JPH01167501A - ボイラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はボイラ装置に係り、特に気水分離器入口流体の
エンタルピを調整するのに好適なボイラ装置に関する。

〔従来の技術〕

中間負荷運用を行うボイラは、最低運用負荷を低く設計
する必要があるが、一般にボイラでは負荷が低くなるに
つれて管内流量が低下し、最も厳しい熱負荷にさらされ
る火炉木管では、管の冷却効果が不十分となって管壁温
度が上昇しゃすくなる。そこで高負荷では貫流運転を行
うが、ある−定の負荷（最低貫流負荷）以下では火炉木
管を流れる流量を一定（最低限の流量）に保持する循環
運転を行う、これを第３図を用いて説明する。

循環運転時ボイラ給水は火炉木管２等の蒸発伝熱部で加
熱された後、気水分離器４にて蒸気と水に分離されて蒸
気は過熱器５〜７へ送られ、水は循環ポンプ９により節
炭器１の入口へ戻されて。

火炉水管２に流れる流量を最低限の流量に保持するよう
運転される。

この循環運転８貫流運転の切替え運転を円滑に行うため
には第２図に示すように最低貫流負荷において気水分離
器入口流体が飽和蒸気となるように伝熱面を配置してお
く必要がある。

ところでボイラの伝熱面はこの気水分離器により蒸発部
と過熱部の２つに分けられるが、使用する燃料によって
両者の熱吸収割合が大きく変化する。例えばガスの場合
には過熱部の熱吸収量が多いが、油の場合には逆に蒸発
部の熱吸収量が多くなる。また１石炭の場合には火炉伝
熱面への灰の付着度合あるいは石炭銘柄毎の燃焼性の相
違によって過熱部、蒸発部の熱吸収割合は大きく変動す
る。

このため第３図に示したような従来の流体経路構成にお
いては、上述したごとく異なる燃料を使用した場合、石
炭焚時で伝熱面の汚れ状態が変化した場合あるいは異な
る石炭銘柄を使用することにより燃焼性が変化した場合
に、気水分離器４の入口流体エンタルピが大幅に変動す
るため、循環運転と貫流運転との切替えが困難であると
いう問題があった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は気水分離器入口流体のエンタルピ変動に
対する配慮が不充分であったため、以下に述べる問題が
あった。

貫流運転時に、蒸発部での熱吸収量が多く、気水分離器
入口流体が過熱蒸気になるときは、気水分離器で水を分
離することができないので、貫流運転から循環運転に移
行できない、逆に蒸発部の熱吸収量が少なく、気水分離
器入口流体が湿り度の高い気水混合物の場合には１貫流
運転から循環運転へ８の移行はできるものの、移行時循
環ポンプを起動すると、気水分離器において水分が分離
され気水分離器出口流体が飽和蒸気になるため、過熱器
で加えられる熱が水分の蒸発に消費されずにそのまま蒸
気温度の上昇に使われ、ボイラ出口の蒸気温度が急上昇
するという問題があった。

このため、蒸発部と過熱部での熱吸収比率が大きく異な
る複数の種類の燃料を使用する場合には、プラントの運
用性が制約されていた。

本発明の課題は、蒸発部と過熱部の熱吸収比率が変動し
ても、気水分離器入口流体エンタルピの変動を抑制する
にある。

〔問題点を解決するケめの手段〕

上記課題は、複数の過熱伝熱部を直列に接続する主管路
に過熱伝熱部を隔てて止め弁を設け、前記主管路と気水
分離器とを出入口止め弁を介して連通ずる連絡管を前記
止め弁それぞれの上流側と下流側に設けたボイラ装置に
より達成される。

〔作用〕

気水分離器と主管路の連絡管が、主管路の過熱伝熱部を
隔てた複数個所に設けられた止弁の上、下流側に設けら
れたので、複数の連絡管の中から１ｆｆｉの連絡管を選
択することにより気水分離器の上流側と下流側になる伝
熱面の比率が変更され、蒸発伝熱部と過熱伝熱部の熱吸
収率の変動による気水分離器入口流体のエンタルピ変動
が抑制される。

〔実施例］ 第１図に本発明の実施例であるボイラの流体経路を示す
０本実施例においては、流体経路上具なるふたつの場所
に、気水分離器と主管路とを連通する連絡管が設けられ
ている。

節炭器１と、火炉水管２と、蒸発器３と、１次過熱器５
と、２次過熱器６と、３次過熱器７とはこの順序で主管
路２０で接続されている。２次過熱器６と３次過熱器７
の間には過熱低減器８が設けられ、この過熱低減器８に
は節炭器１の入口において主管路２０から分岐したスプ
レ水管２１が接続されている。また、蒸発器３と１次過
熱器５の間、１次過熱器５と２次過熱器６０間には、止
め弁１８及び１９が設けられ、止め弁１８の上流側及び
下流側には、第１人口止め弁１２及び第１出口止め弁１
３を介して主管路２０と気水分離器４を連通する第１人
口連絡管１０及び第１出口連絡管１１が、止め弁１９の
上流側及び下流側には、それぞれ第２人口止め弁１６及
び第２出口止め弁１７を介して主管路２０と気水分離器
４を連通する第２人口連絡管１４及び第２出口連絡管１
５が設けられている。気水分離器４と主管路２０を結ぶ
循環路２２には循環ポンプ９が設けられている。

貫流運転時においては、給水は節炭器１、火炉水管２及
び蒸発器３にて加熱された後、止め弁１８．１９を通り
１次過熱器５，２次過熱器６．３次過熱器７にて過熱さ
れ、図示されていないタービンへ送られる。２次過熱器
６と３次過熱器７の間に設置された過熱低減器８は節炭
器１人口より取出した給水を適宜スプレ水として投入す
ることによりボイラ出口蒸気温度の変動を抑え規定温度
でタービンへ供給する機能を有する。

循環運転時には止め弁１８、又は止め弁１９を全閉し、
入口連絡管１０、又は１４にて気水分離器４へ流体を送
り蒸気と水を分離させる１分離された蒸気は出口連絡管
１１、又は１５にて過熱器へ送られる。一方分離された
水は循環ポンプ９にて昇圧された後、節炭器１人口へ戻
され、火炉木管への給水流量を最低限の流量に保つ機能
を有する。

なお、１次過熱器５人口にて気水分離器４人口流体を取
出す場合には止め弁１８、第２人口止め弁１６、第２出
口止め弁１７を全開として流体経路を構成する。逆に１
次過熱器５出口にて流体を取出す場合には止め弁１９、
第１人口止め弁１２、第１出口止め弁１３を全閉とし流
体経路を構成させる。

循環運転時、蒸発部（主として火炉水管）の熱吸収量が
多い場合には１次過熱器５人口側に設けられた第１人口
、第１出口連絡管にて主管路２０と気水分離器とを結ぶ
、この場合１次過熱器は本来の機能通り過熱伝熱部とし
て機能する。異種燃料への切替え、あるいは火炉伝熱面
゛への灰の付着等により蒸発部の熱吸収量が減少し、気
水分離器入口流体のエンタルピが低下した場合には１次
過熱器５の出口側に設置された第２人ロ出ロ連絡管１４
．１５を使用して気水分離器と主管路２０を結んで主管
路から気水分離器へ流体を循環させる。

この場合、１次過熱器５は蒸発伝熱部として機能するこ
とになるため、減少した蒸発部の熱吸収量が補われ、気
水分離器入口流体エンタルピの低下が防止される。

すなわち本実施例の場合、−次過熱器に本来の過熱伝熱
部、あるいは蒸発伝熱部の２つの機能を持たせ、ボイラ
蒸発部（主として火炉水管）の熱吸収量の増減に応じて
任意に切替え可能とすることにより、気水分離器入口流
体エンタルピの変動を抑制するものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、気水分離器へ導入する気水混合流体の
主管路からの取出口が複数個所に設けられたので、蒸発
伝熱部として機能する伝熱部の範囲を変化させて蒸発伝
熱部の熱吸収量変動に伴う気水分離器入口流体のエンタ
ルピの変動を抑制することが可能となり、ボイラの運用
性に制約をうけることなく異種燃料、例えば重油とガス
、伝熱面への付着特性の異なる銘柄の石灰、を燃焼でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す系統図であり、第２図は
ボイラの熱吸収特性の一例を示す圧力−エンタルピ線図
であり、第３図は、従来のボイラの例を示す系統図であ
る。 ４・・・気水分離器。 ５・・・過熱伝熱部（１次過熱器）。 ６・・・過熱伝熱部（２次過熱器）、 ７・・・過熱伝熱部（３次過熱器）、 １０．１１・・・連絡管（第１人口、出口連絡管）。 １２．１３・・・出入口止め弁（第１人口、出口止め弁
）、１４．１５・・・連絡管（第２人口、出口連絡管）
、１６．１７・・・出入口止め弁（第２人口、出口止め
弁）、１８．１９・・・止め弁、 ２０・・・土管路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の過熱伝熱部を直列に接続する主管路に過熱
   伝熱部を隔てて止め弁を設け、前記主管路と気水分離器
   とを出入口止め弁を介して連通する連絡管を前記止め弁
   それぞれの上流側と下流側に設けたボイラ装置。