(57)【要約】【課題】液体燃料をガス化して燃焼ガスを生成する際、燃焼ガスの安定燃焼化と、ＮＯｘの低濃度化とを図るガスタービンプラントを提供する。【解決手段】本発明に係るガスタービンプラントは、液体燃料供給系１にガス化燃料燃焼ガス生成系２、電力発生系３および燃料制御系４を組み合せるとともに、液体燃料供給系１からの液体燃料をガス化燃料燃焼ガス生成系２に供給する際、予め加熱させる加熱装置２１と、電力発生系３で発生した熱を利用して空気を加熱させ、その加熱した空気をガス化燃料燃焼ガス生成系２に供給する空気供給手段３９とを備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料供給系にガス化燃料燃焼ガス生成系、電力発生系および燃料制御系を組み合せるとともに、前記液体燃料供給系からの液体燃料を前記ガス化燃料燃焼ガス生成系に供給する際、予め加熱させる加熱装置と、前記電力発生系で発生した熱を利用して空気を加熱させ、その加熱した空気を前記ガス化燃料燃焼ガス生成系に供給する空気供給手段とを備えたことを特徴とするガスタービンプラント。
【請求項２】
液体燃料供給系にガス化燃料燃焼ガス生成系、電力発生系および燃料制御系を組み合せるとともに、前記液体燃料供給系からの液体燃料を前記電力系で発生した熱を利用して予め加熱させて前記ガス化燃料燃焼ガス生成系に供給する連絡管と、前記電力発生系で発生した熱を利用して空気を加熱させ、その加熱した空気を前記ガス化燃料燃焼ガス生成系に供給する空気供給手段とを備えたことを特徴とするガスタービンプラント。
【請求項３】
液体燃料供給系は、液体燃料をガス化燃料燃焼ガス生成系に供給する液体燃料供給装置と、前記ガス化燃料燃焼ガス生成系からのドレンを冷却して前記液体燃料供給装置に戻す燃料冷却器とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載のガスタービンプラント。
【請求項４】
液体燃料供給系は、ガス化燃料燃焼ガス生成系にパージ用の流体を供給するパージ用ガス供給装置と、液体燃料供給装置からの液体燃料に蒸気および水のうち、いずれかを混入させてＮＯｘ濃度を低減させるＮＯｘ濃度低減用流体供給装置とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載のガスタービンプラント。
【請求項５】
液体燃料供給系は、起動運転時、液体燃料供給装置からの液体燃料をガス化燃料燃焼ガス生成系の燃焼器に供給する起動用液体燃料供給管と、予め定められた負荷が発生した時、液体燃料供給装置からの液体燃料を前記ガス化燃料燃焼ガス生成系の加熱装置に供給する常用液体燃料供給管とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載のガスタービンプラント。
【請求項６】
液体燃料供給系は、起動運転時、液体燃料供給装置からの液体燃料をガス化燃料燃焼ガス生成系の燃焼器に供給する起動用液体燃料供給管と、予め定められた負荷が発生した時、液体燃料供給装置からの液体燃料を前記ガス化燃料燃焼ガス生成系の加熱装置に供給する常用液体燃料供給管とを備えるとともに、前記起動用液体燃料供給管と前記常用液体燃料供給管とをそれぞれ接続させる切替弁を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のガスタービンプラント。
【請求項７】
ガス化燃料燃焼ガス生成系は、一つのケーシング内に燃料の流れに沿って順に蒸発器、過熱器、燃焼器を収容させる構成したことを特徴とする請求項１または２記載のガスタービンプラント。
【請求項８】
ガス化燃料燃焼ガス生成系は、一つのケーシング内に燃料の流れに沿って順に蒸発器、過熱器、燃焼器を収容させる構成にするとともに、前記蒸発器、前記過熱器、前記燃焼器のそれぞれに電力発生系から供給された空気を分配するジェット噴流孔を備えた区画壁で区画した通路を設けたことを特徴とする請求項１または２記載のガスタービンプラント。
【請求項９】
蒸発器は、筒状の胴体で構成され、頭部側に噴射ノズルとジェット噴流孔を備えた区画壁とを備え、中間部にミスト領域を形成するとともに、下流側にドレン部を形成したことを特徴とする請求項１，２または７記載のガスタービンプラント。
【請求項１０】
過熱器は、蒸発器の胴体の周方向に沿って設けられた鉛直管および螺旋管のうち、いずれかを選択したことを特徴とする請求項１，２または７記載のガスタービンプラント。
【請求項１１】
燃焼器は、階段状に形成され、上流側に設けた第１段ガス化燃料空気混合領域と、下流側に設けた第２段ガス化燃料空気混合領域とを備えたことを特徴とする請求項１，２または７記載のガスタービンプラント。
【請求項１２】
第１段ガス化燃料空気混合領域は、中央に燃料ノズルを備え、その外側の同心状にスワラと第１段ガス化燃料口を備えたことを特徴とする請求項１１記載のガスタービンプラント。
【請求項１３】
第２段ガス化燃料空気混合領域は、第１段ガス化燃料空気混合領域の外側の同心状にスワラと第２段ガス化燃料口を備えたことを特徴とする請求項１または２記載のガスタービンプラント。
【請求項１４】
電力発生系は、ガス化燃料燃焼ガス生成系からの燃焼ガスに膨張仕事をさせ、その際に発生する動力で発電機を駆動するガスタービンと、このガスタービンに軸直結させた空気圧縮機と、この空気圧縮機からの圧縮空気を前記ガスタービンからのガスタービン排気を熱源として加熱させ、前記ガス化燃料燃焼ガス生成系に供給する排熱回収装置とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載のガスタービンプラント。
【請求項１５】
燃料制御系は、ガス化燃料燃焼ガス生成系に供給される液体燃料の圧力および温度のそれぞれを検出するとともに、電力発生系の発電機からの負荷を検出し、圧力信号、温度信号、負荷信号に基づいて弁開閉信号を演算し、その弁開閉演算信号を液体燃料供給系の燃料管に設けた流量調整弁に与える演算制御部を備えたことを特徴とするガスタービンプラント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体燃料をガス化させてＮＯｘの低濃度化と燃焼ガス生成の安定化を実現させるガスタービンプラントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンプラントは、起動運転から定格運転または停止運転に至るまでの広い負荷範囲に亘って運転の安定化と長寿命化等が求められている。
【０００３】
また、プラントの高熱効率の指向や、出力増加の観点からガスタービン入口燃焼ガス温度のより一層の高温化、環境保護の観点からＮＯｘの低濃度化、エネルギ枯渇防止の観点から燃料の多様化が求められている。
【０００４】
このようなシーズ、ニーズに対し、最近のガスタービンプラントでは、ＮＯｘ低濃度化のために、ガスタービン燃焼器に予混合燃焼方式や蒸気・水噴射方式の開発が進められている。
【０００５】
また、燃料の多様化としてガスタービンプラントでは、液体燃料をガス化してガスタービン燃焼器に供給する開発が進められている。
【０００６】
なお、液体燃料をガス化してガスタービン燃焼器に供給する発明には、例えば、特開平４−３５６６０６号公報（特許文献１参照）が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平４−３５６６０６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
最近のガスタービンプラントでは、ガスタービン燃焼器のＮＯｘ低濃度化に対し、予混合燃焼方式や蒸気・水噴射方式を開発し、法律規制値のＮＯｘ濃度よりも大幅に低い値にまで維持できるようになっている。
【０００９】
もっとも、この場合の燃料は、液化天然ガス（ＬＮＧ）であり、液体燃料、例えば灯油、軽油等では、法律規制値以内の低ＮＯｘ濃度値にするために施行錯誤を繰り返している段階である。
【００１０】
また、燃料の多様化、特に種類の異なる液体燃料に対し、ガスタービンプラントでは、ガスタービン燃焼器に液化天然ガス（ＬＮＧ）並みの低ＮＯｘ濃度を維持させるために、液体燃料の微粒化、液体燃料と空気との均一混合、液体燃料の自己着火等を含む逆火防止等数多くの問題が含まれている。
【００１１】
このような数多くの問題点を解決するために、ガスタービンプラントはガスタービン燃焼器に施行錯誤を繰り返す研究開発を進めているものの、未だ模索中である。
【００１２】
本発明は、このような情況に基づいてなされたもので、液体燃料をガス化して燃焼ガスを生成する際、燃焼ガスの安定燃焼化と、ＮＯｘの低濃度化とを満たして信頼の高い運転ができるガスタービンプラントを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、液体燃料供給系にガス化燃料燃焼ガス生成系、電力発生系および燃料制御系を組み合せるとともに、前記液体燃料供給系からの液体燃料を前記ガス化燃料燃焼ガス生成系に供給する際、予め加熱させる加熱装置と、前記電力発生系で発生した熱を利用して空気を加熱させ、その加熱した空気を前記ガス化燃料燃焼ガス生成系に供給する空気供給手段とを備えたものである。
【００１４】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、液体燃料供給系にガス化燃料燃焼ガス生成系、電力発生系および燃料制御系を組み合せるとともに、前記液体燃料供給系からの液体燃料を前記電力系で発生した熱を利用して予め加熱させて前記ガス化燃料燃焼ガス生成系に供給する連絡管と、前記電力発生系で発生した熱を利用して空気を加熱させ、その加熱した空気を前記ガス化燃料燃焼ガス生成系に供給する空気供給手段とを備えたものである。
【００１５】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、液体燃料供給系は、液体燃料をガス化燃料燃焼ガス生成系に供給する液体燃料供給装置と、前記ガス化燃料燃焼ガス生成系からのドレンを冷却して前記液体燃料供給装置に戻す燃料冷却器とを備えたものである。
【００１６】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、液体燃料供給系は、ガス化燃料燃焼ガス生成系にパージ用の流体を供給するパージ用ガス供給装置と、液体燃料供給装置からの液体燃料に蒸気および水のうち、いずれかを混入させてＮＯｘ濃度を低減させるＮＯｘ濃度低減用流体供給装置とを備えたものである。
【００１７】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、液体燃料供給系は、起動運転時、液体燃料供給装置からの液体燃料をガス化燃料燃焼ガス生成系の燃焼器に供給する起動用液体燃料供給管と、予め定められた負荷が発生した時、液体燃料供給装置からの液体燃料を前記ガス化燃料燃焼ガス生成系の加熱装置に供給する常用液体燃料供給管とを備えたものである。
【００１８】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、液体燃料供給系は、起動運転時、液体燃料供給装置からの液体燃料をガス化燃料燃焼ガス生成系の燃焼器に供給する起動用液体燃料供給管と、予め定められた負荷が発生した時、液体燃料供給装置からの液体燃料を前記ガス化燃料燃焼ガス生成系の加熱装置に供給する常用液体燃料供給管とを備えるとともに、前記起動用液体燃料供給管と前記常用液体燃料供給管とをそれぞれ接続させる切替弁を備えたものである。
【００１９】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、ガス化燃料燃焼ガス生成系は、一つのケーシング内に燃料の流れに沿って順に蒸発器、過熱器、燃焼器を収容させる構成したものである。
【００２０】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、ガス化燃料燃焼ガス生成系は、一つのケーシング内に燃料の流れに沿って順に蒸発器、過熱器、燃焼器を収容させる構成にするとともに、前記蒸発器、前記過熱器、前記燃焼器のそれぞれに電力発生系から供給された空気を分配するジェット噴流孔を備えた区画壁で区画した通路を設けたものである。
【００２１】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項９に記載したように、蒸発器は、筒状の胴体で構成され、頭部側に噴射ノズルとジェット噴流孔を備えた区画壁とを備え、中間部にミスト領域を形成するとともに、下流側にドレン部を形成したものである。
【００２２】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項１０に記載したように、過熱器は、蒸発器の胴体の周方向に沿って設けられた鉛直管および螺旋管のうち、いずれかを選択したものである。
【００２３】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項１１に記載したように、燃焼器は、階段状に形成され、上流側に設けた第１段ガス化燃料空気混合領域と、下流側に設けた第２段ガス化燃料空気混合領域とを備えたものである。
【００２４】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項１２に記載したように、第１段ガス化燃料空気混合領域は、中央に燃料ノズルを備え、その外側の同心状にスワラと第１段ガス化燃料口を備えたものである。
【００２５】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項１３に記載したように、第２段ガス化燃料空気混合領域は、第１段ガス化燃料空気混合領域の外側の同心状にスワラと第２段ガス化燃料口を備えたものである。
【００２６】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項１４に記載したように、電力発生系は、ガス化燃料燃焼ガス生成系からの燃焼ガスに膨張仕事をさせ、その際に発生する動力で発電機を駆動するガスタービンと、このガスタービンに軸直結させた空気圧縮機と、この空気圧縮機からの圧縮空気を前記ガスタービンからのガスタービン排気を熱源として加熱させ、前記ガス化燃料燃焼ガス生成系に供給する排熱回収装置とを備えたものである。
【００２７】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、上述の目的を達成するために、請求項１５に記載したように、燃料制御系は、ガス化燃料燃焼ガス生成系に供給される液体燃料の圧力および温度のそれぞれを検出するとともに、電力発生系の発電機からの負荷を検出し、圧力信号、温度信号、負荷信号に基づいて弁開閉信号を演算し、その弁開閉演算信号を液体燃料供給系の燃料管に設けた流量調整弁に与える演算制御部を備えたものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るガスタービンプラントの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係るガスタービンプラントの第１実施形態を示す概略系統図である。
【００３０】
本実施形態に係るガスタービンプラントは、液体燃料供給系１と、ガス化燃料燃焼ガス生成系２と、電力発生系３と、液体燃料供給系１からの液体燃料をガス化燃料燃焼ガス生成系２に供給する際、液体燃料を制御する燃料制御系４とを備えた構成になっている。
【００３１】
液体燃料供給系１は、液体燃料供給装置５、流量調整弁６および切替弁７を備えた燃料管８、この燃料管８の切替弁７から分岐され、ガス化燃料燃焼ガス生成系２に接続する起動用液体燃料供給管９、上述切替弁７から延長され、ガス化燃料燃焼ガス生成系２に接続する常用液体燃料供給管１０および燃料冷却器１１を備え、起動運転時、液体燃料供給装置５からの液体燃料を流量調整弁６および切替弁７を備えた燃料管８、起動用液体燃料供給管９を介してガス化燃料燃焼ガス生成系２に供給する一方、電力発生系３が予め定められた負荷になると、液体燃料供給装置５からの液体燃料を流量調整弁６および切替弁７を備えた燃料管８、常用液体燃料供給管１０を介してガス化燃料燃焼ガス生成系２に供給する構成になっている。
【００３２】
また、液体燃料供給系１には、パージ用ガス供給装置２９と蒸気または水等の流体を液体燃料に混入させてＮＯｘ濃度を低減させるＮＯｘ濃度低減用流体供給装置３０とが設けられている。
【００３３】
パージ用ガス供給装置２９は、ガス化燃料燃焼ガス生成系２に残留するガスを系外ブローさせるもので、ガス化燃料燃焼ガス生成系２の運転終了後、例えば窒素ガス等の不活性ガスを供給し、不純物を含めて残留ガスを系外ブローさせて爆発事故を未然に防ぐようにしている。
【００３４】
また、液体燃料供給系１は、ガス化燃料燃焼ガス生成系２から生成されたドレンをドレン管１２を介して燃料冷却器１１に供給し、ここで冷却した後、液体燃料供給装置５に戻す構成になっている。
【００３５】
一方、電力発生系３は、回転軸１３に軸直結させた空気圧縮機１４、ガスタービン１５、発電機１６を備えるとともに、別置きの排熱回収装置１７を備え、空気圧縮機１４で吸い込んだ空気を圧縮して高圧にし、高圧空気を排熱回収装置１５で高温化した後、ガス化燃料燃焼ガス生成系２に燃焼用空気として供給する構成になっている。
【００３６】
また、電力発生系３は、ガス化燃料燃焼ガス生成系２から供給された燃焼ガスをガスタービン１５で膨張仕事をさせ、その際に発生する動力（回転トルク）で発電機１６を駆動するとともに、膨張仕事後のガスタービン排気（ガスタービン排ガス）を排熱回収装置１７に熱源として供給している。
【００３７】
また、燃料制御系４は、電力発生系３の発電機１６の負荷を検出し、検出した負荷信号と、ガス化燃料燃焼ガス生成系２を流れる液体燃料の温度および圧力のそれぞれを温度センサ１８、圧力センサ１９で検出し、検出した燃料温度信号、燃料圧力信号とに基づいて弁開閉信号を演算し、その弁開閉信号を流量調整弁６および切替弁７のそれぞれに与える演算制御部２０を備えている。なお、演算制御部２０は、切替弁７に対してＯＮ−ＯＦＦ信号を与えている。
【００３８】
他方、ガス化燃料燃焼ガス生成系２は、別置きに設置され、常用液体燃料供給管１０からの液体燃料を予熱（加熱）して、ガス化を促進させる、例えば電気ヒータ等の加熱装置２１と、加熱した液体燃料の温度および圧力のそれぞれを検出する温度センサ１８、圧力センサ１９を介して接続するケーシング２２と、このケーシング２２に収容され、加熱した燃料の流れに沿って順に、噴射ノズル２３を備えた蒸発器２４、過熱器２５、燃料ノズル２６およびガス化燃料空気混合領域２７を備えた燃焼器２８とで構成される。
【００３９】
また、ガス化燃料燃焼ガス生成系２は、その構成を今少し詳しく説明すると、図１および図２に示すように、電力発生系３の排熱回収装置１７から供給された高温空気をガス化燃料燃焼ガス生成系２のケーシング２２内に区画した通路３１に供給するジェット噴流孔３２を備えた区画壁３３と、この区画壁３３に収容され、その上流側に配置する蒸発器２４と、蒸発器２４の下流側に配置され、階段状に形成した第１段ガス化燃料空気混合領域２７ａと第２段ガス化燃料空気混合領域２７ｂとを備えた燃焼器２８とで構成される。
【００４０】
蒸発器２４は、筒状の胴体３４の上流側（頭部側）にジェット噴流孔３２を備えた区画壁３３と噴射ノズル２３とを備え、中間部に液体燃料を減圧フラッシュさせてミスト状にするミスト領域３５と、その下流側にミスト状の液体燃料が冷却した際、生成されたドレンを集めるドレン部３６とを備えている。
【００４１】
また、蒸発器２４には、筒状の胴体３４の周方向に沿って過熱器３７が設けられている。
【００４２】
この過熱器３７は、鉛直管および螺旋管のうち、いずれかで構成し、区画壁３３のジェット噴流孔３２を介して通路３１からの高温で、ジェット噴流の空気を熱源とし、その内部を流れるミスト状の液体燃料を過熱させ、液体燃料をガス化燃料にしている。
【００４３】
また、燃焼器２８は、階段状に形成され、その上流側に設けた第１段ガス化燃料空気混合領域２７ａの中央に、起動用液体燃料供給管９からの液体燃料を燃焼室３８に噴射する燃料ノズル２６を備え、さらにそれと同心的にスワラ４０、ガス化燃料を燃焼室３８に供給する環状の第１段ガス化燃料口４１を備えるとともに、その下流側に設けた第２段ガス化燃料空気混合領域２７ｂに、上述第１段ガス化燃料空気混合領域２７ａの外側で同心的にスワラ４２、ガス化燃料を燃焼室３８に供給する環状の第２段ガス化燃料口４３をそれぞれ備えている。
【００４４】
次に作用を説明する。
【００４５】
起動運転時、液体燃料をガス化燃料にする際、熱源が確保されていないとき、本実施形態に係るガスタービンプラントは、燃料制御系４の演算制御部２０から切替弁７に切替信号を与える。
【００４６】
切替弁７が切り替えられると、ガスタービンプラントは、液体燃料供給系１の液体燃料供給装置５からの液体燃料を切替弁７、起動用液体燃料供給管９を介してガス化燃料燃焼ガス生成系２の燃焼器２８の燃料ノズル２６に供給する。
【００４７】
燃料ノズル２６は、図２に示すように、スワラ４０で旋回させた空気と混合させて旋回流を作って拡散させ、燃焼室３８で燃焼ガスを生成する。
【００４８】
燃焼室３８で生成された燃焼ガスは、図１に示すように、電力発生系３のガスタービン１５に供給され、ここで膨張仕事をし、その際に発生する動力（回転トルク）で発電機１６を駆動する。
【００４９】
ガスタービン１５で膨張仕事を終えたガスタービン排気（排ガス）は、排熱回収装置１７に熱源として供給され、ここで空気圧縮機１４からの高圧空気を加熱させる。高圧高温となった空気は、空気供給手段３９を介してガス化燃料燃焼ガス生成系２のケーシング２２の通路３１に供給され、ここから分配され、区画壁３３のジェット噴流孔３２を介して蒸発器２４、過熱器２５および燃焼器２８のそれぞれに与えられる。
【００５０】
電力発生系３の発電機１６が駆動され、予め定められた負荷になると、燃料制御系４の演算制御部２０は、切替弁７に切替指令を出し、切替弁７のポートを切り替える。
【００５１】
切替弁７のポートが切り替えられると、ガスタービンプラントは、液体燃料供給系１の液体燃料供給装置５からの液体燃料を燃料管８の流量調整弁６、切替弁７を介してガス化燃料燃焼ガス生成系２の加熱装置２１に供給され、ここで加熱され、液体燃料のガス化を促進する。
【００５２】
加熱装置２１で加熱された液体燃料は、温度センサ１８で温度が検出され、圧力センサ１９で圧力が検出される。検出された温度信号および圧力信号のそれぞれは、電力発生系３の発電機１６からの負荷信号とともに燃料制御系４の演算制御部２０に供給され、ここで弁開閉信号が演算される。弁開閉信号を演算すると、演算制御部２０は、燃料管８の流量調整弁６を開閉させ、液体燃料を制御する。
【００５３】
加熱装置２１で加熱された液体燃料は、図２に示すように、蒸発器２４の噴射ノズル２３からミスト領域３５に減圧フラッシュしてミストとさせ、ミストのうち、一部がドレン部３６に集められてドレン管１２を介して図１に示す液体燃料供給系１の燃料冷却器１１で冷却され、液体燃料供給装置５に戻される。
【００５４】
また、残りの減圧フラッシュしたミストは、頭部側に設けたジェット噴流孔３２を備えた区画壁３３を介して過熱器２５に供給され、ここで、電力発生系３の排熱回収装置１７からケーシング２２の通路３１、ジェット噴流孔３２を備えた区画壁３３を介して供給された高圧、高温の空気を熱源として過熱され、ガス化燃料にされる。
【００５５】
燃料の液体からガス（気体）への相変化は、図３に示すように、常温燃料の点Ａから加熱装置２１で高温状態の点Ｂに加熱させ、ここから過熱器３７で等温の下、過熱させ、この間、気液混合体としてのミストから徐々にガス化させ、点Ｃで燃料をガス化させている。なお、点Ｄは設計点における燃料ノズル直前の圧力、温度の状態量である。
【００５６】
このようにして、燃料をガス化させたガスタービンプラントは、図２に示すように、その一部を燃焼器２８のうち、第１段ガス化燃料空気混合領域２７ａの第１段ガス化燃料口４１に供給させ、ここでスワラ４０から強い流れと共に旋回流として与えられた高温の空気と急速混合させ、燃焼室３８で燃焼ガスを生成させるとともに、その残りを第２段ガス化燃料空気混合領域２７ｂの第２段ガス化燃料口４３に供給させ、スワラ４２からの強い流れと共に旋回流として与えられた高圧、高温の空気と急速混合させ、燃焼室３８で燃焼ガスを生成させる。そして、電力発生系３は、ガスタービン１５を定格運転に至らしめる。
【００５７】
ガスタービン１５の運転終了後、液体燃料供給系１は、パージ用ガス供給装置２９を駆動し、窒素ガス等の不活性ガスを、例えば起動用液体燃料供給管９を介して燃焼器２８の燃料ノズル２３に供給し、器内に残留しているガス化燃料を系外ブローさせる。
【００５８】
なお、液体燃料供給系１は、起動運転時からＮＯｘ濃度低減用液体供給装置３０を駆動させ、液体燃料供給装置５からの液体燃料に蒸気または水を混入させてもよい。液体燃料に蒸気または水を混入させると、ＮＯｘ濃度をより一層低く抑えることができる。
【００５９】
このように、本実施形態に係るガスタービンプラントは、液体燃料をガス化燃料にさせる際、一つのケーシング２２内に蒸発器２４、過熱器２５、燃焼器２８を収容し、省スペース化させたので、狭い設置面積でも充分有効に活用することができる。
【００６０】
また、本実施形態に係るガスタービンプラントは、一つのケーシング２２内に蒸発器２４、過熱器２５、燃焼器２８を収容させ外部と隔離させたので、万一ガス化燃料漏れがあってもケーシング２２にとどめることができ、火炎等の事故が発生しても器内にとどめて系外に散逸させることがない。
【００６１】
また、本実施形態に係るガスタービンプラントは、電力発生系３の排熱回収装置１７から空気供給手段３９を介して供給される高温の燃焼用空気は、燃料の加熱のため温度が低下し、第１段ガス化燃料混合領域２７ａおよび第２段ガス化燃料混合領域２７ｂのそれぞれに供給され、乱れと旋回流により急速に均一混合されるため燃焼ガスの生成の際、局所的に高温となる燃焼域を減少させＮＯｘ濃度を低減させることができる。
【００６２】
なお、本実施形態に係るガスタービンプラントは、液体燃料供給系１の液体燃料供給装置５からの液体燃料を、例えば電気ヒータ等の加熱装置２１で加熱してガス化燃料燃焼ガス生成系２に供給しているが、この例に限らず、例えば図４に示すように、燃料管８の切替弁７から延長して電力発生系３の排熱回収装置１７に接続する連絡管４４ａ，４４ｂを設け、ここで液体燃料を加熱させてガス化燃料燃焼ガス生成系２の蒸発器２４に供給してもよい。
【００６３】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係るガスタービンプラントは、液体燃料供給系にガス化燃料燃焼ガス生成系、電力発生系、燃料制御系を組み合せて液体燃料をガス化燃料させるので、燃料の多様化を図ってＮＯｘ濃度をより一層低く抑えることができる。
【００６４】
また、本発明に係るガスタービンプラントは、ガス化燃料燃焼ガス生成系のうち、蒸発器、過熱器、燃焼器を一つのケーシング内に収容し、蒸発器の噴射ノズルで液体燃料を減圧フラッシュさせてミストにし、そのミストを過熱器で等温過熱の下でガス化し、そのガス化燃料を燃焼器の第１段ガス化燃料空気混合領域および第２段ガス化燃料空気混合領域のそれぞれに供給して空気と混合させたので、設置面積の省スペース化の下、ＮＯｘ濃度をより一層低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスタービンプラントの第１実施形態を示す概略系統図。
【図２】本発明に係るガスタービンプラントのうち、ガス化燃料燃焼ガス生成系を示す一部切欠概念図。
【図３】液体燃料からガス化燃料に相変化させる際の状態量線図。
【図４】本発明に係るガスタービンプラントの第２実施形態を示す概略系統図。
【符号の説明】
１  液体燃料供給系
２  ガス化燃料燃焼ガス生成系
３  電力発生系
４  燃料制御系
５  液体燃料供給装置
６  流量調整弁
７  切替弁
８  燃料管
９  起動用液体燃料供給管
１０  常用液体燃料供給管
１１  燃料冷却器
１２  ドレン管
１３  回転軸
１４  空気圧縮機
１５  ガスタービン
１６  発電機
１７  排熱回収装置
１８  温度センサ
１９  圧力センサ
２０  演算制御部
２１  加熱装置
２２  ケーシング
２３  噴射ノズル
２４  蒸発器
２５  過熱器
２６  燃料ノズル
２７  ガス化燃料空気混合領域
２７ａ  第１段ガス化燃料空気混合領域
２７ｂ  第２段ガス化燃料空気混合領域
２８  燃焼器
２９  パージ用ガス供給装置
３０  ＮＯｘ濃度低減用流体供給装置
３１  通路
３２  ジェット噴流孔
３３  区画壁
３４  胴体
３５  ミスト領域
３６  ドレン部
３７  過熱器
３８  燃焼室
３９  空気供給手段
４０  スワラ
４１  第１段ガス化燃料口
４２  スワラ
４３  第２段ガス化燃料口
４４ａ，４４ｂ  連絡管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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