JPH06207179A - 発電燃料の製造方法と発電方法 - Google Patents
発電燃料の製造方法と発電方法Info
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- JPH06207179A JPH06207179A JP26459892A JP26459892A JPH06207179A JP H06207179 A JPH06207179 A JP H06207179A JP 26459892 A JP26459892 A JP 26459892A JP 26459892 A JP26459892 A JP 26459892A JP H06207179 A JPH06207179 A JP H06207179A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 コンバインド・サイクル発電用燃料の製造方
法およびその燃料を用いるコンバインド・サイクル発電
方法に関する。 【構成】 塩分含有量を０．５ｐｐｍ以下に調整した低
硫黄含有原油を常圧蒸留または減圧蒸留により硫黄含有
量が０．０５重量％以下の低沸点留分よりなるコンバイ
ンド・サイクル発電のガスタービン燃料と硫黄含有量が
０．０５重量％を超える高沸点留分よりなるボイラ燃料
とに分離する発電用燃料の製造方法。
法およびその燃料を用いるコンバインド・サイクル発電
方法に関する。 【構成】 塩分含有量を０．５ｐｐｍ以下に調整した低
硫黄含有原油を常圧蒸留または減圧蒸留により硫黄含有
量が０．０５重量％以下の低沸点留分よりなるコンバイ
ンド・サイクル発電のガスタービン燃料と硫黄含有量が
０．０５重量％を超える高沸点留分よりなるボイラ燃料
とに分離する発電用燃料の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンバインド・サイクル
発電用燃料の製造方法およびその燃料を用いるコンバイ
ンド・サイクル発電方法に関する。
発電用燃料の製造方法およびその燃料を用いるコンバイ
ンド・サイクル発電方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在日本における火力発電としては、ボ
イラにより生じた高温高圧のスチームでタービンを回転
させて発電するスチームタービンによる方法が主なもの
である。そのボイラ用油燃料としては主に重油や原油が
使用されている。それらの内、原油焚きの場合はワック
ス分が多く、かつＳＯｘの発生量の少ない低硫黄含有原
油、例えばミナス産原油や大慶産原油が好んで使用され
ている。そのほか、最近では良質燃料であるＬＮＧを用
いたコンバインド・サイクル発電法も採用されている。
イラにより生じた高温高圧のスチームでタービンを回転
させて発電するスチームタービンによる方法が主なもの
である。そのボイラ用油燃料としては主に重油や原油が
使用されている。それらの内、原油焚きの場合はワック
ス分が多く、かつＳＯｘの発生量の少ない低硫黄含有原
油、例えばミナス産原油や大慶産原油が好んで使用され
ている。そのほか、最近では良質燃料であるＬＮＧを用
いたコンバインド・サイクル発電法も採用されている。
【０００３】前記原油や重油のボイラ焚きおよびスチー
ムタービンによる発電では熱効率が４０％前後／ＨＨＶ
基準（ＨＨＶ：高位発熱量）と比較的低い。これに対
し、ＬＮＧ焚きで採用されているコンバインド・サイク
ル発電では圧縮機で圧縮した空気で燃料を燃焼させる
か、あるいは該圧縮空気を燃焼熱で加熱させ、その高温
高圧ガスでタービンを回転させて発電させ、さらにその
排ガスをボイラで回収し、スチームタービンを運転して
再度発電する方法であり、熱効率が４８％前後／ＨＨＶ
基準と高いことが特徴である。
ムタービンによる発電では熱効率が４０％前後／ＨＨＶ
基準（ＨＨＶ：高位発熱量）と比較的低い。これに対
し、ＬＮＧ焚きで採用されているコンバインド・サイク
ル発電では圧縮機で圧縮した空気で燃料を燃焼させる
か、あるいは該圧縮空気を燃焼熱で加熱させ、その高温
高圧ガスでタービンを回転させて発電させ、さらにその
排ガスをボイラで回収し、スチームタービンを運転して
再度発電する方法であり、熱効率が４８％前後／ＨＨＶ
基準と高いことが特徴である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】石油の埋蔵量には限界
があり、石油の消費量増大の抑制の見地から、発電に使
用する石油類の使用が国際的に制限されるようになっ
た。すなわち発電に使用する石油消費量を現状で凍結し
なければならなくなっている。従って発電設備の老朽化
により設備を新設する際には、燃料使用量の増加によら
ないで今後の電力需要増に対処するため、熱効率の高い
発電方法への転換に迫られている。
があり、石油の消費量増大の抑制の見地から、発電に使
用する石油類の使用が国際的に制限されるようになっ
た。すなわち発電に使用する石油消費量を現状で凍結し
なければならなくなっている。従って発電設備の老朽化
により設備を新設する際には、燃料使用量の増加によら
ないで今後の電力需要増に対処するため、熱効率の高い
発電方法への転換に迫られている。
【０００５】また前記ＬＮＧによるコンバインド・サイ
クル発電では既に高熱効率による発電が行われている
が、ＬＮＧは貯蔵にコストがかかる関係上、原油に比べ
安定供給に不安を残している。欧米では既に原油や残渣
油をガスタービンの燃料に使用している実績があるが、
それらに含まれる不純物のためトラブルが多く発生し、
軽油やＬＮＧを使用する場合に比べ保守費用が嵩む問題
点が指摘されている。ガスタービンに使用する油燃料の
不純物含有量として、塩分を０．５ｐｐｍ以下、硫黄分
を０．０５重量％以下、バナジウムを０．５ｐｐｍ以下
に制限することが望ましいとされている。特に塩分とバ
ナジウムは相互に影響してガスタービンのブレード金属
の溶融点を低下させたり、灰分のブレードへの粘着の原
因となる。ボイラ焚き燃料として使用されている前記ミ
ナス産原油や大慶産原油のような低硫黄含有原油でも、
これらの基準を満足できず、熱効率のよいコンバインド
・サイクル発電のガスタービン燃料としてそのまま転用
できないという問題がある。
クル発電では既に高熱効率による発電が行われている
が、ＬＮＧは貯蔵にコストがかかる関係上、原油に比べ
安定供給に不安を残している。欧米では既に原油や残渣
油をガスタービンの燃料に使用している実績があるが、
それらに含まれる不純物のためトラブルが多く発生し、
軽油やＬＮＧを使用する場合に比べ保守費用が嵩む問題
点が指摘されている。ガスタービンに使用する油燃料の
不純物含有量として、塩分を０．５ｐｐｍ以下、硫黄分
を０．０５重量％以下、バナジウムを０．５ｐｐｍ以下
に制限することが望ましいとされている。特に塩分とバ
ナジウムは相互に影響してガスタービンのブレード金属
の溶融点を低下させたり、灰分のブレードへの粘着の原
因となる。ボイラ焚き燃料として使用されている前記ミ
ナス産原油や大慶産原油のような低硫黄含有原油でも、
これらの基準を満足できず、熱効率のよいコンバインド
・サイクル発電のガスタービン燃料としてそのまま転用
できないという問題がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは低硫黄含有
原油を熱効率のよいコンバインド・サイクル発電の燃料
に使用する方法について鋭意検討した結果、コンバイン
ド・サイクル発電で使用する燃料の内、ガスタービン用
には前記不純物含有量の少ない燃料が必要であるもの
の、ボイラにおいては不純物含有量の制限が比較的緩や
かであること、低硫黄含有原油は一般にワクシーであ
り、バナジウムなどの重金属含有量も少ない傾向にある
こと、さらにこのような低硫黄含有原油を簡単な脱塩処
理と蒸留により低沸点留分と高沸点留分に分離すること
により必要な全ての基準を満たすガスタービン用燃料お
よび排熱ボイラ用燃料が得られることに注目し、本発明
を完成させることができた。
原油を熱効率のよいコンバインド・サイクル発電の燃料
に使用する方法について鋭意検討した結果、コンバイン
ド・サイクル発電で使用する燃料の内、ガスタービン用
には前記不純物含有量の少ない燃料が必要であるもの
の、ボイラにおいては不純物含有量の制限が比較的緩や
かであること、低硫黄含有原油は一般にワクシーであ
り、バナジウムなどの重金属含有量も少ない傾向にある
こと、さらにこのような低硫黄含有原油を簡単な脱塩処
理と蒸留により低沸点留分と高沸点留分に分離すること
により必要な全ての基準を満たすガスタービン用燃料お
よび排熱ボイラ用燃料が得られることに注目し、本発明
を完成させることができた。
【０００７】すなわち本発明の第一の要旨は塩分含有量
を０．５ｐｐｍ以下に調整した低硫黄含有原油を常圧蒸
留または減圧蒸留により硫黄含有量が０．０５重量％以
下の低沸点留分よりなるコンバインド・サイクル発電の
ガスタービン燃料と硫黄含有量が０．０５重量％を超え
る高沸点留分よりなるボイラ燃料とに分離することを特
徴とする発電用燃料の製造方法であり、また、本発明の
第二の要旨は塩分含有量を０．５ｐｐｍ以下に調整した
低硫黄含有原油を常圧蒸留または減圧蒸留により硫黄含
有量が０．０５重量％以下の低沸点留分と硫黄含有量が
０．０５重量％を超える高沸点留分とに分離し、前記低
沸点留分をコンバインド・サイクル発電のガスタービン
の燃料に用い、前記高沸点留分をボイラの燃料に用いる
ことを特徴とする発電方法である。
を０．５ｐｐｍ以下に調整した低硫黄含有原油を常圧蒸
留または減圧蒸留により硫黄含有量が０．０５重量％以
下の低沸点留分よりなるコンバインド・サイクル発電の
ガスタービン燃料と硫黄含有量が０．０５重量％を超え
る高沸点留分よりなるボイラ燃料とに分離することを特
徴とする発電用燃料の製造方法であり、また、本発明の
第二の要旨は塩分含有量を０．５ｐｐｍ以下に調整した
低硫黄含有原油を常圧蒸留または減圧蒸留により硫黄含
有量が０．０５重量％以下の低沸点留分と硫黄含有量が
０．０５重量％を超える高沸点留分とに分離し、前記低
沸点留分をコンバインド・サイクル発電のガスタービン
の燃料に用い、前記高沸点留分をボイラの燃料に用いる
ことを特徴とする発電方法である。
【０００８】
【実施例】以下、本発明のコンバインド・サイクル発電
用燃料の製造方法およびその燃料を用いるコンバインド
・サイクル発電方法を図１によって説明し、併せて本発
明の作用を明らかにする。図１では主要設備のみ示し付
属設備は省略してある。本発明で用いられる低硫黄含有
原油としては燃焼排ガスの脱硫工程を簡略化できること
からできるだけ硫黄含量の少ないものが好ましいことは
いうまでもないが、通常硫黄含有量が１重量％以下、さ
らに好ましくは０．９重量％以下の原油が用いられる。
このような原油としては前記のワックス分の多いミナス
産原油や大慶産原油などをあげることができる。このよ
うな原油に含まれるバナジウム量は通常０．４〜０．５
ｐｐｍである。これらの低硫黄含有原油としてミナス産
原油は硫黄含有量が約０．１重量％以下と少なく特に好
ましい。
用燃料の製造方法およびその燃料を用いるコンバインド
・サイクル発電方法を図１によって説明し、併せて本発
明の作用を明らかにする。図１では主要設備のみ示し付
属設備は省略してある。本発明で用いられる低硫黄含有
原油としては燃焼排ガスの脱硫工程を簡略化できること
からできるだけ硫黄含量の少ないものが好ましいことは
いうまでもないが、通常硫黄含有量が１重量％以下、さ
らに好ましくは０．９重量％以下の原油が用いられる。
このような原油としては前記のワックス分の多いミナス
産原油や大慶産原油などをあげることができる。このよ
うな原油に含まれるバナジウム量は通常０．４〜０．５
ｐｐｍである。これらの低硫黄含有原油としてミナス産
原油は硫黄含有量が約０．１重量％以下と少なく特に好
ましい。
【０００９】本発明においては、このような低硫黄含有
原油を脱塩処理工程１により塩分含有量を０．５ｐｐｍ
以下に調整する。脱塩方法としては通常原油の脱塩処理
に用いられる方法がそのまま適用できる。すなわち、原
油に水を加えて洗浄し水層を分離すれば塩分含有量は低
下する。通常の石油精製では塩分含有量が３ｐｐｍ以下
としているが、前記水洗脱塩方法を繰り返すことにより
容易に塩分含有量を０．５ｐｐｍ以下とすることができ
る。
原油を脱塩処理工程１により塩分含有量を０．５ｐｐｍ
以下に調整する。脱塩方法としては通常原油の脱塩処理
に用いられる方法がそのまま適用できる。すなわち、原
油に水を加えて洗浄し水層を分離すれば塩分含有量は低
下する。通常の石油精製では塩分含有量が３ｐｐｍ以下
としているが、前記水洗脱塩方法を繰り返すことにより
容易に塩分含有量を０．５ｐｐｍ以下とすることができ
る。
【００１０】塩分含有量を０．５ｐｐｍ以下に調節した
低硫黄含有原油は常圧蒸留工程２または減圧蒸留工程３
により硫黄含有量が０．０５重量％以下の低沸点留分と
硫黄含有量が０．０５重量％を超える高沸点留分に分離
される。両蒸留はどちらか一方のみでもよいし、常圧蒸
留で分離された沸点の高い留分をさらに図１に示すよう
に減圧蒸留してもよい。使用原油により硫黄含有量が境
界値０．０５重量％を超える沸点留分および留分割合が
異なるが、前記ミナス産原油の場合は軽油留分（常圧沸
点に換算して約３４０〜４６０°Ｆ以下）ないしガス留
分（同４６０〜６５０°Ｆ）以下の沸点留分とそれを超
える沸点留分に分離することにより、硫黄含有量０．０
５重量％の低沸点留分が約４割、硫黄含有量が０．０５
重量％を超える高沸点留分が約６割の割合で得られる。
しかも該低沸点留分にはバナジウムなどの重金属は殆ど
検出されず、コンバインド・サイクル発電のガスタービ
ン用燃料として適するものである。
低硫黄含有原油は常圧蒸留工程２または減圧蒸留工程３
により硫黄含有量が０．０５重量％以下の低沸点留分と
硫黄含有量が０．０５重量％を超える高沸点留分に分離
される。両蒸留はどちらか一方のみでもよいし、常圧蒸
留で分離された沸点の高い留分をさらに図１に示すよう
に減圧蒸留してもよい。使用原油により硫黄含有量が境
界値０．０５重量％を超える沸点留分および留分割合が
異なるが、前記ミナス産原油の場合は軽油留分（常圧沸
点に換算して約３４０〜４６０°Ｆ以下）ないしガス留
分（同４６０〜６５０°Ｆ）以下の沸点留分とそれを超
える沸点留分に分離することにより、硫黄含有量０．０
５重量％の低沸点留分が約４割、硫黄含有量が０．０５
重量％を超える高沸点留分が約６割の割合で得られる。
しかも該低沸点留分にはバナジウムなどの重金属は殆ど
検出されず、コンバインド・サイクル発電のガスタービ
ン用燃料として適するものである。
【００１１】前記ミナス産原油の典型例では、脱塩処理
により塩分含有量を０．５ｐｐｍ以下に調整した原油を
沸点６５０°Ｆ以下の留分とそれを超える留分とに分離
した場合、６５０°Ｆ以下の留分割合は４３．２体積％
であり、硫黄含有量は０．０３３重量％、バナジウムは
検出されないコンバインド・サイクル発電のガスタービ
ン用燃料が得られた。この低沸点留分を採取した後の残
渣油（ＲＥＤＵＣＥＤ−ＣＲＵＤＥ、沸点６５０°Ｆ以
上、比重２６．５°ＡＰＩ、流動点１０６°Ｆ）は硫黄
含有量が約０．１５重量％と良質重油並に低く、ドナジ
ウム／ニッケル／鉄分の各含有量は約１／１５／１０ｐ
ｐｍであり、ボイラ用燃料としては何ら支障なく使用で
きるものであった。
により塩分含有量を０．５ｐｐｍ以下に調整した原油を
沸点６５０°Ｆ以下の留分とそれを超える留分とに分離
した場合、６５０°Ｆ以下の留分割合は４３．２体積％
であり、硫黄含有量は０．０３３重量％、バナジウムは
検出されないコンバインド・サイクル発電のガスタービ
ン用燃料が得られた。この低沸点留分を採取した後の残
渣油（ＲＥＤＵＣＥＤ−ＣＲＵＤＥ、沸点６５０°Ｆ以
上、比重２６．５°ＡＰＩ、流動点１０６°Ｆ）は硫黄
含有量が約０．１５重量％と良質重油並に低く、ドナジ
ウム／ニッケル／鉄分の各含有量は約１／１５／１０ｐ
ｐｍであり、ボイラ用燃料としては何ら支障なく使用で
きるものであった。
【００１２】本発明において、使用する低硫黄含有原油
により硫黄含有量が０．０５重量％を超える高沸点留分
（あるいは残渣油）の割合が多い場合は、これをさらに
分離して前記ガスタービン用基準を満たす燃料を採取す
ることも可能である。このような残渣油を分離する方法
としては、高温・高圧の溶剤を用いる公知の超臨界溶剤
抽出・分離工程４（例えば特開昭５７−３１９８９号公
報、特開昭５９−１７０１９１号公報）を用いることが
できる。
により硫黄含有量が０．０５重量％を超える高沸点留分
（あるいは残渣油）の割合が多い場合は、これをさらに
分離して前記ガスタービン用基準を満たす燃料を採取す
ることも可能である。このような残渣油を分離する方法
としては、高温・高圧の溶剤を用いる公知の超臨界溶剤
抽出・分離工程４（例えば特開昭５７−３１９８９号公
報、特開昭５９−１７０１９１号公報）を用いることが
できる。
【００１３】
【発明の効果】以上詳細に述べたように、従来の低硫黄
含有原油をボイラ焚きに使用して発電する場合と異な
り、本発明では脱塩処理した低硫黄含有原油から常圧蒸
留または減圧蒸留で低沸点留分と高沸点留分に分離する
ことにより、必要な全ての基準を満たすガスタービン用
燃料およびボイラ用燃料が得られる。これらの燃料をコ
ンバインド・サイクル発電に使用することにより、全量
をボイラで焚いてスチームタービンで発電する場合の熱
効率約４０％前後に比べ高熱効率の約４８％前後で発電
することができ、省エネルギーおよびＣＯ2 による地球
温暖化防止の観点から極めて有利である。
含有原油をボイラ焚きに使用して発電する場合と異な
り、本発明では脱塩処理した低硫黄含有原油から常圧蒸
留または減圧蒸留で低沸点留分と高沸点留分に分離する
ことにより、必要な全ての基準を満たすガスタービン用
燃料およびボイラ用燃料が得られる。これらの燃料をコ
ンバインド・サイクル発電に使用することにより、全量
をボイラで焚いてスチームタービンで発電する場合の熱
効率約４０％前後に比べ高熱効率の約４８％前後で発電
することができ、省エネルギーおよびＣＯ2 による地球
温暖化防止の観点から極めて有利である。
【図１】本発明が適用される低硫黄含有原油からコンバ
インド・サイクル発電用燃料を製造するプロセスの説明
図。
インド・サイクル発電用燃料を製造するプロセスの説明
図。
Claims (2)
- 【請求項１】 塩分含有量を０．５ｐｐｍ以下に調整し
た低硫黄含有原油を常圧蒸留または減圧蒸留により硫黄
含有量が０．０５重量％以下の低沸点留分よりなるコン
バインド・サイクル発電のガスタービン燃料と硫黄含有
量が０．０５重量％を超える高沸点留分よりなるボイラ
燃料とに分離することを特徴とする発電用燃料の製造方
法。 - 【請求項２】 塩分含有量を０．５ｐｐｍ以下に調整し
た低硫黄含有原油を常圧蒸留または減圧蒸留により硫黄
含有量が０．０５重量％以下の低沸点留分と硫黄含有量
が０．０５重量％を超える高沸点留分とに分離し、前記
低沸点留分をコンバインド・サイクル発電のガスタービ
ンの燃料に用い、前記高沸点留分をボイラの燃料に用い
て発電することを特徴とする発電方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP26459892A JP2511227B2 (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | 発電燃料の製造方法と発電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP26459892A JP2511227B2 (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | 発電燃料の製造方法と発電方法 |
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| JP2511227B2 JP2511227B2 (ja) | 1996-06-26 |
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Family Applications (1)
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| JP26459892A Expired - Lifetime JP2511227B2 (ja) | 1992-10-02 | 1992-10-02 | 発電燃料の製造方法と発電方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2511227B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000026325A1 (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-11 | Jgc Corporation | Gas turbine fuel oil and production method thereof and power generation method |
| JP2001140656A (ja) * | 1999-11-15 | 2001-05-22 | Jgc Corp | 石油燃料燃焼複合発電設備及びその方法 |
| EP1083301A3 (en) * | 1999-09-08 | 2003-03-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | High-efficiency power generating method |
-
1992
- 1992-10-02 JP JP26459892A patent/JP2511227B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7276151B1 (en) | 1998-10-30 | 2007-10-02 | Jgc Corporation | Gas turbine fuel oil and production method thereof and power generation method |
| EP1083301A3 (en) * | 1999-09-08 | 2003-03-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | High-efficiency power generating method |
| JP2001140656A (ja) * | 1999-11-15 | 2001-05-22 | Jgc Corp | 石油燃料燃焼複合発電設備及びその方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2511227B2 (ja) | 1996-06-26 |
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