JPH07503530A - ボイラ出口における煙道ガス温度の調整方法及び装置 - 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】 ボイラ出口における煙道ガス温度の調整方法及び装置この発明は、煙道ガスと給 水との間の熱伝達に利用される伝熱面を備えたボイラの出口における煙道ガス温 度を調整する方法及び装置に関する。

ボイラにおいては高温の煙道ガスと水−蒸気一循環系に導かれる給水との間で間 接的に熱交換することにより蒸気タービンのための蒸気が生成される。煙道ガス は燃焼室、例えば乾留燃焼設備（ヨーロッパ特許第０３４０５３７号）或いはガ スタービンの燃焼室において化石燃料を燃焼することによって生成される。給水 はボイラの内部を一般的に管或いは管束の形に構成された伝熱面に沿って流れ、 その際煙道ガスから熱を受け取る。冷却された煙道ガスはボイラから出る際に先 ず清浄化され、次いで煙突を経由して周囲に排出される。

湿式による煙道ガス清浄化の場合は、反応生成物と混合された洗浄液はボイラを 出る煙道ガスによって気化され、その際乾燥された反応生成物が分離される。

清浄化装置内に反応生成物が堆積するのを回避するために、清浄化装置の入口に おける煙道ガス温度は所定の値を下回ることは許されない、その場合ボイラの出 口における煙道ガス温度に関して相反する２つの事実が存在する。即ち、ボイラ の効率は煙道ガス温度の低下とともに増加するが、同時に清浄化装置の運転障害 の危険が高まる。それ故、通常はボイラの出口における煙道ガス温度は全負荷運 転の場合清浄化装置のための最小許容煙道ガス温度を越えてできるだけ低く保た れる０部分負荷運転の際にはもちろん煙道ガス温度が低下するので、特別な手段 なしでは清浄化装置の運転障害の危険がある。従って、特に部分負荷運転の際に ボイラの出口における煙道ガス温度を調整或いは制御することが必要である。

このために、従来公知の方法では燃料を空気過剰にして燃焼し、熱伝達をボイラ の対流に変え、ボイラの出口における煙道ガス温度を上昇させている。その場合 の欠点は、煙道ガスの流量が大きくなるので利用可能な熱が失われることにある 。

他の公知の方法では高温の煙道ガスの一部を伝熱面を迂回して流し、この迂回し た煙道ガスをボイラの出口において冷却された煙道ガスと混合する。これにより 所定の煙道ガス温度が守られる。その場合の欠点は、容積の高張る煙道ガスバイ パスを用意しなければならないことにある。その上混合の際に形成される乱流に より温度制御ｎが極めて難しくなる。

しばしば適用されている方法においては、特に部分負荷運転の際、給水をボイラ の入口の前で、茶気タービンの水−蒸気一循環系から取り出される蒸気と間接的 な熱交換により予備加熱している。この場合勿論総合効率が制限されることにな る。

それ故この発明の課題は、特に簡単な煙道ガスの調整方法を提供することにある 。特に、この方法はボイラの出口、即ち同時に清浄化装置の入口における煙道ガ ス温度が最小値以下に低下することを確実に回避するような制御に適するように するものである。′さらに高い総合効率が得られるような特に簡単な装置を提供 しようとするものである。

方法に関してのこの課題は、この発明によれば、熱伝達にその都度有効に利用さ れる伝熱面を変化させることにより解決される。

煙道ガス温度が基準値から偏位している場合、この発明の有利な実施ａ樟におい ては、給水の流れ方向に順次配列された伝熱面の部分片が追加或いは切り離され る。この場合煙道ガス温度が低下した場合、特に部分負荷運転の際、煙道ガスの 流れに対して逆方向に流れる給水において先ずボイラの出口に最も近くにある伝 熱面の部分片を切り離す、ｆｆ道ガス温度が益々低下するにつれ煙道ガスの流れ に対して逆方向に他の伝熱面の部分片を順次切り離す、煙道ガス温度が再び上昇 したらこれらの伝熱面の部分片を順次逆の順番で追加する。

装置に関してのこの課題は、この発明によれば、流入する給水によって利用され る伝熱面を煙道ガス温度に関連して制御可能にすることによって解決される。

この装置のを効な構成においては、伝熱面は、煙道ガスの流れ方向に順次配列さ れかつ給水がその逆方向に順次貫流する多数の、個々に追加或いは切り離し得る 部分片を存する。その場合各部分片は入口側において調節部と結合される。さら に各部分片はその人口に給水を集めるための集合管を備えるのがよい。

またこの装置は出口側に、少な（とも１つの調節部と接続されかつその人力量が 煙道ガス温度の現在値である！ｌ！！節器を備えるのがよい。

この発明を以下図を参照して詳細に説明する。

図１は燃焼室を前置しかつ清浄化装置を後置したボイラを概略的に示し、図２は 図１の部分■を個々に追加或いは切り離し可能な伝熱面の部分片とともに拡大し て示す、なお両図において互いに相応する部分は同一の符号で示されている。

図１に示されたボイラ１は、例えば詳細には図示されてない乾留燃焼装置の一部 である。このボイラは燃焼室２を有し、この燃焼室に煙道３を介して廃熱ボイラ ４が後置されている。廃熱ボイラ４の内部には管或いは管束の形の伝熱面５が例 えば懸垂されて配置されている。

ボイラｌはその出口側で煙道ガス通路６を介して清浄化装置７に接続されている 。／ＩＩ浄化装置７は噴霧乾燥器８を含み、これに分離器９、例えば電気フィル タ、及び湿式清浄器１０が後置されている。湿式清浄Ｈ１０は管１１を介して噴 霧乾燥器８に接続されている。煙道ガス通路６は清浄化装置７の後で煙突１２に 接続されている。

ボイラ１の出口には温度センサ１３が設けられ、この温度センサは調節器１４に 接続されている。調節器１４はその出力側で全体を１５で示す多数の、弁１５ａ 、１５ｂ、１５ｃ　（図２参′Ｉｉｑ、）の形のｉｊ１節部と接続されている。

後で詳細に説明するように、この！ｊ１節部１５により、管３０を介してボイラ １に供給される給水Ｓの、給水Ｓを予備加熱するエコノマイザ−伝熱面への分配 が制御される。

ボイラｌを稼働する際燃焼室２で生成された煙道ガスＲは図の矢印に沿ってボイ ラｌに通される。その場合高温の煙道ガスＲの熱は伝熱面５を介して詳細には図 示されていない蒸気タービンの水−蒸気一循環系を流れる給水Ｓに伝達される。

ボイラｌを離れる冷却された煙道ガスＲは清浄化装置！！７で清浄化される。ボ イラｌの出口における煙道ガス温度Ｔ、は全負荷運転の場合なお約２２０　’Ｃ である。

ガスの清浄化は湿式清浄器１０内においてアルカリ性の成分、例えば水酸化ナト リウムを含む洗浄液によって行われる。アルカリ性の成分は煙道ガスＲ中に含ま れる酸性、例えば塩素を含む物質とで反応生成物として主として塩を形成する。

洗浄液は反応生成物と一緒に管１１を介して＊ｎ乾燥器８に導かれる。そこで洗 浄液は煙道ガスＲとの接触によって気化される。この気化と同時に乾燥された反 応生成物、即ち主として塩はフィルタ９内で分離される。煙道ガスＲは清浄化装 置７内で約７０°Ｃの温度に冷却される。

図２に示されるように、給水Ｓを予備加熱するエコノマイザ−伝熱面５は多数の 直列接続された部分片、特に３つの部分片２ｏ乃至２２に分割されている。この 部分片２０．２１及び２２の各々は入口側及び出口側で集合管２３．２４．２５ もしくは２６に接続されている。さらに各部分片２ｏ乃至２２は入口側集合管２ ３．２４．２５を介してそれぞれ弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃの１つに接続されて いる。弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃは共通の給水管３ｏに接続されている。集合管 ２６は別の管３１を介して詳細には説明しない方法でボイラ１の他の伝熱面５に 接続されている。

給水Ｓは煙道ガスＲの流れと逆方向に、その壁が伝熱面５を形成している蛇行状 配置の管束３５を通して導かれる。この場合煙道ガスＲは冷却されるが、その際 先ず弁１５ａが開かれ、弁１５ｂ及び１５ｃは閉している。ボイラ１の出口にお ける煙道ガス温度Ｔｒが低下すると熱伝達に有効に利用される伝熱面５が減少さ れる。このため先ず弁１５ｂが開かれ、弁１５ａが閉しられる。弁１５ｃはその 場合閉じられたままである。煙道ガス温度Ｔｔがさらに低下すると、例えば部分 負荷運転の際煙道ガス温度Ｔ、が丁度支障のない煙道ガス洗浄が正に可能な最小 許容値に達すると、弁１５ｃが開かれ、弁１５ｂも閉じられる。伝熱面５の部分 片２０及び２１はそのとき切り離され、それ飲水−蒸気−循環系から分離される 。それぞれ通流していない部分片２ｏ及び２１の管３５には給水Ｓが停滞する。

このとき生じている圧力状況では水の沸騰温度は廃熱ボイラ４のこの部分の煙道 ガス温度よりも常に高いので、それぞれ通流していない伝熱面５の部分片２ｏ、 ２１は蒸発に関与しない。

ボイラｌの出口における煙道ガス温度Ｔ３が再び、例えばあらためて全負荷運転 が行われて、上昇すると、熱伝達に有効に利用される伝熱面５が増大される。

このため伝熱面５の部分片２０及び２１はボイラｌの出口における煙道ガス温度 Ｔ、と関連して、弁１５ａ、１５ｂ、１５ｃを適宜切り換えることにより逆の順 番で順次水−蒸気−Ｗｉ環系に再び投入される。この制御は、弁１５ａ、１５ｂ 、１５ｃにそれに応じた信号を与えるＸｌｌＩ節器１４を介して行われる。制御 信号は、測定された煙道ガス温度Ｔ、（現在値）と基準値Ｔ、との差から形成さ れる比較値から導き出される。

通常使用されるボイラｌにおいては所謂排気集合管が設けられているが、この集 合管を改造の際に簡ｊｌｌに人口集合管に改造することができる。温度制御装置 は従って給水側に給水管３０と少なくとも２つ或いはそれ以上の数の弁１５ａ、 １５ｂ、１５ｃとの間に短い接続管のみを有する。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．煙道ガス（Ｒ）と給水（Ｓ）との間の熱交換に利用される伝熱面（５）を備 えたボイラの出口における煙道ガス温度を制御するための方法において、熱交換 にその都度有効に利用される伝熱面（５）が変化されることを特徴とするボイラ 出口における煙道ガス温度の調整方法。
2. ２．煙道ガス温度（Ｔｉ）が基準値（Ｔ■）と偏位しているときに給水（Ｓ）の 流れの方向に順次配列された伝熱面（５）の部分片（２０、２１、２２）が追加 或いは切り離されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. ３．煙道ガス温度（Ｔｉ）が低下したとき煙道ガスの流れに逆方向に流れる給水 （Ｓ）に先ずボイラ（１）の出口に最も近い伝熱面（５）の部分片（２０）が切 り離されることを特徴とする請求項２記載の方法。
4. ４．煙道ガス（Ｒ）と給水（Ｓ）との間の熱交換に利用される伝熱面（５）を備 えたボイラの出口における煙道ガス温度を制御するための装置において、流人す る給水（Ｓ）によって利用される伝熱面が煙道ガス温度（Ｔｉ）に関連して制御 可能であることを特徴とするボイラ出口における煙道ガス温度の調整装置。
5. ５．伝熱面（５）が多数の部分片（２０、２１、２２）に分割されており、この 各部分片（２０、２１、２２）が個々に追加或いは切り離されることを特徴とす る請求項４記載の装置。
6. ６．伝熱面（５）の部分片（２０、２１、２２）が煙道ガス（Ｒ）の流れの方向 に順次配列され、給水（Ｓ）によって逆方向に順次貫流され、その際各部分片（ ２０、２１、２２）がその入口側に調節部（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）と接続さ れていることを特徴とする請求項５記載の装置。
7. ７．伝熱面（５）の各部分片（２０、２１、２２）が入口側に給水（Ｓ）を集合 する集合管（２３、２４もしくは２５）を備えていることを特徴とする請求項６ 記載の装置。
8. ８．出口側に少なくとも１つの調節部（１５）と接続された調節器（１４）を備 え、その入力値は煙道ガス温度（Ｔｉ）の現在値であることを特徴とする請求項 ６又は７記載の装置。