JPS61190104A - 前接された石炭ガス化装置を有する、ガスタービン・蒸気タービン組合せ発電所において電気エネルギーを発生させる方法 - Google Patents
前接された石炭ガス化装置を有する、ガスタービン・蒸気タービン組合せ発電所において電気エネルギーを発生させる方法Info
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- JPS61190104A JPS61190104A JP61029108A JP2910886A JPS61190104A JP S61190104 A JPS61190104 A JP S61190104A JP 61029108 A JP61029108 A JP 61029108A JP 2910886 A JP2910886 A JP 2910886A JP S61190104 A JPS61190104 A JP S61190104A
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- 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
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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。
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、前接された石炭ガス化装置を有し、この石炭
ガス化装置中で使用された微粒状ないしは粉塵状の石炭
が圧力〉１パールならびに温度＞１０００℃の状態で部
分酸化ガスの発生下に変換され、該ガスの可燃性成分は
主にＣｏおよびＨ２からなり、その際得られた部分酸化
ガスは、廃熱ざピラー中で蒸気発生下に冷却され、引続
いて除塵、及び脱硫され、その後燃焼室中で熱い煙道ガ
スの発生下に燃焼され、該煙道ガスは発電所のガスター
ビンに供給され、廃熱ボイラ中で発生した蒸気は、ガス
タービンの廃熱蒸気発生器中で得られた蒸気と一緒に発
電所の蒸気タービンに供給される、ガスタービン・蒸気
タービン組合せ発電所において電気エネルギーを発生さ
せる方法に関る、。
ガス化装置中で使用された微粒状ないしは粉塵状の石炭
が圧力〉１パールならびに温度＞１０００℃の状態で部
分酸化ガスの発生下に変換され、該ガスの可燃性成分は
主にＣｏおよびＨ２からなり、その際得られた部分酸化
ガスは、廃熱ざピラー中で蒸気発生下に冷却され、引続
いて除塵、及び脱硫され、その後燃焼室中で熱い煙道ガ
スの発生下に燃焼され、該煙道ガスは発電所のガスター
ビンに供給され、廃熱ボイラ中で発生した蒸気は、ガス
タービンの廃熱蒸気発生器中で得られた蒸気と一緒に発
電所の蒸気タービンに供給される、ガスタービン・蒸気
タービン組合せ発電所において電気エネルギーを発生さ
せる方法に関る、。
従来の技術
前述の種類の方法は、多数の刊行物から種々の別法が公
知である。最近では、これらの方法はきびしさを増して
いる環境間穎の完で著しく重要になっている。
知である。最近では、これらの方法はきびしさを増して
いる環境間穎の完で著しく重要になっている。
電気エネルギーを発生させるだめの従来の方法、即ちエ
ネルギー源として使用される石炭または他の化石燃料を
ボイラーで燃焼させ、その際得られた蒸気を発電の目的
のために蒸気タービン中で放圧させる方法に対して、こ
の方法は著しく高い環境保護性によシすぐれている。燃
焼の際に石炭又は他の化石燃料に含有されている硫黄化
合物は、二酸化硫黄に変えられ、このものは発電所の廃
ガスから著しい浪費を伴ないかつ著しい費用をかけて除
去できるにすぎないが、発電所にガス化が前接されてい
る場合には、燃料に含有されている硫黄化合物が二酸化
硫黄ではなく、特に硫化水素に変わる。しかし、この硫
化水素は発生したガスから、物理的および化学的作用の
適当な洗浄工程によって比較的容易に除去できるので、
発生したガスは十分に硫黄不含で発電所に供給る、こと
ができ、これによって二酸化硫黄による環境汚染がさけ
られる。
ネルギー源として使用される石炭または他の化石燃料を
ボイラーで燃焼させ、その際得られた蒸気を発電の目的
のために蒸気タービン中で放圧させる方法に対して、こ
の方法は著しく高い環境保護性によシすぐれている。燃
焼の際に石炭又は他の化石燃料に含有されている硫黄化
合物は、二酸化硫黄に変えられ、このものは発電所の廃
ガスから著しい浪費を伴ないかつ著しい費用をかけて除
去できるにすぎないが、発電所にガス化が前接されてい
る場合には、燃料に含有されている硫黄化合物が二酸化
硫黄ではなく、特に硫化水素に変わる。しかし、この硫
化水素は発生したガスから、物理的および化学的作用の
適当な洗浄工程によって比較的容易に除去できるので、
発生したガスは十分に硫黄不含で発電所に供給る、こと
ができ、これによって二酸化硫黄による環境汚染がさけ
られる。
冒頭に記載した種類の方法を実施る、場合、発電の経済
性は生じる全顕熱エネルギーの十分な利用に極めて強く
依存る、。この場合殊に、現在の公知技術によると、蒸
気タービンプロセスはガスタービンプロセスよシも悪い
効率を有る、ことを考慮しなければならない。従って、
全じる全顕熱エネルギーのできる限シ大きい割合をガス
タービンに供給し、これによって、発電プロセスの全効
率を改善る、ことが重要である。
性は生じる全顕熱エネルギーの十分な利用に極めて強く
依存る、。この場合殊に、現在の公知技術によると、蒸
気タービンプロセスはガスタービンプロセスよシも悪い
効率を有る、ことを考慮しなければならない。従って、
全じる全顕熱エネルギーのできる限シ大きい割合をガス
タービンに供給し、これによって、発電プロセスの全効
率を改善る、ことが重要である。
これと関連して、どのようＫして石炭ガス化装置から出
る熱い粗ガスの顕熱の可能な限り大きい割合をガスター
ビンの燃焼室に供給される除塵され、脱硫された冷たい
純ガスに伝達る、ことができ、該ガスをガスターぎンの
燃焼室に供給る、かという考慮が重要となって（る。清
浄なガスの場合、この種の熱交換プロセスは原則的には
何ら困難でなく、そのために種々の技術的解決法が公知
であり、かつ試られている。
る熱い粗ガスの顕熱の可能な限り大きい割合をガスター
ビンの燃焼室に供給される除塵され、脱硫された冷たい
純ガスに伝達る、ことができ、該ガスをガスターぎンの
燃焼室に供給る、かという考慮が重要となって（る。清
浄なガスの場合、この種の熱交換プロセスは原則的には
何ら困難でなく、そのために種々の技術的解決法が公知
であり、かつ試られている。
しかしながらこれとは異なり、石炭ガス化装置から出る
熱い粗ガスは、フライアッシュ粒子のほかに、所定の運
転条件下で凝縮し、こうして粗ガス側の熱交換器面上で
着垢および汚染を生じる成分も含有している。この場合
、この汚染は、熱交換器の粗ガス側が完全に閉塞る、ま
で進み、その結果もちろん熱伝導が相応に悪化る、。実
験によシ、この問題は連続運転において除塵装置の前接
によっても十分に解決できないことが判明した。それぞ
れ一方が運転中であわ、他方が清掃される２つの熱交換
器の使用も、それと結びつく高い設備費及び運転費のた
め、この問題の実際の解決策ではない。最後に、公知の
ガス−ガス熱交換器中に浄化装置を取シ付けることによ
って、連続運転中の熱交換器面の浄化を配慮る、ことも
不可能である。その理由はこの問題に対してこれまで連
続運転中に熱交換器面の浄化および同時に分離した汚染
物の排出る、のを可能にる、工業的に利用可能な解決策
が見出されていなかったからである。
熱い粗ガスは、フライアッシュ粒子のほかに、所定の運
転条件下で凝縮し、こうして粗ガス側の熱交換器面上で
着垢および汚染を生じる成分も含有している。この場合
、この汚染は、熱交換器の粗ガス側が完全に閉塞る、ま
で進み、その結果もちろん熱伝導が相応に悪化る、。実
験によシ、この問題は連続運転において除塵装置の前接
によっても十分に解決できないことが判明した。それぞ
れ一方が運転中であわ、他方が清掃される２つの熱交換
器の使用も、それと結びつく高い設備費及び運転費のた
め、この問題の実際の解決策ではない。最後に、公知の
ガス−ガス熱交換器中に浄化装置を取シ付けることによ
って、連続運転中の熱交換器面の浄化を配慮る、ことも
不可能である。その理由はこの問題に対してこれまで連
続運転中に熱交換器面の浄化および同時に分離した汚染
物の排出る、のを可能にる、工業的に利用可能な解決策
が見出されていなかったからである。
発明が解決しようとる、問題点
従って、本発明の課題は、冒頭に記載した種類の方法に
おいて、発電プロセスの全効率を、石炭ガス化装置中に
発生した熱い粗ガスの顕熱を、除塵され、脱硫された冷
たい純ガスへの熱伝達によって可能な限り十分にガスタ
ービン中で使用る、ことによって改善る、ことであるが
、その際上述した難点は回避さるべきである。同時に、
本発明方法によシガスタービンの始動のため粗ガスの顕
熱の最適利用は、石炭ガス化装置がたんに部分負荷運転
で運転る、ことができないときでも達成されるべきであ
る。
おいて、発電プロセスの全効率を、石炭ガス化装置中に
発生した熱い粗ガスの顕熱を、除塵され、脱硫された冷
たい純ガスへの熱伝達によって可能な限り十分にガスタ
ービン中で使用る、ことによって改善る、ことであるが
、その際上述した難点は回避さるべきである。同時に、
本発明方法によシガスタービンの始動のため粗ガスの顕
熱の最適利用は、石炭ガス化装置がたんに部分負荷運転
で運転る、ことができないときでも達成されるべきであ
る。
問題点を解決る、ための手段
これらの課題の解決に役立つ、先に述べた種類の方法は
、本発明によれば、除塵され、脱硫された純がスを、そ
の熱交換面が石炭ガス化装置の廃熱ボイラー中に一体に
組み込まれている無ガス・純ガス熱交話中の燃焼室に入
る前に６００℃〜５００℃の温度にまで予熱る、ことを
特徴とる、。
、本発明によれば、除塵され、脱硫された純がスを、そ
の熱交換面が石炭ガス化装置の廃熱ボイラー中に一体に
組み込まれている無ガス・純ガス熱交話中の燃焼室に入
る前に６００℃〜５００℃の温度にまで予熱る、ことを
特徴とる、。
廃熱ボイラはその構造上の要件に基づき圧力ジャケット
の形態に関しても、加熱面の形態に関しても、浄化装置
の経済的な設置に適しているので、本発明による方法で
は、一般的なガス−ガス熱交換器とは異なり、粗ガス側
の熱交換器面上の汚染を、廃熱ボイラーの適当な位置に
浄化装置を設置る、ことによって、連続運転の間に除去
る、ことが可能であるので、連続運転が可能′である。
の形態に関しても、加熱面の形態に関しても、浄化装置
の経済的な設置に適しているので、本発明による方法で
は、一般的なガス−ガス熱交換器とは異なり、粗ガス側
の熱交換器面上の汚染を、廃熱ボイラーの適当な位置に
浄化装置を設置る、ことによって、連続運転の間に除去
る、ことが可能であるので、連続運転が可能′である。
さらに、本発明方法の実施には、粗ガス−純ガス熱交換
器に前接されたボイラーの加熱面が、選択的にエコノコ
イず一加熱面まだは飽和蒸気加熱面として接続されうる
ように構成されている場合有利である。これによって、
粗ガス温度を、廃熱ボイラー中に一体に組み込まれた粗
ガス／純ガス熱交換器中への入口において、所望の純ガ
ス最終温度を調節る、ために変えることができる。
器に前接されたボイラーの加熱面が、選択的にエコノコ
イず一加熱面まだは飽和蒸気加熱面として接続されうる
ように構成されている場合有利である。これによって、
粗ガス温度を、廃熱ボイラー中に一体に組み込まれた粗
ガス／純ガス熱交換器中への入口において、所望の純ガ
ス最終温度を調節る、ために変えることができる。
さらに、純ガスへの熱伝達を最適化る、ために、廃熱ボ
イラの後に、純ガスがガスタービンの燃焼室に入る前に
貫流る、蒸気加熱の熱交換器が配置されている。その際
、この熱交換器は前接された廃熱ボイラーからの蒸気に
よって加熱される。この場合、特に温度５２５°Ｃ〜５
４０℃ならびに圧力１４０〜１６０パールの蒸気が使用
される。かかる接続によって、石炭ガス化装置の部分負
荷運転の極端な条件においても、すなわち廃熱がイラー
中に粗ガスによって利用される顕熱が普通の場合よシも
著しく少ない場合でも、粗ガスの顕熱の高められた割合
をガスタービンに使用る、ことが可能である。
イラの後に、純ガスがガスタービンの燃焼室に入る前に
貫流る、蒸気加熱の熱交換器が配置されている。その際
、この熱交換器は前接された廃熱ボイラーからの蒸気に
よって加熱される。この場合、特に温度５２５°Ｃ〜５
４０℃ならびに圧力１４０〜１６０パールの蒸気が使用
される。かかる接続によって、石炭ガス化装置の部分負
荷運転の極端な条件においても、すなわち廃熱がイラー
中に粗ガスによって利用される顕熱が普通の場合よシも
著しく少ない場合でも、粗ガスの顕熱の高められた割合
をガスタービンに使用る、ことが可能である。
次に本発明による方法の詳細を、図示されたブロック図
につき説明る、。
につき説明る、。
実施例
このブロック図に示された全装置は、互いに接続されて
いる４つの装置群１〜４からなる。
いる４つの装置群１〜４からなる。
この場合、装置群１は所属る、廃熱ボイラを有る、石炭
ガス化装置および廃熱ざイラに組み込まれた粗ガス／純
ガス熱交換器１０ならびに除塵装置を包含る、。装置群
２は、粗ガスを脱硫る、ために必要な全ての装置を包含
る、。装置群３は、空気分解装置のユニット装置を包含
し、装置群４はガスタービンおよび蒸気タービンを有る
、発電所を表わす。さらに個々の装置群の装置的構造に
関る、詳細は、このブロック図には示されていない。し
かし、全ての装置群は、公知の装置及び集成装置と共に
運転る、ことができることから出発しなければならない
。
ガス化装置および廃熱ざイラに組み込まれた粗ガス／純
ガス熱交換器１０ならびに除塵装置を包含る、。装置群
２は、粗ガスを脱硫る、ために必要な全ての装置を包含
る、。装置群３は、空気分解装置のユニット装置を包含
し、装置群４はガスタービンおよび蒸気タービンを有る
、発電所を表わす。さらに個々の装置群の装置的構造に
関る、詳細は、このブロック図には示されていない。し
かし、全ての装置群は、公知の装置及び集成装置と共に
運転る、ことができることから出発しなければならない
。
装置群１０石炭ガス化装置中で、使用される微粒状ない
し粉塵状の石炭は、圧力〉１パール、温度＞１ｏｏｏ℃
モ酸素を用いる部分酸化によってガス化される。この場
合に生じる反応熱は、生成した熱い粗ガスを石炭ガス化
装置の廃熱ボイラーならびにその中に組み込まれた粗ガ
ス／純ガス熱交換器１０に通すことによって利用される
。その際、廃熱ざイラー中で、過熱される蒸気は、１６
０バールまでの圧力ならびに５２５°Ｃ〜５４０°Ｃの
温度を有る、過熱水蒸気をつくることができ、この蒸気
は、導管５により発電所（装置群４）の蒸気タービンに
供給される。廃熱ボイラーと粗ガス／純ガス熱交換器１
０中で相応に冷却された粗ガスは、その除塵後に導管１
２により装置群２に達し、ここでそれの脱硫が行なわれ
る。この場合に生じる冷たい粗ガスは、導管６によって
粗ガス／純ガス熱交換器１０に戻され、ここで熱い粗ガ
スとの間接熱交換で予熱される。引き続き、粗ガスは導
管１３を経て蒸気加熱の熱交換器１１に入るが、この熱
交換器１１は特に石炭ガス化装置の部分的負荷運転の場
合に利用される。この場合、熱交換器１１の加熱のため
には廃熱ボイラーからの蒸気が使用され、この蒸気は導
管５から導管１５によって分岐される。この場合、純ガ
スは全部温度５００℃にまで予熱され、導管１４によっ
て発電所（装置群４）に入る。同時に、空気分解装置（
装置群３）から、導管７によって窒素が供給され、この
窒素は予熱された純ガスにガスタービンの燃焼室中かま
だはその前で、ここで発生した煙道ガスが１１００°Ｃ
〜１ｓｏｃｒｃの温度でガスタービンに供給されうるよ
うな量で混入される。さらに上記に既述した様に、この
上述の温度範囲内の純ガス最終温度は、廃熱ボイラー中
で節約加熱面を飽和蒸気加熱面に切シ換えることによっ
て変えることができる。ボイラ給水用の導管８、および
熱交換器１１からの蒸気凝縮物用の導管９は、装置群１
と装置群４との間の熱要積の分流である。空気分解に必
要な空気は、装置群３に導管１６によって供給される。
し粉塵状の石炭は、圧力〉１パール、温度＞１ｏｏｏ℃
モ酸素を用いる部分酸化によってガス化される。この場
合に生じる反応熱は、生成した熱い粗ガスを石炭ガス化
装置の廃熱ボイラーならびにその中に組み込まれた粗ガ
ス／純ガス熱交換器１０に通すことによって利用される
。その際、廃熱ざイラー中で、過熱される蒸気は、１６
０バールまでの圧力ならびに５２５°Ｃ〜５４０°Ｃの
温度を有る、過熱水蒸気をつくることができ、この蒸気
は、導管５により発電所（装置群４）の蒸気タービンに
供給される。廃熱ボイラーと粗ガス／純ガス熱交換器１
０中で相応に冷却された粗ガスは、その除塵後に導管１
２により装置群２に達し、ここでそれの脱硫が行なわれ
る。この場合に生じる冷たい粗ガスは、導管６によって
粗ガス／純ガス熱交換器１０に戻され、ここで熱い粗ガ
スとの間接熱交換で予熱される。引き続き、粗ガスは導
管１３を経て蒸気加熱の熱交換器１１に入るが、この熱
交換器１１は特に石炭ガス化装置の部分的負荷運転の場
合に利用される。この場合、熱交換器１１の加熱のため
には廃熱ボイラーからの蒸気が使用され、この蒸気は導
管５から導管１５によって分岐される。この場合、純ガ
スは全部温度５００℃にまで予熱され、導管１４によっ
て発電所（装置群４）に入る。同時に、空気分解装置（
装置群３）から、導管７によって窒素が供給され、この
窒素は予熱された純ガスにガスタービンの燃焼室中かま
だはその前で、ここで発生した煙道ガスが１１００°Ｃ
〜１ｓｏｃｒｃの温度でガスタービンに供給されうるよ
うな量で混入される。さらに上記に既述した様に、この
上述の温度範囲内の純ガス最終温度は、廃熱ボイラー中
で節約加熱面を飽和蒸気加熱面に切シ換えることによっ
て変えることができる。ボイラ給水用の導管８、および
熱交換器１１からの蒸気凝縮物用の導管９は、装置群１
と装置群４との間の熱要積の分流である。空気分解に必
要な空気は、装置群３に導管１６によって供給される。
添付図面は本発明方法のブロック図である。
１．２，３．４・・・装置群、１０，１１・・・熱交換
器、５，６，７，８，９，１２，１３，１４．
１５．１６・・・導管
器、５，６，７，８，９，１２，１３，１４．
１５．１６・・・導管
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、前接された石炭ガス化装置を有し、この石炭ガス化
装置中で使用された微粒状ないしは粉塵状の石炭が圧力
＞１バールならびに温度＞１０００℃で部分酸化ガスの
発生下に変換され、該ガスの可燃性成分は主にＣＯおよ
びＨ＿２からなり、その際得られた部分酸化ガスは、廃
熱ボイラー中で蒸気発生下に冷却され、引続いて除塵さ
れ、脱硫され、その後燃焼室中で熱い煙道ガスの発生下
に燃焼され、該煙道ガスは発電所のガスタービンに供給
され、廃熱ボイラー中で発生した蒸気はガスタービンの
廃熱蒸気発生器中で得られた蒸気と一緒に発電所の蒸気
タービンに供給される、ガスタービン・蒸気タービン組
合せ発電所において電気エネルギーを発生させる方法に
おいて、除塵され、脱硫された純ガスを、その熱交換面
が石炭ガス化装置の廃熱ボイラー中に組み込まれている
粗ガス／純ガス熱交換器中の燃焼室に入る前に６００℃
〜５００℃の温度にまで予熱することを特徴とする、前
接された石炭ガス化装置を有する、ガスタービン／蒸気
タービン組合せ発電所において電気エネルギーを発生さ
せる方法。 ２、廃熱ボイラーが使用され、この廃熱ボイラーの粗ガ
ス／純ガス熱交換器に前接されたボイラー加熱面が、選
択的節約加熱面または、飽和蒸気加熱面として接続する
ことができるように構成されている廃熱ボイラを使用す
る、特許請求範囲第１項記載の方法。 ３、予熱された純ガスを、廃熱ボイラーを通過した後、
ガスタービンの燃焼室中に入る前に、付加的に、廃熱ボ
イラーからの蒸気によつて加熱される熱交換器に通す、
特許請求範囲第１項または第２項記載の方法。 ４、廃熱ボイラー中に組み込まれた粗ガス／純ガス・熱
交換器の粗ガス側の熱交換面を浄化する、特許請求範囲
第１項から第３項までのいずれか１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19853505157 DE3505157A1 (de) | 1985-02-15 | 1985-02-15 | Verfahren zum erzeugen elektrischer energie in einem kombinierten gas- und dampfturbinenkraftwerk mit vorgeschalteter kohlevergasungsanlage |
| DE3505157.4 | 1985-02-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61190104A true JPS61190104A (ja) | 1986-08-23 |
Family
ID=6262570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61029108A Pending JPS61190104A (ja) | 1985-02-15 | 1986-02-14 | 前接された石炭ガス化装置を有する、ガスタービン・蒸気タービン組合せ発電所において電気エネルギーを発生させる方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4825638A (ja) |
| JP (1) | JPS61190104A (ja) |
| DD (1) | DD242850A5 (ja) |
| DE (1) | DE3505157A1 (ja) |
| ZA (1) | ZA858959B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63207209A (ja) * | 1987-02-24 | 1988-08-26 | Asahi Kasei Micro Syst Kk | 演算増幅器 |
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| US6055803A (en) * | 1997-12-08 | 2000-05-02 | Combustion Engineering, Inc. | Gas turbine heat recovery steam generator and method of operation |
| WO2009086190A2 (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Green Partners Technology Holdings Gmbh | Gas turbine systems and methods employing a vaporizable liquid delivery device |
| NL1039007C2 (en) * | 2011-08-26 | 2013-02-27 | Klaas Gerrit Smit | A process and a reaction apparatus for the gasification of wet biomass. |
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