JPH0415364B2 - - Google Patents
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- JPH0415364B2 JPH0415364B2 JP57211456A JP21145682A JPH0415364B2 JP H0415364 B2 JPH0415364 B2 JP H0415364B2 JP 57211456 A JP57211456 A JP 57211456A JP 21145682 A JP21145682 A JP 21145682A JP H0415364 B2 JPH0415364 B2 JP H0415364B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- steam
- heat
- pressure
- water supply
- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/067—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion heat coming from a gasification or pyrolysis process, e.g. coal gasification
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は石炭ガス化複合発電プラントに関す
る。特に、石炭ガス化炉，ガス冷却器，ガス精製
部を備えて成る石炭ガス化プラントと、ガスター
ビン，排熱回収ボイラ，蒸気タービンを備えて成
る複合発電プラントとを組み合わせた石炭ガス化
複合発電プラントに係るものであり、そのヒート
サイクルの改良により熱効率の向上を図つた石炭
ガス化複合発電プラントに関する。
る。特に、石炭ガス化炉，ガス冷却器，ガス精製
部を備えて成る石炭ガス化プラントと、ガスター
ビン，排熱回収ボイラ，蒸気タービンを備えて成
る複合発電プラントとを組み合わせた石炭ガス化
複合発電プラントに係るものであり、そのヒート
サイクルの改良により熱効率の向上を図つた石炭
ガス化複合発電プラントに関する。
このような石炭ガス化複合発電プラントに於て
は、その蒸気タービンへの供給蒸気は、ガスター
ビン排熱回収ボイラでの回収熱量と、ガス冷却器
での回収熱量とを結合させて蒸気発生用熱量とし
ている。従つてプラント全体の熱効率の向上は、
プラント全体としていかに有効にヒートサイクル
を構成するかにかかつている。
は、その蒸気タービンへの供給蒸気は、ガスター
ビン排熱回収ボイラでの回収熱量と、ガス冷却器
での回収熱量とを結合させて蒸気発生用熱量とし
ている。従つてプラント全体の熱効率の向上は、
プラント全体としていかに有効にヒートサイクル
を構成するかにかかつている。
この点につき、従来技術を参照しつつ更に詳し
く説明する。第１図に示したのが、従来の石炭ガ
ス化複合発電プラントのヒートサイクルの例であ
る。
く説明する。第１図に示したのが、従来の石炭ガ
ス化複合発電プラントのヒートサイクルの例であ
る。
この従来例に於ては、石炭１は、ガス化炉３に
於て空気又は酸素をガス化剤２としてガス化され
る。ガス化炉出口の粗生成ガス４は、ガス冷却器
７により冷却される。この粗生成ガス４の顕熱
は、高圧蒸気６として回収される。即ち冷却用の
給水３２（符号で示す）が粗生成ガス４を冷却
すると同時にこのガス４により熱せられて蒸気化
し、高圧蒸気６となつて高圧ドラム２５に導かれ
る。ガス冷却出口粗生成ガス８は、ガス／ガス熱
交換器９により精製ガス１２と熱交換され、ガス
精製部１１での精製に必要な温度まで冷却されそ
の後ガス精製される。精製ガス１２は、ガス／ガ
ス熱交換器９にて熱交換され昇温された後、燃料
ガス１３としてガタービン燃焼器１４へ供給され
る。燃料ガス１３は、コンプレツサ１５により圧
縮された空気１６と燃焼器１４にて混合され燃焼
して高温高圧ガスとななり、これがガスタービン
１７を回転する仕事を行う。ガスタービン１７は
ガスタービン発電機１８を駆動し、これにより電
気エネルギーを発生する。
於て空気又は酸素をガス化剤２としてガス化され
る。ガス化炉出口の粗生成ガス４は、ガス冷却器
７により冷却される。この粗生成ガス４の顕熱
は、高圧蒸気６として回収される。即ち冷却用の
給水３２（符号で示す）が粗生成ガス４を冷却
すると同時にこのガス４により熱せられて蒸気化
し、高圧蒸気６となつて高圧ドラム２５に導かれ
る。ガス冷却出口粗生成ガス８は、ガス／ガス熱
交換器９により精製ガス１２と熱交換され、ガス
精製部１１での精製に必要な温度まで冷却されそ
の後ガス精製される。精製ガス１２は、ガス／ガ
ス熱交換器９にて熱交換され昇温された後、燃料
ガス１３としてガタービン燃焼器１４へ供給され
る。燃料ガス１３は、コンプレツサ１５により圧
縮された空気１６と燃焼器１４にて混合され燃焼
して高温高圧ガスとななり、これがガスタービン
１７を回転する仕事を行う。ガスタービン１７は
ガスタービン発電機１８を駆動し、これにより電
気エネルギーを発生する。
熱回収システムとしては、次のような構成をと
つている。ガスタービン排ガス１９は、排熱回収
ボイラ２０にてその顕熱が回収され、ここで蒸気
を発生させる。同時にガス化炉出口粗生成ガス４
は、ガス冷却器７にてその顕熱が回収され、前述
の如くここでも蒸気（高圧蒸気６）を発生させて
いる。一般にこの種のプラントではこれらを結合
して熱回収システムを構成している。このような
システムによる発生蒸気は、過熱器２７により過
熱され、蒸気タービン４４，４５にて仕事をし、
蒸気タービン発電機４８にて電気エネルギーを発
生させる。
つている。ガスタービン排ガス１９は、排熱回収
ボイラ２０にてその顕熱が回収され、ここで蒸気
を発生させる。同時にガス化炉出口粗生成ガス４
は、ガス冷却器７にてその顕熱が回収され、前述
の如くここでも蒸気（高圧蒸気６）を発生させて
いる。一般にこの種のプラントではこれらを結合
して熱回収システムを構成している。このような
システムによる発生蒸気は、過熱器２７により過
熱され、蒸気タービン４４，４５にて仕事をし、
蒸気タービン発電機４８にて電気エネルギーを発
生させる。
蒸気タービン４５を通過した蒸気は、復水器４
７にて冷却されて復水４１となる。この復水４１
は、給水ポンプ４３により排熱回収ボイラ２０へ
の給水として送られる。図中４０は給水ポンプ出
口給水を示し、３７は排熱回収ボイラ給水を示
す。
７にて冷却されて復水４１となる。この復水４１
は、給水ポンプ４３により排熱回収ボイラ２０へ
の給水として送られる。図中４０は給水ポンプ出
口給水を示し、３７は排熱回収ボイラ給水を示
す。
第１図の例では、このような給水系統に於て排
熱回収ボイラ２０の低圧節炭器２１入口給水３７
の加熱の為、給水加熱器４２を設置している。こ
れは、給水３７の温度が低過ぎると、排熱回収ボ
イラ２０内面に結露を生じ腐食の原因となるの
で、これを防止する為である。
熱回収ボイラ２０の低圧節炭器２１入口給水３７
の加熱の為、給水加熱器４２を設置している。こ
れは、給水３７の温度が低過ぎると、排熱回収ボ
イラ２０内面に結露を生じ腐食の原因となるの
で、これを防止する為である。
給水３７の加熱の方法としては、低圧節炭器２
１の出口給水の再循環による方法も考えられる
が、給水加熱器４２による加熱法を採用するの
は、熱効率の点から、給水の再循環による方法よ
りも給水加熱器４２による方法が優れていること
が知られているからである。
１の出口給水の再循環による方法も考えられる
が、給水加熱器４２による加熱法を採用するの
は、熱効率の点から、給水の再循環による方法よ
りも給水加熱器４２による方法が優れていること
が知られているからである。
一方ガス冷却器７への給水３２（図中符号で
示す）も予め加熱しておくが、これは排熱回収ボ
イラ２０低圧節炭器２１にて加熱される。即ち復
水４１が排熱回収ボイラ給水３７となつて低圧節
炭器２１により加熱されるが、これが分岐して一
方は低圧ドラム２２に送られ、他方は更に給水ポ
ンプ入口給水２９とガス化炉却水３０（図中符号
で示す）とに分れ、給水ポンプ入口給水２９の
方が高圧ボイラ給水ポンプ３９にて昇圧されてこ
の給水ポンプ出口給水３１はまた分岐し、一方は
高圧節炭器給水３３となつて高圧節炭器２４に導
かれ他方がガス冷却器給水３２となるものであ
る。
示す）も予め加熱しておくが、これは排熱回収ボ
イラ２０低圧節炭器２１にて加熱される。即ち復
水４１が排熱回収ボイラ給水３７となつて低圧節
炭器２１により加熱されるが、これが分岐して一
方は低圧ドラム２２に送られ、他方は更に給水ポ
ンプ入口給水２９とガス化炉却水３０（図中符号
で示す）とに分れ、給水ポンプ入口給水２９の
方が高圧ボイラ給水ポンプ３９にて昇圧されてこ
の給水ポンプ出口給水３１はまた分岐し、一方は
高圧節炭器給水３３となつて高圧節炭器２４に導
かれ他方がガス冷却器給水３２となるものであ
る。
このように第１図の例ではガス冷却器７への給
水３２の加熱方法として低圧節炭器２１で加熱す
る方法が採用されているが、かかる給水３２の加
熱にはこのほか、ガス精製部１１との熱交換によ
る方法，あるいは空気をガス化剤２として用いる
システムに於ては、ガス化剤空気圧縮機入口空気
との熱交換による方法，さらにはこれらの組み合
わせによる方法が提案されている。
水３２の加熱方法として低圧節炭器２１で加熱す
る方法が採用されているが、かかる給水３２の加
熱にはこのほか、ガス精製部１１との熱交換によ
る方法，あるいは空気をガス化剤２として用いる
システムに於ては、ガス化剤空気圧縮機入口空気
との熱交換による方法，さらにはこれらの組み合
わせによる方法が提案されている。
この、ガス冷却器７への冷却用給水３２を加熱
しておくのは、ガス化炉粗生成ガス４の顕熱をで
きるだけ有効に回収して、高圧蒸気６を得る為で
ある。即ち一般にガス冷却器７への入口ガス４の
温度、用いるガス化炉３の種類により異なるが、
ガス化炉３の種類を限定した場合は一定となる。
一方このガス化炉出口粗生成ガス４は環境対策上
精製する必要があり、その為精製に必要な温度ま
で粗生成ガス４を冷却する必要がある。このガス
精製入口ガス１０とガス化炉出口粗生成ガス４の
間の顕熱をいかに有効に回収するかが、石炭ガス
化複合発電プラントのサイクル構成の一つの鍵で
あり、第１図の例では低圧節炭器２１により冷却
用給水３２を予熱しておくことでこれを有効に高
圧蒸気６化し、もつて熱効率を高めようと構成し
ているわけである。
しておくのは、ガス化炉粗生成ガス４の顕熱をで
きるだけ有効に回収して、高圧蒸気６を得る為で
ある。即ち一般にガス冷却器７への入口ガス４の
温度、用いるガス化炉３の種類により異なるが、
ガス化炉３の種類を限定した場合は一定となる。
一方このガス化炉出口粗生成ガス４は環境対策上
精製する必要があり、その為精製に必要な温度ま
で粗生成ガス４を冷却する必要がある。このガス
精製入口ガス１０とガス化炉出口粗生成ガス４の
間の顕熱をいかに有効に回収するかが、石炭ガス
化複合発電プラントのサイクル構成の一つの鍵で
あり、第１図の例では低圧節炭器２１により冷却
用給水３２を予熱しておくことでこれを有効に高
圧蒸気６化し、もつて熱効率を高めようと構成し
ているわけである。
また一般に、ガス／ガス熱交換器９による熱交
換量を増やして、熱焼器１４入口燃料ガス温度１
３を上げる程プラント効率は向上する事は知られ
ているが、このようにするとガス冷却器７による
交換熱量の方が減少し、高圧蒸気６の量が減る事
による効率低下により、結局効率向上の利得は、
プラント全体としては小さかつた。
換量を増やして、熱焼器１４入口燃料ガス温度１
３を上げる程プラント効率は向上する事は知られ
ているが、このようにするとガス冷却器７による
交換熱量の方が減少し、高圧蒸気６の量が減る事
による効率低下により、結局効率向上の利得は、
プラント全体としては小さかつた。
むしろ蒸気タービンで一度仕事をした蒸気でボ
イラへの給水を加熱して、これにより熱効率の向
上を図つた構成のヒートサイクルが従来より一般
的に採用されており、第１図の従来例でもこの構
成を採用している。前述した復水４１を給水加熱
器４２で加熱して排熱回収ボイラ給水３７とする
際に、給水加熱器４２の熱源として中・低圧ター
ビン４５からの抽気４６を用いるのが、この構成
に対応するものである。
イラへの給水を加熱して、これにより熱効率の向
上を図つた構成のヒートサイクルが従来より一般
的に採用されており、第１図の従来例でもこの構
成を採用している。前述した復水４１を給水加熱
器４２で加熱して排熱回収ボイラ給水３７とする
際に、給水加熱器４２の熱源として中・低圧ター
ビン４５からの抽気４６を用いるのが、この構成
に対応するものである。
上述の如く従来より熱効率の向上の為に数々の
構成が採用されているが、更に熱効率を高めて、
少しでも有利なプラントの開発が研究されている
のが現状である。
構成が採用されているが、更に熱効率を高めて、
少しでも有利なプラントの開発が研究されている
のが現状である。
本発明の目的は、上記した現状に鑑みて、石炭
ガス化複合発電プラントに於てそのヒートサイク
ルを改良し、これにより熱効率の一層の向上を図
つた石炭ガス化複合発電プラントを提供する事に
ある。
ガス化複合発電プラントに於てそのヒートサイク
ルを改良し、これにより熱効率の一層の向上を図
つた石炭ガス化複合発電プラントを提供する事に
ある。
上記目的を達成するため、本発明に於ては、ガ
ス冷却器への給水系統に蒸気タービンの抽気を加
熱源とする給水加熱器を設置し、これにより給水
を加熱する事によつて熱効率を高める構成をと
る。
ス冷却器への給水系統に蒸気タービンの抽気を加
熱源とする給水加熱器を設置し、これにより給水
を加熱する事によつて熱効率を高める構成をと
る。
本発明も一般の石炭ガス化複合発電プラントと
同様、その蒸気タービンへの供給蒸気はガスター
ビン排熱回収ボイラでの回収熱量と、石炭ガス化
プラントのガス冷却器での回収熱量とを結合させ
て行うが、前述した通りかかる複合発電プラント
では、石炭ガス化複合発電プラント全体としてい
かに有効にヒートサイクルを構成するかが、プラ
ント熱効率向上の重要な鍵となる。従つて本発明
では、そのヒートサイクルに於て、石炭ガス化プ
ラントのガス冷却器への給水を、蒸気タービン抽
気を加熱蒸気源として設置した給水加熱器により
加熱し、これによつてプラント全体の熱効率の向
上を達成するようにしたものである。
同様、その蒸気タービンへの供給蒸気はガスター
ビン排熱回収ボイラでの回収熱量と、石炭ガス化
プラントのガス冷却器での回収熱量とを結合させ
て行うが、前述した通りかかる複合発電プラント
では、石炭ガス化複合発電プラント全体としてい
かに有効にヒートサイクルを構成するかが、プラ
ント熱効率向上の重要な鍵となる。従つて本発明
では、そのヒートサイクルに於て、石炭ガス化プ
ラントのガス冷却器への給水を、蒸気タービン抽
気を加熱蒸気源として設置した給水加熱器により
加熱し、これによつてプラント全体の熱効率の向
上を達成するようにしたものである。
以下本発明の一実施例について、第２図を参照
して説明する。この例は、第１図に示した従来技
術に本発明を適用してこれを改良したものであ
る。図中第１図と同じ符号は、同構成の部分又は
同様な機能を果す構成部分を指す。
して説明する。この例は、第１図に示した従来技
術に本発明を適用してこれを改良したものであ
る。図中第１図と同じ符号は、同構成の部分又は
同様な機能を果す構成部分を指す。
この石炭ガス化複合発電プラントは、石炭ガス
化炉３、ガス冷却器７、ガス精製部１１を備える
石炭ガス化プラントと、ガスタービン１７、排熱
回収ボイラ２０、蒸気タービン４４，４５を備え
る複合発電プラントとを組合わせて成つている。
このようなプラントに於て、ガス冷却器７への給
水系統に蒸気タービン４４の抽気４９を加熱蒸気
源とする給水加熱器５１が設置される構成になつ
ている（図中の符号を参照。第１図の従来例か
ら見て新たに設けた系統については、特に太線で
図示した）。
化炉３、ガス冷却器７、ガス精製部１１を備える
石炭ガス化プラントと、ガスタービン１７、排熱
回収ボイラ２０、蒸気タービン４４，４５を備え
る複合発電プラントとを組合わせて成つている。
このようなプラントに於て、ガス冷却器７への給
水系統に蒸気タービン４４の抽気４９を加熱蒸気
源とする給水加熱器５１が設置される構成になつ
ている（図中の符号を参照。第１図の従来例か
ら見て新たに設けた系統については、特に太線で
図示した）。
上記構成によれば、冷却器７に送られる給水３
２は抽気４９により予め加熱され、その後ガス冷
却器７に於て粗生成ガス４を冷却すると共にこの
ガス４の熱によつて有効に蒸気化して、高圧蒸気
６となる。従つて従来の構成より、一層熱効率が
向上する。
２は抽気４９により予め加熱され、その後ガス冷
却器７に於て粗生成ガス４を冷却すると共にこの
ガス４の熱によつて有効に蒸気化して、高圧蒸気
６となる。従つて従来の構成より、一層熱効率が
向上する。
次に本実施例について、その一層具体的な構成
及び作用を詳述する。
及び作用を詳述する。
石炭ガス化プラントにより生成された燃料１３
は、コンプレツサ１５により圧縮された空気と燃
焼器１４にて燃焼後、高温ガスとしてガスタービ
ン１７にて仕事をし、発電機１８にて電気エネル
ギーを発生する。
は、コンプレツサ１５により圧縮された空気と燃
焼器１４にて燃焼後、高温ガスとしてガスタービ
ン１７にて仕事をし、発電機１８にて電気エネル
ギーを発生する。
熱回収システムとしては、本実施例ではガスタ
ービン排ガス１９をガスタービン排熱回収ボイラ
２０にて回収して蒸気を発生させる熱回収システ
ムと、石炭ガス化プラントのガス冷却器７にてガ
ス化炉３出口の粗生成ガス４の顕熱を回収する熱
回収システムとを結合したシステム構成を採用し
ている。
ービン排ガス１９をガスタービン排熱回収ボイラ
２０にて回収して蒸気を発生させる熱回収システ
ムと、石炭ガス化プラントのガス冷却器７にてガ
ス化炉３出口の粗生成ガス４の顕熱を回収する熱
回収システムとを結合したシステム構成を採用し
ている。
排熱回収ボイラ２０は、低圧節炭器２１、低圧
ドラム２２、低圧蒸発器２３、高圧節炭器２４、
高圧ドラム２５、高圧蒸発器２６、過熱器２７、
再熱器２８により構成される。
ドラム２２、低圧蒸発器２３、高圧節炭器２４、
高圧ドラム２５、高圧蒸発器２６、過熱器２７、
再熱器２８により構成される。
復水４１は、給水ポンプ４３で昇圧され、低圧
給水加熱器４２により加熱された後、低圧節炭器
２１へ供給される。給水は、低圧節炭器２１出口
で低圧ドラム２２、石炭ガス化炉冷却水３０、高
圧給水ポンプ３９、給水２９に分岐する。給水２
９は、高圧給水ポンプ３９で昇圧された後、高圧
節炭器給水３３とガス冷却給水３２とに分岐す
る。高圧節炭器２４への給水３３は、高圧節炭器
２４を通つて高圧ドラム２５へ送られ蒸気を発生
させる。
給水加熱器４２により加熱された後、低圧節炭器
２１へ供給される。給水は、低圧節炭器２１出口
で低圧ドラム２２、石炭ガス化炉冷却水３０、高
圧給水ポンプ３９、給水２９に分岐する。給水２
９は、高圧給水ポンプ３９で昇圧された後、高圧
節炭器給水３３とガス冷却給水３２とに分岐す
る。高圧節炭器２４への給水３３は、高圧節炭器
２４を通つて高圧ドラム２５へ送られ蒸気を発生
させる。
一方ガス冷却器７への給水は、高圧給水加熱器
５１により加熱された後供給される。この給水加
熱器５１は、本実施例ででは、高圧タービン排気
より抽気している。該抽気蒸気４９は典型的には
340〜350℃か、あるいはそれよりやや高い程度の
温度である。この抽気蒸気４９は高圧給水加熱器
５１にて熱交換され、その潜熱が回収される。こ
こでは180℃位の給水３２が該潜熱により220〜
230℃程度に熱せられ、その後冷却器７へ導かれ
る。潜熱が回収された抽気蒸気４９は、ドレン５
０とつて低圧給水加熱器４２に導かれる。
５１により加熱された後供給される。この給水加
熱器５１は、本実施例ででは、高圧タービン排気
より抽気している。該抽気蒸気４９は典型的には
340〜350℃か、あるいはそれよりやや高い程度の
温度である。この抽気蒸気４９は高圧給水加熱器
５１にて熱交換され、その潜熱が回収される。こ
こでは180℃位の給水３２が該潜熱により220〜
230℃程度に熱せられ、その後冷却器７へ導かれ
る。潜熱が回収された抽気蒸気４９は、ドレン５
０とつて低圧給水加熱器４２に導かれる。
抽気は本例の如き高圧タービン排気からの外、
高圧タービン４４の各段落（第２図中に４４′で
示す）や、低圧タービン４５の蒸気入口側段落
（同じく４５′で示す）からの抽気で達成すること
が可能である。
高圧タービン４４の各段落（第２図中に４４′で
示す）や、低圧タービン４５の蒸気入口側段落
（同じく４５′で示す）からの抽気で達成すること
が可能である。
図示実施例の説明を続けると、排熱回収ボイラ
２０、高圧蒸発器２６にて発生した高圧蒸気及び
ガス冷却器７にて発生した高圧蒸気６は、過熱器
２７により過熱され高圧蒸気タービン４４へ送ら
れる。高圧蒸気３４は、高圧蒸気タービン４４に
て仕事をし、発電機４８にて電気エネルギーを発
生させる。高圧蒸気３４は、高圧タービン４４に
て仕事をした後、低圧ドラムにて発生した蒸気及
びガス化炉にて熱回収し、発生した蒸気と混合
し、再熱器を通り中圧タービンへ送られる。これ
は中低圧タービンにて仕事をし、発電機４８を駆
動して電気エネルギーを発生させる。
２０、高圧蒸発器２６にて発生した高圧蒸気及び
ガス冷却器７にて発生した高圧蒸気６は、過熱器
２７により過熱され高圧蒸気タービン４４へ送ら
れる。高圧蒸気３４は、高圧蒸気タービン４４に
て仕事をし、発電機４８にて電気エネルギーを発
生させる。高圧蒸気３４は、高圧タービン４４に
て仕事をした後、低圧ドラムにて発生した蒸気及
びガス化炉にて熱回収し、発生した蒸気と混合
し、再熱器を通り中圧タービンへ送られる。これ
は中低圧タービンにて仕事をし、発電機４８を駆
動して電気エネルギーを発生させる。
次に、本実施例による効果を第３図を用いて説
明する。第３図ａ〜ｃは、各々ガス冷却器内部の
ガスと給水・蒸気の状態を状態線図で示すもので
あり、ａ，ｂは従来例の系統、ｃは第２図に示し
た本発明の実施例の系統におけるデータを表して
いる。各図中、符号５４で示すガス冷却器入口ガ
ス温度T1の温度において粗生成ガスがガス冷却
器７に入り、熱交換して５５又は５７で示すガス
冷却器出口ガス温度T2又は温度T3で出て行く。
一方給水側は、５６又は５８で示すガス冷却器入
口給水温度t1又は温度t2でガス冷却器７に入り、
節炭器２１，２４にて温度t4、温度t5又は温度t6
まで加熱されてドラムに入り、蒸気として出て行
く。
明する。第３図ａ〜ｃは、各々ガス冷却器内部の
ガスと給水・蒸気の状態を状態線図で示すもので
あり、ａ，ｂは従来例の系統、ｃは第２図に示し
た本発明の実施例の系統におけるデータを表して
いる。各図中、符号５４で示すガス冷却器入口ガ
ス温度T1の温度において粗生成ガスがガス冷却
器７に入り、熱交換して５５又は５７で示すガス
冷却器出口ガス温度T2又は温度T3で出て行く。
一方給水側は、５６又は５８で示すガス冷却器入
口給水温度t1又は温度t2でガス冷却器７に入り、
節炭器２１，２４にて温度t4、温度t5又は温度t6
まで加熱されてドラムに入り、蒸気として出て行
く。
第３図ａは、第１図に示す従来のヒートサイク
ルに於る状態を示す。第３図ｂは、該従来例にお
いて同一給水条件で、燃料ガス温度を上げる為
に、ガス冷却器出口ガス温度を上げた場合を示
す。第３図ｃは、第２図に示す本実施例のヒート
サイクルに於る場合を示す。
ルに於る状態を示す。第３図ｂは、該従来例にお
いて同一給水条件で、燃料ガス温度を上げる為
に、ガス冷却器出口ガス温度を上げた場合を示
す。第３図ｃは、第２図に示す本実施例のヒート
サイクルに於る場合を示す。
以下、これについて説明する。
ガス冷却器に於る蒸気発生量は、ドラムの圧力
によつて決まる。ドラムの圧力に於る飽和温度を
t3とすると、t3＋約20℃の関係で示される粗生成
ガス温度T4と冷却器入口ガス温度T1との差がド
ラムに於る蒸発に使用される顕熱である。これ
は、ガス冷却器の設計は、経済性の面よりT4−
T2＞約20℃とすることが一般的である。又T4を
限りなくt2に近づけるには、蒸発器のの伝熱面積
を無限大にする必要がある。
によつて決まる。ドラムの圧力に於る飽和温度を
t3とすると、t3＋約20℃の関係で示される粗生成
ガス温度T4と冷却器入口ガス温度T1との差がド
ラムに於る蒸発に使用される顕熱である。これ
は、ガス冷却器の設計は、経済性の面よりT4−
T2＞約20℃とすることが一般的である。又T4を
限りなくt2に近づけるには、蒸発器のの伝熱面積
を無限大にする必要がある。
従つて、ドムに於る蒸発量を増加させる為に
は、ドラム圧力が一定の場合にはドラムへの給水
温度t4又はt5又はt6を上げる事が必要である事が
わかる。
は、ドラム圧力が一定の場合にはドラムへの給水
温度t4又はt5又はt6を上げる事が必要である事が
わかる。
第３図ａは、第１図に示した従来の基本ヒート
サイクルの温度線図である。この第３図ａの状態
から、燃料温度を上げる為にガス冷却器出口温度
をT2→T3へ約70℃上げると、第３図ｂの如くガ
ス冷却器に於る交換熱量Ｑが第３図ａの状態の約
90％となるため、蒸気発生量Ｇも同様に約90％程
度減少する。これは、節炭器における交換熱量が
減少し、ドラムへの給水温度がt4→t5へと約35℃
低下したためである。この第３図ｂの状態に於て
は、ガス冷却による交換熱量が減り蒸気発生量は
減るが、燃料温度が高くなる為、熱効率は第３図
ａの場合に比べ約0.1％（相対値）向上する（尚
第３図ｂもヒートサイクルは、第１図に示すもの
であり、即ち第３図ａの場合と同様である）。
サイクルの温度線図である。この第３図ａの状態
から、燃料温度を上げる為にガス冷却器出口温度
をT2→T3へ約70℃上げると、第３図ｂの如くガ
ス冷却器に於る交換熱量Ｑが第３図ａの状態の約
90％となるため、蒸気発生量Ｇも同様に約90％程
度減少する。これは、節炭器における交換熱量が
減少し、ドラムへの給水温度がt4→t5へと約35℃
低下したためである。この第３図ｂの状態に於て
は、ガス冷却による交換熱量が減り蒸気発生量は
減るが、燃料温度が高くなる為、熱効率は第３図
ａの場合に比べ約0.1％（相対値）向上する（尚
第３図ｂもヒートサイクルは、第１図に示すもの
であり、即ち第３図ａの場合と同様である）。
さらに本発明を適用して、給水温度をt1→t2へ
約70℃上げると、第３図ｃの如く交換熱量は第３
図ｂにおけると同じ、第３図ａの状態に対して約
90％であるが、蒸発量は第３図ａに対し約10％，
第３図ｂに対し約20％増える。これは給水を加熱
する事により、ドラム入口温度がt5→t6へ約70℃
増加する事により蒸発量が増加するからである。
この場合のヒートサイクルは、本発明の一実施例
たる第２図に示すものである。
約70℃上げると、第３図ｃの如く交換熱量は第３
図ｂにおけると同じ、第３図ａの状態に対して約
90％であるが、蒸発量は第３図ａに対し約10％，
第３図ｂに対し約20％増える。これは給水を加熱
する事により、ドラム入口温度がt5→t6へ約70℃
増加する事により蒸発量が増加するからである。
この場合のヒートサイクルは、本発明の一実施例
たる第２図に示すものである。
従つて第２図図示の実施例に於ては、従来のヒ
ートサイクルに比べ蒸気タービン入口高圧蒸気は
約５〜10％増加する。この結果給水加熱による影
響で蒸気タービン発電機出力は約0.6〜1.2％増加
する。これは石炭ガス化複合発電プラントの熱効
率に対しては、0.3〜0.6％の向上となるが、これ
に燃料ガスの温度上昇による効率向上分約0.1％
が加わるので、全体で約0.4％〜0.7％の向上とな
り、出力の大きな大型装置になる程効率向上分の
寄与は大となり、極めて有利になる。
ートサイクルに比べ蒸気タービン入口高圧蒸気は
約５〜10％増加する。この結果給水加熱による影
響で蒸気タービン発電機出力は約0.6〜1.2％増加
する。これは石炭ガス化複合発電プラントの熱効
率に対しては、0.3〜0.6％の向上となるが、これ
に燃料ガスの温度上昇による効率向上分約0.1％
が加わるので、全体で約0.4％〜0.7％の向上とな
り、出力の大きな大型装置になる程効率向上分の
寄与は大となり、極めて有利になる。
尚複合発電プラントの熱効率は、下記にて定義
するのが一般的である。
するのが一般的である。
（電気出力（KW）×860÷｛（燃料入熱
（kcal／Kg））×（燃料消費量（Kg／Ｈ）｝
第３図に示すのは本発明の別の実施の一例で、
これは前記第２図で説明した実施例の変形例であ
り、そのサイクル構成は前記実施例と殆ど同一で
あるが、前記例では、給水２９は高圧給水ポンプ
３９で昇圧された後、高圧節炭器２４への給水３
３と、ガス冷却給水３２とへ分岐し、ガス冷却給
水３２は高圧給水加熱器５にて加熱されガス冷却
へ送られるのに対し、本実施例に於ては、給水２
９は高圧給水ポンプ３９で昇圧された後、高圧給
水加熱器５１にて加熱され、高圧節炭器２４への
給水３３とガス冷却給水３２へ分岐する構成にな
つている。
これは前記第２図で説明した実施例の変形例であ
り、そのサイクル構成は前記実施例と殆ど同一で
あるが、前記例では、給水２９は高圧給水ポンプ
３９で昇圧された後、高圧節炭器２４への給水３
３と、ガス冷却給水３２とへ分岐し、ガス冷却給
水３２は高圧給水加熱器５にて加熱されガス冷却
へ送られるのに対し、本実施例に於ては、給水２
９は高圧給水ポンプ３９で昇圧された後、高圧給
水加熱器５１にて加熱され、高圧節炭器２４への
給水３３とガス冷却給水３２へ分岐する構成にな
つている。
本実施例に於ても、蒸気タービンの出力は、約
0.6〜1.2％相対値向上した。
0.6〜1.2％相対値向上した。
上記説明した通り、本発明の各実施例は、蒸気
タービン抽気によりガス冷却器への給水を加熱す
ることにより高圧蒸気発生量を増加できるので、
熱効率の向上を達成できる。この効率向上を第５
図を用いて説明すると次の通りである。第５図
は、横軸にガス冷却給水の高圧給水加熱器による
温度上昇をとり、縦軸に石炭ガス化複合発電プラ
ントの熱効率の相対的変化をとつたグラフであ
る。
タービン抽気によりガス冷却器への給水を加熱す
ることにより高圧蒸気発生量を増加できるので、
熱効率の向上を達成できる。この効率向上を第５
図を用いて説明すると次の通りである。第５図
は、横軸にガス冷却給水の高圧給水加熱器による
温度上昇をとり、縦軸に石炭ガス化複合発電プラ
ントの熱効率の相対的変化をとつたグラフであ
る。
ガス冷却器への給水の加熱により、ガス冷却器
にて発生する蒸気量が増加する。この高圧蒸気量
の増加によるプラント効率の向上値を第５図中の
６１にて示す。
にて発生する蒸気量が増加する。この高圧蒸気量
の増加によるプラント効率の向上値を第５図中の
６１にて示す。
一方給水加熱の為の抽気により蒸気タービン出
力は、低下する。この影響を６２に示す。
力は、低下する。この影響を６２に示す。
この結果、石炭ガス化発電プラントの効率向上
値６３は、上記の（高圧蒸気の増加による向上値
６１−抽気による低下値６２）として表わされ
る。この熱効率の向上は、給水温度上昇が70℃で
約0.3〜0.6％となる。
値６３は、上記の（高圧蒸気の増加による向上値
６１−抽気による低下値６２）として表わされ
る。この熱効率の向上は、給水温度上昇が70℃で
約0.3〜0.6％となる。
本ヒートサイクルでは、結果としてガス冷却器
出口温度をほぼ給水温度に等しい温度上げる事に
なり、燃料ガスの燃焼器入口温度は上昇する。こ
の燃料温度上昇による効率の上昇は、0.1％／60
〜70℃であるので、本ヒートサイクルは、従来の
ヒートサイクルに比べ全体として約0.4〜0.7％効
率が向上する事になる。
出口温度をほぼ給水温度に等しい温度上げる事に
なり、燃料ガスの燃焼器入口温度は上昇する。こ
の燃料温度上昇による効率の上昇は、0.1％／60
〜70℃であるので、本ヒートサイクルは、従来の
ヒートサイクルに比べ全体として約0.4〜0.7％効
率が向上する事になる。
上述の如く本発明によれば、石炭ガス化複合発
電プラントに於て、蒸気タービン抽気を加熱蒸気
源とする給水加熱器を設置してこれによりガス冷
却器への給水を加熱する事により、高圧蒸気発生
量が増加できるので、熱効率の向上が図れる。
電プラントに於て、蒸気タービン抽気を加熱蒸気
源とする給水加熱器を設置してこれによりガス冷
却器への給水を加熱する事により、高圧蒸気発生
量が増加できるので、熱効率の向上が図れる。
尚当然のことではあるが、本発明は図示の実施
例にのみ限定されるものではない。
例にのみ限定されるものではない。
第１図は、従来の石炭ガス化複合発電プラント
のヒートサイクルの例を示す。第２図は、本発明
の一実施例に係る石炭ガス化複合発電プラントの
ヒートサイクルを示し、第４図は、該実施例の変
形例の同じくヒートサイクルを示す。第３図は、
ガス冷却器内部でのガスと給水・蒸気の状態の変
化を示し、第５図は、本発明の上記実施例の効果
を示すためのグラフである。 ３……石炭ガス化炉、７……ガス冷却器、１１
……ガス精製部、１７……ガスタービン、２０…
…排熱回収ボイラ、４４，４５……蒸気タービ
ン、４９……抽気、５１……給水加熱器。
のヒートサイクルの例を示す。第２図は、本発明
の一実施例に係る石炭ガス化複合発電プラントの
ヒートサイクルを示し、第４図は、該実施例の変
形例の同じくヒートサイクルを示す。第３図は、
ガス冷却器内部でのガスと給水・蒸気の状態の変
化を示し、第５図は、本発明の上記実施例の効果
を示すためのグラフである。 ３……石炭ガス化炉、７……ガス冷却器、１１
……ガス精製部、１７……ガスタービン、２０…
…排熱回収ボイラ、４４，４５……蒸気タービ
ン、４９……抽気、５１……給水加熱器。
Claims (1)
- １ 石炭ガス化炉，ガス冷却器，ガス精製部を備
えて成る石炭ガス化プラントと、ガスタービン，
排熱回収ボイラ，蒸気タービンを備えて成る複合
発電プラントとを組み合わせた石炭ガス化複合発
電プラントに於て、ガス冷却器への給水系統に、
蒸気タービンの抽気を加熱蒸気源とする給水加熱
器を設置したことを特徴とする石炭ガス化複合発
電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57211456A JPS59101512A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 石炭ガス化複合発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57211456A JPS59101512A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 石炭ガス化複合発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59101512A JPS59101512A (ja) | 1984-06-12 |
| JPH0415364B2 true JPH0415364B2 (ja) | 1992-03-17 |
Family
ID=16606235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57211456A Granted JPS59101512A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 石炭ガス化複合発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59101512A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101528949B1 (ko) * | 2007-12-13 | 2015-06-15 | 보오슈 앤드 롬 인코포레이팃드 | 안과 수술용 시스템을 위한 공기 분리기 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4999992B2 (ja) * | 2011-03-03 | 2012-08-15 | 中国電力株式会社 | ガスタービン複合発電システム |
| JP5639609B2 (ja) * | 2012-03-01 | 2014-12-10 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 高湿分空気利用ガスタービンシステム |
| JP6000148B2 (ja) * | 2013-01-31 | 2016-09-28 | 三菱重工業株式会社 | ガス化複合発電システムおよびガス化複合発電システムの運用方法 |
| CN104675459B (zh) * | 2013-11-27 | 2017-03-15 | 哈尔滨工大金涛科技股份有限公司 | 分布式能源站 |
| JP7334092B2 (ja) * | 2019-08-29 | 2023-08-28 | 三菱重工業株式会社 | ガス化複合発電設備及びその運転方法 |
-
1982
- 1982-12-03 JP JP57211456A patent/JPS59101512A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101528949B1 (ko) * | 2007-12-13 | 2015-06-15 | 보오슈 앤드 롬 인코포레이팃드 | 안과 수술용 시스템을 위한 공기 분리기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59101512A (ja) | 1984-06-12 |
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