(57)【要約】【課題】  ガスタービン圧縮機出口からの抽気に切替える過程において、空気供給先である外部設備の圧力変動を抑制する。【解決手段】  圧縮機出口圧力計５０により圧縮機出口圧力Ｐ２，ガスタービン排気温度計５２によりガスタービン出口温度Ｔ４を計測し、要求された抽気後のタービン入口質量流量等を算出して、燃料流量調節弁３５により燃料流量を、入口案内翼１により圧縮機入口空気質量流量を制御することにより、外部設備から要求される流量，圧力に応じた抽気を可能にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機から抽気した空気を外部設備に供給するガスタービン装置において、
前記圧縮機から抽気を行う際に、抽気後に低下する圧縮機出口圧力を前記外部設備が必要とする圧縮機出口圧力となるまで、前記ガスタービンに供給する燃料流量を増加させた後、前記外部設備に抽気空気を供給するように構成したことを特徴とするガスタービン装置。
【請求項２】
圧縮機から抽気した空気を外部設備に供給するガスタービン装置において、
前記圧縮機から抽気を行う際に、抽気後に低下する圧縮機出口圧力を前記外部設備が必要とする圧縮機出口圧力となるまで、前記圧縮機の入口に設置される入口案内翼、或いは前記圧縮機の可変静翼の開度を制御して圧縮機入口流量を増加させた後、前記外部設備に抽気するように構成したことを特徴とするガスタービン装置。
【請求項３】
前記ガスタービン装置の圧縮機とガスタービン間の流路に、外部より蒸気，窒素、或いは二酸化炭素を供給する系統を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のガスタービン装置。
【請求項４】
前記ガスタービン装置に燃料を供給する燃料供給装置とは別に補助燃料供給装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン装置。
【請求項５】
空気を圧縮する圧縮機と、圧縮された空気と燃料とを燃焼させる燃焼器と、該燃焼器の燃焼排ガスによって駆動されるガスタービンと、
前記燃焼器に燃料を供給する燃料ガス供給設備と、該燃料ガス供給設備から前記燃焼器に供給する燃料の流量を調節する燃料流量調節弁を備えた燃料配管と、
前記圧縮機出口の空気を抽気して抽気空気を利用する外部設備に供給する抽気配管と、該抽気配管に設けられ前記外部設備に供給する抽気空気を遮断する抽気空気遮断弁と、
前記抽気配管から分岐し、抽気空気を外部に放風する抽気配管と、該抽気配管を流通する抽気空気の流量を制御する抽気流量制御弁とを備え、
前記圧縮機から抽気を行う際に、前記抽気空気遮断弁を閉止すると共に抽気流量制御弁を開にし、抽気空気を利用する外部設備が必要とする抽気圧力となるまで、前記燃料流量調節弁を開いてガスタービンに供給する燃料流量を増加させて、抽気後に低下した圧縮機出口圧力を上昇させた後、前記抽気流量制御弁を閉めて前記抽気空気遮断弁を開き、前記外部設備に抽気空気を供給するように構成したことを特徴とするガスタービン装置。
【請求項６】
前記ガスタービン装置は、前記圧縮機に取り込む空気流量を調節する入口案内翼と、前記圧縮機の静翼を可変にした可変静翼を備えたものであって、
前記燃焼器に供給する燃料流量を増加することによってガスタービン入口温度が許容温度以上となる場合には、前記入口案内翼又は可変静翼の開度を調節して圧縮機入口質量流量を増加させることによって、圧縮機出口圧力を増加させることを特徴とする請求項５に記載のガスタービン装置。
【請求項７】
圧縮機から抽気した空気を外部設備に供給するガスタービン装置の抽気運転方法において、
ガスタービン出口温度，圧縮機出口圧力，ガスタービン入口質量流量に基づいて、前記圧縮機から抽気した後のガスタービン入口質量流量を算出し、抽気により低下する圧縮機出口圧力を、前記外部設備が必要とする抽気空気の圧力まで上昇させるための目標ガスタービン入口温度を算出し、ガスタービン燃焼器に供給する燃料流量を前記目標ガスタービン入口温度となる燃料流量まで増加させて、前記外部設備に抽気空気を供給することを特徴とするガスタービン装置の抽気運転方法。
【請求項８】
前記ガスタービン装置の抽気運転法は、前記燃焼器に供給する燃料流量の増加によってガスタービン入口温度が許容温度以上となる場合には、圧縮機の入口案内翼又は可変静翼の開度を調節して圧縮機入口質量流量を増加させることによって、圧縮機出口圧力を増加させることを特徴とする請求項７に記載のガスタービン装置の抽気運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン圧縮機から抽気した抽気空気を外部の設備に供給するガスタービン装置、及びその抽気運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン装置の圧縮機から空気を抽気して、外部設備に利用する最も典型的なシステムとして石炭ガス化複合発電プラントがある。このシステムでは、ガスタービン圧縮機出口より空気を抽気し、抽気した空気を石炭ガス化炉に直接石炭ガス化剤として供給したり、抽気した空気を空気分離設備に原料空気として供給し、原料空気から酸素を製造し、製造した酸素を石炭ガス化炉にガス化剤として供給する。
【０００３】
石炭ガス化炉に直接石炭ガス化剤としてガスタービンから抽気した空気を供給するシステムについては、特開平１−１７８７２７号公報に記載されたものがある。
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１７８７２７号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した特開平１−１７８７２７号公報では、ガスタービン圧縮機の抽気圧力より高い圧力の石炭ガス化炉に、ガス化剤としてガスタービンの抽気空気を供給する。このため、昇圧圧縮機を設置して、圧縮機から抽気した空気を加圧している。そして、この従来技術では、昇圧圧縮機の駆動動力を低減するため、ガスタービン圧縮機入口案内翼を作動させ、ガスタービン圧縮機出口圧力を高くすることにより、抽気空気の圧力（昇圧圧縮機入口圧力）を高くしている。
【０００６】
ここで、上記従来技術では、圧縮機出口から抽気することによりガスタービン入口流量が低下し、これに伴って圧縮機出口圧力が低下することを補うため、ガスタービ圧縮機の入口案内翼を開いて圧縮機流量を増加させている。これにより、圧縮機出口圧力を高めることはできる。
【０００７】
ここで、外部に空気を利用する設備を備えたプラントでは、起動過程には補助の空気圧縮機からガスタービン抽気空気に供給を切替える必要があり、停止過程ではガスタービン抽気から補助空気圧縮機に運転を切替える必要がある。このような場合、運転切替えの過程において空気供給先である外部設備の圧力が変動するのを抑制するため、ガスタービン圧縮機から抽気される抽気空気と補助空気圧縮機から供給される原料空気の流量および圧力とを一致させた後に切替えることが望まれる。しかし、上記従来技術では上記の点について考慮されていなかった。
【０００８】
切替え過程において空気分離設備内の圧力が変動するのを防止するため、ガスタービン圧縮機から抽気される抽気空気と原料空気圧縮機から供給される原料空気の流量および圧力と一致させた後に切替えることが望まれる。
【０００９】
本発明の目的は、ガスタービン圧縮機出口からの抽気に切替える過程において空気供給先である外部設備の圧力変動を抑制することができるガスタービン装置、及びその抽気運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、ガスタービン圧縮機に流量可変装置を設置し、当該流量可変装置および燃焼器に供給する燃料量を調整することにより、圧縮機出口から抽気される空気の流量および圧力を調整するようにしたものである。
【００１１】
また、上記目的を達成するためガスタービン出口温度，圧縮機出口圧力からガスタービン入口質量流量を算出する方法を提示し、ことにより、抽気可能な空気流量，圧力を求め、ガスタービン圧縮機に設置した、流量可変装置および燃焼器に供給する燃料量を調整することにより、外部に供給する抽気空気の流量および圧力を変化させることを可能にしたものである。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、流量可変手段としてガスタービン燃焼器に外部より、蒸気または窒素または二酸化炭素を供給するようにしたものである。
【００１３】
また、上記目的を達成するため、補助燃料設備からの補助燃料をガスタービン燃焼器に供給するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、圧縮機出口より抽気する空気の質量流量，圧力を調整することができるため、ガスタービン圧縮機出口からの抽気に切替える過程において、空気供給先である外部設備の圧力変動を抑制することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の一実施例であるガスタービン装置のシステム系統図を示す。ガスタービン装置の主要構成機器は、圧縮機２，燃焼器３，ガスタービン４である。圧縮機２とガスタービン４は動力的に結合され、さらに発電機５とも動力的に結合されている。圧縮機２入口には、入口案内翼１がその駆動装置と共に設置されている。また、ガスタービン４への冷却空気の供給系統として、圧縮機２の出口空気または中間段から抽気した空気を供給する冷却空気流路２２を設けている。ガスタービン４出口には、ガスタービンを駆動した燃焼排ガスを熱回収設備１１に導く排ガスダクト２８が接続される。ガスタービン出口には、ガスタービン排気温度を測定するガスタービン排気温度計５２が設置される。ガスタービンから排出された燃焼排ガスは、排ガスダクト２８に接続された熱回収設備１１で排熱回収が行われる。熱回収設備１１出口は煙突１２に接続されている。
【００１７】
燃料ガス供給設備９は、燃料配管２１を介して燃焼器３に接続されている。ガスタービン設備の燃焼器３に燃料を供給する燃料配管２１には、燃料の供給を遮断する燃料元遮断弁３２，燃料の圧力を調節する燃料圧力調節弁３３，燃料の流量を調節する燃料流量調節弁３５、および燃料圧力を計測する燃料圧力計３４が設置されている。
【００１８】
圧縮機２出口には、圧縮機出口圧力計５０および圧縮機出口温度計５１が設置され、圧縮機２出口での圧縮空気の圧力、及び温度を計測している。また、圧縮機２出口には、圧縮機からの抽気空気を抽気空気冷却器６に供給する抽気配管Ａ２３が接続されている。また、抽気空気冷却器６は冷却水流量制御弁３６を備えた冷却配管３１が接続されており、抽気空気の冷却媒体として冷却水が供給される。抽気空気冷却器６と気水分離器７は抽気配管Ｂ２４で接続され、この抽気配管Ｂには抽気空気温度計３７が設置されている。気水分離器７の出口側には抽気配管Ｃ２５が接続されており、この抽気配管Ｃ２５には流量測定オリフィス３８，抽気流量計３９が設置されている。また、抽気配管Ｃ２５は抽気配管Ｄ２６と抽気配管Ｅ２７によって流路が分岐されている。抽気配管Ｄ２６には逆止弁４０，抽気空気遮断弁４１および抽気空気圧力計４２が設置され、抽気空気供給先の外部設備８に接続されている。抽気配管Ｅ２７には、抽気流量制御弁４３が設置され、その先は抽気放風ダクト１０に接続されている。
【００１９】
以上のように構成された本実施例のガスタービン装置では、入口案内翼１によって流入空気量が調節された空気２０を圧縮機２に取り込み、圧縮機２にて昇圧して燃焼器３に供給する。燃焼器３では、燃料ガス供給設備９から燃料配管２１を介して供給される燃料ガスを燃料として燃焼させ、燃焼ガスによりガスタービン４を駆動して動力を発生させる。これにより、圧縮機２および発電機５が駆動され、発電機５では電力が発生する。燃料配管２１に設置された燃料元遮断弁３２は、ガスタービン停止時等において燃料ガスの供給を遮断する際に使用される。
【００２０】
また、燃料配管２１に設置された燃料圧力調節弁３３は、燃料流量調節弁３５の上流側に設置された燃料圧力計３４にて計測された燃料圧力を一定にするように制御を行う。これにより燃料流量調節弁３５は、弁開度に応じた燃料ガス流量を燃焼器３に供給することができる。
【００２１】
ガスタービン４の入口温度は高温であるため、冷却空気として圧縮機２から圧縮空気を抽気し、冷却空気通路２２を介してガスタービン４に供給する。ガスタービン４を出た燃焼排気ガスは、排ガスダクト２８を通り熱回収設備１１に供給される。熱回収設備１１では、燃焼排ガスから排熱を回収することによって蒸気等を発生させる。熱回収設備１１を出た燃焼排気ガス３０は、煙突１２から大気に放出される。
【００２２】
また、圧縮機２を出た抽気空気は、抽気配管Ａ２３を通り抽気空気冷却器６に供給される。抽気空気冷却器６では、冷却水流量制御弁３６を備えた冷却配管３１から供給された冷却水により冷却される。ここで、抽気空気冷却器６で冷却する抽気空気の温度は、抽気空気冷却器６の後流側に位置する抽気配管Ｂ２４に設置された抽気空気温度計３７が、抽気空気供給先の外部設備８が要求する所定の温度になるように冷却水流量制御弁３６が制御される。
【００２３】
抽気空気冷却器６で冷却された抽気空気は、抽気配管Ｂ２４を介して気水分離器７に供給される。気水分離器７では、抽気空気冷却器６で冷却された抽気空気中から凝縮した水分を分離する。気水分離器７を出た抽気空気は、抽気配管Ｃ２５を通り流量測定オリフィス３８，抽気流量計３９により抽気空気流量が計測される。流量測定オリフィス３８から抽気配管Ｄ２６に流れた抽気空気は、逆止弁４０，抽気空気遮断弁４１を通り、抽気空気を利用する外部設備８に供給される。また、抽気配管Ｅ２７に分岐して流れた抽気空気は、抽気流量制御弁４３を通り抽気放風ダクト１０から大気に放風される。
【００２４】
ガスタービン４では、一般のガスタービンと同様に、入口の質量流量Ｇ３，温度Ｔ３と圧力Ｐ３間に楕円法則と呼ばれる
Ｇ３×Ｔ３0.5／Ｐ３＝一定
の関係が成立する。圧縮機２出口の圧力Ｐ２とガスタービン４入口の圧力Ｐ３には燃焼器通過時の圧力損失があるが、一般には圧力損失は２〜４％程度であり、Ｐ２≒Ｐ３とすれば、
Ｇ３×Ｔ３0.5／Ｐ２＝一定                                         …（式１）
となる。この式から、ガスタービン４入口の質量流量Ｇ３，絶対温度Ｔ３と圧力Ｐ３の関係が明確となり、例えば質量流量Ｇ３が変化した場合Ｐ２を一定に保つには、Ｔ３をどのようにすればよいかわかるが、実際には、ガスタービン４入口の温度Ｔ３は、高温であるため測定することはできず、さらにＧ３を直接測定することはできない。
【００２５】
ここで、比較的低温で測定が可能なガスタービン出口温度Ｔ４を用いる。ガスタービン４の出口温度Ｔ４は、ガスタービンのポリトロープ指数をｎ、ガスタービン出口圧力を
Ｐ４とすれば一般に、
Ｔ４＝Ｔ３（Ｐ４／Ｐ３）(n-1)/n
となり、Ｐ２≒Ｐ３とすれば、
Ｔ４＝Ｔ３（Ｐ４／Ｐ２）(n-1)/n                                   …（式２）
となる。ここで、（式２）を（式１）に代入すると、
（Ｇ３／Ｐ２）・｛Ｔ４・（Ｐ２／Ｐ４）(n-1)/n｝0.5
＝｛（Ｇ３／Ｐ２）2・Ｔ４・（Ｐ２／Ｐ４）(n-1)/n｝0.5
＝一定
Ｇ３2・Ｔ４・Ｐ２-(n+1)/n／Ｐ４(n-1)/n＝一定
となり、ガスタービン出口圧力Ｐ４は、ほぼ一定とみなせるので、
Ｇ３2・Ｔ４・（１／Ｐ２）(n+1)/n＝一定
となる。したがって、ベースとなるＧ３，Ｔ４，Ｐ２と、任意のＧ３′，Ｔ４′，Ｐ２′の関係を求めると、
Ｔ４′＝Ｔ４（Ｇ３／Ｇ３′）2・（Ｐ２′／Ｐ２）(n+1)/n            …（式３）
となる。この式は、ベース条件として、Ｇ３，Ｔ４，Ｐ２が与えられた場合、タービン入口の質量流量Ｇ３′とタービン出口温度Ｔ４′と圧縮機出口圧力Ｐ２′の関係を明確に示す。
【００２６】
ポリトロープ指数ｎは、ベース条件、Ｔ３，Ｔ４，Ｐ４，Ｐ２が与えられれば、(式２)より
（ｎ−１）／ｎ＝１ｎ（Ｔ４／Ｔ３）／１ｎ（Ｐ４／Ｐ２）
（ｎ＋１）／ｎ＝２−（ｎ−１）／ｎ
となり、これを（式３）に代入できる。タービン入口の質量流量Ｇ３は、
Ｇ３＝Ｇ０−Ｇｃ＋Ｇｆ−Ｇｅｘ
となる。
【００２７】
ここで、Ｇ０：圧縮機入口空気質量流量，Ｇｃ：タービン冷却空気質量流量，Ｇｆ：燃料質量流量，Ｇｅｘ：抽気空気質量流量で表すことができる。燃料質量流量Ｇｆは燃料流量調節弁３５の開度等から、抽気空気質量流量Ｇｅｘは抽気流量計３９により計測することができる。圧縮機入口空気質量流量Ｇ０は、大気温度により変化し、また圧縮機の経年変化によっても変化するため、正確な値を求めることは困難である。タービン冷却空気質量流量Ｇｃは、計画値および試験時の計測値は明らかであるが、実機における正確な値を求めるのは経年変化等を考慮すると困難である。本発明では、（式３）によって、測定可能なガスタービン出口温度Ｔ４および圧縮機出口圧力Ｐ２からタービン入口質量流量Ｇ３を求めることができる。これらの関係を図２に示す。
【００２８】
図２は、ベース条件として、タービン入口質量流量Ｇ３＝１００kg／ｓ、タービン入口温度Ｔ３＝１６７３Ｋ，圧縮機出口圧力Ｐ２＝１.５７ＭＰａ ，ガスタービン出口圧力
Ｐ４＝０.１０１３ＭＰａ ，ガスタービン出口温度Ｔ４＝８７３Ｋとした場合、タービン入口質量流量Ｇ３をパラメタとして７０，７５，８０，８５，９０，１００kg／ｓ一定とした場合のタービン出口温度Ｔ４と圧縮機出口圧力Ｐ２の関係を示している。また、参考のためにタービン入口温度Ｔ３が一定の線を破線で示す。
【００２９】
次に、図２を用いて、圧縮機２より抽気する抽気空気の流量および圧力を調整可能とする運転方法を説明する。先ず、ある運転状態Ａを仮定する。具体的には図２に示すＡ点で、この点は、圧縮機出口圧力計５０により測定された圧縮機出口圧力Ｐ２＝１.３Ｍｐａ 、およびガスタービン排気温度計５２により測定されたガスタービン出口温度Ｔ４＝421℃からタービン入口質量流量Ｇ３が計算でき、Ａ点の運転状態がわかる。
【００３０】
次に、Ａ点で運転されているガスタービン装置から１０kg／ｓ抽気を行う場合を説明する。抽気配管Ｄ２６の抽気空気遮断弁４１を全閉とし、抽気配管Ｅ２７の抽気流量制御弁４３を開けて抽気を行うと、圧縮機２出口から空気が抽気配管Ａ２３を通り抽気され、抽気空気冷却器６および気水分離器７を通り、抽気放風ダクト１０から大気に放出される。
【００３１】
圧縮機２出口より抽気が行われると、ガスタービン入口質量流量Ｇ３が減少するため、（式１）で明らかなように圧縮機出口圧力Ｐ２が低下する。また、燃料流量調節弁３５開度が一定で燃焼器に供給される燃料ガス量が変化しなければ、燃焼器３へ供給される空気量が減少するため、タービン入口温度Ｔ３が上昇する。したがって、Ａ点で運転されていたガスタービン装置の運転点は、１０kg／ｓの抽気によりＣ点となる。なお、燃料流量調節弁３５の開度を調整し、タービン入口温度を一定(図２中における１,０００℃）に保つ場合には、ガスタービン装置の運転点はＢ点となる。
【００３２】
Ａ点で運転されているガスタービン装置の圧縮機出口圧力Ｐ２を１.３ＭＰａ に一定に保ちながら、１０kg／ｓの抽気を行うには、図２で示すＡ点からＤ点になるような運転を行えば良いことがわかる。
【００３３】
すなわち、外部設備８が１０kg／ｓ，１.３ＭＰａ の抽気空気を必要としている場合には、（式３）からガスタービン入口質量流量Ｇ３を計算することにより、抽気後のガスタービン入口質量流量Ｇ３′がわかる。燃料流量調節弁３５の開度を一定に保ち、抽気空気遮断弁４１を全閉とし、抽気流量制御弁４３を開けて抽気を行う。これにより抽気流量は、所定の質量流量となるが、圧力が低下する。ここで、（式３）から抽気後の目標ガスタービン出口温度Ｔ４′が計算でき、式２からガスタービン入口温度Ｔ３′が計算できる。抽気後のガスタービン入口温度Ｔ３′が、ガスタービンが許容する最高入口温度以下であれば、抽気圧力が１.３ＭＰａ に達するまで燃料流量調節弁３５の開度を徐々に開けると同時に、抽気質量流量が一定となるように抽気流量制御弁４３を制御する。この操作により外部設備８が必要とする１０kg／ｓ，１.３ＭＰａ の抽気空気が放風抽気ダクト１０から大気に放出される。外部設備８への供給は、抽気空気遮断弁４１を開け抽気空気遮断弁４１の前後を均圧にした後、抽気流量制御弁４３を徐々に閉めることにより行う。
【００３４】
（式２）からガスタービン入口温度Ｔ３′を計算し、抽気後のガスタービン入口温度
Ｔ３′がガスタービンが許容する最高入口温度以上になる場合は、燃料流量を増加させてガスタービン入口温度を上昇させるだけでは、所定の流量，圧力の抽気空気を得られないことがある。このため、本実施例では燃料流量の増加に加え、圧縮機２入口の入口案内翼１の開度を開き、圧縮機入口質量流量を増加させる。これによりタービン入口質量流量
Ｇ３が増加し、圧縮機出口圧力Ｐ２が増加する。この場合、式３から求めたタービン入口質量流量Ｇ３と抽気流量Ｇｅｘおよび燃料流量増加分より入口案内翼１を開度変化に伴う圧縮機入口質量流量の増加分を計算することができる。
【００３５】
なお、入口案内翼１の開度を先に開き、圧縮機入口質量流量を増加させ、これによりタービン入口質量流量Ｇ３を増加させて圧縮機出口圧力Ｐ２を増加する場合にも、同様な運転方法ができる。
【００３６】
さらに、圧縮機出口圧力Ｐ２，ガスタービン出口温度Ｔ４の計測結果から、タービン入口質量流量Ｇ３を逐次計算し、入口案内翼１の開度および燃料流量を最適になるように制御し、所定の抽気流量，抽気圧力を得ることができる。
【００３７】
本実施例では、ガスタービン装置の圧縮機入口流量を変化させる一般的的な装置の例として入口案内翼を示しているが、同様な装置として圧縮機の可変静翼があり、これにより本実施例と同様の効果が得られることは明らかである。また、本実施例の説明では、説明を簡単にするためタービン入口質量流量としてkg／ｓの実流量を用いたが、kg／ｓを％に変換した相対流量でも同様な効果がえられる。この場合、タービン入口の実流量は、相対流量と実測される抽気質量流量により求めることができる。
【００３８】
ここで、特に抽気空気を空気分離設備に原料空気として供給し、酸素を製造し、その酸素を石炭ガス化炉にガス化剤として供給するような酸素酸化の石炭ガス化複合発電プラントでは、起動過程において補助の原料空気圧縮機を運転し、これから発生した原料空気を用いた後、原料空気をガスタービン抽気に切替えて利用する。また、停止過程では、逆に原料空気をガスタービン抽気から補助の原料空気圧縮機に切替えたりする必要が生じる。このような場合、切替過程において空気分離設備内の圧力が変動するのを抑制するため、ガスタービン圧縮機から抽気される抽気空気と原料空気圧縮機から供給される原料空気の流量および圧力と一致させるた後切替えることが望まれていた。
【００３９】
以上説明した本実施例によれば、要求される流量，圧力の抽気空気を抽気した場合における運転状態を予測することができるため、要求される流量，圧力の抽気が可能であるか否を判断することができる。そして、本実施例においては、圧縮機出口より抽気する空気の質量流量，圧力を調整できるため、外部設備が必要とする空気圧力，流量と一致させた状態で、補助空気圧縮機の空気からガスタービンの抽気空気に切替えが可能となり、外部設備内の圧力変動を抑制することができる。
【実施例２】
【００４０】
以下、本発明の他の実施例を図３を用いて説明する。なお、図１と同一の構成については説明を省略する。図３に示す本実施例は、図１における熱回収設備１１を排熱回収ボイラとし、熱回収設備１１で発生した蒸気を燃焼器３に供給する蒸気供給配管６０を設置し、この蒸気供給配管６０に蒸気供給遮断弁６２および蒸気流量制御弁６１を設置している。
【００４１】
以上の構成において、圧縮機２出口より抽気配管Ａ２３の抽気を開始すると抽気圧力が低下することになる。そこで本実施例では、蒸気供給遮断弁６２を開け、蒸気流量制御弁６１の開度を調節することにより、蒸気をガスタービン燃焼器３に供給する。これによりガスタービン４入口の質量流量が増加し、圧縮機出口圧力が上昇し、所定の抽気圧力を得ることができる。燃焼器３の燃焼バーナ近くに蒸気供給を行うと、燃焼のピーク温度を抑えＮＯｘの発生を減少する効果があるが、蒸気供給量が増加すると燃焼が不安定になる。このため、多量に蒸気を供給する場合には、蒸気供給先を燃焼器３とガスタービン４間にしたり、圧縮機２と燃焼器３間にて、抽気後の燃焼用空気と蒸気を予め混合させることも可能である。
【００４２】
また、蒸気に代えて窒素，二酸化炭素を燃焼器３に供給することによっても同様な効果をえることができる。
【００４３】
本実施例によれば、ＮＯｘ発生を抑制できるだけでなく、外部より供給された媒体によりガスタービン４入口質量流量を増加させることができるので、抽気によるガスタービン出力低下を補う効果がある。
【実施例３】
【００４４】
次に、本発明の他の実施例を図４を用いて説明する。本実施例は、図１の実施例に加え、液体燃料タンク６８，液体燃料ポンプ６７，液体燃料配管６５，液体燃料制御弁６６を設置した構成となっている。
【００４５】
図１の実施例では、抽気による圧縮機２出口圧力の低下を補うため、燃料流量調節弁
３５を開き燃料供給量を増加させた。しかしながら、燃料供給量に制限がある場合には燃料供給量を増加させることはできない。具体的には、従来技術で示した、抽気空気を空気分離設備に原料空気として供給し、酸素を製造し、その酸素を石炭ガス化炉にガス化剤として供給するような酸素酸化の石炭ガス化複合発電プラントで、起動過程において補助の原料空気圧縮機を運転し、これによって発生した原料空気を用いた後、原料空気をガスタービン抽気に切替えて利用する場合、燃料ガス供給設備９である石炭ガス化炉からの燃料供給量には制限がある。
【００４６】
そこで、本実施例では補助燃料設備として液体燃料タンク６８，液体燃料ポンプ６７，液体燃料配管６５，液体燃料制御弁６６を設置し、ガスタービン出口温度Ｔ４を上昇させる手段として、液体燃料制御弁６６を開き、液体燃料タンク６８から燃焼器３に補助液体燃料を供給する。本実施例によれば、主燃料流量の制限に係らず、補助燃料の使用により抽気空気の圧力を調整できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施例であるガスタービン装置のシステム系統図。
【図２】ガスタービン装置運転点を示す図。
【図３】本発明の他の実施例を示す図。
【図４】本発明の他の実施例を示す図。
【符号の説明】
【００４８】
１…入口案内翼、２…圧縮機、３…燃焼器、４…ガスタービン、６…抽気空気冷却器、７…気水分離器、８…抽気空気供給先の外部設備、９…燃料ガス供給設備、２３…抽気配管Ａ、３５…燃料流量調節弁、４１…抽気空気遮断弁、４３…抽気流量制御弁、５０…圧縮機出口圧力計、５２…ガスタービン排気温度計、６０…蒸気供給配管、６１…蒸気流量制御弁、６５…液体燃料配管、６６…液体燃料制御弁、６８…液体燃料タンク。
【図１】
2005105848.tif 000003
【図２】
2005105848.tif 000004
【図３】
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【図４】
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