JPH02500205A - ガスタービン工程から熱を取り戻す方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ガスタービン工程から熱を取り戻す方法本発明は、湿った熱いガスがタービンに 供給されるガスタービン工程から熱を取り戻す方法に関する。

水蒸気噴射ガスタービン工程は、それがＮＯＸの放出の減少を促進しタービンの 容量が改善され得るので、電力の生産に於いて導入された。

そのような工程のための燃料は通常天然ガス（即ちメタン）である。工程はより 綿密に、Ｊｏｕｒｒ＋ａｌ　□ｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｆｏｒ　Ｇａｓ　Ｔ ｕｒｂｉｎｅｓ　ａｎｄ　Ｐｏｗｅｒ。

Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＡＳＨＥ　８６−ＧＴ−４７に発表 されたＬａｒｓｏｎ、　Ｅ、Ｄ、　＆　Ｗｉｌｌｉａｍｓ、　Ｒ，Ｈ，による記 事″５ｔｅａｌ−ＩｎｊｅＣｔｅｄ　Ｇａｓ　Ｔｕｒｂｉｎｅｓ″に説明されテ イル。天然カスが燃焼され又水蒸気が噴射されるこの種の工程は非常に湿った煙 道ガスを生産する。

通常タービンから排気される煙道ガスの温度は３５０から７００度Ｃである。煙 道ガスの熱は一般に低圧水蒸気の生産に於いて又は地区加熱のために使用される 。地区加熱供給に於いて、最終熱含急は非常に低く、天然ガスの燃焼における酸 凝縮点の問題無く、例えば８０から７０度Ｃである。

本発明の目的は、従来の方法で可能であるよりもより効率的な、熱エネルギーを 回収する為の方法を提供する事である。

発明によれば、この事は、吸収性のある液体にしてその唯一の蒸発成分は水であ る吸収性のある液体による断熱吸収により、タービンから排気されるガスの相対 水分含量を減少させ、それにより吸収に於いて凝縮された水蒸気の凝縮体の熱が ガスへ伝えられる大きな程度となり、ガスから熱が既知の方法により回収される 事により、達成される。

米国特許明１ｕｌｌ第４２９０２０８号は、ナトリウム及び／又は酢酸カリウム のようなその唯一の蒸発成分が水である吸収性のある液体による断熱吸収により ガスから水分を取り除く方法を開示している。この方法は本発明の工程に於いて 使用される。湿気のあるガスを蒸気圧力がガスの圧力より低い吸収性のある液体 と接触させる事により、ガスの水含量は減少され得る。−力吸収性のある液体は ガスから水を吸収し又希釈される。希釈された吸収性のある液体は工程に回生さ れる。水蒸気の凝縮の熱に相応するエネルギー量がガスに伝えられ、ガスの温度 が上野する。

発明は更に例として付属する図面を参照して説明され、それに於いて、 第１図は発明によるガスタービン工程の概略図、そして、 第２図は工程に適用される吸収装置の概略図である。

第１図に示されるシステムにおける参照番号１は加圧された空気２を燃焼装置３ に供給する空気圧縮器を示し、燃焼装置内に天然ガスのような燃料４と蒸気５も 供給される。合成された水分と熱い加圧された燃焼生成ガスはライン６を経て発 Ｎ機８を駆動するタービン７内に導入される。減少した温度と圧力でタービン７ から排出されたガスはうイン９を経て第一熱回生ユニット１ｏに導かれ、その中 でガスの温度は例えば６５０から８０１１Ｃに減少される。第一熱回生ユニット １０からガスは断熱吸収装＠１１に流れ、その中で水分はそれから取り除かれ又 同時にその温度は水蒸気の凝縮の熱がそれへ伝えられる時上昇する。この事が、 第二熱回生ユニット１２内の吸収装置の後ガスから更に熱が取り戻される事が可 能な理由である。第一回生ユニット内で取り戻されｌ；熱エネルギーは例えば、 吸収性のある液体の再生の為、又は噴射蒸気の或いは低圧蒸気の生産の為、或い は地区加熱の為に使用され得る。吸収性のある液体の凝縮に於いて生産される蒸 気は燃焼装置３に再流通され得る。第二回生ユニット内で取り戻された熱エネル ギーは地区加熱の為に使用されるのに最も適する。

第２図はより綿密に、発明による方法に於いて使用される吸収装置１１と第二熱 回生ユニット１２とを示している。

ここに示される実施例に於いて、吸収装置は充填物を備えた三つの吸収段階１３ ．１４．１５を含んでいる。

熱い凝縮された吸収性のある液体は最後の段階１５にダクト１６を経て圧送され 、又それは第一段階からダクト１７を経て排出希釈される。希釈された吸収性の ある液体は、再使用の為の蒸発によりそれ自体で知られる方法により、例えばそ れを吸収段階の前の熱回生中にタービンからの放出ガスとの非直接熱交換接触内 に配置する事により、再生される。ガスは装置に入口ダクト１８を介して供給さ れ、装置のその他の端部から出口１９を介しで排出される。吸収装＠１１内を通 過する時、第一にガスは吸収段階１３内の希釈された吸収性のある液体と、又最 後に段階１５内の凝縮された吸収性のある液体と接触する。吸収段階を通りすぎ 水を吸収しそれにより量が増加した吸収性のある液体の一部分は再び同じ吸収段 階に流通させられ、又一部分は次の段階に流れる。ガスの絶対水分含」はそれが 装置を貫通して流れる時減少される。各々の吸収段階の後、熱はガスを吸収ｉ胃 内に設けられた熱表面１２ａ、１２ｂ、１２ｃに接触させる事により取り戻され る。ガスの温度は、ガスが吸収段階を貫通して流れる時増加し、しかし熱の回生 により次の吸収段階の前に以前のレベルまで再び減少する。

最 例は次の初期値による計粋に基づく。

空気流量（り　１５７υ／Ｓ 蒸気噴射（５１１８，１Ｋｇ／ｓ 燃料流量＋４１　４．８幻／Ｓ（メタン）熱回生ユニット１０前の 煙道ガスの温度　６８０度Ｃ 熱回生ユニット１０後の 煙道ガスの温度　７０度Ｃ ガスタービンは３９／υ（それはＴ。ＵＴＤＯＯＲ−”度Ｃ１６０％の水分に相 応する）から４７０ＳＦ／Ｓの水分の割合で空気の水分を吸い込む。

更に、水分は反応ＣＨ４＋０２→２）−１２０による燃焼で発生する。

煙道ガスの水分含量は従って、 吸収ｌＡ１１１１後の煙道ガスの水分含量が２０％（相対水分）であるなら、凝 縮される水の量と凝縮エネルギーとは様々な温度で計田され得る。

■　供給された　ガスの水分含量、　凝縮される　凝縮相対水分　２０％相対水 分　水の量　エネルギー（℃）　（％）　（ゆ／幻）　（随／ｓ）　（ＭＷ）８ ０　３７　０．１１５　１１．３　２６．２７０　６５　０．０６　１９．９　 ４６．３６４　１００　０．０４　２３．１　５３．５２３２０ｋＪ／幻が凝縮 熱として使用された。

ガスタービンの公称点における電気出力は、例に於いて約３０ＭＷ、である。蒸 気噴射により、出力は約５０ＭＷ、まで高められる事ができる。これらの効率と 比較して、達成され得る熱効率の増加は５０から１００％である。

発明は、−例としてのみここに示された実施例に限定されず、そのいくつかの変 形と応用が付属される請求の範囲により限定される保護の範囲の内に於いて可能 である。

キヘ′ −１１年　５月１日

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．ガスタービン工程から熱を取り戻す方法にして、その方法によれば湿つた熱 いガスがタービンに供給される方法に於いて、タービンから排出されたガスの相 対水分は、吸収性のある液体でありその唯一の気化成分は水である吸収性のある 液体による断熱吸収により減少され、それにより吸収に於いて凝縮された水蒸気 の凝縮体の熱はガスに伝えられる大きな程度となり又既知の方法により取り戻さ れる事を特徴とする方法。
2. ２．請求の範囲第１項に請求される方法に於いて、ガスから水を吸収した吸収性 のある液体は、それを、タービンから排気されたガスとの非直接熱交換接触にむ ける吸収段階の前に、熱回生段階に配置する事により、凝縮される事を特徴とす る方法。
3. ３．請求の範囲第２項に請求される方法に於いて、凝縮に於いて発生される蒸気 の少なくても一部分は、熱いガスを発生する燃焼装置に供給される事を特徴とす る方法。
4. ４．請求の範囲第１項に請求される方法に於いて、吸収段階の後に取り戻された 熱は地区加熱に於いて利用される事を特徴とする方法。
5. ５．ガスタービン装置にして、湿つた熱いガスを供給する為の手段と、供給装置 から湿つた熱いガスを受け取る為のタービンと、熱回生手段とを有する熱エネル ギー回生手段を有するガスタービン装置に於いて、ガスから水分を取り除く為の 断熱吸収装置を有する事と、吸収性のある液体でありその唯一の気化成分は水で ある吸収性のある液体を有する事とを特徴とするガスタービン装置。