JPH0333903B2 - - Google Patents
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- JPH0333903B2 JPH0333903B2 JP58154182A JP15418283A JPH0333903B2 JP H0333903 B2 JPH0333903 B2 JP H0333903B2 JP 58154182 A JP58154182 A JP 58154182A JP 15418283 A JP15418283 A JP 15418283A JP H0333903 B2 JPH0333903 B2 JP H0333903B2
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- JP
- Japan
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- coal
- pressure
- gas
- temperature
- combustion furnace
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は石炭焚きコンバインドプラント、特に
そのプラント効率の向上に関するものである。
そのプラント効率の向上に関するものである。
従来、石炭による発電方式としては、(イ)微粉炭
燃焼、ストーカ燃焼、流動床燃焼方式等のボイラ
と蒸気タービンとの組合せによる発電プラント、
(ロ)石炭ガス化炉とガスタービンと蒸気タービンと
の組合せによる石炭ガス化複合発電プラント等が
あり、高効率を目指すものとして(ロ)の石炭ガス化
複合発電プラントがクローズアツプされている。
即ち、微粉砕機で粉砕された微粉炭を石炭ガス化
炉でガスに生成し、このガスを燃焼炉により高温
ガスとしてガスタービンに送り発電した後、その
排熱エネルギを排熱ボイラで蒸気化して蒸気ター
ビンを駆動して発電するものである。
燃焼、ストーカ燃焼、流動床燃焼方式等のボイラ
と蒸気タービンとの組合せによる発電プラント、
(ロ)石炭ガス化炉とガスタービンと蒸気タービンと
の組合せによる石炭ガス化複合発電プラント等が
あり、高効率を目指すものとして(ロ)の石炭ガス化
複合発電プラントがクローズアツプされている。
即ち、微粉砕機で粉砕された微粉炭を石炭ガス化
炉でガスに生成し、このガスを燃焼炉により高温
ガスとしてガスタービンに送り発電した後、その
排熱エネルギを排熱ボイラで蒸気化して蒸気ター
ビンを駆動して発電するものである。
上記石炭ガス化複合発電プラントはガスタービ
ンのガス温度を高くすることにより効率が高い。
ンのガス温度を高くすることにより効率が高い。
しかしながら、石炭ガス化炉にて発生した可燃
ガスはCO、H2、ハイドロカーボンを主成分と
し、多量の粉塵を含有しているので、そのままガ
スタービン燃料として使用できない。そのため、
サイクロン等のような除塵器を用いて除塵を行な
つている。そして石炭ガスは高温高圧となるの
で、除塵器が粉塵による熱的損傷を受けやすく集
塵が困難になりやすい。そこでガス化されたガス
の温度、圧力をボイラ等で一旦減温した後、除塵
され、更にガスタービンに導かれ燃焼し、仕事を
した後、排ガスボイラに導かれる。
ガスはCO、H2、ハイドロカーボンを主成分と
し、多量の粉塵を含有しているので、そのままガ
スタービン燃料として使用できない。そのため、
サイクロン等のような除塵器を用いて除塵を行な
つている。そして石炭ガスは高温高圧となるの
で、除塵器が粉塵による熱的損傷を受けやすく集
塵が困難になりやすい。そこでガス化されたガス
の温度、圧力をボイラ等で一旦減温した後、除塵
され、更にガスタービンに導かれ燃焼し、仕事を
した後、排ガスボイラに導かれる。
上記のように高温の可燃ガスを一旦低温の蒸気
で冷却するため、もともと利用価値の高い高温エ
ネルギーの高効率が失われる。又、システムが非
常に複雑の割に効率の向上が顕著でない。
で冷却するため、もともと利用価値の高い高温エ
ネルギーの高効率が失われる。又、システムが非
常に複雑の割に効率の向上が顕著でない。
本発明は石炭焚きコンバインドプラントにおけ
るガスタービンとの最適組合せにより、石炭ガス
化炉以上の高効率を可能とする複合発電プラント
を提供することを目的とするものである。
るガスタービンとの最適組合せにより、石炭ガス
化炉以上の高効率を可能とする複合発電プラント
を提供することを目的とするものである。
即ち本発明は、微粉炭を高温高圧空気で燃焼炉
に導入して燃焼し、生成した燃焼ガスをガスター
ビンに送つて発電を行ない、その排ガスによつて
蒸気を発生させ、同蒸気により蒸気タービンで発
電を行なう石炭焚きコンバインドプラントにおい
て、前記ガスタービンと直結した空気圧縮機と、
この空気圧縮機からの高温高圧空気の一部分を一
次空気として導入し石炭バンカからの石炭を乾燥
粉砕して微粉炭とする高圧ミルと、この高圧ミル
からの高温高圧空気と微粉炭とを導入して燃焼す
る石炭灰溶融燃焼炉と、この石炭灰溶融燃焼炉に
連設された高圧石炭燃焼炉内に設けられ前記石炭
で生成した燃焼ガス中の溶融灰を分離して第一次
除塵を行なう炉内サイクロンと、前記高圧石炭燃
焼炉の下部に設けられ前記空気圧縮機からの高温
高圧空気の残りの部分を前記溶融灰と熱交換せし
める溶融灰冷却器と、前記高圧石炭燃焼炉内に前
記炉内サイクロンの上方において開口し前記溶融
灰冷却器からの二次空気を燃焼ガスと混合して前
記高圧石炭燃焼炉の出口ガス温度を所要温度に減
温する二次空気噴出ノズルと、前記高圧石炭燃焼
炉の出口に設けられ排出された燃焼ガスの第二次
除塵を行ない前記ガスタービンへ導くサイクロン
とを有することを特徴とする石炭焚きコンバイン
ドプラントにある。
に導入して燃焼し、生成した燃焼ガスをガスター
ビンに送つて発電を行ない、その排ガスによつて
蒸気を発生させ、同蒸気により蒸気タービンで発
電を行なう石炭焚きコンバインドプラントにおい
て、前記ガスタービンと直結した空気圧縮機と、
この空気圧縮機からの高温高圧空気の一部分を一
次空気として導入し石炭バンカからの石炭を乾燥
粉砕して微粉炭とする高圧ミルと、この高圧ミル
からの高温高圧空気と微粉炭とを導入して燃焼す
る石炭灰溶融燃焼炉と、この石炭灰溶融燃焼炉に
連設された高圧石炭燃焼炉内に設けられ前記石炭
で生成した燃焼ガス中の溶融灰を分離して第一次
除塵を行なう炉内サイクロンと、前記高圧石炭燃
焼炉の下部に設けられ前記空気圧縮機からの高温
高圧空気の残りの部分を前記溶融灰と熱交換せし
める溶融灰冷却器と、前記高圧石炭燃焼炉内に前
記炉内サイクロンの上方において開口し前記溶融
灰冷却器からの二次空気を燃焼ガスと混合して前
記高圧石炭燃焼炉の出口ガス温度を所要温度に減
温する二次空気噴出ノズルと、前記高圧石炭燃焼
炉の出口に設けられ排出された燃焼ガスの第二次
除塵を行ない前記ガスタービンへ導くサイクロン
とを有することを特徴とする石炭焚きコンバイン
ドプラントにある。
以下、本発明の実施例を図面と共に詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例を示す系統図であつ
て、各構成及びその作用は下記の通りである。
て、各構成及びその作用は下記の通りである。
大気条件の空気はガスタービン６と同軸で連結
された空気圧縮器１５により10〜30ataの高圧に
圧縮され、また断熱圧縮効果により空気温度は
250〜500℃に達する。高温高圧になつた空気は高
圧ミル１８及び２次空気噴出ノズル３に各々連絡
管２２を通り分配される。その分配割合は連絡管
２２に設けられた流量分配ダンパ１６により石炭
の乾燥粉砕に必要な流量に応じて分配される。
された空気圧縮器１５により10〜30ataの高圧に
圧縮され、また断熱圧縮効果により空気温度は
250〜500℃に達する。高温高圧になつた空気は高
圧ミル１８及び２次空気噴出ノズル３に各々連絡
管２２を通り分配される。その分配割合は連絡管
２２に設けられた流量分配ダンパ１６により石炭
の乾燥粉砕に必要な流量に応じて分配される。
高圧ミル１８に導かれた空気は石炭バンカ１７
より導入された原炭を高圧ミル１８にて粉砕して
微粉炭として乾燥した後、コールパイプ１９を通
り石炭灰溶融燃焼炉２に微粉炭を導入する作用を
する。微粉炭は石炭灰溶融燃焼炉２で高温高圧に
て燃焼を行ない、燃焼ガスを生成する。そして、
燃焼ガスは石炭灰溶融燃焼炉２に連設された高圧
石炭燃焼炉１内に設けられた炉内サイクロン２０
の炉壁接線方向に第２図に示すように高速にて噴
出される。このため、石炭灰溶融燃焼炉２で大部
分の灰は溶融状態になり、石炭燃焼炉１の炉壁に
沿つて下部ホツパー２３へと流れ落ち、その他の
溶融灰は炉内サイクロン２０により取除かれ同様
に下部ホツパー２３へ落下し、第１次除塵が行な
われる。これらの溶融灰は高温であるので、下部
ホツパー２３の底部に設けられた溶融灰冷却器４
を通つて、前記した２次空気噴出ノズル３に導か
れる２次空気と熱交換を行つた後、適当な固さに
まで調整され、排出される。
より導入された原炭を高圧ミル１８にて粉砕して
微粉炭として乾燥した後、コールパイプ１９を通
り石炭灰溶融燃焼炉２に微粉炭を導入する作用を
する。微粉炭は石炭灰溶融燃焼炉２で高温高圧に
て燃焼を行ない、燃焼ガスを生成する。そして、
燃焼ガスは石炭灰溶融燃焼炉２に連設された高圧
石炭燃焼炉１内に設けられた炉内サイクロン２０
の炉壁接線方向に第２図に示すように高速にて噴
出される。このため、石炭灰溶融燃焼炉２で大部
分の灰は溶融状態になり、石炭燃焼炉１の炉壁に
沿つて下部ホツパー２３へと流れ落ち、その他の
溶融灰は炉内サイクロン２０により取除かれ同様
に下部ホツパー２３へ落下し、第１次除塵が行な
われる。これらの溶融灰は高温であるので、下部
ホツパー２３の底部に設けられた溶融灰冷却器４
を通つて、前記した２次空気噴出ノズル３に導か
れる２次空気と熱交換を行つた後、適当な固さに
まで調整され、排出される。
一方、石炭灰溶融燃焼炉２及び炉内サイクロン
２０により灰分を除去された高温高圧の燃焼ガス
は、高圧石炭燃焼炉１の上部へと移動し、上部に
設けられた２次空気噴出ノズル３より導入された
高圧空気と混合し減温される。混合後のガス温度
はガスタービン６の入口温度の許容量に応じて
1000゜〜1200℃ないし1300゜〜1500℃の適切な値に
制御される。
２０により灰分を除去された高温高圧の燃焼ガス
は、高圧石炭燃焼炉１の上部へと移動し、上部に
設けられた２次空気噴出ノズル３より導入された
高圧空気と混合し減温される。混合後のガス温度
はガスタービン６の入口温度の許容量に応じて
1000゜〜1200℃ないし1300゜〜1500℃の適切な値に
制御される。
その後、燃焼ガスは高圧石炭燃焼炉１の出口に
設けられた２〜３段の高温マルチサイクロン５に
よりガスタービン６の許容できる範囲である数
mg／Ｎm3以下、例えば10〜５mg／Ｈm3のばいじん
濃度まで第２次除塵される。ほぼ完全に除塵され
た高温高圧の燃焼ガスはガスタービン６６に導か
れ、発電機７を作動させた後、排ガスダクト２４
へと排出される。
設けられた２〜３段の高温マルチサイクロン５に
よりガスタービン６の許容できる範囲である数
mg／Ｎm3以下、例えば10〜５mg／Ｈm3のばいじん
濃度まで第２次除塵される。ほぼ完全に除塵され
た高温高圧の燃焼ガスはガスタービン６６に導か
れ、発電機７を作動させた後、排ガスダクト２４
へと排出される。
次いでガスタービン６の排ガスは排熱ボイラ８
へ送られ蒸気タービン９を駆動する蒸気を発生さ
せる。蒸気タービン９の駆動によりＳ／Ｔ発電機
１０が回転し発電する。Ｓ／Ｔ発電機１０を作動
させた蒸気は蒸気タービン９から排出された復水
器１１で凝縮され、復水ポンプ１２を経て脱気器
１３で脱気され排熱ボイラ８へ回収される。
へ送られ蒸気タービン９を駆動する蒸気を発生さ
せる。蒸気タービン９の駆動によりＳ／Ｔ発電機
１０が回転し発電する。Ｓ／Ｔ発電機１０を作動
させた蒸気は蒸気タービン９から排出された復水
器１１で凝縮され、復水ポンプ１２を経て脱気器
１３で脱気され排熱ボイラ８へ回収される。
更に必要に応じて排ガスダクト２４を通る排ガ
スから脱硫、脱硝する装置２１を連設して煙突１
４から排出される。
スから脱硫、脱硝する装置２１を連設して煙突１
４から排出される。
なお、上記石炭焚きコンバインドプラントは、
空気及び燃焼ガスは高圧であるので、高圧に耐え
る構造が必要となることは言うまでもない。例え
ば石炭燃焼炉１は耐火材又はレンガ等を内張りし
た10〜30ataに耐える耐圧容器として構成される。
空気及び燃焼ガスは高圧であるので、高圧に耐え
る構造が必要となることは言うまでもない。例え
ば石炭燃焼炉１は耐火材又はレンガ等を内張りし
た10〜30ataに耐える耐圧容器として構成される。
また、２次空気噴出ノズル３及び石炭灰溶融燃
焼炉２への適切な空気吹込みにより炉内で脱硝も
ある程度可能となる。
焼炉２への適切な空気吹込みにより炉内で脱硝も
ある程度可能となる。
上記のように本発明の石炭焚きコンバインドプ
ラントを構成したので下記の効果が奏成される。
ラントを構成したので下記の効果が奏成される。
(1) 石炭燃焼ガスの持つ高温高圧を直接タービン
動力として取出すことにより、従来型の石炭焚
きボイラと蒸気タービン発電機の組合せによる
火力炉プラント及び石炭ガス化炉プラント等で
得られるプラント効率よりも高いプラント効率
が維持できる。
動力として取出すことにより、従来型の石炭焚
きボイラと蒸気タービン発電機の組合せによる
火力炉プラント及び石炭ガス化炉プラント等で
得られるプラント効率よりも高いプラント効率
が維持できる。
(2) 石炭ガス化プラントに比較してプラント全体
がシンプルとなる。
がシンプルとなる。
第１図は本発明の一実施例を示す石炭焚きコン
バインドプラントの系統図、第２図は第１図のＡ
−Ａ矢視断面図である。 １……高圧石炭燃焼炉、２……石炭灰溶融燃焼
炉、３……２次空気噴出ノズル、４……溶融灰冷
却器、５……高温マルチサイクロン、６……ガス
タービン、７……発電機、８……排熱ボイラ、９
……蒸気タービン、１０……Ｓ／Ｔ発電機、１１
……復水器、１２……復水ポンプ、１３……脱気
器、１４……煙突、１５……空気圧縮器、１６…
…流量分配ダンパ、１７……石炭バンカ、１８…
…高圧ミル、１９……コールパイプ、２０……炉
内サイクロン、２１……脱硫、脱硝装置、２２…
…連絡管、２３……下部ホツパ、２４……排ガス
ダクト。
バインドプラントの系統図、第２図は第１図のＡ
−Ａ矢視断面図である。 １……高圧石炭燃焼炉、２……石炭灰溶融燃焼
炉、３……２次空気噴出ノズル、４……溶融灰冷
却器、５……高温マルチサイクロン、６……ガス
タービン、７……発電機、８……排熱ボイラ、９
……蒸気タービン、１０……Ｓ／Ｔ発電機、１１
……復水器、１２……復水ポンプ、１３……脱気
器、１４……煙突、１５……空気圧縮器、１６…
…流量分配ダンパ、１７……石炭バンカ、１８…
…高圧ミル、１９……コールパイプ、２０……炉
内サイクロン、２１……脱硫、脱硝装置、２２…
…連絡管、２３……下部ホツパ、２４……排ガス
ダクト。
Claims (1)
- １ 微粉炭を高温高圧空気で燃焼炉に導入して燃
焼し、生成した燃焼ガスをガスタービンに送つて
発電を行ない、その排ガスによつて蒸気を発生さ
せ、同蒸気により蒸気タービンで発電を行なう石
炭焚きコンバインドプラントにおいて、前記ガス
タービンと直結した空気圧縮機と、この空気圧縮
機からの高温高圧空気の一部分を一次空気として
導入し石炭バンカからの石炭を乾燥粉砕して微粉
炭とする高圧ミルと、この高圧ミルからの高温高
圧空気と微粉炭とを導入して燃焼する石炭灰溶融
燃焼炉と、この石炭灰溶融燃焼炉に連設された高
圧石炭燃焼炉内に設けられ前記石炭で生成した燃
焼ガス中の溶融灰を分離して第一次除塵を行なう
炉内サイクロンと、前記高圧石炭燃焼炉の下部に
設けられ前記空気圧縮機からの高温高圧空気の残
りの部分を前記溶融灰と熱交換せしめる溶融灰冷
却器と、前記高圧石炭燃焼炉内に前記炉内サイク
ロンの上方において開口し前記溶融灰冷却器から
の二次空気を燃焼ガスと混合して前記高圧石炭燃
焼炉の出口ガス温度を所要温度に減温する二次空
気噴出ノズルと、前記高圧石炭燃焼炉の出口に設
けられ排出された燃焼ガスの第二次除塵を行ない
前記ガスタービンへ導くサイクロンとを有するこ
とを特徴とする石炭焚きコンバインドプラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15418283A JPS6069410A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 石炭焚きコンバインドプラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15418283A JPS6069410A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 石炭焚きコンバインドプラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6069410A JPS6069410A (ja) | 1985-04-20 |
| JPH0333903B2 true JPH0333903B2 (ja) | 1991-05-20 |
Family
ID=15578625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15418283A Granted JPS6069410A (ja) | 1983-08-25 | 1983-08-25 | 石炭焚きコンバインドプラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6069410A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220114322A (ko) * | 2021-02-08 | 2022-08-17 | 한국전력공사 | 개조 석탄 화력 발전 시스템 및 이를 이용한 발전 방법 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0615925B2 (ja) * | 1986-08-29 | 1994-03-02 | 三菱重工業株式会社 | 石炭焚ｍｈｄ発電用燃焼装置 |
| JP5986895B2 (ja) * | 2012-11-12 | 2016-09-06 | 三菱重工業株式会社 | ボイラ |
| CN106168376B (zh) * | 2016-08-29 | 2019-01-04 | 营口绿源锅炉有限责任公司 | 一种双炉膛煤粉气化低氮燃烧工业锅炉 |
-
1983
- 1983-08-25 JP JP15418283A patent/JPS6069410A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220114322A (ko) * | 2021-02-08 | 2022-08-17 | 한국전력공사 | 개조 석탄 화력 발전 시스템 및 이를 이용한 발전 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6069410A (ja) | 1985-04-20 |
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