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JPH11173112A - 石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント - Google Patents

石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント

Info

Publication number
JPH11173112A
JPH11173112A JP34033997A JP34033997A JPH11173112A JP H11173112 A JPH11173112 A JP H11173112A JP 34033997 A JP34033997 A JP 34033997A JP 34033997 A JP34033997 A JP 34033997A JP H11173112 A JPH11173112 A JP H11173112A
Authority
JP
Japan
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gas turbine
plant
gas
coal gasification
supply system
Prior art date
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Granted
Application number
JP34033997A
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English (en)
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JP3658497B2 (ja
Inventor
Noboru Hisamatsu
暢 久松
Takeji Hasegawa
武治 長谷川
Yasunori Iwai
保憲 岩井
Akihiro Onoda
昭博 小野田
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
Central Research Institute of Electric Power Industry
Original Assignee
Toshiba Corp
Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Central Research Institute of Electric Power Industry filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP34033997A priority Critical patent/JP3658497B2/ja
Publication of JPH11173112A publication Critical patent/JPH11173112A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3658497B2 publication Critical patent/JP3658497B2/ja
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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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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    • 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】ガスタービン燃焼器に窒素ガスＮ2 を投入する
際、その投入量を適正に区分けし、ＮＯｘおよび一酸化
炭素の発生を低く抑える一方、ガスタービン出力および
プラント熱効率のより一層の向上を図った石炭ガス化コ
ンバインドサイクル発電プラントを提供する。 【解決手段】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントは、石炭ガス化プラント２８の空気分
離装置３７で分離した窒素ガスＮ2 を、ガスタービンプ
ラント２８のガスタービン燃焼器３０に供給する窒素供
給系を２系統３８，３９に区分けし、その一つの窒素供
給系３８をガスタービン燃焼器３０の燃料噴射部４０に
接続させる一方、その残りの窒素供給系３９をガスター
ビン燃焼器３０の後流側に接続させたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭ガス化コンバ
インドサイクル発電プラントに係り、特に、ＮＯｘ濃度
の発生をより一層低く押えた石炭ガス化コンバインドサ
イクル発電プラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近のコンバインドサイクル発電プラン
トでは、ガスタービン燃焼器に使用するＬＮＧ燃料の代
替として石炭をガス化した石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントが実証プラントとして実現し、各種の
データを収集しており、その構成として図１５に示すも
のがある。
【０００３】この石炭ガス化コンバインドサイクル発電
プラントは、ガスタービンプラント１、蒸気タービンプ
ラント２、排熱回収ボイラ３、および石炭ガス化プラン
ト４を備えた構成になっている。
【０００４】ガスタービンプラント１は、空気圧縮機
５、ガスタービン燃焼器６、ガスタービン７を備え、空
気圧縮機５で吸い込んだ大気ＡＲを圧縮して高圧化し、
その高圧空気ＨＡＲの一部に石炭ガス化プラント４から
の石炭ガス燃料ＣＧを加えてガスタービン燃焼器６で燃
焼ガスＦＧを生成し、その燃焼ガスＦＧをガスタービン
７で膨張仕事をさせるようになっている。
【０００５】また、排熱回収ボイラ３は、ガスタービン
７で膨張後のガスタービン排熱（排ガス）Ｇを加熱源と
して蒸気タービンプラント２からの復水・給水ＦＷと熱
交換させて蒸気ＳＴを発生せしめ、熱交換後のガスター
ビン排熱Ｇを煙突１１を介して大気に放出させる一方、
その蒸気ＳＴを蒸気タービンプラント２に供給するよう
になっている。
【０００６】また、蒸気タービンプラント２は、ガスタ
ービンプラント１の空気圧縮機５に軸直結した蒸気ター
ビン８、発電機９、復水器１０を備え、蒸気タービン８
で排熱回収ボイラ３からの蒸気ＳＴに膨張仕事をさせて
回転トルクを発生させ、その回転トルクで発電機９を駆
動するようになっている。
【０００７】また、蒸気タービンプラント２は、蒸気タ
ービン８で膨張後のタービン排気を、復水器１０で凝縮
させ、復水・給水ＦＷとして排熱回収ボイラ３に還流さ
せている。
【０００８】一方、石炭ガス化プラント４は、ガス化炉
１２と空気分離装置１３とを備え、ガスタービンプラン
ト１の空気圧縮機５からの高圧空気ＨＡＲの一部を空気
分離装置１３に案内させ、ここで窒素ガスＮ2 を酸素ガ
スＯ2 とに分離させ、分離後の酸素ガスＯ2 を、乾炭ま
たはスラリ状の石炭Ｃとともにガス化炉１２に供給して
石炭ガス燃料ＣＧを生成し、その石炭ガス燃料ＣＧをガ
スタービン燃焼器６に供給している。
【０００９】他方、ガスタービン燃焼器６は、図１６に
示すように、筒状の外筒１４、フロースリーブ１５、燃
焼器ライナ１６を同心的に配置し、フロースリーブ１５
と燃焼器ライナ１６との間に空気通路１７を、また燃焼
器ライナ１６の内部を燃焼室１８として形成している。
【００１０】燃焼器ライナ１６は、その下流側をトラジ
ションピース１９に接続させる一方、その頭部側に燃料
噴射部２０を備えている。この燃料噴射部２０は、液体
燃料ＬＦを案内させる液体燃料供給口２１、図１５で示
したガス化炉１２からの石炭ガ燃料ＣＧを案内させる石
炭ガス燃料口２２、空気分離装置１３からの窒素ガスＮ
2 を案内させる窒素供給口２３をそれぞれ備え、起動運
転時、液体燃料供給口２１からの液体燃料ＬＦは、空気
通路１７からの高圧空気ＨＡＲを加え、スワラ２４で旋
回流を与え、燃焼室１８で拡散燃焼させて燃焼ガスＦＧ
を生成し、ガスタービンプラント１の負荷が例えば３０
％になると、液体燃料ＬＦから石炭ガス燃料ＣＧに切り
替え、石炭ガス燃料口２２からの石炭ガス燃料ＣＧに高
圧空気ＨＡＲを加えて燃焼室１８で燃焼ガスＦＧを生成
している。
【００１１】このように、実証プラントとして運転して
いる石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントは、
天然ガス等の燃料の代替として石炭ガス燃料ＣＧを使用
している。また、プラント起動時、ガスタービンプラン
ト１は、液体燃料ＬＦを使用して起動し、ガス化炉１２
より石炭ガス燃料ＣＧが生成されると、石炭ガス燃料Ｃ
Ｇに切り替えて運転を行っていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ＮＯｘ濃度を低く抑え
る運転手段には、予め燃料に空気を混合させ燃焼ガスを
生成する、いわゆる希薄予混合燃焼方式がよく知られて
いる。この希薄予混合燃焼方式を、石炭ガス化コンバイ
ンドサイクル発電プラントに適用すると、石炭ガス燃料
ＣＧは、液体燃料等と異なって燃焼速度が速く、燃料噴
射部２０から噴射する燃料速度を上廻り、火炎（燃焼ガ
ス）が燃料噴射部２０内に流入する、いわゆる逆火現象
が発生し、燃料噴射部品を焼損させることがある。この
ため、石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントで
は、ガス化炉１２から供給された約１０〜１３MJ／Nm3
で中カロリの石炭ガス燃料ＣＧを拡散燃焼させ燃焼ガス
を生成している。
【００１３】しかし、拡散燃焼は、燃焼ガス温度が局所
的に断熱火炎温度に近い高温になり、ＮＯｘ濃度が高く
なる。このため、石炭ガス化コンバインドサイクル発電
プラントは、図１５および図１６に示すように、空気分
離装置１３で分離した窒素ガスＮ2 を窒素供給口２３を
介して燃焼ガスＦＧに供給し、その火炎温度を低くして
ＮＯｘ濃度を低く抑えている。
【００１４】ところで、従来の石炭ガス化コンバインド
サイクル発電プラントでは、ガスタービン燃焼器６に供
給される窒素ガスＮ2 と石炭ガス燃料ＣＧとの比率がほ
ぼ一定であり、１００％負荷時、ＮＯｘ濃度が極めて低
い。しかし、低負荷時、火炎温度の低いところに窒素ガ
スＮ2 かを投入すると、燃焼の安定性が損われ、多量の
一酸化炭素が発生する問題点があった。
【００１５】また、急激な負荷変動、例えば系統事故等
で負荷しゃ断があった場合、ガスタービンプラント１
は、ガスタービン７の回転数を定格よりも低く抑えるた
めに、今迄、ガスタービン燃焼器６に投入していた石炭
ガス燃料ＣＧから液体燃料ＬＦ等に切り替え、液体燃料
ＬＦ等で保炎（火種）を確保している。しかし、燃料の
切り替えの際、石炭ガス化コンバインドサイクル発電プ
ラントは、その追従性が悪く、その間、燃焼ガスＦＧに
窒素ガスＮ2 が投入されているため、一酸化炭素を生成
するだけにとどまらず、燃焼ガスＦＧの失火を招来する
ことがあった。
【００１６】また、石炭の炭種が変ると、ガス化炉１２
で生成される石炭ガス燃料ＣＧの組成が変り、このため
発熱量、燃焼速度、可燃域の燃料の性状も変り、窒素ガ
スＮ2 を投入している状態では、一酸化炭素がより一層
多く排出されるなどの不都合、不具合があった。
【００１７】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたもので、ガスタービン燃焼器に窒素ガスＮ2 を投入
する際、その投入量を適正に区分けし、燃焼ガスＦＧの
失火を防止し、ＮＯｘおよび一酸化炭素の発生を低く抑
える一方、ガスタービンプラントの出力およびプラント
熱効率のより一層の向上を図った石炭ガス化コンバイン
ドサイクル発電プラントを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る石炭ガス化
コンバインドサイクル発電プラントは、上記目的を達成
するために、請求項１に記載したように、ガスタービン
プラント、蒸気タービンプラント、排熱回収ボイラに石
炭ガス化プラントを組み合わせた石炭ガス化コンバイン
ドサイクル発電プラントにおいて、上記石炭ガス化プラ
ントの空気分離装置で分離した窒素ガスを上記ガスター
ビンプラントのガスタービン燃焼器に供給する窒素供給
系を２系統に区分けし、その一つの窒素供給系を上記ガ
スタービン燃焼器の燃料噴射部に接続させる一方、その
残りの窒素供給系を上記ガスタービン燃焼器の後流側に
接続させたものである。
【００１９】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項２に記載したように、ガスタービン燃焼器の後流側に
接続させた窒素供給系の接続口は、上記ガスタービン燃
焼器の燃焼器ライナに接続するトラジションピースであ
ることを特徴とするものである。
【００２０】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項３に記載したように、ガスタービン燃焼器の後流側に
接続させた窒素供給系の接続口は、上記ガスタービン燃
焼器の外筒であることを特徴とするものである。
【００２１】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項４に記載したように、ガスタービン燃焼器の後流側に
接続させた窒素供給系の接続口は、上記ガスタービン燃
焼器を覆設するガスタービンケーシングであることを特
徴とするものである。
【００２２】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項５に記載したように、ガスタービンプラント、蒸気タ
ービンプラント、排熱回収ボイラに石炭ガス化プラント
を組み合わせた石炭ガス化コンバインドサイクル発電プ
ラントにおいて、上記石炭ガス化プラントの空気分離装
置で分離した窒素ガスを上記ガスタービンプラントのガ
スタービン燃焼器に供給する窒素供給系を２系統に区分
けし、その一つの窒素供給系に流量調整弁を介装させて
上記ガスタービン燃焼器の燃料噴射部に接続させる一
方、その残りの窒素供給系に流量調整弁を介装させて上
記ガスタービン燃焼器の後流側に接続させたものであ
る。
【００２３】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項６に記載したように、ガスタービン燃焼器の燃料噴射
部に接続させた窒素供給系に介装した流量調整弁および
上記ガスタービン燃焼器の後流側に接続させた窒素供給
系に介装した流量調整弁は、石炭ガス化プラントのガス
化炉から石炭ガス燃料供給系を介して上記燃料噴射部に
供給する石炭ガス燃料の発熱量を検出し、その発熱量検
出信号に基づいて弁開閉信号を演算する演算部を備えた
ものである。
【００２４】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項７に記載したように、ガスタービン燃焼器の燃料噴射
部に接続させた窒素供給系に介装した流量調整弁および
上記ガスタービン燃焼器の後流側に接続させた窒素供給
系に介装した流量調整弁は、ガスタービンプラントのガ
スタービンから排熱回収ボイラに供給されるガスタービ
ン排ガスに含まれる一酸化炭素濃度を検出し、その一酸
化炭素濃度検出信号に基づいて弁開閉信号を演算する演
算部を備えたものである。
【００２５】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項８に記載したように、ガスタービンプラント、蒸気タ
ービンプラント、排熱回収ボイラに石炭ガス化プラント
を組み合わせた石炭ガス化コンバインドサイクル発電プ
ラントにおいて、上記石炭ガス化プラントの空気分離装
置で分離した窒素ガスを上記ガスタービンプラントのガ
スタービン燃焼器に供給する窒素供給系を２系統に区分
けし、その一つを上記ガスタービン燃焼器の燃料噴射部
に接続させた窒素供給系に介装した流量調整弁は、ガス
タービンの負荷遮断時、弁開度を５％に設定するととも
に、その残りを上記ガスタービン燃焼器の後流側に接続
させた窒素供給系に介装した流量調整弁は、ガスタービ
ンの負荷遮断時、弁開度を９５％に設定したものであ
る。
【００２６】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項９に記載したように、ガスタービンプラント、蒸気タ
ービンプラント、排熱回収ボイラに石炭ガス化プラント
を組み合わせた石炭ガス化コンバインドサイクル発電プ
ラントにおいて、上記石炭ガス化プラントの空気分離装
置で分離した窒素ガスを上記ガスタービンプラントのガ
スタービン燃焼器に供給する窒素供給系を２系統に区分
けし、その一つを上記ガスタービン燃焼器の燃料噴射部
に接続させた窒素供給系に介装した流量調整弁は、ガス
タービンの負荷運転中、予め定められた負荷になったと
き弁開度を２０％に絞ってホールド状態に維持させた
後、再び弁開度を９５％に拡開させるとともに、その残
りを上記ガスタービン燃焼器の後流側に接続させた窒素
供給系に介装した流量調整弁は、ガスタービンの負荷運
転中、予め定められた負荷になったとき弁開度を８０％
に拡開してホールド状態に維持させた後、再び弁開度を
５％に絞り込むものである。
【００２７】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項１０に記載したように、ガスタービンプラント、蒸気
タービンプラント、排熱回収ボイラに石炭ガス化プラン
トを組み合わせた石炭ガス化コンバインドサイクル発電
プラントにおいて、上記ガスタービンプラントのガスタ
ービン燃焼器の頭部側に複数の燃料噴射部を設置し、複
数の全ての燃料噴射部に上記石炭ガス化プラントのガス
化炉で生成された石炭ガス燃料を供給する石炭ガス燃料
系を備えるとともに、上記複数の燃料噴射部のうち、少
なくとも一つを除いた残りに上記石炭ガス化プラントの
空気分離装置で分離した窒素ガスを供給する窒素供給系
を備えたものである。
【００２８】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイ
クル発電プラントは、上記目的を達成するために、請求
項１１に記載したように、複数の燃料噴射部のうち、ガ
スタービン負荷遮蔽時、ガス化炉の石炭ガス燃料のみが
供給される燃料噴射部の運転を継続させ、残りの全ての
燃料噴射部の運転を停止させるものである。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る石炭ガス化コ
ンバインドサイクル発電プラントの実施形態を添付図面
および図中に付した符号を引用して説明する。
【００３０】図１は、本発明に係る石炭ガス化コンバイ
ンドサイクル発電プラントの第１実施形態を示す概略系
統図である。
【００３１】本実施形態に係る石炭ガス化コンバインド
サイクル発電プラントは、ガスタービンプラント２５、
蒸気タービンプラント２６、排熱回収ボイラ２７、およ
び石炭ガス化プラント２８を備えた構成になっている。
【００３２】ガスタービンプラント２５は、空気圧縮機
２９、ガスタービン燃焼器３０、ガスタービン３１を備
え、空気圧縮機２９で吸い込んだ大気ＡＲを圧縮して高
圧化し、その高圧空気ＨＡＲの一部に石炭ガス化プラン
ト２８からの石炭ガス燃料ＣＧを加えてガスタービン燃
焼器３０で燃焼ガスＦＧを生成し、その燃焼ガスＦＧを
ガスタービン３１で膨張仕事をさせるようになってい
る。
【００３３】また、排熱回収ボイラ２７は、ガスタービ
ン３１で膨張後のガスタービン排熱（排ガス）Ｇを加熱
源として蒸気タービンプラント２６からの復水・給水Ｆ
Ｗと熱交換させて蒸気ＳＴを発生せしめ、熱交換後のガ
スタービン排ガス（排熱）Ｇを煙突３２を介して大気に
放出させる一方、その蒸気ＳＴを蒸気タービンプラント
２６に供給するようになっている。
【００３４】また、蒸気タービンプラント２６は、ガス
タービンプラント２５の空気圧縮機２９に軸直結させた
蒸気タービン３３、発電機３４、復水器３５を備え、蒸
気タービン３３で排熱回収ボイラ２７からの蒸気ＳＴに
膨張仕事をさせて回転トルクを発生させ、その回転トル
クで発電機３４を駆動するようになっている。
【００３５】また、蒸気タービンプラント２６は、蒸気
タービン３３で膨張後のタービン排気を、復水器３５で
凝縮させ、復水・給水として排熱回収ボイラ２７に還流
させている。
【００３６】一方、石炭ガス化プラント２８は、ガス化
炉３６と空気分離装置３７とを備え、ガスタービンプラ
ント２５の空気圧縮機２９からの高圧空気ＨＡＲの一部
を空気分離装置３７に案内させ、ここで窒素ガスＮ2 と
酸素ガスＯ2 とに分離させ、分離後の酸素ガスＯ2 を、
乾炭またはスラリ状の石炭Ｃとともにガス化炉３６に供
給して石炭ガス燃料ＣＧを生成し、その石炭ガス燃料Ｃ
Ｇをガスタービン燃焼器３０に供給するようになってい
る。
【００３７】ところで、本実施形態に係る石炭ガス化コ
ンバインドサイクル発電プラントは、空気分離装置３７
で分離した窒素ガスＮ2 を、第１窒素供給系３８と第２
窒素供給系３９との２系統に区分けしてガスタービン燃
焼器３０に供給する構成になっている。空気分離装置３
７で分離した窒素ガスＮ2 を、第１窒素供給系３８と第
２窒素供給系３９との２系統に区分けしてガスタービン
燃焼器３０に供給するのは、以下の理由に基づく。
【００３８】第１の理由は、一酸化炭素の排出を低く抑
えるためである。
【００３９】従来、ガスタービン燃焼器３０は、運転
中、空気分離装置３７で分離した窒素ガスＮ2 を、その
頭部側にのみ供給していたが、例えば定格から部分負荷
に負荷変動があった場合、窒素ガスＮ2 の供給量が過多
になり、このため燃焼ガスＦＧが不安定状態になり、一
酸化炭素が多量に排出することがあった。
【００４０】本実施形態は、この点に着目したもので、
空気分離装置３７で分離した窒素ガスＮ2 を、ガスター
ビン燃焼器３０に供給する際、第１窒素供給系３８と第
２窒素供給系３９との２系統に区分けし、第１窒素供給
系３８をガスタービン燃焼器３０の頭部側に接続させる
とともに、第２窒素供給系３９をガスタービン燃焼器３
０の下流側に接続させ、投入する窒素ガスＮ2 の全流量
を変えないで、その頭部側に供給する窒素ガスＮ2 の流
量を低くして一酸化炭素の排出をより低く抑えるように
図ったものである。
【００４１】第２の理由は、プラント出力およびプラン
ト熱効率を向上させるためである。
【００４２】図２は、プラント出力比およびプラント熱
効率比を示すグラフで、縦軸にプラント出力比およびプ
ラント熱効率比を示し、横軸に燃料（石炭ガス燃料）に
対する窒素ガスＮ2 の投入量比（Ｎ2 ／Fuel）を示して
いる。今、燃料に対する窒素ガスＮ2 の投入量比（Ｎ2
／Fuel）が１．１０のときのプラント出力比およびプラ
ント熱効率比が１．００を基準にして窒素ガスＮ2 の投
入量比（Ｎ2 ／Fuel）を増加させると、プラント出力比
およびプラント熱効率比は、リニアに増加することがテ
スト機で検証されている。
【００４３】この検証結果から逆に、空気分離装置３７
からガスタービン燃焼器３０に供給する窒素ガスＮ2 の
流量を減少させると、プラント出力比およびプラント熱
効率比は、ともに向上させることができない。
【００４４】したがって、本実施形態は、空気分離装置
３７からガスタービン燃焼器３０に窒素ガスＮ2 を供給
する際、第１窒素供給系３８と第２窒素供給系３９との
２系統に区分けして供給し、プラント出力およびプラン
ト熱効率の向上と相まって一酸化炭素の排出をより低く
抑えることができるようにしたものである。
【００４５】他方、空気分離装置３７で２系統に区分け
した第１窒素供給系３８と第２窒素供給系３９は、図３
に示すように、ガスタービン燃焼器３０の頭部側と下流
側とのそれぞれに接続する構成になっている。
【００４６】このガスタービン燃焼器３０は、頭部側か
ら下流側に向って順に、燃料噴射部４０、燃焼室４１、
トラジションピース４２を備えている。
【００４７】燃料噴射部４０は、燃料タンク（図示せ
ず）から例えば液体燃料ＬＦを案内する液体燃料供給口
４３、図１で示したガス化炉３６からの石炭ガス燃料Ｃ
Ｇを案内する石炭ガス燃料口４４、第１窒素供給系３８
からの窒素ガスＮ2 を案内する第１窒素供給口４５をそ
れぞれ備えている。
【００４８】また、燃焼室４１は、長筒状の燃焼器ライ
ナ４６で形成している。この燃焼器ライナ４６は、その
外側に空気通路４７を介して同心的に配置したフロース
リーブ４８および外筒４９により包囲形成されている。
【００４９】また、トラジションピース４２は、その上
流側を燃焼器ライナ４６に遊嵌的に接続し、その下流側
をガスタービン（図示せず）に接続する一方、その中間
に第２窒素供給系３９からの窒素ガスＮ2 を案内する第
２窒素供給口５０を備え、上流側から下流側に向って徐
々に開口面積を小さくした絞り形状になっている。
【００５０】次に作用を説明する。
【００５１】起動運転時、ガスタービン燃焼器３０は、
液体燃料供給口４３から案内された液体燃料ＬＦに、空
気圧縮機から空気通路４７を介して供給された高圧空気
ＨＡＲを混合させ、その際、スワラ５１で旋回流を与
え、燃焼室４１で拡散燃焼させて燃焼ガスＦＧを生成す
る。この間、石炭ガス化プラント２８は、ガス化炉３６
および空気分離装置３７を駆動させている。
【００５２】ガスタービンプラント２５の負荷が上昇
し、その負荷が例えば３０％になると、石炭ガス化プラ
ント２８は、ガス化炉３６で生成した石炭ガス燃料ＣＧ
をガスタービン燃焼器３０の石炭ガス燃料口４４に供給
する。このとき、ガスタービン燃焼器３０は、今迄、液
体燃料供給口４３に供給されていた液体燃料ＬＦを停止
させる。また、空気分離装置３７は、空気圧縮機２９か
らの高圧空気ＨＡＲに含まれている窒素ガスＮ2 を分離
し、分離した窒素ガスＮ2 の一部を第１窒素供給系３８
を介して燃料噴射部４０の第１窒素供給口４５に供給
し、上述石炭ガス燃料ＣＧおよび高圧空気ＨＡＲと混合
させ、スワラ５１で旋回流を与えて拡散燃焼させ、比較
的温度の低い燃焼ガスＦＧを生成させる。また、空気分
離装置３７は、残りの窒素ガスＮ2 を第２窒素供給系３
９を介してトラジションピース４２の第２窒素供給口５
０に供給し、燃焼ガスＦＧの体積重量を増加させ、ガス
タービン３１により多くの膨張仕事をさせる。
【００５３】このように、本実施形態は、空気分離装置
３７で分離した窒素ガスＮ2 を、燃料噴射部４０に供給
する第１窒素供給系３８とトラジションピース４２に供
給する第２窒素供給系３９との２系統に区分けし、窒素
ガスＮ2 の総量を変えないで、第１窒素供給系３８から
燃料噴射部４０に供給する窒素ガスＮ2 を比較的少なく
して燃焼ガス（ガスタービン駆動ガス）ＦＧの温度を低
くし、また、第２窒素供給系３９からトラジションピー
ス４２に供給する窒素ガスＮ2 を多くして燃焼ガスＦＧ
を増加させたので、ＮＯｘ濃度の低減および一酸化炭素
の抑制と相まってプラント出力およびプラント熱効率を
従来よりも大幅に向上させることができる。
【００５４】図４は、本発明に係る石炭ガス化コンバイ
ンドサイクル発電プラントに適用するガスタービン燃焼
器の第１実施形態における変形例を示す概略図である。
なお、第１実施形態に係るガスタービン燃焼器の構成部
分と同一部分には同一符号を付し、その重複説明を省略
する。
【００５５】本実施例に係るガスタービン燃焼器３０
は、空気分離装置３７から２系統に区分けした第１窒素
供給系３８、第２窒素供給系３９のうち、第２窒素供給
系３９からの窒素ガスＮ2 を案内する第２窒素供給口５
０を、外筒４９に設置したものである。
【００５６】このように、本実施例では、第２窒素供給
口５０を外筒４９に設置し、第２窒素供給系３９からの
窒素ガスＮ2 をフロースリーブ４８を介して空気通路４
７に供給し、その大部分の窒素ガスＮ2 を燃焼器ライナ
４６の冷却用に活用するとともに、その残りの窒素ガス
Ｎ2 で燃焼ガスＦＧの温度上昇抑制用に活用する一方、
第１窒素供給系３８から第１窒素供給口４５に供給する
窒素ガスＮ2 の流量を少なくさせて燃焼ガスＦＧにおけ
る窒素ガスＮ2 の濃淡濃度分布を少なくさせたので、Ｎ
Ｏｘ濃度の低減とともに、一酸化炭素の発生を低く抑え
ることができる。
【００５７】図５は、本発明に係る石炭ガス化コンバイ
ンドサイクル発電プラントの第２実施形態を示す概略系
統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分
には同一符号を付す。
【００５８】本実施形態に係る石炭ガス化コンバインド
サイクル発電プラントは、空気分離装置３７で分離した
窒素ガスＮ2 を、ガスタービン燃焼器３０の燃料噴射部
４０に供給する第１窒素供給系３８と、ガスタービンケ
ーシング５２に供給する第２窒素供給系３９とを備えた
ものである。
【００５９】ガスタービンプラント２５は、図６に示す
ように、空気圧縮機２９とガスタービン３１とを軸直結
させるとともに、空気圧縮機２９とガスタービン３１と
の間に、例えば６〜３２缶のガスタービン燃焼器３０を
ガスタービン３１に対して環状に設置し、各ガスタービ
ン燃焼器３０をガスタービンケーシング５２で覆設する
構成になっている。
【００６０】このような構成を備えたガスタービンプラ
ント２５において、本実施形態は、空気分離装置３７で
分離した窒素ガスＮ2 を、各ガスタービン燃焼器３０の
燃料噴射部４０に供給する第１窒素供給系３８と、ガス
タービンケーシング５２に設けた第２窒素供給口５０に
供給する第２窒素供給系３９とを備え、第２窒素供給口
５０から案内された窒素ガスＮ2 を主として燃焼器ライ
ナ４６およびトラジションピース４２の冷却用として活
用し、第１窒素供給系３８から燃料噴射部４０に供給す
る窒素ガスＮ2 をより少なくさせて石炭ガス燃料ＣＧと
ともに燃焼ガスＦＧを生成するようになっている。
【００６１】このように、本実施形態では、第１窒素供
給系３８から燃料噴射部４０に供給する窒素ガスＮ2 を
少なくして燃焼ガスＦＧの温度を比較的低くさせている
ので、ＮＯｘ濃度を低く抑えることができ、一酸化炭素
の発生を低く抑えることができる。
【００６２】また、本実施形態では、第２窒素供給系３
９から第２窒素供給口５０に供給する窒素ガスＮ2 の一
部を、トラジションピース４２とガスタービン３１との
接続部にシールＳＬとして供給し、燃焼ガス（ガスター
ビン駆動ガス）ＦＧに合流させてその体積重量を増加さ
せているので、プラント出力およびプラント熱効率を向
上させることができる。
【００６３】図７は、本発明に係る石炭ガス化コンバイ
ンドサイクル発電プラントの第３実施形態を示す概略系
統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分
には同一符号を付す。
【００６４】本実施形態に係る石炭ガス化コンバインド
サイクル発電プラントは、空気分離装置３７で分離した
窒素ガスＮ2 を、ガスタービン燃焼器３０の燃料噴射部
４０に供給する第１窒素供給系３８とガスタービン燃焼
器３０の後流側、具体的にはトラジションピース、外
筒、ガスタービンケーシングのいずれかに供給する第２
窒素供給系３９とのそれぞれに流量調整弁５３ａ，５３
ｂを備えたものである。
【００６５】本実施形態は、第１窒素供給系３８、第２
窒素供給系３９のそれぞれに流量調整弁５３ａ，５３ｂ
を備え、ガスタービン燃焼器３０の燃料噴射部４０およ
びガスタービン燃焼器３０の後流側に供給する窒素ガス
Ｎ2 を適量に調整したので、ＮＯｘ濃度の低減化および
一酸化炭素の発生抑制と相まって燃焼ガスＦＧの体積重
量の増加に伴うプラント出力およびプラント熱効率を確
実に増加させることができる。
【００６６】図８は、本発明に係る石炭ガス化コンバイ
ンドサイクル発電プラントの第４実施形態を示す概略系
統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部分
には同一符号を付す。
【００６７】本実施形態に係る石炭ガス化コンバインド
サイクル発電プラントは、ガス化炉３６からガスタービ
ン燃焼器３０に石炭ガス燃料ＣＧを供給する石炭ガス燃
料供給系５４に発熱量を検出するセンサ５５を設置し、
センサ５５で検出した発熱量に基づいて第１窒素供給系
３８および第２窒素供給系３７のそれぞれ設置した流量
調整弁５３ａ，５３ｂに弁開閉信号を与える演算部５６
を設けたものである。
【００６８】石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラ
ントでは、石炭Ｃの炭種が変ると、その発熱量が約１２
００〜２５００kcal／Nm3 の範囲にわたって変動する。
このため、燃焼ガスＦＧに窒素ガスＮ2 を供給している
状態で、石炭ガス燃料ＣＧの発熱量が低下した場合、燃
焼ガスＦＧは燃焼状態が不安定になり、一酸化炭素をよ
り多く排出するおそれがある。
【００６９】本実施形態は、石炭Ｃの炭種が変ることを
考慮し、ガス化炉３６から石炭ガス燃料供給系５４を介
してガスタービン燃焼器３０に供給される石炭ガス燃料
ＣＧの発熱量をセンサ５５で検出し、その検出信号を予
め定められた設定信号と比較し、偏差が出たとき、その
偏差に基づいて流量調整弁５３ａ，５３ｂに弁開閉信号
を与える演算部５６を備えたものである。
【００７０】したがって、本実施形態では、石炭Ｃの炭
種が変っても流量調整弁５３ａ，５３ｂの弁開度を調整
し、空気分離装置３７から第１窒素供給系３８および第
２窒素供給系３９を介してガスタービン燃焼器３０に適
正量の窒素ガスＮ2 を供給することができるようにした
ので、石炭Ｃの炭種を問わず燃焼ガスＦＧから排出する
一酸化炭素を確実に低く抑えることができる。
【００７１】図９は、本発明に係る石炭ガス化コンバイ
ンドサイクル発電プラントの第４実施形態における変形
例を示す概略系統図である。なお、第１実施形態の構成
部分と同一部分には同一符号を付す。
【００７２】本実施形態に係る石炭ガス化コンバインド
サイクル発電プラントは、ガスタービンプラント２５の
ガスタービン３１の出口側にガスタービン排ガス分析装
置５７を設置し、ガスタービン排ガス分析装置５７で検
出したガスタービン排ガスＧのうち、一酸化炭素濃度を
分析し、その分析信号を予め定められた設定値と比較
し、偏差が出たとき、その偏差に基づいて流量調整弁５
３ａ，５３ｂに弁開閉信号を与える演算部５８を備えた
ものである。
【００７３】このように、本実施形態では、ガスタービ
ン３１から排出するガスタービン排ガス中に含まれる一
酸化炭素を、ガスタービン排ガス分析装置５７で分析
し、一酸化炭素の発生量に応じて演算部５８から流量調
整弁５３ａ、５３ｂに与える弁開閉信号で流量調整弁５
３ａ，５３ｂを弁開閉制御させたので、燃焼ガスＦＧか
ら排出する一酸化炭素を確実に低く抑えることができ
る。
【００７４】図１０は、本発明に係る石炭ガス化コンバ
インドサイクル発電プラントの第５実施形態を示すもの
で、第３実施形態および第４実施形態で示した第１窒素
供給系３８に設けた流量調整弁５３ａと、第２窒素供給
系３９に設けた流量調整弁５３ｂとの弁開度関係を示す
線図である。
【００７５】本実施形態に係る石炭ガス化コンバインド
サイクル発電プラントは、定格負荷運転時、空気分離装
置３７からガスタービン燃焼器３０の燃料噴射部４０に
供給される窒素ガスＮ2 の流量が全流量に対して９５％
になるように、第１窒素供給系３８の流量調整弁５３ａ
の弁開度を設定するとともに、空気分離装置３７からガ
スタービン燃焼器３０の後流側、具体的にはトラジショ
ンピース、外筒、ガスタービンケーシングのいずれかに
供給される窒素ガスＮ2 が全流量に対して２５％になる
ように、第２窒素供給系３９の流量調整弁５３ｂの弁開
度を設定しておき、ガスタービンプラント２５に負荷遮
断指令があった場合、第１窒素供給系３８の流量調整弁
５３ａの弁開度を５％に、また第２窒素供給系３９の流
量調整弁５３ｂの弁開度を９５％に変更させたものであ
る。
【００７６】このように、本実施形態は、定格負荷運転
時、第２窒素供給系３９の流量調整弁５３ｂを微開度に
設定する一方、負荷遮断時、第１窒素供給系３８の流量
調整弁５３ａを微開度に設定し、ガス化炉３６からガス
タービン燃焼器３０に石炭ガス燃料ＣＧを常時、供給で
きるようにさせたので、ガスタービン燃焼器３０の燃料
ガスＦＧの温度が下り、その燃焼状態が悪くなってもそ
の火炎（保炎）を確実に確保することができる。特に、
石炭ガス燃料ＣＧから液体燃料ＬＦに切り替える際、燃
料ガスＦＧの失火がなく有効である。
【００７７】図１１は、本発明に係る石炭ガス化コンバ
インドサイクル発電プラントの第５実施形態における変
形例を示すもので、第３実施形態および第４実施形態で
示した第１窒素供給系３８に設けた流量調整弁５３ａと
第２窒素供給系３９に設けた流量調整弁５３ｂとの弁開
度関係を示す線図である。
【００７８】本実施形態に係る石炭ガス化コンバインド
サイクル発電プラントは、起動運転から例えば３０％負
荷まで液体燃料ＬＦを使用し、それ以後、石炭ガス燃料
ＣＧを使用する場合、起動運転から３０％負荷まで第１
窒素供給系３８の流量調整弁５３ａの弁開度を９５％に
設定し、負荷が上昇するにつれその流量調整弁５３ａの
弁開度を２０％に絞った後、再び弁開度を９５％に開口
させる一方、第２窒素供給系３９の流量調整弁５３ｂの
弁開度を、当初５％に設定し、３０％負荷になるとその
流量調整弁５３ｂの弁開度を８０％に開口させた後、再
び弁開度を５％に絞り、一酸化炭素の排出を低く抑えた
ものである。
【００７９】起動運転から定格負荷運転までの間、ガス
タービン燃焼器３０に使用する燃料を、液体燃料ＬＦ、
例えば灯油から石炭ガス燃料ＣＧに切り替える場合、石
炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントは、燃料の
切り替え時、第１窒素供給系３８の流量調整弁５３ａの
弁開度を拡開ささせておくと、空気分離装置３７からガ
スタービン燃焼器３０に供給される窒素ガスＮ2 が過量
になり、図１２ａに示すように、ＮＯｘ濃度が減少する
ものの、一酸化炭素ＣＯ濃度が過渡的に高くなる。
【００８０】しかし、本実施形態は、燃料の切り替え
時、第１窒素供給系３８の流量調整弁５３ａの弁開度を
２０％に絞り、ホールド状態に維持しつつ、その後の負
荷上昇につれてその弁開度を９５％に拡開させるととも
に、第２窒素供給系３９の流量調整弁５３ｂの弁開度を
逆に８０％に拡開させ、ホールド状態に維持しつつ、そ
の後の負荷上昇につれてその弁開度を５％に絞るように
したので、図１２ｂに示すように、一酸化炭素ＣＯの濃
度を低く抑えることができる。なお、図１２ａ、図１２
ｂともに、縦軸に燃焼ガスＦＧ中のＮＯｘ濃度、一酸化
炭素ＣＯ濃度（ともに相対値）を、横軸にガスタービン
負荷をそれぞれ示している。
【００８１】このように、本実施形態では、各流量調整
弁５３ａ，５３ｂの弁開度を、燃料の切り替え時に変更
させたので、ＮＯｘの濃度はもとより、一酸化炭素ＣＯ
の濃度も低く抑えることができる。
【００８２】図１３は、本発明に係る石炭ガス化コンバ
インドサイクル発電プラントの第６実施形態を示す概略
系統図である。なお、第１実施形態の構成部分と同一部
分には同一符号を付す。
【００８３】本実施形態に係る石炭ガス化コンバインド
サイクル発電プラントは、ガスタービン燃焼器３０の頭
部側に、スワラ５１を備えた燃料噴射部４０を３系統に
区分けした第１燃料噴射部４０ａ、第２燃料噴射部４０
ｂ、第３燃料噴射部４０ｃをそれぞれ設置し、各燃料噴
射部４０ａ，４０ｂ，４０ｃに石炭ガス燃料供給系５４
を介してガス化炉３６で生成した石炭ガス燃料ＣＧを供
給するとともに、第１燃料噴射部４０ａおよび第３燃料
噴射部４０ｃに空気分離装置３７で分離した窒素ガスＮ
2 を窒素供給系５９を介して供給し、ガスタービン負荷
遮断時、第２燃料噴射部４０ｂのみを残し、第１燃料噴
射部４０ａおよび第２燃料噴射部４０ｃの使用を停止さ
せたものである。
【００８４】本実施形態は、低負荷時、ガス化炉３６か
ら第２燃料噴射部４０ｂに、図１４で示すように、液体
燃料ＬＦを供給し、拡散燃焼により燃焼ガスＦＧを生成
・確保し、この間、空気分離装置３７から第１燃料噴射
部４０ａ、第３燃料噴射部４０ｃに窒素ガスＮ2 を供給
してＮＯｘ濃度および一酸化炭素ＣＯ濃度を低く抑え、
ガスタービン負荷が予め定められた負荷値になると、各
燃料噴射部４０ａ，４０ｂ，４０ｃの全てを開口させて
ガスタービン負荷を定格に至らしめ、定格負荷運転中、
負荷遮断の指令があると、第２燃料噴射部４０ｂのみを
残し、第１燃料噴射部４０ａおよび第３燃料噴射部４０
ｃを閉口させ、第３燃料噴射部４０ｂのみで火炎（保
炎）を確保させ、ガスタービンプラント２５の再起動運
転まで待期させるようになっている。
【００８５】このように、本実施形態では、燃料噴射部
４０を３系統に区分けし、一つを燃焼ガスＦＧの生成確
保に使用し、残りでガスタービン負荷増加用に使用する
一方、ガスタービン負荷遮断時、一つだけを残して他の
全てを閉口させ、この間、空気分離装置３７からの窒素
ガスＮ2 を閉口させた燃料噴射部に供給し、残した燃料
噴射部から生成された燃焼ガスＦＧに混合させたので、
ＮＯｘ濃度および一酸化炭素濃度を低く抑えて再起動運
転に迅速に対処させることができる。
【００８６】
【発明の効果】以上の説明の通り、本発明に係る石炭ガ
ス化コンバインドサイクル発電プラントは、空気圧縮機
からの高圧空気を空気分離装置で窒素ガスと酸素ガスに
分離し、その窒素ガスをガスタービン燃焼器に供給する
際、窒素供給系を第１窒素供給系と第２窒素供給系とに
区分けし、第１窒素供給系をガスタービン燃焼器の燃料
噴射部に接続して燃料噴射部から生成される燃焼ガス温
度を低くさせるとともに、第２窒素供給系をガスタービ
ン燃焼器の後流側に接続して燃焼ガスの体積重量を増加
させたので、低ＮＯｘ濃度変化および低ＣＯ濃度化と相
まってプラント出力およびプラント熱効率を従来よりも
大幅に増加させることができる。
【００８７】その際、第１窒素供給系および第２窒素供
給系のそれぞれに流量調整弁を備え、空気分離装置から
ガスタービン燃焼器の燃料噴射部およびガスタービン燃
焼器の後流側のそれぞれに供給する窒素ガスを各流量調
整弁で適正流量に分配する流量コントロールをさせてい
るので、ガスタービン燃焼器に低ＮＯｘ濃度化等を確実
に行わせることができる。
【００８８】また、本発明に係る石炭ガス化コンバイン
ドサイクル発電プラントは、第１窒素供給系および第２
窒素供給系のそれぞれに設けた流量調整弁の弁開度を、
ガスタービン負荷遮断時または負荷運転中に変更させた
ので、ＣＯ濃度をより一層低く抑えることができる。
【００８９】また、本発明に係る石炭ガス化コンバイン
ドサイクル発電プラントは、ガスタービン燃焼器の頭部
側に設けた燃料噴射部を複数個設置し、一つの燃料噴射
部にガス化炉の石炭ガス燃料のみを供給し、残の燃料噴
射部にガス化炉からの石炭ガス燃料および空気分離装置
からの窒素ガスを供給し、ガスタービン負荷遮断時、一
つの燃料噴射部のみで燃焼ガスを生成確保させたので、
ＮＯｘ濃度等を低く維持させつつ、ガスタービンプラン
トの再起動運転に迅速に対処させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラントの第１実施形態を示す概略系統図。
【図２】燃焼ガスに投入する窒素ガスの比率とプラント
比出力比およびプラント熱効率比との関係を示すグラ
フ。
【図３】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラントの第１実施形態に適用するガスタービン燃
焼器の概略図。
【図４】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラントに適用するガスタービン燃焼器の第１実施
形態における変形例を示す概略図。
【図５】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラントの第２実施形態を示す概略系統図。
【図６】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラントの第２実施形態に適用するガスタービンプ
ラントの概略断面図。
【図７】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラントの第３実施形態を示す概略系統図。
【図８】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラントの第４実施形態を示す概略系統図。
【図９】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイクル
発電プラントの第４実施形態における変形例を示す概略
系統図。
【図１０】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイク
ル発電プラントの第５実施形態を示すもので、第３実施
形態および第４実施形態で示した流量調整弁の弁開度
を、ガスタービン負荷遮断時に変更する場合の線図。
【図１１】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイク
ル発電プラントの第５実施形態における変形例を示すも
ので、第３実施形態および第４実施形態で示した流量調
整弁の弁開度を、ガスタービン負荷運転中に変更する場
合の線図。
【図１２】（ａ）は、図１１において、ガスタービン負
荷運転中、燃料を灯油から石炭ガス燃料に切り替える場
合、流量調整弁の弁開度を変更しないときのＮＯｘ濃
度、ＣＯ濃度の変化を示すグラフ、（ｂ）は、図１１に
おいて、ガスタービン負荷運転中、燃料を灯油から石炭
ガス燃料に切り替える場合、流量調整弁の弁開度を変更
したときのＮＯｘ濃度、ＣＯ濃度の変化を示すグラフ。
【図１３】本発明に係る石炭ガス化コンバインドサイク
ル発電プラントの第６実施形態を示す概略系統図。
【図１４】図１３において、ガスタービン燃焼器に供給
した石炭ガス燃料および窒素ガスの特性線図。
【図１５】従来の石炭ガス化コンバインドサイクル発電
プラントを示す概略系統図。
【図１６】従来のガスタービン燃焼器を示す概略図。
【符号の説明】
１ ガスタービンプラント ２ 蒸気タービンプラント ３ 排熱回収ボイラ ４ 石炭ガス化プラント ５ 空気圧縮機 ６ ガスタービン燃焼器 ７ ガスタービン ８ 蒸気タービン ９ 発電機 １０ 復水器 １１ 煙突 １２ ガス化炉 １３ 空気分離装置 １４ 外筒 １５ フロースリーブ １６ 燃焼器ライナ １７ 空気通路 １８ 燃焼室 １９ トラジションピース ２０ 燃料噴射部 ２１ 液体燃料供給口 ２２ 石炭ガス燃料口 ２３ 窒素供給口 ２４ スワラ ２５ ガスタービンプラント ２６ 蒸気タービンプラント ２７ 排熱回収ボイラ ２８ 石炭ガス化プラント ２９ 空気圧縮機 ３０ ガスタービン燃焼器 ３１ ガスタービン ３２ 煙突 ３３ 蒸気タービン ３４ 発電機 ３５ 復水器 ３６ ガス化炉 ３７ 空気分離装置 ３８ 第１窒素供給系 ３９ 第２窒素供給系 ４０ 燃料噴射部 ４１ 燃焼室 ４２ トラジションピース ４３ 液体燃料供給口 ４４ 石炭ガス燃料口 ４５ 第１窒素供給口 ４６ 燃焼器ライナ ４７ 空気通路 ４８ フロースリーブ ４９ 外筒 ５０ 第２窒素供給口 ５１ スワラ ５２ ガスタービンケーシング ５３ａ，５３ｂ 流量調整弁 ５４ 石炭ガス燃料供給系 ５５ センサ ５６ 演算部 ５７ ガスタービン排ガス分析装置 ５８ 演算部 ５９ 窒素供給系
フロントページの続き (72)発明者 岩井 保憲 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 小野田 昭博 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスタービンプラント、蒸気タービンプ
    ラント、排熱回収ボイラに石炭ガス化プラントを組み合
    わせた石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントに
    おいて、上記石炭ガス化プラントの空気分離装置で分離
    した窒素ガスを上記ガスタービンプラントのガスタービ
    ン燃焼器に供給する窒素供給系を２系統に区分けし、そ
    の一つの窒素供給系を上記ガスタービン燃焼器の燃料噴
    射部に接続させる一方、その残りの窒素供給系を上記ガ
    スタービン燃焼器の後流側に接続させたことを特徴とす
    る石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント。
  2. 【請求項２】 ガスタービン燃焼器の後流側に接続させ
    た窒素供給系の接続口は、上記ガスタービン燃焼器の燃
    焼器ライナに接続するトラジションピースであることを
    特徴とする請求項１に記載の石炭ガス化コンバインドサ
    イクル発電プラント。
  3. 【請求項３】 ガスタービン燃焼器の後流側に接続させ
    た窒素供給系の接続口は、上記ガスタービン燃焼器の外
    筒であることを特徴とする請求項１に記載の石炭ガス化
    コンバインドサイクル発電プラント。
  4. 【請求項４】 ガスタービン燃焼器の後流側に接続させ
    た窒素供給系の接続口は、上記ガスタービン燃焼器を覆
    設するガスタービンケーシングであることを特徴とする
    請求項１に記載の石炭ガス化コンバインドサイクル発電
    プラント。
  5. 【請求項５】 ガスタービンプラント、蒸気タービンプ
    ラント、排熱回収ボイラに石炭ガス化プラントを組み合
    わせた石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントに
    おいて、上記石炭ガス化プラントの空気分離装置で分離
    した窒素ガスを上記ガスタービンプラントのガスタービ
    ン燃焼器に供給する窒素供給系を２系統に区分けし、そ
    の一つの窒素供給系に流量調整弁を介装させて上記ガス
    タービン燃焼器の燃料噴射部に接続させる一方、その残
    りの窒素供給系に流量調整弁を介装させて上記ガスター
    ビン燃焼器の後流側に接続させたことを特徴とする石炭
    ガス化コンバインドサイクル発電プラント。
  6. 【請求項６】 ガスタービン燃焼器の燃料噴射部に接続
    させた窒素供給系に介装した流量調整弁および上記ガス
    タービン燃焼器の後流側に接続させた窒素供給系に介装
    した流量調整弁は、石炭ガス化プラントのガス化炉から
    石炭ガス燃料供給系を介して上記燃料噴射部に供給する
    石炭ガス燃料の発熱量を検出し、その発熱量検出信号に
    基づいて弁開閉信号を演算する演算部を備えたことを特
    徴とする請求項５に記載の石炭ガス化コンバインドサイ
    クル発電プラント。
  7. 【請求項７】 ガスタービン燃焼器の燃料噴射部に接続
    させた窒素供給系に介装した流量調整弁および上記ガス
    タービン燃焼器の後流側に接続させた窒素供給系に介装
    した流量調整弁は、ガスタービンプラントのガスタービ
    ンから排熱回収ボイラに供給されるガスタービン排ガス
    に含まれる一酸化炭素濃度を検出し、その一酸化炭素濃
    度検出信号に基づいて弁開閉信号を演算する演算部を備
    えたことを特徴とする請求項５に記載の石炭ガス化コン
    バインドサイクル発電プラント。
  8. 【請求項８】 ガスタービンプラント、蒸気タービンプ
    ラント、排熱回収ボイラに石炭ガス化プラントを組み合
    わせた石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントに
    おいて、上記石炭ガス化プラントの空気分離装置で分離
    した窒素ガスを上記ガスタービンプラントのガスタービ
    ン燃焼器に供給する窒素供給系を２系統に区分けし、そ
    の一つを上記ガスタービン燃焼器の燃料噴射部に接続さ
    せた窒素供給系に介装した流量調整弁は、ガスタービン
    の負荷遮断時、弁開度を５％に設定するとともに、その
    残りを上記ガスタービン燃焼器の後流側に接続させた窒
    素供給系に介装した流量調整弁は、ガスタービンの負荷
    遮断時、弁開度を９５％に設定したことを特徴とする石
    炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント。
  9. 【請求項９】 ガスタービンプラント、蒸気タービンプ
    ラント、排熱回収ボイラに石炭ガス化プラントを組み合
    わせた石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラントに
    おいて、上記石炭ガス化プラントの空気分離装置で分離
    した窒素ガスを上記ガスタービンプラントのガスタービ
    ン燃焼器に供給する窒素供給系を２系統に区分けし、そ
    の一つを上記ガスタービン燃焼器の燃料噴射部に接続さ
    せた窒素供給系に介装した流量調整弁は、ガスタービン
    の負荷運転中、予め定められた負荷になったとき弁開度
    を２０％に絞ってホールド状態に維持させた後、再び弁
    開度を９５％に拡開させるとともに、その残りを上記ガ
    スタービン燃焼器の後流側に接続させた窒素供給系に介
    装した流量調整弁は、ガスタービンの負荷運転中、予め
    定められた負荷になったとき弁開度を８０％に拡開して
    ホールド状態に維持させた後、再び弁開度を５％に絞り
    込むことを特徴とする石炭ガス化コンバインドサイクル
    発電プラント。
  10. 【請求項１０】 ガスタービンプラント、蒸気タービン
    プラント、排熱回収ボイラに石炭ガス化プラントを組み
    合わせた石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント
    において、上記ガスタービンプラントのガスタービン燃
    焼器の頭部側に複数の燃料噴射部を設置し、複数の全て
    の燃料噴射部に上記石炭ガス化プラントのガス化炉で生
    成された石炭ガス燃料を供給する石炭ガス燃料系を備え
    るとともに、上記複数の燃料噴射部のうち、少なくとも
    一つを除いた残りに上記石炭ガス化プラントの空気分離
    装置で分離した窒素ガスを供給する窒素供給系を備えた
    ことを特徴とする石炭ガス化コンバインドサイクル発電
    プラント。
  11. 【請求項１１】 複数の燃料噴射部のうち、ガスタービ
    ン負荷遮蔽時、ガス化炉の石炭ガス燃料のみが供給され
    る燃料噴射部の運転を継続させ、残りの全ての燃料噴射
    部の運転を停止させることを特徴とする請求項１０に記
    載の石炭ガス化コンバインドサイクル発電プラント。
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