JPH11303611A - コークス乾式消火設備の蒸気タービン運転方法 - Google Patents
コークス乾式消火設備の蒸気タービン運転方法Info
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- JPH11303611A JPH11303611A JP10110759A JP11075998A JPH11303611A JP H11303611 A JPH11303611 A JP H11303611A JP 10110759 A JP10110759 A JP 10110759A JP 11075998 A JP11075998 A JP 11075998A JP H11303611 A JPH11303611 A JP H11303611A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
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- Control Of Turbines (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Coke Industry (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コークス乾式消火設備への赤熱コークスの供
給が一次的に停止した場合でも、発電継続が可能となる
廃熱ボイラーによる蒸気タービンの運転方法。 【解決手段】 廃熱ボイラーでの蒸気発生量及び蒸気温
度が所定の設定範囲未満に低下した場合には、蒸気圧力
を初期設定値ｐ0 未満であってそれよりも低い他の設定
値ｐmin 以上に維持する変圧制御を行なう。その方法と
して、タービンバイパスの蒸気圧力を、設定値ｐ0 未
満、設定値ｐmin 以上の間にある現時点の蒸気タービン
入口での蒸気圧力ｐa よりも所定値だけ高くなるように
自動的に設定する。変圧制御期間中、現時点における蒸
気タービン入口の蒸気圧力に応じて発生する蒸気量の最
大値を表示装置に表示し、当該蒸気発生量の最大値に応
じて蒸気タービンに供給する蒸気量を補正する。 【効果】 赤熱コークス供給が停止しても、相当長時
間、発電を継続できる。
給が一次的に停止した場合でも、発電継続が可能となる
廃熱ボイラーによる蒸気タービンの運転方法。 【解決手段】 廃熱ボイラーでの蒸気発生量及び蒸気温
度が所定の設定範囲未満に低下した場合には、蒸気圧力
を初期設定値ｐ0 未満であってそれよりも低い他の設定
値ｐmin 以上に維持する変圧制御を行なう。その方法と
して、タービンバイパスの蒸気圧力を、設定値ｐ0 未
満、設定値ｐmin 以上の間にある現時点の蒸気タービン
入口での蒸気圧力ｐa よりも所定値だけ高くなるように
自動的に設定する。変圧制御期間中、現時点における蒸
気タービン入口の蒸気圧力に応じて発生する蒸気量の最
大値を表示装置に表示し、当該蒸気発生量の最大値に応
じて蒸気タービンに供給する蒸気量を補正する。 【効果】 赤熱コークス供給が停止しても、相当長時
間、発電を継続できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、製鉄所のコーク
ス製造工程においてコークスを冷却する設備である、コ
ークス乾式消火設備（所謂ＣＤＱ）に設けられた発電用
蒸気タービンの運転方法に関するものである。
ス製造工程においてコークスを冷却する設備である、コ
ークス乾式消火設備（所謂ＣＤＱ）に設けられた発電用
蒸気タービンの運転方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、省エネルギー及び環境対策を目的
として、製鉄所のコークス工場で赤熱コークスを冷却す
る設備として、冷却塔の上部から赤熱コークスを装入
し、その下部から冷却された循環ガスを吹込んで赤熱コ
ークスを冷却し、循環ガスと赤熱コークスとの熱交換に
より高温となった循環ガスを廃熱ボイラーに導き、ここ
で蒸気を発生させて熱回収を行なう、所謂コークス乾式
消火設備（ＣＤＱ）が実用化されている。このコークス
乾式消火設備で発生した蒸気は、蒸気タービンで電力
に、又は高炉の送風機等の動力に変換されている。
として、製鉄所のコークス工場で赤熱コークスを冷却す
る設備として、冷却塔の上部から赤熱コークスを装入
し、その下部から冷却された循環ガスを吹込んで赤熱コ
ークスを冷却し、循環ガスと赤熱コークスとの熱交換に
より高温となった循環ガスを廃熱ボイラーに導き、ここ
で蒸気を発生させて熱回収を行なう、所謂コークス乾式
消火設備（ＣＤＱ）が実用化されている。このコークス
乾式消火設備で発生した蒸気は、蒸気タービンで電力
に、又は高炉の送風機等の動力に変換されている。
【０００３】図４に、コークス乾式消火設備及びその付
帯設備例の概念図を示す。同図において、２はコークス
乾式消火設備、４は廃熱ボイラー、６は蒸気タービン、
そして７は発電機である。コークス乾式消火設備を中心
とした設備の運転方法は次の通りである。
帯設備例の概念図を示す。同図において、２はコークス
乾式消火設備、４は廃熱ボイラー、６は蒸気タービン、
そして７は発電機である。コークス乾式消火設備を中心
とした設備の運転方法は次の通りである。
【０００４】コークス炉（図示せず）から窯だしされた
赤熱コークス２０は、所定のバケット２２に収容され、
巻き上げ機１によりコークス乾式消火設備２の上部に搬
送され、冷却塔３０の上部装入口２ａから冷却塔３０に
装入される。一方、循環ファン３により吸引された低温
の循環ガス２１は、冷却塔３０の下部からその内部に導
入され、上部から下降しつつある赤熱コークス２０を冷
却すると共に、赤熱コークス２０の顕熱により高温に加
熱された循環ガス２１１は、冷却塔３０の上部から廃熱
ボイラー４に導かれる。高温の循環ガスは廃熱ボイラー
４において蒸気を発生させると共に冷却され、再び循環
ファン３に戻る。一方、廃熱ボイラー４で発生した蒸気
は、主蒸気管５を通って蒸気タービン６に入り、蒸気タ
ービン６を回してこれに連結された発電機７により電気
に変換される。蒸気タービン６から排出された蒸気は復
水器１１にて復水された後、再び廃熱ボイラー４に供給
される。
赤熱コークス２０は、所定のバケット２２に収容され、
巻き上げ機１によりコークス乾式消火設備２の上部に搬
送され、冷却塔３０の上部装入口２ａから冷却塔３０に
装入される。一方、循環ファン３により吸引された低温
の循環ガス２１は、冷却塔３０の下部からその内部に導
入され、上部から下降しつつある赤熱コークス２０を冷
却すると共に、赤熱コークス２０の顕熱により高温に加
熱された循環ガス２１１は、冷却塔３０の上部から廃熱
ボイラー４に導かれる。高温の循環ガスは廃熱ボイラー
４において蒸気を発生させると共に冷却され、再び循環
ファン３に戻る。一方、廃熱ボイラー４で発生した蒸気
は、主蒸気管５を通って蒸気タービン６に入り、蒸気タ
ービン６を回してこれに連結された発電機７により電気
に変換される。蒸気タービン６から排出された蒸気は復
水器１１にて復水された後、再び廃熱ボイラー４に供給
される。
【０００５】上記コークス乾式消火設備２で発生する蒸
気は、冷却塔３０に装入される赤熱コークスの装入量に
よって直接の影響を受ける。特に、赤熱コークス２０の
冷却塔３０への装入が、コークス炉からのコークスの排
出作業、即ち窯出しの制約条件により減少したり、ある
いは停止したりする場合には、上記循環ガス２１１の温
度が低下し、廃熱ボイラー４での蒸気発生量が減少す
る。
気は、冷却塔３０に装入される赤熱コークスの装入量に
よって直接の影響を受ける。特に、赤熱コークス２０の
冷却塔３０への装入が、コークス炉からのコークスの排
出作業、即ち窯出しの制約条件により減少したり、ある
いは停止したりする場合には、上記循環ガス２１１の温
度が低下し、廃熱ボイラー４での蒸気発生量が減少す
る。
【０００６】一方、廃熱ボイラー４及び蒸気タービン６
での蒸気圧力及び蒸気温度の従来の制御方法を下記フロ
ー図により説明する。図５は、廃熱ボイラー４で発生し
た蒸気が主蒸気管５を通って蒸気タービン６に入り、次
いで復水器１１で冷却されて復水タンク１５に戻るフロ
ーにおいて、蒸気タービン６へ供給する蒸気圧力を調節
するための蒸気タービン入口前の蒸気加減弁８を示す概
略フロー図、並びに、蒸気が主蒸気管５から蒸気タービ
ン４を迂回してタービンバイパス減圧減温弁１０を経由
し、復水器１１又はプロセス蒸気ラインに導かれるター
ビンバイパス９を示す概略フロー図である。
での蒸気圧力及び蒸気温度の従来の制御方法を下記フロ
ー図により説明する。図５は、廃熱ボイラー４で発生し
た蒸気が主蒸気管５を通って蒸気タービン６に入り、次
いで復水器１１で冷却されて復水タンク１５に戻るフロ
ーにおいて、蒸気タービン６へ供給する蒸気圧力を調節
するための蒸気タービン入口前の蒸気加減弁８を示す概
略フロー図、並びに、蒸気が主蒸気管５から蒸気タービ
ン４を迂回してタービンバイパス減圧減温弁１０を経由
し、復水器１１又はプロセス蒸気ラインに導かれるター
ビンバイパス９を示す概略フロー図である。
【０００７】蒸気圧力に関しては、蒸気タービン６への
蒸気の呑み込み量を制御している加減弁８は、加減弁８
前の圧力を一定になるようにガバナー１２により制御し
ている。また、その結果廃熱ボイラーの蒸気圧力も一定
に保持される。
蒸気の呑み込み量を制御している加減弁８は、加減弁８
前の圧力を一定になるようにガバナー１２により制御し
ている。また、その結果廃熱ボイラーの蒸気圧力も一定
に保持される。
【０００８】蒸気温度に関しては、廃熱ボイラー４の過
熱器４ａに減温水を供給することにより、廃熱ボイラー
４の出口における蒸気温度を一定に制御している。
熱器４ａに減温水を供給することにより、廃熱ボイラー
４の出口における蒸気温度を一定に制御している。
【０００９】ところが、上述したように、冷却塔３０へ
の赤熱コークス２０の装入量が減少すると、循環ガス２
１１の温度が低下し、そのため廃熱ボイラー４の過熱器
４ａへの減温水がほぼ０（零）にまで減少し、蒸気温度
は低下する。同時に廃熱ボイラー４での蒸気発生量も低
下する。その結果、蒸気タービン６の性能に基づく運転
可能範囲から外れ、蒸気タービン４を停止させ、しか
も、タービンバイパス９を通して発生蒸気を復水器１１
に導くか、プロセス蒸気ラインへ導くかしなければなら
ない。また、蒸気タービン６を停止させた場合には、こ
の再度立ち上げのためには蒸気温度及び蒸気圧力が規定
値まで回復しなければならない。その結果、発電再開ま
でに数時間を要する。
の赤熱コークス２０の装入量が減少すると、循環ガス２
１１の温度が低下し、そのため廃熱ボイラー４の過熱器
４ａへの減温水がほぼ０（零）にまで減少し、蒸気温度
は低下する。同時に廃熱ボイラー４での蒸気発生量も低
下する。その結果、蒸気タービン６の性能に基づく運転
可能範囲から外れ、蒸気タービン４を停止させ、しか
も、タービンバイパス９を通して発生蒸気を復水器１１
に導くか、プロセス蒸気ラインへ導くかしなければなら
ない。また、蒸気タービン６を停止させた場合には、こ
の再度立ち上げのためには蒸気温度及び蒸気圧力が規定
値まで回復しなければならない。その結果、発電再開ま
でに数時間を要する。
【００１０】上記問題に関連して、例えば、特開平２−
２４３９１号公報には、コークス乾式消火設備におい
て、冷却塔からのコークス排出速度に応じて自動的に、
冷却塔及び廃熱ボイラーの熱収支を計算し、得られた目
標蒸気量に基づき冷却用循環ガス量を制御することによ
り、回収熱量を安定させ、且つ熱回収効率の向上及び蒸
気発生量の安定化を図る技術を開示している（以下、
「先行技術１」という）。
２４３９１号公報には、コークス乾式消火設備におい
て、冷却塔からのコークス排出速度に応じて自動的に、
冷却塔及び廃熱ボイラーの熱収支を計算し、得られた目
標蒸気量に基づき冷却用循環ガス量を制御することによ
り、回収熱量を安定させ、且つ熱回収効率の向上及び蒸
気発生量の安定化を図る技術を開示している（以下、
「先行技術１」という）。
【００１１】また、火力発電所においては、電力の需要
に対する効率的な発電設備の運転方法として、蒸気ター
ビンへの供給蒸気圧力の最適値として求められた効率曲
線上の通常運転点を外れると発電効率が低下するため、
部分負荷時の効率アップのために、上記供給蒸気圧力を
下げることにより蒸気タービンの運転を継続し、発電を
継続するという方法を採用している（以下、「先行技術
２」という）。
に対する効率的な発電設備の運転方法として、蒸気ター
ビンへの供給蒸気圧力の最適値として求められた効率曲
線上の通常運転点を外れると発電効率が低下するため、
部分負荷時の効率アップのために、上記供給蒸気圧力を
下げることにより蒸気タービンの運転を継続し、発電を
継続するという方法を採用している（以下、「先行技術
２」という）。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述した先行技術に
は、下記の問題点がある。先行技術１では、コークス乾
式消火設備における回収熱量の安定化、熱回収効率の向
上及び蒸気発生量の安定化という効果は発揮される。し
かしながら、蒸気タービンによる発電による電力供給ま
での安定化を達成することができるか否かという観点か
らは問題が残る。
は、下記の問題点がある。先行技術１では、コークス乾
式消火設備における回収熱量の安定化、熱回収効率の向
上及び蒸気発生量の安定化という効果は発揮される。し
かしながら、蒸気タービンによる発電による電力供給ま
での安定化を達成することができるか否かという観点か
らは問題が残る。
【００１３】一方、先行技術２で解決された課題と本発
明が解決しようとする課題との間には下記相違点があ
る。コークス乾式消火設備においても、蒸気タービンへ
の供給蒸気による運転による発電である点においては先
行技術２における設備と同じである。しかしながら、先
行技術２においては、燃料炊きのボイラーを対象として
いるので、その燃焼量の調整により、上述した通り発電
機の性能仕様範囲を満たすように条件を調整し得るの
で、発電を継続することは可能である。これに対して、
コークス乾式消火設備においては、ボイラーは燃料炊き
ではなく廃熱ボイラーであるため、蒸気発生は赤熱コー
クスの装入量に全面的に依存している。従って、先行技
術２の方法を本発明の問題解決に適用することは困難で
あり、特に、赤熱コークスのコークス乾式消火設備への
供給が停止した場合においては、先行技術２の方法を適
用することは不可能となる。
明が解決しようとする課題との間には下記相違点があ
る。コークス乾式消火設備においても、蒸気タービンへ
の供給蒸気による運転による発電である点においては先
行技術２における設備と同じである。しかしながら、先
行技術２においては、燃料炊きのボイラーを対象として
いるので、その燃焼量の調整により、上述した通り発電
機の性能仕様範囲を満たすように条件を調整し得るの
で、発電を継続することは可能である。これに対して、
コークス乾式消火設備においては、ボイラーは燃料炊き
ではなく廃熱ボイラーであるため、蒸気発生は赤熱コー
クスの装入量に全面的に依存している。従って、先行技
術２の方法を本発明の問題解決に適用することは困難で
あり、特に、赤熱コークスのコークス乾式消火設備への
供給が停止した場合においては、先行技術２の方法を適
用することは不可能となる。
【００１４】従って、この発明の目的は、コークス乾式
消火設備の廃熱ボイラーによる蒸気タービンへの供給蒸
気圧力の変化を前提とした制御方式の採用により、当該
蒸気タービン運転の下限能力範囲の拡大をし、特に、コ
ークス乾式消火設備への赤熱コークスの供給が一次的に
停止した場合でも、発電継続が可能となる廃熱ボイラー
による蒸気タービンの運転方法を提供することにある。
消火設備の廃熱ボイラーによる蒸気タービンへの供給蒸
気圧力の変化を前提とした制御方式の採用により、当該
蒸気タービン運転の下限能力範囲の拡大をし、特に、コ
ークス乾式消火設備への赤熱コークスの供給が一次的に
停止した場合でも、発電継続が可能となる廃熱ボイラー
による蒸気タービンの運転方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上述した
観点から、コークス乾式消火設備のタービン運転方法を
開発すべく鋭意研究を重ねた。その結果、赤熱コークス
の供給が一次的に停止した場合でも、廃熱ボイラーでの
発生蒸気量と蒸気タービンに供給する蒸気の温度とに適
切な下限値を設定し、蒸気発生量及び蒸気温度がこれら
の設定値を下回った時点で、蒸気タービンへ供給する蒸
気圧力の設定値を小さくすることにより、発電を継続し
得る条件があり得ることを知見した。
観点から、コークス乾式消火設備のタービン運転方法を
開発すべく鋭意研究を重ねた。その結果、赤熱コークス
の供給が一次的に停止した場合でも、廃熱ボイラーでの
発生蒸気量と蒸気タービンに供給する蒸気の温度とに適
切な下限値を設定し、蒸気発生量及び蒸気温度がこれら
の設定値を下回った時点で、蒸気タービンへ供給する蒸
気圧力の設定値を小さくすることにより、発電を継続し
得る条件があり得ることを知見した。
【００１６】この発明は蒸気知見に基づきなされたもの
であり、その要旨はつぎの通りである。請求項１記載の
コークス乾式消火設備のタービン運転方法は、冷却塔の
上部から底部に移動する赤熱コークスの移動層に、循環
ガスを赤熱コークスの移動方向に対して向流方向に導入
し、循環ガスにより赤熱コークスを冷却すると共に、赤
熱コークスにより加熱された循環ガスを廃熱ボイラーに
導入し、廃熱ボイラーにおいて赤熱コークスの顕熱を蒸
気として回収し、蒸気をタービンに導いてタービンによ
り蒸気を電力に変換する、蒸気タービンの運転方法にお
いて、廃熱ボイラーにおける蒸気の発生量及び蒸気の温
度が設定範囲内の値である場合には、蒸気タービンに導
入される蒸気圧力を初期設定値ｐ0 に保持する制御を行
ない、廃熱ボイラーにおける蒸気の発生量及び蒸気の温
度が上記設定範囲内の値未満に低下した場合には、蒸気
タービンに導入される蒸気圧力を、初期設定値ｐ0 未満
であってこの設定値ｐ0 よりも低い他の設定値ｐmin 以
上に維持する制御を行なうことにより、蒸気タービンの
運転を停止させないことに特徴を有するものである。
であり、その要旨はつぎの通りである。請求項１記載の
コークス乾式消火設備のタービン運転方法は、冷却塔の
上部から底部に移動する赤熱コークスの移動層に、循環
ガスを赤熱コークスの移動方向に対して向流方向に導入
し、循環ガスにより赤熱コークスを冷却すると共に、赤
熱コークスにより加熱された循環ガスを廃熱ボイラーに
導入し、廃熱ボイラーにおいて赤熱コークスの顕熱を蒸
気として回収し、蒸気をタービンに導いてタービンによ
り蒸気を電力に変換する、蒸気タービンの運転方法にお
いて、廃熱ボイラーにおける蒸気の発生量及び蒸気の温
度が設定範囲内の値である場合には、蒸気タービンに導
入される蒸気圧力を初期設定値ｐ0 に保持する制御を行
ない、廃熱ボイラーにおける蒸気の発生量及び蒸気の温
度が上記設定範囲内の値未満に低下した場合には、蒸気
タービンに導入される蒸気圧力を、初期設定値ｐ0 未満
であってこの設定値ｐ0 よりも低い他の設定値ｐmin 以
上に維持する制御を行なうことにより、蒸気タービンの
運転を停止させないことに特徴を有するものである。
【００１７】請求項２記載のコークス乾式消火設備のタ
ービン運転方法は、請求項１記載の発明において、蒸気
タービンに導入される蒸気圧力を初期設定値ｐ0 未満、
他の設定値ｐmin 以上に維持する制御方法として、廃熱
ボイラーで発生した蒸気が蒸気タービンを迂回するため
のバイパスを設け、こうして設けられたタービンバイパ
スにおける蒸気圧力の設定値を、初期設定値ｐ0 未満、
他の設定値ｐmin 以上の間にある現時点における蒸気タ
ービン入口における蒸気圧力ｐa よりも所定値だけ高い
蒸気圧力に自動的に設定することにより行なうことに特
徴を有するものである。
ービン運転方法は、請求項１記載の発明において、蒸気
タービンに導入される蒸気圧力を初期設定値ｐ0 未満、
他の設定値ｐmin 以上に維持する制御方法として、廃熱
ボイラーで発生した蒸気が蒸気タービンを迂回するため
のバイパスを設け、こうして設けられたタービンバイパ
スにおける蒸気圧力の設定値を、初期設定値ｐ0 未満、
他の設定値ｐmin 以上の間にある現時点における蒸気タ
ービン入口における蒸気圧力ｐa よりも所定値だけ高い
蒸気圧力に自動的に設定することにより行なうことに特
徴を有するものである。
【００１８】請求項３記載のコークス乾式消火設備のタ
ービン運転方法は、請求項１又は請求項２記載の発明に
おいて、蒸気タービンに導入される蒸気圧力を初期設定
値ｐ 0 未満、他の設定値ｐmin 以上に維持している制御
期間中、現時点における蒸気タービン入口における蒸気
圧力に応じて発生する蒸気量の最大値を表示装置に表示
し、当該蒸気発生量の最大値に応じて蒸気タービンに供
給する蒸気量を補正することに特徴を有するものであ
る。
ービン運転方法は、請求項１又は請求項２記載の発明に
おいて、蒸気タービンに導入される蒸気圧力を初期設定
値ｐ 0 未満、他の設定値ｐmin 以上に維持している制御
期間中、現時点における蒸気タービン入口における蒸気
圧力に応じて発生する蒸気量の最大値を表示装置に表示
し、当該蒸気発生量の最大値に応じて蒸気タービンに供
給する蒸気量を補正することに特徴を有するものであ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、この発明を、図面を参照し
ながら説明する。図１は、この発明の一つの実施形態を
示す概略説明図である。同図は、図５に示した、従来の
コークス乾式消火設備において蒸気タービンに供給され
る蒸気の復水タンクに至るフロー、及び、その蒸気のタ
ービンバイパスの系について説明するフロー図に対し
て、蒸気加減弁８を制御するガバナー１２に「変圧モー
ド」を設定するためのシーケンサー１３を新たに設けた
図である。ここで、変圧モードとは、従来の、蒸気ター
ビン前蒸気圧力を一定値に制御するモードに対して、下
記の通り、廃熱ボイラーでの蒸気発生量及び蒸気タービ
ン前蒸気温度に応じて蒸気タービンに導入される蒸気圧
力を所定の圧力以上の範囲内の適切な値に変更する制御
モードをいう。即ち、廃熱ボイラーにおける蒸気の発生
量及びその蒸気の温度が設定範囲内の値である場合に
は、蒸気タービンに導入される蒸気圧力を初期設定値ｐ
0 に保持する制御を行なう。ところが、廃熱ボイラーに
おける蒸気の発生量及びその蒸気の温度が上記設定範囲
内の値未満に低下した場合には、蒸気タービンに導入さ
れる蒸気圧力を、その初期設定圧力値ｐ0 未満であって
その設定圧力値ｐ0 よりも低い他の設定値ｐmin 以上の
適切な蒸気圧力値ｐval に維持する制御を行なうことを
指すモードを意味する。
ながら説明する。図１は、この発明の一つの実施形態を
示す概略説明図である。同図は、図５に示した、従来の
コークス乾式消火設備において蒸気タービンに供給され
る蒸気の復水タンクに至るフロー、及び、その蒸気のタ
ービンバイパスの系について説明するフロー図に対し
て、蒸気加減弁８を制御するガバナー１２に「変圧モー
ド」を設定するためのシーケンサー１３を新たに設けた
図である。ここで、変圧モードとは、従来の、蒸気ター
ビン前蒸気圧力を一定値に制御するモードに対して、下
記の通り、廃熱ボイラーでの蒸気発生量及び蒸気タービ
ン前蒸気温度に応じて蒸気タービンに導入される蒸気圧
力を所定の圧力以上の範囲内の適切な値に変更する制御
モードをいう。即ち、廃熱ボイラーにおける蒸気の発生
量及びその蒸気の温度が設定範囲内の値である場合に
は、蒸気タービンに導入される蒸気圧力を初期設定値ｐ
0 に保持する制御を行なう。ところが、廃熱ボイラーに
おける蒸気の発生量及びその蒸気の温度が上記設定範囲
内の値未満に低下した場合には、蒸気タービンに導入さ
れる蒸気圧力を、その初期設定圧力値ｐ0 未満であって
その設定圧力値ｐ0 よりも低い他の設定値ｐmin 以上の
適切な蒸気圧力値ｐval に維持する制御を行なうことを
指すモードを意味する。
【００２０】従って、赤熱コークスの冷却塔への装入量
が停止された場合には、上述した通りの変圧モードで制
御すべき条件になった場合に、蒸気タービン前蒸気圧力
の設定値を、初期設定値よりも下げた値での一定値制御
をする。こうすることにより、蒸気タービンの性能仕様
範囲内での運転が可能となり、電力は定格電力よりも小
さくなるが、発電を継続することが可能となる。但し、
この場合の蒸気圧力の設定値は、個々の蒸気タービン固
有の性能に依存して定めるべきである。
が停止された場合には、上述した通りの変圧モードで制
御すべき条件になった場合に、蒸気タービン前蒸気圧力
の設定値を、初期設定値よりも下げた値での一定値制御
をする。こうすることにより、蒸気タービンの性能仕様
範囲内での運転が可能となり、電力は定格電力よりも小
さくなるが、発電を継続することが可能となる。但し、
この場合の蒸気圧力の設定値は、個々の蒸気タービン固
有の性能に依存して定めるべきである。
【００２１】そして、蒸気タービン前蒸気圧力の設定値
を、初期設定値ｐ0 よりも下げた値での一定値制御をす
る具体的な方法として、タービンバイパスにおける蒸気
圧力の設定値を、現在時点におけるタービン前蒸気圧力
ｐa よりも所定値Δｐだけ高い蒸気圧力ｐa ＋Δｐに自
動的に設定することにより行なうことが望ましい。ここ
で、所定値Δｐの値は、個々のボイラー及びタービン固
有の容量・性能に依存して定めるべきであるが、例え
ば、タービン前蒸気圧力の初期設定値ｐ0 が８０ｋｇ／
ｃｍ2 程度、現在時点におけるタービン前蒸気圧力ｐa
が６０ｋｇ／ｃｍ 2 程度の場合には、所定値Δｐとして
は、１ｋｇ／ｃｍ2 程度であれば十分である。
を、初期設定値ｐ0 よりも下げた値での一定値制御をす
る具体的な方法として、タービンバイパスにおける蒸気
圧力の設定値を、現在時点におけるタービン前蒸気圧力
ｐa よりも所定値Δｐだけ高い蒸気圧力ｐa ＋Δｐに自
動的に設定することにより行なうことが望ましい。ここ
で、所定値Δｐの値は、個々のボイラー及びタービン固
有の容量・性能に依存して定めるべきであるが、例え
ば、タービン前蒸気圧力の初期設定値ｐ0 が８０ｋｇ／
ｃｍ2 程度、現在時点におけるタービン前蒸気圧力ｐa
が６０ｋｇ／ｃｍ 2 程度の場合には、所定値Δｐとして
は、１ｋｇ／ｃｍ2 程度であれば十分である。
【００２２】次に、蒸気タービン６が何らかの理由によ
り停止した場合等のために、タービンバイパス９が設置
されている。このような場合、通常は廃熱ボイラーで発
生した蒸気は、安全にタービンバイパス装置によりプロ
セス蒸気ライン又は復水器１１に導かれる。また、通常
運転時（上記変圧モード運転ではなく、初期設定値ｐ 0
を維持する運転時を指す）には、タービンバイパスの蒸
気圧力は、蒸気タービン６の前圧より若干高い値、例え
ば、１ｋｇ／ｃｍ2 程度高い値に設定しておく。
り停止した場合等のために、タービンバイパス９が設置
されている。このような場合、通常は廃熱ボイラーで発
生した蒸気は、安全にタービンバイパス装置によりプロ
セス蒸気ライン又は復水器１１に導かれる。また、通常
運転時（上記変圧モード運転ではなく、初期設定値ｐ 0
を維持する運転時を指す）には、タービンバイパスの蒸
気圧力は、蒸気タービン６の前圧より若干高い値、例え
ば、１ｋｇ／ｃｍ2 程度高い値に設定しておく。
【００２３】もし、蒸気タービンの変圧モード運転時
に、タービンバイパス９の蒸気圧力設定値を適切な値に
低下させておかないと、何らかの理由により蒸気タービ
ン６が停止した場合には、蒸気加減弁８が全閉となり廃
熱ボイラー４の出口蒸気圧力は短時間で上昇するため、
廃熱ボイラー４の蒸気温度が異常に高くなったり、ある
いはドラム１７水位が異常に上がったりした場合には、
蒸気タービン６のみならず廃熱ボイラー４も停止する。
そして、コークス乾式消火設備全体が停止する恐れがあ
る。そこで、通常運転時と同様、変圧運転時において
も、タービンバイパス９の蒸気圧力設定値を適切な値に
低下させておかなければならない。上記適切な蒸気圧力
設定値とは、変圧運転の現時点における蒸気タービン６
の前圧より若干高い値を指す。
に、タービンバイパス９の蒸気圧力設定値を適切な値に
低下させておかないと、何らかの理由により蒸気タービ
ン６が停止した場合には、蒸気加減弁８が全閉となり廃
熱ボイラー４の出口蒸気圧力は短時間で上昇するため、
廃熱ボイラー４の蒸気温度が異常に高くなったり、ある
いはドラム１７水位が異常に上がったりした場合には、
蒸気タービン６のみならず廃熱ボイラー４も停止する。
そして、コークス乾式消火設備全体が停止する恐れがあ
る。そこで、通常運転時と同様、変圧運転時において
も、タービンバイパス９の蒸気圧力設定値を適切な値に
低下させておかなければならない。上記適切な蒸気圧力
設定値とは、変圧運転の現時点における蒸気タービン６
の前圧より若干高い値を指す。
【００２４】上記理由により、この発明においては通常
運転から変圧モード運転に切り替わった場合に、自動的
にタービンバイパス９の蒸気圧力設定値が変圧運転の現
時点における蒸気タービン６の前圧より若干高い値に設
定されるように制御する。
運転から変圧モード運転に切り替わった場合に、自動的
にタービンバイパス９の蒸気圧力設定値が変圧運転の現
時点における蒸気タービン６の前圧より若干高い値に設
定されるように制御する。
【００２５】更に、この発明においては、変圧モード運
転時の蒸気タービン前の蒸気圧力及びその温度に応じ
た、蒸気タービンノズル通路面積、排気湿り度に基づく
蒸気タービン６の保護基準の遵守操作をするために、廃
熱ボイラー４での最大蒸気発生量をオンタイムで表示す
る。
転時の蒸気タービン前の蒸気圧力及びその温度に応じ
た、蒸気タービンノズル通路面積、排気湿り度に基づく
蒸気タービン６の保護基準の遵守操作をするために、廃
熱ボイラー４での最大蒸気発生量をオンタイムで表示す
る。
【００２６】
【実施例】次に、この発明を、実施例によって更に詳細
に説明する。図４に示したコークス乾式消火設備と廃熱
ボイラー及び蒸気タービン等とを主体とする設備におい
て、図１に示した蒸気タービン入口前での蒸気圧力の制
御及びタービンバイパスでの蒸気圧力の制御フローによ
り、赤熱コークスの冷却塔への供給が停止した場合に、
本発明のタービン運転方法を実施した。この設備の発電
機出力は３０．６ＭＷである。
に説明する。図４に示したコークス乾式消火設備と廃熱
ボイラー及び蒸気タービン等とを主体とする設備におい
て、図１に示した蒸気タービン入口前での蒸気圧力の制
御及びタービンバイパスでの蒸気圧力の制御フローによ
り、赤熱コークスの冷却塔への供給が停止した場合に、
本発明のタービン運転方法を実施した。この設備の発電
機出力は３０．６ＭＷである。
【００２７】通常運転時の状態は、蒸気タービン入口前
での蒸気圧力が、設備定格の８２ｋｇ／ｃｍ2 、その温
度が５１４℃、蒸気ボイラーでの水蒸発量が１０２ｔ／
ｈｒｒであった。ところが、赤熱コークスの供給が停止
したために、蒸気温度及び蒸発量が低下しはじめたが、
当初は従来通り定圧モードにより蒸気圧力を初期設定値
ｐ0 ＝８２ｋｇ／ｃｍ2 の一定値に制御した。圧力一定
値制御は、ガバナー１２により蒸気加減弁８を調節して
行なう。しかしながら、この設備における従来の発電可
能な下限運転範囲である条件、蒸気温度が４７５℃、蒸
発量が４０ｔ／ｈｒまで低下した時点で、変圧モードに
切り替えた。即ち、図１において、蒸気タービン入口前
圧力を調節する蒸気加減弁８を制御するガバナー１２
に、変圧モードを設定するシーケンサー１３を設け、こ
れによりタービンバイパス減圧減温弁１０の設定圧力
を、現時点における蒸気タービン入口前圧力に１ｋｇ／
ｃｍ2を加えた圧力に自動的に調節するようにした。赤
熱コークスの供給停止後の時間経過につれて蒸気温度、
蒸発量、及び圧力が低下する状況を、模式的に図２に示
す。
での蒸気圧力が、設備定格の８２ｋｇ／ｃｍ2 、その温
度が５１４℃、蒸気ボイラーでの水蒸発量が１０２ｔ／
ｈｒｒであった。ところが、赤熱コークスの供給が停止
したために、蒸気温度及び蒸発量が低下しはじめたが、
当初は従来通り定圧モードにより蒸気圧力を初期設定値
ｐ0 ＝８２ｋｇ／ｃｍ2 の一定値に制御した。圧力一定
値制御は、ガバナー１２により蒸気加減弁８を調節して
行なう。しかしながら、この設備における従来の発電可
能な下限運転範囲である条件、蒸気温度が４７５℃、蒸
発量が４０ｔ／ｈｒまで低下した時点で、変圧モードに
切り替えた。即ち、図１において、蒸気タービン入口前
圧力を調節する蒸気加減弁８を制御するガバナー１２
に、変圧モードを設定するシーケンサー１３を設け、こ
れによりタービンバイパス減圧減温弁１０の設定圧力
を、現時点における蒸気タービン入口前圧力に１ｋｇ／
ｃｍ2を加えた圧力に自動的に調節するようにした。赤
熱コークスの供給停止後の時間経過につれて蒸気温度、
蒸発量、及び圧力が低下する状況を、模式的に図２に示
す。
【００２８】図２に示すように、今回の変圧運転によ
り、蒸気圧力＝６０ｋｇ／ｃｍ2 、蒸気温度＝４００
℃、蒸発量＝２０ｔ／ｈｒに低下するまで、蒸気タービ
ンの運転が可能であることがわかった。
り、蒸気圧力＝６０ｋｇ／ｃｍ2 、蒸気温度＝４００
℃、蒸発量＝２０ｔ／ｈｒに低下するまで、蒸気タービ
ンの運転が可能であることがわかった。
【００２９】図３に、上記実施例における蒸気タービン
の運転方法の切り替えに伴う発電出力の経時変化を示
す。赤熱コークスの供給停止時点（冷却塔１からの切出
し停止時点）から、蒸気圧力一定制御期間を経て、蒸気
タービンの変圧運転期間に入り、ここで赤熱コークスの
供給が再開され、次いで、発電出力が徐々に回復し、変
圧運転から定圧運転に切り替え、以後発電出力が回復し
ていく。このように、実施例によれば、赤熱コークスの
供給が停止しても、蒸気タービンを停止させることな
く、出力は低下するが発電を継続することができる。
の運転方法の切り替えに伴う発電出力の経時変化を示
す。赤熱コークスの供給停止時点（冷却塔１からの切出
し停止時点）から、蒸気圧力一定制御期間を経て、蒸気
タービンの変圧運転期間に入り、ここで赤熱コークスの
供給が再開され、次いで、発電出力が徐々に回復し、変
圧運転から定圧運転に切り替え、以後発電出力が回復し
ていく。このように、実施例によれば、赤熱コークスの
供給が停止しても、蒸気タービンを停止させることな
く、出力は低下するが発電を継続することができる。
【００３０】これに対して、比較例として従来通り、赤
熱コークスの供給停止後も定圧運転を継続した場合の発
電出力の経時変化を、図３に点線で併記した。この場合
は、赤熱コークスの切出し停止後約１．５ｈｒで蒸気タ
ービンを停止しなければならなくなった。そして、赤熱
コークスの切出し停止が約１．８ｈｒ継続した後、それ
が再開後も蒸気タービンを再立ち上げするまでに更に約
１．８ｈｒを要し、発電出力が原状復帰するまでには、
赤熱コークス供給再開後、２．５ｈｒ以上を要した。
熱コークスの供給停止後も定圧運転を継続した場合の発
電出力の経時変化を、図３に点線で併記した。この場合
は、赤熱コークスの切出し停止後約１．５ｈｒで蒸気タ
ービンを停止しなければならなくなった。そして、赤熱
コークスの切出し停止が約１．８ｈｒ継続した後、それ
が再開後も蒸気タービンを再立ち上げするまでに更に約
１．８ｈｒを要し、発電出力が原状復帰するまでには、
赤熱コークス供給再開後、２．５ｈｒ以上を要した。
【００３１】上述した通り、本発明の方法によりコーク
ス乾式消火設備の蒸気タービンの運転すれば、赤熱コー
クスの供給停止後約２ｈｒ経過しても蒸気タービンを停
止させずに操業できること、また、赤熱コークスの切り
出し量が定格切り出し量の約１／５程度でも蒸気タービ
ンを停止させずに操業が可能であることがわかった。
ス乾式消火設備の蒸気タービンの運転すれば、赤熱コー
クスの供給停止後約２ｈｒ経過しても蒸気タービンを停
止させずに操業できること、また、赤熱コークスの切り
出し量が定格切り出し量の約１／５程度でも蒸気タービ
ンを停止させずに操業が可能であることがわかった。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
コークス乾式消火設備に対する赤熱コークスの供給が停
止して、廃熱ボイラーで発生する蒸気温度及び蒸気発生
量が低下しても、相当長時間にわたり蒸気タービンの運
転を継続することができ、出力は低下するが発電を継続
することができる。このようなコークス乾式消火設備の
蒸気タービン運転方法を提供することができ、工業上有
用な効果がもたらされる。
コークス乾式消火設備に対する赤熱コークスの供給が停
止して、廃熱ボイラーで発生する蒸気温度及び蒸気発生
量が低下しても、相当長時間にわたり蒸気タービンの運
転を継続することができ、出力は低下するが発電を継続
することができる。このようなコークス乾式消火設備の
蒸気タービン運転方法を提供することができ、工業上有
用な効果がもたらされる。
【図１】本発明の方法により蒸気タービンの変圧制御運
転を行なう場合の蒸気圧力の制御フロー図である。
転を行なう場合の蒸気圧力の制御フロー図である。
【図２】赤熱コークスの供給停止後に行なった変圧制御
運転時の時間経過に対する蒸気温度、蒸発量、及び圧力
が低下する状況を、模式的に示すグラフである。
運転時の時間経過に対する蒸気温度、蒸発量、及び圧力
が低下する状況を、模式的に示すグラフである。
【図３】実施例において蒸気タービンの運転方法を変圧
制御運転に切り替えた場合の発電出力の経時変化と、従
来の定圧制御運転時のそれとを比較したグラフである。
制御運転に切り替えた場合の発電出力の経時変化と、従
来の定圧制御運転時のそれとを比較したグラフである。
【図４】コークス乾式消火設備及びその付帯設備例の概
念図である。
念図である。
【図５】従来の方法により蒸気タービンの定圧制御運転
を行なう場合の蒸気圧力の制御フロー図である。
を行なう場合の蒸気圧力の制御フロー図である。
１ 巻き上げ機 ２ コークス乾式消火設備 ２ａ 冷却塔の上部装入口 ３ 循環ファン ４ 廃熱ボイラー ４ａ 過熱器 ５ 主蒸気管 ６ 蒸気タービン ７ 発電機 ８ 蒸気加減弁 ９ タービンバイパス １０ タービンバイパス減圧減温弁 １１ 復水器 １２ ガバナー １３ シーケンサー １４ 切り出し装置 １５ 復水タンク １６ 貯水池 １７ ドラム １８ 安全弁 ２０ 赤熱コークス ２１ 循環ガス ２２ バケット ３０ 冷却塔 ８１ 蒸気加減弁前圧力計 １０１ タービンバイパス前圧力計 ２１１ ＣＤＱ出口又はボイラー入口循環ガス（高温）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｋ 9/04 Ｆ０１Ｋ 9/04 Ｃ 13/02 13/02 Ｄ
Claims (3)
- 【請求項１】 冷却塔の上部から底部に移動する赤熱コ
ークスの移動層に、循環ガスを前記赤熱コークスの移動
方向に対して向流方向に導入し、前記循環ガスにより前
記赤熱コークスを冷却すると共に、前記赤熱コークスに
より加熱された前記循環ガスを廃熱ボイラーに導入し、
前記廃熱ボイラーにおいて前記赤熱コークスの顕熱を蒸
気として回収し、前記蒸気をタービンに導いて前記ター
ビンにより前記蒸気を電力に変換する、蒸気タービンの
運転方法において、 前記廃熱ボイラーにおける蒸気の発生量及び前記蒸気の
温度が設定範囲内の値である場合には、前記蒸気タービ
ンに導入される蒸気圧力を初期設定値ｐ0 に保持する制
御を行ない、前記廃熱ボイラーにおける蒸気の発生量及
び前記蒸気の温度が前記設定範囲内の値未満に低下した
場合には、前記蒸気タービンに導入される前記蒸気圧力
を、前記初期設定値ｐ0 未満であって前記設定値ｐ0 よ
りも低い他の設定値ｐmin 以上に維持する制御を行なう
ことにより、前記蒸気タービンの運転を停止させないこ
とを特徴とする、コークス乾式消火設備の蒸気タービン
運転方法。 - 【請求項２】 前記蒸気タービンに導入される前記蒸気
圧力を前記初期設定値ｐ0 未満、前記他の設定値ｐmin
以上に維持する制御方法は、前記廃熱ボイラーで発生し
た蒸気が前記蒸気タービンを迂回するためのバイパスを
設け、こうして設けられたタービンバイパスにおける蒸
気圧力の設定値を、前記初期設定値ｐ 0 未満、前記他の
設定値ｐmin 以上の間にある現時点における前記蒸気タ
ービン入口における蒸気圧力ｐa よりも所定値だけ高い
蒸気圧力に自動的に設定することにより行なうことを特
徴とする、請求項１記載のコークス乾式消火設備の蒸気
タービン運転方法。 - 【請求項３】 前記蒸気タービンに導入される前記蒸気
圧力を前記初期設定値ｐ0 未満、前記他の設定値ｐmin
以上に維持している制御期間中、現時点における前記蒸
気タービン入口における前記蒸気圧力に応じて発生する
蒸気量の最大値を表示装置に表示し、当該蒸気発生量の
最大値に応じて前記蒸気タービンに供給する蒸気量を補
正することを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の
コークス乾式消火設備の蒸気タービン運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11075998A JP3948115B2 (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | コークス乾式消火設備の蒸気タービン運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11075998A JP3948115B2 (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | コークス乾式消火設備の蒸気タービン運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11303611A true JPH11303611A (ja) | 1999-11-02 |
| JP3948115B2 JP3948115B2 (ja) | 2007-07-25 |
Family
ID=14543854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11075998A Expired - Fee Related JP3948115B2 (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | コークス乾式消火設備の蒸気タービン運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3948115B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004016713A1 (ja) * | 2002-08-12 | 2004-02-26 | Nippon Steel Corporation | Ｃｄｑの循環送風方法およびそのシステム |
| CN102954457A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-03-06 | 杭州锅炉集团股份有限公司 | 干熄焦余热锅炉的预置蒸发器 |
| CN103590859A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-02-19 | 中国神华能源股份有限公司 | 无pid的汽轮机功率调节方法及设备 |
| CN104213951A (zh) * | 2013-06-03 | 2014-12-17 | 盾安（天津）节能系统有限公司 | 焦炉余热多组利用系统 |
| CN104536404A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-04-22 | 马钢(集团)控股有限公司 | 干熄焦余热发电负荷自动调节系统及方法 |
| CN112780364A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-05-11 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种延长干熄焦汽轮发电机运行时间的方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101365516B1 (ko) * | 2011-10-11 | 2014-02-21 | (주)포스코 | 씨디큐 설비의 스팀제어장치 |
-
1998
- 1998-04-21 JP JP11075998A patent/JP3948115B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102954457A (zh) * | 2012-11-09 | 2013-03-06 | 杭州锅炉集团股份有限公司 | 干熄焦余热锅炉的预置蒸发器 |
| CN104213951A (zh) * | 2013-06-03 | 2014-12-17 | 盾安（天津）节能系统有限公司 | 焦炉余热多组利用系统 |
| CN103590859A (zh) * | 2013-11-19 | 2014-02-19 | 中国神华能源股份有限公司 | 无pid的汽轮机功率调节方法及设备 |
| CN103590859B (zh) * | 2013-11-19 | 2015-08-12 | 中国神华能源股份有限公司 | 无pid的汽轮机功率调节方法及设备 |
| CN104536404A (zh) * | 2014-12-17 | 2015-04-22 | 马钢(集团)控股有限公司 | 干熄焦余热发电负荷自动调节系统及方法 |
| CN104536404B (zh) * | 2014-12-17 | 2017-03-08 | 马钢(集团)控股有限公司 | 干熄焦余热发电负荷自动调节系统及方法 |
| CN112780364A (zh) * | 2021-01-19 | 2021-05-11 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种延长干熄焦汽轮发电机运行时间的方法 |
| CN112780364B (zh) * | 2021-01-19 | 2022-11-25 | 山西太钢不锈钢股份有限公司 | 一种延长干熄焦汽轮发电机运行时间的方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3948115B2 (ja) | 2007-07-25 |
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