(57)【要約】【課題】排ガス再循環式発電システムの提供。【解決手段】発電システム（１０）の一部をなすガスタービンシステム（１５）は、燃料流（１３）を燃焼させる燃焼室（２０）、酸化剤流（１４）を受けて燃焼室（２０）に加圧酸化剤（１８）を供給する圧縮機（１６）、燃焼室（２０）から吐出流（２２）を受けて二酸化炭素を含む排気流（３０）と電気エネルギーを発生するエキスパンダ（２４）を含む。システム（１０）はさらに、改造可能な排ガス再循環システム（５４）を含み、該システム（５４）は、排気流（３０）を第１分割流（３４）と第２分割流（３６）に分けるスプリッタ（３２）、第１分割流（３４）を受けて第１冷却分割流（４０）を生じる排熱回収ボイラ（３８）、第１冷却分割流（４０）と第２分割流（３６）を受けて再循環流（５２）を生じる浄化システム（５０）を含み、該再循環流は新鮮な酸化剤（１２）と混合され供給酸化剤流（１４）を生じる。【選択図】      図１
2008309153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電システム（１０）であって、
ガスタービンシステム（１５）と、
改造可能な排気ガス再循環システム（５４）と、
を含み、前記ガスタービンシステム（１５）が、
燃料流（１３）を燃焼させるように構成された燃焼室（２０）と、
供給酸化剤流（１４）を受けかつ前記燃焼室（２０）に加圧酸化剤（１８）を供給するように構成された圧縮機（１６）と、
前記燃焼室（２０）から吐出流（２２）を受けかつ二酸化炭素を含む排気流（３０）及び電気エネルギーを発生するように構成されたエキスパンダ（２４）と、
を含み、前記改造可能な排気ガス再循環システム（５４）が、
前記排気流（３０）を第１の分割流（３４）及び第２の分割流（３６）に分割するように構成されたスプリッタ（３２）と、
前記第１の分割流（３４）を受けかつ第１の冷却分割流（４０）を生成するように構成された排熱回収ボイラ（３８）と、
前記第１の冷却分割流（４０）及び第２の分割流（３６）を受けかつ再循環流（５２）を生成するように構成された浄化システム（５０）と、を含み、
前記再循環流（５２）が、新鮮な酸化剤（１２）と混合されて前記供給酸化剤流（１４）を生成する、
システム。
【請求項２】
前記第１の冷却分割流（４０）の圧力を高めるブロワ（１２２）をさらに含む、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記浄化システム（５０）が、水冷ユニット（６２）、デミスタ（７２）及び熱交換器（８２）を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
第１の制御弁（４２）及び第２の制御弁（１３０）をさらに含み、
前記第１の制御弁（４２）が、前記第１の冷却排気流の一部分（４４）を解放するように構成され、
前記第２の制御弁（１３０）が、前記再循環流の一部分（１３２）を解放するように構成される、
請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記熱交換器（８２）が、ドライヤー、コンデンサ、クーラ、吸着チラー及びそれらの組合せからなる群から選択される１つである、請求項３記載のシステム。
【請求項６】
前記排気流（３０）の最大５０％までが、前記圧縮機に再循環して戻される、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記スプリッタ（３２）が、コアンダエゼクタを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記排気流（３０）が、約２ｐｐｍ〜約１４ｐｐｍの窒素酸化物（ＮＯｘ）を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記供給酸化剤流（１４）が、空気又は酸素減損空気の１つを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記燃料（１３）が、天然ガス、メタン、メタノール、エタノール、エタン、液化石油ガス（ＬＰＧ）、ナフサ、ブタン、プロパン、ディーゼル燃料、ケロシン、航空燃料、石炭燃料、バイオ燃料、ガスオイル、原油、含酸素炭化水素原料、精油所ガス、付随ガス及びそれらの混合物から成る群から選ばれる、請求項１記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的には発電及び二酸化炭素の効率的回収に関する。具体的には、本発明は、ＮＯｘエミッションの低減とガスタービン排気再循環との統合に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素を含む燃料（例えば、化石燃料）を燃焼させる発電システムは、燃焼中に炭素がＣＯ２に変換されるので、二酸化炭素（ＣＯ２）を副産物として生成する。一般的には、燃料燃焼のための酸化剤として空気が使用されて、ＮＯｘが形成される。例えばガスタービンの排気からのような発電システムからの二酸化炭素（ＣＯ２）の除去又は回収は一般的に、排気のＣＯ２含有量が低くまた排気の（周囲）圧力が低いために経済的でない。従って、遺憾ながらＣＯ２を含んだ排気は一般的に、大気に放出され、海洋、鉱坑、油井、地質岩塩貯留層等々内に隔離封鎖されることはない。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０２４４３８１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／００２８５２９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
炭素含有燃料に依存する発電システム（例えば、ガスタービン）から吐出されるＣＯ２の経済的な回収を行いかつＮＯｘ形成を低減する技術に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの態様では、発電システムは、ガスタービンシステムを含む。ガスタービンシステムは、燃料流を燃焼させるように構成された燃焼室と、供給酸化剤流を受けかつ燃焼室に加圧酸化剤を供給するように構成された圧縮機と、燃焼室から吐出流を受けかつ二酸化炭素を含む排気流及び電気エネルギーを発生するように構成されたエキスパンダとを含む。本システムはさらに、改造可能な排気ガス再循環システムを含み、改造可能な排気ガス再循環システムは、排気流を第１の分割流及び第２の分割流に分割するように構成されたスプリッタと、第１の分割流を受けかつ第１の冷却分割流を生成するように構成された排熱回収ボイラと、第１の冷却分割流及び第２の分割流を受けかつ再循環流を生成するように構成された浄化システムとを含み、再循環流は、新鮮な酸化剤と混合されて供給酸化剤流を生成する。
【０００５】
別の態様では、発電システムは、ガスタービンシステムを含み、ガスタービンシステムは、燃料流を燃焼させるように構成された燃焼室と、供給酸化剤流を受けかつ燃焼室に加圧酸化剤を供給するように構成された圧縮機と、燃焼室から吐出流を受けかつ二酸化炭素を含む排気流及び電気エネルギーを発生するように構成されたエキスパンダとを含む。本システムはさらに、排気ガス再循環ユニットを含み、排気ガス再循環ユニットは、排気流を第１の分割流及び第２の分割流に分割するように構成されたスプリッタと、第１の分割流を受けかつ第１の冷却分割流を生成するように構成された排熱回収ボイラと、第１の冷却分割流の圧力を高めるブロワと、第１の冷却分割流及び第２の分割流を受けかつ再循環流を生成するように構成された浄化システムとを含み、再循環流は、新鮮な酸化剤と混合されて供給酸化剤流を生成する。排気ガス再循環ユニットはさらに、第１の制御弁及び第２の制御弁を含み、第１の制御弁は、第１の冷却排気流の一部分を解放するように構成され、また第２の制御弁は、再循環流の一部分を解放するように構成される。
【０００６】
低ＮＯｘエミッション状態で発電する方法は、圧縮機内で供給酸化剤流を加圧しかつ加圧酸化剤を生成するステップと、燃焼室内で燃料流及び加圧酸化剤を燃焼させて吐出流を生成するステップと、燃焼室からの吐出流を膨張させて二酸化炭素を含む排気流及び電気エネルギーを発生させるステップとを含む。本方法はさらに、排気流を第１の分割流及び第２の分割流に分割するステップと、第１の分割流から熱を回収して第１の冷却分割流を生成するステップと、第１の冷却分割流の圧力を増大させるステップとを含む。本方法はまた、第１の冷却分割流及び第２の分割流を再混合して混合排気流を生成するステップと、混合排気流を浄化して再循環流を生成するステップと、再循環流を新鮮な酸化剤と混合して供給酸化剤流を生成するステップとを含む。
【０００７】
さらに別の態様では、発電する方法は、圧縮機内で供給酸化剤流を加圧しかつ加圧酸化剤を生成するステップと、燃焼室内で燃料流及び加圧酸化剤を燃焼させて吐出流を生成するステップと、燃焼室からの吐出流を膨張させて二酸化炭素を含む排気流及び電気エネルギーを発生させるステップとを含む。本方法はさらに、コアンダエゼクタを使用して排気流を第１の分割流及び第２の分割流に分割するステップと、第１の分割流から熱を回収して第１の冷却分割流を生成するステップと、第１の冷却分割流の圧力を増大させるステップと、第１の冷却分割流及び第２の分割流を再混合して混合排気流を生成するステップとを含む。本方法はまた、混合排気流を浄化して再循環流を生成するステップと、再循環流を新鮮な酸化剤と混合して供給酸化剤流を生成するステップと、第１の制御弁を介して第１の冷却排気流の一部分を解放しかつ第２の制御弁を介して再循環流の一部分を解放するステップとを含む。
【０００８】
本発明のそれらの及びその他の特徴、態様及び利点は、図面全体を通して同じ参照符号が同様な部分を表している添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むことにより、一層良く理解されるようになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本技術は、発電システム内で作動して低ＮＯｘ及びＣＯ２エミション状態で発電する１つ又はそれ以上の例示的なガスタービンシステムを提供する。ガスタービンからの排気の一部分は、タービンの入口内に再循環され、その排気の一部分は、タービンシステムの燃焼室に導入される前に空気のような新鮮な酸化剤と混合される。その結果、燃焼に使用する混合酸化剤は、従来の酸化剤よりも低い酸素含有量を有し、そのため、燃焼室からの吐出流内のＮＯｘエミッションが低減される。加えて、燃焼プロセスにおいて発生する二酸化炭素は、排気ガスの一部分がタービンシステムに再循環して戻されるとその濃度が増大し、この再循環が、下流におけるＣＯ２分離プロセスを強化する。本技術はまた、タービンシステム内に再循環して戻す前に排気ガスを浄化する浄化システムを提供する。この浄化プロセスは、清浄な排気ガスをタービンシステム内に再循環して戻すようにし、それによってタービンシステムの内部構成部品に対するあらゆる損傷を防止する。
【００１０】
次に図面を参照すると、図１は、ガスタービンシステム１５を有する例示的な発電システム１０を示している。ガスタービンシステム１５は、燃料流１３を燃焼させるように構成された燃焼室２０と、供給酸化剤流１４を受けかつ燃焼室２０に加圧酸化剤１８を供給するように構成された圧縮機１６とを含む。タービンシステム１５はさらに、燃焼室２０から吐出流２２を受けかつ二酸化炭素を含む排気流３０及び発電機２８による電気エネルギーを発生するように構成されたエキスパンダ２４を含む。圧縮機１６及びエキスパンダ２４は一般的に、共通のシャフト２６で結合される。発電システム１０はさらに、改造可能性な排気ガス再循環システム５４を含み、排気ガス再循環システム５４は、排気流３０を第１の分割流３４及び第２の分割流３６に分割するように構成されたスプリッタ３２を含む。排気ガス再循環システム５４はまた、第１の分割流３４を受けかつ第１の冷却分割流４０を生成するように構成された排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）３８（これは、図示していない複合サイクル発電プラントの一部である）を含む。浄化システム５０は、第１の冷却分割流４６及び第２の分割流３６を受けかつ再循環流５２を生成するように構成される。作動中に、再循環流５２は、新鮮な酸化剤１２と混合されて供給酸化剤流１４を生成する。
【００１１】
圧縮機１６からの加圧酸化剤１８は、例えば空気、酸素リッチ空気及び酸素減損空気のような酸素を含むあらゆる適当な気体を含むことができることが解るであろう。燃焼室２０内での燃焼プロセスは、吐出流２２を生成する。
【００１２】
図示するように、燃焼室２０からの吐出流２２は、エキスパンダ２４内に導入することができる。上述したように、発電システム１０は、タービンシステム１５に取付けられた発電機２８を含む。エキスパンダ２４内に供給された高温吐出流２２の熱力学的膨張は、ガスタービンシステム１５を駆動する動力を生成し、ガスタービンシステム１５は次に、発電機２８によって電気を発生する。この実施形態では、発電機２８からの電気は、適切な形態に変換することができ、また電力供給配電網（図示せず）に提供される。エキスパンダ２４からの膨張排気流３０は、スプリッタ３２内に供給することができる。一実施形態では、スプリッタ３２は、排気流を第１及び第２の分割流に分割するのを強化するコアンダエゼクタである。ＨＲＳＧ３８は、第１の分割流３４の熱含有量を回収して蒸気を発生させるために使用される。排気流３０の温度は、約７００°Ｆ〜約１１００°Ｆであり、また第１の冷却分割流４０は、約６０°Ｆ〜約２００°Ｆの温度である。
【００１３】
一実施形態では、排気ガス再循環システム５４はさらに、第１の冷却排気流の一部分４４を解放するように構成された第１の制御弁４２を含む。一実施形態では、流４４は、大気に解放され、また別の実施形態では、流４４は、大気に解放される前にＣＯ２を分離するためにＣＯ２分離ユニットに送られる。第１の冷却分割流の残余部分４６は、第２の分割流３６と混合されて、混合排気流４８を生成し、この混合排気流４８は、浄化ユニット５０に送られる。浄化ユニット５０は、混合排気流４８を再循環流５２として圧縮機１６の入口に再循環させて戻す前に、該混合排気流４８から水分、微粒子及び酸性ガスのような汚染物質を除去するように構成される。排気ガス内の不純物及び水分は、ＣＯ２濃縮を達成する単純再循環ル−プの利用を妨げる。タービンシステムからの排気流の一部分の直接的再循環は、排気流内の微粒子及び酸性ガスのような一定の不純物の存在のためタービンの損傷及び内部構成部品の磨耗の加速を招く可能性がある。従って、浄化ユニット５０の存在は、水蒸気、酸性ガス、アルデヒド及び炭化水素のような汚染物質の除去を強化し、かつガスタービンシステム１５の内部構成部品における腐食及び汚損の加速の機会を減少させる。図１に示すように、再循環流５２は、新鮮な酸化剤１２と混合されて、圧縮機１６のための供給酸化剤流１４を生成する。この再循環動作は一般的に、加圧酸化剤流１８内のＣＯ２濃度を増大させ、その結果として排気流３０内のＣＯ２濃度を増大させる。
【００１４】
燃料流１３は、天然ガス、メタン、ナフサ、ブタン、プロパン、シンガス、ディーゼル燃料、ケロシン、航空燃料、石炭燃料、バイオ燃料、含酸素炭化水素原料、それらの混合物、等々のようなあらゆる適当な炭化水素の気体又は液体を含むことができる。一実施形態では、燃料は、主として天然ガス（ＮＧ）であり、従って燃焼室２０からの吐出流２２は、水、二酸化炭素（ＣＯ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素（Ｎ２）、窒素酸化物類（ＮＯｘ）、未燃燃料、及びその他の化合物を含む。
【００１５】
排気ガス再循環システム５４は、あらゆる現存ガスタービン内に後から導入してタービンシステムの作動流体内に高ＣＯ２濃度を達成すると共にＮＯｘエミッションを低下させるための改造可能なユニットとして使用することができる。燃焼室２０からのＮＯｘエミッションの低減は、新鮮な空気１２が減損酸素レベルを含む再循環流５２と混合されるので加圧酸化剤流１８内の酸素含有量が低下することによって達成される。幾つかの実施形態では、加圧酸化剤流１８内の酸素レベルは、約１３体積％〜約１５体積％もの低さであり、また燃焼室２０からの吐出流２２内の酸素レベルは、２体積％未満もの低さとすることができる。この低い酸素レベルによって、燃焼室２０からの吐出流２２内において、ＮＯｘの発生は１０ｐｐｍ未満のレベルになり、またＣＯ２レベルは最大でも１０体積％となる。
【００１６】
本技術においては、排気流内のＣＯ２レベルを増大させると同時にＮＯｘを低減するために、排気ガス再循環（ＥＧＲ）を効果的に使用する。あらゆる燃焼プロセスにおけるＮＯｘ処理は一般的に、選択触媒還元（ＳＣＲ）によって及び／又は予混合燃焼プロセスの使用によって達成される。本技術は、ＥＧＲシステムを含むガスタービンに対して、柔軟性に富む作動を可能にするような燃焼ノズルの改造及び僅かな変更として現存システムに適用して排気ガス流内におけるＮＯｘ形成の低減及びＣＯ２レベルの増大を達成することができるような僅かな変更を行う。一実施形態では、前に述べたように、冷却排気流の一部分４４は、ＣＯ２分離ユニット（図示せず）に導かれる。あらゆるＣＯ２分離法（例えば、アミン処理、ＰＳＡ、メンブレン、等々）を含むことができる。分離後に、ＣＯ２リッチ流は、ＣＯ２加圧システムを含むＣＯ２調整システムに導くことができる。タービンシステムからの排気流内におけるＣＯ２濃度の増大により、ＣＯ２分離プロセスの効率が高められる。
【００１７】
図２は、排気ガス再循環システム５４を使用した別の例示的な発電システム６０を示している。図２に示すような浄化システム５０は、水冷ユニット６２及びデミスタ７２を含む。作動中に、水冷ユニット６２内には、噴霧水６４が導入される。幾つかの実施形態では、水冷ユニット６２と共にチラー又は熱交換器（図示せず）を設けて、混合排気流４８の温度を約６０°Ｆ〜約１２０°Ｆに低下させる。温度の低下と組合せた噴霧水は、混合排気流４８内の凝縮物を冷却水再循環ル−プ６２内に流入させる。水の一部分６６は、冷却水再循環ル−プ６２から除去され、新鮮な水６８で置き換えられる。水冷ユニット６２からの流出流７０は、デミスタ７２内に供給され、デミスタ７２は、流出流から残留水滴を除去し、かつ圧縮機１６の入口に再循環して戻される再循環流５２を生成する。一実施形態では、再循環流５２は、混合室７４内の空気のような新鮮な酸化剤１２と混合されて、圧縮機１６のための供給酸化剤流１４を生成する。
【００１８】
図３は、浄化システム５０が水冷ユニット６２、熱交換器８２及びデミスタ７２を含む、さらに別の発電システム８０を示している。作動中に、水冷ユニット内の噴霧水６４は、混合排気流４８の温度を飽和点まで低下させる。熱交換器８２を出る流出流８４は、再循環流５２として圧縮機１６に送られる前に、デミスタ７２に送られる。
【００１９】
図４は、浄化システム５０が水冷ユニット６２、熱交換器８２、湿式電気集塵器（Ｗｅｔ  ＥＳＰ）１０２及びデミスタ７２を含む、さらに別の発電システム１００を示している。作動中に、水冷ユニット内の噴霧水６４は、混合排気流４８内のあらゆる望ましくない種を吸着する吸着材を含む。水冷ユニット６２内での吸着プロセスは、該水冷ユニット６２を出る流出流７０内に微粒子を付加する可能性がある。湿式ＥＳＰ１０２は、流出流７０から微粒子を除去するように構成される。熱交換器８２を出る流出流８４は、デミスタ７２に送られる前に湿式ＥＳＰ１０２に送られる。デミスタ７２からの流出流は、圧縮機１６に送って戻される再循環流５２である。望ましくない種を吸着するために水冷ユニットに加えられる物質は、タービンシステム１５内で燃焼させる燃料の特性及び要求される浄化レベルに応じて決まる。
【００２０】
図５は、さらに別の例示的な発電システム１２０を示している。この発電システム１２０は、第１の冷却分割流４６が第２の分割流３６と混合される前に、該第１の冷却分割流４６の圧力を高めるようにするブロワ１２２を含む。図５に示すように、浄化システム５０からの流出流は、その一部分１３２を非常用排気筒に解放する第２の制御弁１３０に送られる。作動中に、排気ガス再循環システム５４内において第２の制御弁１３０を使用できることにより、発電システム１２０全体の最適性能を制御する別の柔軟な対応が得られる。排気ガス再循環システム５４内の浄化ユニット５０又はあらゆるその他のユニットが正しく作動していないような状況では、第２の制御弁１３０は、浄化ユニット５０からの流出流１２８の全て又は大きな部分を解放し、その結果ガスタービンシステム１５の内部構成部品のあらゆる損傷を防止することができる。幾つかの実施形態では、第１及び第２の制御弁４２、１３０を使用することによって、排気流３０の最大５０％までが、再循環流５２として圧縮機１６に再循環して戻される。
【００２１】
図１〜図５に示したような排気ガス再循環システムは、統合型の制御システムを利用している。制御システムは、排気ガス再循環システム内の各ユニットの作動を統合して、発電システムの最適性能を達成する。一実施形態では、制御システムは、混合室７４の入口に据え付けられた連続監視システム（各図には図示せず）によって駆動することができる。連続監視システムは、再循環流５２内の成分を測定し、制御システムにフィードバックする。このフィードバックに基づいて、制御システムは、それに限定されないが、冷却再循環量、水冷ユニット内への吸着材注入量、及び排気ガス再循環システム５４内の７つの位置におけるガス温度を含むパラメータを調整することができる。制御システムはまた、ガスタービンシステム１５の作動パラメータと周囲条件とを全体論理内に統合することができる。制御システムは、発電システムの重要位置におけるガス温度を最適化して最も効率的な冷却を保証することができる。
【００２２】
図６は、加圧酸化剤流１８内に存在する異なる酸素レベルにおける燃焼室２０内の火炎温度の関数として、排気流３０内のＮＯｘレベルを示している。２１％の酸素を使用したＮＯｘ形成（点１５０及び１５２で表す）は、火炎温度が２４００°Ｆ〜３２００°Ｆまで上昇する時に、２０〜６０ｐｐｍの範囲内にある。これとは対照的に、１６．８％の酸素を使用したＮＯｘ形成（点１５４、１５６及び１５８で表す）は、火炎温度が２４００°Ｆ〜３２００°Ｆまで上昇する時に、２〜１４ｐｐｍの範囲内にある。この結果は、酸素含有量の低減した酸化剤を使用することによってＮＯｘ形成が減退することを明白に示しており、この減退は、上記の排気ガス再循環システムを使用した結果である。
【００２３】
図７は、排気ガス再循環（ＥＧＲ）の増加に伴うＮＯｘ形成の傾向を示している。燃焼室２０内の火炎温度は、２６００°Ｆ（曲線２０２によって示す）から３１００°Ｆ（曲線１９２によって示す）まで上昇している。これらの曲線間において、曲線１９４、１９６、１９８及び２００は、それぞれ３０００°Ｆ、２９００°Ｆ、２８００°Ｆ及び２７００°Ｆの火炎温度を表している。燃焼室からの吐出流２２内の酸素濃度は、排気ガス再循環が曲線１８０、１８２、１８４、１８６、１８８及び１９０に沿って減少するにつれて増大する。一定火炎温度（例えば、曲線１９２は３１００°Ｆを表している）において、ＥＧＲが増大する（矢印２０４で表したように）につれてＮＯｘ形成は減少することが、図７から明らかである。曲線１９４、１９６、１９８、２００及び２０２においても、同様に観察される。
【００２４】
図８は、火炎温度（軸線２２０で表す）及びＥＧＲを変化させた場合における二酸化炭素濃度（軸線２２２で表す）の傾向を示している。ＥＧＲが矢印２２８に沿って０％（線２２４で示す）から４０％（線２２６で示す）まで増大する時、再循環流５２として圧縮機の入口内に再循環して戻される排気流の割合の増加に伴って、ＣＯ２の濃度が増大する。
【００２５】
本明細書に記載した発電システムは、改造可能な排気ガス再循環ユニットを含み、この改造可能な排気ガス再循環ユニットは、ＮＯｘ形成の低減に適合すると共にＣＯ２分離が必要なような状況において一層効果的なＣＯ２分離を可能にする要求に応じるタービンの改造手段として実施することができる。この改造可能な解決法は、排気がＣＯ２リーンでありまた一般的に燃焼プロセスで観察されるＮＯｘレベルよりも低いＮＯｘレベルを有する状態での発電における任意選択的方法である。燃焼室からの吐出流内におけるＣＯ２濃度の増大は結局のところ、排気を大気に解放する前におけるＣＯ２の分離コストに大きな影響を有し、プラントのコストの最大３５％までを節減する。本技術は、１３％もの低い燃焼器入口酸素レベル及び約２％未満の燃焼器出口酸素レベルでガスタービンを正常に作動させることを可能にし、同時にＮＯｘを１０ｐｐｍ未満のレベルまで低下させる。幾つかの実施形態では、ＮＯｘレベルは、選択触媒還元（ＳＣＲ）プロセスを使用せずに、５ｐｐｍ未満とすることができる。本明細書に記載した全ての実施形態において設けられた浄化ユニットは、清浄な排気ガス再循環流を提供し、この浄化プロセスは、微粒子、水分、アルデヒド及び酸性ガスのような望ましくない種を除去することによってタービンシステムの内部構成部品に対する損傷を防止する。従って、タービンシステムの作動の信頼性が一層高くなる。２つの制御弁を使用して排気流の解放を制御することによって、発電システムの最適性能を達成する柔軟性が増し、また浄化システムのいかなる故障の場合でもタービンシステムの内部構成部品のあらゆる損傷を防止する制御システムが得られる。
【００２６】
本明細書では、本発明の一部の特徴のみを示しかつ説明してきたが、当業者には多くの修正及び変更が想起されるであろう。従って、提出した特許請求の範囲は、全てのそのような修正及び変更を本発明の技術思想の範囲内に含まれるものとして保護しようとするものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本技術の実施形態による、例示的な排気ガス再循環システムとの統合型発電システムの作動系統図。
【図２】本技術の実施形態による、別の例示的な発電システムの排気ガス再循環システムの作動系統図。
【図３】本技術の実施形態による、さらに別の例示的な発電システムの排気ガス再循環システムの作動系統図。
【図４】本技術の実施形態による、さらに別の例示的な発電システムの排気ガス再循環システムの作動系統図。
【図５】本技術の実施形態による、別の例示的な発電システムの排気ガス再循環システムの作動系統図。
【図６】タービン作動流体内の異なる酸素レベルにおけるＮＯｘ形成傾向を示す図。
【図７】異なる排気ガス再循環（ＥＧＲ）レベルにおけるＮＯｘ形成傾向を示す図。
【図８】異なるＥＧＲレベルにおけるＣＯ２濃度傾向を示す図。
【符号の説明】
【００２８】
１０  発電システム
１２  新鮮な酸化剤
１３  燃料流
１４  供給酸化剤流
１５  ガスタービンシステム
１６  圧縮機
１８  加圧酸化剤
２０  燃焼室
２２  吐出流
２４  エキスパンダ
２６  共通のシャフト
２８  発電機
３０  排気流
３２  スプリッタ
３４  第１の分割流
３６  第２の分割流
３８  排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）
４０  第１の冷却分割流
４２  第１の制御弁
４４  第１の冷却排気流の一部分
４６  第１の冷却分割流の残余部分
４８  混合排気流
５０  浄化システム
５２  再循環流
５４  排気ガス再循環システム
６０  発電システム
６２  水冷ユニット、冷却水再循環ル−プ
６４  噴霧水
６６  水の一部分
６８  新鮮な水
７０  水冷ユニットの流出流
７２  デミスタ
７４  混合室
８０  発電システム
８２  熱交換器
８４  熱交換器の流出流
１００  発電システム
１０２  湿式電気集塵器（Ｗｅｔ  ＥＳＰ）
１２０  発電システム
１２２  ブロワ
１２８  浄化ユニットの流出流
１３０  第２の制御弁
１３２  流出流の一部分
【図１】
2008309153.tif 000003
【図２】
2008309153.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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