JPH0629574B2

JPH0629574B2 - ターボ式熱風発生装置の運転方法

Info

Publication number: JPH0629574B2
Application number: JP32473487A
Authority: JP
Inventors: 悟吉田; 津芳長迫; 教安西; 啓充森; 伸一足立; 広小林; 浩昭今谷; 芳治植田; 厚見上梨
Original assignee: HIRAKAWA TETSUKOSHO KK; OOSAKA GASU KK
Current assignee: HIRAKAWA TETSUKOSHO KK; OOSAKA GASU KK
Priority date: 1987-12-21
Filing date: 1987-12-21
Publication date: 1994-04-20
Anticipated expiration: 2009-04-20
Also published as: JPH01167417A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、バーナに燃焼用空気を加圧供給するコンプレ
ッサーと、前記バーナからの高温ガス供給路に接続した
ガスタービンを連動連結し、前記コンプレッサーの上流
側に起動用電動ファンと逆止弁付吸気路を並列接続した
ターボ式熱風発生装置の運転方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、上記ターボ式熱風発生装置においては、起動用電
動ファンを作動させてバーナを着火させ、バーナへの燃
料供給量を着火時よりも増大させて自力運転状態になれ
ば、その後は、起動用電動ファンを停止したままにし
て、自力運転を継続させる運転方法が採用されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、定格運転時のインプットに対して自力運転が可
能な最小インプットが50％程度であるために、加熱対象
がボイラーなどの負荷変動が大きいものの場合、加熱負
荷が小さい割にはインプットが不必要に大きくなって、
燃料費の無駄を生じることがあり、ターンダウン比の面
で一層の改良の余地があった。

本発明の目的は、本来構成を有効利用した合理的な手段
でもって、設備を複雑にすること無く、加熱負荷が小さ
い時でも経済的に優れた運転を継続できる方法を提供す
る点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴手段は、バーナからの高温ガスでガスター
ビンを駆動すると共に燃焼用空気供給用コンプレッサー
を前記ガスタービンで駆動する自力運転時に、前記バー
ナの加熱負荷が設定値未満に減少すると、前記コンプレ
ッサーの上流側に逆止弁付吸気路と並列に設けた起動用
電動ファンを作動させ、その起動用電動ファンの作動時
に、前記バーナの加熱負荷が設定値未満である間はその
加熱負荷に対して正比例して前記起動用電動ファンの回
転数を変更すると共に、前記バーナの加熱負荷が設定値
以上に増大すると、前記起動用電動ファンを停止するこ
とにあり、その作用効果は次の通りである。

〔作用〕

つまり、起動用電動ファンが着火時の微小インプットか
ら自力運転が可能な最小インプットに増大するまでの
間、バーナでの燃焼を良好に維持できる燃焼用空気供給
性能を有していることを有効利用し、ターンダウン比拡
大のための特別な設備を付加すること無く、バーナの加
熱負荷が、自力運転が可能な最小インプットに対応する
値とほぼ等しい設定値になると、起動用電動ファンを作
動させて、バーナのインプットを加熱負荷に見合って減
少させながらバーナの良好燃焼を維持し、燃料の無駄を
無くす。

そして、その起動用電動ファンの作動中は、バーナの加
熱負荷と正比例して起動用電動ファンの回転数を変更し
て、空燃比の変動を抑制し、望ましくは空燃比をほぼ一
定に維持し、熱風温度を高く維持して燃料効率良好に加
熱すると共に、起動用電動ファンの電気消費量をできる
だけ少なくする。

また、バーナの加熱負荷が、自力運転が可能な最小イン
プットに対応する値とほぼ等しい設定値以上になると、
起動用電動ファンを停止して、バーナのインプットを加
熱負荷に見合って増大させながら、コンプレッサーによ
り加熱供給される空気でバーナの良好燃焼を維持し、起
動用電動ファンによる電力消費を無くす。

〔発明の効果〕

その結果、加熱負荷が大きい時の電力消費を無くせるば
かりでなく、本来備えられている起動構成を有効利用し
て、設備を余り複雑にすること無く、加熱負荷が小さい
時でも、その加熱負荷に見合ったインプットでかつ空燃
比の変動を抑えた状態でバーナを作動させることができ
て、燃料及び電力の無駄を無くせ、経済的に優れた運転
及び効率良い加熱を実現できるようになった。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

先ず、第１図及び第２図により運転対象であるボイラー
の構成を説明する。

第１水槽(1)の下部に、バーナ(2)に対する燃焼室(3)を
形成し、燃焼室(3)に接続した多数の第１煙管(4)を第１
水槽(1)の上下中間に設け、バーナ(2)からの高温ガスで
第１水槽(1)内の貯水を蒸発させる第１熱交換器(A)を形
成してある。

第１水槽(1)の貯水面(WL)よりも上方に、第１煙管(4)に
接続した多数の第２煙管(5)を設け、バーナ(2)からの高
温ガスで第１水槽(1)内で発生した蒸気を過熱して回収
路(6)に送る第２熱交換器(B)を形成してある。

第１水槽(1)の上方に、給水路(7)に接続した第２水槽
(8)を設け、第２煙管(5)と排気路(9)に接続した多数の
第３煙管(10)を第２水槽(8)に設け、給水路(7)からの水
をバーナ(2)からの高温ガスで予熱すると共に、公知の
流量自動制御手段(26)を有する給湯路(27)によって、第
１水槽(1)に貯水面(WL)を設定範囲内に維持するように
給湯する給水予熱器(C)を形成してある。

要するに、水や蒸気を給水予熱器(C)、第１熱交換器(A)
及び第２熱交換器(B)の順に流してバーナ(2)からの高温
ガスで加熱し、熱効率良く蒸気が回収路(6)から得られ
るように構成してある。

バーナ(2)への燃焼用空気の供給路(11)にコンプレッサ
ー(12)を介装し、風量調整用ダンパー(13)を有する一次
空気路部分(11a)と二次空気路部分(11b)とによって、供
給量調整弁(14a)付の燃料路(14)から加圧供給される燃
料を完全燃焼できる量の空気がバーナ(2)に加圧供給さ
れるように構成してある。

第１熱交換器(A)から第２熱交換器(B)に高温ガスを送る
供給路(15)に、その高温ガスにより駆動されるガスター
ビン(16)を設け、ガスタービン(16)とコンプレッサー(1
2)を連動連結して、高温ガスのエネルギーによりコンプ
レッサー(12)を駆動するように構成してある。

コンプレッサー(12)の吸気路(17)に、フィルター(18)と
逆止弁(19)を設けると共に起動用電動ファン(20)を接続
し、起動用電動ファン(20)の回転数を変更するためのイ
ンバータ式調速手段(28)を設け、バーナ(2)の点火時や
ボイラーの低負荷時に起動用電動ファン(20)で適量の燃
焼用空気を送るように構成してある。

オイルタンク(21)、電動式オイルポンプ(22)、給水路
(7)の冷水を利用するオイルクーラー(23)を、ガスター
ビン(16)とコンプレッサー(12)を連動する回転軸の軸受
け部(24)に対する潤滑油循環路(25)に設けてある。

蒸気の回収路(6)に蒸気圧力検出器(29)を設け、コンプ
レッサー(12)の吸気路(17)に空気圧検出器(30)を設けて
ある。

次に上記ボイラーの運転方法を第３図により説明する。

(イ)起動用電動ファン(20)を所定の回転数で作動させ、
着火に適した小量Q_sの燃料をバーナ(2)に供給し、所定
の空燃比でバーナ(2)を点火する。

(ロ)燃料供給量及び起動用電動ファン(20)の回転数を増
大し、所定の空燃比で燃焼を継続させ、燃料供給量をQ₁
に増大し、空気圧検出器(30)で負圧を検出すれば起動用
電動ファン(20)を停止し、ガスタービン(16)によるコン
プレッサー(12)の駆動によって吸気路(17)からの空気を
バーナ(2)に供給する。

(ハ)自力運転状態になれば、ボイラーの100％負荷に見合
った燃料供給量Q₂に一挙に燃料を増量し、蒸気圧力検出
器(29)の検出値をP₁に上昇させる。

(ニ)その後は、蒸気圧力検出器(29)の検出値を設定値P₁
に維持するように、ボイラーの負荷変動に見合ってバー
ナ(2)への燃料供給量をQ₁〜Q₂の範囲で調整し、自力運
転を継続する。

(ホ)自力運転時に、バーナ(2)への燃料供給量を自力運転
可能な最小値Q₁に維持しても、蒸気圧力検出器(29)の検
出値が増大して設定値P₂に達すれば、起動用電動ファン
(20)を作動させ、燃料供給量を減少し、蒸気圧力検出器
(29)の検出値を設定値P₂に維持するように、ボイラーの
負荷変動に見合ってバーナ(2)への燃料供給量をQ₁〜Q_s
の範囲で調整すると共に、所定の空燃比で維持するよう
に起動用電動ファン(20)の回転数を調整する。

(ヘ)上記(ホ)項の状態でバーナ(2)への燃料供給量を自力
運転可能な最小値Q₁に維持しても、蒸気圧力検出器(29)
の検出値が減少して設定値P₁に達すれば、燃料供給量を
増大し、起動用電動ファン(20)を停止し、蒸気圧力検出
器(29)の検出値を設定値P₁に維持するように、ボイラー
の負荷変動に見合ってバーナ(2)への燃料供給量を1₁〜Q
₂の範囲で調整する。

(ト)上記(ホ)項の状態でバーナ(2)への燃料供給量を上記
小量Q_sに維持しても、蒸気圧力検出器(29)の検出値が増
大して設定値P₃に達すれば、燃料供給を停止すると共に
起動用電動ファン(20)を停止し、バーナ(2)を消火す
る。

(チ)上記(ト)項のバーナ(2)消火後に蒸気圧力検出器(29)
の検出値が上記設定値P₁に減少すれば、上記(イ)項及び
(ロ)項と同様の操作で自力運転状態にし、その後は上記
ニ項と同様に操作する。

〔別実施例〕

次に別実施例を説明する。

バーナ(2)の燃焼方式や燃料の種類は適当に変更でき
る。

起動用電動ファン(20)は並列接続された複数台でもよ
い。

バーナ(2)、コンプレッサー(12)、ガスタービン(16)、
起動用電動ファン(20)、逆止弁(19)付吸気路(17)等から
成るターボ式熱風発生装置の運転方法による加熱対象は
不問である。

自力運転時にバーナ(2)の加熱負荷が設定値未満に減少
したこと、あるいは、起動用電動ファン(20)の作動時に
バーナ(2)の加熱負荷が設定値以上に増大したことを検
出するに、加熱対象に見合った適当な情報を利用でき、
例えばガスタービン(16)に供給される熱風や排ガスの温
度、空気圧検出器(30)からの空気吸込圧などでもよい。

起動用電動ファン(20)の回転数を変更するための具体構
成は、公知の適当な調速手段を選択できる。

燃料供給量の調節、あるいは、起動用電動ファン(20)の
作動、回転数調整及び停止操作は人為操作でも制御器に
よる自動操作でもよい。また、維持すべき空燃比は加熱
対象やバーナ(2)の型式等に見合って適当に選定でき
る。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すボイラーの概略断面図、
第２図はそのボイラーの原理図、第３図は上記ボイラー
の運転状態を説明するためのグラフである。 (2)……バーナ、(12)……コンプレッサー、(16)……ガ
スタービン、(17)……吸気路、(19)……逆止弁、(20)…
…起動用電動ファン、(A)……第１熱交換器、(B)……第
２熱交換器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西教安大阪府大阪市東区平野町５丁目１番地大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者森啓充大阪府大阪市東区平野町５丁目１番地大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者足立伸一大阪府大阪市東区平野町５丁目１番地大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者小林広大阪府大阪市大淀区大淀北１丁目９番36号株式会社平川鉄工所内 (72)発明者今谷浩昭大阪府大阪市大淀区大淀北１丁目９番36号株式会社平川鉄工所内 (72)発明者植田芳治大阪府大阪市大淀区大淀北１丁目９番36号株式会社平川鉄工所内 (72)発明者上梨厚見大阪府大阪市大淀区大淀北１丁目９番36号株式会社平川鉄工所内 (56)参考文献特開昭56−151802（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】バーナ(2)に燃焼用空気を加圧供給するコ
ンプレッサー(12)と、前記バーナ(2)からの高温ガス供
給路に接続したガスタービン(16)を連動連結し、前記コ
ンプレッサー(12)の上流側に起動用電動ファン(20)と逆
止弁(19)付吸気路(17)を並列接続したターボ式熱風発生
装置の運転方法であって、自力運転時に前記バーナ(2)
の加熱負荷が設定値未満に減少すると、前記起動用電動
ファン(20)を作動させ、その起動用電動ファン(20)の作
動時に、前記バーナ(2)の加熱負荷が設定値未満である
間はその加熱負荷に対して正比例して前記起動用電動フ
ァン(20)の回転数を変更すると共に、前記バーナ(2)の
加熱負荷が設定値以上に増大すると、前記起動用電動フ
ァン(20)を停止するターボ式熱風発生装置の運転方法。
【請求項２】前記ガスタービン(16)をボイラーの第１熱
交換器(A)と第２熱交換器(B)の間に配置しておき、前記
バーナ(2)の加熱負荷を前記第２熱交換器(B)の蒸気圧測
定に基づいて検出する特許請求の範囲第１項に記載のタ
ーボ式熱風発生装置の運転方法。