WO2017163717A1 - 火力発電システム及び火力発電システムの制御方法 - Google Patents

火力発電システム及び火力発電システムの制御方法 Download PDF

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覚 杉田
中本　隆則
浩之 野坂
田口　善規
淳 岩崎
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Definitions

  • the present disclosure relates to a thermal power generation system and a control method for the thermal power generation system.
  • the temperature of the exhaust gas is controlled to a predetermined temperature of 300 ° C. to 400 ° C. by a cooler provided upstream of the denitration catalyst. Then, the exhaust gas controlled to a predetermined temperature by the cooler is introduced into the denitration catalyst, and nitrogen oxides in the exhaust gas are reduced and removed, while metal mercury in the exhaust gas is reacted with hydrogen chloride to produce mercury chloride.
  • Mercury chloride contained in the exhaust gas is dissolved in the absorbing solution and removed from the exhaust gas by a desulfurization device provided downstream of the denitration catalyst.
  • Patent Document 1 when a cooler is provided upstream of the denitration catalyst, the efficiency of removing mercury in the exhaust gas can be improved, but the configuration of the thermal power generation system becomes complicated. As the configuration of the thermal power generation system becomes complicated, the efficiency of the entire system may be reduced.
  • an object of at least one embodiment of the present invention is a thermal power generation capable of adjusting the temperature of exhaust gas in a catalyst device with a simple configuration and efficiently removing metallic mercury in the exhaust gas.
  • a system and a control method for a thermal power generation system are provided.
  • a thermal power generation system includes: At least one internal heat exchanger inserted in a circulation path through which water can circulate, and at least capable of generating steam by exchanging heat between the exhaust gas generated by burning fuel and the water A boiler having one internal heat exchanger; At least one steam turbine interposed in the circulation path and capable of outputting power using the steam; A generator capable of generating electricity using the power output by the steam turbine; A condenser capable of condensing the steam discharged from the steam turbine; The condenser is inserted into a water supply path that forms part of the circulation path extending from the condenser to the at least one internal heat exchanger, and uses steam extracted from the at least one steam turbine.
  • At least one low-pressure feed water heater capable of heating the water condensed by High-pressure feed water that is located downstream of the at least one low-pressure feed water heater, is inserted into the feed water path of the circulation path, and can be sent out by increasing the pressure of the water heated by the at least one low-pressure feed water heater A pump,
  • the high-pressure feed water is located between the high-pressure feed pump and the at least one internal heat exchanger, is inserted in the feed water path of the circulation path, and uses steam extracted from the at least one steam turbine.
  • At least one high-pressure feed water heater capable of heating the water delivered by a pump;
  • a catalyst device having at least one catalyst inserted in an exhaust path of the exhaust gas extending from the boiler and capable of promoting a reduction reaction of nitrogen oxides and an oxidation reaction of metallic mercury respectively included in the exhaust gas;
  • At least one mercury oxide removing device that is located downstream of the catalyst device and is inserted into the exhaust path and capable of removing mercury oxide generated by an oxidation reaction of the metal mercury from the exhaust gas;
  • An exhaust gas temperature adjusting device capable of adjusting the temperature of the exhaust gas in the catalyst device by adjusting the heating of the water by the at least one high-pressure feed water heater.
  • the exhaust gas temperature adjusting device can adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device by adjusting the heating of the water by the high-pressure feed water heater. Therefore, according to the said structure (1), the temperature of the exhaust gas in a catalyst apparatus can be adjusted with a simple structure, and the metal mercury in exhaust gas can be removed efficiently.
  • the exhaust gas temperature adjusting device is An exhaust gas temperature sensor capable of measuring the temperature of the exhaust gas in the catalyst device; At least one bypass passage provided in parallel with the water supply passage so that at least one of the at least one high-pressure feed water heater can be bypassed; At least one bypass valve capable of adjusting the flow rate of the water in the at least one bypass path; And a control device configured to adjust an opening of the at least one bypass valve based on a measurement result of the exhaust gas temperature sensor.
  • the exhaust gas temperature adjusting device adjusts the opening of at least one bypass valve based on the measurement result of the exhaust gas temperature sensor, so that the exhaust gas temperature in the catalyst device can be reduced with a simple configuration. It is possible to efficiently remove metallic mercury in the exhaust gas by adjusting the temperature accurately.
  • the exhaust gas temperature adjusting device is An exhaust gas temperature sensor capable of measuring the temperature of the exhaust gas in the catalyst device; At least one extraction valve capable of adjusting a flow rate of steam extracted from the at least one steam turbine in at least one extraction passage extending between the at least one steam turbine and the at least one high-pressure feed water heater; , And a control device configured to adjust an opening of the at least one extraction valve based on a measurement result of the exhaust gas temperature sensor.
  • the exhaust gas temperature adjusting device adjusts the opening degree of the extraction valve based on the measurement result of the exhaust gas temperature sensor, thereby accurately adjusting the temperature of the exhaust gas in the catalyst device with a simple configuration.
  • the metallic mercury in the exhaust gas can be removed efficiently.
  • the fuel is lignite;
  • the exhaust gas temperature adjusting device is configured to adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device to 420 ° C. or lower, preferably 400 ° C. or lower.
  • the exhaust gas temperature adjusting device is configured to adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device to 420 ° C. or lower, so that the chemical equilibrium between metal mercury and mercury oxide is achieved. Can be maintained in a state where metal mercury is relatively low, and mercury can be reliably and efficiently removed from the exhaust gas.
  • the exhaust gas temperature adjusting device is configured to adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device to 290 ° C., preferably 320 ° C. or more.
  • the reduction reaction of nitrogen oxide proceeds smoothly when the temperature of the exhaust gas in the catalyst device is 290 ° C. or higher, preferably 320 ° C. or higher.
  • the temperature of the exhaust gas is less than 320 ° C., depending on the concentration of SOx in the exhaust gas and the NH 3 concentration injected to obtain the required denitration performance, acidic ammonium sulfate may be deposited on the catalyst and the activity of the catalyst may be reduced. is there.
  • the exhaust gas temperature adjusting device is configured to adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device to 290 ° C. or higher, preferably 320 ° C. or higher. Substances are reliably and efficiently removed, and mercury in the exhaust gas is also reliably and efficiently removed.
  • An oxidant supply device capable of supplying halogen to be used for the oxidation reaction of the metal mercury to the catalyst device is provided.
  • mercury can be reacted with halogen to generate mercury oxide by supplying halogen to the catalyst device by the oxidant supply device.
  • mercury can be reliably and efficiently removed from the exhaust gas.
  • a method for controlling a thermal power generation system includes: At least one internal heat exchanger inserted in a circulation path through which water can circulate, and at least capable of generating steam by exchanging heat between the exhaust gas generated by burning fuel and the water A boiler having one internal heat exchanger; At least one steam turbine interposed in the circulation path and capable of outputting power using the steam; A generator capable of generating electricity using the power output by the steam turbine; A condenser capable of condensing the steam discharged from the steam turbine; The condenser is inserted into a water supply path that forms part of the circulation path extending from the condenser to the at least one internal heat exchanger, and uses steam extracted from the at least one steam turbine.
  • At least one low-pressure feed water heater capable of heating the water condensed by High-pressure feed water that is located downstream of the at least one low-pressure feed water heater, is inserted into the feed water path of the circulation path, and can be sent out by increasing the pressure of the water heated by the at least one low-pressure feed water heater A pump,
  • the high-pressure feed water is located between the high-pressure feed pump and the at least one internal heat exchanger, is inserted in the feed water path of the circulation path, and uses steam extracted from the at least one steam turbine.
  • At least one high-pressure feed water heater capable of heating the water delivered by a pump;
  • a catalyst device having at least one catalyst inserted in an exhaust path of the exhaust gas extending from the boiler and capable of promoting a reduction reaction of nitrogen oxides and an oxidation reaction of metallic mercury respectively included in the exhaust gas;
  • At least one mercury oxide removing device that is located downstream of the catalyst device and is inserted into the exhaust path and capable of removing mercury oxide generated by an oxidation reaction of the metal mercury from the exhaust gas;
  • the temperature of the exhaust gas in the catalyst device can be adjusted by adjusting the heating of the water by the high-pressure feed water heater in the exhaust gas temperature adjusting step. Therefore, according to the said structure (7), the temperature of the exhaust gas in a catalyst apparatus can be adjusted with a simple structure, and the metal mercury in exhaust gas can be removed efficiently.
  • a thermal power generation system capable of adjusting the temperature of exhaust gas in a catalyst device with a simple configuration and capable of efficiently removing metallic mercury in the exhaust gas, and thermal power generation A system control method is provided.
  • FIG. 1 It is a figure showing a schematic structure of a thermal power generation system concerning one embodiment of the present invention. It is a figure which shows schematically a part of structure of the thermal power generation system which concerns on other one Embodiment. It is a figure which shows schematically a part of structure of the thermal power generation system which concerns on other one Embodiment. It is a figure which shows schematically a part of structure of the thermal power generation system which concerns on other one Embodiment. It is a figure which shows schematically a part of structure of the thermal power generation system which concerns on other one Embodiment. It is a figure which shows the schematic procedure of the control method of the thermal power generation system which concerns on one Embodiment of this invention.
  • an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
  • expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also concave projections and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
  • the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a thermal power generation system 1A according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a part of the configuration of a thermal power generation system 1B according to another embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a part of the configuration of a thermal power generation system 1C according to another embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a part of the configuration of a thermal power generation system 1D according to another embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a part of the configuration of a thermal power generation system 1E according to another embodiment.
  • the thermal power generation systems 1A to 1E are collectively referred to as a thermal power generation system 1.
  • the thermal power generation system 1 includes a boiler 3, at least one steam turbine 5, a generator 7, a condenser 9, at least one low-pressure feed water heater 11, a high-pressure feed pump 13, and at least one It has a high-pressure feed water heater 15, a catalyst device 17, a mercury oxide removing device 19, and an exhaust gas temperature adjusting device 21.
  • the boiler 3 can generate a high-temperature combustion gas (exhaust gas) by burning fuel such as coal using air.
  • the boiler 3 has at least one internal heat exchanger 23, and the at least one internal heat exchanger 23 is interposed in a circulation path 25 through which water can circulate.
  • At least one internal heat exchanger 23 can exchange heat between the exhaust gas and water, and can generate steam by exchanging heat between the exhaust gas and water generated by burning the fuel.
  • at least one internal heat exchanger 23 includes an economizer (a economizer) 23a, an evaporator (evaporator tube) 23b, a superheater 23c, and a reheater 23d.
  • the economizer (a economizer) 23a, the evaporator 23b, the superheater 23c, and the reheater 23d are inserted in the circulation path 25 in this order in the water flow direction (circulation direction).
  • the at least one steam turbine 5 is inserted in the circulation path 25 and can output power using steam.
  • the at least one steam turbine 5 includes a high-pressure turbine 5a, an intermediate-pressure turbine 5b, and a low-pressure turbine 5c.
  • the high-pressure turbine 5a, the intermediate-pressure turbine 5b, and the low-pressure turbine 5c are inserted in the circulation path 25 in this order in the water flow direction (circulation direction).
  • the high pressure turbine 5a is located downstream of the superheater 23c, and the reheater 23d is located between the high pressure turbine 5a and the intermediate pressure turbine 5b.
  • the generator 7 is connected to at least one steam turbine 5 and can generate power using the power output from the steam turbine 5.
  • the condenser 9 can condense the steam discharged from the at least one steam turbine 5.
  • At least one low-pressure feed water heater 11 is inserted in a feed water path 27 that forms a part of the circulation path 25.
  • the water supply path 27 extends between the condenser 9 and at least one internal heat exchanger 23 of the boiler 3, and is a path for supplying liquid phase water to the internal heat exchanger 23.
  • the at least one low-pressure feed water heater 11 can heat the water condensed by the condenser 9 using the steam extracted from the steam turbine 5.
  • the number of the low-pressure feed water heaters 11 is not particularly limited.
  • the low-pressure feed water heater 11 includes a first low-pressure feed water heater 11a, a second low-pressure feed water heater 11b, and A third low-pressure feed water heater 11c is included.
  • steam S1, S2, and S3 extracted from the low-pressure turbine 5c can be supplied to the first low-pressure feed water heater 11a, the second low-pressure feed water heater 11b, and the third low-pressure feed water heater 11c, respectively.
  • the at least one low-pressure feed water heater 11 is a mixed feed water heater, in which water flowing through the feed water path 27 and steam supplied to heat the water are mixed.
  • the high-pressure feed pump 13 is inserted in the feed path 27 of the circulation path 25, and is located downstream of the low-pressure feed water heater 11 in the water flow direction (circulation direction).
  • the high-pressure feed water pump 13 can increase the pressure of the water heated by the low-pressure feed water heater 11 and send it out.
  • the at least one high-pressure feed water heater 15 is inserted in the water feed path 27 of the circulation path 25 and is positioned between the high-pressure feed water pump 13 and at least one internal heat exchanger 23.
  • the high-pressure feed water heater 15 can heat the water sent out by the high-pressure feed water pump 13 using the steam extracted from at least one steam turbine 5.
  • the number of high-pressure feed water heaters 15 is not particularly limited.
  • the high-pressure feed water heater 15 includes a first high-pressure feed water heater 15a, a second high-pressure feed water heater 15b, and A third high-pressure feed water heater 15c is included.
  • steam S4, S5, and S6 extracted from the high-pressure turbine 5a can be supplied to the first high-pressure feed water heater 15a, the second high-pressure feed water heater 15b, and the third high-pressure feed water heater 15c, respectively.
  • the at least one high-pressure feed water heater 15 is a surface-type feed water heater, and the water flowing through the feed water path 27 and the steam supplied to heat the water are not mixed.
  • the catalyst device 17 is inserted into an exhaust gas exhaust path 29 extending from the boiler 3.
  • the catalyst device 17 includes a denitration device (SCR (Selective Catalytic Reduction) catalyst device) 31.
  • the exhaust path 29 is a path for discharging exhaust gas after heat exchange with at least one internal heat exchanger 23 of the boiler 3.
  • the exhaust gas after heat exchange with at least one internal heat exchanger 23 contains nitrogen oxides and metallic mercury.
  • the catalyst device 17 has at least one kind of catalyst. At least one type of catalyst can promote the reduction reaction of nitrogen oxides and the oxidation reaction of metallic mercury respectively contained in the exhaust gas. Although not shown, at least one catalyst is held on a support.
  • the catalyst is not particularly limited as long as it can promote the reduction reaction of nitrogen oxides and the oxidation reaction of metallic mercury.
  • V vanadium
  • W tungsten
  • Mo mobdenum
  • Ni nickel
  • Co cobalt
  • Fe iron
  • Cr chromium
  • Mn manganese
  • Cu copper
  • Pt platinum
  • Ru ruthenium
  • a noble metal such as Rh (rhodium), Pd (palladium), Ir (iridium), or a mixture thereof can be used.
  • titania, silica, zirconia and their composite oxides, or zeolite can be used as the carrier.
  • a composition containing an oxide of Ti (titanium), Mo and / or W, V, and Bi (bismuth), and an atomic ratio of Ti: (Mo + W): V is 75 to A catalyst having 98.9: 1 to 15: 0.1 to 10 and an atomic ratio of B / (Mo + W) of 0.1 to 0.8 can be used.
  • a catalyst having a ratio of 5: 2 to 10: 0.5 to 10 and an atomic ratio of P / (Mo + W + V) of 0.5 to 1.5 can be used.
  • titanium oxide is the main component, and an oxide of at least one element selected from the group consisting of W, Mo and V is included as an active component, and the atomic ratio of phosphorus to the active component is 0.
  • titanium oxide and phosphoric acid or ammonium phosphate of more than 1 and not more than 15% by weight with respect to titanium oxide were brought into contact with each other in the presence of water, and phosphate ions were adsorbed on the surface.
  • a catalyst in which oxo acid or oxo acid salt of Mo and / or W and oxo acid salt or vanadyl salt of V are supported on titanium oxide in an amount of more than 0 to 8 atomic% or less can be used.
  • TiO 2 is used as a support, V 2 O 5 and MoO 3 are supported as active components on the support, and W, Cu, Co, Ni, Zn (zinc), and these compounds are used. What carried
  • supported at least 1 type of atom or compound chosen from the group which consists of can be used.
  • the at least one mercury oxide removing device 19 is located downstream of the catalyst device 17 and inserted in the exhaust passage 29, and can remove mercury oxide generated by the oxidation reaction of metallic mercury from the exhaust gas.
  • the mercury oxide removing device 19 includes a dust collecting device 33 and a wet desulfurization device 35.
  • the dust collector 33 mercury oxide is removed from the exhaust gas together with the ash.
  • the desulfurization device 35 mercury oxide is dissolved in the absorbing solution and removed from the exhaust gas.
  • the exhaust path 29 extends to a chimney 36 disposed downstream of the desulfurization device 35, and the exhaust gas from which mercury has been removed is released from the chimney 36 into the atmosphere.
  • the exhaust gas temperature adjusting device 21 can adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 by adjusting the heating of water by at least one high-pressure feed water heater 15.
  • the exhaust gas temperature adjusting device 21 can adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 by adjusting the heating of the water by the at least one high-pressure feed water heater 15. Therefore, according to the said structure, the temperature of the exhaust gas in the catalyst apparatus 17 can be adjusted with a simple structure, and the metal mercury in exhaust gas can be removed efficiently.
  • the exhaust gas temperature adjustment device 21 includes an exhaust gas temperature sensor 37, at least one bypass passage 39, at least one bypass valve 41, and a control device 43.
  • the exhaust gas temperature sensor 37 can measure the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17.
  • the exhaust gas temperature sensor 37 may be disposed upstream of the catalyst device 17 in the exhaust gas flow direction or may be disposed downstream as long as the exhaust gas temperature in the catalyst device 17 can be measured.
  • the at least one bypass passage 39 is provided in parallel with the water supply passage 27 so that at least one of the at least one high-pressure feed water heater 15 can be bypassed.
  • the at least one bypass valve 41 can adjust the flow rate of water in the at least one bypass passage 39.
  • the control device 43 is configured by a computer, for example, and is configured to adjust the opening degree of at least one bypass valve 41 based on the measurement result of the exhaust gas temperature sensor 37.
  • the control device 43 of the exhaust gas temperature adjustment device 21 can adjust the opening degree of at least one bypass valve 41 based on the measurement result of the exhaust gas temperature sensor 37. For this reason, the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 can be accurately adjusted with a simple configuration, and the metallic mercury in the exhaust gas can be efficiently removed.
  • the temperature of the water supplied to the internal heat exchanger 23 is lowered as the flow rate of the water flowing through the bypass passage 39 is increased, and the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 can be lowered.
  • the temperature of the water supplied to the internal heat exchanger 23 increases as the flow rate of the water flowing through the bypass passage 39 decreases, and the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 can be increased.
  • the bypass passage 39 is provided so as to bypass all of the plurality of high-pressure feed water heaters 15a, 15b, 15c.
  • the at least one bypass valve 41 includes two three-way valves 41a and 41b arranged at an upstream branch point and a downstream branch point between the bypass passage 39 and the water supply passage 27. According to the above configuration, when the control device 43 switches the three-way valves 41a and 41b, all the water flowing through the water supply path 27 flows through all of the plurality of high-pressure feed water heaters 15a, 15b, and 15c. Alternatively, all can be bypassed to flow.
  • the bypass passage 39 includes a first bypass passage 39a that can bypass the first high-pressure feed water heater 15a and a second bypass that can bypass the second high-pressure feed water heater 15b.
  • the passage 39b and a third bypass passage 39c that can bypass the third high-pressure feed water heater 15c are included.
  • the downstream side of the first bypass path 39a and the upstream side of the second bypass path 39b may overlap, and the downstream side of the second bypass path 39b and the upstream side of the third bypass path 39c may overlap.
  • the at least one bypass valve 41 is provided at an upstream branch point and a downstream branch point between each of the first bypass passage 39a, the second bypass passage 39b, and the third bypass passage 39c and the water supply passage 27.
  • Four three-way valves 41c, 41d, 41e, and 41f are included.
  • the controller 43 switches the three-way valves 41c, 41d, 41e, and 41f, so that all the water flowing through the water supply path 27 passes through all of the plurality of high-pressure feed water heaters 15a, 15b, and 15c. It can be made to flow, to pass through only part, or to bypass all.
  • the water flowing through the water supply path 27 is supplied to the internal heat exchanger 23 by allowing only a part of the plurality of high-pressure feed water heaters 15a, 15b, and 15c to flow. Fine adjustment of water temperature. As a result, the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 can be adjusted more accurately, and metallic mercury in the exhaust gas can be efficiently removed.
  • the exhaust gas temperature adjustment device 21 includes an exhaust gas temperature sensor 37, at least one extraction valve 45, and a control device 43.
  • the exhaust gas temperature sensor 37 is the same as that described in the above embodiment.
  • the at least one extraction valve 45 controls the flow rate of the steam extracted from the at least one steam turbine 5 in at least one extraction passage 47 extending between the at least one steam turbine 5 and the at least one high-pressure feed water heater 15. It can be adjusted.
  • At least one extraction passage 47 has a high pressure with each of the first high-pressure feed water heater 15 a, the second high-pressure feed water heater 15 b, and the third high-pressure feed water heater 15 c.
  • a first bleed passage 47a, a second bleed passage 47b, and a third bleed passage 47c extending between the turbine 5a are included.
  • the at least one bleed valve 45 includes a first bleed valve 45a, a second bleed valve 45b, and a third bleed valve 45c inserted in the first bleed passage 47a, the second bleed passage 47b, and the third bleed passage 47c, respectively. Is included.
  • the first bleed valve 45a, the second bleed valve 45b, and the third bleed valve 45c adjust the flow rates of the steams S4, S5, and S6 in the corresponding first bleed passage 47a, second bleed passage 47b, and third bleed passage 47c, respectively. Is possible.
  • the control device 43 is configured by a computer, for example, and is configured to adjust the opening of at least one extraction valve 45 based on the measurement result of the exhaust gas temperature sensor 37. For example, the control device 43 adjusts at least one of the first bleed valve 45a, the second bleed valve 45b, and the third bleed valve 45c to thereby adjust the first high pressure feed water heater 15a and the second high pressure feed water heater. The flow rate of the steam supplied to at least one of 15b and the third high-pressure feed water heater 15c can be adjusted.
  • the exhaust gas temperature adjustment device 21 adjusts the opening degree of the extraction valve 45 based on the measurement result of the exhaust gas temperature sensor 37, so that the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 can be adjusted with a simple configuration.
  • the metal mercury in the exhaust gas can be efficiently removed by adjusting precisely.
  • the control device 43 may be configured to adjust the opening degrees of both the at least one bypass valve 41 and the at least one extraction valve 45 based on the measurement result of the exhaust gas temperature sensor 37. You may be comprised so that the opening degree of either one may be adjusted.
  • the control device 43 is configured to adjust only the opening degree of the extraction valve 45, the bypass passage 39 and the bypass valve 41 can be omitted.
  • the fuel supplied to the boiler 3 is lignite
  • the exhaust gas temperature adjusting device 21 adjusts the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 420 ° C. or lower, preferably 400 ° C. or lower. It is configured.
  • the exhaust gas temperature adjusting device 21 is configured to adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 420 ° C. or less. The chemical equilibrium between them can be maintained in a state where metal mercury is relatively low, and mercury can be reliably and efficiently removed from the exhaust gas.
  • the exhaust gas temperature adjustment device 21 is configured to adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 400 ° C. or less. According to the above configuration, the exhaust gas temperature adjusting device 21 adjusts the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 400 ° C. or less, so that the chemical equilibrium between the metal mercury and the mercury oxide is relatively increased. It can be maintained in a small state, and mercury can be reliably and efficiently removed from the exhaust gas.
  • the exhaust gas temperature adjusting device 21 is configured to adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 290 ° C. or higher, preferably 320 ° C. or higher.
  • the reduction reaction of nitrogen oxide proceeds smoothly when the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 is 290 ° C. or higher, preferably 320 ° C. or higher.
  • the temperature of the exhaust gas is less than 320 ° C., depending on the concentration of SOx in the exhaust gas and the NH 3 concentration injected to obtain the required denitration performance, acidic ammonium sulfate may be deposited on the catalyst and the activity of the catalyst may be reduced. is there. When the activity of the catalyst is lowered, the oxidation reaction of mercury may not proceed smoothly.
  • the exhaust gas temperature adjusting device 21 is configured to adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 290 ° C. or more, preferably 320 ° C. or more. Nitrogen oxides in the exhaust gas are reliably and efficiently removed, and mercury in the exhaust gas is also reliably and efficiently removed.
  • the exhaust gas temperature adjustment device 21 is configured to adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 290 ° C. or more and 420 ° C. or less. In some embodiments, the exhaust gas temperature adjustment device 21 is configured to adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 320 ° C. or more and 420 ° C. or less. In some embodiments, the exhaust gas temperature adjusting device 21 is configured to adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 320 ° C. or more and 400 ° C. or less. According to this configuration, by adjusting the temperature of the exhaust gas to 400 ° C.
  • the exhaust gas temperature adjustment device 21 is configured to adjust the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 350 ° C. or more and 400 ° C. or less. According to this configuration, by adjusting the temperature of the exhaust gas to 350 ° C. or higher, precipitation of acidic ammonium sulfate is more reliably suppressed, and nitrogen oxides in the exhaust gas are reliably and efficiently removed, and in the exhaust gas Of mercury is also reliably and efficiently removed.
  • the exhaust gas temperature adjustment device 21 adjusts the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 290 ° C. or more and 420 ° C. or less when the load factor of the boiler 3 is 50% or more and 100% or less. It is configured. When the load factor of the boiler 3 is 50% or more and 100% or less, the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 tends to be high. In this regard, according to the above configuration, even if the load factor of the boiler 3 is 50% or more and 100% or less, the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 can be adjusted to 290 ° C. or more and 420 ° C. or less. In some embodiments, the exhaust gas temperature adjustment device 21 adjusts the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 320 ° C.
  • the exhaust gas temperature adjustment device 21 adjusts the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 350 ° C. or more and 400 ° C. or less when the load factor of the boiler 3 is 50% or more and 100% or less. It is configured.
  • the exhaust gas temperature adjustment device 21 adjusts the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 290 ° C. or more and 420 ° C. or less when the load factor of the boiler 3 is 25% or more and 50% or less. It is configured. When the load factor of the boiler 3 is 25% or more and 50% or less, the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 tends to be low. In this regard, according to the above configuration, even if the load factor of the boiler 3 is 25% or more and 50% or less, the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 can be adjusted to 290 ° C. or more and 420 ° C. or less. In some embodiments, the exhaust gas temperature adjustment device 21 adjusts the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 320 ° C.
  • the exhaust gas temperature adjustment device 21 adjusts the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 to 350 ° C. or more and 400 ° C. or less when the load factor of the boiler 3 is 25% or more and 100% or less. It is configured.
  • the exhaust gas temperature adjusting device 21 is configured such that water is heated by all the high-pressure feed water heaters 15 when the boiler 3 is started. According to the said structure, the temperature of the water supplied to the internal heat exchanger 23 can be raised rapidly by heating water with all the high voltage
  • the exhaust gas temperature adjusting device 21 is water (feed water) supplied from at least one high-pressure feed water heater 15 to at least one internal heat exchanger 23. It further has a feed water temperature sensor 49 capable of measuring the temperature. Then, the control device 43 at least 1 based on the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 measured by the exhaust gas temperature sensor 37 and the temperature of the feed water to the internal heat exchanger 23 measured by the feed water temperature sensor 49. The temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 can be adjusted by adjusting the heating of water by the two high-pressure feed water heaters 15.
  • the exhaust gas temperature adjusting device 21 is based on the temperature of the feed water to the internal heat exchanger 23 measured by the feed water temperature sensor 49 in addition to the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17.
  • the feed water temperature sensor 49 is disposed in a portion of the feed water path 27 that extends between the boiler 3 and the high-pressure feed water heater 15.
  • the exhaust gas temperature adjusting device 21 is configured to adjust the feed water temperature to the internal heat exchanger 23 to 130 ° C. or more and 300 ° C. or less.
  • the exhaust gas temperature adjusting device 21 controls the exhaust gas in the catalyst device 17 when the load factor of the boiler 3 is 25% or more and 50% or less and when the load factor is 50% or more and 100% or less. The temperature is adjusted to 290 ° C. or higher and 420 ° C. or lower, and the feed water temperature to the internal heat exchanger 23 is adjusted to 130 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. In some embodiments, the exhaust gas temperature adjusting device 21 controls the exhaust gas in the catalyst device 17 when the load factor of the boiler 3 is 25% or more and 50% or less and when the load factor is 50% or more and 100% or less. The temperature is adjusted to 320 ° C. or more and 400 ° C.
  • the feed water temperature to the internal heat exchanger 23 is adjusted to 130 ° C. or more and 300 ° C. or less.
  • the exhaust gas temperature adjusting device 21 controls the exhaust gas in the catalyst device 17 when the load factor of the boiler 3 is 25% or more and 50% or less and when the load factor is 50% or more and 100% or less. The temperature is adjusted to 350 ° C. or higher and 400 ° C. or lower, and the feed water temperature to the internal heat exchanger 23 is adjusted to 130 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
  • the thermal power generation systems 1 ⁇ / b> A and 1 ⁇ / b> E further include an oxidant supply device 51.
  • the oxidant supply device 51 can supply the catalyst device 17 with halogen to be used for the oxidation reaction of metallic mercury. According to the above configuration, even when the concentration of hydrogen chloride in the exhaust gas is low, by supplying halogen to the catalyst device 17 by the oxidizer supply device 51, metal mercury can be reacted with halogen to generate mercury oxide. In addition, mercury can be reliably and efficiently removed from the exhaust gas.
  • the oxidant supply device 51 is configured to be able to supply an aqueous solution of ammonium halide, for example, ammonium chloride, as an oxidant upstream of the catalyst device 17.
  • ammonium halide for example, ammonium chloride
  • ammonium bromide or ammonium iodide can be used as the ammonium halide.
  • the thermal power generation system 1 ⁇ / b> E further includes a mercury concentration sensor 53 and an oxidant supply amount adjustment valve 55.
  • the mercury concentration sensor 53 is provided in the exhaust passage 29 so as to be located downstream of the catalyst device 17 and can measure the mercury concentration in the exhaust gas.
  • the oxidant supply amount adjustment valve 55 is provided in the oxidant supply path to the catalyst device 17 and can adjust the flow rate of the oxidant supplied to the catalyst device 17.
  • the control device 43 may be used. The control device may be prepared.
  • the mercury concentration is measured, and the supply amount of the oxidant is adjusted based on the measurement results of the metallic mercury concentration and the mercury oxide concentration, so that the metallic mercury is reliably reacted with the halogen so that the mercury oxide is It can be produced and mercury can be reliably and efficiently removed from the exhaust gas.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a schematic procedure of the above-described thermal power generation system 1 control method according to an embodiment of the present invention.
  • the control method of the thermal power generation system 1 has an exhaust gas temperature adjustment step S10.
  • the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 is adjusted by adjusting the heating of water by at least one high-pressure feed water heater 15.
  • the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 can be adjusted by adjusting the heating of the water by the high-pressure feed water heater 15 in the exhaust gas temperature adjustment step S10. Therefore, according to the said structure, the temperature of the exhaust gas in the catalyst apparatus 17 can be adjusted with a simple structure, and the metal mercury in exhaust gas can be removed efficiently.
  • the heating of the water by the high-pressure feed water heater 15 is adjusted so that the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 is 290 ° C. or higher and 420 ° C. or lower. In some embodiments, in the exhaust gas temperature adjustment step S10, the heating of the water by the high-pressure feed water heater 15 is adjusted so that the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 is not less than 320 ° C and not more than 400 ° C. In some embodiments, in the exhaust gas temperature adjustment step S10, the heating of the water by the high-pressure feed water heater 15 is adjusted so that the temperature of the exhaust gas in the catalyst device 17 is 350 ° C. or higher and 400 ° C. or lower.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by changing the above-described embodiments and forms obtained by combining these forms.
  • a bypass duct that connects the upstream and downstream flues of the economizer (a economizer) 23a is provided so that the boiler 3 is started up or when the load factor of the boiler 3 is 50% or less (low load).
  • the exhaust gas temperature itself is low, a part of the exhaust gas at the entrance of the economizer 23a is bypassed by the economizer 23a by the bypass duct, and the exit of the economizer 23a is saved.
  • the operation of controlling the exhaust gas temperature in the catalyst device 17 to the above-described temperature range can also be combined by combining the flow into the catalyst device 17.
  • the thermal power generation system 1 may further include a deaerator 57 for removing a gas contained in water.
  • the deaerator 57 is located between the low-pressure feed water heater 11 and the high-pressure feed water pump 13 and is inserted into the feed water path 27. Then, a part of the steam (steam S7) discharged from the intermediate pressure turbine 5b may be supplied to the deaerator 57.
  • the thermal power generation system 1 may further include a condensate pump 59 that sends the water condensed in the condenser 9 toward the low-pressure feed water heater 11.
  • the condensate pump 59 is located between the low pressure feed water heater 11 and the high pressure feed water pump 13 and is inserted in the feed water path 27.
  • the thermal power generation system 1 may have an air heater 61 for heating the air supplied to the boiler 3.
  • the air heater 61 is located between the catalyst device 17 and the mercury oxide removing device 19 and is inserted in the exhaust passage 29, and can heat the air supplied to the boiler 3 by the blower 63 by heat exchange with the exhaust gas. is there.
  • the thermal power generation system 1 is a coal thermal power generation system that burns coal as fuel, but the fuel is not limited to coal, and may be heavy oil or the like.

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Abstract

火力発電システムは、ボイラと、少なくとも１つの蒸気タービンと、発電機と、復水器と、少なくとも１つの低圧給水加熱器と、高圧給水ポンプと、抽気された蒸気を利用して、高圧給水ポンプによって送出された水を加熱可能な少なくとも１つの高圧給水加熱器と、排ガスにそれぞれ含まれる窒素酸化物の還元反応及び金属水銀の酸化反応を促進可能な少なくとも一種の触媒を有する触媒装置と、金属水銀の酸化反応により生成された酸化水銀を排ガスから除去可能な少なくとも１つの酸化水銀除去装置と、少なくとも１つの高圧給水加熱器による水の加熱を調整することにより、触媒装置における排ガスの温度を調整可能な排ガス温度調整装置とを備える。

Description

火力発電システム及び火力発電システムの制御方法
　本開示は火力発電システム及び火力発電システムの制御方法に関する。
　近年、火力発電システムから排出される排ガス中の水銀濃度を低減するための技術開発が行われている。
　例えば、特許文献１が開示する排ガス処理装置によれば、脱硝触媒の上流に設けられた冷却器によって排ガスの温度が所定の温度、３００℃～４００℃に制御される。そして、冷却器によって所定の温度に制御された排ガスを脱硝触媒に導入し、排ガス中の窒素酸化物を還元して除去する一方、排ガス中の金属水銀を塩化水素と反応させて塩化水銀を生成させる。排ガス中に含まれる塩化水銀は、脱硝触媒の下流に設けられた脱硫装置にて吸収液に溶解して排ガス中から除去される。かくして、特許文献１が開示する排ガス処理装置によれば、排ガス中の水銀の除去効率を向上させることができる。
特開２００７－１６７６９８号公報
　特許文献１が開示するように、脱硝触媒の上流に冷却器を設けた場合、排ガス中の水銀の除去効率を向上させることができるものの、火力発電システムの構成が複雑化してしまう。そして、火力発電システムの構成の複雑化に伴い、システム全体の効率低下を招く虞がある。
　上記事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、簡単な構成にて、触媒装置での排ガスの温度を調整可能であり、排ガス中の金属水銀を効率的に除去可能な火力発電システム、及び、火力発電システムの制御方法を提供することにある。
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る火力発電システムは、
　水が循環可能な循環路に介挿された少なくとも１つの内部熱交換器であって、燃料を燃焼させて発生した排ガスと前記水との間で熱交換を行うことにより蒸気を生成可能な少なくとも１つの内部熱交換器を有するボイラと、
　前記循環路に介挿され、前記蒸気を利用して動力を出力可能な少なくとも１つの蒸気タービンと、
　前記蒸気タービンが出力した動力を利用して発電可能な発電機と、
　前記蒸気タービンから排出された前記蒸気を凝縮可能な復水器と、
　前記復水器から前記少なくとも１つの内部熱交換器まで延びる前記循環路の一部をなす給水経路に介挿され、前記少なくとも１つの蒸気タービンから抽気された蒸気を利用して、前記復水器によって凝縮された前記水を加熱可能な少なくとも１つの低圧給水加熱器と、
　前記少なくとも１つの低圧給水加熱器の下流に位置して前記循環路の給水経路に介挿され、前記少なくとも１つの低圧給水加熱器によって加熱された前記水の圧力を上昇させて送出可能な高圧給水ポンプと、
　前記高圧給水ポンプと前記少なくとも１つの内部熱交換器との間に位置して前記循環路の給水経路に介挿され、前記少なくとも１つの蒸気タービンから抽気された蒸気を利用して、前記高圧給水ポンプによって送出された前記水を加熱可能な少なくとも１つの高圧給水加熱器と、
　前記ボイラから延びる前記排ガスの排気経路に介挿され、前記排ガスにそれぞれ含まれる窒素酸化物の還元反応及び金属水銀の酸化反応を促進可能な少なくとも一種の触媒を有する触媒装置と、
　前記触媒装置の下流に位置して前記排気経路に介挿され、前記金属水銀の酸化反応により生成された酸化水銀を前記排ガスから除去可能な少なくとも１つの酸化水銀除去装置と、
　前記少なくとも１つの高圧給水加熱器による前記水の加熱を調整することにより、前記触媒装置における前記排ガスの温度を調整可能な排ガス温度調整装置と
を備える。
　上記構成（１）によれば、排ガス温度調整装置が、高圧給水加熱器による水の加熱を調整することにより、触媒装置における排ガスの温度を調整可能である。従って、上記構成（１）によれば、簡単な構成にて、触媒装置における排ガスの温度を調整し、排ガス中の金属水銀を効率的に除去可能である。
（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
　前記排ガス温度調整装置は、
　前記触媒装置における前記排ガスの温度を測定可能な排ガス温度センサと、
　前記少なくとも１つの高圧給水加熱器のうち少なくとも１つをバイパス可能なように前記給水経路と並列に設けられた少なくとも１つのバイパス路と、
　前記少なくとも１つのバイパス路における前記水の流量を調整可能な少なくとも１つのバイパス弁と、
　前記排ガス温度センサの測定結果に基づいて、前記少なくとも１つのバイパス弁の開度を調整するように構成された制御装置と
を含む。
　上記構成（２）によれば、排ガス温度調整装置が、排ガス温度センサの測定結果に基づいて、少なくとも１つのバイパス弁の開度を調整することにより、簡単な構成にて、触媒装置における排ガスの温度を的確に調整し、排ガス中の金属水銀を効率的に除去可能である。
（３）幾つかの実施形態では、上記構成（１）又は（２）において、
　前記排ガス温度調整装置は、
　前記触媒装置における前記排ガスの温度を測定可能な排ガス温度センサと、
　前記少なくとも１つの蒸気タービンと前記少なくとも１つの高圧給水加熱器との間を延びる少なくとも１つの抽気路における、前記少なくとも１つの蒸気タービンから抽気された蒸気の流量を調整可能な少なくとも１つの抽気弁と、
　前記排ガス温度センサの測定結果に基づいて、前記少なくとも１つの抽気弁の開度を調整するように構成された制御装置と
を含む。
　上記構成（３）によれば、排ガス温度調整装置が、排ガス温度センサの測定結果に基づいて、抽気弁の開度を調整することにより、簡単な構成にて、触媒装置における排ガスの温度を的確に調整し、排ガス中の金属水銀を効率的に除去可能である。
（４）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（３）の何れか１つにおいて、
　前記燃料は褐炭であり、
　前記排ガス温度調整装置は、前記触媒装置における前記排ガスの温度を４２０℃以下、好ましくは４００℃以下に調整するように構成されている。
　火力発電システムの中でも、石炭、特に褐炭焚きの石炭火力発電システムにおいては、褐炭に多く含まれているアルカリ金属、アルカリ土類の酸化物を主成分とする汚れがボイラの内部熱交換器の表面に付着し、内部熱交換器における熱交換率が経年的に低下し、排ガス温度が徐々に高くなるという傾向がある。このため、褐炭焚きの石炭火力発電システムにおいては、稼働時間の経過とともに、触媒装置での排ガスの温度が４２０℃を超えてしまう。金属水銀と酸化水銀の間での化学平衡は温度依存性を有しており、排ガスの温度が４２０℃を超えてしまうと、化学平衡が変化し、水銀全体にしめる金属水銀の割合が多くなってしまう。金属水銀の蒸気圧は、酸化水銀の蒸気圧よりも高く、金属水銀の割合が多くなると、排ガス中からの水銀の除去効率が低下してしまう。
　この点、上記構成（４）によれば、排ガス温度調整装置は、触媒装置における排ガスの温度を４２０℃以下に調整するように構成されているので、金属水銀と酸化水銀の間での化学平衡を、相対的に金属水銀が少ない状態に維持することができ、排ガス中から水銀を確実且つ効率的に除去可能である。
（５）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（４）の何れか１つにおいて、
　前記排ガス温度調整装置は、前記触媒装置における前記排ガスの温度を２９０℃好ましくは３２０℃以上に調整するように構成されている。
　窒素酸化物の還元反応は、触媒装置での排ガスの温度が２９０℃以上、好ましくは３２０℃以上であると円滑に進行する。一方、排ガスの温度が３２０℃未満では、排ガス中のＳＯｘ濃度及び必要な脱硝性能を得る為に注入されるＮＨ３濃度によるが酸性硫安が触媒上に析出し、触媒の活性が低下する虞がある。触媒の活性が低下すると、水銀の酸化反応が円滑に進行しなくなる虞がある。
　この点、上記構成（５）によれば、排ガス温度調整装置は、触媒装置での排ガスの温度を２９０℃以上好ましくは３２０℃以上に調整するように構成されているので、排ガス中の窒素酸化物が確実かつ効率的に除去されるとともに、排ガス中の水銀も確実且つ効率的に除去される。
（６）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（５）の何れか１つにおいて、
　前記金属水銀の酸化反応に供されるハロゲンを前記触媒装置に供給可能な酸化剤供給装置を備える。
　上記構成（６）によれば、排ガス中の塩化水素濃度が低い場合でも、酸化剤供給装置によって触媒装置にハロゲンを供給することによって、水銀をハロゲンと反応させて酸化水銀を生成することができ、排ガス中から水銀を確実且つ効率的に除去可能である。
（７）本発明の少なくとも一実施形態に係る火力発電システムの制御方法は、
　水が循環可能な循環路に介挿された少なくとも１つの内部熱交換器であって、燃料を燃焼させて発生した排ガスと前記水との間で熱交換を行うことにより蒸気を生成可能な少なくとも１つの内部熱交換器を有するボイラと、
　前記循環路に介挿され、前記蒸気を利用して動力を出力可能な少なくとも１つの蒸気タービンと、
　前記蒸気タービンが出力した動力を利用して発電可能な発電機と、
　前記蒸気タービンから排出された前記蒸気を凝縮可能な復水器と、
　前記復水器から前記少なくとも１つの内部熱交換器まで延びる前記循環路の一部をなす給水経路に介挿され、前記少なくとも１つの蒸気タービンから抽気された蒸気を利用して、前記復水器によって凝縮された前記水を加熱可能な少なくとも１つの低圧給水加熱器と、
　前記少なくとも１つの低圧給水加熱器の下流に位置して前記循環路の給水経路に介挿され、前記少なくとも１つの低圧給水加熱器によって加熱された前記水の圧力を上昇させて送出可能な高圧給水ポンプと、
　前記高圧給水ポンプと前記少なくとも１つの内部熱交換器との間に位置して前記循環路の給水経路に介挿され、前記少なくとも１つの蒸気タービンから抽気された蒸気を利用して、前記高圧給水ポンプによって送出された前記水を加熱可能な少なくとも１つの高圧給水加熱器と、
　前記ボイラから延びる前記排ガスの排気経路に介挿され、前記排ガスにそれぞれ含まれる窒素酸化物の還元反応及び金属水銀の酸化反応を促進可能な少なくとも一種の触媒を有する触媒装置と、
　前記触媒装置の下流に位置して前記排気経路に介挿され、前記金属水銀の酸化反応により生成された酸化水銀を前記排ガスから除去可能な少なくとも１つの酸化水銀除去装置と、
を備える火力発電システムの制御方法において、
　前記少なくとも１つの高圧給水加熱器による前記水の加熱を調整することにより、前記触媒装置における前記排ガスの温度を調整する工程を備える。
　上記構成（７）によれば、排ガス温度調整工程において、高圧給水加熱器による水の加熱を調整することにより、触媒装置における排ガスの温度を調整可能である。従って、上記構成（７）によれば、簡単な構成にて、触媒装置における排ガスの温度を調整し、排ガス中の金属水銀を効率的に除去可能である。
　本発明の少なくとも一実施形態によれば、簡単な構成にて、触媒装置での排ガスの温度を調整可能であり、排ガス中の金属水銀を効率的に除去可能な火力発電システム、及び、火力発電システムの制御方法が提供される。
本発明の一実施形態に係る火力発電システムの概略的な構成を示す図である。 他の一実施形態に係る火力発電システムの構成の一部を概略的に示す図である。 他の一実施形態に係る火力発電システムの構成の一部を概略的に示す図である。 他の一実施形態に係る火力発電システムの構成の一部を概略的に示す図である。 他の一実施形態に係る火力発電システムの構成の一部を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る火力発電システムの制御方法の概略的な手順を示す図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹突起や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
　図１は、本発明の一実施形態に係る火力発電システム１Ａの概略的な構成を示す図である。図２は、他の一実施形態に係る火力発電システム１Ｂの構成の一部を概略的に示す図である。図３は、他の一実施形態に係る火力発電システム１Ｃの構成の一部を概略的に示す図である。図４は、他の一実施形態に係る火力発電システム１Ｄの構成の一部を概略的に示す図である。図５は、他の一実施形態に係る火力発電システム１Ｅの構成の一部を概略的に示す図である。
　なお、以下の説明では、火力発電システム１Ａ～１Ｅを一括して火力発電システム１とも称する。
　図１に示したように、火力発電システム１は、ボイラ３、少なくとも１つの蒸気タービン５、発電機７、復水器９、少なくとも１つの低圧給水加熱器１１、高圧給水ポンプ１３、少なくとも１つの高圧給水加熱器１５、触媒装置１７、酸化水銀除去装置１９、及び、排ガス温度調整装置２１を有する。
　ボイラ３は、空気を利用して例えば石炭等の燃料を燃焼させて高温の燃焼ガス（排ガス）を発生可能である。ボイラ３は、少なくとも１つの内部熱交換器２３を有し、少なくとも１つの内部熱交換器２３は、水が循環可能な循環路２５に介挿されている。少なくとも１つの内部熱交換器２３は、排ガスと水との間で熱交換可能であり、燃料を燃焼させて発生した排ガスと水との間で熱交換を行うことにより蒸気を生成可能である。例えば、図１に示したように少なくとも１つの内部熱交換器２３は、エコノマイザ（節炭器）２３ａ、蒸発器（蒸発管）２３ｂ、過熱器２３ｃ及び再熱器２３ｄを含んでいる。エコノマイザ（節炭器）２３ａ、蒸発器２３ｂ、過熱器２３ｃ及び再熱器２３ｄは、水の流れ方向（循環方向）にて、この順序で循環路２５に介挿されている。
　少なくとも１つの蒸気タービン５は、循環路２５に介挿され、蒸気を利用して動力を出力可能である。例えば、図１に示したように、少なくとも１つの蒸気タービン５は、高圧タービン５ａ、中圧タービン５ｂ及び低圧タービン５ｃを含んでいる。高圧タービン５ａ、中圧タービン５ｂ及び低圧タービン５ｃは、水の流れ方向（循環方向）にて、この順序で循環路２５に介挿されている。なお、高圧タービン５ａは、過熱器２３ｃの下流に位置し、再熱器２３ｄは、高圧タービン５ａと中圧タービン５ｂとの間に位置している。
　発電機７は、少なくとも１つの蒸気タービン５に連結され、蒸気タービン５が出力した動力を利用して発電可能である。
　復水器９は、少なくとも１つの蒸気タービン５から排出された蒸気を凝縮可能である。
　少なくとも１つの低圧給水加熱器１１は、循環路２５の一部をなす給水経路２７に介挿されている。給水経路２７は、復水器９とボイラ３の少なくとも１つの内部熱交換器２３との間を延びており、内部熱交換器２３に液相の水を供給するための経路である。
　少なくとも１つの低圧給水加熱器１１は、蒸気タービン５から抽気された蒸気を利用して、復水器９によって凝縮された水を加熱可能である。低圧給水加熱器１１の数は特に限定されることはないが、例えば、図１に示したように、低圧給水加熱器１１は、第１低圧給水加熱器１１ａ、第２低圧給水加熱器１１ｂ及び第３低圧給水加熱器１１ｃを含む。第１低圧給水加熱器１１ａ、第２低圧給水加熱器１１ｂ及び第３低圧給水加熱器１１ｃには、例えば、低圧タービン５ｃから抽気された蒸気Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３をそれぞれ供給可能である。例えば、少なくとも１つの低圧給水加熱器１１は、混合形給水加熱器であり、給水経路２７を流れる水と、水を加熱するために供給された蒸気とが混合される。
　高圧給水ポンプ１３は、循環路２５の給水経路２７に介挿され、水の流れ方向（循環方向）にて、低圧給水加熱器１１の下流に位置している。高圧給水ポンプ１３は、低圧給水加熱器１１によって加熱された水の圧力を上昇させて送出可能である。
　少なくとも１つの高圧給水加熱器１５は、循環路２５の給水経路２７に介挿され、高圧給水ポンプ１３と少なくとも１つの内部熱交換器２３との間に位置している。高圧給水加熱器１５は、少なくとも１つの蒸気タービン５から抽気された蒸気を利用して、高圧給水ポンプ１３によって送出された水を加熱可能である。高圧給水加熱器１５の数は特に限定されることはないが、例えば、図１に示したように、高圧給水加熱器１５は、第１高圧給水加熱器１５ａ、第２高圧給水加熱器１５ｂ及び第３高圧給水加熱器１５ｃを含む。第１高圧給水加熱器１５ａ、第２高圧給水加熱器１５ｂ及び第３高圧給水加熱器１５ｃには、例えば、高圧タービン５ａから抽気された蒸気Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６をそれぞれ供給可能である。例えば、少なくとも１つの高圧給水加熱器１５は、表面形給水加熱器であり、給水経路２７を流れる水と、水を加熱するために供給された蒸気とは混合されない。
　触媒装置１７は、ボイラ３から延びる排ガスの排気経路２９に介挿されている。図１に示したように、例えば、触媒装置１７は、脱硝装置（ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ　Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒装置）３１によって構成されている。
　排気経路２９は、ボイラ３の少なくとも１つの内部熱交換器２３と熱交換した後の排ガスを排出するための経路である。少なくとも１つの内部熱交換器２３と熱交換した後の排ガスは、窒素酸化物及び金属水銀を含んでいる。
　触媒装置１７は、少なくとも一種の触媒を有している。少なくとも一種の触媒は、排ガスにそれぞれ含まれる窒素酸化物の還元反応及び金属水銀の酸化反応を促進可能である。
　図示しないけれども、少なくとも一種の触媒は、担体に保持されている。
　触媒は、窒素酸化物の還元反応及び金属水銀の酸化反応を促進可能であれば、特に限定されることはないが、例えば、触媒として、Ｖ（バナジウム）、Ｗ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｕ（銅）等の金属酸化物又は硫酸塩あるいは、Ｐｔ（白金）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｉｒ（イリジウム）等の貴金属、又は、これらの混合物を用いることができる。そして例えば、担体として、チタニア、シリカ、ジルコニア及びこれらの複合酸化物、又は、ゼオライトを用いることができる。
　また、例えば、触媒として、Ｔｉ（チタン）、Ｍｏ及び／又はＷ、Ｖ、並びに、Ｂｉ（ビスマス）の酸化物を含む組成物であって、Ｔｉ：（Ｍｏ＋Ｗ）：Ｖの原子比が７５～９８．９：１～１５：０．１～１０であり、且つ、Ｂ／（Ｍｏ＋Ｗ）の原子比が０．１～０．８である触媒を用いることができる。
　更に、例えば、触媒として、Ｔｉ、Ｍｏ及び／又はＷ、Ｖ、並びに、Ｐ（リン）の各酸化物を含む組成物であって、Ｔｉ：（Ｍｏ＋Ｗ）：Ｖの原子比が８５～９７．５：２～１０：０．５～１０であり、且つ、Ｐ／（Ｍｏ＋Ｗ＋Ｖ）の原子比が０．５～１．５である触媒を用いることができる。
　また更に、例えば、触媒として、酸化チタンを主成分とし、Ｗ、Ｍｏ及びＶからなる群から選ばれた少なくとも一種の元素の酸化物を活性成分として含み、活性成分に対するリンの原子比が０を超えて１．０以下になるように、リン酸又は水溶性のリン酸化合物を含む触媒を用いることができる。なおこの触媒では、０＜Ｐ／活性成分（原子比）＝Ｐモル数／（Ｗモル数＋Ｍｏモル数＋Ｖモル数）≦１．０である。
　また、例えば、触媒として、酸化チタンと、酸化チタンに対し１を超えて１５重量％以下のリン酸又はリン酸アンモニウム塩とを水の存在下で接触させ、表面にリン酸イオンを吸着させた酸化チタンに、Ｍｏ及び／又はＷのオキソ酸若しくはオキソ酸塩と、Ｖのオキソ酸塩若しくはバナジル塩とを、０を超えて８原子％以下で担持した触媒を用いることができる。
　更に、例えば、触媒として、ＴｉＯ２を担体とし、担体上にＶ２Ｏ５及びＭｏＯ３を活性成分として担持し、Ｗ、Ｃｕ、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＺｎ（亜鉛）、並びに、これらの化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種の原子又は化合物を担持したものを用いることができる。
　少なくとも１つの酸化水銀除去装置１９は、触媒装置１７の下流に位置して排気経路２９に介挿され、金属水銀の酸化反応により生成された酸化水銀を排ガスから除去可能である。例えば、図１に示したように、酸化水銀除去装置１９は、集塵装置３３及び湿式の脱硫装置３５を含んでいる。集塵装置３３では、酸化水銀が灰とともに排ガス中から除去される。脱硫装置３５では、吸収液に酸化水銀が溶解し、排ガス中から除去される。排気経路２９は、脱硫装置３５の下流に配置された煙突３６まで延びており、水銀が除去された排ガスは煙突３６から大気中に放出される。
　そして、火力発電システム１にあっては、排ガス温度調整装置２１は、少なくとも１つの高圧給水加熱器１５による水の加熱を調整することにより、触媒装置１７における排ガスの温度を調整可能である。
　上記構成を有する火力発電システム１によれば、排ガス温度調整装置２１が、少なくとも１つの高圧給水加熱器１５による水の加熱を調整することにより、触媒装置１７における排ガスの温度を調整可能である。従って、上記構成によれば、簡単な構成にて、触媒装置１７における排ガスの温度を調整し、排ガス中の金属水銀を効率的に除去可能である。
　幾つかの実施形態では、図１～図５に示したように、排ガス温度調整装置２１は、排ガス温度センサ３７、少なくとも１つのバイパス路３９、少なくとも１つのバイパス弁４１、及び、制御装置４３を有している。
　排ガス温度センサ３７は、触媒装置１７における排ガスの温度を測定可能である。なお、排ガス温度センサ３７は、触媒装置１７における排ガスの温度を測定可能であれば、排ガスの流れ方向にて触媒装置１７の上流に配置されてもよく、又は、下流に配置されてもよい。
　少なくとも１つのバイパス路３９は、少なくとも１つの高圧給水加熱器１５のうち少なくとも１つをバイパス可能なように給水経路２７と並列に設けられている。
　少なくとも１つのバイパス弁４１は、少なくとも１つのバイパス路３９における水の流量を調整可能である。
　制御装置４３は、例えばコンピュータによって構成されており、排ガス温度センサ３７の測定結果に基づいて、少なくとも１つのバイパス弁４１の開度を調整するように構成されている。
　上記構成を有する火力発電システム１によれば、排ガス温度調整装置２１の制御装置４３が、排ガス温度センサ３７の測定結果に基づいて、少なくとも１つのバイパス弁４１の開度を調整可能である。このため、簡単な構成にて、触媒装置１７における排ガスの温度を的確に調整し、排ガス中の金属水銀を効率的に除去可能である。
　なお、バイパス路３９を流れる水の流量を増やすほど、内部熱交換器２３に供給される水の温度が低下し、触媒装置１７での排ガスの温度を低下させることができる。一方、バイパス路３９を流れる水の流量を減らすほど、内部熱交換器２３に供給される水の温度が上昇し、触媒装置１７での排ガスの温度を上昇させることができる。
　幾つかの実施形態では、図１、図２、図３及び図５に示すように、バイパス路３９は、複数の高圧給水加熱器１５ａ，１５ｂ，１５ｃの全てをバイパスするように設けられる。そして、少なくとも１つのバイパス弁４１は、バイパス路３９と給水経路２７との上流側の分岐点及び下流側の分岐点に配置された２つの三方弁４１ａ，４１ｂを含んでいる。
　上記構成によれば、制御装置４３が三方弁４１ａ，４１ｂを切り替えることにより、給水経路２７を流れる全ての水が、複数の高圧給水加熱器１５ａ，１５ｂ，１５ｃの全てを通過して流れるか、あるいは、全てをバイパスして流れるようにすることができる。
　幾つかの実施形態では、図４に示すように、バイパス路３９は、第１高圧給水加熱器１５ａをバイパス可能な第１バイパス路３９ａ、第２高圧給水加熱器１５ｂをバイパス可能な第２バイパス路３９ｂ、及び、第３高圧給水加熱器１５ｃをバイパス可能な第３バイパス路３９ｃを含んでいる。なお、第１バイパス路３９ａの下流側と第２バイパス路３９ｂの上流側は重なっていてもよく、第２バイパス路３９ｂの下流側と第３バイパス路３９ｃの上流側は重なっていてもよい。
　そして、少なくとも１つのバイパス弁４１は、第１バイパス路３９ａ、第２バイパス路３９ｂ及び第３バイパス路３９ｃの各々と給水経路２７との上流側の分岐点及び下流側の分岐点に設けられた４つの三方弁４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆを含んでいる。
　上記構成によれば、制御装置４３が三方弁４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆを切り替えることにより、給水経路２７を流れる全ての水が、複数の高圧給水加熱器１５ａ，１５ｂ，１５ｃのうち全てを通過して流れるか、一部のみを通過して流れるか、或いは、全てをバイパスして流れるようにすることができる。このように、給水経路２７を流れる水が、複数の高圧給水加熱器１５ａ，１５ｂ，１５ｃのうち一部のみを通過して流れることを可能にすることで、内部熱交換器２３に供給される水の温度を微調整可能になる。この結果、触媒装置１７における排ガスの温度をより的確に調整し、排ガス中の金属水銀を効率的に除去可能である。
　幾つかの実施形態では、図２、図３及び図４に示すように、排ガス温度調整装置２１は、排ガス温度センサ３７、少なくとも１つの抽気弁４５、及び、制御装置４３を有している。
　排ガス温度センサ３７は、上述した実施形態で説明したものと同じものである。
　少なくとも１つの抽気弁４５は、少なくとも１つの蒸気タービン５と少なくとも１つの高圧給水加熱器１５との間を延びる少なくとも１つの抽気路４７における、少なくとも１つの蒸気タービン５から抽気された蒸気の流量を調整可能である。
　例えば、図２、図３及び図４に示すように、少なくとも１つの抽気路４７は、第１高圧給水加熱器１５ａ、第２高圧給水加熱器１５ｂ及び第３高圧給水加熱器１５ｃの各々と高圧タービン５ａとの間を延びる第１抽気路４７ａ、第２抽気路４７ｂ及び第３抽気路４７ｃを含んでいる。
　そして、少なくとも１つの抽気弁４５は、第１抽気路４７ａ、第２抽気路４７ｂ及び第３抽気路４７ｃにそれぞれ介挿された第１抽気弁４５ａ、第２抽気弁４５ｂ及び第３抽気弁４５ｃを含んでいる。第１抽気弁４５ａ、第２抽気弁４５ｂ及び第３抽気弁４５ｃは、それぞれ対応する第１抽気路４７ａ、第２抽気路４７ｂ及び第３抽気路４７ｃにおける蒸気Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６の流量を調整可能である。
　制御装置４３は、例えばコンピュータによって構成され、排ガス温度センサ３７の測定結果に基づいて、少なくとも１つの抽気弁４５の開度を調整するように構成されている。例えば、制御装置４３は、第１抽気弁４５ａ、第２抽気弁４５ｂ及び第３抽気弁４５ｃのうち少なくとも１つ以上を調整することによって、第１高圧給水加熱器１５ａ、第２高圧給水加熱器１５ｂ及び第３高圧給水加熱器１５ｃのうち少なくとも１つに供給される蒸気の流量を調整可能である。
　上記構成によれば、排ガス温度調整装置２１が、排ガス温度センサ３７の測定結果に基づいて、抽気弁４５の開度を調整することにより、簡単な構成にて、触媒装置１７における排ガスの温度を的確に調整し、排ガス中の金属水銀を効率的に除去可能である。
　なお、制御装置４３は、排ガス温度センサ３７の測定結果に基づいて、少なくとも１つのバイパス弁４１及び少なくとも１つの抽気弁４５の両方の開度を調整するように構成されていてもよいし、いずれか一方の開度を調整するように構成されていてもよい。制御装置４３が抽気弁４５の開度のみを調整するように構成されている場合、バイパス路３９及びバイパス弁４１は省略可能である。
　幾つかの実施形態では、ボイラ３に燃料として供給される燃料は褐炭であり、排ガス温度調整装置２１は、触媒装置１７における排ガスの温度を４２０℃以下、好ましくは４００℃以下に調整するように構成されている。
　火力発電システムの中でも、石炭、特に褐炭焚きの石炭火力発電システムにおいては、ボイラの内部熱交換器における熱交換率が経年的に低下し、排ガス温度が徐々に高くなるという傾向がある。このため、褐炭焚きの石炭火力発電システムにおいては、稼働時間の経過とともに、触媒装置（脱硝装置）での排ガスの温度が４２０℃を超えてしまう。金属水銀と酸化水銀の間での化学平衡は温度依存性を有しており、排ガスの温度が４２０℃を超えてしまうと、化学平衡が変化し、水銀全体にしめる金属水銀の割合が多くなってしまう。金属水銀の蒸気圧は、酸化水銀の蒸気圧よりも高く、金属水銀の割合が多くなると、排ガス中からの水銀の除去効率が低下してしまう。
　この点、上記構成を有する火力発電システム１によれば、排ガス温度調整装置２１が、触媒装置１７における排ガスの温度を４２０℃以下に調整するように構成されているので、金属水銀と酸化水銀の間での化学平衡を、相対的に金属水銀が少ない状態に維持することができ、排ガス中から水銀を確実且つ効率的に除去可能である。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、触媒装置１７における排ガスの温度を４００℃以下に調整するように構成されている。
　上記構成によれば、排ガス温度調整装置２１が、触媒装置１７における排ガスの温度を４００℃以下に調整することで、金属水銀と酸化水銀の間での化学平衡を、相対的に金属水銀がより少ない状態に維持することができ、排ガス中から水銀を確実且つ効率的に除去可能である。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、触媒装置１７における排ガスの温度を２９０℃以上好ましくは３２０℃以上に調整するように構成されている。
　窒素酸化物の還元反応は、触媒装置１７での排ガスの温度が２９０℃以上好ましくは３２０℃以上であると円滑に進行する。一方、排ガスの温度が３２０℃未満では、排ガス中のＳＯｘ濃度及び必要な脱硝性能を得る為に注入されるＮＨ３濃度によるが酸性硫安が触媒上に析出し、触媒の活性が低下する虞がある。触媒の活性が低下すると、水銀の酸化反応が円滑に進行しなくなる虞がある。
　この点、上記構成を有する火力発電システム１によれば、排ガス温度調整装置２１は、触媒装置１７での排ガスの温度を２９０℃以上好ましくは３２０℃以上に調整するように構成されているので、排ガス中の窒素酸化物が確実かつ効率的に除去されるとともに、排ガス中の水銀も確実且つ効率的に除去される。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、触媒装置１７での排ガスの温度を２９０℃以上４２０℃以下に調整するように構成されている。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、触媒装置１７での排ガスの温度を３２０℃以上４２０℃以下に調整するように構成されている。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、触媒装置１７での排ガスの温度を３２０℃以上４００℃以下に調整するように構成されている。
　この構成によれば、排ガスの温度を４００℃以下に調整することで、金属水銀と酸化水銀の間での化学平衡を、相対的に金属水銀がより一層少ない状態に維持することができ、排ガス中から水銀をより一層確実且つ効率的に除去可能である。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、触媒装置１７での排ガスの温度を３５０℃以上４００℃以下に調整するように構成されている。
　この構成によれば、排ガスの温度を３５０℃以上に調整することで、酸性硫安の析出がより一層確実に抑制され、排ガス中の窒素酸化物が確実かつ効率的に除去されるとともに、排ガス中の水銀も確実且つ効率的に除去される。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、ボイラ３の負荷率が５０％以上１００％以下である場合に、触媒装置１７での排ガスの温度を２９０℃以上４２０℃以下に調整するように構成されている。
　ボイラ３の負荷率が５０％以上１００％以下である場合、触媒装置１７での排ガスの温度が高くなりやすい。この点、上記構成によれば、ボイラ３の負荷率が５０％以上１００％以下であっても、触媒装置１７での排ガスの温度を２９０℃以上４２０℃以下に調整可能である。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、ボイラ３の負荷率が５０％以上１００％以下である場合に、触媒装置１７での排ガスの温度を３２０℃以上４００℃以下に調整するように構成されている。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、ボイラ３の負荷率が５０％以上１００％以下である場合に、触媒装置１７での排ガスの温度を３５０℃以上４００℃以下に調整するように構成されている。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、ボイラ３の負荷率が２５％以上５０％以下である場合に、触媒装置１７での排ガスの温度を２９０℃以上４２０℃以下に調整するように構成されている。
　ボイラ３の負荷率が２５％以上５０％以下である場合、触媒装置１７での排ガスの温度が低くなりやすい。この点、上記構成によれば、ボイラ３の負荷率が２５％以上５０％以下であっても、触媒装置１７での排ガスの温度を２９０℃以上４２０℃以下に調整可能である。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、ボイラ３の負荷率が２５％以上１００％以下である場合に、触媒装置１７での排ガスの温度を３２０℃以上４００℃以下に調整するように構成されている。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、ボイラ３の負荷率が２５％以上１００％以下である場合に、触媒装置１７での排ガスの温度を３５０℃以上４００℃以下に調整するように構成されている。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、ボイラ３の起動時、全ての高圧給水加熱器１５によって水が加熱されるように構成されている。
　上記構成によれば、ボイラ３の起動時、全ての高圧給水加熱器１５によって水を加熱することで、内部熱交換器２３に供給される水の温度を速やかに上昇させることができ、触媒装置１７での排ガスの温度を速やかに上昇させることができる。
　幾つかの実施形態では、図３及び図４に示したように、排ガス温度調整装置２１は、少なくとも１つの高圧給水加熱器１５から少なくとも１つの内部熱交換器２３に供給される水（給水）の温度を測定可能な給水温度センサ４９を更に有している。そして、制御装置４３は、排ガス温度センサ３７によって測定された触媒装置１７での排ガスの温度、及び、給水温度センサ４９によって測定された内部熱交換器２３への給水の温度に基づいて、少なくとも１つの高圧給水加熱器１５による水の加熱を調整することにより、触媒装置１７における排ガスの温度を調整可能である。
　上記構成によれば、排ガス温度調整装置２１が、触媒装置１７での排ガスの温度に加えて、給水温度センサ４９によって測定された内部熱交換器２３への給水の温度に基づいて、少なくとも１つの高圧給水加熱器１５による水の加熱を調整することにより、触媒装置１７における排ガスの温度をより的確に調整可能である。
　なお、給水温度センサ４９は、ボイラ３と高圧給水加熱器１５との間を延びる給水経路２７の部分に配置される。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、内部熱交換器２３への給水温度を１３０℃以上３００℃以下に調整するように構成されている。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、ボイラ３の負荷率が２５％以上５０％以下である場合、及び、５０％以上１００％以下である場合に、触媒装置１７での排ガスの温度を２９０℃以上４２０℃以下に調整し、且つ、内部熱交換器２３への給水温度を１３０℃以上３００℃以下に調整するように構成されている。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、ボイラ３の負荷率が２５％以上５０％以下である場合、及び、５０％以上１００％以下である場合に、触媒装置１７での排ガスの温度を３２０℃以上４００℃以下に調整し、且つ、内部熱交換器２３への給水温度を１３０℃以上３００℃以下に調整するように構成されている。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整装置２１は、ボイラ３の負荷率が２５％以上５０％以下である場合、及び、５０％以上１００％以下である場合に、触媒装置１７での排ガスの温度を３５０℃以上４００℃以下に調整し、且つ、内部熱交換器２３への給水温度を１３０℃以上３００℃以下に調整するように構成されている。
　幾つかの実施形態では、図１に示したように、火力発電システム１Ａ，１Ｅは、酸化剤供給装置５１を更に有している。酸化剤供給装置５１は、触媒装置１７に、金属水銀の酸化反応に供されるハロゲンを供給可能である。
　上記構成によれば、排ガス中の塩化水素濃度が低い場合でも、酸化剤供給装置５１によって触媒装置１７にハロゲンを供給することによって、金属水銀をハロゲンと反応させて酸化水銀を生成することができ、排ガス中から水銀を確実且つ効率的に除去可能である。
　幾つかの実施形態では、酸化剤供給装置５１は、酸化剤として、ハロゲン化アンモニウム、例えば塩化アンモニウムの水溶液を触媒装置１７の上流に供給可能に構成されている。
　上記構成によれば、窒素酸化物の還元反応に供されるアンモニウムも触媒装置１７に同時に供給することができる。
　なお、ハロゲン化アンモニウムとして、塩化アンモニウムの外に、臭化アンモニウムやヨウ化アンモニウムを用いることができる。
　幾つかの実施形態では、図５に示したように、火力発電システム１Ｅは、水銀濃度センサ５３及び酸化剤供給量調整弁５５を更に有している。
　水銀濃度センサ５３は、例えば、触媒装置１７よりも下流に位置して排気経路２９に設けられ、排ガス中の水銀濃度を測定可能である。酸化剤供給量調整弁５５は、触媒装置１７への酸化剤の供給路に設けられ、触媒装置１７に供給される酸化剤の流量を調整可能である。そして、水銀濃度センサ５３の金属水銀濃度と酸化水銀濃度の測定結果に基づいて、触媒装置１７に供給される酸化剤の流量を調整可能とするために、制御装置４３を用いてもよく、別の制御装置を用意してもよい。
　上記した構成によれば、水銀濃度を測定し、金属水銀濃度と酸化水銀濃度の測定結果に基づいて酸化剤の供給量を調整することで、金属水銀をハロゲンと確実に反応させて酸化水銀を生成することができ、排ガス中から水銀を確実且つ効率的に除去可能である。
　図６は、本発明の一実施形態に係る、上述した火力発電システム１の制御方法の概略的な手順を示すフローチャートである。
　図６に示したように、火力発電システム１の制御方法は、排ガス温度調整工程Ｓ１０を有している。排ガス温度調整工程Ｓ１０では、少なくとも１つの高圧給水加熱器１５による水の加熱を調整することにより、触媒装置１７における排ガスの温度を調整する。
　上記構成を有する火力発電システム１の制御方法によれば、排ガス温度調整工程Ｓ１０において、高圧給水加熱器１５による水の加熱を調整することにより、触媒装置１７における排ガスの温度を調整可能である。従って、上記構成によれば、簡単な構成にて、触媒装置１７における排ガスの温度を調整し、排ガス中の金属水銀を効率的に除去可能である。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整工程Ｓ１０にて、触媒装置１７での排ガスの温度が２９０℃以上４２０℃以下になるように、高圧給水加熱器１５による水の加熱が調整される。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整工程Ｓ１０にて、触媒装置１７での排ガスの温度が３２０℃以上４００℃以下になるように、高圧給水加熱器１５による水の加熱が調整される。
　幾つかの実施形態では、排ガス温度調整工程Ｓ１０にて、触媒装置１７での排ガスの温度が３５０℃以上４００℃以下になるように、高圧給水加熱器１５による水の加熱が調整される。
　本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変更を加えた形態や、これらの形態を組み合わせた形態も含む。
　例えば、エコノマイザ（節炭器）２３ａの上流と下流の煙道を互いに連通するバイパスダクトを設け、ボイラ３の起動時や、ボイラ３の負荷率が５０％以下の部分負荷時（低負荷時）に、排ガス温度自体が低いときは、エコノマイザ（節炭器）２３ａ入口の排ガスの一部を、前記バイパスダクトにより、エコノマイザ（節炭器）２３ａをバイパスし、エコノマイザ（節炭器）２３ａの出口で合流させて、触媒装置１７へと流すことにより、触媒装置１７における排ガス温度を前述した温度範囲に制御する運用を組み合わせることもできる。
　また例えば、図１に示したように、火力発電システム１は、水に含まれる気体を除去するための脱気器５７を更に有していてもよい。この場合、脱気器５７は、低圧給水加熱器１１と高圧給水ポンプ１３との間に位置して、給水経路２７に介挿される。そして、中圧タービン５ｂから排出された蒸気の一部（蒸気Ｓ７）を脱気器５７に供給してもよい。
　また例えば、火力発電システム１は、復水器９で凝縮させられた水を低圧給水加熱器１１に向けて送出する復水ポンプ５９を更に有していてもよい。この場合、復水ポンプ５９は、低圧給水加熱器１１と高圧給水ポンプ１３との間に位置して、給水経路２７に介挿される。
　更に例えば、火力発電システム１は、ボイラ３に供給される空気を加熱するための空気加熱器６１を有していてもよい。空気加熱器６１は、触媒装置１７と酸化水銀除去装置１９との間に位置して排気経路２９に介挿され、送風機６３によってボイラ３に供給される空気を排ガスとの熱交換によって加熱可能である。
　また例えば、上述した実施形態では、火力発電システム１は、燃料として石炭を燃焼させる石炭火力発電システムであったが、燃料は石炭に限定されることはなく、重油等であってもよい。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ　　火力発電システム
３　　　　ボイラ
５　　　　蒸気タービン
５ａ　　　高圧タービン
５ｂ　　　中圧タービン
５ｃ　　　低圧タービン
７　　　　発電機
９　　　　復水器
１１　　　低圧給水加熱器
１１ａ　　第１低圧給水加熱器
１１ｂ　　第２低圧給水加熱器
１１ｃ　　第３低圧給水加熱器
１３　　　高圧給水ポンプ
１５　　　高圧給水加熱器
１５ａ　　第１高圧給水加熱器
１５ｂ　　第２高圧給水加熱器
１５ｃ　　第３高圧給水加熱器
１７　　　触媒装置
１９　　　酸化水銀除去装置
２１　　　排ガス温度調整装置
２３　　　内部熱交換器
２３ａ　　エコノマイザ
２３ｂ　　蒸発器
２３ｃ　　過熱器
２３ｄ　　再熱器
２５　　　循環路
２７　　　給水経路
２９　　　排気経路
３１　　　脱硝装置
３３　　　集塵装置
３５　　　脱硫装置
３６　　　煙突
３７　　　排ガス温度センサ
３９　　　バイパス路
３９ａ　　第１バイパス路
３９ｂ　　第２バイパス路
３９ｃ　　第３バイパス路
４１　　　バイパス弁
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ　三方弁
４３　　　制御装置
４５　　　抽気弁
４５ａ　　第１抽気弁
４５ｂ　　第２抽気弁
４５ｃ　　第３抽気弁
４７　　　抽気路
４７ａ　　第１抽気路
４７ｂ　　第２抽気路
４７ｃ　　第３抽気路
４９　　　給水温度センサ
５１　　　酸化剤供給装置
５３　　　水銀濃度センサ
５５　　　酸化剤供給量調整弁
５７　　　脱気器
５９　　　復水ポンプ
６１　　　空気加熱器
６３　　　送風機

Claims (7)

  1. 　水が循環可能な循環路に介挿された少なくとも１つの内部熱交換器であって、燃料を燃焼させて発生した排ガスと前記水との間で熱交換を行うことにより蒸気を生成可能な少なくとも１つの内部熱交換器を有するボイラと、
    　前記循環路に介挿され、前記蒸気を利用して動力を出力可能な少なくとも１つの蒸気タービンと、
    　前記蒸気タービンが出力した動力を利用して発電可能な発電機と、
    　前記蒸気タービンから排出された前記蒸気を凝縮可能な復水器と、
    　前記復水器から前記少なくとも１つの内部熱交換器まで延びる前記循環路の一部をなす給水経路に介挿され、前記少なくとも１つの蒸気タービンから抽気された蒸気を利用して、前記復水器によって凝縮された前記水を加熱可能な少なくとも１つの低圧給水加熱器と、
    　前記少なくとも１つの低圧給水加熱器の下流に位置して前記循環路の給水経路に介挿され、前記少なくとも１つの低圧給水加熱器によって加熱された前記水の圧力を上昇させて送出可能な高圧給水ポンプと、
    　前記高圧給水ポンプと前記少なくとも１つの内部熱交換器との間に位置して前記循環路の給水経路に介挿され、前記少なくとも１つの蒸気タービンから抽気された蒸気を利用して、前記高圧給水ポンプによって送出された前記水を加熱可能な少なくとも１つの高圧給水加熱器と、
    　前記ボイラから延びる前記排ガスの排気経路に介挿され、前記排ガスにそれぞれ含まれる窒素酸化物の還元反応及び金属水銀の酸化反応を促進可能な少なくとも一種の触媒を有する触媒装置と、
    　前記触媒装置の下流に位置して前記排気経路に介挿され、前記金属水銀の酸化反応により生成された酸化水銀を前記排ガスから除去可能な少なくとも１つの酸化水銀除去装置と、
    　前記少なくとも１つの高圧給水加熱器による前記水の加熱を調整することにより、前記触媒装置における前記排ガスの温度を調整可能な排ガス温度調整装置と
    を備える
    ことを特徴とする火力発電システム。
  2. 　前記排ガス温度調整装置は、
    　前記触媒装置における前記排ガスの温度を測定可能な排ガス温度センサと、
    　前記少なくとも１つの高圧給水加熱器のうち少なくとも１つをバイパス可能なように前記給水経路と並列に設けられた少なくとも１つのバイパス路と、
    　前記少なくとも１つのバイパス路における前記水の流量を調整可能な少なくとも１つのバイパス弁と、
    　前記排ガス温度センサの測定結果に基づいて、前記少なくとも１つのバイパス弁の開度を調整するように構成された制御装置と
    を含む
    ことを特徴とする請求項１に記載の火力発電システム。
  3. 　前記排ガス温度調整装置は、
    　前記触媒装置における前記排ガスの温度を測定可能な排ガス温度センサと、
    　前記少なくとも１つの蒸気タービンと前記少なくとも１つの高圧給水加熱器との間を延びる少なくとも１つの抽気路における、前記少なくとも１つの蒸気タービンから抽気された蒸気の流量を調整可能な少なくとも１つの抽気弁と、
    　前記排ガス温度センサの測定結果に基づいて、前記少なくとも１つの抽気弁の開度を調整するように構成された制御装置と
    を含む
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の火力発電システム。
  4. 　前記燃料は褐炭であり、
    　前記排ガス温度調整装置は、前記触媒装置における前記排ガスの温度を４２０℃以下に調整するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の火力発電システム。
  5. 　前記排ガス温度調整装置は、前記触媒装置における前記排ガスの温度を２９０℃以上に調整するように構成されている
    ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の火力発電システム。
  6. 　前記金属水銀の酸化反応に供されるハロゲンを前記触媒装置に供給可能な酸化剤供給装置を備える
    ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の火力発電システム。
  7. 　水が循環可能な循環路に介挿された少なくとも１つの内部熱交換器であって、燃料を燃焼させて発生した排ガスと前記水との間で熱交換を行うことにより蒸気を生成可能な少なくとも１つの内部熱交換器を有するボイラと、
    　前記循環路に介挿され、前記蒸気を利用して動力を出力可能な少なくとも１つの蒸気タービンと、
    　前記蒸気タービンが出力した動力を利用して発電可能な発電機と、
    　前記蒸気タービンから排出された前記蒸気を凝縮可能な復水器と、
    　前記復水器から前記少なくとも１つの内部熱交換器まで延びる前記循環路の一部をなす給水経路に介挿され、前記少なくとも１つの蒸気タービンから抽気された蒸気を利用して、前記復水器によって凝縮された前記水を加熱可能な少なくとも１つの低圧給水加熱器と、
    　前記少なくとも１つの低圧給水加熱器の下流に位置して前記循環路の給水経路に介挿され、前記少なくとも１つの低圧給水加熱器によって加熱された前記水の圧力を上昇させて送出可能な高圧給水ポンプと、
    　前記高圧給水ポンプと前記少なくとも１つの内部熱交換器との間に位置して前記循環路の給水経路に介挿され、前記少なくとも１つの蒸気タービンから抽気された蒸気を利用して、前記高圧給水ポンプによって送出された前記水を加熱可能な少なくとも１つの高圧給水加熱器と、
    　前記ボイラから延びる前記排ガスの排気経路に介挿され、前記排ガスにそれぞれ含まれる窒素酸化物の還元反応及び金属水銀の酸化反応を促進可能な少なくとも一種の触媒を有する触媒装置と、
    　前記触媒装置の下流に位置して前記排気経路に介挿され、前記金属水銀の酸化反応により生成された酸化水銀を前記排ガスから除去可能な少なくとも１つの酸化水銀除去装置と、
    を備える火力発電システムの制御方法において、
    　前記少なくとも１つの高圧給水加熱器による前記水の加熱を調整することにより、前記触媒装置における前記排ガスの温度を調整する工程を備える
    ことを特徴とする火力発電システムの制御方法。
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