JPH1030811A - 注水型サイクルの水回収方法 - Google Patents
注水型サイクルの水回収方法Info
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- JPH1030811A JPH1030811A JP8186191A JP18619196A JPH1030811A JP H1030811 A JPH1030811 A JP H1030811A JP 8186191 A JP8186191 A JP 8186191A JP 18619196 A JP18619196 A JP 18619196A JP H1030811 A JPH1030811 A JP H1030811A
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- turbine exhaust
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Abstract
(57)【要約】
【課題】注水型サイクルにおいて、サイクルからの水回
収を効率的に行い、且つタービン排ガスの白煙防止を同
時に解決し、更に回収水中の溶存ＣＯ2 ガスを除去する
ことにより装置腐食を抑制する方法を提供する。 【解決手段】タービン排ガスを回収水との直接向流接触
により冷却し、得られた温水を空冷器で冷却して循環す
ることによりタービン排ガスから水回収を行う注水型サ
イクルにおいて、該空冷器より発生した温空気と水回収
後のタービン排ガスとを混合させる。回収水は空気との
直接向流接触により回収水中に溶解しているＣＯ2 ガス
を除去する。
収を効率的に行い、且つタービン排ガスの白煙防止を同
時に解決し、更に回収水中の溶存ＣＯ2 ガスを除去する
ことにより装置腐食を抑制する方法を提供する。 【解決手段】タービン排ガスを回収水との直接向流接触
により冷却し、得られた温水を空冷器で冷却して循環す
ることによりタービン排ガスから水回収を行う注水型サ
イクルにおいて、該空冷器より発生した温空気と水回収
後のタービン排ガスとを混合させる。回収水は空気との
直接向流接触により回収水中に溶解しているＣＯ2 ガス
を除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンサイ
クルの一種である注水型サイクルにおけるタービン排ガ
スの水回収方法に関し、特に該タービン排ガスからの白
煙防止方法と回収水の腐食性を抑制する方法に関するも
のである。
クルの一種である注水型サイクルにおけるタービン排ガ
スの水回収方法に関し、特に該タービン排ガスからの白
煙防止方法と回収水の腐食性を抑制する方法に関するも
のである。
【０００２】ガスタービンサイクルは、燃料中の化学エ
ネルギーから機械エネルギーまたは電気エネルギーを得
るシステムであり、空気圧縮機、燃焼器、タービンで構
成される単純サイクルが最もシンプルなサイクルかつ最
も熱効率の低いガスタービンサイクルである。
ネルギーから機械エネルギーまたは電気エネルギーを得
るシステムであり、空気圧縮機、燃焼器、タービンで構
成される単純サイクルが最もシンプルなサイクルかつ最
も熱効率の低いガスタービンサイクルである。
【０００３】我国のような先進工業国では、燃料費が高
価であるので、エネルギー費を抑制するためには効率良
く、しかも安価に得ることが必須な開発課題である。こ
のため、熱効率向上を図ったサイクルとして単純サイク
ルにタービン排ガスからの熱回収サイクルを付加した複
合サイクルや排ガスボイラにより発生させた水蒸気をサ
イクル内に注入する注水型サイクルが開発されている。
価であるので、エネルギー費を抑制するためには効率良
く、しかも安価に得ることが必須な開発課題である。こ
のため、熱効率向上を図ったサイクルとして単純サイク
ルにタービン排ガスからの熱回収サイクルを付加した複
合サイクルや排ガスボイラにより発生させた水蒸気をサ
イクル内に注入する注水型サイクルが開発されている。
【０００４】従来の注水型サイクルとしては、米国特許
第2095991 号、同第2115112 号、同2115338 号、同第26
78532 号、同2869324 号および特公平1-31012 号等があ
り、注水方法の違いによりチェンサイクル、ＳＴＩＧサ
イクルや高熱効率型のＨＡＴサイクルなどの名称があ
る。これらの注水型サイクルは、サイクル内への注水に
よって失われる分に相当する水を補給し続けなければな
らない。その補給水量は単位出力当たり約１ｋｇ／ｋＷ
ｈであるので発電量が大きくなるに従って補給水量も多
くなる。この注水型サイクルが内陸立地で容易に河川水
が入手できない場合には、補給水確保のためにサイクル
内からの水回収は極めて重要な課題である。
第2095991 号、同第2115112 号、同2115338 号、同第26
78532 号、同2869324 号および特公平1-31012 号等があ
り、注水方法の違いによりチェンサイクル、ＳＴＩＧサ
イクルや高熱効率型のＨＡＴサイクルなどの名称があ
る。これらの注水型サイクルは、サイクル内への注水に
よって失われる分に相当する水を補給し続けなければな
らない。その補給水量は単位出力当たり約１ｋｇ／ｋＷ
ｈであるので発電量が大きくなるに従って補給水量も多
くなる。この注水型サイクルが内陸立地で容易に河川水
が入手できない場合には、補給水確保のためにサイクル
内からの水回収は極めて重要な課題である。
【０００５】また注水型サイクルからのタービン排ガス
は、注水分と燃焼により生成される水蒸気を含めて約２
０〜３０ｍｏｌ％の水蒸気を含んでおり、単純サイクル
や複合サイクルのタービン排ガスに較べて水分濃度が３
〜４倍（モル％）高く、そのために煙突からの排気の
際、複合サイクル等に較べてより白煙が生じ易い。
は、注水分と燃焼により生成される水蒸気を含めて約２
０〜３０ｍｏｌ％の水蒸気を含んでおり、単純サイクル
や複合サイクルのタービン排ガスに較べて水分濃度が３
〜４倍（モル％）高く、そのために煙突からの排気の
際、複合サイクル等に較べてより白煙が生じ易い。
【０００６】この白煙化現象は、タービン排ガス中の水
分濃度、タービン排ガス温度、大気温度、大気湿度、大
気風速等の因子により生じるが、特に冬期のように大気
温度が低く、大気湿度が高く、さらに大気風速が小さい
場合に発生し易い。この白煙は、排ガス中の水蒸気が大
気との混合で熱を奪われることにより凝縮して微細な水
滴（霧状）となったもので実質的には有害なものではな
いが、周囲の住民等からみた場合は有害物質の排出感を
与え、微細な凝縮水滴による降水に似た現象を生じる。
この白煙化現象は、タービン排ガス中の水分量、タービ
ン排ガス温度、大気温度、大気湿度、大気風速等の因子
により生じるが、特にこの白煙化現象は冬期のように大
気温度が低く、大気湿度が高く、さらに大気風速が小さ
い場合に発生し易い。
分濃度、タービン排ガス温度、大気温度、大気湿度、大
気風速等の因子により生じるが、特に冬期のように大気
温度が低く、大気湿度が高く、さらに大気風速が小さい
場合に発生し易い。この白煙は、排ガス中の水蒸気が大
気との混合で熱を奪われることにより凝縮して微細な水
滴（霧状）となったもので実質的には有害なものではな
いが、周囲の住民等からみた場合は有害物質の排出感を
与え、微細な凝縮水滴による降水に似た現象を生じる。
この白煙化現象は、タービン排ガス中の水分量、タービ
ン排ガス温度、大気温度、大気湿度、大気風速等の因子
により生じるが、特にこの白煙化現象は冬期のように大
気温度が低く、大気湿度が高く、さらに大気風速が小さ
い場合に発生し易い。
【０００７】例えば、３００ＭＷ級複合サイクルのター
ビン排ガスによって生ずる白煙の煙突から風下方向への
最長距離の推定結果は第１表に、３００ＭＷ級注水型サ
イクル (タービン排ガスからの水回収を行わない場合)
のタービン排ガスによって生ずる白煙の煙突から風下方
向への最長距離の推定結果は第２表に示される。この結
果より、複合サイクルでは大気温度０℃で大気湿度が高
い場合（冬期の高湿度条件に相当）に限って白煙が生じ
るのに対して、注水型サイクルではタービン排ガス水分
濃度が複合サイクルに較べて３〜４倍であるために白煙
化現象が生じ易くなり、大気温度０℃の場合ならびに大
気温度１５℃の場合（春期あるいは秋期に相当）におい
ても白煙が生じることが分かる。
ビン排ガスによって生ずる白煙の煙突から風下方向への
最長距離の推定結果は第１表に、３００ＭＷ級注水型サ
イクル (タービン排ガスからの水回収を行わない場合)
のタービン排ガスによって生ずる白煙の煙突から風下方
向への最長距離の推定結果は第２表に示される。この結
果より、複合サイクルでは大気温度０℃で大気湿度が高
い場合（冬期の高湿度条件に相当）に限って白煙が生じ
るのに対して、注水型サイクルではタービン排ガス水分
濃度が複合サイクルに較べて３〜４倍であるために白煙
化現象が生じ易くなり、大気温度０℃の場合ならびに大
気温度１５℃の場合（春期あるいは秋期に相当）におい
ても白煙が生じることが分かる。
【０００８】３００ＭＷ級注水型サイクルにおいてター
ビン排ガスからの水回収を行った場合の排ガスによって
煙突の風下方向に生ずる白煙長さの推定値を第３表に示
す。これは白煙防止対策が行われていない場合である。
水回収後の排ガス水分濃度は複合サイクルの排ガス水分
濃度にほぼ同等であるが、煙突からの排出時温度が複合
サイクルに較べて低いために大気湿度に関わらず大気温
度が０℃の時に白煙が生じる。タービン排ガスからの水
回収を行った場合は複合サイクルの場合よりも白煙化現
象が生じ易いことが分かる。
ビン排ガスからの水回収を行った場合の排ガスによって
煙突の風下方向に生ずる白煙長さの推定値を第３表に示
す。これは白煙防止対策が行われていない場合である。
水回収後の排ガス水分濃度は複合サイクルの排ガス水分
濃度にほぼ同等であるが、煙突からの排出時温度が複合
サイクルに較べて低いために大気湿度に関わらず大気温
度が０℃の時に白煙が生じる。タービン排ガスからの水
回収を行った場合は複合サイクルの場合よりも白煙化現
象が生じ易いことが分かる。
【０００９】
【００１０】燃焼排ガスからの水回収方法としては、例
えば特開昭５２−１５９０１号に、ボイラの排ガス管路
にボイラ燃焼用空気を冷媒に使用する蓄熱式熱交換器を
設けている。この装置では該蓄熱式熱交換器は凝縮伝熱
によるために水回収装置の小型化が図れるが、排ガスは
水蒸気飽和状態のままで大気放出されるために、排気条
件によっては白煙の生成を免れない。
えば特開昭５２−１５９０１号に、ボイラの排ガス管路
にボイラ燃焼用空気を冷媒に使用する蓄熱式熱交換器を
設けている。この装置では該蓄熱式熱交換器は凝縮伝熱
によるために水回収装置の小型化が図れるが、排ガスは
水蒸気飽和状態のままで大気放出されるために、排気条
件によっては白煙の生成を免れない。
【００１１】一般的な白煙防止方法として、タービン排
ガスを煙突から排気する際に白煙を発生しない温度まで
追い焚きボイラ等により加熱する方法がある。この方法
では通常のサイクルに追い焚き設備を設置し、加熱熱源
としての追い焚き用燃料が必要であり、追い焚きにより
新たに排ガスの発生を引き起こす等の課題がある。特開
昭５２−１０８５３０号には、白煙防止装置として排ガ
ス用煙突下部に空冷式熱交換器を配置し、該熱交換器よ
り発生した温空気を排ガスと煙突内で混合している。こ
の装置では温度レベルの低い排熱を有効利用でき、また
空冷式熱交換器を自然通風式になし得ることより所要動
力を零にできるとしているが、ボイラ排ガスダクトには
高材質の空冷式熱交換器を設置する必要があり、また水
回収は行われていない。
ガスを煙突から排気する際に白煙を発生しない温度まで
追い焚きボイラ等により加熱する方法がある。この方法
では通常のサイクルに追い焚き設備を設置し、加熱熱源
としての追い焚き用燃料が必要であり、追い焚きにより
新たに排ガスの発生を引き起こす等の課題がある。特開
昭５２−１０８５３０号には、白煙防止装置として排ガ
ス用煙突下部に空冷式熱交換器を配置し、該熱交換器よ
り発生した温空気を排ガスと煙突内で混合している。こ
の装置では温度レベルの低い排熱を有効利用でき、また
空冷式熱交換器を自然通風式になし得ることより所要動
力を零にできるとしているが、ボイラ排ガスダクトには
高材質の空冷式熱交換器を設置する必要があり、また水
回収は行われていない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】以上の如く注水型サイ
クルでは立地条件により補給水確保のためにサイクルか
らの水回収が必要不可欠であることが多く、また注水型
サイクルのタービン排ガスは白煙を生じやすいことから
白煙防止のための対策が要求されることが多い。更にタ
ービン排ガスからの水回収を行う場合には、燃焼により
発生した炭酸ガスが必然的に回収水に溶解することから
酸性水（ｐＨ５程度）となり、サイクル内の機器に耐酸
性の高級材料を用いることが必要となる。本発明の目的
は注水型サイクルにおいて、サイクルからの水回収を効
率的に行い、且つタービン排ガスの白煙防止を同時に解
決し、更に回収水中の溶存ＣＯ2ガスを除去することに
より装置腐食を抑制する方法を提供することにある。
クルでは立地条件により補給水確保のためにサイクルか
らの水回収が必要不可欠であることが多く、また注水型
サイクルのタービン排ガスは白煙を生じやすいことから
白煙防止のための対策が要求されることが多い。更にタ
ービン排ガスからの水回収を行う場合には、燃焼により
発生した炭酸ガスが必然的に回収水に溶解することから
酸性水（ｐＨ５程度）となり、サイクル内の機器に耐酸
性の高級材料を用いることが必要となる。本発明の目的
は注水型サイクルにおいて、サイクルからの水回収を効
率的に行い、且つタービン排ガスの白煙防止を同時に解
決し、更に回収水中の溶存ＣＯ2ガスを除去することに
より装置腐食を抑制する方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】発明者等は注水型サイク
ルにおける上記の如き課題につき鋭意検討した結果、タ
ービン排ガスと回収水とを直接向流接触により冷却し、
得られた温水を空冷式熱交換器（以下、空冷器と称す）
で冷却後、冷却に循環使用することにより効率良く水回
収が行われ、該空冷器より発生した温空気と水分除去後
のタービン排ガスとを混合させることにより白煙防止が
回避されること、また回収水と空気の直接向流接触によ
り回収水中に溶解している炭酸ガスが除去され、注水型
サイクルにおける回収水の腐食性が抑制されることを見
出し、本発明に到達した。
ルにおける上記の如き課題につき鋭意検討した結果、タ
ービン排ガスと回収水とを直接向流接触により冷却し、
得られた温水を空冷式熱交換器（以下、空冷器と称す）
で冷却後、冷却に循環使用することにより効率良く水回
収が行われ、該空冷器より発生した温空気と水分除去後
のタービン排ガスとを混合させることにより白煙防止が
回避されること、また回収水と空気の直接向流接触によ
り回収水中に溶解している炭酸ガスが除去され、注水型
サイクルにおける回収水の腐食性が抑制されることを見
出し、本発明に到達した。
【００１４】即ち本発明は、タービン排ガスを回収水と
の直接向流接触により冷却し、得られた温水を空冷器で
冷却して循環することによりタービン排ガスから水回収
を行う注水型サイクルにおいて、該空冷器より発生した
温空気と水回収後のタービン排ガスとを混合させること
を特徴とする注水型サイクルの水回収方法であり、また
該方法において、回収水と空気の直接向流接触により回
収水中に溶解している炭酸ガスを除去する方法である。
の直接向流接触により冷却し、得られた温水を空冷器で
冷却して循環することによりタービン排ガスから水回収
を行う注水型サイクルにおいて、該空冷器より発生した
温空気と水回収後のタービン排ガスとを混合させること
を特徴とする注水型サイクルの水回収方法であり、また
該方法において、回収水と空気の直接向流接触により回
収水中に溶解している炭酸ガスを除去する方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】注水型サイクルは前述の如く注水
方法の違いによりチェンサイクル、ＳＴＩＧサイクルや
高熱効率型のＨＡＴサイクルなどがあるが、本発明にお
いて特に注水型サイクルの形式は特に制限されない。タ
ービン排ガスと回収水の直接向流接触には一般に充填塔
が用いられる。本発明においてはタービン排ガスと回収
水を直接向流接触させることにより、タービン排ガスの
圧力損失が少なく、効率的に冷却を行うことができる。
また直接向流接触によりタービン排ガスを冷却すること
により得られた温水は、空冷器で冷却することにより冷
却水などを特に用いることなしに冷却され、直接向流接
触によりタービン排ガスから回収水が効率的に回収され
る。
方法の違いによりチェンサイクル、ＳＴＩＧサイクルや
高熱効率型のＨＡＴサイクルなどがあるが、本発明にお
いて特に注水型サイクルの形式は特に制限されない。タ
ービン排ガスと回収水の直接向流接触には一般に充填塔
が用いられる。本発明においてはタービン排ガスと回収
水を直接向流接触させることにより、タービン排ガスの
圧力損失が少なく、効率的に冷却を行うことができる。
また直接向流接触によりタービン排ガスを冷却すること
により得られた温水は、空冷器で冷却することにより冷
却水などを特に用いることなしに冷却され、直接向流接
触によりタービン排ガスから回収水が効率的に回収され
る。
【００１６】本発明において水回収後のタービン排ガス
を空冷器より発生した温空気と混合させることにより、
飽和水蒸気を含む水回収後のタービン排ガスに乾燥した
空冷器よりの温空気が混合されるので、水回収後のター
ビン排ガスを排出する時に発生し易い白煙が回避され
る。この水回収後のタービン排ガスと空冷器よりの温空
気の混合ガスは水回収前のタービン排ガスで加熱するこ
とにより更に湿度が低下するので、白煙の発生防止のた
めに該混合ガスを水回収前のタービン排ガスで加熱する
ことが望ましい。
を空冷器より発生した温空気と混合させることにより、
飽和水蒸気を含む水回収後のタービン排ガスに乾燥した
空冷器よりの温空気が混合されるので、水回収後のター
ビン排ガスを排出する時に発生し易い白煙が回避され
る。この水回収後のタービン排ガスと空冷器よりの温空
気の混合ガスは水回収前のタービン排ガスで加熱するこ
とにより更に湿度が低下するので、白煙の発生防止のた
めに該混合ガスを水回収前のタービン排ガスで加熱する
ことが望ましい。
【００１７】以上の如き方法で回収されたタービン排ガ
スからの回収水は、燃焼による発生した炭酸ガスが必然
的に回収水に溶解することから酸性となり腐食性が高
く、従って注水型サイクル内の機器には耐酸性材料を用
いることが必要となる。本発明においては、上記の如く
して得られた回収水を空気と直接向流接触させて回収水
中に溶解している炭酸ガスを除去することにより回収水
の腐食性を抑制する。この場合の直接向流接触にも一般
に充填塔が用いられる。空気を回収水と直接向流接触さ
せることにより炭酸ガスを含む水蒸気飽和の空気とな
り、該空気を排気すれば白煙が発生し易い。これに対し
ては回収水をタービン排ガスと直接向流接触して得られ
た温水を冷却するための空冷器より発生した温空気の一
部を、タービン排ガスと混合させることにより白煙を発
生を回避することができる。
スからの回収水は、燃焼による発生した炭酸ガスが必然
的に回収水に溶解することから酸性となり腐食性が高
く、従って注水型サイクル内の機器には耐酸性材料を用
いることが必要となる。本発明においては、上記の如く
して得られた回収水を空気と直接向流接触させて回収水
中に溶解している炭酸ガスを除去することにより回収水
の腐食性を抑制する。この場合の直接向流接触にも一般
に充填塔が用いられる。空気を回収水と直接向流接触さ
せることにより炭酸ガスを含む水蒸気飽和の空気とな
り、該空気を排気すれば白煙が発生し易い。これに対し
ては回収水をタービン排ガスと直接向流接触して得られ
た温水を冷却するための空冷器より発生した温空気の一
部を、タービン排ガスと混合させることにより白煙を発
生を回避することができる。
【００１８】本発明による注水型サイクルの水回収方法
のフローの一例を図１に示す。図１においてタービン排
ガス1 は排ガス再加熱器（Ｅ１）にて冷却され、露点よ
りも高温の中温排ガス2 とした後、水回収塔（ＣＸ）で
回収水（低温循環水)3と直接向流接触して水回収が行わ
れる。水回収塔（ＣＸ）からの低温の水蒸気飽和排ガス
4 は、水回収塔（ＣＸ）からの温水（高温循環水)5の空
冷器（ＡＦ）より発生した温空気6 と混合され、排ガス
再加熱器（Ｅ１）で加熱して排気される。該水回収塔で
使用される冷却水には空冷器（ＡＦ）により冷却して得
られる低温回収水3 を循環使用する。水回収塔（ＣＸ）
からの回収水7 はＣＯ2 除去塔（ＤＸ）に送られ、大気
(空気) と直接向流接触して溶存ＣＯ2 ガスを除去す
る。ＣＯ2 除去塔に供給される回収水は空冷器（ＡＦ）
で冷却された回収水（低温循環水）を用いても良く、ま
たＣＯ2 除去塔に供給する空気は空冷器（ＡＦ）より発
生した温空気の一部を用いても良い。ＣＯ2 除去塔（Ｄ
Ｘ）からの排気は空冷器（ＡＦ）より発生した温空気8
と混合して排気される。
のフローの一例を図１に示す。図１においてタービン排
ガス1 は排ガス再加熱器（Ｅ１）にて冷却され、露点よ
りも高温の中温排ガス2 とした後、水回収塔（ＣＸ）で
回収水（低温循環水)3と直接向流接触して水回収が行わ
れる。水回収塔（ＣＸ）からの低温の水蒸気飽和排ガス
4 は、水回収塔（ＣＸ）からの温水（高温循環水)5の空
冷器（ＡＦ）より発生した温空気6 と混合され、排ガス
再加熱器（Ｅ１）で加熱して排気される。該水回収塔で
使用される冷却水には空冷器（ＡＦ）により冷却して得
られる低温回収水3 を循環使用する。水回収塔（ＣＸ）
からの回収水7 はＣＯ2 除去塔（ＤＸ）に送られ、大気
(空気) と直接向流接触して溶存ＣＯ2 ガスを除去す
る。ＣＯ2 除去塔に供給される回収水は空冷器（ＡＦ）
で冷却された回収水（低温循環水）を用いても良く、ま
たＣＯ2 除去塔に供給する空気は空冷器（ＡＦ）より発
生した温空気の一部を用いても良い。ＣＯ2 除去塔（Ｄ
Ｘ）からの排気は空冷器（ＡＦ）より発生した温空気8
と混合して排気される。
【００１９】
【実施例】次に実施例により本発明の効果を具体的に説
明する。但し本発明は以下の実施例により制限されるも
のではない。なお以下の実施例および比較例において、
白煙領域の推定値はプルーム式によって計算した (公害
研究対策センター発行、環境庁大気保全局大気規制課編
集「窒素酸化物総量規制マニアル」) 。
明する。但し本発明は以下の実施例により制限されるも
のではない。なお以下の実施例および比較例において、
白煙領域の推定値はプルーム式によって計算した (公害
研究対策センター発行、環境庁大気保全局大気規制課編
集「窒素酸化物総量規制マニアル」) 。
【００２０】比較例１ ３００ＭＷ級注水型サイクルにおいて、水回収塔による
水回収と、追い焚き設備により排ガスを加熱した場合の
排ガスによって煙突の風下方向に生ずる白煙領域の推定
値を図２に示す。水回収後の排ガス量は 407.8Nm3 /s、
排ガス温度は 81.5 ℃、排ガス水分濃度は 8.3 mol% 、
放出高さは 150ｍであり、大気条件は温度０℃、湿度９
０％、風速１ｍ／ｓ（冬期の高湿度状態に相当し、最も
白煙が生じ易い条件）とした。図２より、追い焚き設備
からの加熱熱量が大きくなるに従って排ガス温度が高く
なり、よって白煙が生じなくなる方向へ向かい、追い焚
き設備での加熱熱量が５９００〜６０００ｋｃａｌ／ｓ
において白煙は全く生じなることが分かる。この加熱必
要熱量は、Ｃ重油（１００００ｋｃａｌ／ｋｇ（低発熱
量）として）に換算した場合、０．５９〜０．６０ｋｇ
／ｓの消費量に相当する。この追い焚きにより発電コス
ト量は、Ｃ重油比重＝０．８５ｋｇ／ｌ、Ｃ重油単価＝
１５円／ｌとして、約１２円／ｋＷｈ上昇する。
水回収と、追い焚き設備により排ガスを加熱した場合の
排ガスによって煙突の風下方向に生ずる白煙領域の推定
値を図２に示す。水回収後の排ガス量は 407.8Nm3 /s、
排ガス温度は 81.5 ℃、排ガス水分濃度は 8.3 mol% 、
放出高さは 150ｍであり、大気条件は温度０℃、湿度９
０％、風速１ｍ／ｓ（冬期の高湿度状態に相当し、最も
白煙が生じ易い条件）とした。図２より、追い焚き設備
からの加熱熱量が大きくなるに従って排ガス温度が高く
なり、よって白煙が生じなくなる方向へ向かい、追い焚
き設備での加熱熱量が５９００〜６０００ｋｃａｌ／ｓ
において白煙は全く生じなることが分かる。この加熱必
要熱量は、Ｃ重油（１００００ｋｃａｌ／ｋｇ（低発熱
量）として）に換算した場合、０．５９〜０．６０ｋｇ
／ｓの消費量に相当する。この追い焚きにより発電コス
ト量は、Ｃ重油比重＝０．８５ｋｇ／ｌ、Ｃ重油単価＝
１５円／ｌとして、約１２円／ｋＷｈ上昇する。
【００２１】実施例１ ３００ＭＷ級注水型サイクルに図１による水回収・白煙
防止装置を付加した場合の排ガスによって煙突の風下方
向に生ずる白煙領域の推定値を第３図に示す。水回収塔
からの排ガス条件は比較例１と同様であり、空冷器によ
りの温度３０℃の空気を混合した。排ガス再加熱器の熱
負荷および大気条件は比較例１と同様とした。本発明に
よる白煙防止装置を付加した場合には水回収塔出口排ガ
ス流量に対して１．５〜１．６倍（モル比）の空気を混
合し、水蒸気モル分率を低下させることで白煙は全く生
じなくなることが分かる。
防止装置を付加した場合の排ガスによって煙突の風下方
向に生ずる白煙領域の推定値を第３図に示す。水回収塔
からの排ガス条件は比較例１と同様であり、空冷器によ
りの温度３０℃の空気を混合した。排ガス再加熱器の熱
負荷および大気条件は比較例１と同様とした。本発明に
よる白煙防止装置を付加した場合には水回収塔出口排ガ
ス流量に対して１．５〜１．６倍（モル比）の空気を混
合し、水蒸気モル分率を低下させることで白煙は全く生
じなくなることが分かる。
【００２２】実施例２ 実施例１におけるＣＯ2 除去塔出口ガスが風下方向に生
ずる白煙領域の推定値を図４に示す。ＣＯ2 除去塔から
の放出高さは 150ｍであり、大気条件は比較例１と同様
とした。本発明による白煙防止装置を付加した場合には
ＣＯ2 除去塔出口排ガス流量に対して７．７〜７．８倍
（モル比）の温度３０℃の空気を混合し、水蒸気モル分
率を低下させることで白煙は全く生じなくなることが分
かる。図５はＣＯ2 除去後の回収水中溶存ガス濃度と導
入空気量の関係を示したものであり、ＣＯ2 除去塔出口
排ガス流量に対して７．７倍（モル比）の空気を混合し
た場合の導入空気量は 529 kg/h であり、この時の回収
水中溶存ＣＯ2 ガス濃度は０. ２ｐｐｍ以下（ｐＨ＝
７）であった。
ずる白煙領域の推定値を図４に示す。ＣＯ2 除去塔から
の放出高さは 150ｍであり、大気条件は比較例１と同様
とした。本発明による白煙防止装置を付加した場合には
ＣＯ2 除去塔出口排ガス流量に対して７．７〜７．８倍
（モル比）の温度３０℃の空気を混合し、水蒸気モル分
率を低下させることで白煙は全く生じなくなることが分
かる。図５はＣＯ2 除去後の回収水中溶存ガス濃度と導
入空気量の関係を示したものであり、ＣＯ2 除去塔出口
排ガス流量に対して７．７倍（モル比）の空気を混合し
た場合の導入空気量は 529 kg/h であり、この時の回収
水中溶存ＣＯ2 ガス濃度は０. ２ｐｐｍ以下（ｐＨ＝
７）であった。
【００２３】
【発明の効果】本発明の方法によりタービン排ガスから
の水回収を効率良く処理を行うことができ、また実施例
からも明らかなように、冬期においても排ガスの白煙化
現象が回避される。白煙防止には一般に追い炊き設備が
用いられ、多くの燃料費が必要であるが、本発明により
空冷器の温空気を廃棄せず再利用することで、白煙防止
のための燃料費が不要となる。
の水回収を効率良く処理を行うことができ、また実施例
からも明らかなように、冬期においても排ガスの白煙化
現象が回避される。白煙防止には一般に追い炊き設備が
用いられ、多くの燃料費が必要であるが、本発明により
空冷器の温空気を廃棄せず再利用することで、白煙防止
のための燃料費が不要となる。
【００２４】更に本発明のＣＯ2 除去塔を設置すること
により、タービン排ガスからの回収水をｐＨ５からｐＨ
７程度まで高くすることができ、回収水配管材料に耐酸
性高級材料を用いることが不要となり、その分の設備投
資を低く抑えられる。または本発明のＣＯ2 除去塔を設
置することにより、水質調整薬剤の使用量が削減され
る。例えばＣＯ2 除去塔で処理しない場合の回収水の溶
存ＣＯ2 ガス量（ｐＨ５）は約１０ｐｐｍであるのに対
して、ＣＯ2 除去塔で処理することにより回収水（ｐＨ
７）の溶存ＣＯ2 ガス量は０．２ｐｐｍ以下となり、水
質調整薬剤によりｐＨ９とするための水質調整薬剤の使
用量は約１／３となる。従って本発明により注水型サイ
クルにおいて極めて有利に水回収を行うことができるよ
うになり、本発明の工業的意義は大きい。
により、タービン排ガスからの回収水をｐＨ５からｐＨ
７程度まで高くすることができ、回収水配管材料に耐酸
性高級材料を用いることが不要となり、その分の設備投
資を低く抑えられる。または本発明のＣＯ2 除去塔を設
置することにより、水質調整薬剤の使用量が削減され
る。例えばＣＯ2 除去塔で処理しない場合の回収水の溶
存ＣＯ2 ガス量（ｐＨ５）は約１０ｐｐｍであるのに対
して、ＣＯ2 除去塔で処理することにより回収水（ｐＨ
７）の溶存ＣＯ2 ガス量は０．２ｐｐｍ以下となり、水
質調整薬剤によりｐＨ９とするための水質調整薬剤の使
用量は約１／３となる。従って本発明により注水型サイ
クルにおいて極めて有利に水回収を行うことができるよ
うになり、本発明の工業的意義は大きい。
【図１】本発明による注水型サイクルの水回収方法のフ
ローの一例である。
ローの一例である。
【図２】３００ＭＷ級ＨＡＴサイクルに追い焚き設備に
より排ガスを加熱した場合の排ガスによって煙突の風下
方向に生ずる白煙領域の推定値である（比較例１）。
より排ガスを加熱した場合の排ガスによって煙突の風下
方向に生ずる白煙領域の推定値である（比較例１）。
【図３】３００ＭＷ級注水型サイクルに、図１による水
回収・白煙防止装置を設置した場合の排ガスによって煙
突の風下方向に生ずる白煙領域の推定値である（実施例
１）。
回収・白煙防止装置を設置した場合の排ガスによって煙
突の風下方向に生ずる白煙領域の推定値である（実施例
１）。
【図４】３００ＭＷ級注水型サイクルに、図１によるＣ
Ｏ2 除去塔を設置した場合の排ガスによって煙突の風下
方向に生ずる白煙領域の推定値である（実施例２）。
Ｏ2 除去塔を設置した場合の排ガスによって煙突の風下
方向に生ずる白煙領域の推定値である（実施例２）。
【図５】３００ＭＷ級注水型サイクルに、図１によるＣ
Ｏ2 除去塔を設置した場合の、ＣＯ2 除去後の回収水中
溶存ガス濃度と導入空気量の関係を示したものである
（実施例２）。
Ｏ2 除去塔を設置した場合の、ＣＯ2 除去後の回収水中
溶存ガス濃度と導入空気量の関係を示したものである
（実施例２）。
Claims (4)
- 【請求項１】 タービン排ガスを回収水との直接向流接
触により冷却し、得られた温水を空冷器で冷却して循環
することによりタービン排ガスから水回収を行う注水型
サイクルにおいて、該空冷器より発生した温空気と水回
収後のタービン排ガスとを混合させることを特徴とする
注水型サイクルの水回収方法。 - 【請求項２】 空冷器より発生した温空気と水回収後の
タービン排ガスとの混合ガスを、水回収前のタービン排
ガスで加熱する請求項１に記載の注水型サイクルの水回
収方法。 - 【請求項３】 回収水と空気の直接向流接触により、回
収水中に溶解している炭酸ガスを除去する請求項１また
は請求項２に記載の注水型サイクルの水回収方法。 - 【請求項４】 回収水と空気の直接向流接触後の排ガス
と空冷器より発生した温空気を混合させる請求項３に記
載の注水型サイクルの水回収方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8186191A JPH1030811A (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 注水型サイクルの水回収方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8186191A JPH1030811A (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 注水型サイクルの水回収方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1030811A true JPH1030811A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16183988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8186191A Pending JPH1030811A (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 注水型サイクルの水回収方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1030811A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6578354B2 (en) | 2000-01-21 | 2003-06-17 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine electric power generation equipment and air humidifier |
| US6644013B1 (en) | 1998-10-23 | 2003-11-11 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine power generation equipment and air humidifying apparatus |
| US7082749B2 (en) | 2000-01-21 | 2006-08-01 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine electric power generation equipment and air humidifier |
-
1996
- 1996-07-16 JP JP8186191A patent/JPH1030811A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6644013B1 (en) | 1998-10-23 | 2003-11-11 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine power generation equipment and air humidifying apparatus |
| US6901736B2 (en) | 1998-10-23 | 2005-06-07 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine electric power generation equipment and air humidifier |
| EP1637713A2 (en) | 1998-10-23 | 2006-03-22 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine electric power generation equipment |
| US6578354B2 (en) | 2000-01-21 | 2003-06-17 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine electric power generation equipment and air humidifier |
| US7082749B2 (en) | 2000-01-21 | 2006-08-01 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine electric power generation equipment and air humidifier |
| US7096659B1 (en) | 2000-01-21 | 2006-08-29 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine electric power generation equipment and air humidifier |
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