JP2010236471A - Power generation system effectively using exhaust gas - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関から排出される排気ガスを有効利用する発電システムに関する。 The present invention relates to a power generation system that effectively uses exhaust gas discharged from an internal combustion engine.
内燃機関を利用した火力発電システムにおいて、その内燃機関における燃料の燃焼に伴って排出される排ガス中には未燃焼燃料成分が含まれているが、この排ガス中の未燃焼燃料成分は有効利用されずに大気中に放出されていた。 In a thermal power generation system using an internal combustion engine, unburned fuel components are contained in the exhaust gas discharged along with the combustion of fuel in the internal combustion engine, but the unburned fuel components in the exhaust gas are effectively used. Without being released into the atmosphere.
そこで、本発明は、内燃機関から排出される排ガス中の未燃焼燃料成分を有効に利用した発電システム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 generation system that effectively uses unburned fuel components in exhaust gas discharged from an internal combustion engine.
以下に示すように、本発明の発電システムは内燃機関と、ボイラとを備えている。この内燃機関から排出される排ガス中の未燃焼燃料成分を、ボイラにおいて補助燃料として燃焼することにより、燃料を効率的に利用することが可能である。 As shown below, the power generation system of the present invention includes an internal combustion engine and a boiler. By burning the unburned fuel component in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine as auxiliary fuel in the boiler, the fuel can be used efficiently.
すなわち、本発明に係る発電システムは、燃料を燃焼するための燃焼部と、発電するための発電部と、前記燃料を燃焼後の未燃焼燃料成分を含む排ガスを排出するための排出口とを備える内燃機関、および、前記排出口から排出された排ガスを受け入れる受入口を備える、前記未燃焼燃料成分を燃焼するためのボイラと、を備えることを特徴とする。 That is, a power generation system according to the present invention includes a combustion unit for burning fuel, a power generation unit for generating power, and an exhaust port for discharging exhaust gas containing unburned fuel components after burning the fuel. And a boiler for combusting the unburned fuel component, comprising an internal combustion engine, and a receiving port that receives the exhaust gas discharged from the discharge port.
この発電システムは、内燃機関から排出される排ガスから熱回収するためのコジェネレーション設備を備えていることが好ましい。さらに、ボイラが、前記コジェネレーション設備によって熱回収された排ガスを受け入れることが好ましい。 The power generation system preferably includes a cogeneration facility for recovering heat from the exhaust gas discharged from the internal combustion engine. Furthermore, it is preferable that the boiler receives the exhaust gas heat-recovered by the cogeneration facility.
コジェネレーション設備は、前記ボイラから排出された排ガスから熱回収することが好ましい。 The cogeneration facility preferably recovers heat from the exhaust gas discharged from the boiler.
本発明によると、内燃機関から排出される排ガス中の未燃焼燃料成分を有効に利用した発電システムを提供することができるようになった。 According to the present invention, it has become possible to provide a power generation system that effectively utilizes unburned fuel components in exhaust gas discharged from an internal combustion engine.
以下、上記知見に基づき完成した本発明の実施の形態を、詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention completed based on the above knowledge will be described in detail.
なお、本発明の目的、特徴、利点、及びそのアイデアは、本明細書の記載により、当業者には明らかであり、本明細書の記載から、当業者であれば、容易に本発明を再現できる。以下に記載された発明の実施の形態及び具体的な実施例等は、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図ならびに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々に修飾ができることは、当業者にとって明らかである。 The objects, features, advantages, and ideas of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the description of the present specification, and those skilled in the art can easily reproduce the present invention from the description of the present specification. it can. The embodiments and specific examples of the invention described below show preferred embodiments of the present invention, and are shown for illustration or explanation. It is not limited. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made based on the description of the present specification within the spirit and scope of the present invention disclosed herein.
本発明にかかる発電システムの好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。 A preferred embodiment of a power generation system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明に係る発電システム1は、内燃機関100とボイラ200から構成されるが、図1には、さらにコジェネレーションシステム300を併備している発電システムを示す。
A power generation system 1 according to the present invention includes an
内燃機関100は、通常火力発電に用いられている内燃機関であればその規模や構造に制限がなく当業者が適宜選択できる。例えば、ディーゼルエンジンが例示できる。この内燃機関100は燃料を燃焼するための燃焼部101と、発電するための発電部102とを有し、その燃焼部における燃焼後の未燃焼燃料成分を含む排ガスを排出するための排出口103を備えている。本発電システムを構成するボイラ200は、内燃機関100の排出口103から排出された排ガスを受け入れる受入口201を備えている。このボイラ200の構造上の特徴は、特に限定されず、燃料を燃焼させて熱や水蒸気をつくることのできるボイラの中から当業者が適宜選択することができる。例えば、水管ボイラや丸ボイラ等が例示できる。また、圧力検出器、安全弁、消防設備などの安全設備を設置してもよい。さらに、一つの内燃機関に対して複数のボイラを設けてもよい。この際、各ボイラに内燃機関からの排ガスの受入口を設ける必要がある。
As long as the
本発明に係る内燃機関は、当業者に周知の、燃料を燃焼して発電する他の発電方式機関で置き換えてもよい。その発電方式としては、例えば、ガス燃料や液体燃料を燃やして発生させた燃焼ガスでタービンを回転させることを特徴とするガスタービン方式、あるいは、ボイラで燃料を燃焼し、水を熱することによって高温高圧の蒸気を発生させ、この蒸気によって蒸気タービンを回転させることを特徴とする汽力方式等が挙げられるが、制限はなく、必要とされる熱効率、出力等の条件に応じて当業者が適宜選択することができる。 The internal combustion engine according to the present invention may be replaced with another power generation type engine that generates power by burning fuel, which is well known to those skilled in the art. As the power generation method, for example, a gas turbine method characterized by rotating a turbine with combustion gas generated by burning gas fuel or liquid fuel, or by burning fuel with a boiler and heating water A steaming system characterized by generating steam at high temperature and high pressure and rotating the steam turbine by this steam is mentioned, but there is no limitation, and a person skilled in the art appropriately determines the conditions such as required thermal efficiency and output. You can choose.
内燃機関で燃焼される燃料は、石油や液化天然ガスなどの液体燃料や天然ガス、石炭ガス、メタン発酵ガスなどの気体燃料が好ましいが、これらに制限されない。例えば汽力発電方式では、石炭などの固形燃料も使用でき、選択した発電方式機関に適した燃料を当業者が適宜選択できる。 The fuel burned in the internal combustion engine is preferably a liquid fuel such as petroleum or liquefied natural gas, or a gaseous fuel such as natural gas, coal gas, or methane fermentation gas, but is not limited thereto. For example, in the steam power generation system, solid fuel such as coal can be used, and a person skilled in the art can appropriately select a fuel suitable for the selected power generation system engine.
さらに、本発明に係る発電システムにおいて、内燃機関100における発電の工程で発生した排ガスから熱回収することが好ましく、この熱回収のためにコジェネレーション設備300を設けることが好ましい。その際、コジェネレーション設備により熱回収された排ガスを、ボイラ200の受入口201へ送る送ガス管には、バルブ400と401を設け、内燃機関100から排出される排ガスを、大気中に放出するように切り換えたり、ボイラ200へ送るように切り換えたりすることが好ましい。これらのバルブ400〜401の切り換えは手動で行ってもよいが、制御装置等によって自動的に制御することが好ましい。
Furthermore, in the power generation system according to the present invention, it is preferable to recover heat from the exhaust gas generated in the power generation process in the
このコジェネレーション設備により回収された熱の利用法は制限されず、水を熱し、蒸気や温水として活用することができる。例えば、得られた蒸気により蒸気タービンを回転させて二次的発電に利用することも、得られた温水をボイラ200に供給することもできる。この場合は、ボイラ200に冷水を供給する場合に比較し、燃料使用量の削減効果があり、省エネルギーに寄与できる。ここで、本発電システムに備えられるコジェネレーション設備は、排ガスからの熱回収ができる範囲で特に限定がなく、当業者が周知の設備から適宜選択することができる。
The method of using the heat recovered by this cogeneration facility is not limited, and water can be heated and used as steam or hot water. For example, the steam obtained by rotating the steam turbine can be used for secondary power generation, or the obtained hot water can be supplied to the
これまでは、内燃機関から排出される未燃焼燃料成分を含む排ガスが直接大気中に放出されていた。しかし、ボイラ200では、内燃機関から排出される排ガス中に含まれる未燃焼燃料成分を燃焼する。この燃焼のため必要な燃焼用空気を供給するため、ボイラ200には燃焼空気供給口202を設けることが好ましい。ここで、内燃機関100あるいはコジェネレーション設備300から送られる排ガスに含まれる未燃焼燃料成分のみでは燃焼量が不足する場合、ボイラ200へ追加燃料を供給することで、燃焼量を制御することができる。この追加燃料は、ボイラ200で使用可能な燃料であれば、石油や液化天然ガスなどの液体燃料、天然ガスやメタン発酵ガスなどの気体燃料、あるいは石炭などの固形燃料でもよく、特に制限されない。
Until now, exhaust gas containing unburned fuel components discharged from an internal combustion engine has been directly released into the atmosphere. However, the
この、ボイラ200での燃焼によって得られる熱は直接大気中に排出してもよいが、回収して有効利用してもよい。例えば、直接二次的発電に利用してもよく、あるいは、ボイラ200からの排ガスをコジェネレーション設備へ送り、この排ガスからさらに熱回収し、ここで回収された熱で、水を熱し、蒸気や温水として活用してもよい。例えば、得られた蒸気により蒸気タービンを回転させて二次的発電に利用することも、得られた温水をボイラ200に供給することもできる。 ここで、コジェネレーション設備は、内燃機関100における発電の工程で発生した排ガスから熱回収するコジェネレーション設備300であってもよく、独立にボイラ200からの排ガスから熱回収するコジェネレーション設備を設けてもよい。例えば、図1に示したようにコジェネレーション設備300を用いる場合、バルブ402と403を設け、ボイラ200から排出された排ガスを、大気中に排出するように切り替えたり、コジェネレーション設備300へ送るように切り替えたりすることが好ましい。その場合、コジェネレーション設備300に送る排ガス逆流を防ぐための逆止弁や、その排ガス圧力を調節するための圧力弁をバルブ403に併設してもよい。なお、これらのバルブ402〜403の切り換えは手動で行ってもよいが、制御装置等によって自動的に制御することが好ましい。
The heat obtained by the combustion in the
このように、本発明の発電システムによると、この未燃焼燃料成分をボイラ200における燃料として有効利用することができ、加えて、ボイラ200でこの未燃焼燃料成分を燃焼することによって排ガスが清浄化される。
As described above, according to the power generation system of the present invention, the unburned fuel component can be effectively used as the fuel in the
1 発電システム
100 内燃機関
101 燃焼部
102 発電部
103 排出口
200 ボイラ
201 受入口
202 燃焼空気供給口
300 コジェネレーションシステム
400〜403 バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記排出口から排出された排ガスを受け入れる受入口を備える、前記未燃焼燃料成分を燃焼するためのボイラと、を備えることを特徴とする発電システム。 An internal combustion engine comprising a combustion section for burning fuel, a power generation section for generating electric power, and an exhaust port for discharging exhaust gas containing unburned fuel components after burning the fuel;
A power generation system comprising: a boiler for combusting the unburned fuel component, comprising a receiving port for receiving exhaust gas discharged from the discharge port.
前記内燃機関から排出された排ガスから熱回収するためのコジェネレーション設備を備え、
前記ボイラが、前記コジェネレーション設備によって熱回収された排ガスを受け入れることを特徴とする発電システム。 The power generation system according to claim 1,
Comprising a cogeneration facility for recovering heat from the exhaust gas discharged from the internal combustion engine,
The power generation system, wherein the boiler receives exhaust gas heat-recovered by the cogeneration facility.
前記コジェネレーション設備は、前記ボイラから排出された排ガスから熱回収することを特徴とする発電システム。 The power generation system according to claim 1 or 2,
The power generation system, wherein the cogeneration facility recovers heat from exhaust gas discharged from the boiler.
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