JP2007315281A - Small once-through boiler power generation system and its operation control method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small once-through boiler power generation system in which a plurality of small once-through boilers and a plurality of steam turbines utilizing steam produced therein to generate electric power are installed, capable of performing efficient operation corresponding to a demand fluctuation of a steam flow amount, and to provide its operation control method. <P>SOLUTION: A steam supply flow path 6 connecting the small once-through boiler 2 to a steam utilizing process 5 is parted into a plurality of branch flow paths 6a, 6b, 6c. An power generation unit 3 consists of a detection part consisting of a steam superheater 7, a flowmeter, and a pressure gage, an emergency shut-off valve, a flow control valve, a steam turbine 8 incident to a generator, and a pressure reducing valve, a bypass flow path 16 bypassing the emergency shut-off valve, the flow control valve and the steam turbine 8 incidental to the generator and connected to the branch flow path, and a bypass valve provided in the bypass flow path 16, which are mounted in each of the plurality of branch flow paths. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、小型貫流ボイラと蒸気タービンとを夫々複数台設置した小型貫流ボイラ発電システムにおいて、蒸気流量の需要変動に対応して効率的な運転が可能な小型貫流ボイラ発電システムおよびその運転制御方法に関する。   The present invention relates to a small once-through boiler power generation system in which a plurality of small once-through boilers and steam turbines are installed, and a small once-through boiler power generation system capable of efficient operation in response to fluctuations in demand for steam flow, and an operation control method thereof. About.

小型貫流ボイラを複数台設置して蒸気を供給するシステムの台数制御に関しては、従来より種々の提案がなされている。このような従来例に係る貫流ボイラの台数制御方法について、以下図7および図8を参照しつつ説明する。図7は従来例に係る貫流ボイラの台数制御方法の一実施例を示す概要説明図、図8は従来例に係るバッアップ用ボイラを設けた蒸気供給システムの一実施例を示すボイラ設置状況図を示す。   Various proposals have been made for controlling the number of systems for supplying steam by installing a plurality of small once-through boilers. A method for controlling the number of once-through boilers according to the conventional example will be described below with reference to FIGS. FIG. 7 is a schematic explanatory view showing one embodiment of a method for controlling the number of once-through boilers according to the conventional example, and FIG. 8 is a boiler installation situation diagram showing one embodiment of the steam supply system provided with the backup boiler according to the conventional example. Show.

先ず、図7において、従来例に係る貫流ボイラの台数制御方法は、貫流ボイラ21を複数台設置し、各ボイラ21の蒸気管を集合してスチームアキュムレータ22に連結し、スチームアキュムレータ22の出力部からスチームヘッダー25の配管の間に蒸気流量検出装置23を設け、配管途中もしくはスチームヘッダー25に圧力検出装置24を設けた多缶設置システムにおいて、蒸気流量検出装置23並びに圧力検出装置24からの信号により、各ボイラ21の燃焼、停止を制御するものである(特許文献1参照)。   First, in FIG. 7, the method for controlling the number of once-through boilers according to the conventional example is that a plurality of once-through boilers 21 are installed, the steam pipes of the respective boilers 21 are assembled and connected to the steam accumulator 22, and the output unit of the steam accumulator 22. In the multi-can installation system in which the steam flow detection device 23 is provided between the pipes of the steam header 25 and the pressure detection device 24 is provided in the middle of the pipe or the steam header 25, signals from the steam flow detection device 23 and the pressure detection device 24 are provided. Thus, the combustion and stop of each boiler 21 are controlled (see Patent Document 1).

上記従来例に係る貫流ボイラの台数制御方法によれば、スチームアキュムレータ22の設置により蒸気負荷の急激な変動に対しての圧力の急激な変化が防止でき、安定した蒸気供給が可能となる。また、蒸気流量検出装置23からの信号によるボイラ21の燃焼台数の決定と、圧力検知装置24からの信号による燃焼パターンの決定により蒸気負荷変動に応じた適切なボイラ21の燃焼台数と燃焼状態が決定される。   According to the method for controlling the number of once-through boilers according to the above-described conventional example, the steam accumulator 22 can be installed to prevent a rapid change in pressure with respect to a rapid change in steam load, thereby enabling a stable steam supply. Further, by determining the number of combustions of the boiler 21 based on the signal from the steam flow rate detection device 23 and determining the combustion pattern based on the signal from the pressure detection device 24, the appropriate number of combustions and the combustion state of the boiler 21 according to the steam load fluctuation are determined. It is determined.

次に、図8に示した従来例に係るバッアップ用ボイラを設けた蒸気供給システムは、主蒸気供給装置34と、複数台のバックアップ用ボイラ31を設けた蒸気供給システムにおいて、主蒸気供給装置34が供給している蒸気量に見合うバックアップ用ボイラ31の台数を算出し、算出台数分のバックアップ用ボイラ31に対して予熱指令を送る運転制御装置32を設けたものである(特許文献2参照)。   Next, the steam supply system provided with the backup boiler according to the conventional example shown in FIG. 8 is the main steam supply apparatus 34 and the steam supply system provided with a plurality of backup boilers 31. The operation control device 32 that calculates the number of backup boilers 31 corresponding to the amount of steam supplied by the engine and sends a preheating command to the backup boilers 31 for the calculated number is provided (see Patent Document 2). .

この従来例に係るバッアップ用ボイラを設けた蒸気供給システムによれば、主蒸気供給装置34の緊急停止によって蒸気圧力が低下し、蒸気使用量に影響が及ぶことを防止することができる。しかしながら、上記従来例に係る発明は、何れも複数台の貫流ボイラの台数制御方法や蒸気供給システムに関するものであって、発電システムに関しては何ら記載されていない。   According to the steam supply system provided with the backup boiler according to this conventional example, it is possible to prevent the steam pressure from being lowered due to the emergency stop of the main steam supply device 34 and affecting the amount of steam used. However, the inventions according to the above-described conventional examples all relate to a method for controlling the number of multiple once-through boilers and a steam supply system, and do not describe any power generation system.

このような状況に鑑み、本発明者等は、発電システム、コージェネシステムおよび発電方法について既に提案している。この従来例に係る技術について、以下図9を用いて説明する。図9は、前記従来例の実施形態に係るコージェネシステムの全体構成を示す配管系統図である。   In view of such a situation, the present inventors have already proposed a power generation system, a cogeneration system, and a power generation method. The technique according to this conventional example will be described below with reference to FIG. FIG. 9 is a piping diagram showing the overall configuration of the cogeneration system according to the embodiment of the conventional example.

従来例に係るこの発電システム、コージェネシステムは、蒸気利用設備44で利用される蒸気を利用して発電する発電システム40であって、前記蒸気は小型貫流ボイラ41で生成されたものであり、前記小型貫流ボイラ41で生成された蒸気を過熱する蒸気過熱器42と、前記蒸気過熱器42で過熱された過熱蒸気によって駆動される蒸気タービン44と、前記蒸気タービン44の駆動に伴って発電を行なう発電機46とを備えている(特許文献3参照)。
特開平5−288302号公報 特開2002−310403号公報 特願2005−155808号
This power generation system and cogeneration system according to the conventional example is a power generation system 40 that generates power using steam used in the steam utilization facility 44, and the steam is generated by a small once-through boiler 41, and A steam superheater 42 that superheats steam generated by the small once-through boiler 41, a steam turbine 44 that is driven by superheated steam that is superheated by the steam superheater 42, and power generation is performed as the steam turbine 44 is driven. And a generator 46 (see Patent Document 3).
Japanese Patent Laid-Open No. 5-288302 JP 2002-310403 A Japanese Patent Application No. 2005-155808

しかしながら、前記従来例で採用しているラジアルタービンのような小容量の蒸気タービン44は、定格効率は80%程度と高いが、部分負荷条件では効率が極端に低下することが問題である。例えば、供給される蒸気流量が定格流量の半分になると、この蒸気タービンの効率は40%まで低下する。   However, the small-capacity steam turbine 44 such as the radial turbine employed in the conventional example has a high rated efficiency of about 80%, but the problem is that the efficiency is extremely lowered under partial load conditions. For example, when the supplied steam flow becomes half of the rated flow, the efficiency of this steam turbine is reduced to 40%.

従って、本発明の目的は、小型貫流ボイラとこの小型貫流ボイラによって生成された蒸気を利用して発電するための蒸気タービンとを夫々複数台設置した小型貫流ボイラ発電システムにおいて、蒸気流量の需要変動に対応して効率的な運転が可能な小型貫流ボイラ発電システムおよびその運転制御方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to change the demand of steam flow in a small once-through boiler power generation system in which a plurality of small once-through boilers and steam turbines for generating electricity using steam generated by the small once-through boiler are installed. Is to provide a small once-through boiler power generation system capable of efficient operation and an operation control method thereof.

前記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る小型貫流ボイラ発電システムが採用した手段は、蒸気利用プロセスに供給する蒸気を生成するための複数台の小型貫流ボイラと、この生成された蒸気が前記蒸気利用プロセスに供給される前段階でこの蒸気を利用して発電するための発電ユニットと、これらを運転制御するための運転制御装置とを備えた小型貫流ボイラ発電システムに関するものである。   In order to achieve the above object, the means adopted by the small once-through boiler power generation system according to claim 1 of the present invention includes a plurality of small once-through boilers for generating steam to be supplied to the steam utilization process, The present invention relates to a small once-through boiler power generation system including a power generation unit for generating power using the steam before the steam is supplied to the steam utilization process and an operation control device for controlling the operation of the power generation unit. is there.

そして、この小型貫流ボイラ発電システムは、前記小型貫流ボイラと蒸気利用プロセスとを接続する蒸気供給流路が複数の分岐流路に分岐されるとともに、前記発電ユニットが、この複数の分岐流路の各々に、蒸気過熱器、流量計および圧力計からなる検出部、緊急遮断弁、流量調節弁、発電機付帯の蒸気タービンおよび減圧弁と、前記緊急遮断弁、流量調節弁および発電機付帯の蒸気タービンをバイパスして前記分岐流路に接続されたバイパス流路と、このバイパス流路に設けられたバイパス弁とを介装されてなることを特徴とするものである。   In this small once-through boiler power generation system, the steam supply flow path connecting the small once-through boiler and the steam utilization process is branched into a plurality of branch flow paths, and the power generation unit is connected to the plurality of branch flow paths. Each includes a detector comprising a steam superheater, a flow meter and a pressure gauge, an emergency shut-off valve, a flow control valve, a steam turbine and a pressure reducing valve attached to the generator, and the emergency shut-off valve, the flow control valve and the steam attached to the generator A bypass passage connected to the branch passage by bypassing the turbine and a bypass valve provided in the bypass passage are interposed.

本発明の請求項2に係る小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法が採用した手段は、請求項1に記載の小型貫流ボイラ発電システムにおいて、前記運転制御装置に、蒸気利用プロセスから要求される蒸気の需要量を制御信号として入力し、この蒸気需要流量に応じて運転する前記発電ユニット数を決定することを特徴とするものである。   The means adopted by the operation control method of the small once-through boiler power generation system according to claim 2 of the present invention is the small once-through boiler power generation system according to claim 1, wherein the operation control device is provided with steam required from a steam utilization process. Is input as a control signal, and the number of power generation units to be operated is determined according to the steam demand flow rate.

本発明の請求項3に係る小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法が採用した手段は、請求項2に記載の小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法において、前記発電ユニット各々の蒸気流量と蒸気タービン出口圧力とを検出し、この検出信号に基づき前記各発電ユニットの流量調節弁を制御することを特徴とするものである。   The operation control method of the small once-through boiler power generation system according to claim 3 of the present invention is the operation control method of the small once-through boiler power generation system according to claim 2, wherein the steam flow rate and the steam turbine of each of the power generation units are The outlet pressure is detected, and the flow rate control valve of each power generation unit is controlled based on the detection signal.

本発明の請求項4に係る小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法が採用した手段は、請求項2または3に記載の小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法において、蒸気利用プロセスの蒸気需要流量に応じて、以下のステップ通り前記各発電ユニットの流量調節弁を制御することを特徴とするものである。   The means adopted by the operation control method of the small once-through boiler power generation system according to claim 4 of the present invention is the operation control method of the small once-through boiler power generation system according to claim 2 or 3, in the steam demand flow rate of the steam utilization process. Accordingly, the flow control valve of each power generation unit is controlled according to the following steps.

(1)前記蒸気需要流量が前記発電ユニットの定格蒸気流量以下の場合、複数の前記発電ユニットのうち第1発電ユニットのみを通常運転方法で運転し、
(2)前記蒸気需要流量が定格蒸気流量に近づくと、前記発電ユニットのうち第2発電ユニットの暖機運転を開始し、
(3)前記蒸気需要流量が定格蒸気流量以上になると、前記第2発電ユニットを並列運転するが、前記第1発電ユニットは定格運転、第2発電ユニットは部分負荷運転になるように前記各発電ユニットの流量調節弁を制御するとともに、
(4)前記蒸気需要流量が定格蒸気流量の2倍に近づくと、前記第3発電ユニットの暖機運転を開始し、
(5)以下、前記蒸気需要流量が全発電ユニットの総定格蒸気流量に近づくまで、前記(2)乃至(4)に相当するステップを繰り返し、
(6)前記蒸気需要流量が全発電ユニットの総定格蒸気流量以上になった場合は、前記全発電ユニットを並列運転するが、1つの発電ユニットのみ部分負荷運転とし、他の発電ユニット全てを定格運転するように各発電ユニットの流量調節弁を制御する。
(1) When the steam demand flow rate is equal to or lower than the rated steam flow rate of the power generation unit, only the first power generation unit is operated in the normal operation method among the plurality of power generation units,
(2) When the steam demand flow rate approaches the rated steam flow rate, the warm-up operation of the second power generation unit among the power generation units is started,
(3) When the steam demand flow rate becomes equal to or higher than the rated steam flow rate, the second power generation units are operated in parallel. The first power generation unit is rated operation and the second power generation unit is partially loaded. Control the flow control valve of the unit,
(4) When the steam demand flow rate approaches twice the rated steam flow rate, the warm-up operation of the third power generation unit is started,
(5) Hereinafter, the steps corresponding to (2) to (4) are repeated until the steam demand flow approaches the total rated steam flow of all power generation units,
(6) When the steam demand flow exceeds the total rated steam flow of all power generation units, all the power generation units are operated in parallel, but only one power generation unit is set to partial load operation and all other power generation units are rated. The flow control valve of each power generation unit is controlled to operate.

本発明の請求項1に係る小型貫流ボイラ発電システムによれば、前記小型貫流ボイラと蒸気利用プロセスとを接続する蒸気供給流路が複数の分岐流路に分岐されるとともに、前記発電ユニットが、この複数の分岐流路の各々に、蒸気過熱器、流量計および圧力計からなる検出部、緊急遮断弁、流量調節弁、発電機付帯の蒸気タービンおよび減圧弁と、前記緊急遮断弁、流量調節弁および発電機付帯の蒸気タービンをバイパスして前記分岐流路に接続されたバイパス流路と、このバイパス流路に設けられたバイパス弁とを介装されてなるので、利用される蒸気の需要流量に応じて発電ユニット数の選択が可能となる。   According to the small once-through boiler power generation system according to claim 1 of the present invention, the steam supply flow path connecting the small once-through boiler and the steam utilization process is branched into a plurality of branch flow paths, and the power generation unit includes: In each of the plurality of branch flow paths, a detection unit comprising a steam superheater, a flow meter and a pressure gauge, an emergency shut-off valve, a flow control valve, a steam turbine and a pressure reducing valve attached to a generator, the emergency shut-off valve, and a flow control Since a bypass passage connected to the branch passage bypassing the steam turbine attached to the valve and the generator and a bypass valve provided in the bypass passage are interposed, demand for steam to be used The number of power generation units can be selected according to the flow rate.

また、本発明の請求項2に係る小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法によれば、
前記運転制御装置に、蒸気利用プロセスから要求される蒸気の需要流量を制御信号として入力し、この蒸気需要流量に応じて運転する前記発電ユニット数を決定することができるので、蒸気需要流量の変動に応じて発電効率の高い自動運転が可能となる。
According to the operation control method of the small once-through boiler power generation system according to claim 2 of the present invention,
Since the steam demand flow rate required from the steam utilization process is input to the operation control device as a control signal, the number of power generation units to be operated can be determined according to the steam demand flow rate. Depending on the situation, automatic operation with high power generation efficiency becomes possible.

更に、本発明の請求項3に係る小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法によれば、前記発電ユニット各々の蒸気流量と蒸気タービン出口圧力とを検出し、この検出信号に基づき前記各発電ユニットの流量調節弁を制御するので、蒸気の需要量の変動に対して蒸気タービンの運転状態を合致させるよう自動運転可能となる。   Furthermore, according to the operation control method of the small once-through boiler power generation system according to claim 3 of the present invention, the steam flow rate and the steam turbine outlet pressure of each of the power generation units are detected, and based on this detection signal, Since the flow rate control valve is controlled, it is possible to automatically operate the steam turbine so that the operating state of the steam turbine matches the fluctuation in the steam demand.

更にまた、本発明の請求項4に係る小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法によれば、蒸気利用プロセスの蒸気需要流量に応じて、定格運転する発電ユニット数を決定して、部分負荷運転する発電ユニットを多くとも1ユニットとするので、蒸気需要量の変動に対応した発電効率の高い自動運転が具体化された。   Furthermore, according to the operation control method of the small once-through boiler power generation system according to claim 4 of the present invention, the number of power generation units to be rated is determined according to the steam demand flow rate of the steam utilization process, and the partial load operation is performed. Since the power generation unit is at most one unit, automatic operation with high power generation efficiency corresponding to fluctuations in steam demand has been realized.

本発明の実施の形態1に係る小型貫流ボイラ発電システムを、添付図1および図2を参照しながら以下説明する。図1は本発明の実施の形態に係る小型貫流ボイラ発電システムの概要を説明するための概要説明図、図2は本発明の実施の形態に係る小型貫流ボイラ発電システムの発電ユニットを説明するための系統図である。   A small once-through boiler power generation system according to Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic explanatory diagram for explaining an outline of a small once-through boiler power generation system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining a power generation unit of the small once-through boiler power generation system according to an embodiment of the present invention. It is a systematic diagram.

先ず、本発明の実施の形態に係る小型貫流ボイラ発電システムの概要について、図1を参照しながら以下説明する。この小型貫流ボイラ発電システム1は、蒸気利用プロセス5に供給する蒸気を生成するための6台の小型貫流ボイラ2と、この生成された蒸気が前記蒸気利用プロセス4に供給される前段階でこの蒸気を利用して発電するための発電ユニット3と、これらを運転制御するための運転制御装置4とを備えてなる。   First, an outline of a small once-through boiler power generation system according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. The small once-through boiler power generation system 1 includes six small once-through boilers 2 for generating steam to be supplied to the steam utilization process 5 and the generated steam before the steam utilization process 4 is supplied. A power generation unit 3 for generating power using steam and an operation control device 4 for controlling the operation thereof are provided.

この6台の小型貫流ボイラ2によって生成された蒸気は、前記蒸気利用プロセス5に供給するため一旦蒸気供給流路6に統合される。そして、前記小型貫流ボイラ2と蒸気利用プロセス5とを接続する蒸気供給流路6が、3つの分岐流路、即ち、第1分岐流路6a、第2分岐流路6bおよび第3分岐流路6cに分岐されるとともに、この分岐された3つの分岐流路6a,6b,6cの各々に、蒸気過熱器7や蒸気タービン8等の機器を介装した3ユニットの発電ユニット3、即ち、第1発電ユニット3a、第2発電ユニット3bおよび第3発電ユニット3cが各々設けられている。   The steam generated by the six small once-through boilers 2 is once integrated into the steam supply flow path 6 for supply to the steam utilization process 5. And the steam supply flow path 6 which connects the said small once-through boiler 2 and the steam utilization process 5 is three branch flow paths, ie, the 1st branch flow path 6a, the 2nd branch flow path 6b, and the 3rd branch flow path. 6c, and the three power generation units 3 in which the three branch flow paths 6a, 6b, and 6c are provided with devices such as the steam superheater 7 and the steam turbine 8, respectively. A first power generation unit 3a, a second power generation unit 3b, and a third power generation unit 3c are provided.

この発電ユニット3の1ユニットからは、3トン/h(3000kg/h)の蒸気と100kWの電力を供給することができ、発電ユニット3全体では、9トン/h(9000kg/h)の蒸気量と300kWの電力を供給することができるが、蒸気の需要に応じて1ユニットから最大3ユニットの運転が可能である。   One unit of the power generation unit 3 can supply 3 tons / h (3000 kg / h) of steam and 100 kW of power, and the power generation unit 3 as a whole has a steam volume of 9 tons / h (9000 kg / h). 300 kW of power can be supplied, but from 1 unit up to 3 units can be operated depending on the steam demand.

次に、前記発電ユニットについて、図2を参照しながら更に詳細に説明する。前記発電ユニットの各々、即ち、第1発電ユニット3a、第2発電ユニット3bおよび第3発電ユニット3cは同一構成であるので、前記第1発電ユニット3aの構成を代表例として以下説明する。即ち、第1発電ユニット3aは、上流側から順に、蒸気過熱器7a、流量計9aおよび圧力計10aからなる検出部、緊急遮断弁12a、流量調節弁13a、発電機付帯の蒸気タービン8aおよび減圧弁14aとを介装されている。第1発電ユニット3aを構成する前記機器について、以下更に詳細に説明する。   Next, the power generation unit will be described in more detail with reference to FIG. Since each of the power generation units, that is, the first power generation unit 3a, the second power generation unit 3b, and the third power generation unit 3c have the same configuration, the configuration of the first power generation unit 3a will be described below as a representative example. That is, the first power generation unit 3a includes, in order from the upstream side, a steam superheater 7a, a detection unit including a flow meter 9a and a pressure gauge 10a, an emergency shut-off valve 12a, a flow control valve 13a, a steam turbine 8a attached to the generator, and a pressure reduction. A valve 14a is interposed. The said apparatus which comprises the 1st electric power generation unit 3a is demonstrated still in detail below.

小型貫流ボイラにより生成された蒸気(飽和蒸気)は蒸気供給流路6を経て、第1発電ユニット3aを構成する第1分岐流路6aに分岐され、先ず蒸気過熱器7aに導入される。蒸気過熱器7aは、この飽和蒸気を過熱するよう構成されている。流入する蒸気流量は3トン/h程度であるので、蒸気過熱器7aとしては、例えば容量106kWのものが使用されている。また、この蒸気過熱器7aの最高使用圧力は0.98MPaで、最高使用温度は230℃のものを用いることができる。   The steam (saturated steam) generated by the small once-through boiler is branched into the first branch passage 6a constituting the first power generation unit 3a through the steam supply passage 6, and is first introduced into the steam superheater 7a. The steam superheater 7a is configured to superheat the saturated steam. Since the flow rate of the flowing steam is about 3 tons / h, the steam superheater 7a having a capacity of, for example, 106 kW is used. The maximum operating pressure of the steam superheater 7a is 0.98 MPa, and the maximum operating temperature is 230 ° C.

この蒸気過熱器7aによって過熱された蒸気は、流量計9aおよび圧力計10aからなる検出部によって、この第1分岐流路6aに流れる蒸気流量および蒸気圧力を検出される。この検出部には、更に蒸気温度を検出するための温度計11aを備えても良い。また、このような検出部によって検出された検出信号は、運転制御装置4に送信されるようにオンライン接続(図示せず)されている。   The steam superheated by the steam superheater 7a is detected by the detection unit composed of the flow meter 9a and the pressure gauge 10a for the steam flow rate and the steam pressure flowing through the first branch flow path 6a. The detection unit may further include a thermometer 11a for detecting the steam temperature. Further, the detection signal detected by such a detection unit is connected online (not shown) so as to be transmitted to the operation control device 4.

次に、緊急遮断弁12aは、第1分岐流路6aを完全に遮断して、過熱蒸気を後流側の蒸気タービン8aに供給するのを停止するためのものであり、前記運転制御装置4によって制御可能なように構成されている。また、流量調節弁13aは、第1分岐流路6aを流れる過熱蒸気の流量を調節するためのものであり、運転制御装置4によって弁開度を制御可能なように構成されている。   Next, the emergency shut-off valve 12a is used to completely shut off the first branch flow path 6a and stop supplying superheated steam to the steam turbine 8a on the downstream side, and the operation control device 4 It is comprised so that control is possible. The flow rate adjusting valve 13a is for adjusting the flow rate of the superheated steam flowing through the first branch flow path 6a, and is configured so that the valve opening degree can be controlled by the operation control device 4.

そして、蒸気タービン8aはラジアルタービンによって構成され、その吸込口を前記第1分岐流路6aに接続されて過熱蒸気が導入される。蒸気タービン8aの出力軸には、減速機を介して発電機(図示せず)が接続され、この発電機によって回転エネルギーを電気エネルギーに変換している。尚、前記発電機が高速タイプのものであれば、減速機を省略することができる。   And the steam turbine 8a is comprised by the radial turbine, and the superheated steam is introduce | transduced by connecting the suction inlet to the said 1st branch flow path 6a. A generator (not shown) is connected to the output shaft of the steam turbine 8a through a speed reducer, and the generator converts rotational energy into electrical energy. If the generator is of a high speed type, the speed reducer can be omitted.

前記蒸気タービン8aの出口側は前記第1分岐流路6aに接続されている。そして、この出口側の第1分岐流路6aには減圧弁14aが介装されている。この減圧弁14aは、蒸気タービンの出口圧力(背圧)を保持するためのものである。この減圧弁14aを設けることにより、蒸気タービン8aから排出された蒸気が膨張して減圧される。あるいはまた、前記蒸気タービン8aの出口圧力を、圧力計15aによって検知し、この検知信号を運転制御装置4に送るとともに、この運転制御装置4の指令により前記減圧弁14aの減圧度を調整して、前記出口圧力(背圧)を制御するよう構成することもできる。   The outlet side of the steam turbine 8a is connected to the first branch flow path 6a. A pressure reducing valve 14a is interposed in the first branch flow path 6a on the outlet side. The pressure reducing valve 14a is for maintaining the outlet pressure (back pressure) of the steam turbine. By providing the pressure reducing valve 14a, the steam discharged from the steam turbine 8a is expanded and decompressed. Alternatively, the outlet pressure of the steam turbine 8a is detected by a pressure gauge 15a, and this detection signal is sent to the operation control device 4, and the pressure reduction degree of the pressure reducing valve 14a is adjusted by a command from the operation control device 4. The outlet pressure (back pressure) can be controlled.

更に、この第1分岐流路6aには、前記緊急遮断弁12a、流量調節弁13aおよび蒸気タービン8aをバイパスして、前記分岐流路6aに接続されたバイパス流路16aが設けられるとともに、このバイパス流路16aにバイパス弁17aが介装されている。このバイパス流路16aは、蒸気タービン8aが何らかの原因により緊急停止した場合に、前記バイパス弁17aを開弁して蒸気利用プロセスに蒸気を供給できるようにするためのバイパス回路である。   Further, the first branch flow path 6a is provided with a bypass flow path 16a connected to the branch flow path 6a by bypassing the emergency shutoff valve 12a, the flow rate adjusting valve 13a and the steam turbine 8a. A bypass valve 17a is interposed in the bypass channel 16a. The bypass passage 16a is a bypass circuit for opening the bypass valve 17a so that steam can be supplied to the steam utilization process when the steam turbine 8a is urgently stopped for some reason.

そして、前記第1分岐流路6aは再び蒸気供給流路6に統合されて、蒸気利用プロセス5に蒸気が供給される。前記運転制御装置4は、小型貫流ボイラ2の運転制御を行うとともに、上述したように、前記蒸気タービン8aへ供給される過熱蒸気の圧力、流量、温度を監視し、流量調節弁8aの弁開度や減圧弁14aの減圧度を制御する。第1発電ユニット3aは以上のように構成されており、第2発電ユニット3bおよび第3発電ユニット3cについては、上記説明中の符号の末尾aを夫々b,cに置き換えれば前記発電ユニットの説明となるので、これらの発電ユニット構成の説明を省略する。   The first branch channel 6 a is integrated with the steam supply channel 6 again, and steam is supplied to the steam utilization process 5. The operation control device 4 controls the operation of the small once-through boiler 2 and, as described above, monitors the pressure, flow rate, and temperature of the superheated steam supplied to the steam turbine 8a, and opens the flow control valve 8a. And the pressure reduction degree of the pressure reducing valve 14a are controlled. The first power generation unit 3a is configured as described above. Regarding the second power generation unit 3b and the third power generation unit 3c, the description of the power generation unit is made by replacing the end a of the reference numerals in the above description with b and c, respectively. Therefore, description of these power generation unit configurations is omitted.

次に、本発明の実施の形態に係る小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法について、以下図1を参照しながら説明する。本発電システム1に用いた蒸気タービン8各々の代表的な定格運転条件は、次の通りである。
蒸気温度:216℃
蒸気タービン入口圧力:0.75MPa
蒸気タービン出口圧力:0.25MPa
蒸気流量:3トン/h
Next, the operation control method of the small once-through boiler power generation system according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Typical rated operating conditions for each of the steam turbines 8 used in the power generation system 1 are as follows.
Steam temperature: 216 ° C
Steam turbine inlet pressure: 0.75 MPa
Steam turbine outlet pressure: 0.25 MPa
Steam flow rate: 3 tons / h

蒸気流量が3トン/h以上、蒸気圧力比(=タービン入口圧力/出口圧力)が3以上になると、蒸気タービン8の出力が定格出力を超えるため、蒸気流量、蒸気圧力の制御が重要である。本発明の実施の形態に係る小型貫流ボイラ発電システムの通常の運転制御方法は、先ず運転開始時には、各発電ユニット3の緊急弁を閉弁状態にし、蒸気過熱器7を予熱しておき、蒸気をバイパス流路16に供給し蒸気タービン8を暖機運転する。   When the steam flow rate is 3 ton / h or more and the steam pressure ratio (= turbine inlet pressure / outlet pressure) is 3 or more, the output of the steam turbine 8 exceeds the rated output, so control of the steam flow rate and the steam pressure is important. . In the normal operation control method of the small once-through boiler power generation system according to the embodiment of the present invention, first, at the start of operation, the emergency valve of each power generation unit 3 is closed, the steam superheater 7 is preheated, Is supplied to the bypass passage 16 to warm up the steam turbine 8.

次に、蒸気タービン8の誘導発電機を各発電ユニット3に接続すると、発電機が定格回転数で回転し始める。緊急遮断弁を開け、流量調節弁の開度を徐々に拡げていくと、誘導発電機がモータリングモードから発電モードに移行し、発電し始める。ここまでは、通常の発電システムの運転方法である。   Next, when the induction generator of the steam turbine 8 is connected to each power generation unit 3, the generator starts to rotate at the rated rotational speed. When the emergency shut-off valve is opened and the opening of the flow control valve is gradually increased, the induction generator shifts from the motoring mode to the power generation mode and begins to generate power. Up to this point, the operation method of the normal power generation system has been described.

本発明の実施の形態に係る小型貫流ボイラ発電システム1の運転制御方法においては、前記運転制御装置4に、蒸気利用プロセス5から要求される蒸気の需要流量を制御信号として入力する。前記制御信号は、蒸気利用プロセス5側からこの運転制御装置4にリアルタイムで入力される外部信号でも良いし、事前に前記運転制御装置4内にプログラムされた指令に基づくものでも良い。そして、以下に述べるようなステップで、蒸気流量の需要に応じて運転する前記発電ユニット3の数を決定して運転制御する。   In the operation control method of the small once-through boiler power generation system 1 according to the embodiment of the present invention, the demand flow rate of steam required from the steam utilization process 5 is input to the operation control device 4 as a control signal. The control signal may be an external signal input to the operation control device 4 in real time from the steam utilization process 5 side, or may be based on a command programmed in the operation control device 4 in advance. Then, in the steps as described below, the number of the power generation units 3 to be operated is determined according to the demand for the steam flow rate, and the operation is controlled.

(1)前記蒸気需要流量が2.5トン/h以下の場合、前記発電ユニット3の1ユニッ
ト、例えば第1発電ユニット3aを通常運転方法で運転する。
(2)そして、前記蒸気需要流量が2.5トン/h以上になると、前記発電ユニット3
の2ユニット目、例えば第2発電ユニット3bの暖機運転を開始する。
(3)前記蒸気需要流量が3トン/h以上になると、前記第2発電ユニット3bを並列
運転するが、第1発電ユニット3aは定格運転(3トン/h)、第2発電ユニット
3bは部分負荷運転になるように前記発電ユニット3a,3bの流量調節弁を制御
する。
(4)前記蒸気需要流量が5.5トン/h以上になると、前記発電ユニット3の3ユニ
ット目、即ち、第3発電ユニット3cの暖機運転を開始する。
(5)前記蒸気需要流量が6トン/h以上になる場合は、前記3ユニット全ての発電ユ
ニット3a,3bおよび3cを並列運転するが、その内、第1発電ユニット3aお
よび第2発電ユニット3bは定格運転(3トン/h×2)、残りの第3発電ユニッ
ト3cは部分負荷運転になるように各発電ユニットの流量調節弁を制御する。
(1) When the steam demand flow rate is 2.5 tons / h or less, one unit of the power generation unit 3, for example, the first power generation unit 3a is operated by a normal operation method.
(2) When the steam demand flow rate is 2.5 tons / h or more, the power generation unit 3
The second unit, for example, the warm-up operation of the second power generation unit 3b is started.
(3) When the steam demand flow rate is 3 ton / h or more, the second power generation unit 3b is operated in parallel. The first power generation unit 3a is rated operation (3 ton / h), and the second power generation unit 3b is a partial operation. The flow rate control valves of the power generation units 3a and 3b are controlled so that the load operation is performed.
(4) When the steam demand flow rate is 5.5 tons / h or more, the third unit of the power generation unit 3, that is, the warm-up operation of the third power generation unit 3c is started.
(5) When the steam demand flow rate is 6 tons / h or more, all the power generation units 3a, 3b and 3c of the three units are operated in parallel. Among them, the first power generation unit 3a and the second power generation The unit 3b controls the flow rate adjustment valve of each power generation unit so that the rated operation (3 ton / h × 2) and the remaining third power generation unit 3c are in partial load operation.

尚、前記発電ユニット数が4ユニット以上で構成される場合も上記と同様に、上記ステップ(5)に代えて、下記のステップ(5),(6)の通り運転制御すれば良い。
(5)以下、前記蒸気需要流量が全発電ユニットの総定格流量に近づくまで、前記(2
)乃至(4)に相当するステップを繰り返し、
(6)前記蒸気需要流量が全発電ユニットの総定格流量以上になった場合は、前記全発
電ユニットを並列運転するが、1つの発電ユニットのみ部分負荷運転とし、他の発
電ユニット全てを定格運転するように各発電ユニットの流量調節弁を制御する。
Even when the number of the power generation units is four or more, similarly to the above, operation control may be performed according to the following steps (5) and (6) instead of the above step (5).
(5) Hereinafter, until the steam demand flow rate approaches the total rated flow rate of all the power generation units, (2
) To (4) are repeated,
(6) When the steam demand flow rate exceeds the total rated flow rate of all power generation units, all the power generation units are operated in parallel, but only one power generation unit is set to partial load operation, and all other power generation units are all operated. The flow control valve of each power generation unit is controlled so as to perform rated operation.

以上の如く、本発明に係る小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法は、前記発電ユニット夫々に設けられた流量計により蒸気流量を、蒸気タービン出口側に設けられた出口圧力計により出口圧力を検出し、これらの検出信号に基づき前記各発電ユニットの流量調節弁により、上記のように運転制御するのである。   As described above, in the operation control method of the small once-through boiler power generation system according to the present invention, the steam flow rate is detected by the flow meter provided in each of the power generation units, and the outlet pressure is detected by the outlet pressure gauge provided on the steam turbine outlet side. Then, based on these detection signals, the operation is controlled as described above by the flow rate adjusting valve of each power generation unit.

<実施例>
次に、本発明に係る小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法の実施例について、図3〜図5を用いて以下説明する。図3は本発明の実施例に係る蒸気利用プロセスの蒸気需要パターン例を示す説明図、図4は図3に示す蒸気需要パターンAに対する小型貫流ボイラ発電システムの運転ユニット数の決定方法を説明するための説明図、図5は図3に示す蒸気需要パターンBに対する小型貫流ボイラ発電システムの運転ユニット数の決定方法を説明するための説明図である。
<Example>
Next, an embodiment of an operation control method for a small once-through boiler power generation system according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a steam demand pattern of a steam utilization process according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram for explaining a method for determining the number of operating units of a small once-through boiler power generation system for the steam demand pattern A shown in FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a method of determining the number of operating units of the small once-through boiler power generation system for the steam demand pattern B shown in FIG.

蒸気利用プロセスの蒸気需要パターンは、図3の実線で示す如く、日中変動の大きいパターンAと日中変動の小さいパターンBに対する実施例として以下説明する。このパターンAにおいては、昼間は最大10トン/hの蒸気需要があるが、夜間の需要は全くない。また、パターンBにおいては、最大6トン/hの蒸気需要があるが、昼夜で大きな違いはない。   The steam demand pattern of the steam utilization process will be described below as an example for the pattern A having a large daytime fluctuation and the pattern B having a small daytime fluctuation, as shown by a solid line in FIG. In this pattern A, there is a maximum steam demand of 10 tons / h during the day, but there is no night demand. In pattern B, there is a maximum steam demand of 6 tons / h, but there is no significant difference between day and night.

先ず、蒸気利用プロセスの蒸気需要パターンがパターンAの場合について、図4を参照しながら説明する。この場合は、昼間に最大で10トン/hの蒸気量需要があるので、上記手順によれば、昼間には発電ユニットの運転は3ユニットで行い、最大で9トン/hの蒸気量と300kWの電力を供給することができる。図4および図5中、斜線部が定格運転、網掛部が部分負荷運転を示す。   First, the case where the steam demand pattern of the steam utilization process is pattern A will be described with reference to FIG. In this case, since there is a demand for a maximum amount of steam of 10 tons / h in the daytime, according to the above procedure, the power generation unit is operated by three units in the daytime, and a maximum amount of steam of 9 tons / h and 300 kW. Can be supplied. 4 and 5, the shaded portion indicates the rated operation, and the shaded portion indicates the partial load operation.

即ち、図4において、蒸気需要が3トン/h以下の早朝や夕方の時間帯においては、1ユニット目の第1発電ユニット3aのみで部分負荷運転し、蒸気需要が3トン/hを越え6トン/h未満の始業前後や終業前後の時間帯においては、前記第1発電ユニット3aを定格運転、2ユニット目の第2発電ユニット3bは部分負荷運転とする。更に、蒸気需要が6トン/hを越え9トン/h未満となる11時台から15時台の時間帯においては、前記2ユニットの発電ユニット3a,3bを定格運転、3ユニット目の第3発電ユニット3cは部分負荷運転とする。   That is, in FIG. 4, in the early morning and evening hours when the steam demand is 3 ton / h or less, partial load operation is performed only with the first power generation unit 3a of the first unit, and the steam demand exceeds 3 ton / h. In the time zone before and after the start of work and before and after the end of work less than ton / h, the first power generation unit 3a is set to rated operation and the second power generation unit 3b of the second unit is set to partial load operation. Furthermore, in the time zone from 11 o'clock to 15 o'clock when the steam demand exceeds 6 tons / h and less than 9 tons / h, the two units of power generation units 3a and 3b are operated at rated operation. The power generation unit 3c is assumed to be partially loaded.

一方、蒸気利用プロセスの蒸気需要パターンがパターンBの場合は、図5に示す如く、蒸気需要が5トン/hである深夜から早朝にかけての時間帯では、第1発電ユニット3aによる定格運転と第2発電ユニット3bによる部分負荷運転で対応し、6トン/hの蒸気需要となる上記以外の時間帯では、前記第1発電ユニット3aおよび第2発電ユニット3bを定格運転のみで運転し、6トン/hの蒸気量と200kWの電力を供給することができる。   On the other hand, when the steam demand pattern of the steam utilization process is pattern B, as shown in FIG. 5, in the time zone from midnight to early morning when the steam demand is 5 tons / h, the rated operation and the first operation by the first power generation unit 3a are performed. In a time zone other than the above, which corresponds to partial load operation by two power generation units 3b and a steam demand of 6 tons / h, the first power generation unit 3a and the second power generation unit 3b are operated only by rated operation, and 6 tons / H steam amount and 200 kW power can be supplied.

このように、各発電ユニットの運転制御方法は、蒸気需要量の範囲内でできる限り定格運転するユニット数を確保した上で、不足分の蒸気需要量を他の1ユニットで部分負荷運転することで賄うのが好ましい。蒸気需要の変動に対して、前記発電ユニットの定格運転ユニット数を決定し、3トン/h未満の需要に対しては他の1ユニットの発電ユニットを部分負荷運転して対応するのが、本発明に係る小型貫流ボイラ発電ユニットの効率上好ましいのである。   As described above, the operation control method for each power generation unit is to perform the partial load operation of the insufficient steam demand with another unit while securing the number of units to be rated as much as possible within the range of the steam demand. It is preferable to cover with. The number of rated operation units of the power generation unit is determined for fluctuations in steam demand, and the demand of less than 3 tons / h is handled by partial load operation of the other power generation unit. This is preferable in terms of efficiency of the small once-through boiler power generation unit according to the invention.

次に、このような本発明に係る小型貫流ボイラ発電システムとその運転制御方法の効果について、以下図6を用いて説明する。図6は、本発明に係る小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法の効果を説明するための説明図である。図6において、実線は、3ユニット(定格蒸気流量3トン/h×3ユニット)の発電ユニットを用い、内1ユニットのみ部分負荷運転とし、他のユニットを蒸気流量に応じて定格運転した場合の発電出力を示している。また、破線は、定格蒸気流量9トン/hの蒸気タービンからなる1ユニットの発電ユニットを用いて、部分負荷運転のみで運転した場合の蒸気流量に対する発電出力を示している。   Next, the effect of such a small once-through boiler power generation system and its operation control method according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the effect of the operation control method of the small once-through boiler power generation system according to the present invention. In FIG. 6, the solid line shows a case where a power generation unit of 3 units (rated steam flow rate 3 ton / h × 3 units) is used, only one of them is in partial load operation, and other units are rated operation according to the steam flow rate. It shows the power generation output. Moreover, the broken line has shown the electric power generation output with respect to the steam flow at the time of driving | running only by partial load operation | movement using the 1 unit power generation unit which consists of a steam turbine of rated steam flow 9 ton / h.

即ち、実線で示した場合は、本発電システムへ供給される蒸気流量が、3トン/hの整数倍、3トン/h,6トン/hおよび9トン/h近傍の条件では、各発電ユニットに設けられた蒸気タービンが定格流量3トン/hにおける最高効率点で作動するため、100kW,200kWおよび300kWに近い発電出力が可能である。   That is, when indicated by the solid line, each power generation unit is supplied under conditions where the flow rate of steam supplied to the power generation system is an integral multiple of 3 tons / h, 3 tons / h, 6 tons / h, and 9 tons / h. Since the steam turbine provided in 1 operates at the highest efficiency point at a rated flow rate of 3 tons / h, it is possible to generate power close to 100 kW, 200 kW and 300 kW.

これに対し、破線の場合は、蒸気流量の全域に渡って部分負荷運転するため発電効率が悪く、結果として発電出力が極めて低調であることを示している。唯一、蒸気タービンの定格流量である9トン/hに至って、前記と同一の発電出力300kWが得られている。尚、この場合、定格流量3トン/hの発電ユニットを夫々備えた3ユニットの発電ユニットを用い、蒸気流量を各ユニット均等に分割して供給した場合も、この破線と同一の発電出力となる。   On the other hand, in the case of the broken line, since the partial load operation is performed over the entire steam flow rate, the power generation efficiency is poor, and as a result, the power generation output is extremely low. Only the rated flow rate of the steam turbine reaches 9 ton / h, and the same power generation output 300 kW as above is obtained. In this case, even when three units of power generation units each having a power generation unit with a rated flow rate of 3 ton / h are used and the steam flow rate is divided and supplied equally to each unit, the same power generation output as this broken line is obtained. .

以上のように、本発明に係る小型貫流ボイラ発電システムによれば、前記小型貫流ボイラと蒸気利用プロセスとを接続する蒸気供給流路が複数の分岐流路に分岐されるとともに、前記発電ユニットが、この複数の分岐流路の各々に、蒸気過熱器、流量計および圧力計からなる検出部、緊急遮断弁、流量調節弁、発電機付帯の蒸気タービンおよび減圧弁と、前記緊急遮断弁、流量調節弁および発電機付帯の蒸気タービンをバイパスして前記分岐流路に接続されたバイパス流路と、このバイパス流路に設けられたバイパス弁とを介装されてなるので、利用される蒸気の需要流量に応じて運転する発電ユニット数の選択が可能となる。   As described above, according to the small once-through boiler power generation system according to the present invention, the steam supply passage connecting the small once-through boiler and the steam utilization process is branched into a plurality of branch passages, and the power generation unit is In each of the plurality of branch channels, a detection unit comprising a steam superheater, a flow meter and a pressure gauge, an emergency shut-off valve, a flow control valve, a steam turbine and a pressure reducing valve attached to a generator, the emergency shut-off valve, and a flow rate Since the bypass passage connected to the branch passage bypassing the control valve and the steam turbine attached to the generator and the bypass valve provided in the bypass passage are interposed, The number of power generation units to be operated can be selected according to the demand flow rate.

また、前記運転制御装置に、蒸気利用プロセスから要求される蒸気の需要流量を制御信号として入力し、この蒸気需要流量に応じて運転する前記発電ユニット数を決定することができるので、蒸気の需要流量の変動に対して自動的に対応可能となる。   Further, the demand flow of steam required from the steam utilization process can be input to the operation control device as a control signal, and the number of power generation units to be operated can be determined according to the demand flow of steam. It is possible to automatically respond to fluctuations in flow rate.

本発明は、蒸気利用プロセスに供給する蒸気を生成するための複数台の小型貫流ボイラと、この生成された蒸気が前記蒸気利用プロセスに供給される前段階で、この蒸気を利用して発電するための発電ユニットとを備えた小型貫流ボイラ発電システムに適用するのが好適であるが、それに限るものではなく、通常のボイラとこのボイラにより生成される蒸気を利用して発電するための発電ユニットとを備えた発電システムに適用することもできる。   The present invention provides a plurality of small once-through boilers for generating steam to be supplied to a steam utilization process, and generates electricity using the steam before the generated steam is supplied to the steam utilization process. It is suitable to apply to a small once-through boiler power generation system equipped with a power generation unit for the purpose, but is not limited thereto, and a power generation unit for generating power using a normal boiler and steam generated by this boiler It can also be applied to a power generation system equipped with

本発明の実施の形態に係る小型貫流ボイラ発電システムの概要を説明するための概要説明図である。It is an outline explanatory view for explaining an outline of a small once-through boiler power generation system concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る小型貫流ボイラ発電システムの発電ユニットを説明するための系統図である。It is a distribution diagram for explaining a power generation unit of a small once-through boiler power generation system concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施例に係る蒸気利用プロセスの蒸気需要パターン例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a steam demand pattern of the steam utilization process which concerns on the Example of this invention. 図3に示す蒸気需要パターンAに対する小型貫流ボイラ発電システムの運転ユニット数の決定方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the determination method of the number of operation units of the small once-through boiler power generation system with respect to the steam demand pattern A shown in FIG. 図3に示す蒸気需要パターンBに対する小型貫流ボイラ発電システムの運転ユニット数の決定方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the determination method of the number of operation units of the small once-through boiler power generation system with respect to the steam demand pattern B shown in FIG. 本発明に係る小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法の効果を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the effect of the operation control method of the small once-through boiler electric power generation system which concerns on this invention. 従来例に係る貫流ボイラの台数制御方法の一実施例を示す概要説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows one Example of the number control method of the once-through boiler which concerns on a prior art example. 従来例に係るバッアップ用ボイラを設けた蒸気供給システムの一実施例を示すボイラ設置状況図を示す。The boiler installation condition figure which shows one Example of the steam supply system which provided the boiler for backup which concerns on a prior art example is shown. 従来例の実施形態に係るコージェネシステムの全体構成を示す配管系統図である。It is a piping system diagram which shows the whole structure of the cogeneration system which concerns on embodiment of a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1:小型貫流ボイラ発電システム, 2:小型貫流ボイラ,
3:発電ユニット, 3a…第1発電ユニット, 3b:第2発電ユニット,
3c:第3発電ユニット,
4:運転制御装置, 5:蒸気利用プロセス,
6:蒸気供給流路, 6a:第1分岐流路, 6b:第2分岐流路,
6c:第3分岐流路,
7,7a,7b,7c:蒸気過熱器,
8,8a,8b,8c:蒸気タービン,
9a,9b,9c:流量計
10a,10b,10c:圧力計,
11a,11b,11c:温度計,
12a,12b,12c:緊急遮断弁,
13a,13b,13c:流量調節弁,
14a,14b,14c:減圧弁,
15a,15b,15c:圧力計,
16,16a,16b,16c:バイパス流路,
17a,17b,17c:バイパス弁
1: Small once-through boiler power generation system, 2: Small once-through boiler,
3: power generation unit, 3a: first power generation unit, 3b: second power generation unit,
3c: third power generation unit,
4: Operation control device, 5: Steam utilization process,
6: Steam supply channel, 6a: First branch channel, 6b: Second branch channel,
6c: third branch flow path,
7, 7a, 7b, 7c: Steam superheater,
8, 8a, 8b, 8c: steam turbine,
9a, 9b, 9c: flow meters 10a, 10b, 10c: pressure gauges,
11a, 11b, 11c: thermometer,
12a, 12b, 12c: emergency shutoff valve,
13a, 13b, 13c: flow control valves,
14a, 14b, 14c: pressure reducing valves,
15a, 15b, 15c: pressure gauge,
16, 16a, 16b, 16c: bypass flow path,
17a, 17b, 17c: Bypass valve

Claims (4)

蒸気利用プロセスに供給する蒸気を生成するための複数台の小型貫流ボイラと、この生成された蒸気が前記蒸気利用プロセスに供給される前段階でこの蒸気を利用して発電するための発電ユニットと、これらを運転制御するための運転制御装置とを備えた小型貫流ボイラ発電システムにおいて、前記小型貫流ボイラと蒸気利用プロセスとを接続する蒸気供給流路が複数の分岐流路に分岐されるとともに、前記発電ユニットが、この複数の分岐流路の各々に、蒸気過熱器、流量計および圧力計からなる検出部、緊急遮断弁、流量調節弁、発電機付帯の蒸気タービンおよび減圧弁と、前記緊急遮断弁、流量調節弁および発電機付帯の蒸気タービンをバイパスして前記分岐流路に接続されたバイパス流路と、このバイパス流路に設けられたバイパス弁とを介装されてなることを特徴とする小型貫流ボイラ発電システム。   A plurality of small once-through boilers for generating steam to be supplied to the steam utilization process; and a power generation unit for generating electricity using the steam before the generated steam is supplied to the steam utilization process; In the small once-through boiler power generation system provided with an operation control device for controlling these operations, the steam supply flow path connecting the small once-through boiler and the steam utilization process is branched into a plurality of branch paths, The power generation unit includes a detector comprising a steam superheater, a flow meter and a pressure gauge, an emergency shutoff valve, a flow control valve, a steam turbine and a pressure reducing valve attached to the generator, A bypass passage connected to the branch passage by bypassing the shutoff valve, the flow control valve and the steam turbine attached to the generator, and a bypass provided in the bypass passage Small once-through boiler power generation system characterized by comprising been interposed and. 請求項1に記載の小型貫流ボイラ発電システムにおいて、前記運転制御装置に、蒸気利用プロセスから要求される蒸気の需要流量を制御信号として入力し、この蒸気需要流量に応じて運転する前記発電ユニット数を決定することを特徴とする小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法。   2. The small once-through boiler power generation system according to claim 1, wherein the demand flow rate of steam required from a steam utilization process is input to the operation control device as a control signal, and the number of power generation units that are operated according to the steam demand flow rate is set. The operation control method of the small once-through boiler power generation system characterized by determining. 請求項2に記載の小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法において、前記発電ユニット各々の蒸気流量と蒸気タービン出口圧力とを検出し、この検出信号に基づき前記各発電ユニットの流量調節弁を制御することを特徴とする小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法。   3. The operation control method for a small once-through boiler power generation system according to claim 2, wherein a steam flow rate and a steam turbine outlet pressure of each of the power generation units are detected, and a flow rate control valve of each power generation unit is controlled based on the detection signal. An operation control method for a small once-through boiler power generation system. 請求項2または3に記載の小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法において、蒸気利用プロセスの蒸気需要流量に応じて、以下のステップ通り前記各発電ユニットの流量調節弁を制御することを特徴とする小型貫流ボイラ発電システムの運転制御方法。
(1)前記蒸気需要流量が前記発電ユニットの定格蒸気流量以下の場合、複数の前記発電ユニットのうち第1発電ユニットのみを通常運転方法で運転し、
(2)前記蒸気需要流量が定格蒸気流量に近づくと、前記発電ユニットのうち第2発電ユニットの暖機運転を開始し、
(3)前記蒸気需要流量が定格蒸気流量以上になると、前記第2発電ユニットを並列運転するが、前記第1発電ユニットは定格運転、第2発電ユニットは部分負荷運転になるように前記各発電ユニットの流量調節弁を制御するとともに、
(4)前記蒸気需要流量が定格蒸気流量の2倍に近づくと、前記第3発電ユニットの暖機運転を開始し、
(5)以下、前記蒸気需要流量が全発電ユニットの総定格蒸気流量に近づくまで、前記(2)乃至(4)に相当するステップを繰り返し、
(6)前記蒸気需要流量が全発電ユニットの総定格蒸気流量以上になった場合は、前記全発電ユニットを並列運転するが、1つの発電ユニットのみ部分負荷運転とし、他の発電ユニット全てを定格運転するように各発電ユニットの流量調節弁を制御する。
4. The operation control method for a small once-through boiler power generation system according to claim 2 or 3, wherein the flow rate control valve of each power generation unit is controlled according to the following steps according to the steam demand flow rate of the steam utilization process. Operation control method for small once-through boiler power generation system.
(1) When the steam demand flow rate is equal to or lower than the rated steam flow rate of the power generation unit, only the first power generation unit is operated in the normal operation method among the plurality of power generation units,
(2) When the steam demand flow rate approaches the rated steam flow rate, the warm-up operation of the second power generation unit among the power generation units is started,
(3) When the steam demand flow rate becomes equal to or higher than the rated steam flow rate, the second power generation units are operated in parallel. The first power generation unit is rated operation and the second power generation unit is partially loaded. Control the flow control valve of the unit,
(4) When the steam demand flow rate approaches twice the rated steam flow rate, the warm-up operation of the third power generation unit is started,
(5) Hereinafter, the steps corresponding to (2) to (4) are repeated until the steam demand flow approaches the total rated steam flow of all power generation units,
(6) When the steam demand flow exceeds the total rated steam flow of all power generation units, all the power generation units are operated in parallel, but only one power generation unit is set to partial load operation and all other power generation units are rated. The flow control valve of each power generation unit is controlled to operate.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008223701A (en) * 2007-03-15 2008-09-25 Tlv Co Ltd Control device of process steam utilizing steam turbine
JP2008223702A (en) * 2007-03-15 2008-09-25 Tlv Co Ltd Control device of process steam utilizing steam turbine
KR101011554B1 (en) * 2008-03-24 2011-01-27 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Power generation system and control method thereof
CN104564188A (en) * 2014-12-29 2015-04-29 南京凯盛开能环保能源有限公司 Full-automatic control method and full-automatic control system for cement waste heat power generation station
JP2015514897A (en) * 2012-03-29 2015-05-21 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft Turbine system having three turbines coupled to one central transmission and method of operating a work machine
JP2020165382A (en) * 2019-03-29 2020-10-08 東邦瓦斯株式会社 Control method for gas differential pressure power generation apparatus, gas differential pressure power generation apparatus, and control program therefor
CN114704340A (en) * 2022-05-06 2022-07-05 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 Double-low-pressure-cylinder zero-output steam turbine set regenerative system and operation method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0450409A (en) * 1990-06-19 1992-02-19 Nippon Steel Corp Steam pressure control device
JPH07166811A (en) * 1993-12-16 1995-06-27 Kawasaki Steel Corp Steam pressure control device
JP2002310403A (en) * 2001-02-09 2002-10-23 Samson Co Ltd Steam feeding system provided with backup boiler

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0450409A (en) * 1990-06-19 1992-02-19 Nippon Steel Corp Steam pressure control device
JPH07166811A (en) * 1993-12-16 1995-06-27 Kawasaki Steel Corp Steam pressure control device
JP2002310403A (en) * 2001-02-09 2002-10-23 Samson Co Ltd Steam feeding system provided with backup boiler

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008223701A (en) * 2007-03-15 2008-09-25 Tlv Co Ltd Control device of process steam utilizing steam turbine
JP2008223702A (en) * 2007-03-15 2008-09-25 Tlv Co Ltd Control device of process steam utilizing steam turbine
KR101011554B1 (en) * 2008-03-24 2011-01-27 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 Power generation system and control method thereof
JP2015514897A (en) * 2012-03-29 2015-05-21 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft Turbine system having three turbines coupled to one central transmission and method of operating a work machine
CN104564188A (en) * 2014-12-29 2015-04-29 南京凯盛开能环保能源有限公司 Full-automatic control method and full-automatic control system for cement waste heat power generation station
CN104564188B (en) * 2014-12-29 2016-01-20 南京凯盛开能环保能源有限公司 A kind of cement afterheat generation station control method for fully automatic and system
JP2020165382A (en) * 2019-03-29 2020-10-08 東邦瓦斯株式会社 Control method for gas differential pressure power generation apparatus, gas differential pressure power generation apparatus, and control program therefor
JP7242383B2 (en) 2019-03-29 2023-03-20 東邦瓦斯株式会社 CONTROL METHOD OF GAS DIFFERENTIAL PRESSURE GENERATOR, GAS DIFFERENTIAL PRESSURE GENERATOR, AND CONTROL PROGRAM
CN114704340A (en) * 2022-05-06 2022-07-05 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 Double-low-pressure-cylinder zero-output steam turbine set regenerative system and operation method
CN114704340B (en) * 2022-05-06 2023-12-08 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 Double-low-pressure cylinder zero-output steam turbine unit regenerative system and operation method

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