CN115427671A - 气化复合发电设备及其运转方法 - Google Patents
气化复合发电设备及其运转方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115427671A CN115427671A CN202180025476.9A CN202180025476A CN115427671A CN 115427671 A CN115427671 A CN 115427671A CN 202180025476 A CN202180025476 A CN 202180025476A CN 115427671 A CN115427671 A CN 115427671A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air amount
- gasification combined
- pulverizer
- combustor
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000002309 gasification Methods 0.000 title claims abstract description 86
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 118
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 76
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 76
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 76
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 20
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 13
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 62
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 abstract description 14
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 42
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 22
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 16
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 16
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 16
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 5
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 3
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 2
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- -1 steam Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000011328 necessary treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000003476 subbituminous coal Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/20—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products
- F02C3/26—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension
- F02C3/28—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using a special fuel, oxidant, or dilution fluid to generate the combustion products the fuel or oxidant being solid or pulverulent, e.g. in slurry or suspension using a separate gas producer for gasifying the fuel before combustion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K3/00—Feeding or distributing of lump or pulverulent fuel to combustion apparatus
- F23K3/02—Pneumatic feeding arrangements, i.e. by air blast
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/723—Controlling or regulating the gasification process
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/04—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
- F02C7/042—Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants having variable geometry
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0903—Feed preparation
- C10J2300/0906—Physical processes, e.g. shredding, comminuting, chopping, sorting
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0903—Feed preparation
- C10J2300/0909—Drying
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/0916—Biomass
- C10J2300/092—Wood, cellulose
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/0916—Biomass
- C10J2300/0923—Sludge, e.g. from water treatment plant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/093—Coal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0956—Air or oxygen enriched air
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0959—Oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
- C10J2300/1606—Combustion processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
- C10J2300/1643—Conversion of synthesis gas to energy
- C10J2300/165—Conversion of synthesis gas to energy integrated with a gas turbine or gas motor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
- C10J2300/1643—Conversion of synthesis gas to energy
- C10J2300/1653—Conversion of synthesis gas to energy integrated in a gasification combined cycle [IGCC]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/1671—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
- C10J2300/1675—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity making use of a steam turbine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/1678—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with air separation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/18—Details of the gasification process, e.g. loops, autothermal operation
- C10J2300/1807—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water
- C10J2300/1815—Recycle loops, e.g. gas, solids, heating medium, water for carbon dioxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10K—PURIFYING OR MODIFYING THE CHEMICAL COMPOSITION OF COMBUSTIBLE GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE
- C10K1/00—Purifying combustible gases containing carbon monoxide
- C10K1/002—Removal of contaminants
- C10K1/003—Removal of contaminants of acid contaminants, e.g. acid gas removal
- C10K1/005—Carbon dioxide
-
- 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]
-
- 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]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
本发明在不使用助燃燃烧器的情况下降低由粉碎机粉碎后的粉状燃料的自然起火的可能性。具备:粉碎机(10),将煤粉碎而形成粉煤;气化炉(4),使由粉碎机(10)粉碎后的粉煤气化;燃烧器(6),使由气化炉(4)气化后的气化气体燃烧;压缩机(7),向燃烧器(6)供给压缩空气;燃气轮机(5),由在燃烧器(6)中产生的燃烧气体驱动;发电机,由燃气轮机(5)驱动而发电;排气供给流路(22、23、24),将燃气轮机(5)的排气的一部分向粉碎机(10)引导;IGV(14),调整从压缩机(7)向燃烧器(6)供给的空气量;及控制部,进行以成为比根据燃烧器(6)的设定燃烧温度而决定的设定空气量小的空气量的方式控制IGV(14)的空气量降低运转。
Description
技术领域
本公开涉及气化复合发电设备及其运转方法。
背景技术
以往,作为气化复合发电设备,已知有使作为含碳固体燃料的煤在气化炉中部分燃烧而气化,使用气化后的可燃性气体来驱动燃气轮机并且利用燃气轮机的排热来进行发电的气化复合发电设备(IGCC:Integrated Coal Gasification Combined Cycle(整体煤气化联合循环))。
在通过干式供煤方式来向气化炉供给煤的气化设备中,以防止从粉煤供给设备向气化炉运送粉煤时的堵塞为目的,利用粉煤机将煤粉碎而形成粉煤,并通过干燥气体来使粉煤干燥。在此,在粉煤的干燥中,尤其从防止集尘器中的粉煤的自然起火的观点出发需要使用低氧浓度的气体,利用燃气轮机的排气(参照专利文献1及2)。
在专利文献1中,从排热回收锅炉(HRSG)的上游侧和下游侧这两处抽取排气,并调整成粉煤干燥所需的温度及流量,从而谋求设备效率的优化。
在专利文献2中,在如载荷比额定载荷低的启动时等那样燃气轮机的排气的氧浓度暂时与既定值相比增加的情况下,使设置于排热回收锅炉的助燃燃烧器启动来降低氧浓度。
现有技术文献
专利文献1:日本特开昭61-175241号公报
专利文献2:日本专利第4939511号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是,虽然如专利文献2那样通过助燃燃烧器的启动来降低燃气轮机的排气的氧浓度成为一个对策,但需要助燃燃烧器用的燃料供给设备,成为招致机器件数的增加(设备费的高涨)、由助燃燃烧器用燃料供给引起的燃料费高涨、设备效率下降的一个原因。
本公开鉴于这样的情形而完成,目的在于提供能够在不使用助燃燃烧器的情况下降低由粉碎机粉碎后的粉状燃料的自然起火的可能性的气化复合发电设备及其运转方法。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题,本公开的气化复合发电设备具备:粉碎机,将含碳固体燃料粉碎而形成粉状燃料;气化炉,使由上述粉碎机粉碎后的粉状燃料气化;燃烧器,使由上述气化炉气化后的气化气体燃烧;压缩机,向上述燃烧器供给压缩空气;燃气轮机,由在上述燃烧器中产生的燃烧气体驱动;发电机,由上述燃气轮机驱动而发电;排气供给流路,将上述燃气轮机的排气的一部分向上述粉碎机引导;供给空气量调整单元,调整从上述压缩机向上述燃烧器供给的空气量;及控制部,进行以成为比根据上述燃烧器的设定燃烧温度而算出的设定空气量小的空气量的方式控制上述供给空气量调整单元的空气量降低运转。
在本公开的气化复合发电设备的运转方法中,上述气化复合发电设备具备:粉碎机,将含碳固体燃料粉碎而形成粉状燃料;气化炉,使由上述粉碎机粉碎后的粉状燃料气化;燃烧器,使由上述气化炉气化后的气化气体燃烧;压缩机,向上述燃烧器供给压缩空气;燃气轮机,由在上述燃烧器中产生的燃烧气体驱动;发电机,由上述燃气轮机驱动而发电;排气供给流路,将上述燃气轮机的排气的一部分向上述粉碎机引导;及供给空气量调整单元,调整从上述压缩机向上述燃烧器供给的空气量,在上述气化复合发电设备的运转方法中,进行以成为比根据上述燃烧器的设定燃烧温度而算出的设定空气量小的空气量的方式控制上述供给空气量调整单元的空气量降低运转。
发明效果
通过降低向燃气轮机的燃烧器供给的空气量,能够在不使用助燃燃烧器的情况下降低由粉碎机粉碎后的粉状燃料的自然起火的可能性。
附图说明
图1是示出了本公开的一实施方式的气化复合发电设备的概略结构图。
图2是示出了干燥用气体的氧浓度调整方法的曲线图。
图3是示出了干燥用气体的氧浓度调整方法的曲线图。
图4是示出了变形例2的概略结构图。
图5是示出了变形例3的概略结构图。
图6是示出了变形例4的概略结构图。
图7是示出了变形例5的概略结构图。
图8是示出了变形例6的概略结构图。
图9是示出了变形例7的概略结构图。
图10是示出了变形例8的概略结构图。
具体实施方式
以下,参照附图来对本公开的一实施方式进行说明。
在图1中示出了本实施方式的气化复合发电设备1。气化复合发电设备(以下称作□IGCC□)1采用了将空气或氧作为氧化剂在气化炉4中生成使煤气化而得到的可燃性气体的空气燃烧方式。IGCC1将在气体精炼装置(未图示)中将在气化炉4中气化后的生成气体(气化气体、煤气)精炼后的精炼气体(气化气体、煤气)作为燃料气体而向燃气轮机5的燃烧器6供给。
燃气轮机5具备燃烧器6、从燃烧器6接受燃烧气体的供给而被旋转驱动的涡轮机11及具有与涡轮机11共用的旋转轴8的压缩机7。在压缩机7的上游侧设置有调整来自大气的吸引空气量的IGV(Inlet Guide Vane(进口导叶):供给空气量调整单元)14。IGV14的开度由未图示的控制部控制。
IGCC1将通过排热回收锅炉(HRSG:Heat Recovery Steam Generator(热回收蒸汽发生器))9的排气的一部分作为干燥用气体而导入,该干燥用气体向粉煤机(粉碎机)10的入口供给,另外,成为原料的煤向10的入口供给。在粉煤机10中,一边通过干燥用气体对被供给的煤进行加热而去除煤中的水分,一边粉碎成细微的颗粒状,来制造粉煤(粉状燃料)。
由粉煤机10制造出的粉煤由干燥用气体向集尘器12运送。在集尘器12的内部,干燥用气体等气体成分和粉煤(颗粒成分)被分离,气体成分经由诱导风扇13而从排热回收锅炉9的出口排出。在集尘器12设置有计测集尘器12内的氧浓度的氧浓度传感器12a。
由集尘器12分离出的颗粒成分的粉煤通过重力而落下,经由料仓15而向料斗17供给。
回收到料斗17内的粉煤由从ASU(空气分离装置:Air Separation Unit)20作为加压运送用而导入的氮气(运送用气体)向气化炉4内运送。
对气化炉4作为生成气体的原料而供给粉煤及煤焦。在气化炉4中,制造将从燃气轮机5的压缩机7供给的压缩空气及从空气分离装置20供给的氧或它们的任一方作为氧化剂使粉煤及煤焦气化而得到的生成气体。由气化炉4生成的生成气体被向气体精炼设备(未图示)引导。
在气体精炼设备中去除了硫等后的精炼气体向燃气轮机5的燃烧器6供给,与从压缩机7引导的压缩空气一起燃烧,生成高温高压的燃烧气体。燃烧气体被向涡轮机11引导而驱动涡轮机11旋转。被旋转驱动的涡轮机11驱动连结于涡轮机11的旋转轴的燃气轮机发电机(未图示)而进行发电。
从涡轮机11排出的高温的排气向排热回收锅炉9供给,作为生成蒸汽的热源而使用。由排热回收锅炉9生成的蒸汽向未图示的发电用的蒸汽轮机等供给。由排热回收锅炉9在蒸汽生成中使用后的排气由脱硝装置等实施所需的处理后,向大气排出。
由排热回收锅炉9在蒸汽生成中使用后的排气的一部分作为粉煤机10的干燥用气体而被提取。对于该干燥用气体,使用实施了脱硝等处理后的排气。具体来说,设置有连接于排热回收锅炉9的脱硝装置(未图示)的正下游附近的高温排气抽气流路(排气供给流路)22和连接于比高温排气抽气流路22靠下游侧处的低温排气抽气流路(排气供给流路)23。高温排气抽气流路22和低温排气抽气流路23在下游侧合流于合流排气抽气流路24。合流排气抽气流路24的下游侧连接于粉煤机10。
在高温排气抽气流路22和低温排气抽气流路23分别设置有流量计22a、23a和温度调节用的风门22b、23b。各流量计22a、23a的计测值向控制部发送。在控制部中,基于各流量计22a、23a的计测值和设置于粉煤机10的粉煤排出流路26的温度传感器26a的计测值来控制各风门22b、23b的开度。由此,调整向粉煤机10供给的干燥用气体的温度和流量。
控制部例如由CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、RAM(RandomAccess Memory:随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory:只读存储器)及计算机能够读取的存储介质等构成。并且,用于实现各种功能的一系列的处理作为一例而以程序的形式存储于存储介质等,通过CPU将该程序向RAM等读出并执行信息的加工、运算处理来实现各种功能。需要说明的是,关于程序,也可以应用预先安装于ROM或其他存储介质的形态、以存储于计算机能够读取的存储介质的状态被提供的形态、经由有线或无线的通信手段而被分发的形态等。计算机能够读取的存储介质是磁盘、光磁盘、CD-ROM、DVD-ROM、半导体存储器等。
<干燥用气体氧浓度调整1>
接着,使用图2来对向粉煤机10供给的干燥用气体的氧浓度的调整方法进行说明。
在图2中,横轴表示设备载荷,纵轴的下方侧表示调整向燃气轮机5供给的空气量的IGV开度,纵轴的上方侧表示向粉煤机10供给的干燥用气体的氧浓度。虚线所示的线表示设定空气量运转M0,示出了根据燃烧器6的设定燃烧温度及燃料气体组成(发热量)而算出的IGV14的设定IGV开度和根据该设定IGV开度而决定的设定氧浓度。干燥用气体的氧浓度相当于由集尘器12的氧浓度传感器12a计测的氧浓度。一般来说,在IGCC1的设计时,根据设备载荷来决定燃烧器6的设定燃烧温度,根据该设定燃烧温度,基于精炼气体的组成来算出需要的空气量,如虚线所示那样决定设定IGV开度。设定IGV开度被编程于控制部。
相对于此,在本实施方式中,如实线所示那样控制IGV开度。具体而言,以成为比相当于虚线所示的设定氧浓度的空气量小的空气量的方式控制IGV开度(空气量降低运转M1)。由此,能够以低于在图2中单点划线所示的存在粉煤的自然起火的可能性的界限氧浓度(例如13体积%)的方式进行控制。换言之,在遍及设备载荷的整体而超过界限氧浓度的情况下,如图2所示,以遍及设备载荷的整体而比虚线所示的设定IGV开度小的方式控制IGV14。
通过这样控制IGV开度而进行空气量降低运转M1,能够降低干燥用气体的氧浓度即粉煤机10、集尘器12中的氧浓度。因此,能够不使用专利文献2那样的助燃燃烧器地降低由粉煤机10粉碎后的粉煤的自然起火的可能性。
<干燥用气体氧浓度调整2>
也能够如图3那样进行控制。即,在IGCC1的启动时等低载荷时,在排热回收锅炉9中流动的排气的氧浓度上升。在这样的情况下,如图3所示,仅在低载荷时对IGV开度以比虚线所示的设定IGV开度小的方式进行控制而进行空气量降低运转M1。进行空气量降低运转M1的低载荷的设定值A1被设为额定的50%以下或40%以下。
另一方面,在设定值A1以上的高载荷侧,进行使用了设定IGV开度的设定空气量运转M0。由此,在高载荷侧能够将设备效率维持为期望值。
另外,本实施方式能够如以下这样变形。
<变形例1>
在如亚烟煤或褐煤等低品位煤那样煤的燃料比(固定碳/挥发分)比预定值(例如高品位煤的燃料比)小的情况下,产生自然起火的可能性变高,因此也可以进行从设定空气量运转M0切换为空气量降低运转M1的运转。作为燃料比的预定值,例如使用0.7~1.2。
在例如如高品位煤那样燃料比比预定值大的情况下,在控制部中选择设定空气量运转M0,在例如如低品位煤那样燃料比比预定值小的情况下,在控制部中选择空气量降低运转M1。设定空气量运转M0与空气量降低运转M1之间的切换可以基于检测煤的燃料比等性状的传感器的计测值来进行,也可以通过操作员的手动来进行。或者,还可以在IGCC1的运转中,在由氧浓度传感器12a计测到的氧浓度超过了预定值(13体积%)的情况下从设定空气量运转M0切换为空气量降低运转M1。
<变形例2>
如图4所示,也可以将由ASU(氧浓度降低单元)20制造出的氮向粉煤机10的入口侧供给。具体而言,将供给由ASU20制造出的氮的氮供给流路30与合流排气抽气流路24连接。在氮供给流路30设置氮阀30a,一边参照流量计30b的计测值一边利用控制部来控制氮阀30a的开度。
由此,能够降低干燥用气体的氧浓度,能够降低粉煤的自然起火的可能性。
需要说明的是,也可以在粉煤机10的出口侧(集尘器12的上游侧)连接氮供给流路30。由此,能够降低设置于粉煤机10的下游侧的集尘器12、料仓15、料斗17等中的自然起火的可能性。
另外,也可以以避免由氧浓度传感器12a计测到的氧浓度超过预定值(13体积%)的方式控制氮阀30a。
<变形例3>
如图5所示,也可以具备从自气化炉4引导的煤气(生成气体)回收设置于气体精炼装置的CO2的CO2回收装置(氧浓度降低单元)32。在该情况下,将由CO2回收装置32回收到的CO2向粉煤机10的入口侧供给。具体而言,将供给由CO2回收装置32回收到的CO2的CO2供给流路33与合流排气抽气流路24连接。在CO2供给流路33设置CO2阀33a,一边参照流量计33b的计测值一边利用控制部来控制CO2阀33a的开度。
由此,能够在基于IGV开度控制的空气量降低运转M1之外,降低干燥用气体的氧浓度,能够降低粉煤的自然起火的可能性。
需要说明的是,也可以在粉煤机10的出口侧(集尘器12的上游侧)连接CO2供给流路33。由此,能够降低设置于粉煤机10的下游侧的集尘器12、料仓15、料斗17等中的自然起火的可能性。
另外,也可以以避免由氧浓度传感器12a计测到的氧浓度超过预定值(13体积%)的方式控制CO2阀33a。
<变形例4>
如图6所示,也可以具备辅助锅炉的燃烧器等燃烧装置(氧浓度降低单元)35。在该情况下,将在燃烧装置35中产生的燃烧气体向粉煤机10的入口侧供给。具体而言,将供给在燃烧装置35中产生的燃烧气体的燃烧气体供给流路36与合流排气抽气流路24连接。在燃烧气体供给流路36设置燃烧气体阀36a,一边参照流量计36b的计测值一边利用控制部来控制燃烧气体阀36a的开度。
由此,能够在基于IGV开度控制的空气量降低运转M1之外,降低干燥用气体的氧浓度,能够降低粉煤的自然起火的可能性。
需要说明的是,也可以在粉煤机10的出口侧(温度传感器26a的上游侧)连接燃烧气体供给流路36。由此,能够降低设置于粉煤机10的下游侧的集尘器12、料仓15、料斗17等中的自然起火的可能性。
另外,也可以以避免由氧浓度传感器12a计测到的氧浓度超过预定值(13体积%)的方式控制燃烧气体阀36a。
<变形例5>
如图7所示,也可以设置向燃烧器6添加水、水蒸气或氮的添加单元38。通过向燃烧器6添加水、水蒸气或氮,能够降低燃烧气体的氧浓度。这能够在基于IGV开度控制的空气量降低运转M1之外进行。由此,能够降低粉状燃料的自然起火的可能性。需要说明的是,也可以在添加单元38设置阀,并控制该阀。
另外,也可以以避免由氧浓度传感器12a计测到的氧浓度超过预定值(13体积%)的方式控制水、水蒸气或氮的添加量。
<变形例6>
如图8所示,也可以作为调整向燃烧器6供给的空气的单元而在压缩机7的出口侧设置由控制部控制的放风阀(放风单元)40。放风阀40设置于连接在压缩机7的出口与燃烧器6的入口之间的放风流路(放风单元)41。放风流路41的下游侧向大气开放。
通过将放风阀40打开而将从压缩机7向燃烧器6引导的压缩空气的一部分向大气放出,能够降低向燃烧器6引导的空气量。由此,能够进行使用图2及图3说明的空气量降低运转M1。放风阀40的控制能够取代使用图1说明的IGV开度的控制而使用或者与IGV开度的控制一起使用。
<变形例7>
如图9所示,也可以作为调整向燃烧器6供给的空气的单元而设置连接压缩机7的出口和压缩机7的入口的再循环流路44。再循环流路44的下游侧连接于IGV14的上游侧。在再循环流路44设置有由控制部控制的再循环阀45。
通过将再循环阀45打开而使来自压缩机7的喷出空气的一部分再循环,从而能够利用来自升温后的压缩机7的喷出空气将向压缩机7吸入的空气加热而减小吸入空气的密度,由此降低向燃烧器6引导的空气量。由此,能够进行使用图2及图3说明的空气量降低运转M1。再循环阀45的控制能够取代使用图1说明的IGV开度的控制而使用或者与IGV开度的控制一起使用。
<变形例8>
如图10所示,也可以作为调整向燃烧器6供给的空气的单元而在IGV14的上游侧设置热交换器(加热单元)47。在热交换器47中,蒸汽和大气(空气)被热交换。由此,向压缩机7吸入的空气被加热。作为蒸汽,能够使用在IGCC1中产生的蒸汽和在外部的辅助锅炉等中产生的蒸汽。控制部通过控制使蒸汽向热交换器47流动的流量或定时等来决定向压缩机7引导的空气的加热的定时和量。
通过利用热交换器47加热向压缩机7吸入的空气而减小吸入空气的密度,能够降低向燃烧器6引导的空气量。由此,能够进行使用图2及图3说明的空气量降低运转M1。向热交换器47供给蒸汽的控制能够取代使用图1说明的IGV开度的控制而使用或者与IGV开度的控制一起使用。作为向热交换器47供给的加热介质,可以取代蒸汽而设为被加热后的给水。也可以在向热交换器47供给蒸汽(或给水)的路径设置阀,并控制该阀。
需要说明的是,在上述的实施方式及变形例中,作为含碳固体燃料而使用煤进行了说明,但也可以设为作为能够再生的来源于生物的有机性资源而使用的生物质,例如,也能够使用间伐材、废木材、漂流木、草类、废弃物、污泥、轮胎及以它们为原料的再循环燃料(球团、碎片)等。也可以将生物质或再循环燃料与煤一起使用。
以上说明的各实施方式所记载的气化复合发电设备及其运转方法例如如以下这样掌握。
本公开的一方案的气化复合发电设备(1)具备:粉碎机(10),将含碳固体燃料粉碎而设为粉状燃料;气化炉(4),使由上述粉碎机粉碎后的粉状燃料气化;燃烧器(6),使由上述气化炉气化后的气化气体燃烧;压缩机(7),向上述燃烧器供给压缩空气;燃气轮机(5),由在上述燃烧器中产生的燃烧气体驱动;发电机,由上述燃气轮机驱动而发电;排气供给流路(22、23、24),将上述燃气轮机的排气的一部分向上述粉碎机引导;供给空气量调整单元(14),调整从上述压缩机向上述燃烧器供给的空气量;及控制部,进行以成为比根据上述燃烧器的设定燃烧温度而算出的设定空气量小的空气量的方式控制上述供给空气量调整单元的空气量降低运转。
通过减小向燃烧器供给的吸入空气量,而能够降低燃烧气体的氧浓度。因此,通过设为比根据燃烧器的设定燃烧温度而决定的设定空气量小的空气量,与设定时相比降低氧浓度。氧浓度被降低后的燃烧气体经过燃气轮机且经由排气供给流路而被向粉碎机引导。由此,能够在不使用助燃燃烧器的情况下减低由粉碎机粉碎后的粉状燃料的自然起火的可能性。
需要说明的是,燃烧器的设定燃烧温度一般根据气化复合发电设备的设备载荷(更具体而言,燃气轮机的载荷)而确定。若设定燃烧温度确定,则根据气化后的精炼气体等燃料气体的组成而在燃烧器中需要的空气量确定。
在本公开的一方案的气化复合发电设备(1)中,上述控制部在上述气化复合发电设备的设备载荷被设为低载荷时进行上述空气量降低运转,并且在上述气化复合发电设备的设备载荷超过该低载荷时进行以成为根据上述设定燃烧温度而算出的上述设定空气量的方式控制上述供给空气量调整单元的设定空气量运转。
若设备载荷成为低载荷,则来自燃气轮机的排气的氧浓度存在增加的趋势,因此优选在设备载荷为低载荷时进行空气量降低运转。另一方面,在设备载荷超过低载荷的情况下,通过进行设定空气量运转,能够将设备效率维持为期望值。
需要说明的是,作为低载荷,被设为额定的50%以下或40%以下。另外,低载荷也包括气化复合发电设备的启动时。
在本公开的一方案的气化复合发电设备(1)中,上述控制部在使用燃料比比预定值小的含碳固体燃料的情况下切换为上述空气量降低运转。
在使用燃料比(固定碳/挥发分)比预定值小的含碳固体燃料的情况下,在设为了粉状燃料时产生自然起火的可能性变高。因此,在使用燃料比比预定值小的含碳固体燃料的情况下,切换为空气量降低运转。由此,能够降低自然起火的可能性。
在使用燃料比比预定值大的含碳固体燃料的情况下,能够不进行空气量降低运转而进行设定空气量运转。
作为燃料比的预定值,例如被设为0.7~1.2。
在本公开的一方案的气化复合发电设备(1)中,上述供给空气量调整单元被设为设置于上述压缩机的进口导叶(14)。
通过作为供给空气量调整单元而使用设置于压缩机的进口导叶(IGV),能够在空气量降低运转时降低吸入空气量。
在本公开的一方案的气化复合发电设备(1)中,上述供给空气量调整单元具备连接上述压缩机的出口与入口的再循环流路(44)。
通过设置连接压缩机的出口与入口的再循环流路,而能够通过使喷出空气再循环而在空气量降低运转时降低向燃烧器引导的空气量。
在本公开的一方案的气化复合发电设备(1)中,上述供给空气量调整单元具备对向上述压缩机吸入的空气进行加热的加热单元(47)。
通过对向压缩机吸入的空气利用加热单元进行加热而减小吸入空气的密度,能够在空气量降低运转时降低向燃烧器引导的空气量。
在本公开的一方案的气化复合发电设备(1)中,上述供给空气量调整单元具备将从上述压缩机向上述燃烧器引导的压缩空气向外部放出的放风单元(40、41)。
通过将从压缩机向燃烧器引导的压缩空气向外部放出,而能够在空气量降低运转时降低向燃烧器引导的空气量。
在本公开的一方案的气化复合发电设备(1)中,具备降低上述粉碎机的入口或出口的氧浓度的氧浓度降低单元(20)。
通过在上述的空气量降低运转之外设置降低粉碎机的入口或出口的氧浓度的氧浓度降低单元,能够进一步降低粉状燃料的自然起火的可能性。
在本公开的一方案的气化复合发电设备(1)中,具备设置于上述粉碎机的出口侧的氧浓度计(12a),上述控制部基于上述氧浓度计的计测值来控制上述氧浓度降低单元。
通过基于设置于粉碎机的出口侧的氧浓度计的计测值来降低氧浓度,而能够更可靠地降低粉状燃料的自然起火的可能性。
在本公开的一方案的气化复合发电设备(1)中,具备空气分离装置(20),上述氧浓度降低单元具备将由上述空气分离装置生成的氮向上述粉碎机的入口或出口供给的氮供给流路(30)。
通过将由空气分离装置(ASU:Air Separation Unit)生成的氮向粉碎机的入口或出口供给,能够降低氧浓度。由此,能够降低粉状燃料的自然起火的可能性。需要说明的是,作为氮,使用以氮为主成分的氮气。
在向粉碎机的出口供给氮的情况下,能够降低设置于粉碎机的下游侧的集尘机、料仓、料斗等中的自然起火的可能性。
在本公开的一方案的气化复合发电设备(1)中,具备CO2回收装置(32),上述氧浓度降低单元具备将由上述CO2回收装置生成的CO2向上述粉碎机的入口或出口供给的CO2供给流路(33)。
通过将由CO2回收装置生成的CO2向粉碎机的入口或出口供给,而能够降低氧浓度。由此,能够降低粉状燃料的自然起火的可能性。需要说明的是,作为CO2,使用以CO2为主成分的CO2气体。
在向粉碎机的出口供给CO2的情况下,能够降低设置于粉碎机的下游侧的集尘机、料仓、料斗等中的自然起火的可能性。
在本公开的一方案的气化复合发电设备(1)中,具备生成与上述燃烧气体不同的燃烧气体的燃烧装置(35),上述氧浓度降低单元具备将由上述燃烧装置生成的燃烧气体向上述粉碎机的入口或出口供给的燃烧气体供给流路(36)。
通过将由燃烧装置生成的燃烧气体(与在燃烧器中产生的燃烧气体不同的燃烧气体)向粉碎机的入口或出口供给,而能够降低氧浓度。由此,能够降低粉状燃料的自然起火的可能性。
在向粉碎机的出口供给燃烧气体的情况下,能够降低设置于粉碎机的下游侧的集尘机、料仓、料斗等中的自然起火的可能性。
作为燃烧装置,例如可举出辅助锅炉的燃烧器等。
在本公开的一方案的气化复合发电设备(1)中,上述氧浓度降低单元具备向上述燃烧器添加水和/或水蒸汽和/或氮的添加单元(38)。
通过向燃烧器添加水和/或水蒸汽和/或氮,而能够降低燃烧气体的氧浓度。由此,能够降低粉状燃料的自然起火的可能性。
在本公开的一方案的气化复合发电设备(1)的运转方法中,上述气化复合发电设备具备:粉碎机,将含碳固体燃料粉碎而形成粉状燃料;气化炉,使由上述粉碎机粉碎后的粉状燃料气化;燃烧器,使由上述气化炉气化后的气化气体燃烧;压缩机,向上述燃烧器供给压缩空气;燃气轮机,由在上述燃烧器中产生的燃烧气体驱动;发电机,由上述燃气轮机驱动而发电;排气供给流路,将上述燃气轮机的排气的一部分向上述粉碎机引导;及供给空气量调整单元,调整从上述压缩机向上述燃烧器供给的空气量,在上述气化复合发电设备的运转方法中,进行以成为比根据上述燃烧器的设定燃烧温度而算出的设定空气量小的空气量的方式控制上述供给空气量调整单元的空气量降低运转。
附图标记说明
1 IGCC(气化复合发电设备)
4 气化炉
5 燃气轮机
6 燃烧器
7 压缩机
9 排热回收锅炉
10 粉煤机(粉碎机)
12a 氧浓度传感器
14 IGV(供给空气量调整单元)
20 ASU(空气分离装置)
22 高温排气抽气流路(排气供给流路)
23 低温排气抽气流路(排气供给流路)
24 合流排气抽气流路(排气供给流路)
30 氮供给流路
32 CO2回收装置(氧浓度降低单元)
33 CO2供给流路
35 燃烧装置(氧浓度降低单元)
38 添加单元
40 放风阀(放风单元)
41 放风流路(放风单元)
44 再循环流路
47 热交换器(加热单元)。
Claims (14)
1.一种气化复合发电设备,具备:
粉碎机,将含碳固体燃料粉碎而形成粉状燃料;
气化炉,使由所述粉碎机粉碎后的粉状燃料气化;
燃烧器,使由所述气化炉气化后的气化气体燃烧;
压缩机,向所述燃烧器供给压缩空气;
燃气轮机,由在所述燃烧器中产生的燃烧气体驱动;
发电机,由所述燃气轮机驱动而发电;
排气供给流路,将所述燃气轮机的排气的一部分向所述粉碎机引导;
供给空气量调整单元,调整从所述压缩机向所述燃烧器供给的空气量;及
控制部,进行以成为比根据所述燃烧器的设定燃烧温度而算出的设定空气量小的空气量的方式控制所述供给空气量调整单元的空气量降低运转。
2.根据权利要求1所述的气化复合发电设备,其中,
所述控制部在所述气化复合发电设备的设备载荷被设为低载荷时进行所述空气量降低运转,并且在所述气化复合发电设备的设备载荷超过该低载荷时进行以成为根据所述设定燃烧温度而算出的所述设定空气量的方式控制所述供给空气量调整单元的设定空气量运转。
3.根据权利要求1或2所述的气化复合发电设备,其中,
所述控制部在使用燃料比比预定值小的含碳固体燃料的情况下切换为所述空气量降低运转。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气化复合发电设备,其中,
所述供给空气量调整单元被设为设置于所述压缩机的进口导叶。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的气化复合发电设备,其中,
所述供给空气量调整单元具备连接所述压缩机的出口与入口的再循环流路。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的气化复合发电设备,其中,
所述供给空气量调整单元具备对被吸入到所述压缩机的空气进行加热的加热单元。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的气化复合发电设备,其中,
所述供给空气量调整单元具备将从所述压缩机引导到所述燃烧器的压缩空气向外部放出的放风单元。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的气化复合发电设备,其中,
所述气化复合发电设备具备降低所述粉碎机的入口或出口的氧浓度的氧浓度降低单元。
9.根据权利要求8所述的气化复合发电设备,其中,
所述气化复合发电设备具备设置于所述粉碎机的出口侧的氧浓度计,
所述控制部基于所述氧浓度计的计测值来控制所述氧浓度降低单元。
10.根据权利要求8或9所述的气化复合发电设备,其中,
所述气化复合发电设备具备空气分离装置,
所述氧浓度降低单元具备将由所述空气分离装置生成的氮向所述粉碎机的入口或出口供给的氮供给流路。
11.根据权利要求8或9所述的气化复合发电设备,其中,
所述气化复合发电设备具备CO2回收装置,
所述氧浓度降低单元具备将由所述CO2回收装置生成的CO2向所述粉碎机的入口或出口供给的CO2供给流路。
12.根据权利要求8或9所述的气化复合发电设备,其中,
所述气化复合发电设备具备生成不同于所述燃烧气体的燃烧气体的燃烧装置,
所述氧浓度降低单元具备将由所述燃烧装置生成的燃烧气体向所述粉碎机的入口或出口供给的燃烧气体供给流路。
13.根据权利要求8或9所述的气化复合发电设备,其中,
所述氧浓度降低单元具备向所述燃烧器添加水和/或水蒸汽和/或氮的添加单元。
14.一种气化复合发电设备的运转方法,所述气化复合发电设备具备:
粉碎机,将含碳固体燃料粉碎而形成粉状燃料;
气化炉,使由所述粉碎机粉碎后的粉状燃料气化;
燃烧器,使由所述气化炉气化后的气化气体燃烧;
压缩机,向所述燃烧器供给压缩空气;
燃气轮机,由在所述燃烧器中产生的燃烧气体驱动;
发电机,由所述燃气轮机驱动而发电;
排气供给流路,将所述燃气轮机的排气的一部分向所述粉碎机引导;及
供给空气量调整单元,调整从所述压缩机向所述燃烧器供给的空气量,
在所述气化复合发电设备的运转方法包括如下步骤:进行以成为比根据所述燃烧器的设定燃烧温度而算出的设定空气量小的空气量的方式控制所述供给空气量调整单元的空气量降低运转。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020-063372 | 2020-03-31 | ||
JP2020063372A JP7434031B2 (ja) | 2020-03-31 | 2020-03-31 | ガス化複合発電設備及びその運転方法 |
PCT/JP2021/011303 WO2021200256A1 (ja) | 2020-03-31 | 2021-03-19 | ガス化複合発電設備及びその運転方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115427671A true CN115427671A (zh) | 2022-12-02 |
Family
ID=77928265
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180025476.9A Pending CN115427671A (zh) | 2020-03-31 | 2021-03-19 | 气化复合发电设备及其运转方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230151766A1 (zh) |
JP (1) | JP7434031B2 (zh) |
CN (1) | CN115427671A (zh) |
WO (1) | WO2021200256A1 (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4689949A (en) * | 1985-01-30 | 1987-09-01 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Coal gasification composite power generator |
JP2014101838A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 石炭ガス化複合発電設備 |
CN106536899A (zh) * | 2014-08-26 | 2017-03-22 | 三菱日立电力***株式会社 | 控制装置、***以及控制方法 |
WO2017188052A1 (ja) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガス化複合発電プラントの制御装置および制御方法、並びにガス化複合発電プラント |
JP2017206643A (ja) * | 2016-05-20 | 2017-11-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガス化複合発電プラント及びその運転方法 |
JP2019156927A (ja) * | 2018-03-09 | 2019-09-19 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 粉体燃料供給装置、ガス化炉設備およびガス化複合発電設備ならびに粉体燃料供給装置の制御方法 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5901547A (en) * | 1996-06-03 | 1999-05-11 | Air Products And Chemicals, Inc. | Operation method for integrated gasification combined cycle power generation system |
JPH1047079A (ja) * | 1996-08-05 | 1998-02-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | アンチサージ制御装置 |
US20090053036A1 (en) | 2007-08-24 | 2009-02-26 | General Electric Company | Systems and Methods for Extending Gas Turbine Emissions Compliance |
JP4981771B2 (ja) | 2008-09-08 | 2012-07-25 | 三菱重工業株式会社 | 石炭ガス化複合発電設備 |
JP4939511B2 (ja) | 2008-10-29 | 2012-05-30 | 三菱重工業株式会社 | 石炭ガス化複合発電設備 |
JP5075900B2 (ja) | 2009-09-30 | 2012-11-21 | 株式会社日立製作所 | 水素含有燃料対応燃焼器および、その低NOx運転方法 |
JP5420371B2 (ja) | 2009-10-20 | 2014-02-19 | 株式会社日立製作所 | Co2回収型ガス化発電システム |
JP6638215B2 (ja) | 2015-05-14 | 2020-01-29 | 富士電機株式会社 | 検査装置及び検査方法 |
JP2016217272A (ja) * | 2015-05-21 | 2016-12-22 | 株式会社トーワ熱学 | ガスタービン吸気装置 |
JP7043285B2 (ja) | 2018-02-19 | 2022-03-29 | 三菱重工業株式会社 | ガス化炉設備、ガス化複合発電設備及びガス化炉設備の運転方法 |
-
2020
- 2020-03-31 JP JP2020063372A patent/JP7434031B2/ja active Active
-
2021
- 2021-03-19 US US17/914,841 patent/US20230151766A1/en active Pending
- 2021-03-19 WO PCT/JP2021/011303 patent/WO2021200256A1/ja active Application Filing
- 2021-03-19 CN CN202180025476.9A patent/CN115427671A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4689949A (en) * | 1985-01-30 | 1987-09-01 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Coal gasification composite power generator |
JP2014101838A (ja) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 石炭ガス化複合発電設備 |
CN106536899A (zh) * | 2014-08-26 | 2017-03-22 | 三菱日立电力***株式会社 | 控制装置、***以及控制方法 |
WO2017188052A1 (ja) * | 2016-04-26 | 2017-11-02 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガス化複合発電プラントの制御装置および制御方法、並びにガス化複合発電プラント |
JP2017206643A (ja) * | 2016-05-20 | 2017-11-24 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガス化複合発電プラント及びその運転方法 |
JP2019156927A (ja) * | 2018-03-09 | 2019-09-19 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 粉体燃料供給装置、ガス化炉設備およびガス化複合発電設備ならびに粉体燃料供給装置の制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021200256A1 (ja) | 2021-10-07 |
JP2021161924A (ja) | 2021-10-11 |
JP7434031B2 (ja) | 2024-02-20 |
US20230151766A1 (en) | 2023-05-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4939511B2 (ja) | 石炭ガス化複合発電設備 | |
JP4981901B2 (ja) | ガス化複合発電プラント | |
EP2322781A1 (en) | Integrated coal gasification combined cycle power generation apparatus | |
JP5840024B2 (ja) | 湿潤燃料を用いて複合発電を行うプラント及びその燃料乾燥方法 | |
JP5848014B2 (ja) | 流動層乾燥装置 | |
KR20170082479A (ko) | 증기를 사용하여 고체 원료를 건조시키는 방법 및 장치 | |
CN112585403B (zh) | 粉煤机的粉煤干燥***及其粉煤干燥方法以及存储介质、粉煤机、气化复合发电设备 | |
CN109072780B (zh) | 含碳固体燃料气化发电设备及其含碳固体燃料的干燥用气体的调整方法 | |
CN104756296A (zh) | 发电***及发电***中的燃料电池的启动方法和运行方法 | |
JP2017206643A (ja) | ガス化複合発電プラント及びその運転方法 | |
CN115427671A (zh) | 气化复合发电设备及其运转方法 | |
JP2012078017A (ja) | バイオマス貯蔵ユニット及び前処理ユニット | |
CN107937039A (zh) | 一种耦合燃煤机组的生物质气化炉启停工艺 | |
JP7043285B2 (ja) | ガス化炉設備、ガス化複合発電設備及びガス化炉設備の運転方法 | |
JP6033380B2 (ja) | 石炭ガス化複合発電設備 | |
JP2017110165A (ja) | ガス化装置及びガス化装置の制御装置、ガス化複合発電設備 | |
JP2014101838A (ja) | 石炭ガス化複合発電設備 | |
JP2014037896A (ja) | ボイラシステム | |
JP2012078019A (ja) | バイオマス貯蔵ユニット及び前処理ユニット | |
US11142717B2 (en) | Hybrid boiler-dryer and method | |
JP2012093008A (ja) | 微粉炭火力発電設備 | |
JP2023098047A (ja) | 複合プラント並びに複合プラントの製造方法 | |
JP2021161924A5 (zh) | ||
AU2012221495B2 (en) | Combustion apparatus | |
EP4018124A1 (en) | Hybrid boiler-dryer and method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |