JP3706432B2 - コンバインド・サイクル発電設備 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油焚きガスタービン・コンバインド・サイクル発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在日本における火力発電は、ボイラにより生じた高温高圧の蒸気で蒸気タービンを回転させて発電する方式が主なものである。そのボイラ燃料としては、主に重油や原油が使用されているが、それらのうち、原油焚きの場合はワックス分が多く、かつＳＯｘの発生量の少ない低硫黄含有原油、例えばミナス産原油や大慶産原油が好んで使用されている。そのほか、最近では良質燃料であるＬＮＧを用いたコンバインド・サイクル発電設備も採用されている。前記原油や重油のボイラ焚き及び蒸気タービンによる発電では、熱効率が４０％前後／ＨＨＶ基準（ＨＨＶ：高位発熱量）と比較的低い。
【０００３】
これに対して、ＬＮＧ焚きで採用されているコンバインド・サイクル発電は、ガスタービンにおいて燃料を燃焼させ、その高温排ガスをボイラで再燃させて蒸気タービンを運転し再度発電する方法（いわゆる排気再燃型）であり、熱効率が４８％前後／ＨＨＶ基準と飛躍的に向上する。
【０００４】
このため、石油消費量増大抑制の見地からより熱効率の高い発電方法へと転換を迫られている近年においては、上記コンバインド・サイクル発電の発展が強く望まれている。ところが、従来のＬＮＧのコンバインド・サイクル発電では、ＬＮＧが貯蔵にコストがかかる上、石油火力へＬＮＧを供給する場合、パイプライン埋設に高コストがかかる。
【０００５】
一方、原油を燃料とするいわゆる油焚きガスタービン・コンバインド・サイクル発電については、欧米で実施された例もあるが、原油に含まれる不純物によりトラブルが多く発生し、保守費用が嵩むという問題があり、この点で実用化に難があった。というのは、原油に含まれる塩分とバナジウムと硫黄分とが相互に影響してガスタービン中で低融点の物質となりブレードに付着し、ブレードの腐食を起こすためである。
【０００６】
またこのため、ガスタービン用の燃料としては、塩分及びバナジウムの含有濃度が０．５ｐｐｍ以下とする基準が一般的に採用されているが、前記ミナス産原油や大慶産原油のような低硫黄含有原油でもこれら基準を満足できず、熱効率のよいコンバインド・サイクル発電のガスタービン燃料としてはそのまま利用できなかった。したがって、結果として原油をガスタービンの燃料とする油焚きガスタービン・コンバインド・サイクル発電の実用化も困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで出願人は、上記不純物の問題を解決するものとして、例えば特願平４−２８７５０４号（特開平６−２０７１８０号）により、脱塩処理された原油を所定の温度で蒸留して低沸点留分と高沸点留分とに分離し、低沸点留分をガスタービンの燃料として使用し、一方高沸点留分を蒸気タービン用ボイラの燃料として使用するという、原油蒸留技術を利用した油焚きガスタービン・コンバインド・サイクル発電方法を提案し、実用化を進めている。
【０００８】
ところで、この発電方法では、蒸留後の高沸点留分を取扱い性を良くするために凝縮器により凝縮してタービン燃料としているが、この凝縮器において凝縮しきれずに発生するガス（即ち、オフガス）が高温になるため、その熱エネルギーの有効利用を図ることが要望されていた。
【０００９】
そこで本発明は、原油蒸留技術を利用した油焚きガスタービン・コンバインド・サイクル発電設備であって、上記凝縮器のオフガスの熱エネルギーの有効利用が図られて、発電がより効率良く実現できるコンバインド・サイクル発電設備を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載のコンバインド・サイクル発電設備は、原油を所定の温度で蒸留して低沸点留分と高沸点留分とに分離し、前記低沸点留分をガスタービンの燃料として使用し、前記高沸点留分を蒸気タービン用ボイラの燃料として使用するコンバインド・サイクル発電設備において、前記低沸点留分を凝縮させる凝縮器において発生するオフガスから熱回収して前記蒸留前の原油を加熱する原油予熱器を設け、同原油予熱器は、前記低沸点留分により前記蒸留前の原油を加熱する他の原油予熱器の前流位置に配置したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載のコンバインド・サイクル発電設備は、原油を所定の温度で蒸留して低沸点留分と高沸点留分とに分離し、前記低沸点留分をガスタービンの燃料として使用し、前記高沸点留分を蒸気タービン用ボイラの燃料として使用するコンバインド・サイクル発電設備において、前記低沸点留分を凝縮させる凝縮器において発生するオフガスから熱回収して前記ボイラへの給水を加熱する給水加熱器を設け、同給水加熱器は、蒸気サイクル中の他の複数の加熱器の先頭位置に配置したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（第１例）
まず、請求項１記載の発明の一例である第１例について説明する。図１は、本例のコンバインド・サイクル発電設備における燃料供給系統の構成を示し、図２は、同コンバインド・サイクル発電設備における発電系統の構成を示している。
【００１４】
この発電設備の燃料供給系統は、主な構成機器として、図１に示すように、原油タンク１、原油供給ポンプ２、原油予熱器３〜６、原油加熱炉７、蒸留塔８、凝縮器９、ガスタービン燃料供給ポンプ１０、還流ポンプ１１、ガスタービン燃料タンク１２、ボイラ燃料供給ポンプ１３、ボイラ燃料タンク１４、給水加熱器１５，１６、原油予熱器１７を備える。
【００１５】
原油タンク１は、原油を貯留するもので、この原油としては脱塩処理された低硫黄原油を使用するのが好ましい。この低硫黄原油としては、排ガスの脱硫工程を簡略化できることから、できるだけ硫黄含有量の少ないものが好ましいことはいうまでもないが、通常硫黄含有量が１重量％以下、さらに好ましくは０．５重量％以下の原油が用いられる。このような原油としては、前述のミナス産原油や大慶産原油等を挙げることができる。
【００１６】
なお、原油中に含まれる硫黄分のほとんどは後述する蒸留により分離されるので、本発明の原油としては、必ずしも上記のような低硫黄原油を用いる必要はない。
【００１７】
また、原油に含まれる塩分は、蒸留塔８による蒸留により高沸点留分側に残留し易く、蒸留の温度条件によっては、低沸点留分の塩分含有量が前述の基準値（０．５ｐｐｍ）以下となるので、本発明の原油は必ずしも脱塩処理されている必要なない。
【００１８】
また、脱塩処理を同一設備内で実施する場合には、原油を予め８０〜１５０℃程度に加熱する加熱手段を設けるとともに、例えば周知の脱塩手段であるディソルータを必要に応じて複数段設ければよい。このディソルータは、加熱した原油と淡水を混合し、例えば２万ボルト程度の静電圧を印加して水滴を凝集させて分離するものであり、原油の粘度を下げるとともに水と原油の比重差による分離を容易にするため、前述の如く原油を予め加熱するのが好ましい。
【００１９】
なお、原油タンク１から原油加熱炉７まで原油を送給する原油供給ライン２１の途上に上記ディソルータを配設し、原油予熱器３〜６のうちのいくつかを上記脱塩処理のための加熱手段として機能させることもできる。
【００２０】
原油供給ポンプ２は、原油タンク１内の原油を送り出し、原油供給ライン２１を介して原油加熱炉７さらには蒸留塔８へと圧送するものである。原油加熱炉７は、この場合、原油タンク１内の原油、或いは発電燃料とは別に用意された原油、軽油、灯油、ナフサ、ＬＰＧ等を燃焼させて蒸留塔８に送られる原油を所定の蒸留温度まで加熱するものである。
【００２１】
なお、蒸留温度（蒸留塔８の入口における原油温度）は、ガスタービン用燃料となる低沸点留分のバナジウムや塩分或いは硫黄分の含有量が所望の値になるように、原油の性状等に応じて決定すればよいが、例えば３４０°Ｆ〜６５０°Ｆ程度である。
【００２２】
原油予熱器３，４或いは原油予熱器５，６は、この場合蒸留塔８の塔頂から導出されたガス（即ち低沸点留分）、或いは蒸留塔８の塔底から導出された液（即ち高沸点留分）からそれぞれ２段階で熱回収し、原油加熱炉７に送られる前に原油を順次加熱する熱交換器である。また原油予熱器１７は、後述の凝縮器９において発生するオフガスから熱回収して原油予熱器３の前流において原油を加熱する熱交換器であり、これら原油予熱器３〜６，１７により原油の加熱効率がアップして原油加熱炉７の負担が軽くなる。特に本例では、凝縮器９のオフガスからも熱回収されて、蒸留の熱エネルギーが漏れなく有効利用されている。
【００２３】
蒸留塔８は、この場合、還流ポンプ１１及び還流ライン２２により塔頂から導出された低沸点留分が液として戻されて、原油の発生蒸気と向流的に接触して分離度を高める方式の蒸留塔（いわゆる精留塔）であり、具体的には例えば泡鐘塔や多孔板塔、或いは充てん塔が使用できる。
【００２４】
凝縮器９は、液ライン２３により蒸留塔８の塔頂から導出されたガス（即ち低沸点留分）を最終的に冷却して凝縮させる例えば多管式熱交換器であり、凝縮しきれなかったガス（オフガスＧ）は、４０℃程度の高温ガスとなって頂部から排出され、前述の原油予熱器１７に導入される。なお、オフガスＧは、原油加熱炉７の燃料として使用されてもよい。
【００２５】
そして、この凝縮器９で凝縮された原油の低沸点留分は、底部から抜き出されて、一部が還流ポンプ１１及び還流ライン２２により蒸留塔８に戻され、残りがガスタービン燃料としてガスタービン燃料供給ポンプ１０によりガスタービン燃料タンク１２に送られる構成となっている。
【００２６】
また、ボイラ燃料供給ポンプ１３は、蒸留塔８の塔底から導出された液（即ち高沸点留分）を液ライン２４によりボイラ燃料タンク１４に圧送するものである。そして、給水加熱器１５，１６は、蒸留塔８の塔頂から導出されたガス（即ち低沸点留分）、或いは蒸留塔８の塔底から導出された液（即ち高沸点留分）から熱回収し、後述するボイラ３５に送られるボイラ給水を加熱する熱交換器である。
【００２７】
次に、この発電設備の発電系統は、主な構成機器として、図２に示すように、タービン本体３１、圧縮機３２及び燃焼器３３からなるガスタービン３４、ボイラ３５、蒸気タービン３６、復水器３７、エコノマイザー３８を備える。ここでガスタービン３４は、燃焼器３３において、ガスタービン燃料タンク１２から供給ライン４１を介して供給されたガスタービン燃料を、圧縮機３２により圧縮された空気と接触させて燃焼させ、タービン３１におけるこの燃焼ガスの膨張により出力軸を回転させて発電する周知のもので、この場合排気再燃型コンバインド・サイクルを形成すべく、燃焼後の排ガス（残酸素濃度１１％〜１５％程度、温度５８０℃程度）が排ガスライン４２を経由してボイラ３５に供給される構成となっている。
【００２８】
ボイラ３５は、例えばスターリングボイラであり、対流伝熱部３５ａを有する。このボイラ３５には、燃料として前述のボイラ燃料タンク１４内の高沸点留分が供給ライン４３を経由して供給され、またこのボイラ３５の排煙は排煙導出ライン４４を介して、図示省略した脱硝装置や集塵装置を経由するとともに、エコノマイザー３８により熱回収されて、図示省略した煙突に導かれて大気に放出される。なお、原油の性状によってはこの排煙中から硫黄分（特に亜硫酸ガス）を除去する脱硫装置を設けてもよい。また、エコノマイザー３８は、蒸気サイクルの熱効率向上のためにボイラ３５の排煙の熱によりボイラ給水を加熱する熱交換器である。
【００２９】
なお、図２では繁雑になるので詳細な図示を省略しているが、蒸気タービン３６を含む蒸気サイクル系としては、後述する図４の構成例のように、いわゆる再燃サイクルを形成すべく、高圧、中圧、低圧といった具合に複数段の蒸気タービンを備えた構成とするとともに、またいわゆる再生サイクルを形成すべく、複数の抽気給水加熱器を設けて、熱効率を高度に確保した構成とするのが当然好ましい。そして、本例の場合には、図１に示した給水加熱器１５，１６（図２では図示省略）も、復水器３７からボイラ３５に送られる給水を加熱し、蒸気サイクルの熱効率をさらに高めている。
【００３０】
以上のように構成されたコンバインド・サイクル発電設備によれば、原油の蒸留によりガスタービン３４に適した燃料（低沸点留分）を連続的に供給し、前述したような不純物に起因するガスタービン３４のブレード金属の腐食といった問題点を回避しつつ、コンバインド・サイクル発電の利点を生かしたより高効率な発電が実現される。
【００３１】
すなわち、図１において原油タンク１から原油供給ポンプ２により送り出された原油は、原油予熱器１７及び原油予熱器３〜６により例えば２７０℃以上まで加熱された後、この場合独立に設けられた原油加熱炉７により最終的に所定の蒸留温度まで加熱される。
【００３２】
そして、このように蒸留温度が所定の蒸留温度に維持されれば、蒸留塔８の塔頂から導出される低沸点留分（即ち、ガスタービン燃料）のバナジウムや塩分の含有濃度は、容易に基準値の０．５ｐｐｍ（ｗｔ．）以下に維持できるし、また硫黄分についても０．５〜０．０５ｗｔ．％以下に維持できる。
【００３３】
すなわち重金属は、常圧蒸留の場合、ほとんどが約９００°Ｆ以上の高沸点留分に残留し、またほとんどの塩分についても４２０℃（７８８°Ｆ）程度以上の高沸点留分に残留するため、この場合これらほとんどの不純物が高沸点留分側に残留し、ボイラ燃料タンク１４に送られるボイラ燃料中に含まれることになる。なお、ボイラ３５では、従来より重油等を燃焼させているので、このような不純物が含まれた燃料でもなんら問題なく運転可能である。
【００３４】
こうして、上記不純物濃度が十分に低い燃料がガスタービン燃料タンク１２から連続的にガスタービン３４に供給され、ガスタービン３４から排出される高温の排ガスがボイラ３５に導入されて再燃されることで、貯蔵が容易な原油を使用した高効率なコンバインド・サイクル発電が、原油中の不純物に起因するトラブルを発生させることなく信頼性高く運転できる。
【００３５】
そして本例では、原油予熱器３〜６とともに原油予熱器１７が、蒸留により発生した熱エネルギーを漏れなく回収して、原油加熱炉７の前流において原油を予め加熱している。このため、原油加熱炉７における必要加熱量が削減され、原油加熱炉７において使用する燃料の消費量が節約できて、運転コスト低減に貢献できる。なお、凝縮器９のオフガスＧは、前述したように原油予熱器１７を経由した後に原油加熱炉７に導入して原油加熱炉７の燃料の一部として使用してもよく、このようにすればさらに燃料の消費量が節約できる。
【００３６】
（第２例）
次に、請求項２記載の発明の一例である第２例について説明する。図３は、本例のコンバインド・サイクル発電設備における燃料供給系統の構成を示し、図４は、同コンバインド・サイクル発電設備の蒸気サイクルの詳細な構成例を示す図である。なお、本例における発電系統の全体構成は、第１例の構成（図１に示す構成）と同じである。
【００３７】
なお本例は、図３に示すように、前述の第１例における原油予熱器１７の代わりに給水加熱器１８を備えた点に特徴を有するもので、他の構成は第１例と同様であるのでその説明を省略する。
【００３８】
給水加熱器１８は、凝縮器９において発生するオフガスから熱回収してボイラ３５の給水を加熱する熱交換器であり、これにより蒸留の熱エネルギーが漏れなく有効利用されるとともに、ボイラ３５を含む蒸気サイクルの加熱効率がアップする。
【００３９】
すなわち、本例の発電設備における蒸気サイクルは、詳細には例えば図４に示すように構成されており、以下これを説明する。なおここでは、後述する高圧タービン５３、中圧タービン５６、及び低圧タービン５８，５９が、図２における蒸気タービン３６として機能している。
【００４０】
図４において、ボイラ３５により加熱されて発生した高圧蒸気は、まず配管ライン５２により高圧タービン５３に導入され、膨張してタービン羽根を駆動する仕事をなし、ライン５４によりボイラ３５に戻されて再加熱された後に、ライン５５により中圧タービン５６に導入されて再度仕事をする。そして、中圧タービン５６で仕事をして膨張した低圧蒸気は、ライン５７により導かれ、この場合並列に設けられた二つの低圧タービン５８，５９に分岐して導入され、各低圧タービン５８，５９においてさらに仕事をする。各低圧タービン５８，５９で仕事をして膨張した蒸気は、ライン６０により、内圧が負圧とされた復水器３７に導入されて凝縮する。
【００４１】
復水器３７内の凝縮水は、ボイラ給水としてポンプ６２により送り出されて、まず給水加熱器１８により前述のオフガスＧの熱により加熱され、さらに、加熱器６３により、各タービンの軸受け部から流出した蒸気Ｊの熱により加熱される。その後このボイラ給水は、多数の抽気給水加熱器７１〜７８及び給水加熱器１５，１６により順次加熱され、最終的にライン６４によりボイラ３５に送られる。
【００４２】
ここで、抽気給水加熱器７１，７２，７３，７４は、いわゆる表面式の抽気給水加熱器であり、各低圧タービン５８，５９の４段階の位置からそれぞれライン８１，８２，８３，８４により抽出された一部の蒸気により、ボイラ給水を順次加熱する。ライン８１により抽出された蒸気は、抽気給水加熱器７１を出た後、ライン９１により復水器３７に導入され凝縮してボイラ給水の一部となる。
【００４３】
また、ライン８２により抽出された蒸気は、抽気給水加熱器７２を出た後、ライン９２により抽気給水加熱器７３の入口側においてボイラ給水に混入されその一部となる。また、ライン８３，８４により抽出された蒸気も、抽気給水加熱器７３，７４を出た後、ライン９３又は９４によりそれぞれ抽気給水加熱器７２又は７３に送られ、最終的にはライン９２により抽気給水加熱器７３の入口側においてボイラ給水に混入されその一部となる。
【００４４】
また、抽気給水加熱器７５は、いわゆる混合式の抽気給水加熱器であり、中圧タービン５６の後段部の位置からライン８５により抽出された一部の蒸気をボイラ給水に混合させることにより、ボイラ給水を加熱するものである。混合加熱後のボイラ給水は、抽気給水加熱器７５を出た後、ライン９５により抽気給水加熱器７６に導入される。
【００４５】
また、抽気給水加熱気７６，７７，７８は、表面式の抽気給水加熱器であり、中圧タービン５６の中段、高圧タービン５３の中段又は後段の位置からそれぞれライン８６，８７，８８により抽出された一部の蒸気により、ボイラ給水を順次加熱するものである。ここで、ライン８６により抽出された蒸気は、抽気給水加熱器７６を出た後、ライン９６により抽気給水加熱器７５に導入されボイラ給水に混入されてその一部となる。
【００４６】
また、ライン８７，８８により抽出された蒸気も、抽気給水加熱器７７，７８を出た後、ライン９７又は９８によりそれぞれ抽気給水加熱器７６又は７７に送られ、最終的には抽気給水加熱器７５に導入されボイラ給水に混入されてその一部となる。
【００４７】
なお、ライン９２，９５には、ボイラ給水を昇圧して送給するためのポンプ９９，１００が設けられ、ポンプ１００においては水Ｗが適宜補給される。そして給水加熱器１５，１６は、この蒸気サイクル中において、例えば図３に示すように抽気給水加熱器７１に入口側、及び抽気給水加熱器７２の入口側にそれぞれ接続され、図１により説明した前述の蒸留後の原油（低沸点留分、高沸点留分）の余熱によりボイラ給水を加熱する。
【００４８】
また、給水加熱器１８は、この蒸気サイクル中において、例えば図３に示すように加熱器６３の入口側に接続され、図１により説明した前述の凝縮器９のオフガスＧの余熱によりボイラ給水を加熱する。
【００４９】
なお図３においては、前述の図２に示したエコノマイザー３８の図示を省略しているが、このエコノマイザー３８も上記給水加熱器１５，１６と同様にボイラ給水加熱ラインに接続されて、ボイラ３５の排煙の熱によりボイラ給水を加熱して熱効率向上に貢献する。
【００５０】
また、ボイラ給水の温度は、例えば、復水器３７の出口側で通常３３℃程度、抽気給水加熱器７１の出口側で通常６４℃程度、抽気給水加熱器７２の出口側で通常８４℃程度、抽気給水加熱器７３の出口側で通常１２０℃程度、抽気給水加熱器７４の出口側で通常１４０℃程度であり、最終的には抽気給水加熱器７８の出口側で通常２８３℃程度とされてボイラ１に送られる。
【００５１】
以上のように構成された第２例のコンバインド・サイクル発電設備によれば、第１例と同様に、原油の蒸留によりガスタービン３４に適した燃料（低沸点留分）を連続的に供給し、前述したような不純物に起因するガスタービン３４のブレード金属の腐食といった問題点を回避しつつ、コンバインド・サイクル発電の利点を生かしたより高効率な発電が実現される。
【００５２】
そして本例では、給水加熱器１５，１６とともに給水加熱器１８が、蒸気サイクル中において、例えば図３に示すようにそれぞれ接続され、蒸留後の原油（低沸点留分、高沸点留分）及び前述のオフガスＧから回収した余熱によりボイラ給水を加熱する。
【００５３】
このため、この場合には抽気給水加熱器７１及び抽気給水加熱器７２の負担が大幅に軽減され、ライン８１及びライン８２からの抽気量を減らすことができるので、その分だけ低圧タービン５８，５９の出力を従来よりも増加させることができ、結果として従来の限界を越えて蒸気サイクルの熱効率向上が実現されるとともに、エネルギーの有効利用が図られる。
【００５４】
すなわち、従来よりこの種の火力発電設備の蒸気サイクルは、高効率化のための各種改良を重ねて現在に至っており、前述したように高圧、中圧、低圧の複数の蒸気タービンと、各タービンの複数箇所からそれぞれ抽気された蒸気により、ボイラ給水を順次加熱する多数の抽気給水加熱器よりなる複雑な構成となっており、熱効率の向上に限界があった。ところが、本例のように燃料製造のための蒸留の余熱を利用して給水を加熱する給水加熱器１５，１６及び給水加熱器１８を設けた構成であると、ボイラやタービンあるいは抽気給水加熱器等の設備の構成を改造することなく、さらなる熱効率向上が可能となるとともに、前記蒸留の余熱が有効利用されることになる。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１記載のコンバインド・サイクル発電設備によれば、原油を所定の温度で蒸留して低沸点留分と高沸点留分とに分離し、前記低沸点留分をガスタービンの燃料として使用し、前記高沸点留分を蒸気タービン用ボイラの燃料として使用するコンバインド・サイクル発電設備において、前記低沸点留分を凝縮させる凝縮器において発生するオフガスから熱回収して前記蒸留前の原油を加熱する原油予熱器を設け、同原油予熱器は、前記低沸点留分により前記蒸留前の原油を加熱する他の原油予熱器の前流位置に配置した。このため、蒸留により発生する熱エネルギーを漏れなく回収して、原油を蒸留程度まで加熱する原油加熱炉の負担を軽減し、その燃料をより節約できる。
【００５６】
したがって、ガスタービンに適した燃料（低沸点留分）を連続的に供給し、前述したような不純物に起因するガスタービンのブレード金属の腐食といった問題点を回避しつつ、コンバインド・サイクル発電の利点を生かした高効率な発電がさらに高効率に実現できる。
【００５７】
請求項２記載のコンバインド・サイクル発電設備によれば、原油を所定の温度で蒸留して低沸点留分と高沸点留分とに分離し、前記低沸点留分をガスタービンの燃料として使用し、前記高沸点留分を蒸気タービン用ボイラの燃料として使用するコンバインド・サイクル発電設備において、前記低沸点留分を凝縮させる凝縮器において発生するオフガスから熱回収して前記ボイラへの給水を加熱する給水加熱器を設け、同給水加熱器は、蒸気サイクル中の他の複数の加熱器の先頭位置に配置した。
【００５８】
このため、蒸気タービンを含む蒸気サイクルにおいて、抽気給水加熱器の負担が軽減され、蒸気タービンからの抽気量を減らすことができるので、その分だけ蒸気タービンの出力を従来よりも増加させることができ、結果として従来の限界を越えて蒸気サイクルのさらなる熱効率向上が実現されるとともに、エネルギーの有効利用が図られる。
【００５９】
したがって、ガスタービンに適した燃料（低沸点留分）を連続的に供給し、前述したような不純物に起因するガスタービンのブレード金属の腐食といった問題点を回避しつつ、コンバインド・サイクル発電の利点を生かした高効率な発電がさらに高効率に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１例であるコンバインド・サイクル発電設備の燃料供給系統の構成を示す図である。
【図２】同コンバイド・サイクル発電設備の発電系統を示す図である。
【図３】本発明の第２例であるコンバインド・サイクル発電設備の燃料供給系統の構成を示す図である。
【図４】同コンバインド・サイクル発電設備の蒸気サイクルの詳細な構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ 原油タンク
７ 原油加熱炉
８ 蒸留塔
１５，１６，１８ 給水加熱器
１７ 原油予熱器
３４ ガスタービン
３５ ボイラ
３６ 蒸気タービン
３７ 復水器
５３ 高圧タービン（蒸気タービン）
５６ 中圧タービン（蒸気タービン）
５８，５９ 低圧タービン（蒸気タービン）
【発明の属する技術分野】
本発明は、油焚きガスタービン・コンバインド・サイクル発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在日本における火力発電は、ボイラにより生じた高温高圧の蒸気で蒸気タービンを回転させて発電する方式が主なものである。そのボイラ燃料としては、主に重油や原油が使用されているが、それらのうち、原油焚きの場合はワックス分が多く、かつＳＯｘの発生量の少ない低硫黄含有原油、例えばミナス産原油や大慶産原油が好んで使用されている。そのほか、最近では良質燃料であるＬＮＧを用いたコンバインド・サイクル発電設備も採用されている。前記原油や重油のボイラ焚き及び蒸気タービンによる発電では、熱効率が４０％前後／ＨＨＶ基準（ＨＨＶ：高位発熱量）と比較的低い。
【０００３】
これに対して、ＬＮＧ焚きで採用されているコンバインド・サイクル発電は、ガスタービンにおいて燃料を燃焼させ、その高温排ガスをボイラで再燃させて蒸気タービンを運転し再度発電する方法（いわゆる排気再燃型）であり、熱効率が４８％前後／ＨＨＶ基準と飛躍的に向上する。
【０００４】
このため、石油消費量増大抑制の見地からより熱効率の高い発電方法へと転換を迫られている近年においては、上記コンバインド・サイクル発電の発展が強く望まれている。ところが、従来のＬＮＧのコンバインド・サイクル発電では、ＬＮＧが貯蔵にコストがかかる上、石油火力へＬＮＧを供給する場合、パイプライン埋設に高コストがかかる。
【０００５】
一方、原油を燃料とするいわゆる油焚きガスタービン・コンバインド・サイクル発電については、欧米で実施された例もあるが、原油に含まれる不純物によりトラブルが多く発生し、保守費用が嵩むという問題があり、この点で実用化に難があった。というのは、原油に含まれる塩分とバナジウムと硫黄分とが相互に影響してガスタービン中で低融点の物質となりブレードに付着し、ブレードの腐食を起こすためである。
【０００６】
またこのため、ガスタービン用の燃料としては、塩分及びバナジウムの含有濃度が０．５ｐｐｍ以下とする基準が一般的に採用されているが、前記ミナス産原油や大慶産原油のような低硫黄含有原油でもこれら基準を満足できず、熱効率のよいコンバインド・サイクル発電のガスタービン燃料としてはそのまま利用できなかった。したがって、結果として原油をガスタービンの燃料とする油焚きガスタービン・コンバインド・サイクル発電の実用化も困難であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで出願人は、上記不純物の問題を解決するものとして、例えば特願平４−２８７５０４号（特開平６−２０７１８０号）により、脱塩処理された原油を所定の温度で蒸留して低沸点留分と高沸点留分とに分離し、低沸点留分をガスタービンの燃料として使用し、一方高沸点留分を蒸気タービン用ボイラの燃料として使用するという、原油蒸留技術を利用した油焚きガスタービン・コンバインド・サイクル発電方法を提案し、実用化を進めている。
【０００８】
ところで、この発電方法では、蒸留後の高沸点留分を取扱い性を良くするために凝縮器により凝縮してタービン燃料としているが、この凝縮器において凝縮しきれずに発生するガス（即ち、オフガス）が高温になるため、その熱エネルギーの有効利用を図ることが要望されていた。
【０００９】
そこで本発明は、原油蒸留技術を利用した油焚きガスタービン・コンバインド・サイクル発電設備であって、上記凝縮器のオフガスの熱エネルギーの有効利用が図られて、発電がより効率良く実現できるコンバインド・サイクル発電設備を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載のコンバインド・サイクル発電設備は、原油を所定の温度で蒸留して低沸点留分と高沸点留分とに分離し、前記低沸点留分をガスタービンの燃料として使用し、前記高沸点留分を蒸気タービン用ボイラの燃料として使用するコンバインド・サイクル発電設備において、前記低沸点留分を凝縮させる凝縮器において発生するオフガスから熱回収して前記蒸留前の原油を加熱する原油予熱器を設け、同原油予熱器は、前記低沸点留分により前記蒸留前の原油を加熱する他の原油予熱器の前流位置に配置したことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載のコンバインド・サイクル発電設備は、原油を所定の温度で蒸留して低沸点留分と高沸点留分とに分離し、前記低沸点留分をガスタービンの燃料として使用し、前記高沸点留分を蒸気タービン用ボイラの燃料として使用するコンバインド・サイクル発電設備において、前記低沸点留分を凝縮させる凝縮器において発生するオフガスから熱回収して前記ボイラへの給水を加熱する給水加熱器を設け、同給水加熱器は、蒸気サイクル中の他の複数の加熱器の先頭位置に配置したことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（第１例）
まず、請求項１記載の発明の一例である第１例について説明する。図１は、本例のコンバインド・サイクル発電設備における燃料供給系統の構成を示し、図２は、同コンバインド・サイクル発電設備における発電系統の構成を示している。
【００１４】
この発電設備の燃料供給系統は、主な構成機器として、図１に示すように、原油タンク１、原油供給ポンプ２、原油予熱器３〜６、原油加熱炉７、蒸留塔８、凝縮器９、ガスタービン燃料供給ポンプ１０、還流ポンプ１１、ガスタービン燃料タンク１２、ボイラ燃料供給ポンプ１３、ボイラ燃料タンク１４、給水加熱器１５，１６、原油予熱器１７を備える。
【００１５】
原油タンク１は、原油を貯留するもので、この原油としては脱塩処理された低硫黄原油を使用するのが好ましい。この低硫黄原油としては、排ガスの脱硫工程を簡略化できることから、できるだけ硫黄含有量の少ないものが好ましいことはいうまでもないが、通常硫黄含有量が１重量％以下、さらに好ましくは０．５重量％以下の原油が用いられる。このような原油としては、前述のミナス産原油や大慶産原油等を挙げることができる。
【００１６】
なお、原油中に含まれる硫黄分のほとんどは後述する蒸留により分離されるので、本発明の原油としては、必ずしも上記のような低硫黄原油を用いる必要はない。
【００１７】
また、原油に含まれる塩分は、蒸留塔８による蒸留により高沸点留分側に残留し易く、蒸留の温度条件によっては、低沸点留分の塩分含有量が前述の基準値（０．５ｐｐｍ）以下となるので、本発明の原油は必ずしも脱塩処理されている必要なない。
【００１８】
また、脱塩処理を同一設備内で実施する場合には、原油を予め８０〜１５０℃程度に加熱する加熱手段を設けるとともに、例えば周知の脱塩手段であるディソルータを必要に応じて複数段設ければよい。このディソルータは、加熱した原油と淡水を混合し、例えば２万ボルト程度の静電圧を印加して水滴を凝集させて分離するものであり、原油の粘度を下げるとともに水と原油の比重差による分離を容易にするため、前述の如く原油を予め加熱するのが好ましい。
【００１９】
なお、原油タンク１から原油加熱炉７まで原油を送給する原油供給ライン２１の途上に上記ディソルータを配設し、原油予熱器３〜６のうちのいくつかを上記脱塩処理のための加熱手段として機能させることもできる。
【００２０】
原油供給ポンプ２は、原油タンク１内の原油を送り出し、原油供給ライン２１を介して原油加熱炉７さらには蒸留塔８へと圧送するものである。原油加熱炉７は、この場合、原油タンク１内の原油、或いは発電燃料とは別に用意された原油、軽油、灯油、ナフサ、ＬＰＧ等を燃焼させて蒸留塔８に送られる原油を所定の蒸留温度まで加熱するものである。
【００２１】
なお、蒸留温度（蒸留塔８の入口における原油温度）は、ガスタービン用燃料となる低沸点留分のバナジウムや塩分或いは硫黄分の含有量が所望の値になるように、原油の性状等に応じて決定すればよいが、例えば３４０°Ｆ〜６５０°Ｆ程度である。
【００２２】
原油予熱器３，４或いは原油予熱器５，６は、この場合蒸留塔８の塔頂から導出されたガス（即ち低沸点留分）、或いは蒸留塔８の塔底から導出された液（即ち高沸点留分）からそれぞれ２段階で熱回収し、原油加熱炉７に送られる前に原油を順次加熱する熱交換器である。また原油予熱器１７は、後述の凝縮器９において発生するオフガスから熱回収して原油予熱器３の前流において原油を加熱する熱交換器であり、これら原油予熱器３〜６，１７により原油の加熱効率がアップして原油加熱炉７の負担が軽くなる。特に本例では、凝縮器９のオフガスからも熱回収されて、蒸留の熱エネルギーが漏れなく有効利用されている。
【００２３】
蒸留塔８は、この場合、還流ポンプ１１及び還流ライン２２により塔頂から導出された低沸点留分が液として戻されて、原油の発生蒸気と向流的に接触して分離度を高める方式の蒸留塔（いわゆる精留塔）であり、具体的には例えば泡鐘塔や多孔板塔、或いは充てん塔が使用できる。
【００２４】
凝縮器９は、液ライン２３により蒸留塔８の塔頂から導出されたガス（即ち低沸点留分）を最終的に冷却して凝縮させる例えば多管式熱交換器であり、凝縮しきれなかったガス（オフガスＧ）は、４０℃程度の高温ガスとなって頂部から排出され、前述の原油予熱器１７に導入される。なお、オフガスＧは、原油加熱炉７の燃料として使用されてもよい。
【００２５】
そして、この凝縮器９で凝縮された原油の低沸点留分は、底部から抜き出されて、一部が還流ポンプ１１及び還流ライン２２により蒸留塔８に戻され、残りがガスタービン燃料としてガスタービン燃料供給ポンプ１０によりガスタービン燃料タンク１２に送られる構成となっている。
【００２６】
また、ボイラ燃料供給ポンプ１３は、蒸留塔８の塔底から導出された液（即ち高沸点留分）を液ライン２４によりボイラ燃料タンク１４に圧送するものである。そして、給水加熱器１５，１６は、蒸留塔８の塔頂から導出されたガス（即ち低沸点留分）、或いは蒸留塔８の塔底から導出された液（即ち高沸点留分）から熱回収し、後述するボイラ３５に送られるボイラ給水を加熱する熱交換器である。
【００２７】
次に、この発電設備の発電系統は、主な構成機器として、図２に示すように、タービン本体３１、圧縮機３２及び燃焼器３３からなるガスタービン３４、ボイラ３５、蒸気タービン３６、復水器３７、エコノマイザー３８を備える。ここでガスタービン３４は、燃焼器３３において、ガスタービン燃料タンク１２から供給ライン４１を介して供給されたガスタービン燃料を、圧縮機３２により圧縮された空気と接触させて燃焼させ、タービン３１におけるこの燃焼ガスの膨張により出力軸を回転させて発電する周知のもので、この場合排気再燃型コンバインド・サイクルを形成すべく、燃焼後の排ガス（残酸素濃度１１％〜１５％程度、温度５８０℃程度）が排ガスライン４２を経由してボイラ３５に供給される構成となっている。
【００２８】
ボイラ３５は、例えばスターリングボイラであり、対流伝熱部３５ａを有する。このボイラ３５には、燃料として前述のボイラ燃料タンク１４内の高沸点留分が供給ライン４３を経由して供給され、またこのボイラ３５の排煙は排煙導出ライン４４を介して、図示省略した脱硝装置や集塵装置を経由するとともに、エコノマイザー３８により熱回収されて、図示省略した煙突に導かれて大気に放出される。なお、原油の性状によってはこの排煙中から硫黄分（特に亜硫酸ガス）を除去する脱硫装置を設けてもよい。また、エコノマイザー３８は、蒸気サイクルの熱効率向上のためにボイラ３５の排煙の熱によりボイラ給水を加熱する熱交換器である。
【００２９】
なお、図２では繁雑になるので詳細な図示を省略しているが、蒸気タービン３６を含む蒸気サイクル系としては、後述する図４の構成例のように、いわゆる再燃サイクルを形成すべく、高圧、中圧、低圧といった具合に複数段の蒸気タービンを備えた構成とするとともに、またいわゆる再生サイクルを形成すべく、複数の抽気給水加熱器を設けて、熱効率を高度に確保した構成とするのが当然好ましい。そして、本例の場合には、図１に示した給水加熱器１５，１６（図２では図示省略）も、復水器３７からボイラ３５に送られる給水を加熱し、蒸気サイクルの熱効率をさらに高めている。
【００３０】
以上のように構成されたコンバインド・サイクル発電設備によれば、原油の蒸留によりガスタービン３４に適した燃料（低沸点留分）を連続的に供給し、前述したような不純物に起因するガスタービン３４のブレード金属の腐食といった問題点を回避しつつ、コンバインド・サイクル発電の利点を生かしたより高効率な発電が実現される。
【００３１】
すなわち、図１において原油タンク１から原油供給ポンプ２により送り出された原油は、原油予熱器１７及び原油予熱器３〜６により例えば２７０℃以上まで加熱された後、この場合独立に設けられた原油加熱炉７により最終的に所定の蒸留温度まで加熱される。
【００３２】
そして、このように蒸留温度が所定の蒸留温度に維持されれば、蒸留塔８の塔頂から導出される低沸点留分（即ち、ガスタービン燃料）のバナジウムや塩分の含有濃度は、容易に基準値の０．５ｐｐｍ（ｗｔ．）以下に維持できるし、また硫黄分についても０．５〜０．０５ｗｔ．％以下に維持できる。
【００３３】
すなわち重金属は、常圧蒸留の場合、ほとんどが約９００°Ｆ以上の高沸点留分に残留し、またほとんどの塩分についても４２０℃（７８８°Ｆ）程度以上の高沸点留分に残留するため、この場合これらほとんどの不純物が高沸点留分側に残留し、ボイラ燃料タンク１４に送られるボイラ燃料中に含まれることになる。なお、ボイラ３５では、従来より重油等を燃焼させているので、このような不純物が含まれた燃料でもなんら問題なく運転可能である。
【００３４】
こうして、上記不純物濃度が十分に低い燃料がガスタービン燃料タンク１２から連続的にガスタービン３４に供給され、ガスタービン３４から排出される高温の排ガスがボイラ３５に導入されて再燃されることで、貯蔵が容易な原油を使用した高効率なコンバインド・サイクル発電が、原油中の不純物に起因するトラブルを発生させることなく信頼性高く運転できる。
【００３５】
そして本例では、原油予熱器３〜６とともに原油予熱器１７が、蒸留により発生した熱エネルギーを漏れなく回収して、原油加熱炉７の前流において原油を予め加熱している。このため、原油加熱炉７における必要加熱量が削減され、原油加熱炉７において使用する燃料の消費量が節約できて、運転コスト低減に貢献できる。なお、凝縮器９のオフガスＧは、前述したように原油予熱器１７を経由した後に原油加熱炉７に導入して原油加熱炉７の燃料の一部として使用してもよく、このようにすればさらに燃料の消費量が節約できる。
【００３６】
（第２例）
次に、請求項２記載の発明の一例である第２例について説明する。図３は、本例のコンバインド・サイクル発電設備における燃料供給系統の構成を示し、図４は、同コンバインド・サイクル発電設備の蒸気サイクルの詳細な構成例を示す図である。なお、本例における発電系統の全体構成は、第１例の構成（図１に示す構成）と同じである。
【００３７】
なお本例は、図３に示すように、前述の第１例における原油予熱器１７の代わりに給水加熱器１８を備えた点に特徴を有するもので、他の構成は第１例と同様であるのでその説明を省略する。
【００３８】
給水加熱器１８は、凝縮器９において発生するオフガスから熱回収してボイラ３５の給水を加熱する熱交換器であり、これにより蒸留の熱エネルギーが漏れなく有効利用されるとともに、ボイラ３５を含む蒸気サイクルの加熱効率がアップする。
【００３９】
すなわち、本例の発電設備における蒸気サイクルは、詳細には例えば図４に示すように構成されており、以下これを説明する。なおここでは、後述する高圧タービン５３、中圧タービン５６、及び低圧タービン５８，５９が、図２における蒸気タービン３６として機能している。
【００４０】
図４において、ボイラ３５により加熱されて発生した高圧蒸気は、まず配管ライン５２により高圧タービン５３に導入され、膨張してタービン羽根を駆動する仕事をなし、ライン５４によりボイラ３５に戻されて再加熱された後に、ライン５５により中圧タービン５６に導入されて再度仕事をする。そして、中圧タービン５６で仕事をして膨張した低圧蒸気は、ライン５７により導かれ、この場合並列に設けられた二つの低圧タービン５８，５９に分岐して導入され、各低圧タービン５８，５９においてさらに仕事をする。各低圧タービン５８，５９で仕事をして膨張した蒸気は、ライン６０により、内圧が負圧とされた復水器３７に導入されて凝縮する。
【００４１】
復水器３７内の凝縮水は、ボイラ給水としてポンプ６２により送り出されて、まず給水加熱器１８により前述のオフガスＧの熱により加熱され、さらに、加熱器６３により、各タービンの軸受け部から流出した蒸気Ｊの熱により加熱される。その後このボイラ給水は、多数の抽気給水加熱器７１〜７８及び給水加熱器１５，１６により順次加熱され、最終的にライン６４によりボイラ３５に送られる。
【００４２】
ここで、抽気給水加熱器７１，７２，７３，７４は、いわゆる表面式の抽気給水加熱器であり、各低圧タービン５８，５９の４段階の位置からそれぞれライン８１，８２，８３，８４により抽出された一部の蒸気により、ボイラ給水を順次加熱する。ライン８１により抽出された蒸気は、抽気給水加熱器７１を出た後、ライン９１により復水器３７に導入され凝縮してボイラ給水の一部となる。
【００４３】
また、ライン８２により抽出された蒸気は、抽気給水加熱器７２を出た後、ライン９２により抽気給水加熱器７３の入口側においてボイラ給水に混入されその一部となる。また、ライン８３，８４により抽出された蒸気も、抽気給水加熱器７３，７４を出た後、ライン９３又は９４によりそれぞれ抽気給水加熱器７２又は７３に送られ、最終的にはライン９２により抽気給水加熱器７３の入口側においてボイラ給水に混入されその一部となる。
【００４４】
また、抽気給水加熱器７５は、いわゆる混合式の抽気給水加熱器であり、中圧タービン５６の後段部の位置からライン８５により抽出された一部の蒸気をボイラ給水に混合させることにより、ボイラ給水を加熱するものである。混合加熱後のボイラ給水は、抽気給水加熱器７５を出た後、ライン９５により抽気給水加熱器７６に導入される。
【００４５】
また、抽気給水加熱気７６，７７，７８は、表面式の抽気給水加熱器であり、中圧タービン５６の中段、高圧タービン５３の中段又は後段の位置からそれぞれライン８６，８７，８８により抽出された一部の蒸気により、ボイラ給水を順次加熱するものである。ここで、ライン８６により抽出された蒸気は、抽気給水加熱器７６を出た後、ライン９６により抽気給水加熱器７５に導入されボイラ給水に混入されてその一部となる。
【００４６】
また、ライン８７，８８により抽出された蒸気も、抽気給水加熱器７７，７８を出た後、ライン９７又は９８によりそれぞれ抽気給水加熱器７６又は７７に送られ、最終的には抽気給水加熱器７５に導入されボイラ給水に混入されてその一部となる。
【００４７】
なお、ライン９２，９５には、ボイラ給水を昇圧して送給するためのポンプ９９，１００が設けられ、ポンプ１００においては水Ｗが適宜補給される。そして給水加熱器１５，１６は、この蒸気サイクル中において、例えば図３に示すように抽気給水加熱器７１に入口側、及び抽気給水加熱器７２の入口側にそれぞれ接続され、図１により説明した前述の蒸留後の原油（低沸点留分、高沸点留分）の余熱によりボイラ給水を加熱する。
【００４８】
また、給水加熱器１８は、この蒸気サイクル中において、例えば図３に示すように加熱器６３の入口側に接続され、図１により説明した前述の凝縮器９のオフガスＧの余熱によりボイラ給水を加熱する。
【００４９】
なお図３においては、前述の図２に示したエコノマイザー３８の図示を省略しているが、このエコノマイザー３８も上記給水加熱器１５，１６と同様にボイラ給水加熱ラインに接続されて、ボイラ３５の排煙の熱によりボイラ給水を加熱して熱効率向上に貢献する。
【００５０】
また、ボイラ給水の温度は、例えば、復水器３７の出口側で通常３３℃程度、抽気給水加熱器７１の出口側で通常６４℃程度、抽気給水加熱器７２の出口側で通常８４℃程度、抽気給水加熱器７３の出口側で通常１２０℃程度、抽気給水加熱器７４の出口側で通常１４０℃程度であり、最終的には抽気給水加熱器７８の出口側で通常２８３℃程度とされてボイラ１に送られる。
【００５１】
以上のように構成された第２例のコンバインド・サイクル発電設備によれば、第１例と同様に、原油の蒸留によりガスタービン３４に適した燃料（低沸点留分）を連続的に供給し、前述したような不純物に起因するガスタービン３４のブレード金属の腐食といった問題点を回避しつつ、コンバインド・サイクル発電の利点を生かしたより高効率な発電が実現される。
【００５２】
そして本例では、給水加熱器１５，１６とともに給水加熱器１８が、蒸気サイクル中において、例えば図３に示すようにそれぞれ接続され、蒸留後の原油（低沸点留分、高沸点留分）及び前述のオフガスＧから回収した余熱によりボイラ給水を加熱する。
【００５３】
このため、この場合には抽気給水加熱器７１及び抽気給水加熱器７２の負担が大幅に軽減され、ライン８１及びライン８２からの抽気量を減らすことができるので、その分だけ低圧タービン５８，５９の出力を従来よりも増加させることができ、結果として従来の限界を越えて蒸気サイクルの熱効率向上が実現されるとともに、エネルギーの有効利用が図られる。
【００５４】
すなわち、従来よりこの種の火力発電設備の蒸気サイクルは、高効率化のための各種改良を重ねて現在に至っており、前述したように高圧、中圧、低圧の複数の蒸気タービンと、各タービンの複数箇所からそれぞれ抽気された蒸気により、ボイラ給水を順次加熱する多数の抽気給水加熱器よりなる複雑な構成となっており、熱効率の向上に限界があった。ところが、本例のように燃料製造のための蒸留の余熱を利用して給水を加熱する給水加熱器１５，１６及び給水加熱器１８を設けた構成であると、ボイラやタービンあるいは抽気給水加熱器等の設備の構成を改造することなく、さらなる熱効率向上が可能となるとともに、前記蒸留の余熱が有効利用されることになる。
【００５５】
【発明の効果】
請求項１記載のコンバインド・サイクル発電設備によれば、原油を所定の温度で蒸留して低沸点留分と高沸点留分とに分離し、前記低沸点留分をガスタービンの燃料として使用し、前記高沸点留分を蒸気タービン用ボイラの燃料として使用するコンバインド・サイクル発電設備において、前記低沸点留分を凝縮させる凝縮器において発生するオフガスから熱回収して前記蒸留前の原油を加熱する原油予熱器を設け、同原油予熱器は、前記低沸点留分により前記蒸留前の原油を加熱する他の原油予熱器の前流位置に配置した。このため、蒸留により発生する熱エネルギーを漏れなく回収して、原油を蒸留程度まで加熱する原油加熱炉の負担を軽減し、その燃料をより節約できる。
【００５６】
したがって、ガスタービンに適した燃料（低沸点留分）を連続的に供給し、前述したような不純物に起因するガスタービンのブレード金属の腐食といった問題点を回避しつつ、コンバインド・サイクル発電の利点を生かした高効率な発電がさらに高効率に実現できる。
【００５７】
請求項２記載のコンバインド・サイクル発電設備によれば、原油を所定の温度で蒸留して低沸点留分と高沸点留分とに分離し、前記低沸点留分をガスタービンの燃料として使用し、前記高沸点留分を蒸気タービン用ボイラの燃料として使用するコンバインド・サイクル発電設備において、前記低沸点留分を凝縮させる凝縮器において発生するオフガスから熱回収して前記ボイラへの給水を加熱する給水加熱器を設け、同給水加熱器は、蒸気サイクル中の他の複数の加熱器の先頭位置に配置した。
【００５８】
このため、蒸気タービンを含む蒸気サイクルにおいて、抽気給水加熱器の負担が軽減され、蒸気タービンからの抽気量を減らすことができるので、その分だけ蒸気タービンの出力を従来よりも増加させることができ、結果として従来の限界を越えて蒸気サイクルのさらなる熱効率向上が実現されるとともに、エネルギーの有効利用が図られる。
【００５９】
したがって、ガスタービンに適した燃料（低沸点留分）を連続的に供給し、前述したような不純物に起因するガスタービンのブレード金属の腐食といった問題点を回避しつつ、コンバインド・サイクル発電の利点を生かした高効率な発電がさらに高効率に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１例であるコンバインド・サイクル発電設備の燃料供給系統の構成を示す図である。
【図２】同コンバイド・サイクル発電設備の発電系統を示す図である。
【図３】本発明の第２例であるコンバインド・サイクル発電設備の燃料供給系統の構成を示す図である。
【図４】同コンバインド・サイクル発電設備の蒸気サイクルの詳細な構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ 原油タンク
７ 原油加熱炉
８ 蒸留塔
１５，１６，１８ 給水加熱器
１７ 原油予熱器
３４ ガスタービン
３５ ボイラ
３６ 蒸気タービン
３７ 復水器
５３ 高圧タービン（蒸気タービン）
５６ 中圧タービン（蒸気タービン）
５８，５９ 低圧タービン（蒸気タービン）
Claims (2)
- 原油を所定の温度で蒸留して低沸点留分と高沸点留分とに分離し、前記低沸点留分をガスタービンの燃料として使用し、前記高沸点留分を蒸気タービン用ボイラの燃料として使用するコンバインド・サイクル発電設備において、前記低沸点留分を凝縮させる凝縮器において発生するオフガスから熱回収して前記蒸留前の原油を加熱する原油予熱器を設け、同原油予熱器は、前記低沸点留分により前記蒸留前の原油を加熱する他の原油予熱器の前流位置に配置したことを特徴とするコンバインド・サイクル発電設備。
- 原油を所定の温度で蒸留して低沸点留分と高沸点留分とに分離し、前記低沸点留分をガスタービンの燃料として使用し、前記高沸点留分を蒸気タービン用ボイラの燃料として使用するコンバインド・サイクル発電設備において、前記低沸点留分を凝縮させる凝縮器において発生するオフガスから熱回収して前記ボイラへの給水を加熱する給水加熱器を設け、同給水加熱器は、蒸気サイクル中の他の複数の加熱器の先頭位置に配置したことを特徴とするコンバインド・サイクル発電設備。
Priority Applications (1)
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