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JP5917348B2 - Water purification equipment with water purification equipment operation and power generation equipment - Google Patents

Water purification equipment with water purification equipment operation and power generation equipment Download PDF

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JP5917348B2
JP5917348B2 JP2012200019A JP2012200019A JP5917348B2 JP 5917348 B2 JP5917348 B2 JP 5917348B2 JP 2012200019 A JP2012200019 A JP 2012200019A JP 2012200019 A JP2012200019 A JP 2012200019A JP 5917348 B2 JP5917348 B2 JP 5917348B2
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Description

本発明は、浄水設備の運転方法及び発電設備を併設した浄水設備にかかり、特にガスタービン発電設備を併設した浄水設備の運転方法及び浄水設備に関する。   The present invention relates to an operation method of a water purification facility and a water purification facility provided with a power generation facility, and more particularly to an operation method and a water purification facility of a water purification facility provided with a gas turbine power generation facility.

浄水場は、河川水などの原水から、土砂などの固形物を除去し、殺菌消毒したのち、配水場に送水する施設である。浄水場では、河川などから取水するポンプ動力、水を撹拌し、沈殿、ろ過させるための動力、配水場に水を送水するための動力、汚泥などの沈殿物を処理するための動力などが必要である。これらの動力を安定して確保する観点から、発電設備を備えた浄水場が着目されている。   A water purification plant is a facility that removes solids such as earth and sand from raw water such as river water, disinfects it, and then sends it to a water distribution plant. Water purification plants need pump power to take water from rivers, power to stir, precipitate and filter water, power to send water to water distribution plants, power to treat sediment such as sludge It is. From the viewpoint of stably securing these powers, water purification plants equipped with power generation facilities are attracting attention.

浄水場にガスエンジンまたはガスタービンを設置する例として、例えば、特許文献1および特許文献2に開示されたものがある。また、これら特許文献1および特許文献2には、懸濁物を沈殿させるための凝集剤を注入する前に、原水にガスタービンの排ガスを接触させて、原水を酸性側にpH調整することが提案されている。これにより、凝集剤の効果が高まるとともに、従来用いられている硫酸などのpH調整剤が不要になる利点がある。また、ガスタービンの排ガスを原水に接触させることにより、排ガス中の窒素酸化物を原水に取り込むことができ、脱硝のための装置が不要又は小型になる利点がある。   As an example which installs a gas engine or a gas turbine in a water purification plant, there exist some which were indicated by patent documents 1 and patent documents 2, for example. Moreover, in these patent documents 1 and patent documents 2, before inject | pouring the flocculant for precipitating a suspension, the waste water of a gas turbine is made to contact raw water, and pH of raw water is adjusted to the acid side. Proposed. As a result, the effect of the flocculant is enhanced, and there is an advantage that a conventionally used pH adjusting agent such as sulfuric acid becomes unnecessary. Further, by bringing the exhaust gas of the gas turbine into contact with the raw water, nitrogen oxides in the exhaust gas can be taken into the raw water, and there is an advantage that an apparatus for denitration is unnecessary or downsized.

特開2004−66059号公報JP 2004-66059 A 特開2005−54650号公報JP 2005-54650 A

特許文献1および特許文献2で提案されている方法は、排ガスを浄水場の原水に直接接触させるものである。このため、大量の排ガスを水中に注入するための動力と、排ガスと原水が充分に気液接触するための反応空間が必要となり、経済性を高めることが容易ではない。   The method proposed in Patent Document 1 and Patent Document 2 is to bring exhaust gas into direct contact with raw water of a water purification plant. For this reason, a power for injecting a large amount of exhaust gas into water and a reaction space for sufficient gas-liquid contact between the exhaust gas and raw water are required, and it is not easy to improve economy.

本発明の目的は、発電設備を併設した浄水設備において、浄水設備の被処理水(原水)のpH調整剤として発電設備の運転に由来する酸性成分を容易に利用可能とし、経済性をより高めることが可能な浄水設備の運転方法及び発電設備を併設した浄水設備を提供することにある。   An object of the present invention is to make it possible to easily use an acidic component derived from the operation of a power generation facility as a pH adjuster of water to be treated (raw water) of the water purification facility in a water purification facility provided with a power generation facility, thereby further improving economy. An object of the present invention is to provide a water purification facility equipped with an operation method of a water purification facility and a power generation facility.

本発明は、ガスタービンの圧縮機への大気の吸気から燃焼器への圧縮空気の供給までの間に空気を加湿する過程で発生した酸性水であって、吸気へ水を噴霧する吸気噴霧冷却装置で発生するドレン水を、浄水設備の被処理水(原水)のpH調整剤として用いることを特徴とする。 The present invention relates to acidic water generated in the process of humidifying air between the intake of air to the compressor of a gas turbine and the supply of compressed air to the combustor, and the intake spray cooling that sprays water to the intake The drain water generated in the apparatus is used as a pH adjuster for water to be treated (raw water) of water purification equipment.

本発明によれば、浄水設備の被処理水のpH調整剤として発電設備に由来する酸性成分を容易に利用することができ、浄水設備の経済性をより高めることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the acidic component derived from a power generation facility can be utilized easily as a pH adjuster of the to-be-processed water of a water purification facility, and the economical efficiency of a water purification facility can be improved more.

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

本発明の一実施例である発電設備を備えた浄水設備を示す概略系統図。The schematic system diagram which shows the water purification equipment provided with the power generation equipment which is one Example of this invention. 本発明の他の実施例である発電設備を備えた浄水設備を示す概略系統図。The schematic system diagram which shows the water purification equipment provided with the power generation equipment which is the other Example of this invention. 本発明の更に他の実施例である発電設備を備えた浄水設備を示す概略系統図。The schematic system diagram which shows the water purification equipment provided with the power generation equipment which is further another Example of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施例である発電設備を併設した発電設備の構成を示す概略系統図である。浄水設備200と発電設備100は、必ずしも同じ敷地内に立地する必要はないが、配管で相互に接続されており、水や排ガスを授受できるように構成されている。また、本実施例では、発電設備100によって発生した電力を、浄水設備200で利用可能に構成されている。   FIG. 1 is a schematic system diagram showing a configuration of a power generation facility provided with a power generation facility according to an embodiment of the present invention. The water purification facility 200 and the power generation facility 100 do not necessarily have to be located in the same site, but are connected to each other by pipes and configured to exchange water and exhaust gas. In the present embodiment, the power generated by the power generation facility 100 can be used by the water purification facility 200.

本実施例では、発電設備100として、高湿分空気利用ガスタービン発電システムが用いられている。後で詳述するが、浄水設備に併設する発電設備として高湿分空気利用ガスタービン発電システムを用いることは、浄水設備の経済性を高め、また、高湿分空気利用ガスタービン発電システム自体の経済性も高めることができる特徴的な構成である。   In this embodiment, a high-humidity air-utilizing gas turbine power generation system is used as the power generation facility 100. As will be described in detail later, the use of a high-humidity air-utilizing gas turbine power generation system as a power generation facility attached to the water purification facility improves the economics of the water purification facility, and the high-humidity air-utilizing gas turbine power generation system itself. This is a characteristic configuration that can also improve economic efficiency.

ガスタービン本体は、空気を圧縮して吐出する圧縮機2、圧縮空気と燃料とを混合して燃焼する燃焼器4、燃焼器が生成する燃焼ガスにより駆動されるタービン1が主要な機器である。圧縮機2とタービン1を連結するシャフト5は、図示しない減速機、発電機に接続されており、発電した電力を系統に送電可能となっている。   The main components of the gas turbine main body are a compressor 2 that compresses and discharges air, a combustor 4 that mixes and burns compressed air and fuel, and a turbine 1 that is driven by combustion gas generated by the combustor. . The shaft 5 that connects the compressor 2 and the turbine 1 is connected to a reduction gear and a generator (not shown), and can transmit the generated power to the system.

圧縮機2の吸気ダクト3には、大気93に水94を噴霧して空気を冷却する吸気噴霧冷却装置14が設けられている。   The intake duct 3 of the compressor 2 is provided with an intake spray cooling device 14 that sprays water 94 on the atmosphere 93 to cool the air.

圧縮機2から吐出された圧縮空気が燃焼器4に至る経路には、圧縮により高温となった空気を循環水により冷却して熱を回収する空気冷却器21、空気冷却器21およびエコノマイザ16で生成した高温の循環水により圧縮空気を加湿する加湿装置(増湿塔)7、排ガス13を熱源として、加湿装置7で加湿された空気を加熱する再生熱交換器12が設置され、これらは配管41、配管42、配管43、配管47で接続されている。   In the path where the compressed air discharged from the compressor 2 reaches the combustor 4, an air cooler 21, an air cooler 21, and an economizer 16 that recovers heat by cooling the air that has become hot due to compression with circulating water. A humidifier (humidifier) 7 for humidifying the compressed air with the generated high-temperature circulating water and a regenerative heat exchanger 12 for heating the air humidified by the humidifier 7 are installed using the exhaust gas 13 as a heat source. 41, a pipe 42, a pipe 43, and a pipe 47.

加湿装置7は、充填物72を内蔵した容器であり、空気冷却器21とエコノマイザ16で熱回収して生成した高温の循環水を充填物72の上方に設置された液分散器(図示せず)から散布し、充填物72の表面を流下する熱水と、充填物72の下方から上向きに流れる空気の気液直接接触により、空気が加湿される構造となっている。加湿装置7の下部容器62には、充填物72表面を流下した水(加湿装置で蒸発しなかった水)が収集され、ポンプ63により加圧されて、配管34を経由してエコノマイザ16へ給水されるとともに、配管33を経由して空気冷却器21へ給水されるよう構成されている。エコノマイザ16あるいは空気冷却器21で熱回収し加熱された循環水は、再び加湿装置7の充填物72の上方の液分散器に供給されるよう、配管系が構成されている。   The humidifier 7 is a container containing a filling 72, and a liquid disperser (not shown) in which high-temperature circulating water generated by heat recovery by the air cooler 21 and the economizer 16 is installed above the filling 72. ), And the hot water flowing down the surface of the filling 72 and the air-liquid direct contact between the air flowing upward from the bottom of the filling 72 and the air is humidified. In the lower container 62 of the humidifier 7, water flowing down the surface of the filling 72 (water that has not evaporated by the humidifier) is collected, pressurized by the pump 63, and supplied to the economizer 16 via the pipe 34. In addition, water is supplied to the air cooler 21 via the pipe 33. The piping system is configured so that the circulating water heated and recovered by the economizer 16 or the air cooler 21 is supplied again to the liquid distributor above the filling 72 of the humidifier 7.

加湿された圧縮空気は再生熱交換器12により加熱され、加熱された加湿空気は燃焼器4に供給され、燃料95と混合して燃料を燃焼させる。燃焼器4で生成した燃焼ガスはタービン1を駆動して、排ガス13としてタービン1から排気される。さらに、タービン1からの排ガス13は、再生熱交換器12、エコノマイザ16を経由し、浄水設備200へ供給され、最終的にはスタック54から排出されるよう、配管系が構成されている。   The humidified compressed air is heated by the regenerative heat exchanger 12, and the heated humidified air is supplied to the combustor 4 and mixed with the fuel 95 to burn the fuel. The combustion gas generated by the combustor 4 drives the turbine 1 and is exhausted from the turbine 1 as exhaust gas 13. Further, the exhaust gas 13 from the turbine 1 is supplied to the water purification facility 200 via the regenerative heat exchanger 12 and the economizer 16, and the piping system is configured to be finally discharged from the stack 54.

浄水設備200は、河川やダムなどの水源からポンプにより原水を取水する取水過程22、取水した原水(被処理水)を受け入れる貯槽である着水井23、原水に凝集剤29を混合し、フロックと呼ばれる大きな塊を形成するフロック形成過程24、ろ過膜によりフロックを含む固形物をろ過する膜ろ過過程25、ろ過水に塩素61を注入して殺菌消毒した浄水を貯える配水池26、配水池26の浄水をポンプにより事業所や家庭など水の需要地へ送水する送水過程27から構成される。また、凝集剤29の注入前にpH調整剤を原水に注入し、原水のpH調整が行われる。   The water purification equipment 200 mixes flocculant 29 with a water intake process 23 in which raw water is taken from a water source such as a river or a dam, a receiving well 23 that is a storage tank that receives the raw water (treated water), and flocs. The floc formation process 24 for forming a large mass called a membrane filtration process 25 for filtering solid matter containing flocs by a filtration membrane, the distribution reservoir 26 for storing purified water sterilized by injecting chlorine 61 into the filtered water, and the distribution reservoir 26 It consists of a water supply process 27 that supplies purified water to a water demand area such as a business establishment or home by a pump. Further, the pH adjusting agent is injected into the raw water before the flocculant 29 is injected, and the pH of the raw water is adjusted.

本実施例の特徴的な構成は、pH調整剤として発電設備の運転に由来する酸性成分を利用する点にある。発電設備の運転に由来する酸性成分として、従来は、排ガスに含まれる成分を用いており、排ガスをそのままpH調整に用いている。本実施例では、ガスタービンの圧縮機への大気の吸気から燃焼器への圧縮空気の供給までの間に空気を加湿する過程で発生した酸性水をpH調整剤として用いている。即ち、本実施例では、吸気噴霧冷却装置14から発生する噴霧水のドレン水や、加湿装置7の下部容器62に収集された水(加湿装置で蒸発しなかった水)をpH調整剤として用いている。具体的な構成要素としては、吸気噴霧冷却装置14で発生する噴霧水のドレン水をpH調整剤容器28(pH調整剤供給装置)に供給するドレン水供給系として配管65を備えており、また、加湿装置7において蒸発しなかった水をpH調整剤容器28に供給する水供給系として加湿装置7の下部容器62に収集された水を加圧するポンプ63から水を導入する配管67と配管67の途中に設置された弁66を備えている。また、pH調整剤容器28のpH調整剤を着水井23に供給する配管49を備えている。   A characteristic configuration of the present embodiment is that an acidic component derived from the operation of the power generation facility is used as a pH adjuster. Conventionally, as an acidic component derived from the operation of a power generation facility, a component contained in exhaust gas is used, and the exhaust gas is directly used for pH adjustment. In the present embodiment, acidic water generated in the process of humidifying air between the intake of the atmosphere to the compressor of the gas turbine and the supply of compressed air to the combustor is used as a pH adjuster. That is, in this embodiment, the drain water generated from the intake spray cooling device 14 or the water collected in the lower container 62 of the humidifying device 7 (water that has not been evaporated by the humidifying device) is used as the pH adjusting agent. ing. As a specific component, a pipe 65 is provided as a drain water supply system that supplies the drain water generated by the intake spray cooling device 14 to the pH adjuster container 28 (pH adjuster supply device). A pipe 67 and a pipe 67 for introducing water from a pump 63 that pressurizes the water collected in the lower container 62 of the humidifier 7 as a water supply system for supplying water that has not evaporated in the humidifier 7 to the pH adjuster container 28. Is provided with a valve 66 installed in the middle. Further, a pipe 49 for supplying the pH adjusting agent in the pH adjusting agent container 28 to the landing well 23 is provided.

また、本実施例の特徴的な他の構成としては、エコノマイザ16から排出された排ガス68を熱源として、膜ろ過過程25で発生した汚泥から水分を除去、乾燥させて減容する汚泥処理過程60を有することや、高湿分空気利用ガスタービン発電システムの加湿装置7への補給水として浄水設備で得られた浄水を用いるようにしたことである。加湿装置7へ浄水設備の浄水を供給する浄水供給系として、膜ろ過過程25を経た浄水を加圧するポンプ91、脱塩装置75、配管31を有している。浄水供給系は、浄水設備の原水ろ過過程の下流かつ消毒過程の上流から分岐している。   Further, as another characteristic configuration of the present embodiment, a sludge treatment process 60 in which the exhaust gas 68 discharged from the economizer 16 is used as a heat source to remove moisture from the sludge generated in the membrane filtration process 25 and dry to reduce the volume. In addition, the purified water obtained by the water purification equipment is used as makeup water for the humidifying device 7 of the high-humidity air-utilizing gas turbine power generation system. As a purified water supply system that supplies purified water from the water purification facility to the humidifier 7, the pump 91 that pressurizes the purified water that has passed through the membrane filtration process 25, a desalinator 75, and a pipe 31 are provided. The purified water supply system is branched from downstream of the raw water filtration process of the water purification facility and upstream of the disinfection process.

次に、本実施例による浄水設備200および発電設備100の動作を説明する。   Next, operations of the water purification facility 200 and the power generation facility 100 according to the present embodiment will be described.

発電設備100では、大気93は、吸気ダクト3に設置された図示しない吸気フィルタによって煤塵などを除去されたあと、吸気噴霧冷却装置14で水94が微細な液滴として噴霧される。吸気噴霧冷却装置14の内部で、水94の一部が蒸発することにより大気93は冷却される。蒸発しなかった微細な液滴の一部は、大気93の流れと同伴して圧縮機2に吸入される。蒸発しなかった微細な液滴の別の一部は、吸気ダクト3の内部で壁面等に衝突し、ドレン水として配管65を介してpH調整剤容器28に供給される。このとき、大気93には、地球上での化石燃料の燃焼や、火山の噴火等に由来する微量の亜硫酸ガスが含まれており、これらは微細な液滴である水94に吸収され、ドレン水には微量の亜硫酸イオンが含まれている。従って、ドレン水は発電設備に由来する酸性成分を含み、圧縮機への吸気空気を加湿する過程で発生した酸性水となる。   In the power generation facility 100, the air 93 is sprayed as fine droplets by the intake spray cooling device 14 after dust and the like are removed by an intake filter (not shown) installed in the intake duct 3. The air 93 is cooled by evaporating a part of the water 94 inside the intake spray cooling device 14. Some of the fine droplets that have not evaporated are sucked into the compressor 2 along with the flow of the air 93. Another part of the fine droplets that have not evaporated collides with the wall surface or the like inside the intake duct 3 and is supplied as drain water to the pH adjuster container 28 via the pipe 65. At this time, the atmosphere 93 contains a small amount of sulfurous acid gas derived from the burning of fossil fuels on the earth, volcanic eruptions, etc., and these are absorbed by the water 94, which is fine droplets, and drained. Water contains a very small amount of sulfite ion. Accordingly, the drain water contains acidic components derived from the power generation equipment, and becomes acidic water generated in the process of humidifying the intake air to the compressor.

大気93は、圧縮器2で圧縮される過程で、空気の温度と圧力が上昇すると、噴霧された水94の微細な液滴が蒸発し、蒸発潜熱を奪うことにより空気が冷却される。吸気噴霧冷却装置14および圧縮機2での冷却により、圧縮される空気の体積が減少するため、圧縮機2の圧縮動力が低減され、ガスタービンの熱効率が向上する。   When the temperature and pressure of the air rise in the process of being compressed by the compressor 2, the fine air droplets of the sprayed water 94 are evaporated, and the air is cooled by taking away the latent heat of evaporation. Since the volume of the compressed air is reduced by the cooling by the intake spray cooling device 14 and the compressor 2, the compression power of the compressor 2 is reduced, and the thermal efficiency of the gas turbine is improved.

圧縮機2から吐出される圧縮空気は、空気冷却器21によって冷却される。冷却する理由は、加湿装置7の充填物72から流下する水の温度を可及的に低下させ、エコノマイザ16への給水温度を低下させ、エコノマイザ16から排出される排ガス68の温度を低下させることにより、システムとしての排熱回収量を増加させるためである。空気冷却器21で冷却された圧縮空気は、配管42により加湿装置7の充填物72の下部から供給され、充填物72の上方から散布されて流下する熱水と、充填物72の表面で気液接触を繰返し、飽和水蒸気圧となるまで加湿される。充填物72の上方から散布された熱水は、加湿により蒸発した分の流量が減少し、蒸発しなかった水が加湿装置7の下部容器62に収集される。   The compressed air discharged from the compressor 2 is cooled by the air cooler 21. The reason for cooling is to reduce the temperature of the water flowing down from the filling 72 of the humidifier 7 as much as possible, to lower the temperature of the water supply to the economizer 16, and to reduce the temperature of the exhaust gas 68 discharged from the economizer 16. This is to increase the amount of exhaust heat recovered as a system. The compressed air cooled by the air cooler 21 is supplied from the lower part of the filler 72 of the humidifier 7 through the pipe 42, and is sprayed from the upper part of the filler 72 and flows down on the surface of the filler 72. Repeated liquid contact and humidified until saturated water vapor pressure is reached. The flow rate of the hot water sprayed from above the filling 72 is reduced by the humidification, and the water that has not evaporated is collected in the lower container 62 of the humidifier 7.

下部容器62に収集された水は、ポンプ63により加圧されて、一部は配管34を経由してエコノマイザ16へ給水され、エコノマイザ16で排ガス13により加熱されて、再び加湿装置7の上部空間の液分散器に供給される。一方、ポンプ63により加圧された水の別の一部は、配管33を経由して空気冷却器21へ供給され、圧縮機2の高温の吐出空気により加熱されて、再び加湿装置7の上部空間の液分散器に供給される。ポンプ63により加圧された水のさらに別の一部(循環水の一部)は、配管67と弁66を経由して、pH調整剤容器28へ供給される。   The water collected in the lower container 62 is pressurized by the pump 63, and part of the water is supplied to the economizer 16 via the pipe 34, heated by the exhaust gas 13 in the economizer 16, and again in the upper space of the humidifier 7. To the liquid distributor. On the other hand, another part of the water pressurized by the pump 63 is supplied to the air cooler 21 via the pipe 33 and is heated by the high-temperature discharge air of the compressor 2, so that the upper portion of the humidifying device 7 is again formed. It is supplied to the liquid distributor in the space. Still another part of the water pressurized by the pump 63 (a part of the circulating water) is supplied to the pH adjuster container 28 via the pipe 67 and the valve 66.

この加湿装置7では、充填物72の表面で、空気に対して循環水が繰り返し気液接触するため、空気中に含まれる微量の亜硫酸ガスを吸収し、水中には亜硫酸イオンが蓄積していく。この亜硫酸イオンの濃度は、弁66の開度調整により、水の抜き出し量を調整することで制御できる。本実施例では、pH調整剤容器28の水素イオン濃度pHが約4となるように調整する。従って、加湿装置から排出される循環水の一部(加湿装置で蒸発しなかった水)は発電設備に由来する酸性成分を含み、燃焼器へ供給する圧縮空気を加湿する過程で発生した酸性水となる。なお、配管67による水の抜き出しにより、加湿装置7の循環水量が減少してくるので、本実施例では、配管31から清浄な水を補給して、下部容器62の水位が一定になるように制御している。また、清浄な水を供給することは、循環水の水質が一定になるように制御することでもある。   In this humidifier 7, since the circulating water repeatedly makes gas-liquid contact with the air on the surface of the filling 72, a small amount of sulfurous acid gas contained in the air is absorbed, and sulfite ions accumulate in the water. . The concentration of this sulfite ion can be controlled by adjusting the amount of water extracted by adjusting the opening of the valve 66. In this embodiment, the pH adjuster container 28 is adjusted so that the hydrogen ion concentration pH is about 4. Therefore, part of the circulating water discharged from the humidifier (water that has not evaporated in the humidifier) contains acidic components derived from the power generation equipment, and is generated in the process of humidifying the compressed air supplied to the combustor. It becomes. In addition, since the amount of circulating water in the humidifier 7 is reduced by extracting water through the pipe 67, in this embodiment, clean water is supplied from the pipe 31 so that the water level of the lower container 62 becomes constant. I have control. Moreover, supplying clean water also means controlling the quality of the circulating water to be constant.

加湿装置7で加湿された圧縮空気は、再生熱交換器12で排ガス13により加熱されて、配管47から燃焼器4に供給される。燃焼器4では、加湿空気とともに燃料95を燃焼させ、高温の燃焼ガスを生成する。この高温の燃焼ガスは、タービン1に供給され、静翼と動翼とを通過することにより、ブレイトンサイクルの膨張過程を経て、熱エネルギーが回転運動エネルギーに変換される。回転運動エネルギーは、同じ軸に連結された圧縮機2を駆動することに消費されるとともに、図示しない発電機により、電気エネルギーとして取り出される。この際、加湿装置7により、圧縮空気に加湿しているため、タービン1を駆動する流体の質量流量が、圧縮機2で圧縮した流体の質量流量よりも増加していることから、通常のガスタービンと比較してより多くのエネルギーを取り出すことができ、プラント熱効率の向上に寄与する。   The compressed air humidified by the humidifier 7 is heated by the exhaust gas 13 by the regenerative heat exchanger 12 and supplied to the combustor 4 from the pipe 47. In the combustor 4, the fuel 95 is combusted together with the humidified air to generate high-temperature combustion gas. This high-temperature combustion gas is supplied to the turbine 1 and passes through the stationary blade and the moving blade, whereby the thermal energy is converted into rotational kinetic energy through the expansion process of the Brayton cycle. The rotational kinetic energy is consumed to drive the compressor 2 connected to the same shaft, and is extracted as electric energy by a generator (not shown). At this time, since the humidified device 7 humidifies the compressed air, the mass flow rate of the fluid that drives the turbine 1 is higher than the mass flow rate of the fluid compressed by the compressor 2. More energy can be extracted compared to the turbine, which contributes to improved plant thermal efficiency.

タービン1での膨張過程を経て排出された排ガス13は、再生熱交換器12で、加湿装置で加湿された圧縮空気(湿り圧縮空気)の加熱に利用される。さらに、再生熱交換器12から排出された排ガス13は、エコノマイザ16へ供給され、配管34から供給される加湿装置7の循環水を加熱するために利用される。エコノマイザ16から排出された排ガス68は、汚泥処理過程60に導かれる。汚泥処理過程60では、排ガス68を熱源として汚泥を加熱し、乾燥させる。乾燥した汚泥は、土として排出される。汚泥を乾燥後の排ガス68は、スタック54から大気中に放出される。   The exhaust gas 13 discharged through the expansion process in the turbine 1 is used by the regenerative heat exchanger 12 to heat the compressed air (humid compressed air) humidified by the humidifier. Further, the exhaust gas 13 discharged from the regenerative heat exchanger 12 is supplied to the economizer 16 and used to heat the circulating water of the humidifier 7 supplied from the pipe 34. The exhaust gas 68 discharged from the economizer 16 is guided to the sludge treatment process 60. In the sludge treatment process 60, the sludge is heated and dried using the exhaust gas 68 as a heat source. The dried sludge is discharged as soil. The exhaust gas 68 after drying the sludge is discharged from the stack 54 into the atmosphere.

一方、浄水設備200では、取水過程22で河川やダムなどの水源から図示しないポンプにより原水を取水し、原水は着水井23に供給される。着水井23では、凝集剤29の注入とフロック形成過程24に先立ち、pH調整剤容器28から、pH調整剤が注入される。pH調整剤は、凝集剤29が効率よく作用する水素イオン濃度(pH)条件に調整するためのものである。原水がこの目標のpH条件よりもアルカリ性の場合には酸性のpH調整剤が注入され、原水が目標の条件よりも酸性の場合には、アルカリ性のpH調整剤が注入される。凝集剤29としては、PAC(ポリ塩化アルミニウム)や硫酸バンドと呼ばれるものが一般的に使用され、pH=7付近がもっとも効率よく凝集効果を得ることができる。近年では、河川水などの富栄養化が進み、原水のpHが高い例が多くみられ、その場合は、硫酸など、酸性のpH調整剤が用いられる。本実施例では、凝集剤29としてPACを使用し、酸性のpH調整剤が必要となる場合を想定しており、pH調整剤として、配管65および配管67から供給される亜硫酸イオンを含むpH=4程度の酸性水を利用する。これにより、吸気噴霧冷却装置で発生するドレン水と、加湿装置7の水質維持のために抜き出した循環水の有効利用ができるとともに、浄水場の凝集過程のためのpH調整剤の外部調達を不要または低減することができ、経済性が向上する。また、本実施例では、高湿分利用ガスタービン発電システムで発生するドレン水や循環水をpH調整剤容器に移送する供給系を設けるだけで良いので、排ガスを原水に直接接触させる場合に必要となる、大量の排ガスを水中に注入するための動力や、排ガスと原水が充分に気液接触するための反応空間などの、大きな動力や大きな設備は不要であり、経済性がより向上する。   On the other hand, in the water purification facility 200, raw water is taken from a water source such as a river or a dam by a pump (not shown) in the water intake process 22, and the raw water is supplied to the landing well 23. In the landing well 23, the pH adjusting agent is injected from the pH adjusting agent container 28 prior to the injection of the flocculant 29 and the floc forming process 24. The pH adjuster is for adjusting to a hydrogen ion concentration (pH) condition in which the flocculant 29 acts efficiently. An acidic pH adjuster is injected when the raw water is more alkaline than the target pH condition, and an alkaline pH adjuster is injected when the raw water is acidic than the target condition. As the aggregating agent 29, what is called PAC (polyaluminum chloride) or a sulfuric acid band is generally used, and the aggregating effect can be most efficiently obtained around pH = 7. In recent years, eutrophication of river water and the like has progressed, and there are many cases where the pH of raw water is high. In that case, an acidic pH adjuster such as sulfuric acid is used. In the present embodiment, it is assumed that PAC is used as the flocculant 29 and an acidic pH adjuster is required, and pH = sulfuric acid ions supplied from the pipe 65 and the pipe 67 are used as the pH adjuster. Use about 4 acidic water. As a result, the drain water generated in the intake spray cooling device and the circulating water extracted for maintaining the water quality of the humidifying device 7 can be used effectively, and there is no need to procure a pH adjuster for the coagulation process of the water purification plant. Or it can reduce, and economical efficiency improves. In addition, in this embodiment, it is only necessary to provide a supply system for transferring drain water or circulating water generated in the high-humidity gas turbine power generation system to the pH adjuster container, so that it is necessary when exhaust gas is brought into direct contact with raw water. Large power and large equipment such as a power for injecting a large amount of exhaust gas into water and a reaction space for sufficient gas-liquid contact between the exhaust gas and raw water are unnecessary, and the economy is further improved.

pH=7前後に調整された原水は、凝集剤29であるPACを注入され、フロック形成過程24で、フロックを形成する。フロックを含む固形物は、膜ろ過過程25により分離され、汚泥処理過程60に導かれ、乾燥した土に処理される。ろ過水の一部は、ポンプ91により脱塩装置75に供給され、水中に含まれる不純物イオンを除去して加湿装置7へ給水される。ここで不純物イオンを除去する理由は、加湿装置の給水に不純物イオンが含まれている場合、加湿装置内部で不純物が空気に混入し、ガスタービンに流入することを防止するためである。ガスタービンの動作する高温条件では、例えばナトリウム、カリウム等の混入物は、ガスタービンの金属部材を腐食させることが一般に知られている。脱塩装置の方式としては、イオン交換樹脂や、逆浸透膜などが利用可能である。残りのろ過水は、塩素61を注入して殺菌消毒した後、配水池26から送水過程27の図示しないポンプにより、事業所や家庭など水の需要地へ送水される。   The raw water adjusted to around pH = 7 is injected with PAC, which is a flocculant 29, and forms flocs in the floc forming process 24. The solid matter containing floc is separated by the membrane filtration process 25, guided to the sludge treatment process 60, and processed into dry soil. A part of the filtered water is supplied to the desalinator 75 by the pump 91, removes impurity ions contained in the water, and is supplied to the humidifier 7. The reason why the impurity ions are removed here is to prevent impurities from being mixed into the air inside the humidifier and flowing into the gas turbine when the impurity ions are contained in the water supply of the humidifier. Under high temperature conditions in which a gas turbine operates, it is generally known that contaminants such as sodium and potassium corrode metal members of the gas turbine. An ion exchange resin, a reverse osmosis membrane, or the like can be used as a desalting apparatus. The remaining filtered water is sterilized and sterilized by injecting chlorine 61, and is then sent from the distribution reservoir 26 to a place where water is demanded such as a business establishment or a home by a pump (not shown) in the water supply process 27.

また、従来提案されている高湿分空気利用ガスタービン発電システムは、加湿装置7で加湿のために消費する水を補給するため、ガスタービンの排ガスに含まれる湿分を回収する、水回収装置を設置する必要があった。しかし、本実施例では、浄水設備200から配管31によって加湿装置7へ給水することにより、水回収装置が不要となり、水回収装置の運転に必要な排ガスの凝縮潜熱の放熱も不要になることから、発電設備100の高湿分空気利用ガスタービン発電システムの建設費、運転費を低減することが可能となる。この特徴は、発電設備の観点からすれば、高湿分空気利用ガスタービン発電システムを浄水設備に併設することにより、高湿分空気利用ガスタービン発電システム自体の経済性を向上させる効果が得られるということである。従って、発電設備という観点からすれば、ドレン水や循環水をpH調整剤として用いることは副次的な構成である。   Further, a conventionally proposed high-humidity air-utilizing gas turbine power generation system recovers moisture contained in the exhaust gas of the gas turbine in order to replenish water consumed for humidification by the humidifier 7. Needed to be installed. However, in this embodiment, water is supplied from the water purification facility 200 to the humidifier 7 through the pipe 31, so that the water recovery device is not required, and it is not necessary to dissipate the latent heat of condensation of the exhaust gas necessary for the operation of the water recovery device. It is possible to reduce the construction cost and operation cost of the high-humidity air-utilizing gas turbine power generation system of the power generation facility 100. From the viewpoint of the power generation equipment, this feature is advantageous in that the high-humidity air-utilizing gas turbine power generation system is provided with the water purification equipment to improve the economic efficiency of the high-humidity air-utilizing gas turbine power generation system itself. That's what it means. Therefore, from the viewpoint of power generation equipment, using drain water or circulating water as a pH adjuster is a secondary configuration.

また、ガスタービンの排ガス68を利用して汚泥処理過程60で汚泥を乾燥できるため、浄水設備200の運転費も低減可能となる。   Moreover, since the sludge can be dried in the sludge treatment process 60 using the exhaust gas 68 of the gas turbine, the operating cost of the water purification facility 200 can be reduced.

また、浄水設備200の運転に必要な電力を、発電設備100から供給可能とすることにより、系統電源の異常時などでも継続して浄水設備200を運転して需要地に送水することが可能となり、社会生活基盤の安全性を向上することができる。特に、本実施例では、浄水設備に併設する発電設備として、高湿分空気利用ガスタービン発電システムを用いることにより、浄水場に、高効率なガスタービン発電システムが併設可能となり、浄水場のエネルギー自立性をより向上させることができる。   In addition, by making it possible to supply the power necessary for the operation of the water purification facility 200 from the power generation facility 100, it becomes possible to continuously operate the water purification facility 200 and supply water to the demand area even when the system power supply is abnormal. , Can improve the safety of social life infrastructure. In particular, in this example, a highly efficient gas turbine power generation system can be installed in a water purification plant by using a gas turbine power generation system using high humidity air as the power generation facility installed in the water purification plant. Independence can be further improved.

なお、上述の実施例では、高湿分空気利用ガスタービン発電システムとして、吸気噴霧冷却装置を設けている。効率や出力は低下するが、吸気噴霧冷却装置を省略して、加湿装置による空気の加湿だけの構成とし、加湿装置の循環水をpH調整剤として用いるようにしても良い。   In the above-described embodiment, an intake spray cooling device is provided as a gas turbine power generation system using high humidity air. Although the efficiency and output are reduced, the intake spray cooling device may be omitted, and only the humidification of the air by the humidifier may be used, and the circulating water of the humidifier may be used as the pH adjuster.

本発明の他の実施例である発電設備を併設した浄水設備について図2を用いて説明する。   A water purification facility equipped with a power generation facility according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施例の発電設備を併設した浄水設備は、実施例1の発電設備を併設した浄水設備と基本的な構成及び作用は同じなので、両者に共通した説明は省略し、相違する部分のみ以下に説明する。   The water purification facility with the power generation facility of the present embodiment has the same basic configuration and operation as the water purification facility with the power generation facility of the first embodiment, so the description common to both will be omitted, and only the differences will be described below. explain.

本実施例では、発電設備100のエコノマイザ16から排出された排ガス13は、汚泥処理過程60ではなく、水回収装置17に供給される構成となっている。水回収装置17は、装置内部に設置されたスプレイノズルから供給される水と排ガス13との気液直接接触により、排ガス13に含まれる湿分を凝縮させ、下部空間の回収水容器18に回収する構造となっている。また、本実施例の水回収装置は、加湿装置7へ補給する水量の一部のみを回収する小型のものとし、加湿装置7へ補給する水量の残りの部分は、実施例1と同様に配管31により浄水設備200から供給するよう配管されている。水回収装置17で湿分を回収した後の排ガスは、スタック54から系外に排出されるよう構成されている。また、回収水容器18の回収水は、ポンプ92により、一部は冷却器85に供給され、冷却されたのちに再び配管32を経由して水回収装置17のスプレイノズルに供給される構造となっている。ポンプ92で送出される回収水の残りの一部は、配管69と配管70により加湿装置7の下部容器62に接続されており、配管70には弁73が設置されている。ポンプ92で送出される回収水のさらに残りの一部は、配管69および配管71および弁74を経由して、pH調整剤容器28に接続されている。配管69および配管71および弁74が回収水供給系を構成する。   In this embodiment, the exhaust gas 13 discharged from the economizer 16 of the power generation facility 100 is supplied to the water recovery device 17 instead of the sludge treatment process 60. The water recovery device 17 condenses moisture contained in the exhaust gas 13 by direct gas-liquid contact between the water supplied from the spray nozzle installed inside the device and the exhaust gas 13 and recovers it in a recovery water container 18 in the lower space. It has a structure to do. Further, the water recovery device of this embodiment is a small one that recovers only a part of the amount of water replenished to the humidifying device 7, and the remaining portion of the water amount replenished to the humidifying device 7 is piped as in the first embodiment. It is piped to be supplied from the water purification facility 200 by 31. The exhaust gas after the moisture is recovered by the water recovery device 17 is configured to be discharged out of the system from the stack 54. Further, the recovered water in the recovered water container 18 is partly supplied by the pump 92 to the cooler 85, and after being cooled, is again supplied to the spray nozzle of the water recovery device 17 via the pipe 32. It has become. The remaining part of the recovered water sent out by the pump 92 is connected to the lower container 62 of the humidifier 7 by a pipe 69 and a pipe 70, and a valve 73 is installed in the pipe 70. The remaining part of the recovered water sent out by the pump 92 is connected to the pH adjuster container 28 via a pipe 69, a pipe 71 and a valve 74. The pipe 69, the pipe 71, and the valve 74 constitute a recovered water supply system.

次に、本実施例の固有の動作を説明する。   Next, operations unique to the present embodiment will be described.

発電設備100では、エコノマイザ16から排出された排ガス13は、水回収装置17に導かれる。水回収装置17では、配管32から供給されスプレイノズルから散布される循環水と排ガス13が気液直接接触し、排ガス13に含まれる湿分が凝縮し、下部空間の回収水容器18に回収される。水回収装置17から排出される排ガス13は、スタック54から大気中に放出される。回収水容器18の回収水は、ガスタービンの排気ガスと直接接触するため、燃料の種類に応じて、燃焼ガスの成分である微量の窒素酸化物や、二酸化炭素、もしくは硫黄酸化物を吸収し、酸性となる。回収水容器18の回収水の一部は、ポンプ92により冷却器85に移送され、冷却器85で冷却されたのちに再び配管32から水回収装置17のスプレイノズルに供給される。回収水容器18の回収水の残りの一部は、配管70から加湿装置7へ供給され、加湿装置7で空気に加湿して消費される水分を補給する。回収水容器18の回収水の残りの一部は、配管71からpH調整剤容器28へ供給される。水回収装置17の回収水容器18の水位は、排ガス13の凝縮により回収された水量と、配管70から加湿装置7へ供給される水量と、配管71からpH調整剤容器28へ供給される水量のバランスにより変化する。そこで、回収水容器18の水位が一定になるよう、図示しない注水機構によって不足する水を補給し、回収水容器18の水位を維持する。   In the power generation facility 100, the exhaust gas 13 discharged from the economizer 16 is guided to the water recovery device 17. In the water recovery device 17, the circulating water supplied from the pipe 32 and sprayed from the spray nozzle and the exhaust gas 13 come into direct gas-liquid contact, and the moisture contained in the exhaust gas 13 is condensed and recovered in the recovery water container 18 in the lower space. The The exhaust gas 13 discharged from the water recovery device 17 is released from the stack 54 into the atmosphere. Since the recovered water in the recovered water container 18 is in direct contact with the exhaust gas of the gas turbine, it absorbs a small amount of nitrogen oxide, carbon dioxide, or sulfur oxide, which is a component of the combustion gas, depending on the type of fuel. It becomes acidic. Part of the recovered water in the recovered water container 18 is transferred to the cooler 85 by the pump 92, cooled by the cooler 85, and then supplied again from the pipe 32 to the spray nozzle of the water recovery device 17. The remaining part of the recovered water in the recovered water container 18 is supplied from the pipe 70 to the humidifier 7, and the humidifier 7 humidifies the air to replenish the consumed water. The remaining part of the recovered water in the recovered water container 18 is supplied from the pipe 71 to the pH adjuster container 28. The water level of the recovered water container 18 of the water recovery device 17 is the amount of water recovered by the condensation of the exhaust gas 13, the amount of water supplied from the pipe 70 to the humidifier 7, and the amount of water supplied from the pipe 71 to the pH adjuster container 28. It changes depending on the balance. Therefore, the water level that is insufficient is supplied by a water injection mechanism (not shown) so that the water level of the recovered water container 18 becomes constant, and the water level of the recovered water container 18 is maintained.

回収水容器18の回収水は、上述したように燃焼ガスの成分を吸収して酸性であるため、酸性のpH調整剤として好適である。即ち、回収水は、発電設備の運転に由来する酸性成分を含む酸性水である。   Since the recovered water in the recovered water container 18 is acidic by absorbing the components of the combustion gas as described above, it is suitable as an acidic pH adjusting agent. That is, the recovered water is acidic water containing an acidic component derived from the operation of the power generation facility.

本実施例によれば、排ガス13から湿分を回収してから加湿装置7へ補給することにより、浄水設備200から加湿装置7へ補給する水量が低減でき、浄水設備200の経済性が向上する。また、回収水容器18の回収水は、酸性であるため、浄水設備200の原水のpH調整剤として利用でき、pH調整剤を実施例1の場合よりも多く確保することができ、pH調整剤の外部調達を不要または低減することができるので、浄水設備200の経済性が向上する。また、従来提案されている高湿分空気利用ガスタービンシステムと比較して、水回収装置17の回収能力を低減することができ、水回収装置17の運転に必要な冷却設備の能力も削減できることから、発電設備100の高湿分空気利用ガスタービンシステムの建設費、運転費を低減することが可能となる。さらに、浄水設備200の運転に必要な電力を、発電設備100から供給可能とすることにより、系統電源の異常時などでも継続して浄水設備200を運転して需要地に送水することが可能となり、社会生活基盤の安全性を向上することができる。このように、本実施例によっても、浄水場のエネルギー自立性を向上させるとともに、より経済性を高めた浄水場を提供することができる   According to this embodiment, by collecting moisture from the exhaust gas 13 and then replenishing the humidifier 7, the amount of water replenished from the water purification facility 200 to the humidifier 7 can be reduced, and the economic efficiency of the water purification facility 200 is improved. . Further, since the recovered water in the recovered water container 18 is acidic, it can be used as a pH adjuster for the raw water of the water purification facility 200, and more pH adjusters can be secured than in the case of the first embodiment. Therefore, the economical efficiency of the water purification facility 200 is improved. In addition, the recovery capability of the water recovery device 17 can be reduced and the capacity of the cooling equipment necessary for the operation of the water recovery device 17 can be reduced as compared with the conventionally proposed high-humidity air-utilizing gas turbine system. Therefore, it is possible to reduce the construction cost and operation cost of the high-humidity air-utilizing gas turbine system of the power generation facility 100. Furthermore, by making it possible to supply the power necessary for the operation of the water purification facility 200 from the power generation facility 100, it becomes possible to continuously operate the water purification facility 200 even when the system power supply is abnormal and to send water to the demand area. , Can improve the safety of social life infrastructure. Thus, also according to the present embodiment, it is possible to improve the energy independence of the water purification plant and provide the water purification plant with higher economic efficiency.

本発明の更に他の実施例である発電設備を併設した浄水設備について図3を用いて説明する。   A water purification facility provided with a power generation facility according to still another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

本実施例では、発電設備100の構成が、図1あるいは図2に示した先の実施例とは若干異なり、シンプルサイクルガスタービンを基本構成としている。   In this embodiment, the configuration of the power generation facility 100 is slightly different from the previous embodiment shown in FIG. 1 or FIG. 2, and a simple cycle gas turbine is the basic configuration.

ガスタービン本体は、空気を圧縮して吐出する圧縮機2、圧縮空気と燃料とを混合して燃焼する燃焼器4、燃焼器が生成する燃焼ガスにより駆動されるタービン1から構成される。圧縮機2の吸気ダクト3には、大気93に水94を噴霧して冷却する吸気噴霧冷却装置14が設けられている。吸気噴霧冷却装置14には、噴霧水が壁面などに衝突して生成するドレン水を貯槽77に供給する配管65、貯槽77に収集されたドレン水をポンプ64により加圧して膜分離装置76に供給する配管44、膜分離装置76で不純物を除去された水を吸気噴霧冷却装置14に供給する配管45、膜分離装置76で濃縮された不純物をpH調整剤容器28に供給する配管46が備えられている。   The gas turbine body includes a compressor 2 that compresses and discharges air, a combustor 4 that mixes and burns compressed air and fuel, and a turbine 1 that is driven by combustion gas generated by the combustor. The intake duct 3 of the compressor 2 is provided with an intake spray cooling device 14 that sprays water 94 on the atmosphere 93 to cool it. In the intake spray cooling device 14, the drain water generated when the spray water collides with the wall surface or the like is supplied to the storage tank 77, and the drain water collected in the storage tank 77 is pressurized by the pump 64 to the membrane separation device 76. A pipe 44 for supplying, a pipe 45 for supplying water from which impurities have been removed by the membrane separator 76 to the intake spray cooling device 14, and a pipe 46 for supplying impurities concentrated by the membrane separator 76 to the pH adjuster container 28 are provided. It has been.

浄水設備200の基本的構成は図1に示した実施例1と類似しているが、フロック形成過程24の下流側の膜ろ過過程25が、沈殿池を用いた沈殿過程19と、ろ過池20の組み合わせで構成されている。   Although the basic structure of the water purification plant 200 is similar to that of the first embodiment shown in FIG. 1, the membrane filtration process 25 on the downstream side of the flock formation process 24 includes a sedimentation process 19 using a sedimentation basin and a filtration basin 20. It is composed of a combination of

次に本実施例の固有の動作を説明する。   Next, operations unique to the present embodiment will be described.

発電設備100では、大気93は、吸気ダクト3に設置された図示しない吸気フィルタによって煤塵などを除去されたあと、吸気噴霧冷却装置14で水94が微細な液滴として噴霧される。吸気噴霧冷却装置14の内部で、水94の一部が蒸発することにより大気93は冷却される。蒸発しなかった微細な液滴の一部は、大気93の流れと同伴して圧縮機2に吸入される。蒸発しなかった微細な液滴の別の一部は、吸気ダクト3の内部で壁面等に衝突し、ドレン水として配管65により貯槽77に供給される。このとき、大気93には、地球上での化石燃料の燃焼や、火山の噴火等に由来する微量の亜硫酸ガスが含まれており、微細な液滴である水94に吸収され、ドレン水には微量の亜硫酸イオンが含まれている。大気93は、圧縮器2で圧縮される過程で、空気の温度と圧力が上昇すると、噴霧された水94の微細な液滴が蒸発し、蒸発潜熱を奪うことにより空気が冷却される。吸気噴霧冷却装置14および圧縮機2での冷却により、圧縮される空気の体積が減少するため、圧縮機2の圧縮動力が低減され、ガスタービンの熱効率が向上する。圧縮機2から吐出される圧縮空気は、ガスタービンの内部の配管47から燃焼器4に供給される。燃焼器4では、圧縮空気とともに燃料95を燃焼させ、高温の燃焼ガスを生成する。この高温の燃焼ガスは、タービン1に供給され、熱エネルギーが回転運動エネルギーに変換され、最終的には実施例1と同様に、電気エネルギーとして取り出される。タービン1での膨張過程を経て排出された排ガス13は、図1で説明した実施例1と同様に、汚泥処理過程60に導かれ、汚泥の乾燥に利用される。   In the power generation facility 100, the air 93 is sprayed as fine droplets by the intake spray cooling device 14 after dust and the like are removed by an intake filter (not shown) installed in the intake duct 3. The air 93 is cooled by evaporating a part of the water 94 inside the intake spray cooling device 14. Some of the fine droplets that have not evaporated are sucked into the compressor 2 along with the flow of the air 93. Another part of the fine droplets that have not evaporated collides with the wall surface or the like inside the intake duct 3 and is supplied to the storage tank 77 through the pipe 65 as drain water. At this time, the atmosphere 93 contains a small amount of sulfurous acid gas derived from the burning of fossil fuels on the earth, volcanic eruptions, etc., and is absorbed by the water 94, which is fine droplets, into the drain water. Contains trace amounts of sulfite ions. When the temperature and pressure of the air rise in the process of being compressed by the compressor 2, the fine air droplets of the sprayed water 94 are evaporated, and the air is cooled by taking away the latent heat of evaporation. Since the volume of the compressed air is reduced by the cooling by the intake spray cooling device 14 and the compressor 2, the compression power of the compressor 2 is reduced, and the thermal efficiency of the gas turbine is improved. The compressed air discharged from the compressor 2 is supplied to the combustor 4 from a pipe 47 inside the gas turbine. In the combustor 4, the fuel 95 is combusted together with the compressed air to generate high-temperature combustion gas. This high-temperature combustion gas is supplied to the turbine 1, heat energy is converted into rotational kinetic energy, and finally, it is taken out as electric energy as in the first embodiment. The exhaust gas 13 discharged through the expansion process in the turbine 1 is guided to the sludge treatment process 60 and used for sludge drying, as in the first embodiment described with reference to FIG.

貯槽77に収集されたドレン水は、膜分離装置76に供給される。膜分離装置76は、逆浸透膜で構成され、ドレン水に含まれる亜硫酸などの不純物イオンは濃縮されて配管46によりpH調整剤容器28に供給される。膜分離装置76で不純物イオンを除去した水は、配管45によって再び吸気噴霧冷却装置14に供給され、吸気噴霧に利用される。吸気噴霧に利用する水の量は、配管65を経由して回収されるドレン水だけでは不足するため、不足分はポンプ91および配管31により、浄水設備200から供給する。   The drain water collected in the storage tank 77 is supplied to the membrane separation device 76. The membrane separation device 76 is composed of a reverse osmosis membrane, and impurity ions such as sulfurous acid contained in the drain water are concentrated and supplied to the pH adjuster container 28 through the pipe 46. The water from which the impurity ions have been removed by the membrane separator 76 is supplied again to the intake spray cooling device 14 through the pipe 45 and used for intake spray. Since the amount of water used for the intake spray is insufficient only with the drain water collected via the pipe 65, the shortage is supplied from the water purification equipment 200 by the pump 91 and the pipe 31.

本実施例では、吸気噴霧冷却装置14で発生した微量の亜硫酸イオンを含むドレン水を膜分離装置76で分離することにより、濃縮した亜硫酸イオンを浄水設備200のpH調整剤として利用できるので、酸性のpH調整剤の外部調達を不要または低減することができ、浄水設備200の経済性が向上する。また、浄水設備200から固形物などを除去した状態の浄水と、膜分離装置76の組み合わせにより、吸気噴霧冷却装置14へ供給する水の固形物や不純物イオンが十分に除去されたものとなり、独立した純水製造装置を発電設備100に設置するのに比べて、発電設備100の建設費用および運転費用の経済性が向上する。   In the present embodiment, the drain water containing a small amount of sulfite ions generated in the intake spray cooling device 14 is separated by the membrane separation device 76, so that the concentrated sulfite ions can be used as a pH adjuster of the water purification equipment 200. Therefore, it is possible to eliminate or reduce the external procurement of the pH adjuster, and the economic efficiency of the water purification facility 200 is improved. Further, the combination of the purified water from which the solids are removed from the water purification equipment 200 and the membrane separation device 76 sufficiently removes the solids and impurity ions of the water supplied to the intake spray cooling device 14. Compared with the installation of the pure water production apparatus in the power generation facility 100, the construction cost and the operation cost of the power generation facility 100 are improved.

一方、浄水設備200では、フロック形成過程24で、フロックを形成するまでは実施例1と同様であるが、本実施例では、フロックを含む固形物の大部分は、沈殿過程19により沈殿池に沈殿させる。沈殿池で沈殿しなかった懸濁物や有機物は、ろ過池20で砂や砂利の層によりろ過し、配水池26へ送水される。図1および図2で例示した膜ろ過過程25では、微細な膜に原水を高圧で供給するためにポンプの動力が必要であるが、本実施例では水を加圧することは不要であるため、浄水設備200の運転に必要なエネルギーを削減できるメリットがある。但し、沈殿過程19の沈殿池や、ろ過池20の面積が多く必要であり、浄水設備200の立地条件に制約となる。   On the other hand, in the water purification equipment 200, until the floc is formed in the floc forming process 24, it is the same as that of the first embodiment. However, in this embodiment, most of the solid matter including the floc is put into the sedimentation tank by the precipitation process 19. Precipitate. Suspensions and organic matter that have not settled in the sedimentation basin are filtered by the sand or gravel layer in the filtration basin 20 and are sent to the distribution reservoir 26. In the membrane filtration process 25 illustrated in FIG. 1 and FIG. 2, the power of the pump is necessary to supply raw water to the fine membrane at a high pressure. However, in this embodiment, it is not necessary to pressurize the water. There is an advantage that energy required for operation of the water purification facility 200 can be reduced. However, the sedimentation basin of the sedimentation process 19 and the area of the filtration basin 20 are required to be large, and the location conditions of the water purification facility 200 are limited.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加,削除,置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Moreover, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

1:タービン、2:圧縮機、3:吸気ダクト、4:燃焼器、5:シャフト、7:加湿装置、12:再生熱交換器、13:排気ガス、14:吸気噴霧冷却装置、16:エコノマイザ、17:水回収装置、18:回収水容器、19:沈殿過程、20:ろ過池、21:空気冷却器、22:取水過程、23:着水井、24:フロック形成過程、25:膜ろ過過程、26:配水池、27:送水過程、28:pH調整剤容器、29:凝集剤、31、32、33、34、41、42、43、44、45、46、47、48、49:配管、53:伝熱管、54:スタック、55:汚泥、56:乾燥汚泥、57:熱交換器、60:汚泥処理過程、61:塩素、62:下部容器、63、64:ポンプ、65:配管、66:弁、67:配管、68:排気ガス、69、70、71:配管、72:充填物、73、74:弁、75:脱塩装置、76:膜分離装置、77:貯槽、85:冷却器、91、92:ポンプ、93:大気、94:水、95:燃料、100:発電設備、200:浄水設備。   1: turbine, 2: compressor, 3: intake duct, 4: combustor, 5: shaft, 7: humidifier, 12: regenerative heat exchanger, 13: exhaust gas, 14: intake spray cooling device, 16: economizer 17: Water recovery device, 18: Recovery water container, 19: Precipitation process, 20: Filtration pond, 21: Air cooler, 22: Water intake process, 23: Receiving well, 24: Flock formation process, 25: Membrane filtration process , 26: distributing reservoir, 27: water supply process, 28: pH adjusting agent container, 29: flocculant, 31, 32, 33, 34, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49: piping 53: heat transfer pipe, 54: stack, 55: sludge, 56: dry sludge, 57: heat exchanger, 60: sludge treatment process, 61: chlorine, 62: lower container, 63, 64: pump, 65: piping, 66: valve, 67: piping, 68: exhaust gas, 69, 7 71: piping, 72: packing, 73, 74: valve, 75: demineralizer, 76: membrane separator, 77: storage tank, 85: cooler, 91, 92: pump, 93: air, 94: water , 95: fuel, 100: power generation equipment, 200: water purification equipment.

Claims (9)

浄水設備の被処理水に、pH調整剤の注入を行い、その後、凝縮剤を注入するようにした浄水設備の運転方法であって、
ガスタービンの圧縮機への大気の吸気から燃焼器への圧縮空気の供給までの間に空気を加湿する過程で発生した酸性水を、前記pH調整剤として用い、
前記ガスタービンは、前記吸気へ水を噴霧する吸気噴霧冷却装置を備え、前記空気を加湿する過程で発生した酸性水は、前記吸気噴霧冷却装置で発生するドレン水であることを特徴とする浄水設備の運転方法。
It is an operation method of a water purification facility in which a pH adjusting agent is injected into treated water of the water purification facility, and then a condensing agent is injected.
Acidic water generated in the process of humidifying air between the intake of the atmosphere to the compressor of the gas turbine and the supply of compressed air to the combustor is used as the pH adjusting agent.
The gas turbine includes an intake spray cooling device that sprays water to the intake air, and the acidic water generated in the process of humidifying the air is drain water generated in the intake spray cooling device. How to operate the equipment.
請求項において、前記空気を加湿する過程で発生した酸性水は、前記ドレン水の不純物成分を濃縮した濃縮水であることを特徴とする浄水設備の運転方法。 2. The method of operating a water purification facility according to claim 1 , wherein the acidic water generated in the process of humidifying the air is concentrated water obtained by concentrating impurity components of the drain water. 請求項1において、前記ガスタービンは、更に、前記圧縮機からの圧縮空気を加湿する加湿装置を備え、前記空気を加湿する過程で発生した酸性水は、前記加湿装置で蒸発しなかった水を含むことを特徴とする浄水設備の運転方法。 According to claim 1, wherein the gas turbine further comprises a humidifying device for humidifying the compressed air from the compressor, the acidic water generated in the process of humidifying the air, the unevaporated with humidifier water A method for operating a water purification facility, comprising: 請求項において、前記加湿装置は、蒸発しなかった水を循環させながら圧縮空気を加湿するように構成され、前記空気を加湿する過程で発生した酸性水は、前記加湿装置から一部排出された循環水を含むことを特徴とする浄水設備の運転方法。 4. The humidifier according to claim 3 , wherein the humidifier is configured to humidify the compressed air while circulating the water that has not evaporated, and the acidic water generated in the process of humidifying the air is partially discharged from the humidifier. A method for operating a water purification facility characterized by including circulating water. 請求項1において、前記ガスタービンは、更に、前記ガスタービン排ガスから湿分を回収する水回収装置を備え、前記pH調整剤として、更に、前記水回収装置で得られた回収水を用いることを特徴とする浄水設備の運転方法。 The gas turbine according to claim 1, further comprising a water recovery device that recovers moisture from the gas turbine exhaust gas , and further using recovered water obtained by the water recovery device as the pH adjuster. How to operate the water purification equipment. 発電設備を併設した浄水設備であって、
前記発電設備は、空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された空気を加湿する加湿装置と、前記加湿装置で加湿された空気と燃料とが供給され燃焼ガスを発生する燃焼器と、前記燃焼器からの燃焼ガスで回転され動力エネルギーを発生するタービンと、前記タービンの排ガスにより前記加湿装置で加湿された空気を加熱する再生熱交換器を備えた高湿分空気利用ガスタービン発電システムであり、
前記浄水設備の被処理水へのpH調整剤供給装置に、前記加湿装置において蒸発しなかった水を供給する水供給系を備え、
前記発電設備は、前記圧縮機の吸気へ水を噴霧する吸気噴霧冷却装置を備え、前記浄水設備は、前記吸気噴霧冷却装置で発生するドレン水を前記pH調整剤供給装置へ供給するドレン水供給系を備えたことを特徴とする発電設備を併設した浄水設備。
A water purification facility with a power generation facility,
The power generation facility includes: a compressor that compresses air; a humidifier that humidifies air compressed by the compressor; a combustor that is supplied with air and fuel humidified by the humidifier and generates combustion gas; A high-humidity air-utilizing gas turbine generator comprising a turbine that is rotated by combustion gas from the combustor and generates motive energy, and a regenerative heat exchanger that heats air humidified by the humidifier by the exhaust gas of the turbine System,
The pH adjuster supply device to the water to be treated of the water purification equipment includes a water supply system that supplies water that has not evaporated in the humidifier,
The power generation facility includes an intake spray cooling device that sprays water on the intake air of the compressor, and the water purification facility supplies drain water supply that supplies drain water generated by the intake spray cooling device to the pH adjuster supply device. Water purification facilities with power generation facilities characterized by having a system.
請求項において、前記発電設備は、前記タービンの排ガスから湿分を回収する水回収装置を備え、前記浄水設備は、前記水回収装置で回収した回収水を前記pH調整剤供給装置へ供給する回収水供給系を備えたことを特徴とする発電設備を併設した浄水設備。 7. The power generation facility according to claim 6 , wherein the power generation facility includes a water recovery device that recovers moisture from the exhaust gas of the turbine, and the water purification facility supplies the recovered water recovered by the water recovery device to the pH adjuster supply device. A water purification facility with a power generation facility characterized by a recovery water supply system. 請求項において、前記加湿装置へ前記浄水設備で得られた浄水を供給する浄水供給系を備えたことを特徴とする発電設備を併設した浄水設備。 7. The water purification facility with a power generation facility according to claim 6 , further comprising a purified water supply system that supplies purified water obtained by the water purification facility to the humidifier. 請求項において、前記浄水供給系は、前記浄水設備の原水ろ過過程の下流かつ消毒過程の上流から分岐していることを特徴とする発電設備を併設した浄水設備。 9. The water purification facility according to claim 8 , wherein the water purification supply system is branched from the downstream of the raw water filtration process and the upstream of the disinfection process of the water purification facility.
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