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公開番号2025028805
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-04
出願番号2024213431,2021115757
出願日2024-12-06,2021-07-13
発明の名称ガスタービン設備、及び燃焼システム
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類F02C 7/00 20060101AFI20250225BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】アンモニアをガスタービンの燃料として用いる場合、外部へのアンモニアの排出を抑制する。
【解決手段】ガスタービン設備は、ガスタービンと、前記ガスタービンの燃焼器にアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、前記ガスタービンからの排気ガスが流れる排気ガス流路を形成する流路形成枠と、前記排気ガス流路内に散水できる散水器を有する散水装置と、前記散水装置の動作を制御する散水制御器と、を備える。前記散水制御器は、前記アンモニア供給装置から前記燃焼器へのアンモニア供給開始指示又はアンモニア供給停止指示を受け付けることを条件として、前記散水装置に対して散水開始を指示する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
燃焼器を有するガスタービンと、
前記燃焼器にアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、
前記ガスタービンからの排気ガスが流れる排気ガス流路を形成する流路形成枠と、
前記排気ガス流路内に配置され、前記排気ガス流路内に散水できる散水器を有する散水装置と、
前記散水装置の動作を制御する散水制御器と、
を備え、
前記散水制御器は、前記アンモニア供給装置から前記燃焼器へのアンモニアの供給開始指示、又はアンモニアの供給停止指示を受け付けることを条件として、前記散水装置に対して散水開始を指示する、
ガスタービン設備。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載のガスタービン設備において、
前記散水制御器は、前記アンモニアの供給開始指示、又は前記アンモニアの供給停止指示を受け付けてから、予め定められた時間の経過後に、前記散水装置に対して散水停止を指示し、
前記予め定められた時間の終了時点は、ガスタービンから未燃焼のアンモニアが排気されなくなると想定される時点よりも後の時点である、
ガスタービン設備。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のガスタービン設備において、
前記排気ガス流路内に散水された水を含む液体を流路形成枠の外に導く水回収ラインをさらに備える、
ガスタービン設備。
【請求項４】
請求項３に記載のガスタービン設備において、
ミストを捕集できるミストエリミネータをさらに備え、
前記流路形成枠は、前記ガスタービンに接続されているダクトを有し、
前記ダクトには、前記排気ガス流路の少なくとも一部を形成するダクトガス流路が形成されており、
前記散水器は、前記ダクトガス流路中に配置され、前記ダクトガス流路中の前記排気ガスの流れの下流側に向かって、散水可能に構成され、
前記ミストエリミネータは、前記ダクトガス流路中であって、前記散水器よりも前記下流側に配置され、
前記水回収ラインは、前記ダクト中で、前記ミストエリミネータよりも前記排気ガスの流れ方向における下流側の位置、又は前記排気ガスの流れ方向で前記ミストエリミネータが配置されている領域、に接続されている、
ガスタービン設備。
【請求項５】
請求項３に記載のガスタービン設備において、
前記流路形成枠は、前記ガスタービンに接続されているダクトと、前記ダクトに接続されている煙突と、を有し、
前記煙突には、前記排気ガス流路の少なくとも一部を形成し、鉛直方向に延びる煙突ガス流路が形成されており、
前記散水器は、前記煙突ガス流路中に配置され、水平方向成分を有する方向に向かって、散水可能に構成され、
前記水回収ラインは、前記煙突中で、前記散水器が配置されている位置よりも下側の位置に接続されている、
ガスタービン設備。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか一項に記載のガスタービン設備において、
前記散水装置は、前記排気ガス流路内に散水する水を溜めておくことができる水タンクと、前記水タンク内の水を前記散水器に供給できる水供給装置と、を有し、
前記散水制御器は、前記水供給装置を制御する、
ガスタービン設備。
【請求項７】
請求項６に記載のガスタービン設備において、
前記排気ガス流路中であって、前記散水器よりも、前記排気ガスの流れ方向における上流側に配置され、前記排気ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置と、
前記水タンク内の水を前記脱硝装置に供給できるアンモニア水供給装置と、
をさらに備え、
前記水回収ラインは、前記水タンクに接続され、
前記水タンクには、前記水タンク内のアンモニア濃度を検知できるアンモニア濃度計が設けられ、
前記アンモニア水供給装置は、前記アンモニア濃度計で検知されたアンモニア濃度が予め定められた濃度以上になると、前記水タンク内の水を前記脱硝装置に供給する、
ガスタービン設備。
【請求項８】
請求項６に記載のガスタービン設備において、
前記アンモニアとの反応で塩が生成される酸を前記水タンク内に供給できる酸供給装置と、
前記水タンク内の水を排水処理装置に導くことができる処理水供給装置と、
をさらに備え、
前記水回収ラインは、前記水タンクに接続され、
前記水タンクには、前記水タンク内の前記塩の量を検知できる塩量検知器が設けられ、前記処理水供給装置は、前記塩量検知器で検知された前記塩の量が予め定められた量以上になると、前記水タンク内の水を排水処理装置に導く、
ガスタービン設備。
【請求項９】
燃焼器を有するガスタービンと、前記燃焼器にアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、前記ガスタービンからの排気ガスが流れる排気ガス流路を形成する流路形成枠と、を備えるガスタービン設備のアンモニア排出抑制方法において、
前記排気ガス流路内に散水する散水工程を実行し、
前記散水工程では、前記アンモニア供給装置から前記燃焼器へのアンモニアの供給開始指示、又はアンモニアの供給停止指示を受け付けることを条件として、前記排気ガス流路内への散水を開始する、
ガスタービン設備のアンモニア排出抑制方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のガスタービン設備のアンモニア排出抑制方法において、
前記散水工程では、前記アンモニアの供給開始指示、又は前記アンモニアの供給停止指示を受け付けてから、予め定められた時間の経過後に、前記排気ガス流路内への散水を停止し、
前記予め定められた時間の終了時点は、ガスタービンから未燃焼のアンモニアが排気されなくなると想定される時点よりも後の時点である、
ガスタービン設備のアンモニア排出抑制方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、アンモニアを燃料とするガスタービン設備、及びガスタービン設備のアンモニア排出抑制方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備えている。以下の特許文献１には、燃焼器に供給する燃料として、アンモニアを用いるガスタービン設備が開示されている。アンモニアをガスタービンの燃料として用いる場合、アンモニアが燃焼すると、このアンモニアを形成する窒素の一部がＮＯｘになる。このため、このガスタービン設備は、ガスタービンからの排気ガスが流れる流路中に脱硝装置を設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１７８８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アンモニアをガスタービンの燃料として用いる場合、ＮＯｘのみならず、このアンモニア自体も未燃焼のまま外部に排出されることを抑制することが望ましい。
【０００５】
そこで、本開示は、アンモニアをガスタービンの燃料として用いる場合、外部へのアンモニアの排出を抑制することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための一態様としてのガスタービン設備は、
燃焼器を有するガスタービンと、前記燃焼器にアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、前記ガスタービンからの排気ガスが流れる排気ガス流路を形成する流路形成枠と、前記排気ガス流路内に配置され、前記排気ガス流路内に散水できる散水器を有する散水装置と、前記散水装置の動作を制御する散水制御器と、を備える。前記散水制御器は、前記アンモニア供給装置から前記燃焼器へのアンモニア供給開始指示又はアンモニア供給停止指示を受け付けることを条件として、前記散水装置に対して散水開始を指示する。
【０００７】
アンモニア供給装置は、一般的に、燃料としてのアンモニアが流れるアンモニアラインと、このアンモニアライン中に設けられている燃料調節弁と、を有する。アンモニア供給装置から燃焼器へのアンモニアの供給開始過程では、アンモニアライン中で燃料調節弁よりも燃焼器側の部分、及び燃焼器の燃料ノズル内がアンモニアで満たされ、燃焼器の燃焼筒内にアンモニアが噴射され始める。その後、燃焼筒内のアンモニアに点火される。燃料調節弁がアンモニアの供給開始指示を受け付けて、この燃料調節弁が開いてから、燃焼筒内のアンモニアが点火されるまでの間に、燃料調節弁から流出したアンモニアは、燃焼せずに、ガスタービンから排気される。このアンモニアは、排気ガス流路内を流れる。また、燃焼器へのアンモニアの供給停止過程では、燃料調節弁がアンモニアの供給停止指示を受け付けて、この燃料調節弁が閉じた後、アンモニアライン中で燃料調節弁よりも燃焼器側の部分、及び燃焼器の燃料ノズル内のアンモニアが燃焼筒内に流出する。このアンモニアも、燃焼せずに、ガスタービンから排気される。
【０００８】
本態様の散水制御器は、アンモニアの供給開始指示又はアンモニアの供給停止を受け付けると、散水装置に対して散水開始を指示する。この結果は、散水器から排気ガス流路内に散水が開始され、この水に排気ガス流路内を流れるアンモニアが吸収される。
【０００９】
よって、本態様では、アンモニア供給装置から燃焼器へのアンモニアの供給開始過程、又はアンモニアの供給停止過程におけるアンモニアの外部への排出を抑えることができる。
【００１０】
前記目的を達成するための一態様としてのガスタービン設備のアンモニア排出抑制方法は、以下のガスタービン設備に適用される。
ガスタービン設備は、燃焼器を有するガスタービンと、前記燃焼器にアンモニアを供給するアンモニア供給装置と、前記ガスタービンからの排気ガスが流れる排気ガス流路を形成する流路形成枠と、を備える。
本態様におけるアンモニア排出抑制方法では、前記排気ガス流路内に散水する散水工程を実行する。前記散水工程では、前記アンモニア供給装置から前記燃焼器へのアンモニアの供給開始指示、又はアンモニアの供給停止指示を受け付けることを条件として、前記排気ガス流路内への散水を開始する。
（【００１１】以降は省略されています）

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