JPH11100584A - ガス化複合発電設備 - Google Patents

ガス化複合発電設備

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JPH11100584A
JPH11100584A JP26035897A JP26035897A JPH11100584A JP H11100584 A JPH11100584 A JP H11100584A JP 26035897 A JP26035897 A JP 26035897A JP 26035897 A JP26035897 A JP 26035897A JP H11100584 A JPH11100584 A JP H11100584A
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JP
Japan
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water
heater
steam
temperature
gas
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Application number
JP26035897A
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English (en)
Inventor
Keiichiro Hashimoto
敬一郎 橋本
Yasuhiro Koyake
康博 小宅
Masaharu Utsunomiya
正治 宇都宮
Toshiki Furukawa
俊樹 古川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
IHI Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
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Publication date
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    • 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]
    • 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
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    • 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]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス精製設備を出た精製ガスを十分昇温して
ガスタービン複合発電設備に供給することができ、かつ
内部の詰まりやダスト等のガスタービンへの供給のおそ
れがなく、更にコンパクト化が可能なガス化複合発電設
備を提供する。 【解決手段】 ガス化・冷却設備Ａ、ガス精製設備Ｂ、
サチュレーション設備、及びガスタービン複合発電設備
Ｃを備え、更に、サチュレーション設備とガスタービン
複合発電設備Ｃの間に、精製ガスを更に高温水又は高温
蒸気で間接加熱する精製ガス加熱器２１を備える。精製
ガス加熱器２１の加熱源は、ガス化・冷却設備Ａの蒸気
ドラム４で気水分離した飽和水又は飽和蒸気であり、こ
の飽和水又は飽和蒸気を熱交換後にエコノマイザ３ａに
供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、炭化水素系燃料を
ガス化してガスタービンの燃料にするガス化複合発電設
備に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来のガス化複合発電設備のフ
ロー図例である。この図において、Ａはガス化・冷却設
備であり、ガス化炉１でガス化した粗ガスを輻射粗ガス
冷却器２と対流粗ガス冷却器３で冷却し、ガス精製設備
Ｂに供給する。対流粗ガス冷却器３は、エコノマイザ３
ａとエバポレータ３ｂを有し、エコノマイザ３ａで給水
を予熱して蒸気ドラム４で気水分離し、飽和水を粗ガス
冷却器２，３に供給すると共に余剰蒸気を排熱回収ボイ
ラ１８に供給するようになっている。
【０００３】ガス精製設備Ｂは、高温スクラバー５、ヒ
ーター６、ＣＯＳ転換器７、サチュレータヒータ８、ノ
ックアウトドラム９，１１、ボイラ水加熱器１０、クー
ラー１２、低温スクラバー１３、及び脱硫塔１４からな
り、脱塵、冷却、脱硫して粗ガスを湿式で精製するよう
になっている。Ｃはガスタービン複合発電設備であり、
ガスタービン１７、排熱回収ボイラ１８、蒸気タービン
１９、及び煙突２０からなり、精製ガスを燃焼させてガ
スタービン１７と蒸気タービン１９で複合発電するよう
になっている。
【０００４】上述したガス化複合発電設備では、ガス精
製設備Ｂとガスタービン複合発電設備Ｃの間にサチュレ
ーション設備（サチュレータ１５）が設置される。この
サチュレータ１５は、ガスと水が接触する多段接触塔と
熱水を循環させるポンプからなり、ガス精製設備Ｂから
比較的低温（例えば約４０℃）で流入する精製ガスを熱
水を用いて約１３０℃前後（ｔ５）まで加熱するととも
に、この温度における飽和点まで水蒸気を加湿してい
る。このように、サチュレータ１５により精製ガスを昇
温及び加湿することにより、燃焼ガスの流量を増加させ
てガスタービン１７の出力を増大させ、同時に加湿され
た水蒸気によりＮＯx 発生量を低減している。なお、本
出願における各温度の値は例示にすぎず、蒸気タービン
等の条件により種々に変化することは勿論である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】更に、サチュレータ１
５を出た精製ガスの温度は、約１３０℃前後（ｔ５）で
あり、システム効率の向上のためには更に昇温すること
が望まれる。そのため、従来のガス化複合発電設備で
は、図１０に示すように、ガス化・冷却設備Ａとガス精
製設備Ｂの間に精製ガス加熱器１６を設け、この加熱器
により、精製ガスを約１６０℃〜４００℃（ｔ６）まで
加熱してガスタービンへ供給し、システム効率の向上を
図っていた。なお、この図において、ｔ１は１３００〜
１５００℃、ｔ２は約２６０〜４５０℃、ｔ３は約２３
０℃、ｔ４は約３２０℃、ｔ７は約２８０℃である。
【０００６】精製ガス加熱器１６は、シェルアンドチュ
ーブ型の熱交換器であり、そのチューブ側を粗ガスが流
れ、シェル側を精製ガスが流れる。しかし、かかる従来
のガス化複合発電設備には以下の問題点があった。 粗ガスには、ダストや煤埃が大量に含まれており、ダ
スト等が堆積・固着して発電設備の操業を停止させるお
それがある。また、この対策のため、スーツブロアを設
けたり流速を制御する等が不可欠となり、装置が複雑化
となる。高速ダストによりチューブに貫通穴ができる
おそれがあり、貫通穴ができるとダスト等ガスタービン
阻害成分がガスタービンに流入し、タービンブレード等
に致命的な損傷を与えるおそれがある。ガスガスの熱
交換器であるため、熱伝達率が小さく大型である。
【０００７】本発明は上述した問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち本発明の目的は、ガス
精製設備Ｂを出た精製ガスを十分昇温してガスタービン
複合発電設備に供給することができ、かつ内部の詰まり
やダスト等のガスタービンへの流入のおそれがなく、更
に精製ガス加熱システムのコンパクト化が可能なガス化
複合発電設備を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、燃料を
ガス化・冷却して粗ガスを生成するガス化・冷却設備Ａ
と、粗ガスを湿式精製して精製ガスにするガス精製設備
Ｂと、精製ガスを燃焼させて複合発電するガスタービン
複合発電設備Ｃと、を備えたガス化複合発電設備におい
て、ガス精製設備Ｂとガスタービン複合発電設備Ｃの間
に、精製ガスを更に高温水又は高温蒸気で間接加熱する
精製ガス加熱器２１を備えた、ことを特徴とするガス化
複合発電設備が提供される。
【０００９】本発明のこの構成によれば、精製ガス加熱
器２１が精製ガスを高温水又は高温蒸気で間接加熱する
液ガスの熱交換器（例えばシェルアンドチューブ型）で
あるので、高温水や高温蒸気をチューブおよびシェルの
いずれの側に通してもダスト等がないため、堆積・固着
等により発電設備を停止させるおそれがなく、かつスー
ツブロア等の複雑な装置が不要であり、更に、ダストが
含まれないのでチューブに貫通穴ができることがなく、
万が一貫通穴ができても高温水や高圧蒸気のほうが、圧
力を高くしてあるため、ガス側に漏れ出すことになり、
結果的に水分がガスタービンに供給されるだけで無害で
あり、タービンブレード等への影響がほとんどなく、更
に液ガスの熱交換器であるため、熱伝達率が大きくコン
パクト化できる。
【００１０】また、万が一チューブに貫通穴ができて、
大量に水分が精製ガス側に流れても、精製ガス加熱器の
出口精製ガスの温度が下がってくることで、容易に検出
することができる。
【００１１】本発明の好ましい実施形態によれば、更
に、精製ガスと熱水を直接接触させて精製ガスを加熱す
るとともに加湿するサチュレーション設備を備え、該サ
チュレーション設備とガスタービン複合発電設備Ｃの間
に、前記精製ガス加熱器２１を備える。
【００１２】本発明の好ましい第１実施形態によれば、
前記精製ガス加熱器２１の加熱源は、ガス化・冷却設備
Ａの蒸気ドラム４で気水分離した飽和水であり、該飽和
水は熱交換後にエコノマイザ３ａに供給される。この構
成により、蒸気ドラム４からの飽和水（ｔ７：約３２０
℃）で約１３０℃前後（ｔ５）の精製ガスを約３０５℃
（ｔ６）まで加熱することができ、かつ約１７０℃（ｔ
８）まで下がった水をエコノマイザ３ａに供給すること
によりエコノマイザ３ａの冷却能力を高め、対流粗ガス
冷却器３を出る粗ガス温度を約２３０℃（ｔ２）まで下
げて、そのまま高温スクラバ５に供給することができ
る。
【００１３】本発明の好ましい第２実施形態によれば、
前記精製ガス加熱器２１は、第１加熱器２１ａと第２加
熱器２１ｂとからなり、第１加熱器２１ａの加熱源は、
排熱回収ボイラ１８からの高温ボイラ水であり、該高温
ボイラ水は熱交換後にエコノマイザ３ａに供給され、第
２加熱器２１ｂの加熱源は、ガス化・冷却設備Ａの蒸気
ドラム４で気水分離した飽和水であり、該飽和水は熱交
換後にエバポレータ３ｂに供給される。
【００１４】この構成によれば、約１３０℃前後（ｔ
５）の精製ガスを２つの加熱器２１ａ，２１ｂを用いて
約３０５℃（ｔ６）の高温まで加熱することができ、シ
ステム効率を最も高めることができる。また、排熱回収
ボイラ１８からの高温ボイラ水（ｔ３：約２４０℃）は
熱交換後に加熱器２１を通らなかった高温ボイラ水と合
流して約２０５〜２１５℃（ｔ７）でエコノマイザ３ａ
に供給されるので、エコノマイザ３ａの冷却能力を高
め、対流粗ガス冷却器３を出る粗ガス温度を約２３０℃
（ｔ２）まで下げて、そのまま高温スクラバ５に供給す
ることができる。また、第２加熱器２１ｂの熱負荷は小
さくなっているので、蒸気ドラム４で気水分離した飽和
水（約３２１℃：ｔ９）の熱交換後の温度が高く（約２
４０〜３００℃：ｔ８）、これをエバポレータ３ｂに直
接供給することかできる。
【００１５】本発明の好ましい第３実施形態によれば、
前記精製ガス加熱器２１の加熱源は、排熱回収ボイラ１
８からの高温ボイラ水であり、該高温ボイラ水は熱交換
後にエコノマイザ３ａに供給される。この構成により、
排熱回収ボイラ１８からの高温ボイラ水（ｔ３：約３０
６℃）を用いて、精製ガスを１つの加熱器で約２９０〜
３１０℃（ｔ６）の高温まで加熱することができ、高温
ボイラ水の温度が高い場合に適したシンプルな構成とす
ることができる。
【００１６】本発明の好ましい第４実施形態によれば、
前記精製ガス加熱器２１の加熱源は、ガス化・冷却設備
Ａの蒸気ドラム４で気水分離した飽和水であり、該飽和
水は熱交換後にエコノマイザ３ａに供給される。この構
成により、蒸気ドラム４からの飽和水（ｔ７：約３２０
℃）で約４０℃前後（ｔ５）の精製ガスを約３０５℃
（ｔ６）まで加熱することができ、かつ約８０℃（ｔ
８）まで下がった水をエコノマイザ３ａに供給すること
によりエコノマイザ３ａの冷却能力を高め、対流粗ガス
冷却器３を出る粗ガス温度を約２３０℃（ｔ２）まで下
げて、そのまま高温スクラバ５に供給することができ
る。
【００１７】本発明の好ましい第５実施形態によれば、
前記精製ガス加熱器２１は、第１加熱器２１ａと第２加
熱器２１ｂとからなり、第１加熱器２１ａの加熱源は、
排熱回収ボイラ１８からの高温ボイラ水であり、該高温
ボイラ水は熱交換後にエコノマイザ３ａに供給され、第
２加熱器２１ｂの加熱源は、ガス化・冷却設備Ａの蒸気
ドラム４で気水分離した飽和水であり、該飽和水は熱交
換後にエバポレータ３ｂに供給される。
【００１８】この構成によれば、約４０℃前後（ｔ５）
の精製ガスを２つの加熱器２１ａ，２１ｂを用いて約３
０５℃（ｔ６）の高温まで加熱することができ、システ
ム効率を最も高めることができる。また、排熱回収ボイ
ラ１８からの高温ボイラ水（ｔ３：約２４０℃）は熱交
換後に加熱器２１を通らなかった高温ボイラ水と合流し
て約１８０〜２１０℃（ｔ７）でエコノマイザ３ａに供
給されるので、エコノマイザ３ａの冷却能力を高め、対
流粗ガス冷却器３を出る粗ガス温度を約２３０℃（ｔ
２）まで下げて、そのまま高温スクラバ５に供給するこ
とができる。また、第２加熱器２１ｂの熱負荷は小さく
なっているので、蒸気ドラム４で気水分離した飽和水
（約３２１℃：ｔ９）の熱交換後の温度が高く（約２４
０〜３００℃：ｔ８）、これをエバポレータ３ｂに直接
供給することかできる。
【００１９】本発明の好ましい第６実施形態によれば、
前記精製ガス加熱器２１の加熱源は、排熱回収ボイラ１
８からの高温ボイラ水であり、該高温ボイラ水は熱交換
後にエコノマイザ３ａに供給される。この構成により、
排熱回収ボイラ１８からの高温ボイラ水（ｔ３：約３０
６℃）を用いて、精製ガスを１つの加熱器で約２９０〜
３１０℃（ｔ６）の高温まで加熱することができ、高温
ボイラ水の温度が高い場合に適したシンプルな構成とす
ることができる。
【００２０】本発明の好ましい第７実施形態によれば、
前記精製ガス加熱器２１の加熱用高温蒸気は、ガス化・
冷却設備Ａの蒸気ドラム４で気水分離した飽和蒸気であ
り、該飽和蒸気は熱交換後に排熱回収ボイラ１８のボイ
ラ水系統の適当な所に供給される。この構成により、蒸
気ドラム４からの飽和蒸気（ｔ７：約３２０℃）で約１
３０℃前後（ｔ５）の精製ガスを約３０５℃（ｔ６）ま
で加熱することができる。また、対流粗ガス冷却器３を
出る粗ガス温度を約２３０℃（ｔ２）まで下げて、その
まま高温スクラバ５に供給することができる。
【００２１】本発明の好ましい第８実施形態によれば、
前記精製ガス加熱器２１は、第１加熱器２１ａと第２加
熱器２１ｂとからなり、第１加熱器２１ａの加熱源は、
排熱回収ボイラ１８からの高温ボイラ水であり、該高温
ボイラ水は熱交換後にエコノマイザ３ａに供給され、第
２加熱器２１ｂの加熱用高温蒸気は、ガス化・冷却設備
Ａの蒸気ドラム４で気水分離した飽和蒸気であり、該飽
和蒸気は熱交換後にエバポレータ３ｂに供給される。
【００２２】この構成によれば、約１３０℃前後（ｔ
５）の精製ガスを２つの加熱器２１ａ，２１ｂを用いて
約３０５℃（ｔ６）の高温まで加熱することができ、シ
ステム効率を最も高めることができる。また、排熱回収
ボイラ１８からの高温ボイラ水（ｔ３：約２４０℃）は
熱交換後に加熱器２１を通らなかった高温ボイラ水と合
流して約２０５〜２１５℃（ｔ７）でエコノマイザ３ａ
に供給されるので、エコノマイザ３ａの冷却能力を高
め、対流粗ガス冷却器３を出る粗ガス温度を約２３０℃
（ｔ２）まで下げて、そのまま高温スクラバ５に供給す
ることができる。
【００２３】この他、サチュレーション設備がなく、蒸
気加熱によるケースにも適用できる。
【００２４】本発明の好ましい第９実施形態によれば、
前記精製ガス加熱器２１の加熱源は、排熱回収ボイラ１
８からの高温ボイラ水であり、該高温ボイラ水は熱交換
後にエコノマイザ３ａに供給される。この構成により、
排熱回収ボイラ１８からの高温ボイラ水（ｔ３：約３０
６℃）を用いて、精製ガスを１つの加熱器で約２９０〜
３１０℃（ｔ６）の高温まで加熱することができ、高温
ボイラ水の温度が高い場合に適したシンプルな構成とす
ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において共通す
る部分には同一の符号を付し重複した説明を省略する。
図１は、本発明のガス化複合発電設備の第１実施形態を
示す全体フロー図である。この図において、本発明のガ
ス化複合発電設備は、燃料をガス化・冷却して粗ガスを
生成するガス化・冷却設備Ａと、粗ガスを湿式精製して
精製ガスにするガス精製設備Ｂと、精製ガスと熱水を直
接接触させて精製ガスを加熱するとともに加湿するサチ
ュレーション設備１５と、精製ガスを燃焼させて複合発
電するガスタービン複合発電設備Ｃとを備えている。ガ
ス化・冷却設備Ａ、ガス精製設備Ｂ及びガスタービン複
合発電設備Ｃを構成する機器は、図１０に示した従来の
ガス化複合発電設備と同様である。
【００２６】図１において、本発明のガス化複合発電設
備は、サチュレーション設備１５とガスタービン複合発
電設備Ｃの間に、精製ガスを更に高温水で間接加熱する
精製ガス加熱器２１を備えている。この精製ガス加熱器
２１は液ガスの熱交換器（例えばシェルアンドチューブ
型）である。更に、図に示すように、精製ガス加熱器２
１の加熱源は、ガス化・冷却設備Ａの蒸気ドラム４で気
水分離した飽和水ＨＷ２であり、この飽和水を熱交換後
に水ＨＷ３としてエコノマイザ３ａに供給するようにな
っている。
【００２７】この構成における、高温水及び高温蒸気の
温度は、一例として行ったシステム計算の結果、ｔ１：
１３００〜１５００℃、ｔ２：約２３０℃、ｔ３：約２
１０℃、ｔ４：約３２０℃、ｔ５：約１３２℃、ｔ６：
約３０５℃、ｔ７：約３２１℃、ｔ８：約１７０℃であ
る。
【００２８】本発明のこの構成によれば、精製ガス加熱
器２１が精製ガスを高温水で間接加熱する液ガスの熱交
換器（例えばシェルアンドチューブ型）であるので、例
えば、高温水をチューブに通してもダスト等がないた
め、堆積・固着等により発電設備を停止させるおそれが
なく、かつスーツブロア等の複雑な装置が不要であり、
更に、ダストが含まれないのでチューブに貫通穴ができ
ることがなく、万が一貫通穴ができても高温水や高圧蒸
気のほうが、圧力を高くしてあるため、ガス側に漏れ出
すことになり、結果的に水分がガスタービンに供給され
るだけで無害であり、タービンブレード等への影響がほ
とんどなく、更に液ガスの熱交換器であるため、熱伝達
率が大きくコンパクト化できる。
【００２９】また、万が一チューブに貫通穴ができて、
大量に水分が精製ガス側に流れても、精製ガス加熱器の
出口精製ガスの温度が下がってくることで、容易に検出
することができる。
【００３０】また、図１の第１実施形態により、蒸気ド
ラム４からの飽和水（ｔ７：約３２０℃）で約１３０℃
前後（ｔ５）の精製ガスを約３０５℃（ｔ６）まで加熱
することができ、かつ約１７０℃（ｔ８）まで下がった
水をエコノマイザ３ａに供給することによりエコノマイ
ザ３ａの冷却能力を高め、対流粗ガス冷却器３を出る粗
ガス温度を約２３０℃（ｔ２）まで下げて、そのまま高
温スクラバ５に供給することができる。
【００３１】図２は、本発明のガス化複合発電設備の第
２実施形態を示す全体フロー図である。この図におい
て、精製ガス加熱器２１は、直列に連結された第１加熱
器２１ａと第２加熱器２１ｂの２台からなる。また、第
１加熱器２１ａの加熱源は、排熱回収ボイラ１８からの
高温ボイラ水ＨＷ１であり、この高温ボイラ水を熱交換
後にボイラ水ＨＷ３としてエコノマイザ３ａに供給す
る。更に、第２加熱器２１ｂの加熱源は、ガス化・冷却
設備Ａの蒸気ドラム４で気水分離した飽和水ＨＷ２であ
り、この飽和水を熱交換後に水ＨＷ４としてエバポレー
タ３ｂに供給するようになっている。その他の構成は図
１の第１実施形態と同様である。
【００３２】この構成における、高温水及び高温蒸気の
温度は、システム計算の結果、ｔ１：１３００〜１５０
０℃、ｔ２：約２３０℃、ｔ３：約２４０℃、ｔ４：約
３２０℃、ｔ５：約１３２℃、ｔ６：約３０５℃、ｔ
７：約２０５〜２１５℃、ｔ８：約２４０〜３００℃で
ある。
【００３３】この構成によれば、約１３０℃前後（ｔ
５）の精製ガスを２つの加熱器２１ａ，２１ｂを用いて
約３０５℃（ｔ６）の高温まで加熱することができ、シ
ステム効率を最も高めることができる。また、排熱回収
ボイラ１８からの高温ボイラ水（ｔ３：約２４０℃）は
熱交換後に約２０５〜２１５℃（ｔ７）でエコノマイザ
３ａに供給されるので、エコノマイザ３ａの冷却能力を
高め、対流粗ガス冷却器３を出る粗ガス温度を約２３０
℃（ｔ２）まで下げて、そのまま高温スクラバ５に供給
することができる。また、第２加熱器２１ｂの熱負荷は
小さくなっているので、蒸気ドラム４で気水分離した飽
和水（約３２１℃：ｔ９）の熱交換後の温度が高く（約
２４０〜３００℃：ｔ８）、これをエバポレータ３ｂに
直接供給することができる。
【００３４】図３は、本発明のガス化複合発電設備の第
３実施形態を示す全体フロー図である。この図におい
て、精製ガス加熱器２１の加熱源は、排熱回収ボイラ１
８からの高温ボイラ水ＨＷ１であり、この高温ボイラ水
を熱交換後にボイラ水ＨＷ２としてエコノマイザ３ａに
供給するようになっている。その他の構成は図１の第１
実施形態と同様である。
【００３５】この構成における、高温水及び高温蒸気の
温度は、システム計算の結果、ｔ１：１３００〜１５０
０℃、ｔ２：約２９０〜３１０℃、ｔ３：約３０６℃、
ｔ４：約３２０℃、ｔ５：約１３２℃、ｔ６：約２９０
℃、ｔ７：約２６０〜２８０℃である。
【００３６】この構成により、排熱回収ボイラ１８から
の高温ボイラ水（ｔ３：約３０６℃）を用いて、精製ガ
スを１つの加熱器で約２９０〜３１０℃（ｔ６）の高温
まで加熱することができ、高温ボイラ水の温度が高い場
合に適したシンプルな構成とすることができる。
【００３７】図４は、本発明のガス化複合発電設備の第
４実施形態を示す全体フロー図である。この図におい
て、本発明のガス化複合発電設備は、燃料をガス化・冷
却して粗ガスを生成するガス化・冷却設備Ａと、粗ガス
を湿式精製して精製ガスにするガス精製設備Ｂと、精製
ガスを燃焼させて複合発電するガスタービン複合発電設
備Ｃとを備えている。ガス化・冷却設備Ａ、ガス精製設
備Ｂ及びガスタービン複合発電設備Ｃを構成する機器
は、図１０に示した従来のガス化複合発電設備と同様で
ある。
【００３８】図４において、本発明のガス化複合発電設
備は、ガス精製設備Ｂとガスタービン複合発電設備Ｃの
間に、精製ガスを更に高温水で間接加熱する精製ガス加
熱器２１を備えている。この精製ガス加熱器２１は液ガ
スの熱交換器（例えばシェルアンドチューブ型）であ
る。更に、図に示すように、精製ガス加熱器２１の加熱
源は、ガス化・冷却設備Ａの蒸気ドラム４で気水分離し
た飽和水ＨＷ２であり、この飽和水を熱交換後に水ＨＷ
３としてエコノマイザ３ａに供給するようになってい
る。
【００３９】この構成における、高温水及び高温蒸気の
温度は、一例として行ったシステム計算の結果、ｔ１：
１３００〜１５００℃、ｔ２：約２３０℃、ｔ３：約２
１０℃、ｔ４：約３２０℃、ｔ５：約４０℃、ｔ６：約
３０５℃、ｔ７：約３２１℃、ｔ８：約８０℃である。
【００４０】本発明のこの構成によれば、精製ガス加熱
器２１が精製ガスを高温水で間接加熱する液ガスの熱交
換器（例えばシェルアンドチューブ型）であるので、例
えば、高温水をチューブに通してもダスト等がないた
め、堆積・固着等により発電設備を停止させるおそれが
なく、かつスーツブロア等の複雑な装置が不要であり、
更に、ダストが含まれないのでチューブに貫通穴ができ
ることがなく、万が一貫通穴ができても高温水や高圧蒸
気のほうが、圧力を高くしてあるため、ガス側に漏れ出
すことになり、結果的に水分がガスタービンに供給され
るだけで無害であり、タービンブレード等への影響がほ
とんどなく、更に液ガスの熱交換器であるため、熱伝達
率が大きくコンパクト化できる。
【００４１】また、万が一チューブに貫通穴ができて、
大量に水分が精製ガス側に流れても、精製ガス加熱器の
出口精製ガスの温度が下がってくることで、容易に検出
することができる。
【００４２】また、図４の第４実施形態により、蒸気ド
ラム４からの飽和水（ｔ７：約３２０℃）で約４０℃前
後（ｔ５）の精製ガスを約３０５℃（ｔ６）まで加熱す
ることができ、かつ約８０℃（ｔ８）まで下がった水を
エコノマイザ３ａに供給することによりエコノマイザ３
ａの冷却能力を高め、対流粗ガス冷却器３を出る粗ガス
温度を約２３０℃（ｔ２）まで下げて、そのまま高温ス
クラバ５に供給することができる。
【００４３】図５は、本発明のガス化複合発電設備の第
５実施形態を示す全体フロー図である。この図におい
て、精製ガス加熱器２１は、直列に連結された第１加熱
器２１ａと第２加熱器２１ｂの２台からなる。また、第
１加熱器２１ａの加熱源は、排熱回収ボイラ１８からの
高温ボイラ水ＨＷ１であり、この高温ボイラ水を熱交換
後にボイラ水ＨＷ３としてエコノマイザ３ａに供給す
る。更に、第２加熱器２１ｂの加熱源は、ガス化・冷却
設備Ａの蒸気ドラム４で気水分離した飽和水ＨＷ２であ
り、この飽和水を熱交換後に水ＨＷ４としてエバポレー
タ３ｂに供給するようになっている。その他の構成は図
４の第４実施形態と同様である。
【００４４】この構成における、高温水及び高温蒸気の
温度は、システム計算の結果、ｔ１：１３００〜１５０
０℃、ｔ２：約２３０℃、ｔ３：約２４０℃、ｔ４：約
３２０℃、ｔ５：約４０℃、ｔ６：約３０５℃、ｔ７：
約１８０〜２１０℃、ｔ８：約２４０〜３００℃であ
る。
【００４５】この構成によれば、約４０℃前後（ｔ５）
の精製ガスを２つの加熱器２１ａ，２１ｂを用いて約３
０５℃（ｔ６）の高温まで加熱することができ、システ
ム効率を最も高めることができる。また、排熱回収ボイ
ラ１８からの高温ボイラ水（ｔ３：約２４０℃）は熱交
換後に約１８０〜２１０℃（ｔ７）でエコノマイザ３ａ
に供給されるので、エコノマイザ３ａの冷却能力を高
め、対流粗ガス冷却器３を出る粗ガス温度を約２３０℃
（ｔ２）まで下げて、そのまま高温スクラバ５に供給す
ることができる。また、第２加熱器２１ｂの熱負荷は小
さくなっているので、蒸気ドラム４で気水分離した飽和
水（約３２１℃：ｔ９）の熱交換後の温度が高く（約２
４０〜３００℃：ｔ８）、これをエバポレータ３ｂに直
接供給することかできる。
【００４６】図６は、本発明のガス化複合発電設備の第
６実施形態を示す全体フロー図である。この図におい
て、精製ガス加熱器２１の加熱源は、排熱回収ボイラ１
８からの高温ボイラ水ＨＷ１であり、この高温ボイラ水
を熱交換後にボイラ水ＨＷ２としてエコノマイザ３ａに
供給するようになっている。その他の構成は図５の第５
実施形態と同様である。
【００４７】この構成における、高温水及び高温蒸気の
温度は、システム計算の結果、ｔ１：１３００〜１５０
０℃、ｔ２：約２９０〜３１０℃、ｔ３：約３０６℃、
ｔ４：約３２０℃、ｔ５：約４０℃、ｔ６：約２９０
℃、ｔ７：約２５０〜２７５℃である。
【００４８】この構成により、排熱回収ボイラ１８から
の高温ボイラ水（ｔ３：約３０６℃）を用いて、精製ガ
スを１つの加熱器で約２９０〜３１０℃（ｔ６）の高温
まで加熱することができ、高温ボイラ水の温度が高い場
合に適したシンプルな構成とすることができる。
【００４９】図７は、本発明のガス化複合発電設備の第
７実施形態を示す全体フロー図である。この図におい
て、本発明のガス化複合発電設備は、燃料をガス化・冷
却して粗ガスを生成するガス化・冷却設備Ａと、粗ガス
を湿式精製して精製ガスにするガス精製設備Ｂと、精製
ガスと熱水を直接接触させて精製ガスを加熱するととも
に加湿するサチュレーション設備１５と、精製ガスを燃
焼させて複合発電するガスタービン複合発電設備Ｃとを
備えている。ガス化・冷却設備Ａ、ガス精製設備Ｂ及び
ガスタービン複合発電設備Ｃを構成する機器は、図１０
に示した従来のガス化複合発電設備と同様である。
【００５０】図７において、本発明のガス化複合発電設
備は、サチュレーション設備１５とガスタービン複合発
電設備Ｃの間に、精製ガスを更に高温蒸気で間接加熱す
る精製ガス加熱器２１を備えている。この精製ガス加熱
器２１は液ガスの熱交換器（例えばシェルアンドチュー
ブ型）である。更に、図に示すように、精製ガス加熱器
２１の加熱用高温蒸気は、ガス化・冷却設備Ａの蒸気ド
ラム４で気水分離した飽和蒸気ＨＳ１であり、この飽和
蒸気を熱交換後に凝縮水ＨＷ３として昇圧してエコノマ
イザ３ａに供給するようになっている。
【００５１】この構成における、高温水及び高温蒸気の
温度は、一例として行ったシステム計算の結果、ｔ１：
１３００〜１５００℃、ｔ２：約２３０℃、ｔ３：約２
１０℃、ｔ４：約３２０℃、ｔ５：約１３２℃、ｔ６：
約３０５℃、ｔ７：約３２１℃、ｔ８：約１７０℃であ
る。
【００５２】本発明のこの構成によれば、精製ガス加熱
器２１が精製ガスを高温水で間接加熱する液ガスの熱交
換器（例えばシェルアンドチューブ型）であるので、例
えば、高温蒸気をチューブに通してもダスト等がないた
め、堆積・固着等により発電設備を停止させるおそれが
なく、かつスーツブロア等の複雑な装置が不要であり、
更に、ダストが含まれないのでチューブに貫通穴ができ
ることがなく、万が一貫通穴ができても高温水や高圧蒸
気のほうが、圧力を高くしてあるため、ガス側に漏れ出
すことになり、結果的に水分がガスタービンに供給され
るだけで無害であり、タービンブレード等への影響がほ
とんどなく、更に液ガスの熱交換器であるため、熱伝達
率が大きくコンパクト化できる。
【００５３】また、万が一チューブに貫通穴ができて、
大量に水分が精製ガス側に流れても、精製ガス加熱器の
出口精製ガスの温度が下がってくることで、容易に検出
することができる。
【００５４】また、図７の第７実施形態により、蒸気ド
ラム４からの飽和蒸気（ｔ７：約３２０℃）で約１３０
℃前後（ｔ５）の精製ガスを約３０５℃（ｔ６）まで加
熱することができ、かつ約１７０℃（ｔ８）まで下がっ
た凝縮水をエコノマイザ３ａに供給することによりエコ
ノマイザ３ａの冷却能力を高め、対流粗ガス冷却器３を
出る粗ガス温度を約２３０℃（ｔ２）まで下げて、その
まま高温スクラバ５に供給することができる。
【００５５】図８は、本発明のガス化複合発電設備の第
８実施形態を示す全体フロー図である。この図におい
て、精製ガス加熱器２１は、直列に連結された第１加熱
器２１ａと第２加熱器２１ｂの２台からなる。また、第
１加熱器２１ａの加熱源は、排熱回収ボイラ１８からの
高温ボイラ水ＨＷ１であり、この高温ボイラ水を熱交換
後にボイラ水ＨＷ３としてエコノマイザ３ａに供給す
る。更に、第２加熱器２１ｂの加熱源は、ガス化・冷却
設備Ａの蒸気ドラム４で気水分離した飽和蒸気ＨＳ１で
あり、この凝縮水を熱交換後に昇圧して水ＨＷ４として
エバポレータ３ｂに供給するようになっている。その他
の構成は図７の第７実施形態と同様である。
【００５６】この構成における、高温水及び高温蒸気の
温度は、システム計算の結果、ｔ１：１３００〜１５０
０℃、ｔ２：約２３０℃、ｔ３：約２４０℃、ｔ４：約
３２０℃、ｔ５：約１３２℃、ｔ６：約３０５℃、ｔ
７：約２０５〜２１５℃、ｔ８：約２４０〜３００℃で
ある。
【００５７】この構成によれば、約１３０℃前後（ｔ
５）の精製ガスを２つの加熱器２１ａ，２１ｂを用いて
約３０５℃（ｔ６）の高温まで加熱することができ、シ
ステム効率を最も高めることができる。また、排熱回収
ボイラ１８からの高温ボイラ水（ｔ３：約２４０℃）は
熱交換後に約２０５〜２１５℃（ｔ７）でエコノマイザ
３ａに供給されるので、エコノマイザ３ａの冷却能力を
高め、対流粗ガス冷却器３を出る粗ガス温度を約２３０
℃（ｔ２）まで下げて、そのまま高温スクラバ５に供給
することができる。また、第２加熱器２１ｂの熱負荷は
小さくなっているので、蒸気ドラム４で気水分離した飽
和蒸気（約３２１℃：ｔ９）の熱交換後の凝縮水の温度
が高く（約２４０〜３００℃：ｔ８）、これを昇圧して
エバポレータ３ｂに直接供給することができる。
【００５８】図９は、本発明のガス化複合発電設備の第
９実施形態を示す全体フロー図である。この図におい
て、精製ガス加熱器２１の加熱用高温蒸気は、蒸気ドラ
ム４からの高温飽和蒸気ＨＳ１であり、この高温蒸気を
熱交換後にボイラ水として昇圧後エコノマイザ３ａに供
給するようになっている。その他の構成は図７の第７実
施形態と同様である。
【００５９】この構成における、高温水及び高温蒸気の
温度は、システム計算の結果、ｔ１：１３００〜１５０
０℃、ｔ２：約２９０〜３１０℃、ｔ３：約２６０〜２
９０℃、ｔ４：約３２０℃、ｔ５：約１３２℃、ｔ６：
約２９０℃、ｔ７：約１７０℃である。
【００６０】この構成により、蒸気ドラム４からの高温
蒸気（ｔ４：約３０６℃）を用いて、精製ガスを１つの
加熱器で約２９０〜３１０℃（ｔ６）の高温まで加熱す
ることができ、高温ボイラ水の温度が高い場合に適した
シンプルな構成とすることができる。
【００６１】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更でき
ることは勿論である。
【００６２】
【発明の効果】上述したように、本発明の構成によれ
ば、精製ガス加熱器２１が精製ガスを高温水又は高温蒸
気で間接加熱する液ガスの熱交換器（例えばシェルアン
ドチューブ型）であるので、例えば高温水をチューブに
通してもダスト等がないため、堆積・固着等により発電
設備を停止させるおそれがなく、かつスーツブロア等の
複雑な装置が不要であり、更に、ダストが含まれないの
でチューブに貫通穴ができることがなく、万が一貫通穴
ができても高温水や高圧蒸気のほうが、圧力を高くして
あるため、ガス側に漏れ出すことになり、結果的に水分
がガスタービンに供給されるだけで無害であり、タービ
ンブレード等への影響がほとんどなく、更に液ガスの熱
交換器であるため、熱伝達率が大きくコンパクト化でき
る。
【００６３】また、万が一チューブに貫通穴ができて、
大量に水分が精製ガス側に流れても、精製ガス加熱器の
出口精製ガスの温度が下がってくることで、容易に検出
することができる。
【００６４】従って、本発明のガス化複合発電設備は、
ガス精製設備を出た精製ガスを十分昇温してガスタービ
ン複合発電設備に供給することができ、かつ内部の詰ま
りやダスト等のガスタービンへの供給のおそれがなく、
更にコンパクト化が可能である、等の優れた効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガス化複合発電設備の第１実施形態を
示す全体フロー図である。
【図２】本発明のガス化複合発電設備の第２実施形態を
示す全体フロー図である。
【図３】本発明のガス化複合発電設備の第３実施形態を
示す全体フロー図である。
【図４】本発明のガス化複合発電設備の第４実施形態を
示す全体フロー図である。
【図５】本発明のガス化複合発電設備の第５実施形態を
示す全体フロー図である。
【図６】本発明のガス化複合発電設備の第６実施形態を
示す全体フロー図である。
【図７】本発明のガス化複合発電設備の第７実施形態を
示す全体フロー図である。
【図８】本発明のガス化複合発電設備の第８実施形態を
示す全体フロー図である。
【図９】本発明のガス化複合発電設備の第９実施形態を
示す全体フロー図である。
【図１０】従来のガス化複合発電設備のフロー図であ
る。
【符号の説明】
Ａ ガス化・冷却設備 Ｂ ガス精製設備 Ｃ ガスタービン複合発電設備 １ ガス化炉 ２ 輻射粗ガス冷却器 ３ 対流粗ガス冷却器 ３ａ エコノマイザ ３ｂ エバポレータ ４ 蒸気ドラム ５ 高温スクラバー ６ ヒーター ７ ＣＯＳ転換器 ８ サチュレータヒータ ９，１１ ノックアウトドラム １０ ボイラ水加熱器 １２ クーラー １３ 低温スクラバー １４ 脱硫塔 １５ サチュレーション設備（サチュレータ） １６ 精製ガス加熱器 １７ ガスタービン １８ 排熱回収ボイラ １９ 蒸気タービン ２０ 煙突 ２１ 精製ガス加熱器 ２１ａ 第１加熱器 ２１ｂ 第２加熱器 ２２ ボイラ水加熱器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ１０Ｊ 3/46 Ｃ１０Ｊ 3/46 Ｄ Ｆ０１Ｋ 23/10 Ｆ０１Ｋ 23/10 Ｕ // Ｆ０２Ｃ 3/28 Ｆ０２Ｃ 3/28 (72)発明者 宇都宮 正治 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 古川 俊樹 東京都港区芝浦一丁目１番１号 株式会社 東芝本社事務所内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃料をガス化・冷却して粗ガスを生成す
    るガス化・冷却設備Ａと、粗ガスを湿式精製して精製ガ
    スにするガス精製設備Ｂと、精製ガスを燃焼させて複合
    発電するガスタービン複合発電設備Ｃと、を備えたガス
    化複合発電設備において、 ガス精製設備Ｂとガスタービン複合発電設備Ｃの間に、
    精製ガスを更に高温水又は高温蒸気で間接加熱する精製
    ガス加熱器２１を備えた、ことを特徴とするガス化複合
    発電設備。
  2. 【請求項２】 前記精製ガス加熱器２１の加熱源は、ガ
    ス化・冷却設備Ａの蒸気ドラム４で気水分離した飽和水
    であり、該飽和水は熱交換後にエコノマイザ３ａに供給
    される、ことを特徴とする請求項１に記載のガス化複合
    発電設備。
  3. 【請求項３】 前記精製ガス加熱器２１は、第１加熱器
    ２１ａと第２加熱器２１ｂとからなり、第１加熱器２１
    ａの加熱源は、排熱回収ボイラ１８からの高温ボイラ水
    であり、該高温ボイラ水は熱交換後にエコノマイザ３ａ
    に供給され、第２加熱器２１ｂの加熱源は、ガス化・冷
    却設備Ａの蒸気ドラム４で気水分離した飽和水であり、
    該飽和水は熱交換後にエバポレータ３ｂに供給される、
    ことを特徴とする請求項１に記載のガス化複合発電設
    備。
  4. 【請求項４】 前記精製ガス加熱器２１の加熱源は、排
    熱回収ボイラ１８からの高温ボイラ水であり、該高温ボ
    イラ水は熱交換後にエコノマイザ３ａに供給される、こ
    とを特徴とする請求項１に記載のガス化複合発電設備。
  5. 【請求項５】 更に、精製ガスと熱水を直接接触させて
    精製ガスを加熱するとともに加湿するサチュレーション
    設備を備え、該サチュレーション設備とガスタービン複
    合発電設備Ｃの間に、前記精製ガス加熱器２１を備え
    る、ことを特徴とする請求項１に記載のガス化複合発電
    設備。
  6. 【請求項６】 前記精製ガス加熱器２１の加熱源は、ガ
    ス化・冷却設備Ａの蒸気ドラム４で気水分離した飽和水
    であり、該飽和水は熱交換後にエコノマイザ３ａに供給
    される、ことを特徴とする請求項５に記載のガス化複合
    発電設備。
  7. 【請求項７】 前記精製ガス加熱器２１は、第１加熱器
    ２１ａと第２加熱器２１ｂとからなり、第１加熱器２１
    ａの加熱源は、排熱回収ボイラ１８からの高温ボイラ水
    であり、該高温ボイラ水は熱交換後にエコノマイザ３ａ
    に供給され、第２加熱器２１ｂの加熱源は、ガス化・冷
    却設備Ａの蒸気ドラム４で気水分離した飽和水であり、
    該飽和水は熱交換後にエバポレータ３ｂに供給される、
    ことを特徴とする請求項５に記載のガス化複合発電設
    備。
  8. 【請求項８】 前記精製ガス加熱器２１の加熱源は、排
    熱回収ボイラ１８からの高温ボイラ水であり、該高温ボ
    イラ水は熱交換後にエコノマイザ３ａに供給される、こ
    とを特徴とする請求項５に記載のガス化複合発電設備。
  9. 【請求項９】 前記精製ガス加熱器２１の加熱源は、ガ
    ス化・冷却設備Ａの蒸気ドラム４で気水分離した飽和蒸
    気であり、該飽和蒸気は熱交換後にエコノマイザ３ａに
    供給される、ことを特徴とする請求項５に記載のガス化
    複合発電設備。
  10. 【請求項１０】 前記精製ガス加熱器２１は、第１加熱
    器２１ａと第２加熱器２１ｂとからなり、第１加熱器２
    １ａの加熱源は、排熱回収ボイラ１８からの高温ボイラ
    水であり、該高温ボイラ水は熱交換後にエコノマイザ３
    ａに供給され、第２加熱器２１ｂの加熱源は、ガス化・
    冷却設備Ａの蒸気ドラム４で気水分離した飽和蒸気であ
    り、この凝縮水は熱交換後に昇圧してエバポレータ３ｂ
    に供給される、ことを特徴とする請求項５に記載のガス
    化複合発電設備。
  11. 【請求項１１】 前記精製ガス加熱器２１の加熱源は、
    蒸気ドラム４からのからの高温飽和蒸気であり、該高温
    蒸気は熱交換後にボイラ水として昇圧後エコノマイザ３
    ａに供給される、ことを特徴とする請求項５に記載のガ
    ス化複合発電設備。
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