JPH0297801A

JPH0297801A - 排熱回収ボイラの補助蒸気抽気方法

Info

Publication number: JPH0297801A
Application number: JP25037088A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Shigenaka; 利則重中; Iwao Kusaka; 日下　巌; Hiroshi Yoshizaki; 吉崎　弘師
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1988-10-04
Filing date: 1988-10-04
Publication date: 1990-04-10
Anticipated expiration: 2014-09-13
Also published as: JP2949287B2

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、複合発電プラントにおける排熱回収ボイラに
係り、特に発生蒸気を補助蒸気系へ供給する排熱回収ボ
イラの抽気方法に関するものである。

（従来の技術）高効率発電の一環として、最近、複合発電プラントの建
設が進められてし−る。このプラントは、ガスタービン
によって発電するとともに、ガスタービンから排出され
た排ガスの保有熱を排熱回収ボイラで回収し、その排熱
回収ボイラで発生した蒸気により蒸気タービンを駆動し
て発電させるシステムになっている。

このプラントは前述のような高効率発電に加えガスター
ビンの特長である急速起動の容易性、高い負荷応答性な
どの特長も有しており、近年の電力需要形態に即した中
間負荷運用に好適な発電プラントである。また、この発
電プラントは、ガスタービンと排熱回収ボイラと蒸気タ
ービンの組合わせで出力は約１２万ｋｗであるので、そ
れら複数の装置を組合わせて、高出力の発電プラントを
構成する。

第１０ｗＪは、この複合プラントの概略系統図である。

ガスタービン４からの排ガスＧは、排熱回収ボイラ５の
排ガス通路６に導入される。この排ガス通路６には、過
熱器１２．高圧ドラム８．高圧蒸発＠ｌ　Ｏ，及び高圧
節炭器７．が配置される。

一方、被加熱流体である給水Ｗｐは、復水ポンプ１７よ
り給水管１８を経て高圧節炭器７に供給され、所定の温
度までに予熱された後、高圧ドラム８へ供給される。

高圧ドラム８へ供給された給水は、高圧ドラム８の高圧
下降管９を経て高圧蒸発＄１０で一部が蒸気となり残り
は給水で高圧ドラム８に戻る。高圧ドラム８内で分離さ
れた蒸気はドラム蒸気出口管１１を経て、過熱器１２へ
送らか、ここでさらに・昇温された後、高圧主蒸気管１
３より蒸気タービン１４へ供給され、蒸気タービン１４
により発電機１５を駆動して発電を行なう。

また、第１１図に示す如く、プラント起動時または停止
時には蒸気タービン１４のグランドシール用の蒸気を必
要とするため、補助蒸気ヘッダー２１から蒸気が補助蒸
気管２０およびグランドシール蒸気母管２２を経由して
、蒸気タービン１４へ供給される。なお、補助蒸気ヘッ
ダー２１への蒸気供給源としては１通常、補助ボイラ２
３が使用されるが、複合発電プラントの場合、排熱回収
ボイラ５が複数設置されるため、排熱回収ボイラ５の高
圧主蒸気管１３からの蒸気も、高圧主蒸気抽気管１９を
経由して供給される。

一方、ガスタービン排ガスＧ中の窒素酸化物（以下ＮＯ
ｘと略す）を除去するため１通常、排熱回収ボイラ５の
中に、脱硝装置３１が、第１０図に示す如く、高圧蒸発
器ｌＯの後流側あるいは、高圧蒸発器１０の間に設置さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、補助蒸気として排熱回収ボイラ５からの発
生蒸気を利用する場合、蒸気を抽気することによって高
圧ドラム８の圧力が低下し、蒸発量が増加することから
、蒸気を多く抽気した場合以下のような問題が生ずる。

すなわち、（１）　　高圧ドラム８圧力が低下すると、
蒸発量が増加し−ドラムの内部に設置されている気水分
離器の分離性能が低下し、蒸気中の水滴が増加し蒸気タ
ービンのタービンブレードを損傷する。また。

気水分離器の分離性能が低下することに対応して、気水
分離器の数を増加させると、ドラムが必要以上に大きく
なり非常に不経済である。

（２）蒸発量が増加するため、高圧蒸発器出口連絡管２
４やドラム蒸気出口管１１の中の蒸気流速が増加し、振
動が発生する。また、蒸発量の増加に対応して上記の管
径を大きくすることは非常に不経済である。

（３）高圧ドラム８圧力が低下した場合、蒸発量が増加
し高圧蒸発器内の流体温度が下がり、それと熱交換する
ガスタービンの排ガスの保有熱が必要以上に奪われ、脱
硝装置３１人口のガス温度が低下し、脱硝反応の反応速
度が低下し排出ＮＯｘが増加する。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を解消し、補
助蒸気用として排熱回収ボイラからの発生蒸気を運転性
能を低下させずに抽気する方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、排ガスから脱硝と熱回収をして蒸気を発生
しその蒸気を蒸気タービンと補助蒸気系統へ供給する系
統を備えた複数の排熱回収ボイラと、蒸気を発生しその
蒸気を前記補助蒸気系統へ供給する補助ボイラと、を有
し、前記複数の排熱回収ボイラの何れか１つの排熱回収
ボイラのドラム圧力を検知してその信号により前記補助
蒸気系統へ蒸気を供給する排熱回収ボイラと前記補助ボ
イラを選択する排熱回収ボイラの補助蒸気抽気方法を提
供することにより達成される。。

〔作用〕

本発明は、複数の排熱回収ボイラの何れか１つの排熱回
収ボイラのドラム圧力、蒸気又は給水の配管内流電ある
いは配管内流速の信号、脱硝装置入口ガス温度の、蒸気
タービン入口圧力の信号を検知してその信号により前記
補助蒸気系統へ蒸気を供給する排熱回収ボイラと補助ボ
イラを選択することにより、上記した従来技術の欠点を
解消し、補助蒸気用として排熱回収ボイラからの発生蒸
気を運転性能を低下させずに抽気することが出来る。

〔実施例〕

以下１本発明の各実施例を図面を用いて説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係る複合発電プラントの
概略系統図である０図中の符号ＬＡから２４までは従来
のものと同一である。第１図の説明の前に、排熱回収ボ
イラ５からの発生蒸気を抽気した場合の、高圧ドラム８
圧力、蒸発器および脱硝装置入口ガス温度の特性を説明
する。

第２図に、ガスタービン４は同一負荷であっても、蒸気
抽気量を増加すると高圧ドラム８圧力は低下し、それに
伴なって蒸発器が増加、脱硝装置３１の入口ガス温度が
低下する関係を示す。

第３図は、蒸気抽気量と高圧ドラム８圧力および気水分
離器の処理可能蒸気量の関係を示したもので、高圧ドラ
ム８圧力が低下すると蒸発量の増加により気水分離器の
気水分離性能が低減し、高圧ドラム８圧力の下限が存在
する。すなわち、蒸気は高圧ドラム８圧力が、抽気無し
のときの圧力Ｐ、から圧力ｐｍ（許容圧力）まで低下す
るまで抽気ができることになる。また、抽気可能量以上
の補助蒸気を必要とする場合は、抽気する排熱回収ボイ
ラ５の針数を増すか補助ボイラ２３を運転することで対
応する必要がある。従って１本発明は第１図に示すよう
に高圧ドラム８圧力を圧力検知器２７で検知して、圧力
Ｐ１になるまでは、調節弁２６Ａを開することによって
＆１排熱回収ボイラ５から蒸気を抽気し、それ以上に蒸
気を必要とする場合は、Ｎａ２．Ｎａ３という具合に抽
気する排熱回収ボイラを増すか、あるいは、補助ボイラ
２３を運転するようにしたものである。ここで、排熱回
収ボイラ５から抽気するか、補助ボイラ２３を運転する
かは制御器２５の中にあらかじめ、運転している排熱回
収ボイラ５を補助ボイラ２３より優先する等のプログラ
ムを組んで決めておけばよい、また、ガスタービン４の
負荷によって、許容圧力Ｐ、は異なるので、ガスタービ
ン４の負荷と許容圧力Ｐ１の関係を求めて制御器２５の
中にプログラムで組んでおくこともできる。このガスタ
ービン負荷によってプログラムを組むということは以下
に示す第２から第４実施例についても言えることである
。

第４図は、本発明の第２実施例を説明するための図であ
る。

この実施例において、前記第１実施例と相違する点は、
第１実施例では高圧ドラム８圧力を検知して抽気蒸気量
を制御していたのに対し、第２実施例のものは、高圧蒸
発器出口連絡管２４内の流量（流速）を流量計２８で測
定して、それによって抽気蒸気量を制御するようにした
ところである。

第５１ｇ１は、抽気蒸気量と高圧蒸発器出口連絡管２４
内の蒸気流量、流速の関係を示したもので。

制限流速Ｖ、どなる蒸気流量Ｗ１まで抽気可能というこ
とである。なお、ここで高圧蒸発器出口連絡管２４内の
流量のかわりに、ドラム蒸気連絡管１１や高圧主蒸気管
１３や給水管１８の中の流量で制御することも可能であ
る。

第６図は、本発明の第β実施例を説明するための図であ
る。この実施例において、前記第１ないし第２実施例と
相違する点は、第１ないし第２実施例においては、高圧
ドラム８圧力や高圧蒸発器出口連絡管２４内の流量で抽
気蒸気量を制御していたのに対し、第３実施例では、脱
硝装置３１人ロガス温度で抽気蒸気量を制御するように
したところである。

第７図は抽気蒸気量と脱硝装置１３１人ロガス温度の関
係を示したもので、ＮＯｘ排出規制値を満足するための
許容ガス温度Ｔ　ｇ　ｚまで抽気可能ということである
。

第８図は、本発明の第４実施例を説明するための−であ
る。第８ｉ１１は、前記第１、第２および第３実施例と
比べ、排熱Ｈ収ボイラ５の高ｋＩ：＃ＩＩ炭器７のガス
後流側に比較的圧力の低い圧力系の低圧蒸発４＄３３お
よび低圧節炭器３０を設けたものである。復水ポンプ１
７からの給水ＷＦは低圧節度１１３０へ供給され、そこ
で所定の温度まで予熱された後、低圧゛ドラム３７に供
給される。低圧ドラム３７に供給された給水は、前記高
圧ドラム８と同様に、低圧下降管３２を経て低圧蒸発器
３３゜低圧ドラム３７の順で循環する。低圧ドラム８７
内で分離された蒸気は低圧主蒸気管３５を経て。

蒸気タービン１４へ送られる。高圧系へは低ｔｉｎ炭器
３０出口給水の一部が分岐され高圧給水ポンプ３４を経
て、高圧節炭器７へ供給される。それ以降は前記に示し
たとおりである。

前記第１．第２および第３の実施例は高圧系だけを有し
た排熱回収ボイラ５について記していたが、もちろん、
高圧系と低圧系を有する排熱回収ボイラ５についても言
えることである。

第４の実施例において、前記第１実施例と相違する点は
、第１実施例においては、高圧ドラム８圧力で抽気蒸気
量を制御していたのに対し、低圧主蒸気管３５の蒸気タ
ービン入口圧力３６で抽気蒸気量を制御するようにした
ところである。もちろん蒸気タービン入口圧力３６のか
わりに低圧ドラム３７圧力で制御することもできる。

第９図は抽気蒸気量と低圧主蒸気管８５の蒸気タービン
入口圧力３６、低圧ドラム３７圧力の関係を示したもの
で、ａ気タービン入ロ圧力３６を大気圧より高めに保つ
最低圧力Ｐ、まで抽気可能ということである。ここで大
気圧より高めの圧力を確保する理由は、負圧になると空
気が侵入し。

腐蝕等の問題が生ずるためである。もちろん、蒸気ター
ビン入口圧力３６の代わりに低圧ドラム３７圧力で制御
することも可能である。

（発明の効果〕本発明によれば、補助蒸気として排熱回収ボイラの発生
蒸気を抽気して利用する場合、過剰抽気を防止できるの
で、排熱回収ボイラの正常運転が常に可能となる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係る複合発電プラントの
概略系統図、第２ｉ１１は蒸気抽気量と高圧ドラム圧力
、蒸発量および脱硝装置入口ガス温度の関係を表わす図
表、第３図は蒸気抽気量と高圧ドラム圧力および気水分
離泰の処理可能蒸気量の関係を示す図表、第４図は本発
明の第２実施例に係る複合発電プラントの概略系統図、
第５＠は蒸気抽気量と蒸気流量、流速の関係を示す図表
、第６図は本発明の第３実施例に係る複合発電プラント
の概略系統図、第７１ｉｉ１は蒸気抽気量と脱硝装置入
口ガス温度の関係を示す図表、第８図は本発明の第４実
施例に係る複合発電プラント概略系統図。第９図は蒸気抽気量と低圧主蒸気管の蒸気タービン入口
圧力、低圧ドラム圧力の関係を示す図表。第１Ｏ図は従来の複台発電プラントの概略系統図。第１１１ｓは従来の補助蒸気系統図である。４・・・ガスタービン、５・・・排熱回収ボイラ。８・・・高圧ドラム、１４・・・蒸気タービン。２１・・・補助蒸気ヘッダー、２３・・・補助ボイラ。２４・・・高圧蒸発器出口連絡管、２７・・・圧力検知
器、２８・・・流量計、３１・・・脱硝装置。３６・・・蒸気タービン入口圧力、Ｇ・・・排ガス。

Claims

【特許請求の範囲】１、排ガスから脱硝と熱回収をして蒸気を発生しその蒸
気を蒸気タービンと補助蒸気系統へ供給する系統を備え
た複数の排熱回収ボイラと、蒸気を発生しその蒸気を前
記補助蒸気系統へ供給する補助ボイラと、を有し、前記
複数の排熱回収ボイラの何れか１つの排熱回収ボイラの
ドラム圧力を検知してその信号により前記補助蒸気系統
へ蒸気を供給する排熱回収ボイラと前記補助ボイラを選
択する排熱回収ボイラの補助蒸気抽気方法。２、前記ドラム圧力の信号に代えて、蒸気又は給水の配
管内流量あるいは配管内流速の信号とする請求項１に記
載の排熱回収ボイラの補助蒸気抽気方法。３、前記ドラム圧力の信号に代えて、脱硝装置入口ガス
温度の信号とする請求項１に記載の排熱回収ボイラの補
助蒸気抽気方法。４、前記ドラム圧力の信号に代えて、蒸気タービン入口
圧力の信号とする請求項１に記載の排熱回収ボイラの補
助蒸気抽気方法。