JPH0536603B2 - - Google Patents

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JPH0536603B2
JPH0536603B2 JP59017058A JP1705884A JPH0536603B2 JP H0536603 B2 JPH0536603 B2 JP H0536603B2 JP 59017058 A JP59017058 A JP 59017058A JP 1705884 A JP1705884 A JP 1705884A JP H0536603 B2 JPH0536603 B2 JP H0536603B2
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JP
Japan
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turbine
heat
steam
exhaust gas
fan
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JP59017058A
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English (en)
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JPS60162003A (ja
Inventor
Katsumi Ura
Kenji Satsuka
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01KSTEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K7/00Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
    • F01K7/34Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines being of extraction or non-condensing type; Use of steam for feed-water heating
    • F01K7/40Use of two or more feed-water heaters in series

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、蒸気原動所の排熱回収システムに関
するものである。
〔発明の背景〕
第1図、第2図に従来技術のシステム構成を示
しているが、第1図は、誘引フアン17、昇圧フ
アン18をモータ駆動として場合を示し、第2図
は、誘引フアン17を復水タービン駆動方式とし
た場合を示しており、他の部分は第1図、第2図
とも同じである。
次に、第2図を用いて従来技術のシステム構成
について説明する。
主タービン1の排気は、復水器2にて、冷却水
と熱交換し、冷却、凝縮され復水となり、復水ポ
ンプ3にて昇圧され、ヒータ4,6,8において
抽気ライン5,7,9の抽気蒸気にて昇温され脱
気器10に給水される。
脱気器10にて抽気ライン11の抽気蒸気によ
つて脱気された給水は、給水ポンプ12によつて
ボイラに供給される。
一方、ボイラ燃焼系は、押込フアン22によつ
て、燃焼に必要な空気を昇圧し、必要に応じて蒸
気式空気予熱器23にて予熱、更に排ガスの熱量
を再生式空気予熱器15により収熱し、ボイラ火
炉内に供給される。
ボイラ火炉内で燃料(石炭、油、ガス等)が燃
焼し、その熱により蒸気を発生させ、タービン1
を回転させ電気を発生する。
ボイラ火炉、過熱器、再熱器等により給水、蒸
気に熱伝達して温度が低下した排ガスは、その段
階でも、約400℃程度の高熱で有り、その熱量を、
再生式空気予熱器15により、前述の燃焼空気の
加熱に利用される。
再生式空気予熱器15の出口ガス温度は約130
℃程度で有るが、ガス中のダクトを集じん器16
により除去し、誘引フアン17、昇圧フアン18
にて昇圧される事により、再び約140℃まで昇温
しガス−ガスヒータ19に導入される。
ガス−ガスヒータ19は、脱硫装置(湿式)2
0にて低下したガス温度(約45℃)を、公害対策
上の白煙防止温度(約95℃)まで再加熱する為設
置される。
脱硫装置にて、硫黄酸化物を除去し、既定温度
に昇温された排ガスは、煙突21により大気中に
拡散、排出される。
前述の誘引フアン17を、誘引フアン駆動ター
ビン26にて駆動する場合、主にタービン抽気
(本図例では脱気器10に供給される抽気の一部)
により運転され、その排気は、タービン排気管2
7により復水器2に排出される。
誘引フアン駆動タービンの排気は、蒸気の如く
直接、復水器に連通する方法と、中間に誘引フア
ン駆動用蒸気タービン用復水器を介し、凝縮水と
して、タービンプラント側に回収する方法とが考
えられるが、基本的なシステム構成としては類似
のもので有る。
本方式(従来技術)においては誘引フアン駆動
用蒸気タービンの排気を復水器にて凝縮させる
為、下記の点で問題が有り解決すべき課題とされ
てきた。
(1) 誘引フアン駆動用蒸気タービンの排気熱量
(潜熱)を熱サイクルに回収できないので、主
タービンとの効率差分、熱効率が低下する。
(2) 誘引フアンをタービン駆動とし回転数制御を
行なう事によるダンパー等の絞り損失の低減、
フアン自体の効率向上による軸動力(所内動
力)の低減等による効率の向上分を、上記(1)に
より減殺するので、総合的な効率向上量が小さ
い。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、従来の誘引フアン駆動、復水
形タービンがそを排気熱量を復水器により冷却水
中に放出する方式で有つた為、効率向上が小さく
設備費と運転経費が加味した総合経済性が低かつ
た点を、最適補機の選定、熱回収システムの構成
を行なう事によつて、蒸気タービンを利用し、復
水系と排ガス系の総合熱交換により、総合的熱効
率を大巾に改善した蒸気原動所を提供する。
〔発明の概要〕
従来、補機のタービン駆動化が給水ポンプにと
どまつていたのは、補機をタービン回転数により
速度制御する事によつて、所内動力を大巾に低減
可能であるにもかゝわらず、主タービンに較べて
熱効率の低い補機用、復水タービンの排気熱量を
復水器によつて、冷却水中に放出する方式である
為、総合的な熱効率の向上が少なく、設備費の上
昇を加味した経済性評価が低かつた事に有る。
本発明は、誘引フアン駆動タービンの排気熱量
(潜熱)をヒートサイクル内に回収するシステム
を構成する事により、熱サイクルの効率を向上さ
せ得る点に着目し、第1段階としてボイラ排ガス
熱量をタービンプラント側給復水系に回収し、そ
れに伴ない低温となつたボイラ排ガス系に、誘引
フアン駆動タービンの排気熱量を供給する事によ
つて所定の排ガス温度を保持し全体としてプラン
ト出入口状態値を維持しつつ、蒸気原動所の熱効
率の大巾な改善を図るものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第3図により説明す
る。
主タービン1の排気は、復水器2にて冷却水と
熱交換し、冷却、凝縮された復水となり、復水ポ
ンプ3にて昇圧され、ヒータ4,6,8にて昇温
され脱気器10に給水される。
この際、従来ボイラ排ガス系の脱硫装置出口低
温ガス(約45℃)を公害対策上の白煙防止温度
(約95℃)まで昇温する為、昇圧フアン出口高温
ガス(約140℃)により、再生式ガス−ガスヒー
タを使用して再加熱していた、ボイラ排ガス熱量
を本実施例においては、代替熱交換器として設置
された、低レベル節炭器30に、復水ポンプ3出
口復水の一部を昇圧ポンプ28、にて給水管29
を経て通水し、復水側に収熱し、復水系(本例で
は第2ヒータ6出口)に回収する。この様に構成
することにより、ヒータ4,6に通水される復水
量は減少し、その結果、第1ヒータ4、第2ヒー
タ6にて、復水加熱の為、消費される抽気量が減
少し、その分、発電用として使用される蒸気量が
増加し、熱効率が向上する。
低レベル節炭器30出口復水温度は、復水系合
流部(本例では第2ヒータ6出口復水温度)に同
じになる様通水量を加減することにより、それよ
り下流側(第3ヒータ8、脱気器10側)の運転
温度等の条件は従来と略、同一に保持される。
一方、ボイラ燃焼系は、押込フアン22によつ
て燃焼に必要な空気を昇圧し、必要に応じて蒸気
式空気予熱器23にて予熱、更に排ガスの熱量を
再生式空気予熱器15により収熱し、ボイラ火炉
内に燃焼空気として供給される。
ボイラ内(火炉、過熱器、再熱器等)にて給
水、蒸気に熱伝達して約400℃まで低下した排ガ
スが、再生式空気予熱器15により前述の燃焼空
気の予熱に利用されるのは、従来技術と同一であ
る。
集じん器16を経て、誘引フアン17、昇圧フ
アン18により昇圧された約140℃程度の排ガス
は、本発明による後述の蒸気・ガスヒータ31と
の組合せで設置される低レベル節炭器30にて約
35℃の復水を約120℃程度(第2ヒータ6出口温
度と同じ)に加熱することによつて排ガスの保有
熱量をタービンプラント復水系に熱回収する。
復水系への熱伝達により約70℃まで低下した排
ガスは、更に脱硫装置20内における散水等によ
り約45℃程度まで温度が低下し、そのまゝ大気中
に排出すれば、水蒸気による白煙が煙突より排出
される事になる為、脱硫装置20出口に設けた蒸
気−ガスヒータ31にて、白煙防止温度(約95
℃)まで加熱後、煙突21より大気中に拡散、排
出される。
この脱硫装置20出口煙道に蒸気−ガスヒータ
31を設置する事により、低圧低温の誘引フアン
駆動タービン26の排気をライン27で導くこと
によりこの排気の有するエネルギー(主として潜
熱)を、排ガス加熱用として有効に活用できる。
即ち、従来技術による誘引フアン駆動タービン
の排気は、復水器冷却水中に放出されて、エネル
ギーの損失となつたが、前述の低レベル節炭器3
0と、蒸気−ガスヒータの最適な容量とシステム
の組合せによつて、排ガス中の熱量をタービンプ
ラント復水系に熱回収し、煙突入口排ガス側に誘
引フアン駆動タービンの排気潜熱を回収すること
が可能となり、プラント全体としての熱効率が向
上する。
第4図に本発明の第2の実施例を示す。
原理は第3図と同一で有する低レベル節炭器3
0におけるボイラ排ガスの熱量を第1ヒータ4入
口で全量回収しようとするもので、システム構成
が多少シンプルとなり、低レベル節炭器30の伝
熱面積が小さくなる点が特徴である。
第5図に本発明の第3の実施例を示す。
原理は第3図と同一で有るが、誘引フアン駆動
タービン26の抽気(排気より高圧となる)をラ
イン33により蒸気−ガスヒータ31の加熱に使
用し、負荷調整用として、排気を主タービン復水
器2又は別に設置される補機タービン用復水器に
排出するものである。
第6図に本発明の第4の実施例を示す。
原理は第3図と同一で有るが、誘引フアン駆動
タービン26の抽気(又は排気)をライン33に
よつてボイラ燃焼空気予熱用の蒸気式空気予熱器
23に導き、空気の加熱蒸気として利用するもの
である。
本方式の特徴は、駆動タービン26の蒸気源の
選定、又は、フアン17の動力との兼合いで、蒸
気−ガスヒータ31にて収熱容量をオーバする様
なケースにおいて、その余剰蒸気を蒸気式空気予
熱器の加熱蒸気として活用しようとするもので、
この様な場合、熱効率の利得が大きいことが特徴
である。
第7図に、本発明の第5の実施例を示す。
原理は第3図と同じで有るが、誘引フアン駆動
タービン26の駆動蒸気源として、主タービン1
の抽気だけで無く、白缶補助蒸気又は他ユニツト
からの補助蒸気、所内ボイラ発生蒸気34を補助
蒸気ヘツダー35から、タービン駆動補助蒸気管
36を経て誘引フアン駆動タービン26に導入す
るものである。
本実施例の特徴は、プラント起動当初等、主タ
ービン1の抽気が無い状態でも誘引フアン17の
起動を可能とするもので、本発明の各方式と組合
せて使用されるものである。
第8図に、本発明の第6の実施例を示す。
原理は第3図と同しであるが、熱交換器(本例
では、蒸気−ガスヒータ31を示す)とドレンを
ドレンポンプ37にて昇圧し、タービンプラント
側ヒートサイクルのヒータ(本例では、第1ヒー
タ4を示す)又は、復水器2に回収するものであ
る。熱交換器は、蒸気式空気予熱器23でもよ
い。本方式の特徴は、熱交換器の凝縮ドレンは、
約100℃程度の温度を有しており、そのエネルギ
ーをサイクルに回収しようとするもので熱効率が
向上することに有る。
第9図に、本発明の第7の実施例を示す。
原理は第3図と同じであるが、タービン駆動と
する対象補機を複数種とした場合を示す。
本例では誘引フアン17、昇圧フアン18をタ
ービン26及び29で駆動するようにした場合を
示しているが、対象補機は、その他の補機(たと
えば、押込フアン22)であつても基本的に同一
で有る。
本方式の特徴は、複数種の補機をタービン駆動
化するもので、本発明による効果を最大化できる
点に有り、実機においては、その最適組合せを条
件として、本方式が採用されることになろう。
第10図に、本発明の第8の実施例を示す。
原理は第9図と同じであるが、補機駆動タービ
ン26,29の排熱の回収先を、複数種とした場
合を示す。
本例では回収先を蒸気−ガスヒータ31、と蒸
気式空気予熱器23とした場合を示すが、回収先
としては、その他にタービンプラントのヒータ等
もその応用として考えられる。
第11図に、本発明の第9の実施例を示す。
原理は第10図と同じであるが、補機駆動ター
ビン26,39の排気を熱回収する容量が不足す
る場合等に、即ち、熱回収容量に対して、補機駆
動タービンの排気熱量が大きい場合、その余剰熱
量相当分をスピルオーバ管42にて、ヒータ4、
復水器2等に回収するものである。
以上第3図から第11図に示す各応用例を単独
に、又はその最適な組合せを行なつたシステムの
構成、および運用を行なう事により、下記の効果
が有る。
(1) 補機のタービン駆動化(速度制御化)による
軸動力(所定動力)の低減効果と、補機駆動タ
ービンの排気潜熱の熱回収効果とにより、プラ
ント全体の熱効率が大巾に(0.5〜0.7%)向上
する。
この熱効率向上による利得は、年間2〜3億円
にも相当する。
〔発明の効果〕
本発明によれば下記の効果が有る。
補機のタービン駆動化(速度制御化)による軸
動力(所内動力)の低減と、補機駆動タービンの
排気潜熱の回収と、排ガスの復水系への熱回収に
より、プラントの熱効率が大巾(0.5〜0.7%)に
向上する。
この熱効率向上による、燃料費節約の利得は、
年間2〜3億円にも相当する。
【図面の簡単な説明】
第1図及び、第2図は従来技術によるシステム
構成図、第3図は、本発明によるシステム構成
図、第4図ないし第11図は、それぞれ本発明の
他の実施例を示すシステム構成図である。 1……タービン、2……復水器、3……復水ポ
ンプ、4……第1ヒータ、5……第1抽気管、6
……第2ヒータ、7……第2抽気管、8……第3
ヒータ、9……第3抽気管、10……脱気器、1
1……第4抽気管、12……給水ポンプ、15…
…空気予熱器、16……電気集じん器、17……
誘引フアン、18……昇圧フアン、19……ガス
−ガスヒータ、20……脱硫装置、21……煙
突、22……押込フアン、23……蒸気式空気予
熱器、26……誘引フアン駆動タービン、27…
…タービン排気管、28……昇圧ポンプ、29…
…給水管、30……低レベル節炭器、31……蒸
気−ガスヒータ、32……加熱蒸気管、33……
抽気管、34……補助蒸気管、35……補助気ヘ
ツダー、36……タービン駆動用補助蒸気管、3
7……ドレンポンプ、38……ドレン管、39…
…昇圧フアン駆動タービン、40……タービン排
気管、41……加熱蒸気管、42……スピルオー
バ管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 主タービン排気を復水器にて凝縮して得た復
    水をボイラに給水する給水系統と、ボイラから排
    される排出ガスを大気に導くための蒸気タービン
    駆動フアンと、該フアンの後流に設けられ非ガス
    中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置とを備えるボ
    イラ排ガス系統より成る蒸気原動所において、 前記脱硫装置の入口側で前記復水と前気排ガス
    とを熱交換し、排ガスの熱量を前記給水系統に回
    収するとともに、前記フアン駆動用の蒸気タービ
    ンの排気熱量を、前記脱硫装置の出口側に熱回収
    することを特徴とする蒸気原動所の排熱回収シス
    テム。
JP1705884A 1984-02-03 1984-02-03 蒸気原動所の排熱回収システム Granted JPS60162003A (ja)

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JPS60162003A JPS60162003A (ja) 1985-08-23
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