JPH04183936A - 作動流体供給方法および燃焼設備 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流動層形成部を有する加圧流動層ボイラを備
え、該ボイラの排ガスをガスタービンの作動流体として
供給する作動流体供給力法、燃焼設備およびこれを用い
たコンバインドサイクルプラントに関する。

［従来技術］ 加圧流動層（Ｐｒｅｓｓｕｒｊｚｅｄ　Ｆｌｕｄｉｚｅ
ｄ−ｂｅｄ）ボイラから発生する排ガスて駆動するガス
タービンと、加圧流動層ボイラの燃焼熱により発生する
蒸気で駆動する蒸気タービン六を備えているコンバイン
ドサイクル発電プラントは、微粉炭焚火力発電プラント
より高い効率が得られると期待されている。

このコンバインドサイクル発電プラン１〜では、流動Ｊ
ｌに脱硫剤（例えは石灰石）を供給し、脱硫も同時に行
なっている。流動層ボイラからの排ガスは、流動層燃焼
温度イ」近で、排ガス中に含まれているダストを除去し
た後、ガスタービンに導入している。燃焼湿度は、脱硫
性能が良いこと、灰か焼結せず安定な流動層か形成され
ること等を考慮し、１０７３〜１．１．７３Ｋに設定さ
れている。この温度に維持するため、流動層内に伝熱管
を挿入し熱回収を行なっている。熱回収により得られた
蒸気は蒸気タービンに供給される。

このブラントでは、流動層の温度を１０７３〜１．１．
７３Ｋに維持するため、燃焼で発生する熱を除去する必
要があり、流動層からの熱回収量（水蒸気発生量）が増
大する。すなわち、石炭の発熱量の内、大部分が水蒸気
に転換され、排ガスの顕熱量はこれに比べて小さくなる
。その結果、ガスタービンの作動流体である排ガスの熱
量は少なく、また、温度も低いので、ガスタービン自体
の効率は低くなる。

このため、コンバインドサイクル発電プラン１〜の高効
率化の利点が充分に生かされていない。

この欠点を補う方式としてｈ　ラビング燃焼（Ｔｏｐｐ
ｊ、ｎｇ　Ｃｏｍｂｕｓｔｊｏｎ）が考支られている。

これは、別途付加的な燃料を燃焼し、／、ｌられだ高温
のガスを、流動層ボイラの排ガスと一緒にすることによ
りガスの温度を高め、このガスをガスタービンに導入す
ることにより、発電効率を高めようとするものである。

この方式では、温度を高めるための付加的な燃焼をどの
ように行うかが問題となる。

コンバインドサイクル発電プラン１〜で１〜ツピング燃
焼を行うものとしては、例えば、特願昭５５−３４２８
６１号公報、文献（］）Ｐｒｏｃｅｅｃ１．１ｎＢｓ　
ｏｆ　１８！１８Ｉｎｔｅｒｎａｔｊ−ｎａｌ　Ｃｏｎ
ｆｅｒｅｎｃｅ　ＯＴＩ　ＦｎＣ，Ｖｏ］、、］　（＋
９８９）ｐｐ、４３５−４４３、文献（２）　Ｐｒｏｃ
ｅｅｄ１、ｎｇｓ　　ｏｆ　　１９８９Ｃｏｎｆｅｒｅ
ｎｃｅ　　　ｏｎ　　　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　　
　ｆｏｒ　　　ＰｒｏｄｕｃｔｊｏｎＥ］、ｅｃｔｒｊ
、ｃｊｔｙ　ｊ、ｎ　　２１ｓｔｃｅｎｌ；ｒｙ　　（
１９８９）、特開平１−２８５６２６号公報に記載され
ているものがある。

特ｌ預昭５５−３４２８６１号公報に記載されているも
のは、ボイラとは別に燃焼器を設け、この燃焼器てボイ
ラ燃料と異なる燃料を燃やして、燃焼器からの高温の排
ガスをボイラ排ガス内に混入するというものである。

文献（１）に記載されているものは、流動層ボイラの他
に還元性ガスを発生するガス化炉を備えており、流動層
ボイラから発生した排ガスに、ガス化で得られた還元性
ガスを混入した後、これを燃焼器で燃やして、ここで発
生した排ガスをガスタービンに送り込むというものであ
る。ガス化で生成したチャーは、流動層ボイラに供給し
て、そこで燃焼させている。

また、文献（２）に記載されているものは、流動層ボイ
ラ内に仕切を設けて、一方をガス化室、他方を燃焼室と
し、ガス化室からは還元性ガスを、燃焼室からは排ガス
をそれぞれ別々の配管で取り出し、これらのガスを燃焼
器で燃やして、高温の排ガスを得るというものである。

特開平１．−２８５６２６号公報に記載されているもの
は、流動層に供給する燃料を不完全燃焼させて還元性ガ
スを発生させ、そのガスの一部を付加燃焼用の燃料とす
るためボイラから抜き出し、残りの−・部を流動層上部
の空塔部に空気を追加に供給して完全燃焼し、ここで得
られた月１ガスと先にボイラから排出した還元性ガスと
を−・緒に燃焼して、高温のガスを得るというものであ
る。

このように、加圧流動層燃焼コンバインドサイクル発電
の場合には、ＴＯρｐｉｎに燃焼の採用でより発電効率
を」二げようとすることか考えられている。

なお、高温のガスを得ることかできるものでばないが、
関連するものとして、流動層ボイラ内で還元性ガスが発
生するものが、例えば、特開昭６１−１６５５０６号公
報に記載されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、」１記従来法のうち、付加燃料に石炭以外の燃
料を用いる場合は、容易に高温ガスが得られ、また、Ｔ
　ｏ　ｐ　ｐ　５　ｎ　ｇ燃焼の温度制御もしやすいが
、石炭以外の燃料の設備が必要になることや、燃料代が
かさむ等、電力原単位に影響する因子が多いという問題
かあった。

文献（１）（２）にあるような付加燃料に石炭ガスを用
いる場合は、このような問題はないが、ガス化ガスの精
製工程が必要になる。石炭を流動層ボイラにとって好適
な温度（１０７３〜１１７３に程度）でガス化すると、
Ｈ２Ｓ、ＮＨ３、タール、ゲス１〜等の環境」二除去す
べき物質が生成する。従って、このガスをそのまま燃焼
すると、排ガス中にはＳ　Ｏｘ。

ＮＯｘが発生するので、燃焼する前に、これらの汚染物
質を除去する工程が必要となる。このガスは、水の洗浄
や化学的プロセスによりほぼ完全に精製できるが、常温
付近の温度で操作されるので、ガスの顕熱が捨てられる
ことになり、熱効率が低下する。また、常温以上で（例
えば、流動層の作動温度１１２３Ｋ）で精製しようとす
ると、Ｈ２Ｓ、Ｎ　Ｉ−Ｔ　３、タール、ダスト毎の処
理装置が必要となり、ガス精製設備のコストが高くなり
、また、運転制御が複雑になる。これらの精製系に加え
、流動層ボイラからの燃焼ガスの精製装置があるので、
結局ガスの精製工程が二系統必要になる。

一方、流動層で不完全燃焼し可燃性ガスを発生させ、一
部を付加燃焼用の燃料に用いる方法は、」−記方法より
は、設備的、操作的に簡便になるが、上記方法と同様、
不完全燃焼ガスとボイラがらの完全燃焼ガスの二系統の
ガス精製工程が必要となる。また、不完全燃焼ガスの発
熱量が低い場合は、単に完全燃焼ガスと接触させただけ
ては着火しなかったり、燃焼が不安定になる恐れがあっ
た。

本発明は、このような従来の問題点について着目してな
されたもので、その目的は、ガス化炉やガス精製装置等
の高価な設備を付加することなく、高温のガスを得るこ
とかできて、ガスタービンの効率を上げることができる
と共に、ＮＯｘを削減することができる、作動流体供給
方法、燃焼設備およびコンバインドサイクルブラントを
提供することである。

［課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、加
圧流動層ボイラの排ガスをガスタービンの作動流体とし
て供給する作動流体供給方法において、前記ボイラの流
動層形成部に燃料を供給して、これを完全燃焼させ、前
記流動層の下流側に燃料を供給し、該燃料を不完全燃焼
させて還元性ガスを含む雰囲気を形成し、さらに、その
下流側で、酸素を含む気体を供給して、前記還元性ガス
を完全燃焼させ、この燃焼により生じたガスを作動流体
としてガスタービンに供給することを特徴とする作動流
体供給方法が提供される。

また、ここで、流動層形成部の下流側に供給される燃料
は、設備コストを低減させるために、流動層と同一種の
燃料であることが好ましい。さらに、この燃料は、ボイ
ラ内に供給した際に、下流側に吹き飛ばないよう、粒径
が比較的粗い固体燃料であることが好ましい。

また、排ガス中のＳＯｘを削減するために、少なくとも
燃料には、予め脱硫剤を混入させておくことが好ましい
。

また、前記目的を達成するための燃焼設備として、本発
明の一態様によれば、加圧流動層を形成する流動層形成
部と、空塔部と、伝熱管を有する加圧流動層ボイラを備
え、該ボイラの排ガスをガスタービンに供給する燃焼設
備において、前記流−１２＝ 助層形成部に燃料を供給する第１．の燃料供給手段と、
前記空塔部に燃料を供給する第２の燃料供給手段と、流
動層形成部に供給された燃料が完全燃焼し、前記空塔部
に供給された燃料が、少なくと空塔部においては不完全
燃焼して、還元性の雰囲気を生成する手段と、前記還元
性雰囲気の下流側で、還元性ガスを完全ｍ焼させるため
の手段とを備える燃焼設備が提供される。

ここで、上記第１．第２の燃料供給手段は、固体燃料を
供給するものであることが好ましい。この場合、第１．
第２の燃料供給手段は、固体燃料を粗いものと細かいも
のとに分級する分級手段を備え、上記第１のｍ料供給手
段は、細かい固体燃料を前記流動層形成部に供給し、前
記第２の燃料供給手段は、粗い固体燃料を空塔部に供給
するものであることが好ましい。

また、前記還元性雰囲気の下流側で、還元性ガスを完全
燃焼させるための手段として、ボイラの下流側に、燃焼
器と、該燃焼器に酸素を含む気体を供給する手段とを備
えることができる。この場合、前記燃焼器内には、燃焼
触媒が充填されていれは、より好ましい３゜ 前記還元性雰囲気の下流側で、還元性ガスを完全燃焼さ
せるだめの手段としては、前記ボイラの空塔部と、該空
塔部に酸素を含む気体を供給ずろ手段とを備えることが
できる。酸素を含む気体としては、空気を用いることか
できる。

さらに、本発明の他の態様によれば、固体燃料を完全燃
焼させる第１の燃焼手段と、該第１の燃焼手段の排ガス
中に、さらに固体燃料を供給し、これを不完全燃焼させ
て還元性ガスを生成する手段と、該還元性ガスに、酸素
を含む気体を供給して完全燃焼させて、高温ガスを生成
する第２の燃焼手段と、−１−記第１の燃焼手段におい
て発生する熱により蒸気を発生させる手段と、該蒸気に
より１１１ｆｌ動される蒸気タービンと、上記第２の燃
焼手段からの排ガスを作動流体として１８１２動される
ガスタービンとを備えることを特徴とするコンバインド
サイクルブランｈが提供される。

［作　用］ 前記還元性の雰囲気を生成する手段は、流動層形成部に
供給された燃料を完全燃焼させるように、酸素を含む気
体の供給量を調節する＝ｒ１段と、空塔部に供給された
燃料を不完全燃焼させるように、燃料の供給量を調節す
る′ｒ。段とを備える。

流動層形成部には、第１の燃料供給手段から燃料が供給
されると共に、酸素を含む気体（空気）の供給量を調節
する手段により、撚角“ε用空気の流量を調節して、過
剰の燃焼用空気が供給される。

これにより、流動層形成部に供給される燃料は、完全燃
焼する。なお、ここから発生する排ガス中には、ＮＯｘ
の他に酸素か含ま７ｊシる。

第２の燃料供給手段により、空塔部に燃料か供給される
。この燃料は、設備コスｈ削減およびブラントの運転管
理の面からも、流動層形成部に供給される燃料と同一で
あることか好ましい。なお、空塔部から供給する燃料は
、下流側に吹き飛はないように、比較的粗い固体燃料で
あることが好ましい。

空塔部に供給される燃料は、流動層形成部に落１；する
過程で熱分解し、水素、−酸化炭素、メタンガス等の還
元性ガスを生成する。この還元性ガスは、流動層からの
排ガス中のＮＯｘと反応して、ＮＯｘは還元されてＮ、
となる。空塔部から供給された燃料は、チャーとなって
流動層形成部に落ドして、流動層形成ｇｊｌ（に供給す
る燃料と共に燃焼する。

還元（１ガスか１ぢられるかどうかは、空塔部に供給す
る燃料の供給量と流動層からの排ガス中に含まれる酸素
の量によ−〕で決定される。そこで、流動層形成部に供
給される空気の流量および空塔部に供給される燃料の供
給量の少なくとも一方を調節することにより、排ガス中
に還元性ガスが残っているように調節される。

その後、還元ガスにより形成される還元性雰囲気内に、
前記還元性雰囲気の下流側で、酸素を含む気体を供給す
る手段により、酸素を含む気体、一般には空気か供給さ
れる。還元性ガスは、この空気により燃焼する。この還
元性ガスの燃焼により、高温の排ガスが生成される。こ
の高温の排ガスは、ガスタービンに供給されて、ガスタ
ービンを効率よく駆動する。

還元性ガスが燃焼して生成される排ガス中に＋ｊ、いく
らかのサーマルＮＯｘか含ま、ｊｌ、るが、いわゆるフ
ューエルＮＯｘかほとんど無くなっているので、排ガス
中のＮＯｘの量は非常に少ない。

前記した方法で生成された還元性ガスの燃焼は、流動層
ボイラからガスタービンの間であれば、どこでもよく、
例えば、加圧流動層ボイラの空塔部内て還元性ガスを燃
焼させても、流動層ボイラの下流側に燃焼器を設けそこ
で燃焼させてもよい。

ところで、供給される燃料に予め脱硫剤を混入させてお
くと、これらの燃料か撚角′Ｃする過程で脱硫剤の作用
により、排ガス中のＳＯｘが削減される。

（以下余白） ［実施例］ 以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。

以下では、本発明がコンバインドサイクル発電プラン１
〜に適用される例について説明するが、本発明は、これ
に限定されない。

本発明の第１の実施例について第１図および第２図に基
づき説明する。

本実施例のコンバインドサイクル発電プラントは、石炭
供給設備と、流動層ボイラ１０と、発電設備とを有して
構成されている。

石炭供給設備は、流動層ボイラ１０の流動層形成部に燃
料を供給する第１の燃料供給手段としての機能、および
、空塔部に燃料を供給する第２の燃料供給手段としての
機能を有する。これらの機能を実現するため、石炭供給
設備は、第１図に示すように、脱硫剤４０が混入されて
いる石炭５０を蓄える常圧ホッパ２と、常圧ホッパ２か
らの石炭５０を粒径が１　ｍｎ＋を超える比較的粗いも
の５８と１　ｍｍ以下の比較的細かいもの５９とに分級
する分級器３と、粗粒炭５８を一時的に蓄える加圧ホッ
パ４ａおよび供給ホッパ５ａと、細粒炭５９を一時的に
蓄える加圧ホッパ４ｂおよび供給ホッパ４ｂと、供給ホ
ッパ５ａの粗粒炭５８を流動層ボイラ１０の空塔部１３
に適量供給する粗粒炭フィーダ６ａと、供給ホッパ５ｂ
の細粒炭５９を流動層ボイラ１０の流動層形成部１１に
適量供給する細粒炭フィーダ６ｂとを有して構成されて
いる。

流動層ボイラ１ｏは、風箱］４と、流動層が形成される
流動層形成部１］と、風箱１４と流動層形成部１１とを
仕切る分散板１５と、流動層形成部１１に設けられてい
る伝熱管］２と、空塔部１３とを有して構成されている
。

発電設備は、流動層ボイラ１０からの排ガス中のダスト
等を取り除く除塵装置１７と、ダスト等が取り除かれた
排ガス中の酸素濃度を測定して粗粒炭フィーダ６ａの駆
動量を制御する制御装置８０と、ダスト等が取り除かれ
た排ガスを燃やす燃焼器２０と、燃焼器２０からの排ガ
スにより駆動するガスタービン２２と、ガスタービン２
２と連結され燃焼器２０および流動層ボイラ１０に圧縮
空気を供給する空気圧縮器２５と、流動層ボイラ１０の
伝熱管］２で発生した蒸気で恥動する蒸気タービン２４
と、蒸気タービン２４からの復水をガスタービン２２か
らの排ガスで加熱する廃熱回収型熱交換器２３とを有し
て構成されている。

上記制御装置８０は、空塔部１３への燃料の供給量を制
御することにより、該燃料を不完全燃焼させて、還元性
雰囲気を生成させる手段の構成要素として機能する。ま
た、空気圧縮器２５からの圧縮空気を流動層ボイラ１０
の風箱１４に導くラインには、空気流量計３２で測定さ
れた流量に基づいて流量を調節する燃焼用空気流量調節
弁３３が設けられている。これらも、また、還元性雰囲
気を生成させる手段の構成要素として機能する。

上記石炭供給設備と、流動層形成部１１および空塔部を
１３を有する流動層ボイラ１０と、燃焼器２０と、空気
圧縮器２５と、還元性雰囲気を生成させる手段とを含ん
で燃焼設備が構成される。

なお、ガスタービン２２および蒸気タービン２４には、
図示されていないが、それぞれに発電機が接続されてい
る。

また、除塵装置１７には、ダスト等を蓄えるデス１−ホ
ッパ１８と、ダストホッパ１８のジス１−等を流動層形
成部１１に供給するダストフィーダ１９とが接続されて
いる。

燃焼器２０内には、第２図に示すように、ハニカム状に
成形された燃焼触媒２１（例えば、ｐｔ系）が充填され
ている。このような燃焼触媒２１を用いることにより、
発熱量２００〜４００ｋｃａｌ／Ｎ　ｒｒｉ’のガスを
安定に燃焼させることができる。

次に、本実施例の作用について説明する。

粉砕された石炭５０は、常圧ホッパ２に投入される。脱
硫剤４０は、石炭５０の粉砕段階で石炭５０と一定の割
合で混合される。分級器３では、常圧ホッパ２からの石
炭５０が粒径の粗いもの５８と細かいもの５９とに分級
される。その後、粗粒炭５８は、加圧ホッパ４ａ、供給
ホッパ５ａを介して粗流炭フィーダ６ａから流動層ボイ
ラ１０の空塔部１３に供給される。一方、細粒炭５９は
、加圧ホッパ４））、供給ホッパ５１）を介して細粒炭
フィーダ６ｂから流動層ボイラ１０の流動層形成部１１
に供給される。

各フィーダ６ａ、６ｂを出た石炭５８．５９は、流動層
ボイラ１０まで、空気圧縮器２５からの圧縮空気５４に
よって気流輸送される。

燃ｉｔｔ用空気５２は、空気圧縮器２５から、風箱１−
４を介して流動層形成部１１に供給される。燃焼用空気
５２の流量は、流動層形成部１１の温度か１０７３−１
１７３Ｋ、圧力が１−］、、６ＭＰａ程度、空塔速度約
１、ｍ／ｓ、流動層からの排ガス５５中の酸素濃度が２
〜６ｖ０１％程度になるよう、空気流量調節弁３３によ
り調節される。

流動層形成部１１の細粒炭５９は、そこに過剰空気か供
給されるので、完全燃焼する。この燃焼の過程で、完全
燃焼ガス中のＳＯｘは、脱硫剤４０の作用により脱硫さ
れる。細粒炭５９の燃焼により生成された燃焼灰３０は
、流動層形成部」１から回収器３］−へ抜き出される。

一方、流動層ボイラ１０の空塔部１３に供給された粗粒
炭５８は、粒径がＴ、　ｎｌＩｎを超えているのもなの
で、はとんど飛散することなく、流動層形成部１１に落
下する。粗粒炭５８は、この落下の間に熱分解反応を起
こし、１１□、ＣＯ，ＣＩ＋、、等の還元性ガスを発生
する（この他に、ＣＯ７，１］２０、Ｃ２程度の炭化水
素ガスが発生する）。粗粒炭５８は、チャーとなって流
動層形成部］１に落下して、細粒炭５９と共に燃焼する
。

還元性ガスは、排ガス５５と反応して、排ガス中のＮ　
Ｏｘを還元して、Ｎ２とする。還元性ガスと排ガス５５
との反応により、空塔部」３の温度は流動層形成部１−
１の温度よりも高くなる。

還元性ガスか得られるかどうかは、空塔部１３に供給さ
れる粗粒炭５８の流量と流動層からの排ガス５５中に含
まれる酸素の量によって決定される。酸素の量は、空気
流量調節弁３３により、排ガス５５中の濃度が２〜６Ｖ
ｏ１％になるよう調整されている。これに対して、粗粒
炭５８の量は、粗粒炭フィーダ６ａによって調整される
。このＪ１■整は、除塵装置」−７の下流側に設けられ
ている制御装置８０によって、除塵された排ガス６０中
の酸素濃度か測定され、酸素濃度が０％になるよう粗粒
炭フィーダ６ａの邸動量が制御されることにより、行わ
れる。

流動層ボイラ１０からは、還元性ガスおよびタス１〜７
０等を含む排ガス５７が排出される。この排ガス５７は
、除塵装置１７によって除塵され、清浄な排ガス６０と
して燃焼器２０に供給される。

排ガス５７中のダスＩ−７０等を取り除くのは、ガスタ
ービン２２がジス１−等で摩耗するのを防くためである
。取り除かれたダスＩ・７０等は、ダストポッパ１８に
一時的に蓄えられて、ゲス１〜フイーダ１−９から流動
層形成部１１に供給される。そして、流動層内で細粒炭
５９と共に燃焼する。

清浄な排ガス６０は、空気圧縮器２５からの圧縮空気５
０と共に燃焼器２０に導入されて、燃焼する。排ガス６
０が完全燃焼するのに必要な量の圧縮空気５０が、燃焼
器２０に供給される。

撚角゛Ｌ器２０内ては、排ガス６０か低カロリーである
ために、燃焼触媒２１の存在下で、排ガス６０を燃焼さ
せている。

燃焼器２０からは、温度が１２２３〜１３７３にの排ガ
ス６］−が得られる。この排ガス６］中には、ＮＯｘが
ほとんど含まれていない清浄な排ガス６０（ａ元性ガス
含む）を触媒下で燃焼しているので、Ｎｏｘａ度は非常
に低い。

燃焼器２０からの高温の排ガス６」は、ガスタービン２
２に供給され、効率よくガスタービン２２を駆動する。

ガスタービン２２は、図示されていない電動機を駆動し
電力を発生する。

一方、蒸気タービン２４は、流動層ボイラ１０の伝熱管
１２て発生した蒸気６６により駆動し、電力を発生する
。

蒸気タービン２４からの復水６４は、廃熱回収型熱交換
器２３により、ガスタービン２２からの排ガス６２と熱
交換する。この熱交換により温められた復水６５は、再
び、流動層ボイラ１０の伝熱管１２に戻り、蒸気６６と
なって蒸気タービン２４に供給される。

このように、本実施例では、ガス化炉等の高価な設備を
付加することなく、ＮＯｘのほとんど含まない高温のガ
ス６１をガスタービン２２に供給することができる。

また、石炭５０に脱硫剤４ｏを混入させているので排ガ
ス中のＳＯｘも削減することができる。

次に、第３図に基づき、コンバインドサイクル発電プラ
ントの第２の実施例について説明する。

本実施例のコンバインドサイクル発電プラン１〜は、流
動層ボイラ１０内で発生した還元性ガスを含む排ガスを
流動層ボイラ１ｏ内で完全燃焼させて高温の排ガスを得
るようにしたものである。なお、本実施例は、還元性ガ
スを含む排ガスを燃焼させる燃焼器が別途設けられてい
ないことと、ガス燃焼用空気を供給する位置と、燃焼用
空気の供給量の制御に関する設備等とが異なる以外、基
本的な構成は、第１の実施例と同じなので、同一部位に
ついては、同一の符号を付し、重複した説明を省略する
。

流動層ボイラ１０には、粗粒炭５８が供給される位置よ
り上の空塔部１３の酸素濃度を測定し、粗粒炭フィーダ
６ａの駆動量を制御する制御装置８１と、酸素濃度を測
定する位置より」二の空塔部１３にガス燃焼用空気５３
を供給するガス燃焼用空気流量調節弁３４とが設けられ
ている。除塵装置１７の下流側には、そこの酸素濃度を
測定して燃焼用空気流量調節弁３４の弁開度を制御する
制御装置８２が設けられている。

空気流量計３２で測定された流量に基づいて流量を調節
する燃焼用空気流量調節弁３３は、還元性雰囲気を生成
させる手段の構成要素として機能する。また、制御装置
８２も同様である。

上記石炭供給設備と、流動層形成部１１および空塔部を
１３を有する上記流動層ボイラ１０と、空気圧縮器２５
と、還元性雰囲気を生成させる手段とを含んで燃焼設備
が構成される。

次に、本実施例の作用について説明する。

第１の実施例と同様に、粗粒炭５８を流動層ボイラ１０
の空塔部１３に供給して還元性ガスを発生させる。還元
性ガスの発生量は、制御装置８１で粗粒炭５８が供給さ
れる位置より」二の箇所の酸素濃度を測定して、粗粒炭
フィーダ６ａの駆動量を制御することにより、調節され
る。

本実施例では、発生した排ガス５６を、燃焼触媒を用い
ずに燃焼させるので、排ガス５６中の還元性ガス濃度が
高まるように、第１の実施例よりも、多い量の粗粒炭５
８が空塔部１３に供給される。

粗粒炭５８が供給される位置付近およびこれより」二の
箇所には、還元性雰囲気が形成される。

この還元性雰囲気に空気圧縮機２５からガス燃焼用空気
調節弁３４を介して、ガス燃焼用空気５３を供給する。

排ガス５６は完全燃焼して高温の排ガス５７ａを発生す
る。還元性雰囲気に供給されるガス燃焼用空気の流量は
、除塵装置１７の下流側に設けられている制御装置８２
により、そこの酸素濃度が測定され、酸素濃度が０％を
超えるように、調整される。

高温の排ガス５７ａは、除塵装置１７でダスト等が取り
除かれた後、直ちにガスタービン２２に供給され、ガス
タービン２２を暉動する。

本実施例では、燃焼器やガス化炉を別途設けなくとも、
第１の実施例と同様にガスタービン２２から排出される
排ガスのＮＯｘを削減することができる。

燃料の燃焼用に空気を供給する例を示しているが、空気
に限らず、酸素を含む気体であればよい。

例えば、他のプラントの排ガス等を用いることができる
。この場合、空気をさらに混合して用いることもできる
。

なお、上記実施例では、加圧流動層ボイラに本発明を適
用した例を示したが、本発明は、流動層形成部と、空塔
部とを形成するものであれば、ボイラに限らず、他の燃
焼装置にも適用できる。

［発明の効果］ 以」二説明したように、本発明によれば、流動層形成部
より高い温度の排ガスが製造できるので、ガスタービン
の効率を高めることができる。

また、本発明によれば、流動層形成部の」二部に燃料を
供給して還元性雰囲気を形成し、流動層で発生したＮＯ
ｘを、−旦還元してほとんど無くしているので、Ｎ　Ｏ
ｘを削減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１の実施例を示してお
り、第１図はコンバインドサイクル発電プランＩ・の系
統図、第２図は燃焼器の断面図、第３図は第２の実施例
のコンバインドサイクル発電プラン１〜の系統図である
。 ３　分級器、６８　粗粒炭フィーダ、６ｂ・細粒炭フィ
ーダ、」０・流動層ボイラ、］」−流動層形成部、］２
　伝熱管、１３・空塔部、１７・除塵装置、２０　燃焼
器、２１　燃焼触媒、２２ガスタービン、２４　・蒸気
タービン、３３゜３４　燃焼用空気流量調節弁、８０，
８１．．８２制御装置、４０・・・脱硫剤、５０・・・
石炭、５８・粗粒炭、５９・細粒炭。 出願人　株式会社　日　立　製　作　所代理人　弁理士
　富　［目　和子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加圧流動層ボイラの排ガスをガスタービンの作動流
   体として供給する作動流体供給方法において、 前記ボイラの流動層形成部に燃料を供給して、これを完
   全燃焼させ、 前記流動層形成部の下流側に燃料を供給し、該燃料を不
   完全燃焼させて還元性ガスを含む雰囲気を形成し、 さらにその下流側で、酸素を含む気体を供給して、前記
   還元性ガスを完全燃焼させ、 この燃焼により生じたガスを作動流体としてガスタービ
   ンに供給することを特徴とする作動流体供給方法。 ２、前記流動層形成部およびその下流側に供給される燃
   料が固体燃料である請求項１記載の作動流体供給方法。 ３、前記固体燃料として石炭が用いられ、その一部を流
   動層形成部に、他の一部をその下流側に供給して燃焼さ
   せる、請求項２記載の作動流体供給方法。 ４、前記燃料には、予め脱硫剤を混入させておくことを
   特徴とする請求項１、２または３記載の作動流体供給方
   法。 ５、加圧流動層を形成する流動層形成部と、空塔部と、
   伝熱管とを有する加圧流動層ボイラを備え、該ボイラの
   排ガスをガスタービンに供給する燃焼設備において、 前記流動層形成部に燃料を供給する第１の燃料供給手段
   と、 前記空塔部に燃料を供給する第２の燃料供給手段と、 流動層形成部に供給された燃料が完全燃焼し、前記空塔
   部に供給された燃料が、少なくと空塔部においては不完
   全燃焼して、還元性の雰囲気を生成する手段と、 前記還元性雰囲気の下流側で、還元性ガスを完全燃焼さ
   せるための手段と を備えることを特徴とする燃焼設備。 ６、前記還元性の雰囲気を生成する手段は、流動層形成
   部に供給された燃料を完全燃焼させるように、酸素を含
   む気体の供給量を調節する手段と、空塔部に供給された
   燃料を不完全燃焼させるように、燃料の供給量を調節す
   る手段とを備える、請求項５記載の燃焼設備。 ７、上記第１、第２の燃料供給手段は、固体燃料を供給
   するものである、請求項５または６記載の燃焼設備。 ８、上記第１、第２の燃料供給手段は、固体燃料を粗い
   ものと細かいものとに分級する分級手段を備え、 上記第１の燃料供給手段は、細かい固体燃料を前記流動
   層形成部に供給し、 前記第２の燃料供給手段は、粗い固体燃料を空塔部に供
   給することを特徴とする請求項７記載の燃焼設備。 ９、前記還元性雰囲気の下流側で、還元性ガスを完全燃
   焼させるための手段として、ボイラの下流側に、燃焼器
   と、該燃焼器に酸素を含む気体を供給する手段とを備え
   る請求項５、６、７または８記載の燃焼設備。 １０、前記燃焼器内に、燃焼触媒が充填されていること
   を特徴とする請求項９記載の燃焼設備。 １１、前記還元性雰囲気の下流側で、還元性ガスを完全
   燃焼させるための手段として、前記空塔部と、該空塔部
   に酸素を含む気体を供給する手段とを備える請求項５、
   ６、７または８記載の燃焼設備。 １２、請求項５、６、７、８、９、１０または１１記載
   の燃焼設備と、 前記燃焼設備からの排ガスで駆動するガスタービンと、 前記加圧流動層ボイラの伝熱管内で発生した蒸気で駆動
   する蒸気タービンと を備えていることを特徴とするコンバインドサイクルプ
   ラント。 １３、固体燃料を完全燃焼させる第１の燃焼手段と、該
   第１の燃焼手段の排ガス中に、さらに固体燃料を供給し
   、これを不完全燃焼させて還元性ガスを生成する手段と
   、該還元性ガスに、酸素を含む気体を供給して完全燃焼
   させて、高温ガスを生成する第２の燃焼手段と、 上記第１の燃焼手段において発生する熱により蒸気を発
   生させる手段と、該蒸気により駆動される蒸気タービン
   と、 上記第２の燃焼手段からの排ガスを作動流体として駆動
   されるガスタービンと を備えることを特徴とするコンバインドサイクルプラン
   ト。 １４、加圧流動層を形成する流動層形成部と、空塔部と
   を備え、該ボイラの排ガスをガスタービンに供給する燃
   焼設備において、 前記流動層形成部に燃料を供給する第１の燃料供給手段
   と、 前記空塔部に燃料を供給する第２の燃料供給手段と、 流動層形成部に供給された燃料が完全燃焼し、前記空塔
   部に供給された燃料が、少なくと空塔部においては不完
   全燃焼して、還元性の雰囲気を生成する手段と、 前記還元性雰囲気の下流側で、還元性ガスを完全燃焼さ
   せるための手段と を備えることを特徴とする燃焼設備。