JPH06129209A - コージェネレーションシステム - Google Patents

コージェネレーションシステム

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JPH06129209A
JPH06129209A JP30767992A JP30767992A JPH06129209A JP H06129209 A JPH06129209 A JP H06129209A JP 30767992 A JP30767992 A JP 30767992A JP 30767992 A JP30767992 A JP 30767992A JP H06129209 A JPH06129209 A JP H06129209A
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burner
exhaust gas
duct
gas turbine
air
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Yuuichi Ichiraku
祐一 一楽
Toshio Tawa
俊雄 田和
Yoshihiro Kajimoto
佳宏 梶本
Seiji Yoshida
誠治 吉田
Akinobu Yamazaki
章信 山崎
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Chugai Ro Co Ltd
Osaka Gas Co Ltd
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Chugai Ro Co Ltd
Osaka Gas Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/1861Waste heat boilers with supplementary firing

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスタービンから廃熱ボイラへ供給される排
ガスを追い焚きバーナによって再加熱する方式のコージ
ェネレーションシステムにおいて、ガスタービン停止時
にも、追い焚きバーナを良好な燃焼状態で運転すること
ができる構造を提供する。 【構成】 追い焚きバーナと該バーナの取付ダクトの内
壁面との間に、排ガスの一部をバイパスさせる通気用間
隙を設けると共に、該通気用間隙の流量を調節する可動
式開閉板を設け、更に別途設けられたブロアより該バー
ナへ新鮮常温空気を供給するダクトを、該バーナの上流
側の排ガスダクトに合流せしめた。 【効果】 ガスタービン停止時にも追い焚きバーナを運
転することができ、その際にタービン運転時と同等のバ
ーナ間差圧を確保することができるので、良好な燃焼条
件を維持することができ、従って予備ボイラを設置する
場合に比し、遥かに低コスト且つ小さい設置スペース
で、同等の効果を挙げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン発電機の
排ガスを熱供給源として利用する所謂コージェネレーシ
ョンシステムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般にコージェネレーションシステムに
おいて、タービンの定期点検やタービントリップ等のた
めにタービンを停止させる必要がある場合、廃熱ボイラ
も高温排ガスが供給されなくなって停止するので、優先
度の高い負荷のために予備ボイラが設けられている。し
かし予備ボイラは、設置コストが高い上に、広いスペー
スを必要とするという問題があった。また一方、コージ
ェネレーションシステムにおいて、蒸気の需要が多い場
合には、追い焚きシステムが採用される。これはガスタ
ービンの高温排ガスを追い焚きバーナで再加熱すること
によって、蒸気発生能力を増大させるものであるが、タ
ービンが停止した時には、再加熱すべき排ガスの供給も
停止するので、追い焚きバーナも停止していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、予備ボイラ
の稼働させる場合には、廃熱ボイラや追い焚きバーナが
休止している点に着目し、これらを有効に活用すること
によって予備ボイラを不要とし、システムの利用効率を
向上すると共に、コストの低減を図ることを目的とする
ものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によるコージェネ
レーションシステムは、図1〜3に示すように、ガスタ
ービン1から廃熱ボイラ2へ供給される排ガスを追い焚
きバーナ3によって再加熱する方式のコージェネレーシ
ョンシステムにおいて、追い焚きバーナ3と該バーナ3
の取付ダクト4の内壁面との間に、排ガスの一部をバイ
パスさせる通気用間隙5を設けると共に、該通気用間隙
5の流量を調節する可動式開閉板6を設け、更に別途設
けたブロア7より該バーナ3へ新鮮常温空気を供給する
ダクト8を、該バーナ3の上流側の排ガスダクト9に合
流せしめたものである。
【0005】
【作用】追い焚きバーナは、ガスタービンの高温排ガス
(温度:約500℃, 酸素濃度:約15%)中の酸素を
使って燃料ガスを燃焼させているが、この排ガス中の酸
素の体積比率は、新鮮常温空気(温度:約30℃, 酸素
濃度:21%)の場合の約28%(=(30+273)/(500+27
3)*15/21)となる。換言すれば、高温排ガス1立方メー
トルに対して、新鮮常温空気0.28立方メートルで、
追い焚きバーナに同一空気比の燃焼を行わせることがで
き、従って別途設けたブロアによって、ガスタービン停
止時も追い焚きバーナの燃焼分だけは引き続いて廃熱ボ
イラへ熱供給することができる。しかしバーナに供給す
る圧力が変化すると、最適燃焼条件が保てなくなるの
で、上記開閉板を用いて、排ガスの一部をバーナの側方
にバイパスさせ、一方新鮮空気はその殆どをバーナに通
すようにするのである。このときバーナを通らなかった
排ガス中の酸素も、バーナの前方で燃焼に寄与すること
は言うまでもない。
【0006】
【実施例】図1は本発明によるコージェネレーションシ
ステムの一実施例の上面図、図2はその側面図で、ガス
タービン1から廃熱ボイラ2へ高温排ガスを供給する排
ガスダクト9の中間部に追い焚きバーナ3が設けられて
おり、タービン運転中は、この追い焚きバーナ3によ
り、高温排ガス中に多量に(13〜15%)含まれてい
る酸素を使って燃料ガスを燃焼(排ガス燃焼)させるこ
とにより、排ガスを再加熱して廃熱ボイラ2に送り、ボ
イラ効率を向上させる。排ガスダクト9の側方に設置さ
れている空気燃焼用ブロア7は、ガスタービン停止時に
運転されるもので、追い焚きバーナ3の上流側で排ガス
ダクト9に合流している空気ダクト8を通して、追い焚
きバーナ3へ燃焼用空気を供給し、燃料ガスを燃焼(空
気燃焼)させるものである。なお図中、10は廃熱ボイ
ラ2の汽水分離ドラム、11はエコノマイザである。
【0007】図3(a)(b)はそれぞれ、追い焚きバ
ーナ部分の正面図及び側断面図を示したもので、追い焚
きバーナ3とバーナ取付ダクト4の内壁面との間に、排
ガスの一部をバイパスさせるための通気用間隙5が設け
られ、可動式開閉板6によって通気用間隙5の流量が加
減できるようになっている。12は開閉板6を開閉駆動
するためのピストンシリンダである。バーナ3はバーナ
ユニットをダクト幅に亙ってライン状に連結したもので
あり、バーナユニットは図5に示すように、前面にガス
ノズル13を有するガスチャンバ14と通気孔15を有
するウイング16とで構成され、ガスノズル13から噴
出した燃料ガスがウイング16の通気孔15からタービ
ン排ガスまたは新鮮空気を吸い込んで、ウイング16内
で保炎され、更にウイング16の前方で完全燃焼するよ
うになっている。なお上述の実施例は、通気用間隙5を
追い焚きバーナ3の上下及び左右に設けたものである
が、図4の実施例に示すように、通気用間隙5及び可動
式開閉板6を追い焚きバーナ3の上下にのみ、あるいは
左右にのみ設けてもよい。
【0008】図5は、ガスタービン運転時すなわち排ガ
ス燃焼時において開閉板6が開いている状態を示してお
り、このときバーナ間差圧(バーナの前後の圧力差)は
25〜30mmH2Oに保たれている。空気燃焼時は、
排ガス燃焼時に比し流量が数分の1に減少するので、開
閉板6を閉じてバーナ間差圧を維持する必要がある。そ
こで開閉板6を、排ガス運転時において25〜160m
mH2Oの間で調整できるように構成し、試運転時にそ
れぞれ最適の燃焼状態となるように調整するのである。
この開閉板6は、バーナ取付ダクト4の内壁面に基端部
を軸支され、開状態には図6に示すように、先端を下流
側に向けて壁面に密着し、この状態からピストンシリン
ダ12により閉方向に回動すると、同図に示すように、
開閉板6の先端部がバーナ3のウイング16の先端部に
接近して、開閉板6とウイング16とで断面が楔形の空
間を形成するようになっている。従って閉状態では、こ
の楔形の空間に吹き流れ込む空気の大部分が、ウイング
16に形成されている狭い通気孔15を通過するように
なり、排ガス燃焼時に比しダクト内の流量が減少したに
も拘らず、ウイング16内に充分な空気を供給して、火
炎長の短い良好な燃焼を維持することができるのであ
る。
【0009】
【発明の効果】本発明によれば上述のように、ガスター
ビン停止時にも追することができ、その際にタービン運
転時と同等のバーナ間差圧を確保することができるの
で、良好な燃焼条件を維持することができ、従って予備
ボイラを設置する場合に比し、遥かに低コスト且つ小さ
い設置スペースで、タービン運転時と同等若しくはそれ
以上の効果を挙げることができるという利点がある。ま
た開閉板は、ガスタービン運転中は通気用間隙を通る排
ガスによって冷却され、空気燃焼中はウイングの通気孔
に流れ込む低温の空気によって冷却されるので、熱によ
る破損や変形が殆どなく、従ってメンテナンスをあまり
必要としないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の上面図。
【図2】同上の側面図。
【図3】同上の追い焚きバーナ部を示すもので、(a)
は正面断面図、(b)は側断面図。
【図4】追い焚きバーナ部の他の実施例を示すもので、
(a)は正面断面図、(b)は側断面図。
【図5】本発明の一実施例における可動式開閉板の開状
態の断面図。
【図6】同上の閉状態の断面図。
【符号の説明】
1 ガスタービン 2 廃熱ボイラ 3 追い焚きバーナ 4 バーナ取付ダクト 5 通気用間隙 6 可動式開閉板 7 空気燃焼用ブロア 8 空気ダクト 9 排ガスダクト 10 汽水分離ドラム 11 エコノマイザ 12 ピストンシリンダ 13 ガスノズル 14 ガスチャンバ 15 通気孔 16 ウイング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梶本 佳宏 大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪 瓦斯株式会社内 (72)発明者 吉田 誠治 大阪市西区京町堀2丁目4番7号 中外炉 工業株式会社内 (72)発明者 山崎 章信 大阪市西区京町堀2丁目4番7号 中外炉 工業株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガスタービンから廃熱ボイラへ供給され
    る排ガスを追い焚きバーナによって再加熱する方式のコ
    ージェネレーションシステムにおいて、追い焚きバーナ
    と該バーナの取付ダクトの内壁面との間に、排ガスの一
    部をバイパスさせる通気用間隙を設けると共に、該通気
    用間隙の流量を調節する可動式開閉板を設け、更に別途
    設けられたブロアより該バーナへ新鮮常温空気を供給す
    るダクトを、該バーナの上流側の排ガスダクトに合流せ
    しめて成ることを特徴とするコージェネレーションシス
    テム。
JP4307679A 1992-10-20 1992-10-20 コージェネレーションシステム Expired - Lifetime JP2967314B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006110584A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Electric Power Dev Co Ltd 金属鋳造システム

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JP2006110584A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Electric Power Dev Co Ltd 金属鋳造システム

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