JPS5935701A - 排熱回収ボイラ - 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】 本発明は排熱回収ボイラに係り、特に節炭器に３４１ｔ
＞ろ水の蒸発を防止するに好適なボイラ装置に関するも
のである。

従来のこの種排熱回収ボイラは、第１図に示す」、うに
、ガスタービン等から排出され、ボイラケーシング１【
内を流れる高温燃焼排ガス（以下、単に排ガスと称する
）の主流２中に順次、過熱器９、蒸発器７および節炭器
３が配設された構成と！、「つている。被加熱流体であ
る水は、節炭器給水管１を経て節炭器３に供給され、所
定の温度まで予熱された後、ドラム給水管４を通りドラ
ム５忙供給される。ドラム５に供給された圧縮水は、蒸
発器下降管６を経て蒸発器７本体およびドラム５の順で
自然循環または強制循環され、その間に加熱される。該
加熱により発生した蒸気は、ドラム５で水と分離された
後ドラム蒸気出口管８を経て過熱器９に送られ、こ仁で
さらに昇温された後、主蒸気管１０を経て蒸気タービン
等（図示省略）に供給され、発電等に利用される。

上記排熱回収ボイラにおいては、各熱交換器は運用頻度
の高い定格負荷をベースにできるだけ高効率となるよう
に設計されている。従って、節炭器３についてもその水
温をドラム圧力の飽和温度より低いが、これにできるだ
け近づけることが望ましく、伝熱面積の設計もこの考え
に沿ってなされている。ところで、上記排熱回収ボイラ
圧おいては、ボイラ入口排ガス温度の部分負荷特性が通
常のボイラのそれとは異なることが知られている。

すなわち、第２図に示すように通常のボイラでは、ボイ
ラ入口排ガス流量１４および同人口排ガス温度１６がそ
れぞれ負荷に対しほぼ同様に比例して変化するのに対し
、　ｌｉｔ熱回収ボイラにおいては、負荷の低下にとも
ないボイラ入口排ガス温度１５は通常のボイラと同様に
低−Ｆ−、ｔ’−るが、同人ロ排ガス流＠１３は排ガス
発生装置の運転制約」二あまり低下しないという特長が
ある。このため、排熱回収ボイラの運転に当り、従来の
熱交換器の設計思想なそのまま適用する場合には、低負
荷、１ト時に節炭器３の出口水温がドラム圧Ｊ、］の飽
和温度に達して蒸気を発生することとなり、このような
状態で運転すれば、節炭器３管内の蒸気泡のη生と消滅
で伝熱管の振動を生起せしめ、装置の破損事故を招くこ
とになる。これを防止ｒるｌこめ、従来は、低負荷時や
起動時に第１図の節炭器給水管ｌを通じて多数の給水を
行うとともに、蒸発器７で発生する蒸気１．を越える余
分な給水は節炭器プリー管１２を通じて復水器へ戻すこ
とにより、節炭器用（」水温をドラム圧力の飽和温度よ
り一定の温度差だけ低く保つよう制御しているが、上記
の給水流欧は定格負荷の給水流はをはるかに上まわる敏
であり、これにともない給水ポンプの容置を非常に大き
なものにしなげればならな（・ので設備面積およびコス
ト上不利となる上、節炭器３での給水を増加させる必要
のない高負荷時にｂ′ｉｓ；ンブの駆動力が過大となり
、エネルギー効率が悪化すると℃・う欠点があつ１こ。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、給
水ポンプの大型化をともなうことなく節炭器出口水温を
ドラム圧力のト：壜和習１度よりイ氏く保つことができ
る排熱回収ボイラな提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明しま、燃焼括トガス主
流中に節炭器を設けた排熱回収ボイラにお−）て、上記
節炭器を迂回する燃焼排ガスのノ（イ／くスダクトと、
該ダクト中を流れる燃焼排ガスの流量調節手段（ダンパ
等）とを設けたことを特徴とする。

上記構成とすることにより、負荷変動に応じて節炭器を
通過する排ガスの一部をノ（イノくスダクトに流すこと
ができるので、節炭器を通過する排ガス流を所望流量に
制御することが可能となる。なお、上記所望流量とは、
負荷変動に応じて定まるドラム圧力での飽和温度より低
いがこれにできるだけ近く節炭器出口水の温度を保持す
るのに必要な流量として把握されるものである。

本発明において特徴的に設けられるバイパスダクトは、
節炭器を迂回して排ガスを導くことができる限り任意の
構造のものでよい。また、流量調節手段としてのダンパ
は、一般に上記バイパスダクト中に設は得るが、バイパ
スダクトの入口または出口に設けてもよい。このダンパ
は、開度制御式のものが好ましいが、開閉式のものでも
よい。

以下、図面に示す実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。

第３図に示す装置は、第１図に示すものの内、１２を除
く各符号とそれらの説明が同様に参照される部分と、筋
炎５３の下部においてこれを迂回するように設けられた
バイパスダクト１７と、該バイパスダクト１７中に設け
られた開度制御式のダンパ１８とから主として構成され
ている。

上記構成の装置において、定格負荷時にはダンパ１８が
閉められ、これにより蒸発器７を通過した排ガス２は全
量節、炭器３に送られるが、起動時や低負荷時等におい
てはダンパ１８が負荷に応じて開かれ、これにより節炭
器３へ送られる排ガスの一部（排ガスバイパス流）１９
がバイパスダクト１７内を流れて節炭器３の加熱に関与
しなくなるので、節炭器３の出口水温の過度な上昇が抑
制されることになる。

次に、第４図に示す装置は、＠３図に示す装置の制御系
統を示すもので、ドラム５の圧力検出器２１と、該圧力
検出器２１より送られる信号を飽和温度に変換する飽和
温度演算器２２と、変換された飽和温度信号およびその
修正予測情報であるボイラ負荷信号２３から節炭器３の
出口水温目標値を算出するための演算器２４と、節炭器
３の出口水温検出器２０と、該水温検出器２０で検出さ
れた水温度と上記水温目標値から両者の温度偏差を算出
する演算器２５と、該温度偏差信号からダンパ１８の開
度を算出するとともて、算出された結果に基づきダンパ
１８の開閉操作を行うダンパ開度演嘗器２６とがら主に
構成されている。

上記構成とすることにより、負荷変動に応じて自動的に
ダンパ１８の開閉操作が行われ、これにより節炭器３出
口の水温は演算器２４で算出される水温目標値に維持さ
れる。その結果、起動時や低負荷時等であっても節炭器
３の出口水は蒸発す′ることかなくなるので、蒸気泡の
発生と消滅で節炭器３の伝熱管が振動したり破４−事故
を招く等の危険はなくなる。

また、第５図に示す装置は、第４図に示す一般′的な負
荷信号２３に代え、検出器２７で検出される節炭器３０
入ロ排ガス温度を負荷信号例として用いる以外は第４図
の装置と同様な構成である。

この構成においても、第４図の場合と同様にして節炭器
３出口の水温を演算器２４で算出される水温目標値に維
持でき、同様な効果が達成される。

以上、本発明によれば、排熱回収ボイラの排ガス流路に
節炭器を迂回する排ガスのバイパスダクトと該ダクトを
流れる排ガスの流燵調節用ダンパを設けたことにより、
ボイラの起動時および全負荷を通じて節炭器出口水温度
をドラム圧力の飽和温度以下に保つことができ、これに
より蒸気泡の発生と消滅で伝熱管が振動をしたり破損事
故を招く等の恐れがなくなる。また、給水流量を増して
節炭器出口水幅を抑制する必要がないので給水ポンプは
小型のものでよく、これにより、設備面積および同コス
トが有利となる上エネルギー効率も優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の排熱回収ボイラの系続６図、第２図（
イ）、（ロ）は、排熱回収ボイラの負荷ｌ特性を通常の
ボイラと比較して示す図で、（イ）は排ガス流量と負荷
との関係図、（ロ）は排ガス温度と負荷との関係図、第
３図は、本発明実施例に係る排熱回収ボイラの系統図、
第４図は、第３図に示す本発明の実施例に係る装置の制
御系統図、第５図は、第３図に示す本発明の実施例に係
る装置の他の制御系統図である。 １・・・節炭器給水管、２・・・排ガス主流、３・・・
節炭器、４・・・ドラム給水管、５・・・ドラム、１７
・・・バイパスダクト、１８・・・ダンパ、１９・・・
バイパス排カス流、２０・・・節炭器出口水温検出器、
２１・・・圧力検出器、２２・・・飽和温度演算器、２
３・・・ボイラ負荷信号、２４・・・節炭器出口水温度
目標値演算器、２５・・・温度偏差演算器、２６・・・
ダンパ開度演算器、２７・・・節炭器入口排ガス温度検
出器。 代＠人　弁理士　　川　北　武　長 筒１図 第２図 １′嘴 第３図 第４図 第５図 ４

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）燃焼排ガス・主、流中に節炭器を設けた排熱回収
   ボイラにおいて、上記節炭器を迂回する燃焼排ガスのバ
   イパスダクトと、核ダクト中を流れる燃焼排ガスの流量
   調節手段とを設けたことを特徴とする排熱回収ボイラ。