JP6351389B2 - Exhaust reburning system - Google Patents
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Description
本発明は、原動機からの燃焼排ガスを酸素含有ガスとして用いて燃焼する燃焼バーナが、熱回収用の燃焼室に装備された排気再燃システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas reburning system in which a combustion burner that burns using combustion exhaust gas from a prime mover as an oxygen-containing gas is installed in a combustion chamber for heat recovery.
かかる排気再燃システムは、原動機から排出される燃焼排ガスの保有熱を熱回収用の燃焼室に回収することにより、熱効率の向上を図るものである。
そして、排気再燃システムは、例えば、原動機が、発電機を駆動する発電用のガスタービンとして構成され、燃焼室が、発電用の蒸気タービンに供給する蒸気を生成する蒸気ボイラの燃焼室として構成されて、いわゆるコンバインドサイクル発電システムを構成するのに用いられる等、各種のシステムに適用されることになる。
Such an exhaust reburning system is intended to improve the thermal efficiency by recovering the retained heat of the combustion exhaust gas discharged from the prime mover in a combustion chamber for heat recovery.
In the exhaust gas reburning system, for example, the prime mover is configured as a gas turbine for power generation that drives the generator, and the combustion chamber is configured as a combustion chamber of a steam boiler that generates steam to be supplied to the steam turbine for power generation. Thus, the present invention is applied to various systems such as being used to construct a so-called combined cycle power generation system.
排気再燃システムの従来例として、固体燃料貯留ビンから供給される石炭を粉砕する固体燃料粉砕機が設けられ、燃焼バーナが、固体燃料粉砕機にて粉砕された石炭(粉砕固体燃料)を燃料として燃焼するように構成されたものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional example of an exhaust gas reburning system, a solid fuel pulverizer for pulverizing coal supplied from a solid fuel storage bin is provided, and a combustion burner uses coal pulverized by the solid fuel pulverizer (pulverized solid fuel) as fuel. Some are configured to burn (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1には、固体燃料貯留ビンに貯留される石炭や固体燃料粉砕機にて粉砕された石炭についての説明は省略されているが、一般に、固体燃料貯留ビンに貯留される石炭は塊状であり、固体燃料粉砕機にて粉砕された石炭は粉粒状であるため、特許文献1においても同様であると考えることができる。 In Patent Document 1, description of coal stored in the solid fuel storage bin and coal pulverized by the solid fuel crusher is omitted, but generally, the coal stored in the solid fuel storage bin is a lump. In addition, since the coal pulverized by the solid fuel pulverizer is in a granular form, it can be considered that the same applies to Patent Document 1.
また、特許文献1には、固体燃料粉砕機についての詳細な説明は省略されているが、原動機としてのガスタービンの燃焼排ガスを導入して粉砕処理を行うことが記載され、そして、粉砕された石炭(粉砕固体燃料)が、ガスタービンの燃焼排ガスにて搬送される形態で燃焼バーナに供給されるように構成されている。 Patent Document 1 omits a detailed description of the solid fuel pulverizer, but describes that the combustion exhaust gas of a gas turbine as a prime mover is introduced to perform pulverization treatment, and the pulverization is performed. Coal (pulverized solid fuel) is configured to be supplied to the combustion burner in such a form that it is conveyed by the combustion exhaust gas of the gas turbine.
従来の排気再燃システムにおいては、塊状の石炭を粉粒状の石炭に粉砕する固体燃料粉砕機を装備するものであるため、全体構成が複雑で高価となるものであり、改善が望まれるものであった。
すなわち、石炭は、重油等の燃料油や天然ガス等の燃料ガスに較べて安価であるため、石炭を燃料として使用することが望まれるものとなるが、固体燃料粉砕機を装備すると、排気再燃システムの全体構成が複雑で高価となるものであり、改善が望まれるものであった。
Since the conventional exhaust gas reburning system is equipped with a solid fuel pulverizer that pulverizes massive coal into granular coal, the overall configuration is complicated and expensive, and improvement is desired. It was.
That is, since coal is cheaper than fuel oil such as heavy oil and fuel gas such as natural gas, it is desirable to use coal as a fuel. The overall configuration of the system is complicated and expensive, and improvement is desired.
本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、石炭を燃料として使用しながらも、全体構成の簡素化及び低廉化を図ることができ、しかも、燃焼量の変更調節を良好に行える排気再燃システムを提供する点にある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to simplify and reduce the overall configuration while using coal as a fuel, and to change the amount of combustion. The object is to provide an exhaust gas reburning system that can be adjusted well.
本発明の排気再燃システムは、原動機からの燃焼排ガスを酸素含有ガスとして用いて燃焼する燃焼バーナが、熱回収用の燃焼室に装備されたものであって、その第1特徴構成は、
前記燃焼バーナとして、塊状の石炭をストーカにて載置搬送した状態で前記燃焼排ガスにて燃焼させる石炭燃焼部と、石炭以外のガス燃料又は液体燃料を前記燃焼排ガスにて燃焼させ且つ燃焼量を変更調節自在な他燃料燃焼部とを備え、
前記他燃料燃焼部が、燃焼ガスを前記石炭燃焼部の上面部に向けて流動させる形態で、前記石炭燃焼部よりも上方箇所に設置されている点を特徴とする。
ちなみに、他燃料燃焼部にて燃焼させる石炭以外のガス燃料又は液体燃料とは、塊状の石炭及び粉粒状の石炭とは異なるガス燃料又は液体燃料を意味するものである。
In the exhaust gas reburning system of the present invention, a combustion burner that burns using combustion exhaust gas from a prime mover as an oxygen-containing gas is equipped in a combustion chamber for heat recovery, and the first characteristic configuration is
As the combustion burner, a coal combustion part that burns in the flue gas in a state where massive coal is placed and conveyed by a stoker, and a gas fuel or liquid fuel other than coal is burned in the flue gas and the amount of combustion is reduced. With other fuel combustion parts that can be changed and adjusted ,
The said other fuel combustion part is the point which is installed in the upper location rather than the said coal combustion part in the form which flows combustion gas toward the upper surface part of the said coal combustion part .
Incidentally, the gas fuel or liquid fuel other than the coal burned in the other fuel combustion section means a gas fuel or liquid fuel different from the bulk coal and the granular coal.
すなわち、石炭燃焼部と他燃料燃焼部とが、熱回収用の燃焼室に装備されて、原動機からの燃焼排ガスを酸素含有ガスとして用いて燃焼することになる。
石炭燃焼部は、塊状の石炭をストーカにて載置搬送した状態で燃焼させるものであるから、塊状の石炭を、塊状のままでストーカに供給して燃焼させることができるため、塊状の石炭を粉砕処理するための装置を装備する必要がなく、全体構成の簡素化及び低廉化を図ることができる。
That is, the coal combustion section and the other fuel combustion section are equipped in the combustion chamber for heat recovery, and burn using the combustion exhaust gas from the prime mover as the oxygen-containing gas.
Since the coal burning part burns in a state where massive coal is placed and conveyed by a stoker, the massive coal can be supplied to the stoker and burned as it is. There is no need to equip a device for pulverization, and the overall configuration can be simplified and reduced in price.
他燃料燃焼部は、石炭以外のガス燃料又は液体燃料を燃焼させるものであって、燃焼量を変更調節できるものであるから、燃焼室の燃焼負荷の変動に応じて、他燃料燃焼部の燃焼量を変更調節することができる。
つまり、石炭燃焼部は、塊状の石炭を塊状のままで燃焼させるものであるため、燃焼室の燃焼負荷の変動に応じて、燃焼量を適切に変更することが困難であるが、石炭燃焼部に加えて、燃焼量の変更調節を良好に行うことができる他燃料燃焼部を備えさせることによって、燃焼室の燃焼負荷の変動に応じた燃焼量の変更調節を良好に行うことができるのである。
The other fuel combustion section burns gas fuel or liquid fuel other than coal, and the amount of combustion can be changed and adjusted, so that the combustion of the other fuel combustion section depends on the fluctuation of the combustion load in the combustion chamber. The amount can be changed and adjusted.
In other words, since the coal combustion section burns massive coal as it is, it is difficult to appropriately change the combustion amount in accordance with fluctuations in the combustion load of the combustion chamber. In addition to this, by providing the other fuel combustion section that can satisfactorily adjust the amount of combustion, it is possible to satisfactorily adjust the amount of combustion according to fluctuations in the combustion load of the combustion chamber. .
要するに、本発明の第1特徴構成によれば、石炭を燃料として使用しながらも、全体構成の簡素化及び低廉化を図ることができ、しかも、燃焼量の変更調節を良好に行える排気再燃システムを提供できる。 In short, according to the first characteristic configuration of the present invention, the exhaust gas reburning system can simplify and reduce the overall configuration while using coal as the fuel, and can perform the change adjustment of the combustion amount satisfactorily. Can provide.
又、他燃料燃焼部の燃焼ガスが石炭燃焼部の上面部に向けて流動することによって、石炭燃焼部の上面部、つまり、ストーカにて載置搬送される塊状の石炭が、他燃料燃焼部の燃焼ガスにて加熱されて昇温することになり、空気比を低下させた状態で、石炭燃焼部を良好に燃焼させることが可能となる。 Moreover , when the combustion gas of the other fuel combustion part flows toward the upper surface part of the coal combustion part, the upper surface part of the coal combustion part, that is, the massive coal placed and conveyed by the stoker is transferred to the other fuel combustion part. Thus, the coal combustion section can be burned well in a state where the air ratio is lowered.
つまり、ストーカにて載置搬送される塊状の石炭を燃焼させるには、一般に、空気比を1.1以上にすることになるが、ストーカにて載置搬送される塊状の石炭を、他燃料燃焼部の燃焼ガスにて加熱することにより、例えば、空気比を1.05程度にした状態で、ストーカにて載置搬送される塊状の石炭を良好に燃焼させることができる。 In other words, in order to burn the bulk coal placed and transported by the stalker, the air ratio is generally set to 1.1 or more. By heating with the combustion gas in the combustion section, for example, the massive coal placed and conveyed by the stoker can be burned well in a state where the air ratio is about 1.05.
したがって、石炭燃焼部に対して燃焼用の酸素含有ガスとして供給される原動機からの燃焼排ガスの供給量を、空気比を低下させた状態で燃焼させる量に設定することにより、燃焼室から排気される排ガスの残存酸素濃度を低下させることが可能となって、熱効率の向上を図ることができる。 Therefore, by setting the supply amount of the combustion exhaust gas from the prime mover supplied as the oxygen-containing gas for combustion to the coal combustion section to the amount to be burned with the air ratio lowered, the exhaust gas is exhausted from the combustion chamber. This makes it possible to reduce the residual oxygen concentration of the exhaust gas, thereby improving the thermal efficiency.
ちなみに、他燃料燃焼部の燃焼ガスが石炭燃焼部の上面部に向けて流動することによって、他燃料燃焼部の燃焼ガスに含まれる残存酸素を、石炭燃焼部の燃焼用酸素として消費することが可能となり、この点からも、燃焼室から排気される排ガスの残存酸素濃度を低下させることが可能となって、熱効率の向上を図ることができる。 Incidentally, when the combustion gas of the other fuel combustion part flows toward the upper surface part of the coal combustion part, the residual oxygen contained in the combustion gas of the other fuel combustion part may be consumed as combustion oxygen for the coal combustion part. Also from this point, it is possible to reduce the residual oxygen concentration of the exhaust gas exhausted from the combustion chamber, and to improve the thermal efficiency.
要するに、本発明の第1特徴構成は、上記作用効果に加えて、熱効率の向上を図ることできる排気再燃システムを提供できる。 In short, the first characteristic configuration of the present invention can provide an exhaust gas reburning system that can improve the thermal efficiency in addition to the above-described effects.
本発明の排気再燃システムの第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、
前記他燃料燃焼部の燃焼ガスが、前記石炭燃焼部の上面部のうちの、前記ストーカの搬送方向の終端側部分に向けて流動するように構成されている点を特徴とする。
In addition to the first characteristic configuration described above, the second characteristic configuration of the exhaust gas reburning system of the present invention includes:
The combustion gas of the other fuel combustion unit is configured to flow toward a terminal end side in the conveying direction of the stalker in the upper surface of the coal combustion unit.
すなわち、石炭燃焼部のストーカの搬送方向の始端側部分では、塊状の石炭の乾留ガス(揮発分)が燃焼することになり、石炭燃焼部のストーカの搬送方向の終端側部分では、乾留後の塊状の石炭(固形分)が燃焼することになることに鑑みて、他燃料燃焼部の燃焼ガスを、石炭燃焼部の上面部のうちの、ストーカの搬送方向の終端側部分に向けて流動させることにより、乾留後の塊状の石炭に対して、他燃料燃焼部の燃焼ガスを吹き付けるようにする。 That is, in the start end portion of the coal combustion portion in the stoker transport direction, the bulk coal dry distillation gas (volatile matter) is combusted. In view of the fact that massive coal (solid content) is combusted, the combustion gas of the other fuel combustion part is caused to flow toward the terminal side in the conveying direction of the stoker in the upper surface part of the coal combustion part. Thus, the combustion gas of the other fuel combustion section is sprayed on the massive coal after dry distillation.
このように、乾留後の塊状の石炭に対して他燃料燃焼部の燃焼ガスを吹き付けることにより、乾留ガス(揮発分)に較べて燃焼性が低い乾留後の塊状の石炭を的確に燃焼させることができるため、塊状の石炭の全体を良好に燃焼させることができる結果、石炭燃焼部の発熱量を上昇させることができるものとなる。 In this way, by blowing the combustion gas of the other fuel combustion section to the bulk coal after dry distillation, the bulk coal after dry distillation having low combustibility compared to the dry distillation gas (volatile matter) can be accurately burned. Therefore, as a result of being able to burn the entire bulk coal well, the calorific value of the coal burning part can be increased.
要するに、本発明の第2特徴構成は、上記第1特徴構成による作用効果に加えて、石炭燃焼部の発熱量を上昇させることができる排気再燃システムを提供できる。 In short, the second characteristic configuration of the present invention can provide an exhaust reburning system capable of increasing the calorific value of the coal combustion section in addition to the operational effects of the first characteristic configuration.
本発明の排気再燃システムの第3特徴構成は、上記第1又は第2特徴構成に加えて、
前記原動機からの燃焼排ガスが、前記他燃料燃焼部の最大燃焼量に対応させた状態で、当該他燃料燃焼部に供給されている点を特徴とする。
In addition to the first or second characteristic configuration described above, the third characteristic configuration of the exhaust gas reburning system of the present invention includes:
The combustion exhaust gas from the prime mover is supplied to the other fuel combustion section in a state corresponding to the maximum combustion amount of the other fuel combustion section.
すなわち、他燃料燃焼部の燃焼量は、燃焼室の燃焼負荷の変動に応じて変更調節されることになるが、原動機からの燃焼排ガスが、他燃料燃焼部の最大燃焼量に対応させた状態で、当該他燃料燃焼部に供給されているから、燃焼用の酸素含有ガスとして供給される原動機からの燃焼排ガスの供給量が、他燃料燃焼部の燃焼量の変更調節に拘わらず、不足することがない。 That is, the combustion amount of the other fuel combustion part is changed and adjusted according to the fluctuation of the combustion load in the combustion chamber, but the combustion exhaust gas from the prime mover corresponds to the maximum combustion amount of the other fuel combustion part. Therefore, the supply amount of the combustion exhaust gas from the prime mover supplied as the oxygen-containing gas for combustion is insufficient regardless of the change adjustment of the combustion amount of the other fuel combustion portion. There is nothing.
このように、燃焼用の酸素含有ガスとして他燃料燃焼部に対して供給される原動機からの燃焼排ガスの供給量が、他燃料燃焼部の燃焼量の変更調節に拘わらず、不足することがないから、他燃料燃焼部に対して酸素含有ガスを供給するための供給装置(例えば、燃焼用空気の送風機)を装備する必要がなくなるため、全体構成の一層の簡素化及び低廉化を図ることができる。 As described above, the supply amount of the combustion exhaust gas from the prime mover supplied as the oxygen-containing gas for combustion to the other fuel combustion unit is not deficient regardless of the change adjustment of the combustion amount of the other fuel combustion unit. Therefore, it is not necessary to provide a supply device (for example, a blower for combustion air) for supplying the oxygen-containing gas to the other fuel combustion section, thereby further simplifying and reducing the overall configuration. it can.
要するに、本発明の第3特徴構成によれば、上記第1又は第2特徴構成による作用効果に加えて、全体構成の一層の簡素化及び低廉化を図ることができる排気再燃システムを提供できる。 In short, according to the third characteristic configuration of the present invention, in addition to the operational effects of the first or second characteristic configuration , it is possible to provide an exhaust reburning system capable of further simplifying and reducing the overall configuration.
本発明の排気再燃システムの第4特徴構成は、上記第1〜第3特徴構成のいずれかに加えて、
前記原動機が、発電用のガスタービンであり、前記燃焼室が、蒸気ボイラの燃焼室である点を特徴とする。
In addition to any of the first to third characteristic configurations described above, the fourth characteristic configuration of the exhaust gas reburning system of the present invention is
The prime mover is a gas turbine for power generation, and the combustion chamber is a combustion chamber of a steam boiler.
すなわち、発電用のガスタービンにて発電しながら、ガスタービンの燃焼排ガスが保有する熱を蒸気ボイラにて回収して、熱効率の向上を図りながら蒸気を生成することができるのである。
ちなみに、蒸気ボイラにて生成された蒸気にて、発電用の蒸気タービンを駆動するようにすれば、コンバインドサイクル発電システムを構成できることになる。
That is, while generating electricity with the gas turbine for power generation, the heat held by the combustion exhaust gas of the gas turbine can be recovered with the steam boiler, and steam can be generated while improving the thermal efficiency.
Incidentally, if a steam turbine for power generation is driven by steam generated by a steam boiler, a combined cycle power generation system can be configured.
要するに、本願発明の第4特徴構成によれば、上記第1〜第3特徴構成のいずれかによる作用効果に加えて、発電用のガスタービンの燃焼排ガスの保有熱を回収して、熱効率の向上を図りながら蒸気を生成することができる排気再燃システムを提供できる。
In short, according to the fourth feature configuration of the present invention, in addition to the operational effects of any of the first to third feature configurations, the retained heat of the combustion exhaust gas of the gas turbine for power generation is recovered to improve the thermal efficiency. It is possible to provide an exhaust gas reburning system that can generate steam while achieving the above.
〔実施形態〕
以下、本発明の排気再燃システムをコンバインドサイクル発電システムに適用した場合の実施形態を図面に基づいて説明する。
(コンバインドサイクル発電システムの全体構成)
図1に示すように、例示するコンバインドサイクル発電システムは、原動機としてのガスタービン1、そのガスタービン1にて駆動されるガスタービン側発電機2、ガスタービン1からの燃焼排ガスを酸素含有ガスとして用いて燃焼する燃焼バーナBを備えた蒸気ボイラE、蒸気ボイラEから供給される蒸気によって駆動される蒸気タービン3、及び、その蒸気タービン3にて駆動される蒸気タービン側発電機4を備えている。
Embodiment
Hereinafter, an embodiment when the exhaust gas reburning system of the present invention is applied to a combined cycle power generation system will be described with reference to the drawings.
(Overall configuration of combined cycle power generation system)
As shown in FIG. 1, the exemplified combined cycle power generation system includes a gas turbine 1 as a prime mover, a gas turbine side generator 2 driven by the gas turbine 1, and combustion exhaust gas from the gas turbine 1 as an oxygen-containing gas. A steam boiler E provided with a combustion burner B to be used, a
(ガスタービンの構成)
ガスタービン1は、空気圧縮部1A、燃焼器1B、及び、タービン部1Cを備え、本実施形態においては、ガスタービン側発電機2が、空気圧縮部1Aに接続されている。
空気圧縮部1Aは、タービン部1Cと一体回転して、空気路5を通して吸気する空気を圧縮して燃焼器1Bに供給するように構成されている。
燃焼器1Bは、燃料路6を通して供給される燃料ガスを圧縮部1Aから供給される圧縮空気にて燃焼するように構成され、タービン部1Cが、燃焼器1Bからの燃焼ガスにて回転駆動されるように構成されている。
(Configuration of gas turbine)
The gas turbine 1 includes an
The
The
(蒸気ボイラの構成)
蒸気ボイラEは、燃焼バーナBが装備される熱回収用の燃焼室N、蒸気生成用水管部7、及び、蒸気生成用水管部7にて生成された蒸気を過熱する蒸気過熱部8を備えて、燃焼バーナBからの燃焼ガスによって、蒸気過熱部8及び蒸気生成用水管部7を加熱して、蒸気過熱部8からの過熱蒸気を蒸気タービン3に供給するように構成されている。
(Composition of steam boiler)
The steam boiler E includes a heat recovery combustion chamber N equipped with a combustion burner B, a steam generation water pipe section 7, and a steam superheat section 8 that superheats the steam generated in the steam generation water pipe section 7. Thus, the combustion gas from the combustion burner B is used to heat the steam superheating section 8 and the steam generating water pipe section 7 and supply the superheated steam from the steam superheating section 8 to the
ちなみに、燃焼バーナBからの燃焼ガスが、蒸気過熱部8及び蒸気生成用水管部7を通過した後に、煙道9を通して煙突10に導かれるように構成されている。
また、蒸気タービン3を駆動した後の蒸気が、復水器、給水タンク、給水ポンプ等を備える給水部11に供給され、この給水部11が蒸気生成用水管部7に対して給水するように構成されている。
Incidentally, the combustion gas from the combustion burner B is configured to be guided to the
Further, steam after driving the
(燃焼バーナの構成)
燃焼バーナBとして、塊状の石炭をストーカ12にて載置搬送した状態で燃焼させる石炭燃焼部Baと、石炭以外のガス燃料又は液体燃料を燃焼させ且つ燃焼量を変更調節自在な他燃料燃焼部Bbとが備えられている。
ちなみに、図示は省略するが、本実施形態においては、他燃料燃焼部Bbが、ストーカ12の横幅方向に沿って左右一対設けられている。
(Combustion burner configuration)
As the combustion burner B, a coal combustion part Ba that burns in a state in which massive coal is placed and conveyed by the stoker 12, and another fuel combustion part that burns gas fuel or liquid fuel other than coal and can adjust the amount of combustion freely. Bb.
Incidentally, although illustration is omitted, in the present embodiment, a pair of left and right fuel combustion portions Bb are provided along the lateral width direction of the stoker 12.
(石炭燃焼部の詳細)
石炭燃焼部Baは、石炭投入口13から投入される塊状の石炭を、ストーカ12にて搬送方向の始端側部分から終端側部分に向けて載置搬送しながら、燃焼排ガス供給口14を通して供給されるガスタービン1の燃焼排ガスにて燃焼させるように構成されている。
そして、燃焼後の残渣を、残渣排出口15を通して燃焼室Nの外部に排出するように構成されている。
(Details of coal combustion section)
The coal combustion unit Ba is supplied through the combustion exhaust
And it is comprised so that the residue after combustion may be discharged | emitted outside the combustion chamber N through the
燃焼排ガス供給口14から供給されるガスタービン1の燃焼排ガスが、ストーカ12の下方空間を流動しながら上方に流動して、ストーカ12の搬送方向の全体に亘って分散供給されるように構成されている。
The combustion exhaust gas of the gas turbine 1 supplied from the combustion exhaust
(他燃料燃焼部の詳細)
他燃料燃焼部Bbは、本実施形態においては、燃料ガスを燃焼するように構成されており、具体的には、燃料ガスとして、メタンを主成分とする都市ガス(例えば、13A)を燃料ガスとして燃焼するように構成されている。
(Details of other fuel combustion section)
In the present embodiment, the other fuel combustion section Bb is configured to burn the fuel gas. Specifically, as the fuel gas, a city gas (for example, 13A) mainly composed of methane is used as the fuel gas. It is configured to burn as.
他燃料燃焼部Bbには、燃料ガス供給路16を通して供給される燃料ガスを燃焼室Nの内部に噴出する燃料噴出部17が設けられている。
そして、燃焼排ガス受入口18を通して受入れたガスタービン1の燃焼排ガスが、燃料噴出部17の周囲のガス流動空間Rを通して、燃料噴出部17の前端側に流動して、燃料噴出部17から噴出される燃料ガスを、ガスタービン1の燃焼排ガスにて燃焼させるように構成されている。
The other fuel combustion section Bb is provided with a
The combustion exhaust gas of the gas turbine 1 received through the combustion
燃料ガス供給路16には、燃料ガスの供給を断続する開閉弁19、及び、燃料ガスの供給量を調節する燃料調節弁20が設けられ、他燃料燃焼部Bbに供給する燃料ガスの供給を燃料調節弁20により調節することにより、他燃料燃焼部Bbの燃焼量を変更調節できるように構成されている。
The fuel
他燃料燃焼部Bbが、石炭燃焼部Baよりも上方箇所に、下向きに傾斜される状態で設置されて、下向きの火炎Fを形成するよう構成され、そして、他燃料燃焼部Bbの燃焼ガスGが、石炭燃焼部Baの上面部に向けて流動するように構成されている。
具体的には、他燃料燃焼部Bbの燃焼ガスGが、石炭燃焼部Baの上面部のうちのストーカ12の搬送方向の終端側部分に向けて流動するように構成されている。
The other fuel combustion unit Bb is installed at a position above the coal combustion unit Ba in a state of being inclined downward to form a downward flame F, and the combustion gas G of the other fuel combustion unit Bb However, it is comprised so that it may flow toward the upper surface part of the coal combustion part Ba.
Specifically, the combustion gas G of the other fuel combustion section Bb is configured to flow toward the terminal portion in the conveying direction of the stoker 12 in the upper surface of the coal combustion section Ba.
他燃料燃焼部Bbの燃焼ガスGが、石炭燃焼部Baの上面部に向けて流動することにより、ストーカ12に載置搬送される石炭の温度が上昇するため、空気比が1.05程度で石炭を燃焼させることが可能となる。
しかも、他燃料燃焼部Bbの燃焼ガスGが、石炭燃焼部Baの上面部のうちのストーカ12の搬送方向の終端側部分に向けて流動することによって、石炭の固形分の燃焼を良好に行えるようになっている。
Since the combustion gas G of the other fuel combustion part Bb flows toward the upper surface part of the coal combustion part Ba, the temperature of the coal placed and conveyed on the stoker 12 rises, so the air ratio is about 1.05. Coal can be burned.
Moreover, the combustion gas G of the other fuel combustion section Bb flows toward the terminal side in the conveying direction of the stalker 12 in the upper surface of the coal combustion section Ba, so that the solid content of the coal can be burned well. It is like that.
すなわち、石炭燃焼部Baのストーカ12の搬送方向の始端側部分では、塊状の石炭の乾留ガス(揮発分)が燃焼することになり、石炭燃焼部Baのストーカ12の搬送方向の終端側部分では、乾留後の塊状の石炭(固形分)が燃焼することになるが、他燃料燃焼部Bbの燃焼ガスが、乾留後の塊状の石炭に対して吹き付けられることにより、乾留ガス(揮発分)よりも燃焼性が低い乾留後の塊状の石炭を的確に燃焼させることができる。 That is, in the start side portion of the coal combustion part Ba in the conveying direction of the stoker 12, the bulk coal dry distillation gas (volatile matter) is combusted, and in the end side part of the coal combustion part Ba in the conveying direction of the stoker 12 The bulk coal (solid content) after dry distillation burns, but the combustion gas of the other fuel combustion section Bb is blown against the bulk coal after dry distillation, so that the dry coal gas (volatile matter) However, it is possible to accurately burn the bulk coal after dry distillation having low combustibility.
(燃焼排ガスの供給について)
ガスタービン1の燃焼排ガスが、燃焼排ガス供給路21を通して、石炭燃焼部Baの燃焼排ガス供給口14と、他燃料燃焼部Bbの燃焼排ガス受入口18とに分配供給されるように構成されている。
尚、図示は省略するが、燃焼排ガス供給路21には、ガスタービン1の燃焼排ガスを石炭燃焼部Baの燃焼排ガス供給口14と他燃料燃焼部Bbの燃焼排ガス受入口18とに分配する分配率を調整する調整機構が装備されることになる。
(About supply of combustion exhaust gas)
The combustion exhaust gas of the gas turbine 1 is distributed and supplied through the combustion exhaust gas supply passage 21 to the combustion exhaust
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, distribution which distributes the combustion exhaust gas of the gas turbine 1 to the combustion exhaust
本実施形態においては、ガスタービン1からの燃焼排ガスが、他燃料燃焼部Bbの最大燃焼量に対応させた状態で、当該他燃料燃焼部Bbに供給され、ガスタービン1からの燃焼排ガスの残部が、石炭燃焼部Baに供給されるように構成されている。 In the present embodiment, the combustion exhaust gas from the gas turbine 1 is supplied to the other fuel combustion unit Bb in a state corresponding to the maximum combustion amount of the other fuel combustion unit Bb, and the remaining part of the combustion exhaust gas from the gas turbine 1 Is configured to be supplied to the coal combustion section Ba.
ちなみに、本実施形態においては、ガスタービン1からの燃焼排ガスのみを用いて、石炭燃焼部Ba及び他燃料燃焼部Bbを燃焼させる場合を例示するが、例えば、石炭燃焼部Ba又は他燃料燃焼部Bbに燃焼用空気を供給する送風手段を設けるようにする等、ガスタービン1からの燃焼排ガスに加えて、燃焼用空気を別途供給して、石炭燃焼部Ba及び他燃料燃焼部Bbを燃焼させるようにしてもよい。 Incidentally, in this embodiment, although the case where the coal combustion part Ba and the other fuel combustion part Bb are burned using only the combustion exhaust gas from the gas turbine 1 is illustrated, for example, the coal combustion part Ba or the other fuel combustion part In addition to the combustion exhaust gas from the gas turbine 1, such as providing a blowing means for supplying combustion air to Bb, the combustion air is separately supplied to burn the coal combustion part Ba and the other fuel combustion part Bb. You may do it.
(本実施形態の燃焼量の具体例について)
本実施形態においては、ガスタービン1の出力が、5050kWであり、500℃程度の燃焼排ガスが、57,100m3N/H排出されることになり、その燃焼排ガスの酸素濃度が、例えば、18%程度である。
(Specific examples of the combustion amount of this embodiment)
In the present embodiment, the output of the gas turbine 1 is 5050 kW, and the combustion exhaust gas at about 500 ° C. is discharged by 57,100 m 3 N / H. The oxygen concentration of the combustion exhaust gas is, for example, 18 %.
一対の他燃料燃焼部Bbの夫々が、1225万kcal/hを最大燃焼量として燃焼され、石炭燃焼部Baが、350万kcal/hの燃焼量にて燃焼されることになる。
そして、蒸気ボイラEからは、温度が455℃で、圧力が5.98MPaGの蒸気(過熱蒸気)が、50t/hで生成されることになる。
Each of the pair of other fuel combustion sections Bb is burned with a maximum combustion amount of 12.25 million kcal / h, and the coal combustion section Ba is burned at a combustion amount of 3.5 million kcal / h.
The steam boiler E generates steam (superheated steam) having a temperature of 455 ° C. and a pressure of 5.98 MPaG at 50 t / h.
(実施形態のまとめ)
上記したコンバインドサイクル発電システムに装備される排気再燃システムは、熱回収用の燃焼室Nに装備される石炭燃焼部Baが、塊状の石炭をストーカ12にて載置搬送した状態で燃焼させるものであり、塊状の石炭を、塊状のままでストーカ12に供給して燃焼させることができるため、塊状の石炭を粉砕処理する装置を装備する必要がないことにより、全体構成の簡素化及び低廉化を図ることができる。
(Summary of embodiment)
The exhaust gas reburning system equipped in the above combined cycle power generation system burns the coal combustion part Ba equipped in the combustion chamber N for heat recovery in a state where massive coal is placed and conveyed by the stoker 12. Yes, the bulk coal can be supplied to the stoker 12 as it is and burnt, so there is no need to equip a device for crushing the bulk coal, thereby simplifying the overall structure and reducing the cost. Can be planned.
そして、石炭燃焼部Baが、塊状の石炭を塊状のままで燃焼させるものであるため、燃焼室Nの燃焼負荷の変動(蒸気生成量の変動)に応じて、燃焼量を適切に変更できないものであるが、燃焼量の変更調節を良好に行うことができる他燃料燃焼部Bbを備えるものであるため、燃焼室Nの燃焼負荷の変動に応じた燃焼量の変更調節を良好に行うことができるのである。 And since the coal combustion part Ba burns lump coal with lump shape, according to the fluctuation | variation of the combustion load of the combustion chamber N (fluctuation | variation of steam production amount), what cannot change combustion amount appropriately However, since the fuel combustion unit Bb that can perform the change adjustment of the combustion amount satisfactorily is provided, the change adjustment of the combustion amount according to the fluctuation of the combustion load of the combustion chamber N can be performed well. It can be done.
つまり、蒸気タービン側発電機4の発電量が、要求電力にて変動することになり、その変動に応じて、蒸気タービン3に供給する蒸気量を調節するために、燃焼バーナBの燃焼量を変更調節することになるが、他燃料燃焼部Bbの燃焼量の調節により、石炭燃焼部Baを含めた燃焼バーナB全体としての燃焼量を適切に変更調節できる。
That is, the power generation amount of the steam turbine side generator 4 varies depending on the required power, and the combustion amount of the combustion burner B is adjusted in order to adjust the amount of steam supplied to the
他燃料燃焼部Bbの燃焼ガスが石炭燃焼部Baの上面部に向けて流動することにより、ストーカ12にて載置搬送される石炭を昇温させて、空気比を低下させた状態で、石炭燃焼部を良好に燃焼させることが可能となり、また、他燃料燃焼部Bbの燃焼ガスGに含まれる残存酸素が、石炭燃焼部Baの燃焼用酸素として消費されることになり、燃焼室Nから排気される排ガスの残存酸素濃度を低下させることができる。
尚、ガスタービン1からの燃焼排ガスの酸素濃度が、例えば、18%程度である場合において、燃焼室Nから排気される排ガスの残存酸素濃度を、例えば、14〜16%程度にすることが可能となる。
With the combustion gas of the other fuel combustion part Bb flowing toward the upper surface part of the coal combustion part Ba, the coal placed and transported by the stoker 12 is heated to reduce the air ratio, The combustion section can be burned well, and the residual oxygen contained in the combustion gas G of the other fuel combustion section Bb is consumed as combustion oxygen for the coal combustion section Ba. The residual oxygen concentration of the exhaust gas exhausted can be reduced.
When the oxygen concentration of the combustion exhaust gas from the gas turbine 1 is about 18%, for example, the residual oxygen concentration of the exhaust gas exhausted from the combustion chamber N can be made about 14 to 16%, for example. It becomes.
ちなみに、他燃料燃焼部Bbの燃焼ガスが、石炭燃焼部Baの上面部のうちの、ストーカ12の搬送方向の終端側部分に向けて流動するものであるから、上述した如く、乾留後の石炭に対して他燃料燃焼部Bbの燃焼ガスを吹き付けることにより、乾留後の石炭を的確に燃焼させることができるため、石炭の全体を良好に燃焼させることができる結果、石炭燃焼部Baの発熱量を上昇させることができるものとなる。 Incidentally, since the combustion gas of the other fuel combustion part Bb flows toward the terminal side in the conveying direction of the stoker 12 in the upper surface part of the coal combustion part Ba, as described above, the coal after dry distillation Since the coal after dry distillation can be burned accurately by blowing the combustion gas of the other fuel burning section Bb on the other hand, as a result of being able to burn the entire coal well, the calorific value of the coal burning section Ba Can be raised.
ガスタービン1からの燃焼排ガスが、他燃料燃焼部Bbの最大燃焼量に対応させた状態で、当該他燃料燃焼部Bbに供給されているから、他燃料燃焼部Bbの燃焼量が、燃焼室Nの燃焼負荷の変動に応じて変更調節されても、燃焼用の酸素含有ガスとして供給されるガスタービン1からの燃焼排ガスの供給量が不足することがないため、他燃料燃焼部Bbに対して酸素含有ガスを供給するための供給装置(例えば、燃焼用空気の送風機)を装備する必要がなくなり、全体構成の一層の簡素化及び低廉化を図ることができる。 Since the combustion exhaust gas from the gas turbine 1 is supplied to the other fuel combustion unit Bb in a state corresponding to the maximum combustion amount of the other fuel combustion unit Bb, the combustion amount of the other fuel combustion unit Bb is reduced to the combustion chamber. Even if it is changed and adjusted according to the fluctuation of the combustion load of N, the supply amount of the combustion exhaust gas from the gas turbine 1 supplied as the oxygen-containing gas for combustion will not be insufficient. Therefore, it is not necessary to provide a supply device (for example, a blower for combustion air) for supplying the oxygen-containing gas, and the overall configuration can be further simplified and reduced in price.
〔別実施形態〕
次に、別実施形態を列記する。
(1)上記実施形態においては、他燃料燃焼部Bbが、石炭以外の燃料として、ガス燃料を燃焼させる場合を例示したが、石炭以外の燃料として、軽油や重油等の液体燃料を燃焼させる形態で実施してもよい。
[Another embodiment]
Next, another embodiment is listed.
(1) In the said embodiment, although the case where the other fuel combustion part Bb burned gas fuel as fuels other than coal was illustrated, liquid fuels, such as light oil and heavy oil, are burned as fuels other than coal May be implemented.
(2)上記実施形態においては、原動機としてガスタービン1を例示したが、原動機としては、ガスエンジンやディーゼルエンジン等の各種の内燃機関を用いてもよい。 (2) In the said embodiment, although the gas turbine 1 was illustrated as a motor | power_engine, you may use various internal combustion engines, such as a gas engine and a diesel engine, as a motor | power_engine.
(3)上記実施形態においては、蒸気ボイラEが備える燃焼室Nを例示したが、各種の加熱炉に備える燃焼室Nに本発明は適用できるものである。 (3) In the said embodiment, although the combustion chamber N with which the steam boiler E was illustrated was illustrated, this invention is applicable to the combustion chamber N with which various heating furnaces are equipped.
(4)上記実施形態においては、本発明の排気再燃システムを、コンバインドサイクル発電システムに適用する場合を例示したが、本発明の排気再燃システムは、コンバインドサイクル発電システム以外の種々のシステムに適用できるものである。 (4) In the above embodiment, the case where the exhaust gas reburning system of the present invention is applied to a combined cycle power generation system has been exemplified. However, the exhaust gas reburning system of the present invention can be applied to various systems other than the combined cycle power generation system. Is.
なお、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 Note that the configurations disclosed in the above-described embodiments (including other embodiments, the same applies hereinafter) can be applied in combination with the configurations disclosed in the other embodiments as long as no contradiction arises. The embodiment disclosed in this specification is an exemplification, and the embodiment of the present invention is not limited to this. The embodiment can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.
1 原動機
12 ストーカ
B 燃焼バーナ
Ba 石炭燃焼部
Bb 他燃料燃焼部
G 燃焼ガス
E 蒸気ボイラ
N 燃焼室
1 prime mover 12 stalker B combustion burner Ba coal combustion part Bb other fuel combustion part G combustion gas E steam boiler N combustion chamber
Claims (4)
前記燃焼バーナとして、塊状の石炭をストーカにて載置搬送した状態で前記燃焼排ガスにて燃焼させる石炭燃焼部と、石炭以外のガス燃料又は液体燃料を前記燃焼排ガスにて燃焼させ且つ燃焼量を変更調節自在な他燃料燃焼部とを備え、
前記他燃料燃焼部が、燃焼ガスを前記石炭燃焼部の上面部に向けて流動させる形態で、前記石炭燃焼部よりも上方箇所に設置されている排気再燃システム。 A combustion burner that burns using combustion exhaust gas from a prime mover as an oxygen-containing gas is an exhaust gas reburning system equipped in a combustion chamber for heat recovery,
As the combustion burner, a coal combustion part that burns in the flue gas in a state where massive coal is placed and conveyed by a stoker, and a gas fuel or liquid fuel other than coal is burned in the flue gas and the amount of combustion is reduced. With other fuel combustion parts that can be changed and adjusted ,
An exhaust reburning system in which the other fuel combustion section is installed at a location above the coal combustion section in a form in which combustion gas flows toward the upper surface of the coal combustion section .
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