JPH0220438Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の利用分野〕 本考案は、石炭をガス化し、このガスを燃焼し
てガスタービンを運転する装置において、当該ガ
スタービンを起動するガスタービン起動装置に関
する。

〔考案の背景〕

石炭ガスを燃焼してガスタービンを駆動し、発
電機を回転させるガスタービン運転装置において
は、その起動時に問題がある。これを図により説
明する。

第３図は従来のガスタービン運転装置の系統図
である。図で、１は石炭供給設備、２は石炭供給
設備１から供給される石炭をガス化して石炭ガス
を発生させるガス化炉、３はガス化炉２で生成し
た石炭ガスから不純物を除去するガス精製装置、
４はガス精製装置３から供給されるガスを燃焼す
るガス燃焼器、５はガス燃焼器４で燃焼されたガ
スの供給により駆動されるガスタービンである。
６はガスタービン５により運転される発電機、７
はHRSG、８は煙突である。９はガスタービン
５により回転駆動されて空気を圧縮する圧縮機で
あり、圧縮機９からの圧縮空気は抽出ラインａを
通つてガス化炉２へ供給されるとともにガス燃焼
器４に供給される。１０はガス又は油をガス燃焼
器４へ供給する補助燃料供給装置である。大型発
電用ガスタービンは、その効率を向上させるため
燃焼圧力は20〜27atm程度必要とされ、又、これ
に伴なつてガス化炉圧力は22〜30atm程度とな
る。上記のようなガスタービン運転システムは一
般に良く知られているので、その定常動作の説明
は省略し、起動時の動作について説明する。

起動時においては、ガスタービン５が駆動され
ていないので、圧縮機９を駆動することができ
ず、したがつて、ガス化炉２とガス燃焼器４へ圧
縮空気を供給することはできない。そこで、起動
時には、補助燃料供給装置１０から供給される補
助燃料を燃焼させてガスタービン５を駆動し、圧
縮機９が所定の回転数に達してからガス化炉２へ
圧縮空気を抽気しはじめ、ガス化炉２を起動し、
その後定常の運転状態に入る。

ところで、上記の起動方法においては、補助燃
料供給装置１０から供給される補助燃料として多
大の量を必要とするという欠点があつた。又、ガ
スタービン５、発電機６あるいは電力使用先のト
リツプによつてガスタービン５を停止した場合、
圧縮機９も停止してガス化炉２への圧縮空気の供
給も停止せざるを得ず、このため、トリツプが回
復したときシステムの定常運転を行なうまでに多
くの時間を要するという欠点もあつた。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、上記従来技術の欠点を除き、
起動時に補助燃料を必要とせず、かつ、トリツプ
回復時においても早急に定常運転に入ることがで
きるガスタービン起動装置を提供するにある。

〔考案の概要〕

上記の目的を達成するため、本考案は、電動機
およびガスタービンにより駆動される小容量の第
２の圧縮機を設け、起動時又は再起動時等の所要
時に、第１の切換装置によりガスを前記ガスター
ビンに導くようにし、さらに、第２の切換装置に
より第２の圧縮機からの圧縮空気をガス化炉へ導
入するようにしたことを特徴とする。

〔考案の実施例〕

以下、本考案を図示の実施例に基づいて説明す
る。

第１図は本考案の実施例に係るガスタービン起
動装置の系統図である。図で、第３図に示す部分
と同一部分には同一符号が付してある。１２は起
動用の小型圧縮機であり、電動機およびガスター
ビンの両者で駆動される両駆動方式とされてい
る。１３ａはガス精製装置３からガス燃焼器４へ
のガスラインを開閉する切換えバルブ、１３ｂは
ガス精製装置３から小型圧縮機１２のガスタービ
ンへのガスタラインを開閉する切換えバルブであ
る。又、１４ａは抽気ラインａを開閉する切換え
バルブ、１４ｂは小型圧縮機１２からの圧縮空気
を抽気ラインａへ送り込むラインを開閉する切換
えバルブである。

次に、本実施例の動作を第２図に示す起動曲線
を参照しながら説明する。第２図で、横軸には時
間が、又は、縦軸にはガス化炉圧力およびガス化
炉石炭処理量がとつてある。実線C₁はガス化炉
圧力を示し、破線C₂はガス化炉石炭処理量を示
す。今、時間t₁においてシステムを起動する場
合、切換バルブ１３ａ，１４ａを閉じ、切換えバ
ルブ１３ｂ，１４ｂを開く。次いで、電動機によ
り小型圧縮機１２を駆動し、その圧縮空気を切換
えバルブ１４ｂを経てガス化炉２へ供給する。一
方、ガス化炉２には石炭供給設備１から石炭が供
給されており、圧縮空気の供給により石炭のガス
化が行なわれる。このときのガス化炉は、常圧〜
数atmの低圧により運転される。したがつて、小
型圧縮機１２の容量は小さくてよい、又、ガス化
炉２の石炭処理量は定常の５〜20％負荷程度とす
る。

ガス化炉２で生成されたガスは、開いている切
換えバルブ１３ｂを通り小型圧縮機１２のガスタ
ービンへ送られる。時間t₂において、小型圧縮機
１２の駆動は電動機からガスタービンへの切換え
られて運転が継続される。この間、ガス化炉２の
圧力は徐々に上昇してゆき、遂には、ガスタービ
ン５の許容圧力10〜15atmに達する。この圧力ま
で上昇した後、時間t₃において、切換バルブ１３
ａ，１４ａを開き、切換バルブ１３ｂ，１４ｂを
閉じてガスタービン５を起動し、圧縮機９を回転
させて圧縮空気を抽出ラインａからガス化炉２へ
供給するとともに、小型圧縮機１２を停止せしめ
る。この動作により、ガス化炉２の圧力は急速に
上昇し、石炭処理も増大し、システムは通常運転
状態に入る。このような起動装置により、起動時
において補助燃料は全く必要としない。

次に、定常運転中において、ガスタービン５、
発電機６又は電力系統に故障が生じトリツプが作
動した場合には、前述の起動時と同じく、切換え
バルブ１３ａ，１４ａを閉じ、切換えバルブ１３
ｂ，１４ｂを開き、電動機により小型圧縮機１２
を起動する。以後、前述の動作によりガス化炉２
のみを低負荷で単独運転しておき、故障が回復し
たとき直ちに切換えバルブ１３ａ，１４ａを開
き、切換えバルブ１３ｂ，１４ｂを閉じてガスタ
ービン５を起動する。したがつて、故障が回復し
た後、システムの早急な定常運転が可能となる。

このように、本実施例では、小型圧縮機および
切換えバルブを設けたので、起動時に補助燃料を
必要とせず、又、故障回復時の早急な定常運転復
帰が可能となる。又、従来のガスタービン運転シ
ステムにおいては、ガス化炉へ空気を抽気し、ガ
ス化後のガスをガス燃焼器で燃焼する構成となつ
ているため、負荷変化に対し、ガス化炉とガスタ
ービンの２箇所でコントロールが必要であるが、
この２箇所には同一空気源で圧縮空気を供給され
ていたので、そのコントロールは非常に困難であ
つた。しかし、本考案における小型圧縮機を適宜
使用すれば、そのコントロールは極めて容易にな
る。

〔考案の効果〕 以上述べたように、本考案では、電動機および
ガスタービンで駆動される第２の圧縮機を設け、
切換えバルブを用いて、起動時、この第２の圧縮
機によりガス化炉を運転するようにしたので、補
助燃料を要することなく、又、故障回復時の定常
運転復帰を早急に行なうことができ、さらに、シ
ステム運転の制御を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係るガスタービン起
動装置の系統図、第２図は第１図に示すガスター
ビンの起動曲線、第３図は従来のガスタービン運
転装置の系統図である。 １……石炭供給設備、２……ガス化炉、３……
ガス精製装置、４……ガス燃焼器、５……ガスタ
ービン、６……発電機、９……圧縮機、１２……
小型圧縮機、１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ…
…切換えバルブ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガス化炉により石炭をガス化し、このガスをガ
   ス供給路によりガスタービンに供給するととも
   に、ガスタービンに連結された第１の圧縮機によ
   り圧縮空気を圧縮空気供給路により前記ガス化炉
   に供給するガスタービン運転装置において、電動
   機およびガスタービンにより駆動される第２の圧
   縮機と、前記ガス供給路によるガスの通路を前記
   第２の圧縮機を駆動するガスタービンへの通路に
   切換える第１の切換装置と、前記圧縮空気供給路
   による圧縮空気の通路を前記第２の圧縮機から前
   記ガス化炉への通路に切換える第２の切換装置と
   を設けたことを特徴とするガスタービン起動装
   置。