adjustment system for a gas turbine according to a third embodiment.
10、11 吸気加熱器
11a 外気通路
20 ガスタービン
21 圧縮機
22 燃焼器
23 タービン
26 空気取り入れ口
27 第一温水加熱器
28 第二温水加熱器
30 ダンパ
34 保温ヒーター
40 貯水タンク
50、51 温水タンク
50a、51a ヒーター
51c 冷却器
81、82、84、86、88 配管
85 ドレン配管
100、101、102、103、104 吸気温度調
整システム10, 11 Intake heater 11a Outside air passage 20 Gas turbine 21 Compressor 22 Combustor 23 Turbine 26 Air intake 27 First hot water heater 28 Second hot water heater 30 Damper 34 Insulated heater 40 Water storage tank 50, 51 Hot water tank 50a , 51a Heater 51c Cooler 81, 82, 84, 86, 88 Piping 85 Drain piping 100, 101, 102, 103, 104 Intake air temperature adjusting system
Claims (8)
する燃焼用の空気を加熱する吸気温度調整手段と、 この吸気温度調整手段に加熱用媒体を供給する加熱用媒
体供給手段と、 空気加熱後の加熱用媒体をガスタービンの熱によって加
熱する媒体加熱手段と、 空気を加熱した後の加熱用媒体を貯える加熱用媒体貯蔵
手段と、 を備え、前記ガスタービンの起動後から所定時間経過す
るまでは前記加熱用媒体供給手段から加熱用媒体を前記
吸気温度調整手段へ供給し、且つ前記媒体加熱手段を通
過した加熱用媒体を前記加熱用媒体貯蔵手段に貯え、前
記所定時間が経過した後は前記媒体加熱手段を通過した
加熱用媒体を前記吸気温度調整手段に供給することを特
徴とするガスタービンの吸気温度調整システム。1. An intake air temperature adjusting means for heating combustion air to be supplied to a gas turbine by a heating medium, a heating medium supplying means for supplying a heating medium to the intake temperature adjusting means, and an after-air heating device. A medium heating means for heating the heating medium by the heat of the gas turbine, and a heating medium storage means for storing the heating medium after heating the air are provided, and until the predetermined time elapses from the start of the gas turbine. The heating medium is supplied from the heating medium supply means to the intake air temperature adjusting means, and the heating medium that has passed through the medium heating means is stored in the heating medium storage means, and after the predetermined time has elapsed, the An intake air temperature adjusting system for a gas turbine, wherein the heating medium that has passed through the medium heating means is supplied to the intake air temperature adjusting means.
に、ダンパを設けたことを特徴とする請求項1に記載の
ガスタービンの吸気温度調整システム。2. The intake temperature adjusting system for a gas turbine according to claim 1, further comprising a damper provided upstream of the intake temperature adjusting means.
熱用媒体供給用配管に上記加熱用媒体を加熱する加熱手
段を備え、ガスタービンの運転停止後には加熱用媒体を
前記加熱手段で加熱することを特徴とする請求項1また
は2のいずれか一つに記載のガスタービンの吸気温度調
整システム。3. A heating medium supplying pipe for flowing the heating medium is provided with heating means for heating the heating medium, and the heating medium is heated by the heating means after the operation of the gas turbine is stopped. The intake air temperature control system for a gas turbine according to claim 1, wherein
熱用媒体貯蔵手段とを結ぶ配管を備え、且つ上記加熱用
媒体供給手段には上記ガスタービンに供給する空気の温
度よりも低い温度の冷却媒体を貯えておき、前記空気の
温度が所定の温度よりも高い場合には上記吸気温度調整
手段に前記冷却媒体を供給して上記ガスタービンに供給
する燃焼用の空気を冷却し、空気冷却後の冷却媒体は前
記配管を通じて上記加熱用媒体貯蔵手段に貯えることを
特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のガスタ
ービンの吸気温度調整システム。4. A pipe connecting the intake air temperature adjusting means and the heating medium storage means is provided, and the heating medium supply means is cooled to a temperature lower than the temperature of the air supplied to the gas turbine. A medium is stored, and when the temperature of the air is higher than a predetermined temperature, the cooling medium is supplied to the intake air temperature adjusting means to cool the combustion air to be supplied to the gas turbine. The intake air temperature control system for a gas turbine according to claim 1, wherein the cooling medium is stored in the heating medium storage means through the pipe.
部に貯える冷却媒体を冷やすための冷却手段を備えたこ
とを特徴とする請求項4に記載のガスタービンの吸気温
度調整システム。5. The intake temperature adjusting system for a gas turbine according to claim 4, wherein the heating medium supply means is further provided with a cooling means for cooling the cooling medium stored therein.
記ガスタービンに供給する空気の温度よりも低い温度の
冷却媒体を貯えておき、前記空気の温度が所定の温度よ
りも高い場合には上記吸気温度調整手段に前記冷却媒体
を供給して上記ガスタービンに供給する燃焼用の空気を
冷却することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つ
に記載のガスタービンの吸気温度調整システム。6. The heating medium storage means stores a cooling medium having a temperature lower than the temperature of the air supplied to the gas turbine, and when the temperature of the air is higher than a predetermined temperature. The intake air temperature adjustment of a gas turbine according to any one of claims 1 to 3, wherein the cooling medium is supplied to the intake air temperature adjusting means to cool combustion air supplied to the gas turbine. system.
スタービンの吸気温度調整システムと、 このガスタービン吸気温度調整システムで温度調整され
た空気を圧縮して燃焼用空気を作る圧縮機と、 この燃焼用空気に燃料を供給して燃焼させ、燃焼ガスを
生成する燃焼器と、 前記燃焼ガスによって駆動されるタービンと、 を備えたことを特徴とするガスタービン。7. An intake air temperature adjusting system for a gas turbine according to claim 1, and a compressor for compressing air whose temperature is adjusted by the gas turbine intake air temperature adjusting system to produce combustion air. A gas turbine, comprising: a machine, a combustor that supplies fuel to the combustion air to combust it to generate combustion gas, and a turbine driven by the combustion gas.
経過するまでは加熱用媒体供給手段に貯えたガスタービ
ンに供給する空気よりも高い温度の加熱用媒体によって
ガスタービンに供給する燃焼用の空気を加熱し、且つガ
スタービンに供給する空気を加熱した後の加熱用媒体は
加熱用媒体貯蔵手段に貯え、前記所定時間が経過した後
は燃焼用の空気を加熱した後の加熱用媒体をガスタービ
ンの熱によって加熱してから再び燃焼用の空気を加熱す
るために使用することを特徴とするガスタービンの吸気
温度調整方法。8. The combustion medium supplied to the gas turbine with a heating medium having a temperature higher than that of the air stored in the heating medium supply means and supplied to the gas turbine until a predetermined time elapses after the start of the gas turbine. The heating medium after heating the air and heating the air to be supplied to the gas turbine is stored in the heating medium storage means, and after the predetermined time has elapsed, the heating medium after heating the combustion air is stored. A method for adjusting an intake air temperature of a gas turbine, which is used to heat the air for combustion again after heating by the heat of the gas turbine.
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007315213A (en) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Intake air heating system of combined cycle plant |
JP2008175149A (en) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Hitachi Ltd | Suction air spray device for compressor |
JP2009019526A (en) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Hitachi Ltd | Gas turbine intake device |
JP2009228678A (en) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | General Electric Co <Ge> | System for extending turndown range of turbomachine |
CN101846101A (en) * | 2008-12-11 | 2010-09-29 | 通用电气公司 | Inlet air heating and cooling system |
EP2256316A1 (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Intake air tempering device and a method for operating same |
US8001760B2 (en) | 2008-10-09 | 2011-08-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Intake air heating system of combined cycle plant |
CN102220905A (en) * | 2010-04-16 | 2011-10-19 | 通用电气公司 | Turbine inlet heat transfer system |
JP2013238224A (en) * | 2012-05-15 | 2013-11-28 | General Electric Co <Ge> | System and method for heat recovery in gas turbine engine |
EP2184465A4 (en) * | 2007-09-04 | 2015-07-01 | Mitsubishi Hitachi Power Sys | Intake air heating control device for gas turbine |
WO2020241543A1 (en) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | 三菱パワー株式会社 | Gas turbine, method for controlling same, and combined cycle plant |
CN112360629A (en) * | 2020-11-27 | 2021-02-12 | 国网北京市电力公司 | Outdoor gas turbine generator set resisting extremely cold weather and operation method thereof |
-
2002
- 2002-02-15 JP JP2002038951A patent/JP2003239760A/en not_active Withdrawn
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007315213A (en) * | 2006-05-24 | 2007-12-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Intake air heating system of combined cycle plant |
JP2008175149A (en) * | 2007-01-19 | 2008-07-31 | Hitachi Ltd | Suction air spray device for compressor |
JP2009019526A (en) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Hitachi Ltd | Gas turbine intake device |
EP2184465A4 (en) * | 2007-09-04 | 2015-07-01 | Mitsubishi Hitachi Power Sys | Intake air heating control device for gas turbine |
JP2009228678A (en) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | General Electric Co <Ge> | System for extending turndown range of turbomachine |
US8181439B2 (en) | 2008-10-09 | 2012-05-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Intake air heating system of combined cycle plant |
US8001760B2 (en) | 2008-10-09 | 2011-08-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Intake air heating system of combined cycle plant |
CN101846101A (en) * | 2008-12-11 | 2010-09-29 | 通用电气公司 | Inlet air heating and cooling system |
EP2345805A1 (en) * | 2008-12-11 | 2011-07-20 | General Electric Company | Inlet air heating and cooling system for the compressor of a gasturbine |
CN101846101B (en) * | 2008-12-11 | 2014-01-29 | 通用电气公司 | Inlet air heating and cooling system |
US8468830B2 (en) | 2008-12-11 | 2013-06-25 | General Electric Company | Inlet air heating and cooling system |
WO2010136454A1 (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Intake air temperature control device and a method for operating an intake air temperature control device |
CN102449288A (en) * | 2009-05-28 | 2012-05-09 | 西门子公司 | Intake air temperature control device and a method for operating an intake air temperature control device |
EP2256316A1 (en) * | 2009-05-28 | 2010-12-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Intake air tempering device and a method for operating same |
CN102220905A (en) * | 2010-04-16 | 2011-10-19 | 通用电气公司 | Turbine inlet heat transfer system |
JP2013238224A (en) * | 2012-05-15 | 2013-11-28 | General Electric Co <Ge> | System and method for heat recovery in gas turbine engine |
EP2664765A3 (en) * | 2012-05-15 | 2018-03-28 | General Electric Company | System and method for heat recovery in a gas turbine engine |
WO2020241543A1 (en) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | 三菱パワー株式会社 | Gas turbine, method for controlling same, and combined cycle plant |
JP2020197157A (en) * | 2019-05-31 | 2020-12-10 | 三菱パワー株式会社 | Gas turbine, control method thereof and combined cycle plant |
TWI742695B (en) * | 2019-05-31 | 2021-10-11 | 日商三菱動力股份有限公司 | Gas turbine and its control method and double cycle power plant |
JP7349266B2 (en) | 2019-05-31 | 2023-09-22 | 三菱重工業株式会社 | Gas turbine and its control method and combined cycle plant |
US11859548B2 (en) | 2019-05-31 | 2024-01-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine and control method thereof, and combined cycle plant |
CN112360629A (en) * | 2020-11-27 | 2021-02-12 | 国网北京市电力公司 | Outdoor gas turbine generator set resisting extremely cold weather and operation method thereof |
CN112360629B (en) * | 2020-11-27 | 2024-05-28 | 国网北京市电力公司 | Outdoor extreme cold weather resistant gas turbine generator set and operation method thereof |
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