JPH06117274A - 発電装置 - Google Patents
発電装置Info
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- JPH06117274A JPH06117274A JP26608892A JP26608892A JPH06117274A JP H06117274 A JPH06117274 A JP H06117274A JP 26608892 A JP26608892 A JP 26608892A JP 26608892 A JP26608892 A JP 26608892A JP H06117274 A JPH06117274 A JP H06117274A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料ガス生成装置の運転圧力を高くすること
なく発電効率を向上させることを可能とする。 【構成】 燃料ガス生成装置１からの燃料ガスの一部を
空気と共に１段ガスタービン６に供給し、その残りを１
段ガスタービン６からの排ガスと共に２段ガスタービン
９に供給して発電を行う発電装置において、上記１段ガ
スタービン６からの排ガスを昇圧する圧縮機１６を設け
たことを特徴としている。
なく発電効率を向上させることを可能とする。 【構成】 燃料ガス生成装置１からの燃料ガスの一部を
空気と共に１段ガスタービン６に供給し、その残りを１
段ガスタービン６からの排ガスと共に２段ガスタービン
９に供給して発電を行う発電装置において、上記１段ガ
スタービン６からの排ガスを昇圧する圧縮機１６を設け
たことを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、石炭ガス化ガス等の燃
料ガスで２つのガスタービンを駆動させる発電装置に関
するものである。
料ガスで２つのガスタービンを駆動させる発電装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃料ガス生成装置、例えば石炭ガ
ス化炉で生成した石炭ガス化ガスを、空気と共にガスタ
ービンの燃焼器に供給し、そこで燃焼させて生じたガス
でタービンを廻し発電を行うことが試みられている。
ス化炉で生成した石炭ガス化ガスを、空気と共にガスタ
ービンの燃焼器に供給し、そこで燃焼させて生じたガス
でタービンを廻し発電を行うことが試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の発電
装置では、ガスタービンの翼等の耐熱温度が例えば約13
00℃であるため、燃焼器からの燃焼ガスのタービン入口
温度が耐熱温度以下になるように、燃焼器への空気量を
過剰（例えば理論空気量の1.7 倍の空気）にしてすなわ
ち一部を冷却するために供給し、燃焼器内の温度を調節
するが、燃焼ガスに余分な空気が含まれるので、熱損失
が多く発電効率がよくない。
装置では、ガスタービンの翼等の耐熱温度が例えば約13
00℃であるため、燃焼器からの燃焼ガスのタービン入口
温度が耐熱温度以下になるように、燃焼器への空気量を
過剰（例えば理論空気量の1.7 倍の空気）にしてすなわ
ち一部を冷却するために供給し、燃焼器内の温度を調節
するが、燃焼ガスに余分な空気が含まれるので、熱損失
が多く発電効率がよくない。
【０００４】このため、図２に示すように、ガスタービ
ンを２段（高圧と低圧）のガスタービン２０，２１で構
成し、石炭ガス化ガスの一部（燃焼ガスのタービン入口
温度が例えば約1300℃になるような量）を高圧ガスター
ビン２０の燃焼器２２に、残りを減圧機構２３を介して
低圧タービン２１の燃焼器２４にそれぞれ供給してター
ビン２０，２１を駆動させることが提案された。これに
より、高圧ガスタービン２０の燃焼器２２には従来と同
様に過剰の空気が投入され冷却効果があり、また高圧ガ
スタービン２０からの排ガス中の残存酸素は低圧ガスタ
ービン２１の燃焼器２４で使われるので、供給空気が有
効に利用され、発電効率が例えば 5〜10％向上する。
ンを２段（高圧と低圧）のガスタービン２０，２１で構
成し、石炭ガス化ガスの一部（燃焼ガスのタービン入口
温度が例えば約1300℃になるような量）を高圧ガスター
ビン２０の燃焼器２２に、残りを減圧機構２３を介して
低圧タービン２１の燃焼器２４にそれぞれ供給してター
ビン２０，２１を駆動させることが提案された。これに
より、高圧ガスタービン２０の燃焼器２２には従来と同
様に過剰の空気が投入され冷却効果があり、また高圧ガ
スタービン２０からの排ガス中の残存酸素は低圧ガスタ
ービン２１の燃焼器２４で使われるので、供給空気が有
効に利用され、発電効率が例えば 5〜10％向上する。
【０００５】しかし、高圧ガスタービン２０からの排ガ
スを低圧ガスタービン２１に供給しているため、高圧ガ
スタービン２０の入口圧力を例えば約50kg／cm2 と単段
ガスタービンの場合（例えば約35kg／cm2 ）より高くし
ないと、低圧ガスタービン２１を十分に駆動することが
できず、石炭ガス化ガスの圧力が高くなる。それに応じ
て石炭ガス化炉２５等の燃料ガス生成装置２６の運転圧
力も高くなるので、従来の圧力の燃料ガス生成装置を適
用できず、石炭ガス化炉２５等に容器の肉厚の増加など
の特別の処置を施さなければならない。また、石炭ガス
化ガスは高圧であるため、低圧ガスタービン２１へ供給
する際には減圧機構２３で減圧しなければならず、高圧
の石炭ガス化ガスが有効に利用できない。
スを低圧ガスタービン２１に供給しているため、高圧ガ
スタービン２０の入口圧力を例えば約50kg／cm2 と単段
ガスタービンの場合（例えば約35kg／cm2 ）より高くし
ないと、低圧ガスタービン２１を十分に駆動することが
できず、石炭ガス化ガスの圧力が高くなる。それに応じ
て石炭ガス化炉２５等の燃料ガス生成装置２６の運転圧
力も高くなるので、従来の圧力の燃料ガス生成装置を適
用できず、石炭ガス化炉２５等に容器の肉厚の増加など
の特別の処置を施さなければならない。また、石炭ガス
化ガスは高圧であるため、低圧ガスタービン２１へ供給
する際には減圧機構２３で減圧しなければならず、高圧
の石炭ガス化ガスが有効に利用できない。
【０００６】そこで、本発明は、このような事情を考慮
してなされたものであり、その目的は、燃料ガス生成装
置の運転圧力を高くすることなく発電効率を向上できる
発電装置を提供することにある。
してなされたものであり、その目的は、燃料ガス生成装
置の運転圧力を高くすることなく発電効率を向上できる
発電装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、燃料ガス生成装置からの燃料ガスの一部
を空気と共に１段ガスタービンに供給し、その残りを１
段ガスタービンからの排ガスと共に２段ガスタービンに
供給して発電を行う発電装置において、上記１段ガスタ
ービンからの排ガスを昇圧する圧縮機を設けたものであ
る。
成するために、燃料ガス生成装置からの燃料ガスの一部
を空気と共に１段ガスタービンに供給し、その残りを１
段ガスタービンからの排ガスと共に２段ガスタービンに
供給して発電を行う発電装置において、上記１段ガスタ
ービンからの排ガスを昇圧する圧縮機を設けたものであ
る。
【０００８】
【作用】１段ガスタービンからの排ガスを昇圧する圧縮
機を設けたことで、１段ガスタービンの入口圧力が単段
ガスタービンの場合とほぼ同じでも、その排ガスを圧縮
機で所定の圧力に昇圧してから２段ガスタービンに供給
することができ、十分にその排ガスで２段タービンを駆
動できる。また、圧縮機で昇圧する排ガスの圧力を燃料
ガス圧とほぼ同じにすれば、２段ガスタービンへ燃料ガ
スを減圧することなく供給でき、石炭ガス化ガスを有効
に利用できる。
機を設けたことで、１段ガスタービンの入口圧力が単段
ガスタービンの場合とほぼ同じでも、その排ガスを圧縮
機で所定の圧力に昇圧してから２段ガスタービンに供給
することができ、十分にその排ガスで２段タービンを駆
動できる。また、圧縮機で昇圧する排ガスの圧力を燃料
ガス圧とほぼ同じにすれば、２段ガスタービンへ燃料ガ
スを減圧することなく供給でき、石炭ガス化ガスを有効
に利用できる。
【０００９】従って、燃料ガス生成装置の運転圧力を高
くすることなく発電効率を向上することが可能となる。
くすることなく発電効率を向上することが可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１１】本実施例では燃料ガスとして石炭ガス化ガ
スを用いた場合について説明する。
スを用いた場合について説明する。
【００１２】図１において、１は燃料ガス生成装置を示
し、この生成装置１は、石炭を部分燃焼すると共に還元
して高温高圧（例えば約45Kg／cm2 ）の石炭ガス化ガス
を生成する石炭ガス化炉２と、ガスを冷却する粗ガスク
ーラ３と、ガスを脱硫及び脱じん処理して精製するガス
精製装置４とから主に構成されている。
し、この生成装置１は、石炭を部分燃焼すると共に還元
して高温高圧（例えば約45Kg／cm2 ）の石炭ガス化ガス
を生成する石炭ガス化炉２と、ガスを冷却する粗ガスク
ーラ３と、ガスを脱硫及び脱じん処理して精製するガス
精製装置４とから主に構成されている。
【００１３】石炭ガス化炉１には、石炭ガス化ガスのガ
スライン５が接続され、このガスライン５に、粗ガスク
ーラ３及びガス精製装置４が順次介設されている。この
ガスライン５には、石炭ガス化ガスの一部（例えば燃焼
ガスのタービン入口温度が約1300℃になるような量（た
とえば約６割））を１段ガスタービン６の１段燃焼器７
に供給する１段ガスライン８及びその残りを２段ガスタ
ービン９の２段燃焼器１０に供給する２段ガスライン１
１が接続されている。
スライン５が接続され、このガスライン５に、粗ガスク
ーラ３及びガス精製装置４が順次介設されている。この
ガスライン５には、石炭ガス化ガスの一部（例えば燃焼
ガスのタービン入口温度が約1300℃になるような量（た
とえば約６割））を１段ガスタービン６の１段燃焼器７
に供給する１段ガスライン８及びその残りを２段ガスタ
ービン９の２段燃焼器１０に供給する２段ガスライン１
１が接続されている。
【００１４】１段燃焼器７には、空気圧縮機１２を有す
る空気供給ライン１３が接続され、このライン１３から
の空気中の酸素で石炭ガス化ガスが燃焼され、この高圧
（例えば約35Kg／cm2 ）の燃焼ガスが１段ガスタービン
６に供給される。１段ガスタービン６には、タービン６
からの例えば約 600℃の排ガスを上記２段燃焼器１０に
導く排ガスライン１４が接続され、このライン１４から
の排ガス中の酸素により２段燃焼器１０で石炭ガス化ガ
スを燃焼させ、この燃焼ガスが２段ガスタービン９に供
給される。２段ガスタービン９からの排ガスは排熱回収
ボイラ１５を介して冷却された後、大気に開放される。
る空気供給ライン１３が接続され、このライン１３から
の空気中の酸素で石炭ガス化ガスが燃焼され、この高圧
（例えば約35Kg／cm2 ）の燃焼ガスが１段ガスタービン
６に供給される。１段ガスタービン６には、タービン６
からの例えば約 600℃の排ガスを上記２段燃焼器１０に
導く排ガスライン１４が接続され、このライン１４から
の排ガス中の酸素により２段燃焼器１０で石炭ガス化ガ
スを燃焼させ、この燃焼ガスが２段ガスタービン９に供
給される。２段ガスタービン９からの排ガスは排熱回収
ボイラ１５を介して冷却された後、大気に開放される。
【００１５】その２段ガスタービン９、上記１段ガスタ
ービン６及び空気圧縮機１２が同軸上に設けられ、さら
にこの同軸上で、かつ上記排ガスライン１４の間に、排
ガスを所定の圧力（２段燃焼器１０への石炭ガス化ガス
の圧力とほぼ同じ圧力）に昇圧する排ガス圧縮機１６が
設けられており、１段及び２段ガスタービン６，９によ
り発電機１８が駆動されて発電が行われると共に併せて
空気圧縮機１２及び排ガス圧縮機１６が駆動されるよう
に構成されている。
ービン６及び空気圧縮機１２が同軸上に設けられ、さら
にこの同軸上で、かつ上記排ガスライン１４の間に、排
ガスを所定の圧力（２段燃焼器１０への石炭ガス化ガス
の圧力とほぼ同じ圧力）に昇圧する排ガス圧縮機１６が
設けられており、１段及び２段ガスタービン６，９によ
り発電機１８が駆動されて発電が行われると共に併せて
空気圧縮機１２及び排ガス圧縮機１６が駆動されるよう
に構成されている。
【００１６】また、排ガスライン１４の排ガス圧縮機１
６の上流側には、排ガスを冷却する熱交換器１７が介設
され、この熱交換器１７は、２段燃焼器１０への石炭ガ
ス化ガス量が１段燃焼器７に必要な量以外のガス量と同
じになるように、すなわち１段燃焼器７に供給される以
外の全ての石炭ガス化ガスが２段燃焼器１０で消費され
るように排ガスを冷却するように構成されている。つま
り、２段燃焼器１０への排ガス温度が低ければ低いほど
２段燃焼器１０への燃料量を増加することができるの
で、排ガス温度を調節することにより２段燃焼器１０へ
の石炭ガス化ガス量を決められる。
６の上流側には、排ガスを冷却する熱交換器１７が介設
され、この熱交換器１７は、２段燃焼器１０への石炭ガ
ス化ガス量が１段燃焼器７に必要な量以外のガス量と同
じになるように、すなわち１段燃焼器７に供給される以
外の全ての石炭ガス化ガスが２段燃焼器１０で消費され
るように排ガスを冷却するように構成されている。つま
り、２段燃焼器１０への排ガス温度が低ければ低いほど
２段燃焼器１０への燃料量を増加することができるの
で、排ガス温度を調節することにより２段燃焼器１０へ
の石炭ガス化ガス量を決められる。
【００１７】以上において、石炭ガス化炉２で生成した
高圧（例えば約45Kg／cm2 ）の石炭ガス化ガスは、粗ガ
スクーラ３及びガス精製装置４を介して冷却及び精製処
理された後、その一部（例えば燃焼ガス温度を約1300℃
にするのに必要な量）が１段ガスライン８を介して１段
燃焼器７に流入する。その１段燃焼器７には、空気圧縮
機１２により圧縮された空気が流入し、そこで空気中の
酸素の一部により石炭ガス化ガスが燃焼する。この燃焼
により生じた高温（約1300℃）高圧（約35Kg／cm2 ）の
燃焼ガスが１段ガスタービン６に流入してタービンを回
し、そこで仕事をする。そのタービン６で仕事をした約
600℃の排ガスが排ガスライン１４に流入し、熱交換器
１７に至り冷却される。これは、１段燃焼器７に必要な
石炭ガス化ガス以外のガス化ガスが２段燃焼器１０で消
費されると共に、排ガス中の酸素が消費されるように行
われる。この冷却された排ガスが排ガス圧縮機１６に流
入し所定の圧力（石炭ガス化ガス圧とほぼ同圧力になる
よう）に昇圧される。その圧縮機には冷却されてから排
ガスが流入するので圧縮機１６の耐熱性が向上する。昇
圧された排ガスは、排ガスライン１４を介して２段燃焼
器１０に流入する。
高圧（例えば約45Kg／cm2 ）の石炭ガス化ガスは、粗ガ
スクーラ３及びガス精製装置４を介して冷却及び精製処
理された後、その一部（例えば燃焼ガス温度を約1300℃
にするのに必要な量）が１段ガスライン８を介して１段
燃焼器７に流入する。その１段燃焼器７には、空気圧縮
機１２により圧縮された空気が流入し、そこで空気中の
酸素の一部により石炭ガス化ガスが燃焼する。この燃焼
により生じた高温（約1300℃）高圧（約35Kg／cm2 ）の
燃焼ガスが１段ガスタービン６に流入してタービンを回
し、そこで仕事をする。そのタービン６で仕事をした約
600℃の排ガスが排ガスライン１４に流入し、熱交換器
１７に至り冷却される。これは、１段燃焼器７に必要な
石炭ガス化ガス以外のガス化ガスが２段燃焼器１０で消
費されると共に、排ガス中の酸素が消費されるように行
われる。この冷却された排ガスが排ガス圧縮機１６に流
入し所定の圧力（石炭ガス化ガス圧とほぼ同圧力になる
よう）に昇圧される。その圧縮機には冷却されてから排
ガスが流入するので圧縮機１６の耐熱性が向上する。昇
圧された排ガスは、排ガスライン１４を介して２段燃焼
器１０に流入する。
【００１８】一方、石炭ガス化ガスの残りは、２段ガス
ライン１１を介して２段燃焼器１０に流入し、そこで排
ガス中の残りの酸素により石炭ガス化ガスが燃焼し、こ
の高温（約1300℃）高圧（約35Kg／cm2 ）の燃焼ガスが
２段ガスタービン９に流入してタービンを回し仕事をす
る。これにより、１段及び２段ガスタービン６，９のタ
ービンが回転して発電機１８が駆動され、発電機１８に
て電気エネルギーを発生すると共に、空気圧縮機１２及
び排ガス圧縮機１６が駆動される。
ライン１１を介して２段燃焼器１０に流入し、そこで排
ガス中の残りの酸素により石炭ガス化ガスが燃焼し、こ
の高温（約1300℃）高圧（約35Kg／cm2 ）の燃焼ガスが
２段ガスタービン９に流入してタービンを回し仕事をす
る。これにより、１段及び２段ガスタービン６，９のタ
ービンが回転して発電機１８が駆動され、発電機１８に
て電気エネルギーを発生すると共に、空気圧縮機１２及
び排ガス圧縮機１６が駆動される。
【００１９】このように、石炭ガス化ガスは１段燃焼器
７と２段燃焼器１０に分配されることにより、１段ガス
タービン６の燃焼器７には石炭ガス化ガスの燃焼に必要
な量（例えば理論空気量の1.１倍）の空気を供給すれば
よく、冷却用の空気が不要になると共に、１段ガスター
ビン６からの排ガス中の酸素が２段燃焼器１０で使われ
る（排ガスが冷却されているためガス中の酸素がほどん
ど使われる）ので、余分な空気がほとんど含まれず、ガ
スの熱損失が少なく発電効率が向上する。
７と２段燃焼器１０に分配されることにより、１段ガス
タービン６の燃焼器７には石炭ガス化ガスの燃焼に必要
な量（例えば理論空気量の1.１倍）の空気を供給すれば
よく、冷却用の空気が不要になると共に、１段ガスター
ビン６からの排ガス中の酸素が２段燃焼器１０で使われ
る（排ガスが冷却されているためガス中の酸素がほどん
ど使われる）ので、余分な空気がほとんど含まれず、ガ
スの熱損失が少なく発電効率が向上する。
【００２０】１段ガスタービン６の入口圧力が単段ガス
タービンの場合とほぼ同じ圧力（例えば約35Kg／cm2 ）
で、１段ガスタービン６からの排ガスでは２段ガスター
ビン９の駆動を行えなくても、その排ガスは排ガス圧縮
機１６で昇圧されるので、十分に２段ガスタービン９を
駆動するができる。このため、石炭ガス化炉２等の燃料
ガス生成装置１を従来の圧力で運転でき、石炭ガス化炉
２、ガス精製装置４等の容器の肉厚を変えることなく従
来の燃料ガス生成装置を適用できる。
タービンの場合とほぼ同じ圧力（例えば約35Kg／cm2 ）
で、１段ガスタービン６からの排ガスでは２段ガスター
ビン９の駆動を行えなくても、その排ガスは排ガス圧縮
機１６で昇圧されるので、十分に２段ガスタービン９を
駆動するができる。このため、石炭ガス化炉２等の燃料
ガス生成装置１を従来の圧力で運転でき、石炭ガス化炉
２、ガス精製装置４等の容器の肉厚を変えることなく従
来の燃料ガス生成装置を適用できる。
【００２１】また、排ガス圧縮機１６で昇圧する排ガス
の圧力を石炭ガス化ガス圧とほぼ同じにすれば、２段燃
焼器１０に石炭ガス化ガスを減圧することなく供給で
き、石炭ガス化ガスを有効に利用できる。
の圧力を石炭ガス化ガス圧とほぼ同じにすれば、２段燃
焼器１０に石炭ガス化ガスを減圧することなく供給で
き、石炭ガス化ガスを有効に利用できる。
【００２２】従って、燃料ガス生成装置１の運転圧力を
高くすることなく発電効率を向上することができる。
高くすることなく発電効率を向上することができる。
【００２３】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、燃料ガス
の一部と空気を１段ガスタービンに供給し、その１段ガ
スタービンからの排ガスを圧縮機で圧縮してから燃料ガ
スと共に２段ガスタービンに供給するので、燃料ガス生
成装置の運転圧力を高くすることなく発電効率を向上で
きるという優れた効果を発揮する。
の一部と空気を１段ガスタービンに供給し、その１段ガ
スタービンからの排ガスを圧縮機で圧縮してから燃料ガ
スと共に２段ガスタービンに供給するので、燃料ガス生
成装置の運転圧力を高くすることなく発電効率を向上で
きるという優れた効果を発揮する。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】先に提案された発電装置の一例を示す構成図で
ある。
ある。
１ 燃料ガス生成装置 ６ １段ガスタービン ９ ２段ガスタービン １６ 排ガス圧縮機
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料ガス生成装置からの燃料ガスの一部
を空気と共に１段ガスタービンに供給し、その残りを１
段ガスタービンからの排ガスと共に２段ガスタービンに
供給して発電を行う発電装置において、上記１段ガスタ
ービンからの排ガスを昇圧する圧縮機を設けたことを特
徴とする発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26608892A JPH06117274A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26608892A JPH06117274A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06117274A true JPH06117274A (ja) | 1994-04-26 |
Family
ID=17426172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26608892A Pending JPH06117274A (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06117274A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011530035A (ja) * | 2008-07-30 | 2011-12-15 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 代替作動流体を用いて発電システムを動作させるシステム及び方法 |
| JP2012062897A (ja) * | 2004-10-20 | 2012-03-29 | Norsk Hydro Asa | 排気ガスからのｃｏ２の捕獲方法 |
-
1992
- 1992-10-05 JP JP26608892A patent/JPH06117274A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012062897A (ja) * | 2004-10-20 | 2012-03-29 | Norsk Hydro Asa | 排気ガスからのｃｏ２の捕獲方法 |
| JP2011530035A (ja) * | 2008-07-30 | 2011-12-15 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 代替作動流体を用いて発電システムを動作させるシステム及び方法 |
| US8806849B2 (en) | 2008-07-30 | 2014-08-19 | The University Of Wyoming | System and method of operating a power generation system with an alternative working fluid |
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