JPH0650162B2

JPH0650162B2 - ボイラ−

Info

Publication number: JPH0650162B2
Application number: JP31058686A
Authority: JP
Inventors: 啓充森; 伸一足立; 兆司南嶋; 津芳長迫; 広小林; 浩昭今谷; 芳治植田; 厚見上梨
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1986-12-24
Filing date: 1986-12-24
Publication date: 1994-06-29
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: JPS63161301A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、給水路と蒸気又は湯の回収路との間に、第１
熱交換器及び第２熱交換器を設け、前記第１及び第２熱
交換器に高温ガスを供給するバーナ、及び、そのバーナ
に燃焼用空気を加圧供給するコンプレッサー、及び、そ
のコンプレッサーに連動連結して前記第１熱交換器から
前記第２熱交換器への高温ガス供給路に介装したガスタ
ービンから成る加熱装置を設けたボイラーに関する。

〔従来の技術〕

従来、１台のガスタービンを第１及び第２熱交換器の煙
管の全てに接続し、１台のコンプレッサーでバーナに燃
焼用空気を供給するように構成していた（例えば特願昭
61-10489号参照〕。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、ターボ式の加熱装置の定格運転時のインプット
に対して加熱装置の自力運転が可能な最小インプットが
５０％程度であるため、ボイラーの負荷変動が大きい場
合、ボイラー負荷が小さい割には加熱装置のインプット
が不必要に大きくなって、燃料量の無駄を生じることが
あり、ター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、ターンダウン比を必要に応じて拡大で
きて、経済的に優れた運転を負荷変動にかかわらず維持
できるようにする点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、第１熱交換器の煙管を複数群に分
けて、それら煙管群の下流側に各別の高温ガス供給路を
接続し、それら高温ガス供給路に各別のガスタービンを
介装し、それらガスタービンに各別の燃焼用空気供給の
ためのコンプレッサーを連動連結し、前記ガスタービン
のうち高温ガスが供給されるものの個数を変更する弁装
置を設け、前記コンプレッサーのうちバーナ点火用以外
のものと、前記第１熱交換器に高温ガスを供給するバー
ナとの間に、逆止弁付の定常用給気路と電動ファン及び
逆止弁付の起動用給気路を並列に設けたことにあり、そ
の作用効果は次の通りである。

〔作用〕

つまり、ボイラー負荷が小さい時には、第２図に示すよ
うに、弁装置(11)の操作によって、バーナ点火用の第１
のコンプレッサー(13a)に連動した第１のガスタービン
(12a)だけに第１熱交換器(A)の一部の煙管群(4a)からの
高温ガスを供給して、他の第１熱交換器(A)の煙管群(4
b)には高温ガスを供給しないようにし、バーナ(2)への
燃料供給量をボイラー負荷に見合って少なくしながら、
第１のガスタービン(12a)に供給する高温ガスを、それ
が通る煙管(4a)の本数を少なくすることで加熱装置の自
力運転が可能な高温に維持できる。

そして、ボイラー負荷の増大に伴って、バーナ(2)への
燃料供給量を増大しても燃焼用空気の不足のために対処
できなくなれば、第３図に示すように、第２のガスター
ビン(12b)に連動した第２のコンプレッサー(13b)に対す
る起動用給気路(19)の電動ファン(18)を起動して、燃焼
用空気量を増大し、弁装置(11)の操作で第２のガスター
ビン(12b)に第１熱交換器(A)の煙管群(4b)から高温ガス
を送り、バーナ(2)への燃料供給量をボイラー負荷に見
合って増大する。

第１及び第２のガスタービン(12a),(12b)の回転数が自
力運転可能な範囲に上昇すれば、電動ファン(18)を停止
させて、第２のコンプレッサー(13b)からの燃焼用空気
を定常用給気路(17)からバーナ(2)に送ると共に、第１
のコンプレッサー(13a)からの燃焼用空気を引続きバー
ナ(2)に供給する。

さらに第２のガスタービン(12b)とコンプレッサー(13b)
から成る第２のターボと同様のターボが設けられている
場合には、それらターボを第２のターボと同様にして順
次起動させて、ボイラーの負荷増大に対処する。

〔発明の効果〕

その結果、ガスタービンとコンプレッサーから成るター
ボを２個設けた時には加熱装置のインプットを２５〜１
００％の範囲で変更でき、ターボを３個設けた時にはイ
ンプットを12.5〜１００％の範囲で変更でき、実際のボ
イラーの負荷変動に見合った個数のターボを備えさせる
ことによって、ターンダウン比を必要十分なものに自由
に選択でき、ボイラーの大きな負荷変動にかかわらず常
に燃料の無駄の無い運転が可能な、経済性に優れたター
ボ式加熱装置付のボイラーを提供できるようになった。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

第１図に示すように、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)を水槽(1)の上下中間に設け、バーナ(2)から
の高温ガスで水槽(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。

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。

水槽(1)に接続した給水路(7)に公知の流量自動制御手段
(8)を設けて、水槽(1)の貯水面(WL)を設定レベルに維持
するように構成してあり、また、第２煙管(5)を排気路
(9)に接続してある。

第１及び第２煙管(4),(5)夫々を２群に分けて、第１の
第２煙管(5a)を第１の高温ガス供給路(10a)で接続し、
第２の第１煙管群(4b)と第２の第２煙管群(5b)を第２の
高温ガス供給路(10b)で接続してある。

排気路(9)の始端側を第１及び第２排気路部分(9a),(9b)
に区画し、第１の第２煙管群(5a)を第１排気路部分(9a)
にかつ第２の第２煙管群(5b)を第２排気路部分(9b)に接
続し、第２排気路部分(9b)に開閉弁(11)を設けてある。

第１の高温ガス供給路(10a)に第１のガスタービン(12a)
をかつ第２の高温ガス供給路(10b)に第２のガスタービ
ン(12b)を介装し、第１のガスタービン(12a)に第１のコ
ンプレッサー(13a)をかつ第２のガスタービン(12b)に第
２のコンプレッサー(13b)を連動連結し、両コンプレッ
サー(13a),(13b)をバーナ(2)に接続し、第１熱交換器
(A)から第２熱交換器(B)に送る高温ガスでガスタービン
(12a),(12b)を駆動して、コンプレッサー(13a),(13b)に
よって燃料路(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のコンプレッサー(13a)の上流側に起動用電動ファ
ン(15)と逆止弁(16a)付吸気路(16)を設け、バーナ(2)の
点火時に電動ファン(15)で燃焼用空気を送るように、か
つ、自力運転時に第１のコンプレッサー(13a)で吸気路
(16)からの燃焼用空気を送るように構成してある。

第２のコンプレッサー(13b)とバーナ(2)の間に、逆止弁
(17a)）付の定常用給気路(17)と電動ファン(18)及び逆
止弁(19a)付の起動用給気路(19)を並列に設け、第１の
コンプレッサー(13a)のみで給気する状態と第１及び第
２コンプレッサー(13a),(13b)で給気する状態に切換え
て、ターダウン比を大きくできるように構成してある。

つまり、第２図に示すように、開閉弁(11)を閉じて第１
の第１及び第２煙管群(4a),(5a)への高温ガス供給が行
われないようにし、第１のガスタービン(12a)とコンプ
レッサー(13a)のみを駆動して、ボイラーの低負荷に見
合ってバーナ(2)のインプットを小さくできる。そし
て、ボイラー負荷が増大すれば、第３図に示すように、
第２のコンプレッサー(13b)に対する電動ファン(18)を
起動し、第１のコンプレッサー(13a)からの圧力に打勝
って第１のコンプレッサー(13b)からの空気をバーナ(2)
に供給し、開閉弁(11)を開いて両ガスタービン(12a),(1
2b)に高温ガスを供給すると共に、バーナ(2)への燃料供
給量を増大し、ボイラー負荷に見合ってバーナ(2)のイ
ンプットを増大できる。そして、バーナ(2)が自力運転
できる状態になれば、第２のコンプレッサー(13b)に対
する電動ファン(18)を停止し、第２のコンプレッサーか
らの空気を定常用給気路(17)からバーナ(2)に供給でき
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、燃料の種類は適当に変更でき
る。

第１及び第２熱交換器(A),(B)の煙管(4),(5)を３群以上
に分けて、それら煙管群に各別に接続した３個以上のガ
スタービン、及び、それらガスタービンに各別に連動し
た３個以上のコンプレッサーを設けてもよい。

開閉弁(11)の形式、操作手段、配置などは適当に変更で
き、複数のガスタービン(12a),(12b)のうち高温ガスが
供給されるものの個数を変更する手段を開けてあればよ
く、それらを弁装置(11)と総称する。例えば、弁体を回
転式やスライド式にしたり、弁体を人為操作式や自動操
作式にしたり、第１熱交換器(A)とガスタービン(12b)の
間に弁装置(11)を配置してもよい。尚、自動操作式にす
る場合、ボイラーの蒸気圧力を検出するなどの負荷変動
検出センサーからの情報に基いて弁装置(11)と電動ファ
ン(18)を自動操作する制御手段を設ければよい。また、
ガスタービン(12b)よりも上流側に弁装置(11)を配置す
る場合、第２熱交換器(B)の煙管(5)は複数群に分けなく
てもよい。

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概念図、第２図は低負荷
時の動作説明図、第３図は高負荷時の動作説明図であ
る。 (2)……バーナ、(4),(4a),(4b)……第１熱交換器の煙
管、(5a),(5b)……第２熱交換器の煙管、(6)……回収
路、(7)……給水路、(9b)……排気路、(10a),(10b)……
高温ガス供給路、(11)……弁装置、(12a),(12b)……ガ
スタービン、(13a),(13b)……コンプレッサー、(17)…
…定常用給気路、(17a)……逆止弁、(18)……電動ファ
ン、(19)……起動用給気路、(19a)……逆止弁、(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)発明者南嶋兆司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)発明者長迫津芳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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】給水路(7)と蒸気又は湯の回収路(6)との間
に、第１熱交換器(A)及び第２熱交換器(B)を設け、前記
第１及び第２熱交換器(A),(B)に高温ガスを供給するバ
ーナ(2)、及び、そのバーナ(2)に燃焼用空気を加圧供給
するコンプレッサー(13a),(13b)、及び、そのコンプレ
ッサー(13a),(13b)に連動連結して前記第１熱交換器(A)
から前記第２熱交換器(B)への高温ガス供給路(10a),(10
b)に介装したガスタービン(12a),(12b)から成る加熱装
置を設けたボイラーであって、前記第１熱交換器(A)の
煙管(4)を複数群(4a),(4b)に分けて、それら煙管群(4
a),(4b)に各別の前記高温ガス供給路(10a),(10b)を接続
し、それら高温ガス供給路(10a),(10b)に各別の前記ガ
スタービン(12a),(12b)を介装し、それらガスタービン
(12a),(12b)に各別の前記コンプレッサー(13a),(13b)を
連動連結し、前記カスタービン(12a),(12b)のうち高温
ガスが供給されるものの個数を変更する弁装置(11)を設
け、前記コンプレッサー(13a),(13b)のうちバーナ点火
用以外のもの(13b)と前記バーナ(2)との間に、逆止弁(1
7a)付の定常用給気路(17)と電動ファン(18)及び逆止弁
(19a)付の起動用給気路(19)を並列に設けてあるボイラ
ー。
【請求項２】前記ガスタービン(12a),(12b)を前記第２
熱交換器(B)の複数の煙管群(5a),(5b)に各別に接続し、
前記弁装置(11)を前記第２熱交換器(B)の煙管群(5a),(5
b)に各別に接続した排気路(9b)に配置してある特許請求
の範囲第１項に記載のボイラー。