JPS59191809A - 蒸気−ガス複合サイクルの低ＮＯｘ化法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は蒸気−ガス複合サイクルの低ＮＯｘ化法および
その装置に係シ、特に蒸気−ガス複合サイクル発電装置
等において、ガスタービン排ガス中の１景酸化物（ＮＯ
ｘ　）を低減させるのに好適な方法および装置に関する
。

〔従来技術〕

蒸気−ガス複合サイクル（以下ＨＲＳ　Ｇとも称す）で
は、ガスタービン燃焼器が高負荷燃焼を行うためガスタ
ー、ビン排ガス中のＮＯｘ量が多い。またガスタービン
では空気過剰率が大きい特性があり、このため排ガス量
は同出力のボイラ装置と比較して多い。これらの点から
従来のＨＲ８Ｇ装置では排ガス中のＮＯｘを除去するた
めの脱硝装置が大型化する問題があった。脱硝装置の大
型化は必然的に脱硝装置の設置スペースを太きくし、ガ
スタービンの小型化軽量化の利点を損い、これがため発
電プラントの建設費が高くなっていた。

また従来のＨＲＳ　Ｇ装置では起動時においてガスター
ビン排ガス中のＮＯｘを除去する脱硝装置が熱的に定常
になる寸でに時間がかかり、この間の脱硝率が低下し、
排ガス中のＮＯｘ量が多い問題がある。更にガスタービ
ンからの排ガスの温度が低いため、蒸気発生器における
蒸気側の熱交換が低い問題がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、装置を大型化することなく、ガスター
ビン排ガス中のＮＯｘ量を低減でき、しかも起動時にも
Ｎ０ｘｉを低減することができるとともに蒸気発生器に
おける蒸気側の熱吹換を高（・ものとすることができる
蒸気−ガス複合サイクルの低ＮＯｘ化法およびその装置
を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、ガスタービン排ガス中に化石燃料を供給し、
排ガス中の酸素により化石燃料を分解し、排ガス中のＮ
Ｏｘの還元を行うことに１よって燃焼的に脱硝反応を行
うようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面に基いて本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す蒸気−ガス複合サイク
ル発電装置の概略的構成図である。この装置は、圧縮機
２と、燃焼器３と、ガスタービン４と、ガスタービン発
電機７と、蒸気発生器５と、蒸気タービン１０．１１と
復水器１２と、蒸気タービン発電機１４と、給水ポンプ
１３とから主として構成されている。

蒸気発生器５にはガスタービン排ガス入口側に低ＮＯｘ
バーナ１９が設けられ、このノ（−す１９には化石燃料
１７および燃焼甫空気１８がそれぞれ導入されるように
なっている。更に蒸気発生器５内であって、バーナ１９
の設置位置よりもガス多−ピン排ガスの下流側に完全燃
焼用空気ノズノシ２が設けられている。

このような蒸気−ガス複合サイクル発電装置において、
大気から吸入された空気１は圧縮機２で加圧され、燃焼
器３で化石燃料（図示せず）を燃焼させて高温高圧の燃
焼ガスを作る。この高温高圧の燃焼ガスはガスタービン
４で膨張してガスタービン発電機７を駆動する。ガスタ
ービン４の出力のうち約１／；２は圧縮機２で消費され
る。

ココテ燃焼器３ハ２０〜２５×１０６ＫＣａｌ／ＩＴＩ
′ｈと従来のボイラ装置に比べて約２００倍の高負荷燃
焼を行なっているため、火災温度が高くサーマルＮＯｘ
の発生量が多い。因みにガスタービン排ガス中のＮＯｘ
量はガス燃料の場合７０〜ｘｏｏｐｍ程度、簡燃料の場
合１５０〜２５０　ｐｍ程度である。またガスタービン
排ガスは４５０〜５５０℃程度の高温ガスである。

このようなガスタービン排ガスが蒸気発生器５内の低Ｎ
Ｏｘ域２０、に導入され、−力任ＮＯｘ　□’−す１９
には化石燃′料１７と燃焼用空気１８力玉空気比２　　
（燃料１７の理論燃焼空気量で燃焼空気１８の量を除し
た数値）１．０以下で供給される。この結果、低ＮＯｘ
バーナ１９の火災は還元炎となり、低ＮＯｘ域２０にお
いてガスタービン排ガス中のＮＯｘヲ還元させる。低Ｎ
Ｏｘ域において、ガスタービンリドガス中には多量の酸
素が残って（・るので、イヒ石燃料１７は少量の場合、
はぼ完全に燃焼する力；、イヒ石燃料１７の未燃分があ
る場合、完全燃焼用空気ノズル２２から供給される空気
により完全に燃焼する。

低ＮＯｘ域２０で脱硝され、かつ新らたにカロえられた
燃料の燃焼により更に高温となったガスタービン排ガス
は、蒸気発生器５で熱交換された後、排ガス２１として
大気へ放、出される。蒸気発生器５では圧縮水８が加熱
され、蒸気９となって蒸気タービン】０で膨張し、次に
蒸気タービン１１で膨張する。図中では蒸気タービンは
２段となっているが、蒸気圧力と蒸気温度により最適な
段数が決定される。

蒸気タービン１１で膨張した蒸気は、復水器１２で冷却
水１５によって冷却され凝縮して水となり、給水ポンプ
１３で加圧されて圧縮水８となり、再び蒸気発生器５に
至る、所謂クローズドサイクルを構成している。

図示した実施例において、低ＮＯｘ域２ｏは蒸気発生器
５内に形成されているが、低ＮＯｘバーナを有する低Ｎ
Ｏｘ域を蒸気発生器５と分離独立してガスタービンから
蒸気発生器に至る煙道の途中に設けてもよい。また低Ｎ
Ｏｘ域に設置されろ低ＮＯｘバーナはガスタービンの排
ガス量や排ガス中のＮＯＸ量等に応じて２個以北として
もよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、次のような効果が発揮さ
れろ。

第１は、ガスタービン排ガス中のＮＯｘを化石燃料によ
り燃焼的に還元できるので、ガスタービンの煙道に設置
されろ通常の脱硝装置を小型化乃至除去できる。したが
って脱硝装置の据付スペースを小さくすることができろ
。

第２は起動時においても、直ちに低ＮＯｘバーナな動作
させることによって低ＮＯｘを達成することができる。

第３はガスタービン排ガス中に新らたに加えられた燃料
の燃焼によって蒸気発生器の入口排ガス温度が上がるの
で、蒸気タービン側の効率を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施列を示す蒸気−複合サイクル発
電装置の概略的構成図である。 ２・・・圧縮機、３・・・燃焼器、４・・・ガスタービ
ン、５・・蒸気発生器、７・・・ガスタービン発電機、
１０゜１１・・・蒸気タービン、１２・１・復水器、１
４・・蒸気ターヒン発［ｉ、１６・・・ガスタービン排
ガス、７１９・・低ＮＯｘ：”？−す、２２・・・完全
燃焼用空気ノズル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　ガスタービンと他の熱機関との複合サイクル
   において、ガスタービン排ガスに化石燃料を供給し、ガ
   スタービン排ガス中のＮＯｘ　ｆ還元させることを特徴
   とする蒸気−ガス複合サイクルの低ＮＯｘ化法。 （２、特許請求の範囲第１項において、ガスタービン排
   ガスに化石燃料と空気比１．０以下の空気を供給して、
   ガスタービス排ガス中のＮＯｘを還元させることを特徴
   とする蒸気−ガス複合サイクルの低ＮＯｘ化法。 （３）　　ガスタービンからガスタービン排ガスを蒸気
   発生器へ導入するラインを有する蒸気−ガス複合サイク
   ル装置において、前記蒸気発生器内又は前記ラインの途
   中に化石燃料をガスタービン排ガス罠供給してガスター
   ビン排ガス中のＮＯｘを還元するためのバーナを設けた
   ことを特徴とする蒸気−ガス複合サイクルの低ＮＯｘ化
   装置。 （４）特許請求の範囲第３項において、前記バーナは前
   記蒸気発生器内におけるガスタービン排ガスの入口側に
   設けられていることを特徴とする蒸気−ガス複合サイク
   ルの低ＮＯｘ化装置。 （５）特許請求の範囲第４項において、前記バーナの設
   置位置よりも前記蒸気発生器におけるガスタービンガス
   の下流側に前記バーナから供給される化石燃料の不燃分
   をほぼ完全に燃焼させるだめの燃焼用空気を供給するノ
   ズルを設けたことを特徴とする蒸気−ガス複合サイクル
   の低ＮＯｘ化装置。