特許 7634765 ガスタービン設備、及び燃焼システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-13

(45)【発行日】2025-02-21

(54)【発明の名称】ガスタービン設備、及び燃焼システム

(51)【国際特許分類】

   F02C 7/00 20060101AFI20250214BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20250214BHJP

   F02C 9/00 20060101ALI20250214BHJP

   B01D 53/86 20060101ALI20250214BHJP

【ＦＩ】

F02C7/00 B

F01D25/00 P

F02C9/00 A

B01D53/86 222

【請求項の数】 23

(21)【出願番号】P 2024213431

(22)【出願日】2024-12-06

(62)【分割の表示】P 2021115757の分割

【原出願日】2021-07-13

【審査請求日】2024-12-06

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】石井 弘実

(72)【発明者】

【氏名】池田 亮

(72)【発明者】

【氏名】服部 亮

(72)【発明者】

【氏名】武石 裕行

【審査官】佐々木 淳

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－００４２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１７８８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６２７５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－０３６９８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｃ ７／００－ ９／００

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０１Ｎ ３／００－１１／００

(57)【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、
前記ガスタービンの排気ガスが流れる排気ガス流路内からアンモニアを回収し、外部にアンモニアが排出されるのを抑制するアンモニア排出抑制手段と、
を備え、
前記アンモニア排出抑制手段は散水装置を含む、
ことを特徴とするガスタービン設備。

【請求項2】

前記散水装置は、前記排気ガス流路に配置されて当該排気ガス流路内に散水できる散水器を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン設備。

【請求項3】

前記散水装置は、散水によって水に吸収されたアンモニアをアンモニア水として回収して貯留するタンクを有する、
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設備。

【請求項4】

前記散水装置の動作を制御する制御装置を備える、
ことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載のガスタービン設備。

【請求項5】

燃料を燃焼させる内燃機関と、
前記内燃機関にアンモニアを燃料として供給するアンモニア供給装置と、
外部にアンモニアが排出されるのを抑制するアンモニア排出抑制手段と、
制御装置と、
を備え、
前記アンモニア排出抑制手段は散水装置を含み、
前記制御装置は、前記内燃機関へのアンモニアの供給と前記散水装置の動作を制御する
ことを特徴とする燃焼システム。

【請求項6】

燃料を燃焼させる燃焼装置と、
前記燃焼装置にアンモニアを燃料として供給するアンモニア供給装置と、
燃料の燃焼によって発生する熱で水を加熱して水蒸気に状態変化させる熱交換手段と、
外部にアンモニアが排出されるのを抑制するアンモニア排出抑制手段と、
制御装置と、
を備え、
前記アンモニア排出抑制手段は散水装置を含み、
前記制御装置は、前記燃焼装置へのアンモニアの供給と前記散水装置の動作を制御する
ことを特徴とする燃焼システム。

【請求項7】

前記制御装置は、前記燃焼器へのアンモニアの供給に関連付けて前記散水装置の動作を制御する、
ことを特徴とする請求項４に記載のガスタービン設備。

【請求項8】

前記制御装置は、前記ガスタービンのガスタービンロータの回転に関連付けて前記散水装置に散水を開始させる、
ことを特徴とする請求項４に記載のガスタービン設備。

【請求項9】

前記制御装置は、前記ガスタービンのガスタービンロータの回転数を上げていく過程で回転数が予め定められた回転数になったときに前記散水装置に散水を開始させる、
ことを特徴とする請求項４に記載のガスタービン設備。

【請求項10】

前記制御装置は、燃料としてのアンモニアの燃焼が失火した場合に前記散水装置に散水を開始させる、
ことを特徴とする請求項４に記載のガスタービン設備。

【請求項11】

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、
前記ガスタービンの排気ガスが流れる排気ガス流路内からアンモニアを回収し、外部にアンモニアが排出されるのを抑制するアンモニア排出抑制手段と、
を備え、
前記アンモニア排出抑制手段よりも排気ガスの流れ方向における上流側に配置され、排気ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を
備えるガスタービン設備。

【請求項12】

前記アンモニア排出抑制手段よりも排気ガスの流れ方向における上流側に配置され、排気ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を
備える請求項１～４の何れか１項に記載のガスタービン設備。

【請求項13】

前記アンモニア排出抑制手段よりも排気ガスの流れ方向における上流側に配置され、排気ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置と、
前記タンクに貯留されたアンモニア水を前記脱硝装置に供給できるアンモニア水供給ラインと、
を備える請求項３に記載のガスタービン設備。

【請求項14】

前記アンモニア排出抑制手段よりも排気ガスの流れ方向における上流側に配置され、排気ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置と、
前記タンクに貯留されたアンモニア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、
を備え、
前記散水装置は、水または前記タンク内のアンモニア水を排気ガスに散水し、
前記アンモニア水供給装置は、前記タンクに貯留されたアンモニア水のアンモニア濃度が予め定められた濃度以上になると、前記タンク内のアンモニア水を前記脱硝装置に供給する、
ことを特徴とする請求項３に記載のガスタービン設備。

【請求項15】

前記脱硝装置は、前記タンクから供給されたアンモニア水を利用して、触媒の働きにより、排気ガス中に含まれるＮＯｘを窒素と水蒸気とに分解する、
ことを特徴とする請求項１３または１４に記載のガスタービン設備。

【請求項16】

前記アンモニア供給装置は、燃料としてのアンモニアを供給するアンモニアラインを有し、
前記アンモニアラインには、パージ用ガス供給源からパージガスを供給するためのパージガスラインの一端が接続されており、
前記散水装置は、パージされたアンモニアに散水してアンモニア水として回収する
ことを特徴とする請求項３に記載のガスタービン設備。

【請求項17】

前記制御装置は、燃料としてのアンモニアの供給に関連付けて前記散水装置に散水を開始させる、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の燃焼システム。

【請求項18】

前記制御装置は、燃料としてのアンモニアの供給開始条件又は供給停止条件を満たしたと判断したら、前記散水装置に散水を開始させる、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の燃焼システム。

【請求項19】

前記制御装置は、燃料としてのアンモニアの燃焼が失火した場合に前記散水装置に散水を開始させる、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の燃焼システム。

【請求項20】

前記アンモニア排出抑制手段よりも排気ガスの流れ方向における上流側に配置され、排気ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置を
備える請求項５または６に記載の燃焼システム。

【請求項21】

前記アンモニア排出抑制手段は、散水によって水に吸収されたアンモニアをアンモニア水として回収して貯留するタンクを含み、
前記燃焼システムは、
前記アンモニア排出抑制手段よりも排気ガスの流れ方向における上流側に配置され、排気ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置と、
前記タンクに貯留されたアンモニア水を前記脱硝装置に供給できるアンモニア水供給ラインと、
を備える請求項５または６に記載の燃焼システム。

【請求項22】

前記アンモニア排出抑制手段は、散水によって水に吸収されたアンモニアをアンモニア水として回収して貯留するタンクを含み、
前記燃焼システムは、
前記アンモニア排出抑制手段よりも排気ガスの流れ方向における上流側に配置され、排気ガス中の窒素酸化物を除去する脱硝装置と、
前記タンクに貯留されたアンモニア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、
を備え、
前記散水装置は、水または前記タンク内のアンモニア水を散水し、
前記アンモニア水供給装置は、前記タンクに貯留されたアンモニア水のアンモニア濃度が予め定められた濃度以上になると、前記タンク内のアンモニア水を前記脱硝装置に供給する、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の燃焼システム。

【請求項23】

前記脱硝装置は、前記タンクから供給されたアンモニア水を利用して、触媒の働きにより、排気ガス中に含まれるＮＯｘを窒素と水蒸気とに分解する、
ことを特徴とする請求項２１または２２に記載の燃焼システム。

【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、及び燃焼システムに関する。

【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】

【文献】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、前記ガスタービンの排気ガスが流れる排気ガス流路内からアンモニアを回収し、外部にアンモニアが排出されるのを抑制するアンモニア排出抑制手段と、を備え、前記アンモニア排出抑制手段は散水装置を含む、ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本開示の一態様では、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。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本開示に係る第一実施形態におけるガスタービン設備の系統図である。

【図2】本開示に係る一実施形態におけるアンモニアの供給開始過程における制御装置の動作を示すフローチャートである。

【図3】本開示に係る一実施形態におけるアンモニアの供給停止過程における制御装置の動作を示すフローチャートである。

【図4】本開示に係る第二実施形態におけるガスタービン設備の系統図である。

【図5】本開示に係る第二実施形態における煙突の断面図である。

【図6】本開示に係る第三実施形態におけるガスタービン設備の系統図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本開示に係るガスタービン設備の各種実施形態及び各種変形例について、図面を用いて説明する。

【0015】

「第一実施形態」
以下、本開示に係るガスタービン設備の第一実施形態について、図１～図３を用いて説明する。

【0016】

本実施形態のガスタービン設備は、図１に示すように、ガスタービン１０と、ガスタービン１０に燃料としてのアンモニアを供給するアンモニア供給装置２０と、ガスタービン１０から排気された排気ガスの熱を利用して蒸気を発生させる排熱回収ボイラ３０と、排熱回収ボイラ３０からの蒸気で駆動する蒸気タービン４１と、蒸気タービン４１からの蒸気を水に戻す復水器４３と、復水器４３内の水を排熱回収ボイラ３０に送るポンプ４５と、排熱回収ボイラ３０からの排気ガスを外部に排気する煙突３３と、ガスタービン１０からの排気ガス中に含まれるＮＯｘ分を分解する脱硝装置５０と、排熱回収ボイラ３０内に散水する散水装置６０と、ミストエリミネータ７０と、水回収ライン７１と、アンモニア水供給装置７４と、制御装置９０と、を備える。

【0017】

ガスタービン１０は、空気Ａを圧縮する圧縮機１４と、圧縮機１４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１５と、高温高圧の燃焼ガスにより駆動するタービン１６と、を備える。

【0018】

圧縮機１４は、ロータ軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ１４ｒと、この圧縮機ロータ１４ｒを覆う圧縮機ケーシング１４ｃと、と、を有する。タービン１６は、燃焼器１５からの燃焼ガスにより、ロータ軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ１６ｒと、このタービンロータ１６ｒを覆うタービンケーシング１６ｃと、を有する。タービンロータ１６ｒと圧縮機ロータ１４ｒとは、同一のロータ軸線Ａｒを中心として回転可能に相互に連結されて、ガスタービンロータ１１を成す。このガスタービンロータ１１には、例えば、発電機Ｇのロータが接続されている。なお、このガスタービン１０は、一のガスタービンロータを有する一軸ガスタービンであるが、ガスタービンは、二軸ガスタービンや三軸ガスタービンであってもよい。

【0019】

ガスタービン１０は、さらに、中間ケーシング１２を備える。中間ケーシング１２は、ロータ軸線Ａｒが延びている方向で、圧縮機ケーシング１４ｃとタービンケーシング１６ｃとの間に配置され、圧縮機ケーシング１４ｃとタービンケーシング１６ｃとを連結する。この中間ケーシング１２内には、圧縮機１４から吐出された圧縮空気が流入する。燃焼器１５は、中間ケーシング１２に固定されている。この燃焼器１５は、燃焼筒（又は尾筒）１５ｃと、燃焼筒１５ｃ内に燃料を噴射する燃料ノズル１５ｎと、燃焼筒１５ｃ内に噴射された燃料を点火する点火栓１５ｉと、有する。

【0020】

アンモニア供給装置２０は、アンモニアタンク２１と、アンモニアライン２２と、アンモニアポンプ２３と、気化器２４と、燃料調節弁２５と、パージガスライン２６と、パージガス調節弁２７と、を有する。

【0021】

アンモニアタンク２１には、液体アンモニアが貯留される。アンモニアライン２２の一端は、このアンモニアタンク２１に接続され、このアンモニアライン２２の他端は、燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎに接続されている。アンモニアポンプ２３は、このアンモニアライン２２中に設けられている。このアンモニアポンプ２３は、アンモニアタンク２１内のアンモニアを昇圧して、このアンモニアを燃焼器１５に送る。気化器２４は、アンモニアライン２２中で、アンモニアポンプ２３よりも燃焼器１５側の位置に設けられている。この気化器２４は、加熱媒体と液体アンモニアとを熱交換させて、液体アンモニアを加熱し気化させる熱交器である。なお、アンモニア供給装置は、この気化器２４の替りに、液体アンモニアを空間中に噴霧して、液体アンモニアをミストアンモニアに替える噴霧器を備えてもよい。燃料調節弁２５は、アンモニアライン２２中で、気化器２４よりも燃焼器１５側の位置に設けられている。この燃料調節弁２５は、燃焼器１５に供給する燃料としてのアンモニアの流量を調節する。アンモニアライン２２中で、燃料調節弁２５よりも燃焼器１５側の位置には、パージガスライン２６の一端が接続されている。このパージガスライン２６の他端には、パージ用ガス供給源（不図示）が接続されている。このパージガス調節弁２７は、このパージガスライン２６中に設けられている。パージガス調節弁２７は、パージ用ガス供給源からアンモニアライン２２に送るパージ用ガスの流量を調節する。パージ用ガスは、例えば、窒素ガスである。

【0022】

排熱回収ボイラ３０は、ガスタービン１０から排気された排気ガスと水とを熱交換させて、この水を加熱して蒸気にする。この排熱回収ボイラ３０は、ガスタービン１０に接続されているダクト３１、ダクト３１内に配置されている伝熱管３２と、を有する。ダクト３１は、ガスタービン１０からの排気ガスが流れるダクトガス流路３６を形成する。伝熱管３２には、液体又は気体の水が流れる。なお、伝熱管３２内には、水以外の熱媒体が流れてもよい。

【0023】

排熱回収ボイラ３０における伝熱管３２の一端と蒸気タービン４１の蒸気入口とは、主蒸気ライン４２で接続されている。伝熱管３２からの蒸気は、この主蒸気ライン４２を介して蒸気タービン４１に送られる。蒸気タービン４１のロータには、例えば、発電機のロータが接続されている。蒸気タービン４１から排気された蒸気は、復水器４３で水に戻される。排熱回収ボイラ３０における伝熱管３２の他端と復水器４３とは、給水ライン４４で接続されている。この給水ライン４４には、復水器４３内の水を排熱回収ボイラ３０に送るポンプ４５が設けられている。

【0024】

煙突３３は、排熱回収ボイラ３０のダクト３１に接続されている。煙突３３には、ダクト３１からの排気ガスを外部に排気する煙突ガス流路３７が形成されている。この煙突ガス流路３７は、鉛直方向に延びる。本実施形態において、ガスタービン１０からの排気ガスが流れる排気ガス流路３５は、ダクトガス流路３６と煙突ガス流路３７とを有する。よって、本実施形態において、排気ガス流路３５を形成する流路形成枠３４は、排熱回収ボイラ３０のダクト３１と煙突３３とを有する。

【0025】

脱硝装置５０は、排熱回収ボイラ３０のダクト３１内に配置されている触媒層５１と、この触媒層５１のガス流れ方向における上流側にアンモニア水を散布するアンモニア散布器５２と、このアンモニア散布器５２にアンモニア水を供給するアンモニア水供給ライン５３と、アンモニア水調節弁５４と、を有する。アンモニア水調節弁５４は、アンモニア水供給ライン５３を流れるアンモニア水の流量を調節する。脱硝装置５０は、アンモニア水を利用して、触媒の働きにより、ガスタービン１０からの排気ガス中に含まれるＮＯｘを窒素と水蒸気とに分解する。

【0026】

散水装置６０は、ダクトガス流路３６内に水を散水することが可能な散水器６１と、この散水器６１が散水する水を溜めておくことができる水タンク６２と、水タンク６２内の水を散水器６１に供給できる水供給装置６６と、を有する。散水器６１は、ダクト３１内で、脱硝装置５０及び伝熱管３２よりも、ガス流れの下流側に配置されている。ダクト３１内で、散水器６１よりガス流れ方向における下流側には、ダクトガス流路３６中のミストを捕捉できるミストエリミネータ７０が配置されている。ミストエリミネータ７０は、例えば、網又は複数の繊維で形成されたパッド等で構成されている。水供給装置６６は、水タンク６２と散水器６１とを接続する水ライン６７と、この水ライン６７に設けられている水供給ポンプ６８と、水ライン６７中で、水供給ポンプ６８よりも散水器６１側に設けられている水調節弁６９と、を有する。

【0027】

水回収ライン７１の一端は、ダクト３１中で、ミストエリミネータ７０よりもガス流れ方向における下流側の位置、又はガス流れ方向でミストエリミネータ７０が配置されている領域、に接続されている。この水回収ライン７１の他端は、水タンク６２に接続されている。すなわち、この水回収ライン７１は、散水器６１からダクト３１内に散水された水を水タンク６２に戻すラインである。水タンク６２には、この水タンク６２内に水を供給することができる補給水ライン６３が設けられている。水タンク６２には、さらに、水タンク６２内のアンモニア濃度を検知できるアンモニア濃度計６４が設けられている。

【0028】

アンモニア水供給装置７４は、アンモニア水サブライン７５と、アンモニア水サブ調節弁７６と、前述の水供給ポンプ６８と、を有する。アンモニア水サブライン７５は、散水装置６０における水ライン６７中で、水供給ポンプ６８よりも散水器６１側で且つ水調節弁６９よりも水タンク６２側の位置と、アンモニア水供給ライン５３中で、アンモニア水調節弁５４よりもアンモニア散布器５２側の位置とを接続する。アンモニア水サブ調節弁７６は、このアンモニア水サブライン７５中に設けられている。なお、水供給ポンプ６８は、このアンモニア水供給装置７４の構成要素の一つであると共に、散水装置６０の構成要素の一つでもある。

【0029】

制御装置９０は、ガスタービン制御器９１と、散水制御器９２と、を有する。ガスタービン制御器９１は、ガスタービン１０に設けられている各種計器や外部からの指示等に応じて、燃料調節弁２５やパージガス調節弁２７の動作等を制御する。散水制御器９２は、散水装置６０の動作を制御する。散水制御器９２は、具体的に、水供給ポンプ６８及び水調節弁６９の動作を制御する。ガスタービン制御器９１及び散水制御器９２は、いずれも、各種演算を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、このＣＰＵのワークエリアであるメモリ等を有する。なお、ガスタービン制御器９１及び散水制御器９２は、互に共有するＣＰＵと、互に共有するメモリ等で構成されてもよい。

【0030】

次に、以上で説明したガスタービン設備の動作について説明する。

【0031】

ガスタービン１０を起動させる際、起動モータを駆動させて、ガスタービンロータ１１を回転させる。なお、起動モータは、ガスタービンロータ１１に別途接続されている場合もあるが、ガスタービンロータ１１に接続されている発電機が、起動モータとしての役割を担う場合もある。また、ガスタービン１０を起動させる際、ディーゼルエンジンを起動させて、ガスタービンロータ１１を回転させてもよいし、蒸気タービンでガスタービンロータ１１を回転させてもよい。

【0032】

起動モータの駆動で、ガスタービンロータ１１の回転数が次第に高まる。この過程で、燃焼器１５に、燃料としてのアンモニアが供給される。ここで、燃焼器１５へのアンモニアの供給開始過程における制御装置９０の動作について、図２に示すフローチャートに従って説明する。

【0033】

ガスタービン制御器９１は、ガスタービン１０の起動過程で、燃料としてのアンモニアの供給開始条件を満たした否かを判断する（Ｓ１０：供給開始条件の判断工程）。ガスタービン制御器９１は、起動モータの駆動で、ガスタービンロータ１１の回転数が予め定められた回転数になると、燃料としてのアンモニアの供給開始条件を満たしたと判断して、燃料調節弁２５及び散水制御器９２に対してアンモニアの供給開始を指示する（Ｓ１１：供給開始の指示工程）。具体的に、ガスタービン制御器９１は、燃料調節弁２５に開状態になるよう指示する。燃料調節弁２５は、この指示を受けると、開状態になる。この結果、燃焼器１５へのアンモニアの供給が開始される。具体的には、アンモニアライン２２中で燃料調節弁２５よりも燃焼器１５側の部分、及び燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎ内がアンモニアで満たされ、燃焼器１５の燃焼筒１５ｃ内にアンモニアが噴射され始める。

【0034】

燃焼器１５へのアンモニアの供給が開始されてから、予め定められた時間（例えば、数分間）が経過すると、ガスタービン制御器９１は、点火栓１５ｉにより、燃焼筒１５ｃ内のアンモニアを点火させる（Ｓ１２：点火の指示工程）。この結果、燃焼筒１５ｃ内のアンモニアの燃焼が開始される。

【0035】

前述したように、ガスタービン制御器９１は、燃料調節弁２５のみならず、散水制御器９２にも、アンモニアの供給開始を指示する。散水制御器９２は、この指示を受け付けると（Ｓ１５:供給開始指示の受付工程）、散水装置６０に対して散水開始を指示する（Ｓ１７：散水開始の指示工程）。散水制御器９２は、具体的に、散水装置６０の水供給ポンプ６８に対して駆動を指示すると共に、水調節弁６９に対して開状態になるよう指示する。この結果、水タンク６２内の水が水ライン６７を介して、排熱回収ボイラ３０のダクト３１内に配置されている散水器６１に供給され始め、ダクトガス流路３６内に散水が開始される（Ｓ１６：散水工程）。

【0036】

散水制御器９２は、アンモニア供給開始の指示を受け付けてから、予め定められた時間（例えば、数分間）経過したか否かを判断する（Ｓ１８：散水停止条件の判断工程）。この予め定められた時間の終了時点は、アンモニアの点火が完了する時点よりも後である。言い換えると、この予め定められた時間の終了時点は、ガスタービン１０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。散水制御器９２は、アンモニア供給開始の指示を受け付けてから、予め定められた時間経過したと判断すると、散水装置６０に対して散水停止を指示する（Ｓ１９：散水停止の指示工程）。散水制御器９２は、具体的に、散水装置６０の水供給ポンプ６８に対して駆動停止を指示すると共に、水調節弁６９に対して閉状態になるよう指示する。この結果、散水器６１からダクトガス流路３６内へ散水が停止し、散水工程（Ｓ１６）が終了する。

【0037】

燃料調節弁２５が開いてから、燃焼筒１５ｃ内のアンモニアが点火されるまでの間に、燃料調節弁２５から流出したアンモニアは、燃焼せずに、ガスタービン１０から排気される。このアンモニアは、排熱回収ボイラ３０のダクト３１内であるダクトガス流路３６内を流れる。本実施形態では、ガスタービン制御器９１が燃料調節弁２５に対してアンモニア供給開始を指示する（Ｓ１１）と共に、散水が開始される（Ｓ１６）。このため、燃焼器１５へのアンモニアの供給開始過程で、ガスタービン１０から排気されたアンモニアは、散水器６１からの水滴に吸収される。アンモニアを吸収した水滴は、ミストエリミネータ７０に捕集された後、ダクト３１の下部に溜まり、水回収ライン７１を介して、水タンク６２に戻る。すなわち、排気ガス流路３５の一部であるダクトガス流路３６内に散水された水を含む液体が流路形成枠３４の一部であるダクト３１外に導かれる。この流路形成枠３４外に水を導く水回収工程は、散水工程と並行して実行させる。

【0038】

燃焼筒１５ｃ内でアンモニアが点火されると、失火しない限り、燃焼器１５に供給されているアンモニアは、燃焼筒１５ｃ内に燃焼し続ける。このため、燃焼筒１５ｃ内でアンモニアが点火されると、失火しない限り、ガスタービン１０からアンモニアは排気されなくなる。このため、本実施形態では、アンモニア供給開始の指示を受け付けてから、予め定められた時間が経過して、アンモニアの点火が完了した後に、散水器６１からダクトガス流路３６内へ散水が停止する。

【0039】

前述したように、燃焼筒１５ｃ内でアンモニアが点火されると、アンモニアの燃焼が開始される。この燃焼で生成された燃焼ガスは、タービン１６に送られ、タービンロータを回転させる。タービンロータを回転させた燃焼ガスは、排気ガスとして、ガスタービン１０から排気され、排熱回収ボイラ３０のダクト３１内を流れる。アンモニアを燃焼させた場合、排気ガス中には、ＮＯｘが含まれている。このため、本実施形態では、アンモニアの燃焼が開始された後、アンモニア水供給源からアンモニア水供給ライン５３を介して脱硝装置５０へのアンモニア水の供給が開始され、排気ガス中に含まれるＮＯｘが窒素と水蒸気とに分解される。

【0040】

散水工程（Ｓ１６）が繰り返し実行され、そのたびに、アンモニアを吸収した水が水タンク６２に戻ってくると、水タンク６２内の水中におけるアンモニア濃度は次第に高まる。水タンク６２内のアンモニア濃度は、アンモニア濃度計６４により検知される。このアンモニア濃度計６４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で、且つ脱硝装置５０による脱硝処理が必要な条件下では、アンモニア水サブ調節弁７６が開き、水タンク６２内のアンモニアを吸収した水は、アンモニア水サブライン７５を介して、脱硝装置５０に供給される。脱硝装置５０は、このアンモニア水を用いて、排気ガス中に含まれるＮＯｘを窒素と水蒸気とに分解する。よって、本実施形態では、脱硝処理に用いるアンモニア水供給源からのアンモニア水の使用量を抑えることができる。

【0041】

次に、燃焼器１５へのアンモニアの供給停止過程における制御装置９０の動作について、図３に示すフローチャートに従って説明する。

【0042】

ガスタービン制御器９１は、燃焼器１５にアンモニアを供給している間、燃料としてのアンモニアの供給停止条件を満たした否かを判断している（Ｓ２０：供給停止条件の判断工程）。

【0043】

ここで、アンモニアの供給停止条件を満たす場合とは、
ａ．ガスタービン１０の通常停止を外部から受け付けた場合
ｂ．何らかのトラブルで、外部からの指示若しくはガスタービン１０に設けられている各種センサからの信号により、ガスタービン１０を緊急停止する必要が生じた場合
である。
ガスタービン１０を緊急停止する必要が生じた場合とは、具体的に、燃焼筒１５ｃ内でのアンモニアの失火した場合、ガスタービン１０に接続されている発電機と外部電力系統との緊急遮断を外部から受けた場合等がある。

【0044】

ガスタービン制御器９１は、アンモニアの供給停止条件を満たしたと判断すると、燃料調節弁２５及び散水制御器９２に対してアンモニアの供給停止を指示する（Ｓ２１：供給停止の指示工程）。具体的に、ガスタービン制御器９１は、燃料調節弁２５に閉状態になるよう指示する。燃料調節弁２５は、この指示を受けると、閉状態になる。この結果、燃焼器１５へのアンモニアの供給が停止される。さらに、ガスタービン制御器９１は、パージガス調節弁２７に開状態になるよう指示する（Ｓ２２：パージ開始指示工程）。パージガス調節弁２７は、この指示を受けると、開状態になる。この結果、パージ用ガス供給源から窒素等のパージ用ガスがアンモニアライン２２に送られる。このパージ用ガスにより、アンモニアライン２２中で燃料調節弁２５よりも燃焼器１５側の部分、及び燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎ内のアンモニアが燃焼筒１５ｃ内に押し出される。

【0045】

燃焼器１５へのアンモニアの供給が停止されてから、予め定められた時間（例えば、数分間）が経過すると、ガスタービン制御器９１は、パージガス調節弁２７に閉状態になるよう指示する（Ｓ２３：パージ終了指示工程）。この予め定められた時間の終了時点は、燃焼器１５へのアンモニア供給が停止し、ガスタービンロータ１１の回転数が次第に低下して、タービンケーシング内のガスの空筒速度が予め定められた速度以下になった時点である。言い換えると、この予め定められた時間の終了時点は、ガスタービン１０から未燃焼のアンモニアが実質的に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。パージガス調節弁２７は、この指示を受けると、閉状態になり、パージ用ガス供給源からパージ用ガスがアンモニアライン２２に送られなくなる。

【0046】

前述したように、ガスタービン制御器９１は、燃料調節弁２５のみならず、散水制御器９２にも、アンモニアの供給停止を指示する。散水制御器９２は、この指示を受け付けると（Ｓ２５:供給停止指示の受付工程）、散水装置６０に対して散水開始を指示する（Ｓ２７：散水開始の指示工程）。散水制御器９２は、具体的に、散水装置６０の水供給ポンプ６８に対して駆動を指示すると共に、水調節弁６９に対して開状態になるよう指示する。この結果、水タンク６２内の水が水ライン６７を介して、排熱回収ボイラ３０のダクト３１内に配置されている散水器６１に供給され始め、ダクトガス流路３６内に散水が開始される（Ｓ２６：散水工程）。

【0047】

散水制御器９２は、アンモニア供給開始の指示を受け付けてから、予め定められた時間（例えば、数分間）経過したか否かを判断する（Ｓ２８：散水停止条件の判断工程）。この予め定められた時間の終了時点は、パージガス調節弁２７が閉状態になった時点よりも後である。散水制御器９２は、アンモニア供給停止の指示を受け付けてから、予め定められた時間経過したと判断すると、散水装置６０に対して散水停止を指示する（Ｓ２９：散水停止の指示工程）。散水制御器９２は、具体的に、散水装置６０の水供給ポンプ６８に対して駆動停止を指示すると共に、水調節弁６９に対して閉状態になるよう指示する。この結果、散水器６１からダクトガス流路３６内へ散水が停止し、散水工程（Ｓ２６）が終了する。

【0048】

前述したように、燃料調節弁２５が閉状態になった後、パージ用ガスにより、アンモニアライン２２中で燃料調節弁２５よりも燃焼器１５側の部分、及び燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎ内のアンモニアが燃焼筒１５ｃ内に押し出される。このアンモニアは、燃焼せずに、ガスタービン１０から排気される。このアンモニアは、排熱回収ボイラ３０のダクト３１内であるダクトガス流路３６内を流れる。本実施形態では、前述したように、ガスタービン制御器９１が燃料調節弁２５に対してアンモニア供給停止を指示する（Ｓ２１）と共に、散水が開始される（Ｓ２６）。このため、燃焼器１５へのアンモニアの供給停止過程で、ガスタービン１０から排気されたアンモニアは、散水器６１からの水滴に吸収される。アンモニアを吸収した水滴は、ミストエリミネータ７０に捕集された後、ダクト３１の下部に溜まり、水回収ライン７１を介して、水タンク６２に戻る。

【0049】

パージガス調節弁２７を閉状態にした時点では、前述したように、タービンケーシングからガスがほとんど排気されなくたった時点である。このため、本実施形態では、アンモニア供給停止の指示を受け付けてから、予め定められた時間が経過して、パージ調節弁が閉状態になった後に、散水器６１からダクトガス流路３６内へ散水が停止する。

【0050】

以上で説明したように、燃焼器１５へのアンモニアの供給開始過程、及び燃焼器１５へのアンモニアの供給停止過程では、未燃焼のアンモニアがガスタービン１０から排気される。本実施形態では、これらの過程で、未燃焼のアンモニアがガスタービン１０から排気されるときに、散水装置６０により、ダクトガス流路３６内に水が散水され、この水にアンモニアが吸収される。よって、本実施形態では、外部へのアンモニアの排出を抑制することができる。

【0051】

「第二実施形態」
以下、本開示に係るガスタービン設備の第二実施形態について、図４及び図５を用いて説明する。

【0052】

本実施形態のガスタービン設備は、第一実施形態のガスタービン設備と同様、図４に示すように、ガスタービン１０と、アンモニア供給装置２０と、排熱回収ボイラ３０と、蒸気タービン４１と、復水器４３と、ポンプ４５と、煙突３３と、脱硝装置５０と、散水装置６０ａと、水回収ライン７１ａと、アンモニア水供給装置７４と、制御装置９０と、を備える。但し、本実施形態の散水装置６０ａは、第一実施形態の散水装置６０と異なる。この関係で、本実施形態の水回収ライン７１ａも、第一実施形態の水回収ライン７１と異なる。また、本実施形態のガスタービン設備は、第一実施形態のガスタービン設備におけるミストエリミネータ７０を備えていない。

【0053】

本実施形態の散水装置６０ａは、第一実施形態の散水装置６０と同様、散水器６１ａと、水タンク６２と、水供給装置６６と、を有する。但し、本実施形態の散水器６１ａは、第一実施形態の散水器６１と、配置及び構成が異なる。本実施形態の散水器６１ａは、排熱回収ボイラ３０のダクト３１内でなく、煙突３３内、言い換えると煙突ガス流路３７内に配置されている。この散水器６１ａは、図５に示すように、煙突３３の内周面に沿って環状のリングヘッダ６１ｈと、このリングヘッダ６１ｈの内周側に設けられている複数のノズル６１ｎと、を有する。リングヘッダ６１ｈは、水タンク６２（図４参照）から延びる水ライン６７に接続されている。複数のノズル６１ｎは、リングヘッダ６１ｈに供給された水を、水平方向成分を有する方向であって、環状のリングヘッダ６１ｈの内周側に向かって散水できるように設けられている。

【0054】

図４に示すように、水回収ライン７１ａの一端は、煙突３３中で、散水器６１ａ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。また、この水回収ライン７１ａの他端は、第一実施形態の水回収ライン７１の他端と同様、水タンク６２に接続されている。

【0055】

本実施形態の制御装置９０は、第一実施形態の制御装置９０と同様に構成で、ガスタービン制御器９１及び散水制御器９２を有する。また、本実施形態の制御装置９０は、第一実施形態の制御装置９０と同様に動作する。このため、燃焼器１５へのアンモニアの供給開始過程では、ガスタービン制御器９１及び散水制御器９２が、図２のフローチャートで示す動作をする。また、燃焼器１５へのアンモニアの供給停止過程では、ガスタービン制御器９１及び散水制御器９２が、図３のフローチャートで示す動作をする。

【0056】

本実施形態においても、第一実施形態と同様、燃焼器１５へのアンモニアの供給開始過程、及び燃焼器１５へのアンモニアの供給停止過程で、未燃焼のアンモニアがガスタービン１０から排気されるときに、散水装置６０ａにより、煙突ガス流路３７内に水が散布され、このアンモニアを吸収する。よって、本実施形態でも、外部へのアンモニアの排気を抑制することができる。

【0057】

ところで、本実施形態では、散水器６１ａから散水された水滴が煙突３３外に放出されないよう、散水器６１ａからの散水される水滴の粒径が、煙突３３内を流れる排気ガスの上昇速度以上の沈降速度を持つ粒径にしている。このため、本実施形態では、散水器６１ａよりも、ガス流れ方向における下流側（上側）に水滴が実質的に流れず、第一実施形態のように、散水器６１よりガス流れ方向における下流側にミストエリミネータ７０を配置する必要性がない。よって、本実施形態では、第一実施形態よりも、排気ガス流路３５中における圧力損失を抑えることができる。但し、本実施形態の水滴の粒径を第一実施形態の水滴の粒径よりも大きくする必要性があるため、アンモニアの吸収効率が第一実施形態よりも低い。

【0058】

すなわち、本実施形態は、第一実施形態よりも排気ガス流路３５中における圧力損失を抑えることができるというメリットを有するものの、第一実施形態よりもアンモニアの吸収効率が低いというディメリットを有する。言い換えると、第一実施形態は、本実施形態よりもアンモニアの吸収効率が高いというメリットを有するものの、本実施形態よりも排気ガス流路３５中における圧力損失が高まるというディメリットを有する。このため、第一実施形態の散水器６１と本実施形態の散水器６１ａとのうち、いずれを採用するかについては、両者のメリット及びディメリットを比較して決めることが好ましい。

【0059】

本実施形態は、煙突３３内に散水器６１ａを設け、この散水器６１ａよりも下流側（上側）にミストエリミネータを設けない例である。しかしながら、煙突３３内に散水器６１ａを設けると共に、この散水器６１ａよりも下流側（上側）にミストエリミネータを設けてもよい。

【0060】

「第三実施形態」
以下、本開示に係るガスタービン設備の第三実施形態について、図６を用いて説明する。

【0061】

本実施形態のガスタービン設備は、第一実施形態のガスタービン設備と同様、図６に示すように、ガスタービン１０と、アンモニア供給装置２０と、排熱回収ボイラ３０と、蒸気タービン４１と、復水器４３と、ポンプ４５と、煙突３３と、脱硝装置５０と、散水装置６０と、水回収ライン７１と、制御装置９０と、を備える。但し、本実施形態のガスタービン設備は、第一実施形態のガスタービン設備におけるアンモニア水供給装置７４を備えていない。本実施形態のガスタービン設備は、このアンモニア水供給装置７４の替りに、処理水供給装置７７を備える。さらに、本実施形態のガスタービン設備は、酸供給装置８０を備える。

【0062】

酸供給装置８０は、アンモニアとの反応で塩が生成される酸の水溶液を溜めることができる酸タンク８１と、酸タンク８１と水タンク６２とを接続する酸ライン８２と、酸ライン８２中に設けられている酸供給ポンプ８３及び酸調節弁８４と、を有する。アンモニアとの反応で塩が生成される酸の水溶液としては、例えば、塩酸水溶液、硫酸水溶液等である。また、アンモニアと塩酸水溶液との反応で生成される塩は、塩化アンモニウムであり、アンモニアと硫酸水溶液との反応で生成される塩は、硫酸アンモニウムである。水タンク６２には、第一実施形態と同様、水回収ライン７１及び補給水ライン６３も接続されている。この水タンク６２には、第一実施形態におけるアンモニア濃度計６４の替りに、水タンク６２内の塩の量を検知できる塩量検知器６５が設けられている。この塩量検知器６５は、例えば、水タンク６２内の塩の濃度を検知するものでもよいが、水タンク６２内の水のｐＨを検知することで、間接的に水タンク６２内の塩の量を検知するものでもよい。

【0063】

処理水供給装置７７は、水タンク６２内の水を排水処理装置８９に導くことができる。この処理水供給装置７７は、処理水ライン７８と、処理水調節弁７９と、散水装置６０の水供給ポンプ６８と、を有する。処理水ライン７８は、散水装置６０における水ライン６７中で、水供給ポンプ６８よりも散水器６１側で水調節弁６９よりも水タンク６２側の位置と、排水処理装置８９とを接続する。処理水調節弁７９は、この処理水ライン７８中に設けられている。なお、水供給ポンプ６８は、この処理水供給装置７７の構成要素の一つであると共に、散水装置６０の構成要素の一つでもある。

【0064】

本実施形態の制御装置９０は、第一実施形態の制御装置９０と同様に構成で、ガスタービン制御器９１及び散水制御器９２を有する。また、本実施形態の制御装置９０は、第一実施形態の制御装置９０と同様に動作する。このため、燃焼器１５へのアンモニアの供給開始過程では、ガスタービン制御器９１及び散水制御器９２が、図２のフローチャートで示す動作をする。また、燃焼器１５へのアンモニアの供給停止過程では、ガスタービン制御器９１及び散水制御器９２が、図３のフローチャートで示す動作をする。

【0065】

本実施形態では、散水器６１に供給する水中に、酸を投入する。よって、散水器６１から散水される水は、弱酸性になる。このため、本実施形態では、排気ガス流路３５中のアンモニアの吸収効率を高めることができる。アンモニアを吸収した水中には、アンモニアと酸との反応で生成された塩が含まれる。このアンモニア及び塩を含む水は、ダクト３１の下部に溜まり、水回収ライン７１を介して、水タンク６２に戻る。塩量検知器６５は、水タンク６２内の水中の塩の量を検知する。この塩量検知器６５により検知された塩の量が予め定められた値以上になると、水供給ポンプ６８が駆動し、処理水調節弁７９が開いて、塩を含む水が、処理水ライン７８を介して、排水処理装置８９に送られる。その後、補給水ライン６３から水タンク６２内に水が補給されると共に、酸供給装置８０から水タンク６２内に酸水溶液が供給される。

【0066】

なお、本実施形態は、第一実施形態の変形例であるが、第二実施形態に関しても、本実施形態のように変形してもよい。すなわち、第二実施形態においても、第二実施形態のガスタービン設備におけるアンモニア水供給装置７４の替りに処理水供給装置７７を備え、さらに、酸供給装置８０を備えてもよい。

【0067】

「付記」
以上の実施形態におけるガスタービン設備は、例えば、以下のように把握される。

【0068】

（１）第一態様におけるガスタービン設備は、
燃焼器１５を有するガスタービン１０と、前記燃焼器１５にアンモニアを供給するアンモニア供給装置２０と、前記ガスタービン１０からの排気ガスが流れる排気ガス流路３５を形成する流路形成枠３４と、前記排気ガス流路３５内に配置され、前記排気ガス流路３５内に散水できる散水器６１,６１ａを有する散水装置６０，６０ａと、前記散水装置６０，６０ａの動作を制御する散水制御器９２と、を備える。前記散水制御器９２は、前記アンモニア供給装置２０から前記燃焼器１５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６０，６０ａに対して散水開始を指示する。

【0069】

アンモニア供給装置２０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２２と、このアンモニアライン２２中に設けられている燃料調節弁２５と、を有する。アンモニア供給装置２０から燃焼器１５へのアンモニアの供給開始過程では、アンモニアライン２２中で燃料調節弁２５よりも燃焼器１５側の部分、及び燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎ内がアンモニアで満たされ、燃焼器１５の燃焼筒１５ｃ内にアンモニアが噴射され始める。その後、燃焼筒１５ｃ内のアンモニアに点火される。燃料調節弁２５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２５が開いてから、燃焼筒１５ｃ内のアンモニアが点火されるまでの間に、燃料調節弁２５から流出したアンモニアは、燃焼せずに、ガスタービン１０から排気される。このアンモニアは、排気ガス流路３５内を流れる。また、燃焼器１５へのアンモニアの供給停止過程では、燃料調節弁２５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２５が閉じた後、アンモニアライン２２中で燃料調節弁２５よりも燃焼器１５側の部分、及び燃焼器１５の燃料ノズル１５ｎ内のアンモニアが燃焼筒１５ｃ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１０から排気される。

【0070】

本態様の散水制御器９２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６０，６０ａに対して散水開始を指示する。この結果は、散水器６１,６１ａから排気ガス流路３５内に散水が開始され、この水に排気ガス流路３５内を流れるアンモニアが吸収される。

【0071】

よって、本態様では、アンモニア供給装置２０から燃焼器１５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。

【0072】

（２）第二態様におけるガスタービン設備は、
前記第一態様におけるガスタービン設備において、前記散水制御器９２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６０，６０ａに対して散水停止を指示する。前記予め定められた時間の終了時点は、ガスタービン１０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。

【0073】

本態様では、未燃焼のアンモニアがガスタービン１０から排気され始めてから、未燃焼のアンモニアがガスタービン１０から排気されなくなると想定される時点の間、散水装置６０，６０ａにより、排気ガス流路３５内に水が散水され、この水に排気ガス流路３５内のアンモニアが吸収される。そして、未燃焼のアンモニアがガスタービン１０から排気されなくなると想定される時点よりも後に、散水装置６０，６０ａから排気ガス流路３５内への散水が停止される。よって、本態様では、散水装置６０，６０ａの駆動時間を制限することができ、散水装置６０，６０ａの駆動電力及び散水する水の消費量を抑えることができる。

【0074】

（３）第三態様におけるガスタービン設備は、
前記第一態様又は前記第二態様におけるガスタービン設備において、前記排気ガス流路３５内に散水された水を含む液体を流路形成枠３４の外に導く水回収ライン７１，７１ａをさらに備える。

【0075】

散水器６１,６１ａから排気ガス流路３５内に散水されて、アンモニアを吸収した水は、排気ガス流路３５内に溜まる。本態様では、この水が水回収ライン７１，７１ａにより、流路形成枠３４の外に導かれる。

【0076】

（４）第四態様におけるガスタービン設備は、
前記第三態様における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７０をさらに備える。前記流路形成枠３４は、前記ガスタービン１０に接続されているダクト３１を有する。前記ダクト３１には、前記排気ガス流路３５の少なくとも一部を形成するダクトガス流路３６が形成されている。前記散水器６１は、前記ダクトガス流路３６中に配置され、前記ダクトガス流路３６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ている。前記ミストエリミネータ７０は、前記ダクトガス流路３６中であって、前記散水器６１よりも前記下流側に配置されている。前記水回収ライン７１は、前記ダクト３１中で、前記ミストエリミネータ７０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７０が配置されている領域、に接続されている。

【0077】

本態様では、ダクトガス流路３６内を流れるアンモニアが、ダクトガス流路３６内に配置される散水器６１から散水された水滴により吸収される。アンモニアを吸収してダクトガス流路３６内を下流側に流れた水滴は、ミストエリミネータ７０により捕集される。ミストエリミネータ７０に捕集された水滴は、ダクト３１内に溜まる。ダクト３１内に溜まった水は、水回収ライン７１により、ダクト３１の外に導かれる。

【0078】

（５）第五態様におけるガスタービン設備は、
前記第三態様におけるガスタービン設備において、前記流路形成枠３４は、前記ガスタービン１０に接続されているダクト３１と、前記ダクト３１に接続されている煙突３３と、を有する。前記煙突３３には、前記排気ガス流路３５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３７が形成されている。前記散水器６１ａは、前記煙突ガス流路３７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ている。前記水回収ライン７１ａは、前記煙突３３中で、前記散水器６１ａ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。

【0079】

本態様では、煙突ガス流路３７内を流れるアンモニアが、煙突ガス流路３７内に配置される散水器６１,６１ａから散水された水滴により吸収される。アンモニアを吸収した水滴は、煙突３３内に溜まる。この水は、水回収ライン７１ａにより、煙突３３の外に導かれる。

【0080】

（６）第六態様におけるガスタービン設備は、
前記第三態様から前記第五態様のいずれか一態様におけるガスタービン設備において、前記散水装置６０，６０ａは、前記排気ガス流路３５内に散水する水を溜めておくことができる水タンク６２と、前記水タンク６２内の水を前記散水器６１,６１ａに供給できる水供給装置６６と、を有する。前記散水制御器９２は、前記水供給装置６６を制御する。

【0081】

（７）第七態様におけるガスタービン設備は、
前記第六態様におけるガスタービン設備において、前記排気ガス流路３５中であって、前記散水器６１,６１ａ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５０と、前記水タンク６２内の水を前記脱硝装置５０に供給できるアンモニア水供給装置７４と、をさらに備える。前記水回収ライン７１，７１ａは、前記水タンク６２に接続されている。前記水タンク６２には、前記水タンク６２内のアンモニア濃度を検知できるアンモニア濃度計６４が設けられている。前記アンモニア水供給装置７４は、前記アンモニア濃度計６４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６２内の水を前記脱硝装置５０に供給する。

【0082】

排気ガス流路３５内への散水が繰り返し実行され、そのたびに、アンモニアを吸収した水が水タンク６２に戻ってくると、水タンク６２内の水中におけるアンモニア濃度は次第に高まる。水タンク６２内のアンモニア濃度は、アンモニア濃度計６４により検知される。このアンモニア濃度計６４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で、且つ脱硝装置５０の脱硝処理が必要な条件下では、アンモニア水供給装置７４により、アンモニアを含む水タンク６２内の水が脱硝装置５０に供給される。脱硝装置５０は、このアンモニア水を用いて、排気ガス中に含まれるＮＯｘを窒素と水蒸気とに分解する。よって、本実施形態では、脱硝処理に用いるアンモニア水供給源からのアンモニア水の使用量を抑えることができる。

【0083】

（８）第八態様におけるガスタービン設備は、
前記第六態様における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６２内に供給できる酸供給装置８０と、前記水タンク６２内の水を排水処理装置８９に導くことができる処理水供給装置７７と、をさらに備える。前記水回収ライン７１，７１ａは、前記水タンク６２に接続されている。前記水タンク６２には、前記水タンク６２内の前記塩の量を検知できる塩量検知器６５が設けられている。前記処理水供給装置７７は、前記塩量検知器６５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６２内の水を排水処理装置８９に導く。

【0084】

散水器６１,６１ａに供給する水中に、酸供給装置８０からの酸を供給すると、散水器６１,６１ａから散水される水は、弱酸性になる。このため、本態様では、排気ガス流路３５中のアンモニアの吸収効率を高めることができる。アンモニアを吸収した水中には、アンモニアと酸との反応で生成された塩が含まれる。このアンモニア及び塩を含む水は、水回収ライン７１，７１ａを介して、水タンク６２に戻る。塩量検知器６５は、水タンク６２内の水中の塩の量を検知する。この塩量検知器６５により検知された塩の量が予め定められた値以上になると、塩を含む水が、処理水供給装置７７により、排水処理装置８９に送られる。

【0085】

以上の各実施形態におけるガスタービン設備のアンモニア排出抑制方法は、例えば、以下のように把握される。
（９）第九態様における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１５を有するガスタービン１０と、前記燃焼器１５にアンモニアを供給するアンモニア供給装置２０と、前記ガスタービン１０からの排気ガスが流れる排気ガス流路３５を形成する流路形成枠３４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３５内に散水する散水工程Ｓ１６を実行する。前記散水工程Ｓ１６では、前記アンモニア供給装置２０から前記燃焼器１５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３５内への散水を開始する。

【0086】

本態様では、第一態様におけるガスタービン設備と同様、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、排気ガス流路３５内に散水が開始される。この水に排気ガス流路３５内を流れるアンモニアが吸収される。よって、本態様でも、第一態様におけるガスタービン設備と同様、アンモニア供給装置２０から燃焼器１５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。

【0087】

（１０）第十態様におけるガスタービン設備のアンモニア排出抑制方法は、
前記第九態様におけ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、前記散水工程Ｓ１６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３５内への散水を停止する。前記予め定められた時間の終了時点は、ガスタービン１０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。

【0088】

本態様では、第二態様におけるガスタービン設備と同様、散水工程Ｓ１６の実行時間を制限することができ、散水工程Ｓ１６を実行するために必要な電力及び散水する水の消費量を抑えることができる。

【符号の説明】

【0089】

１０：ガスタービン
１１：ガスタービンロータ
１２：中間ケーシング
１４：圧縮機
１４ｒ：圧縮機ロータ
１４ｃ：圧縮機ケーシング
１５：燃焼器
１５ｃ：燃焼筒（又は尾筒）
１５ｎ：燃料ノズル
１５i：点火栓
１６：タービン
１６ｒ：タービンロータ
１６ｃ：タービンケーシング
２０：アンモニア供給装置
２１：アンモニアタンク
２２：アンモニアライン
２３：アンモニアポンプ
２４：気化器
２５：燃料調節弁
２６：パージガスライン
２７：パージガス調節弁
３０：排熱回収ボイラ
３１：ダクト
３２：伝熱管
３３：煙突
３４：流路形成枠
３５：排気ガス流路
３６：ダクトガス流路
３７：煙突ガス流路
４１：蒸気タービン
４２：主蒸気ライン
４３：復水器
４４：給水ライン
４５：ポンプ
５０：脱硝装置
５１：触媒層
５２：アンモニア散布器
５３：アンモニア水供給ライン
５４：アンモニア水調節弁
６０，６０ａ：散水装置
６１，６１ａ：散水器
６１ｈ：リングヘッダ
６１ｎ：ノズル
６２：水タンク
６３：補給水ライン
６４：アンモニア濃度計
６５：塩量検知器
６６：水供給装置
６７：水ライン
６８：水供給ポンプ
６９：水調節弁
７０：ミストエリミネータ
７１，７１ａ：水回収ライン
７４：アンモニア水供給装置
７５：アンモニア水サブライン
７６：アンモニア水サブ調節弁
７７：処理水供給装置
７８：処理水ライン
７９：処理水調節弁
８０：酸供給装置
８１：酸タンク
８２：酸ライン
８３：酸供給ポンプ
８４：酸調節弁
８９：排水処理装置
９０：制御装置
９１：ガスタービン制御器
９２：散水制御器

【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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】