JP2001116208A - ダクトバーナ付き排熱回収ボイラ - Google Patents

ダクトバーナ付き排熱回収ボイラ

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JP2001116208A
JP2001116208A JP29259899A JP29259899A JP2001116208A JP 2001116208 A JP2001116208 A JP 2001116208A JP 29259899 A JP29259899 A JP 29259899A JP 29259899 A JP29259899 A JP 29259899A JP 2001116208 A JP2001116208 A JP 2001116208A
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JP
Japan
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superheater
heat recovery
duct burner
inlet
evaporator
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JP29259899A
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English (en)
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Hiroshi Kawazoe
博 川添
Hideo Ibuka
英男 井深
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 排熱回収ボイラ入口ダクトの過度の温度上昇
並びに過熱器出口の蒸気温度の過度の上昇を抑制するこ
と。 【解決手段】 燃焼排ガスの流れに沿って、過熱器8、
蒸発器9、節炭器10を順に配置した排熱回収ボイラ7
において、過熱器と蒸発器のそれぞれの入口に追い焚き
用のダクトバーナを設け、過熱器入口ダクトバーナ4で
の燃焼量は、排熱回収ボイラの入口排ガス温度と過熱器
出口蒸気温度13に基づいて調整され、蒸発器入口ダク
トバーナ5での燃焼量は、蒸発器下流のドラムからの飽
和蒸気量14に基づいて調整される排熱回収ボイラ。ま
た、過熱器8と蒸発器9の排ガス流れの通路での配置を
逆にして、ボイラ入口、蒸発器、過熱器、節炭器の順に
配置し、蒸発器と過熱器の入口にダクトバーナを設ける
もの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダクトバーナ付き
排熱回収ボイラに関わり、ダクトバーナによる助燃量を
増加させた場合にも、排熱回収ボイラ入口ダクトの温度
上昇並びに過熱器出口の蒸気温度の上昇を抑制し、蒸気
温度及び蒸発量を確保するのに好適な排熱回収ボイラに
関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来技術のダクトバーナを有す
る排熱回収ボイラの構成例を示す。ガスタービン1から
排出された燃焼排ガス2は、入口ダクト3に設置された
過熱器入口ダクトバーナ4により追い焚きされ、燃焼排
ガスに熱量が付加されて燃焼排ガス温度6が上昇した
後、排熱回収ボイラ7に流入する。
【0003】排熱回収ボイラ7には、過熱器8、蒸発器
9、節炭器10の各バンクが燃焼排ガス2の流れに従っ
てその順に設置され、燃焼排ガスとボイラ給水との熱交
換によって蒸気が発生する。ダクトバーナ4での燃焼量
は、必要蒸気量16および蒸気温度15をもとに決定さ
れる。
【0004】しかし、この排熱回収ボイラの構成例で
は、必要蒸気量16が増加するにしたがってダクトバー
ナ4での燃焼量が増加し、追い焚き後の燃焼排ガス6の
温度が約1,000℃付近まで上昇する場合があり、入
口ダクト内部に水冷壁を設置して、バンク入口の排ガス
温度を低下させる必要があった。
【0005】また、追い焚き後の燃焼排ガス温度6の上
昇に伴い、過熱器出口での蒸気温度が上昇し減温器スプ
レー量12が増加する傾向にあった。
【0006】図6は図5に示す従来技術の熱平衡線図で
ある。図6によると、蒸発器9、過熱器8及び減温器1
1を通る蒸気温度の上昇、下降動向に見合う排ガス温度
の変動傾向が開示されていて、減温器を通った蒸気の必
要蒸気量16と蒸気温度15の上昇指令によってダクト
バーナ4での燃焼量が増加して、ダクトバーナ4直後の
下流での排ガス温度が過度に上昇している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術では、ダ
クトバーナを有する排熱回収ボイラの構成例において、
入口ダクト3に過熱器入口ダクトバーナ4を設置し、そ
の追い焚きによって燃焼排ガス温度6が約1,000℃
まで上昇していた。
【0008】本発明の目的は、排熱回収ボイラ入口の燃
焼排ガス温度6を従来技術に比較して低減すること、な
らびに過熱器出口における蒸気温度13の極度の上昇を
防止し、減温器スプレー量12を従来技術に比較して低
減することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は次のような構成を採用する。
【0010】過熱器、蒸発器、節炭器を備えた排熱回収
ボイラにおいて、前記過熱器と前記蒸発器のそれぞれの
入口に追い焚き用のダクトバーナを有する排熱回収ボイ
ラ。
【0011】また、燃焼排ガスの流れに沿って、過熱
器、蒸発器、節炭器を順に配置した排熱回収ボイラにお
いて、前記過熱器と前記蒸発器のそれぞれの入口に追い
焚き用のダクトバーナを設け、前記過熱器入口ダクトバ
ーナでの燃焼量は、排熱回収ボイラの入口排ガス温度と
前記過熱器出口蒸気温度に基づいて調整され、前記蒸発
器入口ダクトバーナでの燃焼量は、蒸発器下流のドラム
からの飽和蒸気量に基づいて調整される排熱回収ボイ
ラ。
【0012】また、燃焼排ガスの流れに沿って、蒸発
器、過熱器、節炭器を順に配置した排熱回収ボイラにお
いて、前記蒸発器と前記過熱器のそれぞれの入口に追い
焚き用のダクトバーナを設け、前記蒸発器入口ダクトバ
ーナでの燃焼量は、排熱回収ボイラの入口排ガス温度と
蒸発器下流のドラムからの飽和蒸気量に基づいて調整さ
れ、前記過熱器入口ダクトバーナでの燃焼量は、前記過
熱器出口蒸気温度に基づいて調整される排熱回収ボイ
ラ。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態に係るダクトバ
ーナ付き排熱回収ボイラについて、図1〜図4を用いて
以下説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る
排熱回収ボイラであって、ダクトバーナを過熱器入口と
蒸発器入口とに設置する構成例を示す図であり、図2は
図1に示す第1の実施形態についての熱平衡線図であ
る。図3は、本発明の第2の実施形態に係る排熱回収ボ
イラであって、燃焼排ガスの流れの順に蒸発器、過熱器
を配置し、ダクトバーナを蒸発器入口と過熱器入口とに
設置する構成例を示す図であり、図4は図3に示す第2
の実施形態についての熱平衡線図である。
【0014】ここで、1はガスタービン、2は燃焼排ガ
ス、3は排熱回収ボイラ入口ダクト、4は過熱器入口ダ
クトバーナ、5は蒸発器入口ダクトバーナ、6は燃焼排
ガス(過熱器入口ダクトバーナ追い焚き後)、7は排熱
回収ボイラ、8は過熱器、9は蒸発器、10は節炭器、
11は減温器、12は減温器スプレー量、13は過熱器
出口蒸気温度、14は飽和蒸気量、15は必要蒸気温
度、16は必要蒸気量、17は過熱器入口ダクトバーナ
燃料量、18は蒸発器入口ダクトバーナ燃料量、19は
燃焼排ガス(蒸発器入口ダクトバーナ追い焚き後)、を
それぞれ表す。
【0015】図1によると、ガスタービン1から排出さ
れた燃焼排ガス2は、入口ダクト3に設置された過熱器
入口ダクトバーナ4により追い焚きされて、燃焼排ガス
熱量が増加した後6、排熱回収ボイラ7に流入する。排
熱回収ボイラに設置された過熱器8において熱交換に伴
って飽和蒸気より必要蒸気温度13まで過熱されると同
時に、一方、排ガス温度は前記熱交換によって低下す
る。
【0016】この後、蒸発器9の入口に設置されたダク
トバーナ5によって再度追い焚きされて排ガスに熱量が
付加され排ガス温度19が上昇する。そして、この後、
蒸発器9において前記温度上昇19した燃焼排ガスと熱
交換を行い必要蒸気量(飽和蒸気)14を発生する。
【0017】ダクトバーナ4での燃焼量は、入口排ガス
温度2及び過熱器出口蒸気温度13をもとに算出され
る。ダクトバーナ5での燃焼量は、飽和蒸気量14をも
とに算出される。即ち、必要蒸気温度13,15に対し
てはダクトバーナ4の燃焼量を調整し、必要蒸気量16
に対してはダクトバーナ5の燃焼量を調整すればよい。
【0018】図2には図1の排熱回収ボイラの熱平衡線
図を示すが、従来技術の熱平衡線図と比較すれば分かる
ように、減温器出口における必要な過熱蒸気温度15を
維持するために、排熱回収ボイラの各所での排ガス温度
の状況は、従来技術のそれとは異なって、特に、ダクト
バーナ4出口の過度の温度上昇は抑制されている。
【0019】図3には本発明の第2の実施形態を示す
が、図1の過熱器8と蒸発器9の排ガス流れの通路での
配置を変更したものである。本実施形態では、排熱回収
ボイラの入口に近傍に蒸発器9を設置しているので、蒸
発器入口ダクトバーナ5の追い焚きによる排ガス温度1
9は、過度の温度上昇とする必要はない。
【0020】ガスタービン1から排出された燃焼排ガス
2は、入口ダクト3に設置された蒸発器入口ダクトバー
ナ5により追い焚きされて燃焼排ガス熱量が増加した後
19、蒸発器9において熱交換に伴い飽和蒸気を発生す
るとともに、排ガス温度が低下する(図4参照)。その
後、過熱器入口ダクトバーナ4によって燃焼排ガスが再
度追い焚きされて排ガス温度が上昇したのち6(図4参
照)、過熱器8において熱交換を行ない過熱蒸気を発生
する。
【0021】ここで、ダクトバーナ5での燃焼量は、ガ
スタービン1の排ガス温度2ならびに飽和蒸気量14を
もとに調整され、ダクトバーナ4での燃焼量は過熱器出
口の必要蒸気温度13をもとに調整される。
【0022】以上説明したように、本発明の実施形態は
次のような構成と機能を奏するものを含むものである。
即ち、ダクトバーナを過熱器入口4と蒸発器入口5の両
方に設置することによって構成される。この構成によ
り、排熱回収ボイラ内の過熱器入口4並びに蒸発器入口
5でのダクトバーナの燃焼量17,18を調整すること
によって、入口ダクトの排ガス温度6の低減ならびに減
温器スプレー量12を従来技術に比較して低減できるも
のである。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、ダクトバーナによる追
い焚きに伴う排ガスの熱量増加分を過熱器入口と蒸発器
入口の2つに分割することにより、従来技術に比較して
排熱回収ボイラ入口の排ガス温度の低減ならびに過熱器
出口蒸気温度の上昇を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る排熱回収ボイラ
であって、ダクトバーナを過熱器入口と蒸発器入口とに
設置する構成例を示す図である。
【図2】図1に示す第1の実施形態についての熱平衡線
図である。
【図3】本発明の第2の実施形態に係る排熱回収ボイラ
であって、燃焼排ガスの流れの順に蒸発器、過熱器を配
置し、ダクトバーナを蒸発器入口と過熱器入口とに設置
する構成例を示す図である。
【図4】図3に示す第2の実施形態についての熱平衡線
図である。
【図5】従来技術のダクトバーナ付き排熱回収ボイラを
示す図である。
【図6】図5に示す従来技術の熱平衡線図である。
【符号の説明】
1 ガスタービン 2 燃焼排ガス 3 排熱回収ボイラ入口ダクト 4 過熱器入口ダクトバーナ 5 蒸発器入口ダクトバーナ 6 燃焼排ガス(過熱器入口ダクトバーナ追い焚き後) 7 排熱回収ボイラ 8 過熱器 9 蒸発器 10 節炭器 11 減温器 12 減温器スプレー量 13 過熱器出口蒸気温度 14 飽和蒸気量 15 必要蒸気温度 16 必要蒸気量 17 過熱器入口ダクトバーナ燃料量 18 蒸発器入口ダクトバーナ燃料量 19 燃焼排ガス(蒸発器入口ダクトバーナ追い焚き
後)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 過熱器、蒸発器、節炭器を備えた排熱回
    収ボイラにおいて、前記過熱器と前記蒸発器のそれぞれ
    の入口に追い焚き用のダクトバーナを有することを特徴
    とする排熱回収ボイラ。
  2. 【請求項2】 燃焼排ガスの流れに沿って、過熱器、蒸
    発器、節炭器を順に配置した排熱回収ボイラにおいて、 前記過熱器と前記蒸発器のそれぞれの入口に追い焚き用
    のダクトバーナを設け、 前記過熱器入口ダクトバーナでの燃焼量は、排熱回収ボ
    イラの入口排ガス温度と前記過熱器出口蒸気温度に基づ
    いて調整され、 前記蒸発器入口ダクトバーナでの燃焼量は、蒸発器下流
    のドラムからの飽和蒸気量に基づいて調整されることを
    特徴とする排熱回収ボイラ。
  3. 【請求項3】 燃焼排ガスの流れに沿って、蒸発器、過
    熱器、節炭器を順に配置した排熱回収ボイラにおいて、 前記蒸発器と前記過熱器のそれぞれの入口に追い焚き用
    のダクトバーナを設け、 前記蒸発器入口ダクトバーナでの燃焼量は、排熱回収ボ
    イラの入口排ガス温度と蒸発器下流のドラムからの飽和
    蒸気量に基づいて調整され、 前記過熱器入口ダクトバーナでの燃焼量は、前記過熱器
    出口蒸気温度に基づいて調整されることを特徴とする排
    熱回収ボイラ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012165601A1 (ja) * 2011-05-31 2012-12-06 株式会社 東芝 排熱回収ボイラおよび発電プラント
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US9528396B2 (en) 2011-03-25 2016-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Heat recovery steam generator and power plant

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