JPH09112211A - 火力発電設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、蒸気サイクルシステムの主要構成
を変更せずに、ボイラからの排煙の熱エネルギーを有効
に回収することができ、かつ、用水量を低減化すること
のできる火力発電設備を提供しようとするものである。 【解決手段】 蒸気タービンからの蒸気でボイラ給水を
加熱する抽気給水加熱器と、吸収剤スラリを用いる排煙
脱硫装置とを有する火力発電設備において、前記排煙脱
硫装置を通過する排煙及び／又は該装置内の吸収剤スラ
リから熱回収するための手段を設け、回収された熱でボ
イラ給水を予熱した後、前記抽気給水加熱器に導入する
ようにした火力発電設備である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービンの抽
気給水加熱器及び排煙脱硫装置を備えた火力発電設備に
関する。

【０００２】

【従来の技術】火力発電設備は、従来より高効率化のた
めの各種改良を重ねて現在に至っており、高圧、中圧、
低圧の複数の蒸気タービンと、各タービンの複数箇所か
らそれぞれ抽出された蒸気により、ボイラ給水を順次加
熱する多数の抽気給水加熱器を備えることが一般的であ
る。

【０００３】図３は、このような火力発電設備における
蒸気サイクルシステムの構成を概略示した図である。ボ
イラ１で発生した高圧蒸気は、配管ライン２により高圧
タービン３に導入され、膨張してタービン羽根を駆動す
る仕事をしてから、ライン４によりボイラ１に戻され、
再度加熱した後、ライン５を介して中圧タービン６に導
入して再度仕事をする。そして、中圧タービン６で仕事
をして膨張した低圧蒸気は、ライン７を介して並列に設
けた２つの低圧タービン８，９に分岐して導入され、各
低圧タービン８，９でさらに仕事をする。各低圧タービ
ン８，９で仕事をして膨張した蒸気は、内圧が負圧に保
持された復水器１１にライン１０を介して導入されて凝
縮する。

【０００４】復水器１１内の凝縮水は、ボイラ給水とし
てポンプ１２で送り出され、まず加熱器１３において、
各タービンの軸受け部から流出した蒸気Ｊで加熱され
る。その後、ボイラ給水は、多数の抽気給水加熱器２１
〜２８で順次加熱され、最終的にはライン１４を介して
ボイラ１に送られる。

【０００５】ここで、抽気給水加熱器２１，２２，２
３，２４は、いわゆる表面式の抽気給水加熱器であり、
各低圧タービン８，９の４段階の位置から、それぞれラ
イン３１，３２，３３，３４を介して抽出された一部の
蒸気により、ボイラ給水を順次加熱する。ライン３１に
より抽出された蒸気は、抽気給水加熱器２１を出た後、
ライン４１から復水器１１に導入され、凝縮してボイラ
給水の一部となる。また、ライン３２により抽気された
蒸気は、抽気給水加熱器２２を出た後、ライン４２を介
して抽気給水加熱器２３の入口側でボイラ給水に混入さ
れ、その一部となる。さらに、ライン３３，３４により
抽出された蒸気も、抽気給水加熱器２３，２４を出た
後、ライン４３，４４を介して抽気給水加熱器２２、２
３に送られ、最終的にはライン４２を介して抽気給水加
熱器２３の入口側でボイラ給水に混入されてその一部と
なる。

【０００６】また、抽気給水加熱器２５は、いわゆる混
合式の抽気給水加熱器であり、中圧タービン６の後段部
の位置からライン３５により抽出された一部の蒸気をボ
イラ給水に混合させることにより、ボイラ給水を加熱す
るものである。混合加熱後のボイラ給水は、抽気給水加
熱器２５を出た後、ライン４５により抽気給水加熱器２
６に導入される。

【０００７】抽気給水加熱器２６，２７，２８は、表面
式の抽気給水加熱器であり、中圧タービン６の中段、高
圧タービン３の中段及び後段の位置からそれぞれライン
３６，３７，３８により抽出された一部の蒸気により、
ボイラ給水を順次加熱するものである。ここで、ライン
３６により抽出された蒸気は、抽気給水加熱器２６を出
た後、ライン４６を介して抽気給水加熱器２５に導入さ
れ、ボイラ給水に混入されてその一部となる。また、ラ
イン３７，３８により抽出された蒸気も、抽気給水加熱
器２７，２８を出た後、ライン４７，４８を介してそれ
ぞれ抽気給水加熱器２６，２７に送られ、最終的には抽
気給水加熱器２５に導入されてボイラ給水に混入されて
その一部となる。なお、ライン４２，４５には、ボイラ
給水を昇圧して送給するためのポンプ４９，５０が付設
されており、ポンプ５０においては水Ｗが適宜補給され
る。

【０００８】ボイラ給水の温度は、例えば、１０００Ｍ
Ｗ石炭焚きボイラの場合、復水器１１の出口側で通常３
３℃程度、加熱器１３の出口側で通常３４℃程度、抽気
給水加熱器２１の出口側で通常６４℃程度、抽気給水加
熱器２２の出口側で通常８４℃程度、最終的には、抽気
給水加熱器２８の出口側で通常２８３℃程度に加熱され
てボイラ１に送られる。この際、抽気給水加熱器２１に
導入される給水量は１８３０ｔ／ｈ程度で、ライン３１
により低圧タービン８，９から抽気給水加熱器２１に対
して抽出される蒸気量は、通常９８．２ｔ／ｈ程度が必
要となる。

【０００９】他方、火力発電設備には、一般的に排煙処
理システムが付設され、ボイラ１からの排煙中の粉塵や
硫黄酸化物（ＳＯ_x ）等を除去して清浄化した後に大気
に放出するための排煙処理が行われる。次に、この排煙
処理システムの従来技術を説明する。

【００１０】図４は、排煙処理システムの主要な構成
と、各箇所における排煙温度と水分率を示した図であ
る。ボイラ１から出た排煙は、ボイラ１に付設された脱
硝装置５２で窒素酸化物（ＮＯ_x ）が除去され、エアヒ
ータ５３（ＡＨ）及びガスガスヒータ（ＧＧＨ）の熱回
収部５４を通過した後、電気集塵機５５（ＥＰ）に導入
されてフライアッシュ等の粉塵が取り除かれる。次い
で、排煙は、前流ファン５６（ＩＤＦ）により脱硫装置
５７に導かれ、硫黄酸化物（主に亜硫酸ガス）を除去し
た後、ガスガスヒータ（ＧＧＨ）の再加熱部５８を通過
し、後流ファン５９（ＢＵＦ）により煙突６０に送ら
れ、大気中に放出される。ここで用いる排煙脱硫装置５
７は、排煙を吸収剤スラリと気液接触させて、排煙中の
亜硫酸ガスを吸収除去する湿式のものが、脱硫率等の点
で優れているため、近年広く普及している。

【００１１】排煙温度は、エアヒータ５３（ＡＨ）の直
後で通常１３５℃程度であり、燃料が石炭の場合には、
その水分率は８％程度となる。脱硫装置５７の入口直前
では、熱回収部５４の冷却等により温度が９０℃程度ま
で下げられ、脱硫装置５７では、吸収剤スラリとの接触
によりさらに降下して、石炭焚きボイラの場合、通常４
８℃程度となる。なお、この脱硫装置５７の出口での排
煙温度は、脱硫装置５７において特に熱回収等をしない
限り、脱硫装置５７に導入される排煙の流量及び温度と
脱硫装置５７における気液接触容量等により決まり、こ
の気液接触容量等は、排煙の性状（亜硫酸ガス濃度等）
に対して設定されるので、結局のところ、脱硫装置５７
の出口での排煙の温度は、燃料の性状により略一義的に
決まってしまう。例えば、石炭の場合では通常４８℃程
度となる。

【００１２】排煙の水分濃度は、脱硫装置５７において
飽和状態になるまで吸収スラリ中の水分が蒸発するた
め、脱硫装置５７の出口において４８℃で飽和となる濃
度（約１１％）となる。なお、脱硫装置５７の吸収塔に
おける蒸発水量は、１０００ＭＷクラスの石炭焚きボイ
ラの場合、約７５ｔ／ｈ程度となる。排煙は、最後に再
加熱部５８で加熱されて９０℃程度まで昇温し、煙突６
０から放出される。

【００１３】なお、熱回収部５４において排煙温度を９
０℃以下に冷却してさらに熱回収することは、電気集塵
機５５自体の性能は向上するものの、実用上不可能であ
る。なぜならば、平均温度が９０℃以下になると、局部
的に飽和温度になって凝縮水が発生する恐れがある。こ
の凝縮水は、電気集塵機５５で回収する灰を湿らせ、再
利用を困難にする。また、凝縮水に対する耐腐食性をも
たせるために、熱回収部５４から脱硫装置５７までのダ
クトや前流ファン５６等の構成部材についても高価な耐
食性材料を使用する必要が生ずる。

【００１４】また、再加熱部５８では、排煙温度を９０
℃程度まで昇温しなければならない。その理由は、後流
機器の腐食防止、さらには大気放出される排煙の白煙化
防止及び拡散性確保のためである。即ち、９０℃程度以
上に昇温しなければ、凝縮水が発生する恐れがあり、煙
突６０までのダクトや後流ファン５９等の構成部材に高
価な耐食性材料を用いる必要が生じ、また、大気放出さ
れる排煙が白煙化し易くなるとともに、所定の拡散性が
得られない。そして、温度が低くて十分な拡散性が得ら
れないと、煙が高くたちのぼらないので、排出規制を満
すように、煙突自体を高く大型にする必要が生ずる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の火
力発電設備においては、資源の有効利用を図る観点か
ら、ボイラで発生する熱エネルギーをもれなく利用する
ことが近年益々要求され、各種の改善がなされてきた
が、上記のように複雑なシステム構成を有する蒸気サイ
クルシステムにおいて、さらに熱効率を向上させること
は極めて困難なことであった。

【００１６】一方、火力発電設備の排煙シテスムにおい
ても、ボイラの出口側で排煙を現行以上に冷却すること
は実用上問題があり、これ以上の熱回収は困難であると
考えられていた。また、吸収剤スラリの水分は、脱硫装
置で蒸発して排煙に持ち去られる分だけ補給する必要が
あり、工業用水の用水量が多いという問題や、この水蒸
気の分だけ排煙の総量が増加して、後流ファンの動力増
や煙突までのダクトを大型化する必要があった。

【００１７】そこで、本発明は、蒸気サイクルシステム
の主要構成を変更せずに、ボイラからの排煙の熱エネル
ギーを有効に回収することができ、かつ、用水量を低減
化することのできる火力発電設備を提供しようとするも
のである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、蒸気タービン
から抽出された蒸気の一部によりボイラ給水を加熱する
複数の抽気給水加熱器を備え、ボイラで発生する排煙を
吸収塔内で吸収剤スラリと気液接触させて排煙中の硫黄
酸化物を除去する排煙脱硫装置を付設した火力発電設備
において、前記吸収塔を通過する排煙及び／又は前記吸
収塔の吸収剤スラリから熱回収するための手段を設け、
回収された熱でボイラ給水を予熱した後、前記抽気給水
加熱器に導入するようにしたことを特徴とする火力発電
設備である。

【００１９】そして、前記火力発電設備の熱回収手段と
して熱交換器を用い、該熱交換器を前記吸収塔の排煙導
入部、充填材内部、底部タンク内、吸収材スラリ循環系
内及び排煙導出部のいずれか１箇所又は２箇所以上に配
設して前記ボイラ給水を予熱することができる。その中
でも、前記吸収塔の排煙導入部に熱交換器を配設するこ
とにより、ボイラ給水をより効率的に加熱することがで
きる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は、本発明を適用した火力発電
設備の要部構成の一例を示した図であり、各箇所におけ
る排煙温度と水分率を併記した。また、図２は、本発明
を適用した火力発電設備の排煙脱硫装置の要部構成の一
例を示した図であり、各種の熱回収手段を併記した。な
お、図３及び図４の従来例と同様の構成要素について
は、同じ符号を付し、特に必要のない限りその説明を省
略した。

【００２１】本発明の火力発電設備では、図１に示すよ
うに、復水器１１（図３の低圧タービンからの蒸気を凝
縮する）からの凝縮水をポンプ１２で加熱器１３に送
り、各タービンの軸受け部から流出した蒸気Ｊで加熱す
る。加熱された凝縮水は、ライン６２を介して排煙脱硫
装置５７の熱回収手段６１、具体的には熱交換器に導入
され、排煙及び／又は吸収剤スラリにより加熱された
後、抽気給水加熱器２１に導入され、図３の低圧タービ
ンからライン３１を介して抽出された蒸気の一部でさら
に加熱されて、最終的にはボイラ給水として使用され
る。

【００２２】排煙脱硫装置５７は、図２に示すように、
タンク酸化方式のもので、吸収剤スラリＳ１（例えば、
石灰石スラリ）は、循環ポンプ７３で底部のタンク７２
から吸収塔７１の排煙導入部７１ａのヘッダーパイプ７
５に供給され、未処理排煙Ａ中に噴射され、排煙中の亜
硫酸ガスを吸収除去する。排煙は、排煙導出部７１ｂか
ら処理済排煙Ｂとして排出される。ヘッダーパイプ７５
から噴射される吸収剤スラリは、亜硫酸ガスを吸収しな
がら充填材７６中を流下し、タンク７２に貯留される。
また、タンク７２には、アーム回転式エアスパージャ７
４が設けられ、モータ（図示せず）で水平に回転してス
ラリを攪拌しながら、空気Ｃをタンク７２の吸収剤スラ
リ中に吹き込み、微細な気泡を形成し、亜硫酸ガスを吸
収した吸収剤スラリと前記空気とを効率的に接触させて
中和反応を起こし、全量酸化して石膏を生成する。

【００２３】排煙脱硫装置における主な反応は次のとお
りである。 （吸収塔） ＳＯ₂ ＋Ｈ₂ Ｏ → Ｈ⁺ ＋ＨＳＯ₃ ^- （１） （タンク） Ｈ⁺ ＋ＨＳＯ₃ ^- ＋（１／２）Ｏ₂ → ２Ｈ⁺ ＋ＳＯ₄ ^2- （２） ２Ｈ⁺ ＋ＳＯ₄ ^2-＋ＣａＣＯ₃ ＋Ｈ₂ Ｏ → ＣａＳＯ₄ ・２Ｈ₂ Ｏ＋ＣＯ₂ （３）

【００２４】このようにして、石膏と吸収剤である少量
の石灰石とを懸濁したスラリＳ２は、タンク７２からス
ラリポンプ（図示せず）で搬出され、固液分離機（図示
せず）に供給されてろ過され、水分の少ない石膏（副生
品）として回収される。なお、吸収塔７１の排煙排出部
７１ｂには、導出される処理後の排煙Ｂからミストを取
り除くためにミストエリミネータ７７が設けられ、ミス
トは回収水Ｄとしてタンク７２に戻される。

【００２５】次に、排煙脱硫装置の熱回収手段６１を図
２で詳細に説明する。熱回収手段６１は、ライン６２
（図１）により通水されるボイラ給水Ｅと、脱硫装置５
７の吸収塔７１の排煙及び／又は吸収剤スラリとの間で
熱交換を行う熱交換器である。ここで、熱交換器として
は、吸収塔７１の排煙導入部７１ａにおけるヘッダパイ
プ７５より上流側に配設された伝熱管８１で構成し、吸
収剤スラリと接触する前の未処理排煙Ａから熱回収する
もの、吸収塔７１のヘッダパイプ７５より下流側（例え
ば充填材７６内部）に配設された伝熱管８２で構成し、
気液接触した後の排煙及び吸収剤スラリから熱回収する
もの、タンク７２内の吸収剤スラリ中に配設された伝熱
管８３で構成し、吸収剤スラリから熱回収するものなど
を使用することができる。

【００２６】さらに、循環ポンプ７３の吐出配管又は吸
い込み配管の途上に設けられた熱交換器８４と、この熱
交換器８４内に配設された伝熱管８５とで構成し、吸収
剤スラリから熱回収するもの、あるいは、吸収塔７１の
排煙導出部７１ｂ（例えば、ミストエリミネータ７７の
上流側、又は、ミストエリミネータ７７のエレメント
内）に配設した伝熱管８６で構成し、処理後の排煙Ｂか
ら熱回収するものであってもよい。

【００２７】なお、熱回収手段６１は、これら熱交換器
のうちいずれか一つで構成してもよいし、複数種を例え
ば直列に組み合わせてもよい。ただし、比較的高温の熱
回収を実現するためには、吸収剤スラリと接触する前の
未処理排煙Ａから熱回収する熱交換器（例えば、伝熱管
８１）を含むことが好ましい。

【００２８】以上のように構成された火力発電設備で
は、熱回収手段６１により吸収塔７１を通過する排煙又
は吸収塔７１の吸収剤スラリから熱回収され、この熱に
より抽気給水加熱器２１に導入される前の給水が加熱さ
れる。このため、抽気給水加熱器２１の後流側の給水温
度を現行のとおりに保持するときには、ライン３１から
抽気する蒸気量を大幅に低減することができる。一方、
排煙脱硫装置５７においては、吸収塔７１から流出する
処理後の排煙Ｂの温度が熱回収された分だけ低下するの
で、排煙Ｂ中に含まれて持ち去られる水分量を削減する
ことができる。

【００２９】例えば、熱交換器６１として、吸収剤スラ
リと接触する前の未処理排煙Ａから熱回収する熱交換器
（熱伝熱管８１）を採用した場合は、ここで、排煙が冷
却された分だけ、その後の気液接触部での吸収剤スラリ
からの蒸発量を抑制することができ、また、定常的な吸
収塔内のスラリの温度や処理後の排煙Ｂの温度もその分
だけ低減される。なお、実際にはタンク２２内における
反応により発生する熱の影響があるが、これは極めて僅
かであるのでほとんど問題とならない。

【００３０】また、熱交換手段６１として、ヘッダパイ
プ７５よりも後流側（例えば、充填材７６の部分）の排
煙及びスラリから熱回収する熱交換器（伝熱管８２）を
採用した場合や、タンク７２内のスラリから熱回収する
熱交換器（伝熱管８３）や、循環する配管途上のスラリ
から熱回収する熱交換器（伝熱管８５）を採用した場合
でも、排煙からスラリ側に加えられようとする熱又は加
えられた熱が連続的に回収されるため、定常状態におい
ては冷却された分だけ気液接触部での吸収剤スラリから
の蒸発量が抑制され、たま、定常的な吸収塔内スラリの
温度や処理後の排煙Ｂの温度もその分だけ低下させるこ
とができる。

【００３１】また、熱交換手段６１として、吸収塔７１
の排煙導出部７１ｂを通過する排煙から熱回収する熱交
換器（伝熱管８６）を採用し、他の熱交換器を設けてい
ない場合には、吸収塔７１の排煙導入部７１ａでは、未
処理排煙Ａとスラリとの気液接触により一旦蒸気が相当
量発生し、吸収塔内部のスラリや排煙の温度は、従来と
同じ温度（例えば４８℃）になり、水分濃度も従来と同
様（例えば１１％）となる。しかし、排煙導出部７１ｂ
の排煙が冷却され、その分だけ一旦蒸発した水分が排煙
導出部７１ｂで凝縮し、ミストエリミネータ７７で回収
されることになり、結局、吸収塔スラリ中から蒸発によ
り持ち去られる水分量を格段に低減することができる。
なお、熱交換手段６１として、上記の各種熱交換器を組
み合わせた場合でも、全体的には、熱回収により冷却さ
れた分だけ蒸発量（スラリから蒸発して持ち去られる水
分量）を低減することができる。

【００３２】なお、本発明は、上記の実施の形態に限ら
れず、各種の態様があり得る。本発明の熱回収手段とし
て、上記の伝熱管よりなる熱交換器のみならず、例え
ば、吸収塔に設けたジャケットに熱媒体を通して熱回収
してもよい。また、脱硫装置から回収した熱でボイラ給
水を加熱する位置は、必ずしも上記の例のように最も復
水器側の抽気給水加熱器２１の入口側に限定されない。
例えば、２番目の抽気給水加熱器２２の入口側のボイラ
給水を、脱硫装置の吸収塔に設けた熱交換器に導いて加
熱してもよい。この場合も、程度の差さそあれ、同様の
効果を奏することができる。ただし、最も復水器側の抽
気給水加熱器２１の入口側は、温度が約３４℃と低いた
め、吸収塔における排煙等からより効率良く熱回収する
ことができる。

【００３３】本発明は、上記の構成を採用することによ
り、次のような各種の効果が奏される。 （１）現行のボイラやタービンあるいは抽気給水加熱器
等の設備の構成を変更することなく、ボイラからの排煙
の熱エネルギーの一部を利用して、抽気給水加熱器２１
に導入される前の給水を加熱できるので、抽気給水加熱
器の後流側の給水温度を現行どおりに保持したまま、低
圧タービンから抽気する蒸気量を減らすことができ、結
果として、低圧タービンの出力を従来の限界を大きく超
えて向上させることができる。

【００３４】例えば、１０００ＭＷクラスの石炭焚きボ
イラで、熱回収手段として吸収剤スラリと接触する前の
未処理排煙Ａ（温度約９０℃）から熱回収する熱交換器
を採用するときには、抽気給水加熱器２１に導入される
前の給水（温度３４℃程度、流量１８３０ｔ／ｈ程度）
は、図１に示すように、４８℃程度に昇温される。この
ため、低圧タービンからライン３１を介して抽出して抽
気給水加熱器２１に導入する蒸気量を、従来の９８ｔ／
ｈ程度から５２ｔ／ｈ程度に減らしても、抽気給水加熱
器２１の出口側の給水温度は従来と同じ約６４℃に保持
することができる。

【００３５】低圧タービン８，９において、ライン３１
により抽出される位置の蒸気の比エンタルピは通常６０
３ｋｃａｌ／ｋｇ程度であり、ライン１０により導出さ
れる位置（最終段の位置）の比エンタルピは通常５５６
ｋｃａｌ／ｋｇ程度であるため、結果として、２．１６
×１０⁶ ｋｃａｌ／ｈ（＝（６０３−５５６）×（９８
×１０³ −５２×１０³ ））程度、出力を増加させるこ
とができる。なお、この値は、キロワットに換算すると
２５１１ｋｗ／ｈ程度であり、１０００ＭＷに対して約
０．２５％の出力増であって、さらなる高効率化が困難
とされてきた、この種の火力発電設備においては大幅な
効率の増加となる。

【００３６】（２）吸収塔において、蒸発により処理後
の排煙Ｂに含まれ、持ち去られる水分量が格段に減るた
め、脱硫装置における補給水、即ち、用水量を大幅に低
減することができる。例えば、１０００ＭＷクラスの石
炭焚きボイラの場合、処理後の排煙Ｂの温度は、図１に
示すように、４３℃程度となり、その水分濃度は８．３
％程度となって、約６０ｔ／ｈ程度の用水が節約でき
る。

【００３７】（３）処理後の排煙Ｂ中の水分濃度が格段
に減るため、吸収塔から導出して煙突から大気放出しな
ければならないガス（処理後排煙Ｂ）の総量を大幅に低
減させることができる。このため、吸収塔内やミストエ
リミネータ、さらには再加熱部５８や煙突６０までのダ
クトの流路断面積を現行のまま維持すれば、圧力損失が
格段に低減されるため、後流ファン５９の容量（消費動
力）を大幅に減らすことができる。また、後流ファン５
９の容量（消費動力）を現行のまま維持すれば、上記吸
収塔等の流路断面積を大幅に縮小することができ、装置
の小型化を可能にする。

【００３８】（４）熱回収手段６１として、吸収塔７１
の充填材７６の内部に配設された伝熱管８２よりなる熱
交換器を採用する場合には、充填材７６の温度がここを
通過するスラリや排煙の温度より低く抑えられ、充填材
７６の表面での水分の蒸発がほとんど生じなくなる。こ
のため、蒸発によりスラリ中の可溶成分が析出してスケ
ールを発生することがなく、スケールが充填材７６に付
着する不具合を回避することができる。

【００３９】（５）また、熱回収手段６１を、循環ポン
プ７３の吐出配管又は吸込み配管の途上に設けた熱交換
器を採用するときには、例えば、既製の熱交換器を配管
途中に接続するという簡単な改造作業で、現行の脱硫装
置から熱回収することができる。

【００４０】（６）熱回収手段６１として、吸収塔７１
の排煙導出部７１ｂ（ミストエリミネータ７７の上流側
又はミストエリミネータ７７のエレメント内）に配設し
た伝熱管８６よりなる熱交換器を採用する場合は、この
排煙導出部７１ｂを通過する処理後の排煙Ｂ中に残留す
る微小な粉塵をさらに除去することができる。

【００４１】即ち、吸収塔７１の排煙導入部７１ａで
は、未処理排煙Ａとスラリとの気液接触により一旦蒸気
が発生し、吸収塔内部のスラリや排煙の温度は、他の熱
交換器が設けられていない場合には、従来と同じ温度
（例えば４８℃）になり、水分濃度も従来と同様（例え
ば１１％）となる。そして、排煙導出部７１ｂにおいて
この排煙が冷却されるため、一旦蒸発した水分が排煙導
出部７１ｂで凝縮され、その際、前記微小な粉塵がこの
凝縮水滴の核となり捕捉される。

【００４２】（７）熱回収手段６１として、吸収塔７１
の排煙導出部７１ｂを除く部分で熱回収する熱交換器を
採用する場合には、吸収塔７１において気液接触するス
ラリ温度が従来よりも定常的に低減されることになり、
亜硫酸ガスの吸収反応、即ち、上記の反応式（１）の反
応が促進され、脱硫性能が向上する。

【００４３】

【発明の効果】本発明の効果を要約すると、排煙脱硫装
置の吸収塔を通過する排煙及び／又は吸収塔のスラリか
ら熱回収する手段を設け、抽気給水加熱器に導入される
前のボイラ給水を前記回収熱で予め加熱することによ
り、蒸気タービンから抽気する蒸気量を減らすことがで
き、その結果、蒸気タービンの出力を従来の限界を超え
て向上させることができ、従来これ以上の高効率化が不
可能と考えられていた火力発電設備において、さらなる
余熱回収が実現され、ボイラ容量の増加等の改造を何ら
ともなうことなく、発電出力を向上させることが可能に
なった。

【００４４】特に、熱回収手段として、吸収塔の排煙導
入部を通過する気液接触前の排煙から熱回収する熱交換
器を採用するときには、高温度の熱回収が可能となり、
大幅な出力増が可能になる。しかも、このように熱回収
しても、排煙処理システムの運転に何ら支障を来すこと
がないばかりでなく、脱硫装置の吸収塔の温度低下によ
り用水量も大幅に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した火力発電設備の要部構成の一
例を示した図であり、１０００ＭＷクラスの石炭焚きボ
イラ（蒸発水量約１５ｔ／ｈ）を前提するときの、各箇
所における排煙温度と水分率を併記した。

【図２】本発明を適用した火力発電設備の排煙脱硫装置
の要部構成の一例を示した図であり、熱回収手段の各種
態様を併記した。

【図３】従来の火力発電設備における蒸気サイクルシス
テムの代表的な構成を示した図である。

【図４】従来の火力発電設備における排煙処理システム
の代表的な構成と、各箇所における排煙温度と水分率を
示した図である。

【符号の説明】

１ ボイラ、 ３ 高圧タービン、 ６ 中圧タービ
ン、 ８ 低圧タービン、 ９ 低圧タービン、 １１
復水器、 ２１〜２８ 抽気給水加熱器、 ５７ 排
煙脱硫装置、 ６１ 熱回収手段、 ７１ 吸収塔、
７１ａ 排煙導入部、 ７１ｂ 排煙導出部、 ７２
タンク、 ７５ ヘッダパイプ、 ８１〜８６ 伝熱
管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｃ 11/00 ３０８ Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｚ Ｈ０２Ｐ 9/04 Ｂ０１Ｄ 53/34 １２５Ｅ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸気タービンから抽出された蒸気の一部
   によりボイラ給水を加熱する複数の抽気給水加熱器を備
   え、ボイラで発生する排煙を吸収塔内で吸収剤スラリと
   気液接触させて排煙中の硫黄酸化物を除去する排煙脱硫
   装置を付設した火力発電設備において、前記吸収塔を通
   過する排煙及び／又は前記吸収塔の吸収剤スラリから熱
   回収するための手段を設け、回収された熱でボイラ給水
   を予熱した後、前記抽気給水加熱器に導入するようにし
   たことを特徴とする火力発電設備。
2. 【請求項２】 前記熱回収手段として熱交換器を用い、
   該熱交換器を前記吸収塔の排煙導入部、充填材内部、底
   部タンク内、吸収材スラリ循環系内及び排煙導出部のい
   ずれか１箇所又は２箇所以上に配設して前記ボイラ給水
   を予熱することを特徴とする請求項１記載の火力発電設
   備。