JP2011094962A - Heat recovery equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボイラからの排ガスの廃熱を有効利用する熱回収設備に関する。 The present invention relates to a heat recovery facility that effectively uses waste heat of exhaust gas from a boiler.
石炭焚ボイラからの排ガス中の廃熱を有効利用する技術として、ボイラ排ガスの熱を回収し、外部に排出する排ガスを加熱することの提案がなされている。
この一例を図19に示す。図19に示すように、従来の排ガス処理設備では、石炭焚ボイラ1から出る未処理排ガスA1を、まずエアヒータ(AH)2の熱回収装置に導き、この排ガスA1の熱でボイラ1に供給される空気Bを加熱する。ここで、未処理排ガスA1は120℃〜160℃に冷却される。
As a technique for effectively utilizing waste heat in exhaust gas from a coal fired boiler, proposals have been made to recover the heat of the boiler exhaust gas and to heat the exhaust gas discharged to the outside.
An example of this is shown in FIG. As shown in FIG. 19, in the conventional exhaust gas treatment facility, the untreated exhaust gas A1 emitted from the coal fired boiler 1 is first guided to the heat recovery device of the air heater (AH) 2 and supplied to the boiler 1 with the heat of the exhaust gas A1. The air B to be heated is heated. Here, the untreated exhaust gas A1 is cooled to 120 ° C to 160 ° C.
次いで、排ガスA1は、ノンリーク型ガスガスヒータ(GGH)の熱回収部3aに導入されて熱回収され、約80℃〜110℃に冷却された後に乾式の電気集塵機(EP)4に導かれる。電気集塵機4では、排ガスA1中から相当量の粉塵が除去されて粉塵濃度が低減され、排ガスA2が排出される。
Next, the exhaust gas A1 is introduced into the
電気集塵機4を出た排ガスA2は、混合型の脱硫装置5に導入され、主に亜硫酸ガスを吸収除去されると共に、ここでも粉塵が捕集除去された後、処理後排ガスA3として排出される。
The exhaust gas A2 exiting the
そして、脱硫装置5を出た排ガスA3は約50℃であり、ガスガスヒータ(GGH)の再加熱部3bにおいて排ガスA1から回収した熱媒6により加熱され、大気放出に好ましい温度(約90℃〜100℃)とされて煙突7より大気放出される(特許文献1)。
The exhaust gas A3 exiting the
しかしながら、従来の提案では、設備全体の有効な熱利用には至っておらず、更なる設備の熱効率の向上を図り、例えば発電設備における発電効率を向上させることが切望されている。 However, in the conventional proposal, effective heat utilization of the entire facility has not been achieved, and further improvement of the thermal efficiency of the facility is desired, for example, to improve the power generation efficiency of the power generation facility.
また、この発電設備に廃熱を利用する場合には、熱回収器の信頼性が求められるが、低コストで安定した熱回収が可能な熱回収器はいまだ出現されていない、という問題がある。特に、図19に示すように脱硫装置5の後流側に設置される再加熱部3bは、排ガス中に残留するSO3フューム等のその過酷な腐食環境にあるので、腐食対策の万全を図ることが必要となる。
Moreover, when waste heat is used for this power generation facility, the reliability of the heat recovery device is required, but there is a problem that a heat recovery device capable of stable heat recovery at low cost has not yet appeared. . In particular, as shown in FIG. 19, the
また、熱回収器のチューブ表面に付着する灰の除去には、従来では鋼球(約8〜10mm程度)を常時散布することにより行っているので、その耐久性に問題がある。 Moreover, since the removal of the ash adhering to the tube surface of the heat recovery device is conventionally performed by always spraying steel balls (about 8 to 10 mm), there is a problem in durability.
本発明は、前記問題に鑑み、発電プラントの熱を有効活用して発電設備における発電効率の向上を図ることができる熱回収設備を提供することを課題とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a heat recovery facility that can effectively improve the power generation efficiency of a power generation facility by effectively using the heat of the power plant.
上述した課題を解決するための本発明の第1の発明は、ボイラからの過熱蒸気により蒸気タービンを駆動する発電プラントと、前記ボイラからの排ガスを処理する排ガス処理ラインとを備えてなり、前記排ガスからの熱回収を行う熱回収設備において、前記排ガス処理ラインに設けた空気予熱器と乾式電気集塵機との間に設けた熱回収器と、発電プラントの復水ラインの復水器と低圧給水ヒータとの間に介装され、前記熱回収器で回収された熱により復水を加熱する復水用加熱器とを具備してなることを特徴とする熱回収設備にある。 1st invention of this invention for solving the subject mentioned above is equipped with the power plant which drives a steam turbine with the superheated steam from a boiler, and the exhaust gas treatment line which processes the exhaust gas from the said boiler, The above-mentioned In a heat recovery facility for recovering heat from exhaust gas, a heat recovery device provided between an air preheater provided in the exhaust gas treatment line and a dry electrostatic precipitator, a condenser in a condensate line of a power plant, and low-pressure water supply The heat recovery facility includes a condensate heater that is interposed between the heater and heats the condensate with heat recovered by the heat recovery unit.
第2の発明は、第1の発明において、前記熱回収器で熱回収した熱を熱媒体により復水加熱器に供給する熱媒ラインを具備してなると共に、前記熱回収器に戻る熱媒体を加熱する熱媒ヒータを具備することを特徴とする熱回収設備にある。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the heat medium is provided with a heat medium line for supplying the heat recovered by the heat recovery unit to the condensate heater by a heat medium, and returns to the heat recovery unit. The heat recovery equipment is provided with a heat medium heater for heating the heater.
第3の発明は、第2の発明において、前記熱媒ラインにバイパス管を具備することを特徴とする熱回収設備にある。 A third invention is the heat recovery facility according to the second invention, wherein the heat medium line includes a bypass pipe.
第4の発明は、ボイラからの過熱蒸気により蒸気タービンを駆動する発電プラントと、前記ボイラからの排ガスを処理する排ガス処理ラインとを備えてなり、前記排ガスからの熱回収を行う熱回収設備において、前記排ガス処理ラインに設けた空気予熱器と乾式電気集塵機との間に設けた熱回収器と、前記空気予熱器の空気導入側に設けられ、前記熱回収器で回収された熱により空気を加熱する空気用予熱器とを具備してなることを特徴とする熱回収設備にある。 A fourth invention is a heat recovery facility comprising a power plant that drives a steam turbine with superheated steam from a boiler, and an exhaust gas treatment line that processes exhaust gas from the boiler, and recovering heat from the exhaust gas. A heat recovery unit provided between an air preheater provided in the exhaust gas treatment line and a dry electrostatic precipitator, and an air introduction side of the air preheater, and air is removed by heat recovered by the heat recovery unit. A heat recovery facility comprising a preheater for air to be heated.
第5の発明は、ボイラからの過熱蒸気により蒸気タービンを駆動する発電プラントと、前記ボイラからの排ガスを処理する排ガス処理ラインとを備えてなり、前記排ガスからの熱回収を行う熱回収設備において、前記排ガス処理ラインに設けた空気予熱器と乾式電気集塵機との間に設けた熱回収器と、発電プラントの復水ラインの復水器と低圧給水ヒータとの間に介装され、前記熱回収器で回収された熱により復水を加熱する復水用加熱器と、前記空気予熱器の空気導入側に設けられ、前記熱回収器で回収された熱により空気を加熱する空気用予熱器とを具備してなることを特徴とする熱回収設備にある。 A fifth invention is a heat recovery facility comprising a power plant that drives a steam turbine with superheated steam from a boiler, and an exhaust gas treatment line that processes exhaust gas from the boiler, and recovering heat from the exhaust gas. A heat recovery unit provided between an air preheater provided in the exhaust gas treatment line and a dry electrostatic precipitator, and a condenser and a low-pressure feed water heater in a condensing line of a power plant. A condensate heater that heats the condensate with heat recovered by the recovery unit, and an air preheater that is provided on the air introduction side of the air preheater and heats the air with the heat recovered by the heat recovery unit It is in the heat recovery equipment characterized by comprising.
第6の発明は、第5の発明において、前記復水用加熱器又は空気用予熱器へ供給する熱媒体の熱供給量を調整する調整装置を設けてなることを特徴とする熱回収設備にある。 A sixth aspect of the invention relates to a heat recovery facility according to the fifth aspect of the invention, further comprising an adjustment device that adjusts a heat supply amount of a heat medium supplied to the condensate heater or the air preheater. is there.
第7の発明は、第5又は第6の発明において、前記復水用加熱器又は空気用予熱器へ供給する熱媒体を加熱する熱媒ヒータを設けてなることを特徴とする熱回収設備にある。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the heat recovery facility according to the fifth or sixth aspect, further comprising a heat medium heater for heating the heat medium supplied to the condensate heater or the air preheater. is there.
第8の発明は、第1乃至第7のいずれか一つの発明において、前記熱回収器の底板を加熱する加熱装置を設けてなることを特徴とする熱回収設備にある。 An eighth invention is the heat recovery facility according to any one of the first to seventh inventions, further comprising a heating device for heating the bottom plate of the heat recovery device.
第9の発明は、ボイラからの過熱蒸気により蒸気タービンを駆動する発電プラントと、前記ボイラからの排ガスを処理する排ガス処理ラインとを備えてなり、前記排ガスからの熱回収を行う熱回収設備において、前記排ガス処理ラインに設けた空気予熱器と乾式電気集塵機との間に設けた熱回収器とを具備してなると共に、前記熱回収器に供給する熱媒体が蒸気タービンからの復水自体を用いてなることを特徴とする熱回収設備にある。 A ninth invention is a heat recovery facility comprising a power plant that drives a steam turbine by superheated steam from a boiler, and an exhaust gas treatment line that processes exhaust gas from the boiler, and recovering heat from the exhaust gas. And a heat recovery device provided between the air preheater provided in the exhaust gas treatment line and the dry electrostatic precipitator, and the heat medium supplied to the heat recovery device is configured to convert the condensate itself from the steam turbine. It exists in the heat recovery equipment characterized by using.
第10の発明は、ボイラからの過熱蒸気により蒸気タービンを駆動する発電プラントと、前記ボイラからの排ガスを処理する排ガス処理ラインとを備えてなり、前記排ガスからの熱回収を行う熱回収設備において、前記排ガス処理ラインに設けれ、空気を予熱する第1の回転式空気予熱器と、前記第1の回転式空気予熱器の後流側に設けられ、空気を予熱する第2の回転式空気予熱器と、前記第2の回転式空気予熱器の後流側に設けられ、排ガス中の煤塵を除去する乾式電気集塵機とを具備してなることを特徴とする熱回収設備にある。 A tenth aspect of the invention relates to a heat recovery facility that includes a power plant that drives a steam turbine with superheated steam from a boiler, and an exhaust gas treatment line that processes exhaust gas from the boiler, and that recovers heat from the exhaust gas. The first rotary air preheater provided in the exhaust gas treatment line for preheating air and the second rotary air provided on the downstream side of the first rotary air preheater for preheating air A heat recovery facility comprising: a preheater; and a dry electric dust collector provided on the downstream side of the second rotary air preheater and removing dust in the exhaust gas.
第11の発明は、ボイラからの過熱蒸気により蒸気タービンを駆動する発電プラントと、前記ボイラからの排ガスを処理する排ガス処理ラインと、前記排ガス処理ラインに設けた空気予熱器と乾式電気集塵機との間に設けた熱除去器とを具備してなることを特徴とする熱回収設備にある。 An eleventh invention includes a power plant that drives a steam turbine with superheated steam from a boiler, an exhaust gas treatment line that treats exhaust gas from the boiler, an air preheater provided in the exhaust gas treatment line, and a dry electric dust collector A heat recovery facility comprising a heat remover provided therebetween.
第12の発明は、第11の発明において、前記排ガス温度を低下させる冷媒が海水であることを特徴とする熱回収設備にある。 A twelfth invention is the heat recovery facility according to the eleventh invention, wherein the refrigerant for lowering the exhaust gas temperature is seawater.
第13の発明は、第1乃至第12のいずれか一つの発明において、前記乾式電気集塵機の後流側に、排ガスを脱硫する脱硫装置を具備してなることを特徴とする熱回収設備にある。 A thirteenth invention is the heat recovery facility according to any one of the first to twelfth inventions, further comprising a desulfurization device for desulfurizing exhaust gas on the downstream side of the dry electrostatic precipitator. .
第14の発明は、第1乃至第13のいずれか一つの発明において、前記熱回収器の熱交換チューブに付着した灰を払落とすスートブロワと、該スートブロワの蒸気ドレンを除去するドレン除去装置とを設けてなることを特徴とする熱回収設備にある。 According to a fourteenth aspect of the invention, in any one of the first to thirteenth aspects, the soot blower for removing ash adhering to the heat exchange tube of the heat recovery unit, and a drain removing device for removing vapor drain of the soot blower. It exists in the heat recovery equipment characterized by providing.
第15の発明は、第14の発明において、前記スートブロワが、前記ボイラからの蒸気を導入する第1の筒体と、該第1の筒体内に挿抜自在な第2の筒体と、前記第2の筒体の抜き出し側の先端に設けられ、前記第1の筒体からの蒸気を噴出する蒸気孔とを具備してなることを特徴とする熱回収設備にある。 According to a fifteenth aspect, in the fourteenth aspect, the soot blower includes a first cylinder that introduces steam from the boiler, a second cylinder that can be inserted into and removed from the first cylinder, and the first cylinder. The heat recovery facility is provided with a steam hole that is provided at a leading end of the second cylindrical body on the extraction side and ejects steam from the first cylindrical body.
第16の発明は、第14又は第15の発明において、前記熱回収器を通るガス流れが、水平流の熱回収器であることを特徴とする熱回収設備にある。 A sixteenth invention is the heat recovery facility according to the fourteenth or fifteenth invention, wherein the gas flow passing through the heat recovery device is a horizontal flow heat recovery device.
第17の発明は、第14乃至第16のいずれか一つの発明において、前記熱回収器の熱交換チューブが炭素鋼のフィンチューブであることを特徴とする熱回収設備にある。 A seventeenth aspect of the present invention is the heat recovery facility according to any one of the fourteenth to sixteenth aspects, wherein the heat exchange tube of the heat recovery unit is a carbon steel fin tube.
本発明によれば、排ガスの廃熱をボイラ発電設備の復水の加熱に利用することができ、設備全体の有効な熱利用を図ることができる。この結果、設備における発電効率の向上を図ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the waste heat of waste gas can be utilized for the heating of the condensate of boiler power generation equipment, and the effective heat utilization of the whole equipment can be aimed at. As a result, the power generation efficiency in the facility can be improved.
また、熱回収器における灰の除去の際に、蒸気ドレンを除去してスートブロワを行うことができ、熱回収器の信頼性を向上させることができる。 Further, when removing the ash in the heat recovery unit, the steam drain can be removed to perform the soot blower, and the reliability of the heat recovery unit can be improved.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
本発明による実施例1に係る熱回収設備について、図面を参照して説明する。
図1は、実施例1に係る熱回収設備を示す概念図である。
図1に示すように、本実施例に係る熱回収設備は、ボイラ11からの過熱蒸気12により蒸気タービン13を駆動する発電プラント10と、前記ボイラ11からの排ガスGを処理する排ガス処理ライン20とを備えてなり、前記排ガスGからの熱回収を行う熱回収設備において、前記排ガス処理ライン20に設けた空気予熱器21と乾式電気集塵機22との間に設けた熱回収器31と、前記発電プラント10の復水ラインの復水器であるコンデンサ15と低圧給水ヒータ16との間に介装され、前記熱回収器31で回収された熱により復水を加熱する復水用加熱器32とを具備してなるものである。なお、図1中、符号23は排ガス中の硫黄酸化物を除去する脱硫装置、24は煙突を各々図示する。
A heat recovery facility according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a heat recovery facility according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, a heat recovery facility according to the present embodiment includes a
ここで、前記発電プラント10の系統の一例について説明する。図1に示すように、発電プラント10は、発電機14を駆動する蒸気タービン13からの排気を冷却して凝縮するコンデンサ15と、該コンデンサ15からの復水をタービン13からの低圧抽気蒸気で加熱する低圧給水ヒータ16と、加熱された水中の酸素を脱気した後、ボイラ給水ポンプ17を介して供給された給水をタービン13からの高圧抽気蒸気で加熱する高圧給水ヒータ18を備えたボイラ11とから構成されてなるものである。
Here, an example of the system of the
本実施例では、コンデンサ15と低圧給水ヒータ16との間に復水を加熱する復水用加熱器32を介装するようにしている。特に好ましくは、低圧給水ヒータ16の第1給水加熱器の前流側にするようにしている。また、設備によっては、従来の第1給水加熱器を廃止するようにしてもよい。
In this embodiment, a
この結果、熱回収器31でガス温度120〜200℃の温度域で熱回収した熱媒体が熱媒ライン33により復水用加熱器32に送られ、ここで25〜50℃付近の温度域の復水を加熱するようにしている。
As a result, the heat medium recovered by the heat recovery device 31 in the gas temperature range of 120 to 200 ° C. is sent to the
これにより、乾式電気集塵機22の前流のガス温度を酸露点まで低下させ、ガス中のSO3を凝縮し煤塵に吸着させ、乾式電気集塵機にて煤塵と共にSO3を除去する。また、ガス温度を下げることによって、煤塵の比抵抗を低下させ、乾式電気集塵機での逆電離現象を回避し、除塵性能も向上させている。
As a result, the gas temperature upstream of the dry
排ガスの温度を酸露点以下とする事による、SO3の高効率捕集により、オパシティ(光の遮蔽度)の低減効果、前記熱回収器より後流の酸腐食防止および煙突からの紫煙削減の効果がある。オパシティの低減効果については、本設備を適用後、オパシティは現状を維持または削減することができる。また、新設の場合では20%以下となることも期待できる。 By reducing the temperature of the exhaust gas below the acid dew point, SO 3 is efficiently collected to reduce opacity (light shielding), prevent acid corrosion downstream of the heat recovery unit, and reduce purple smoke from the chimney. effective. Regarding the effect of reducing the opacity, the opacity can be maintained or reduced after applying this facility. In addition, in the case of a new establishment, it can be expected to be 20% or less.
また、煤塵についても、本設備を適用後は、前記乾式集塵機入口の排ガス温度を低下させることにより、脱硫装置出口の排ガス中煤塵濃度を、既設の設備の改造であれば少なくとも現状以下まで削減することが期待できる。さらに、新設の設備であれば少なくとも30mg/Nm3以下、脱硫装置の種類によっては10mg/Nm3以下まで削減することが期待できる。 In addition, for dust, after applying this facility, the exhaust gas temperature at the inlet of the dry dust collector is lowered to reduce the dust concentration in the exhaust gas at the outlet of the desulfurizer to at least the current level if it is a modification of the existing equipment. I can expect that. Furthermore, if it is a newly installed facility, it can be expected to reduce it to at least 30 mg / Nm 3 or less, and depending on the type of desulfurization apparatus, to 10 mg / Nm 3 or less.
排ガスの温度を下げることにより、乾式電気集塵機22において、煤塵、SO3だけでなく、水銀等重金属の高効率捕集も期待できる。
By reducing the temperature of the exhaust gas, high-efficiency collection of heavy metals such as mercury as well as soot and SO 3 can be expected in the dry
また、復水用加熱器32の設置により、それまで復水加熱に利用していた低圧給水ヒータ16へのタービンからの抽気を一部低減することもできる。これにより、タービン13への蒸気量が増加し、タービンの出力増加につながる。
Further, by installing the
このように、従来では発電プラント10においては、復水の加熱をタービンからの抽気により賄っていたが、本発明のように復水用加熱器32を復水ラインの低圧給水ヒータ16の前流に設置し、回収熱により復水が加熱されるので、それまで行っていたタービンからの抽気を一部低減可能となり、出力増加を図ることができる。
Thus, conventionally, in the
下記「表1」は図1に示すような設備において、発電端出力600MWのプラントにおける定格運転条件でのヒートバランスを概略算出した結果である。復水用加熱器32を復水ラインに設置することにより、復水温度が約20℃程度増加することが判明される。
The following “Table 1” is a result of roughly calculating the heat balance under the rated operation conditions in the plant having the power generation end output of 600 MW in the facility as shown in FIG. It is found that the condensate temperature is increased by about 20 ° C. by installing the
前記「表1」に示すように、例えば復水用加熱器32へ導入される復水の入口温度が34℃の場合、復水用加熱器32を通過して熱媒により熱交換された出口温度は57℃となる。これは、例えば600MWクラスの発電設備においては、それまでより2000kW程度の出力増となる。
As shown in “Table 1”, for example, when the inlet temperature of the condensate introduced into the
次に、本発明による実施例1に係る他の熱回収設備について、図2を参照して説明する。図2に示すように、本例では4台の熱回収器31A〜31Dを設けると共に、該熱回収器31A〜31Dの後流側に4台の乾式電気集塵機22A〜22Dを設けるものである。
このように排ガスGを分岐して複数台の熱回収器とそれに対応する乾式電気集塵機22を用いて4系統で処理することにより、仮に何れかのラインに異常が発生した場合においても他のラインで賄うことができる。また、メンテナンス作業においても1系統毎に行うことができるので、作業処理が容易となる。また、排ガスの負荷が少ない場合には、1/4〜3/4のいずれかで対応することができ、効率的な排ガス処理を行うことができる。
Next, another heat recovery facility according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, in this example, four
In this way, when the exhaust gas G is branched and processed in four systems using a plurality of heat recovery units and corresponding dry
次に、本発明による実施例1に係る他の熱回収設備について、図3を参照して説明する。図3に示すように、熱回収器31から復水用加熱器32への熱媒ライン33において、熱回収器31に導入される熱媒体を加熱する熱媒ヒータ34を介装するようにしてもよい。
Next, another heat recovery facility according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, in the
この熱媒ヒータ34の設置により、熱回収器31へ導入される熱媒体の温度が制御されることとなり、例えばボイラからの排ガス中の煤塵が少なく、SO3濃度が高い場合には、熱交換チューブにとってSO3腐食のクリティカルな条件となるので、熱媒ヒータにより熱媒の温度を上げるようにしている。これにより熱回収器31内部での温度低下を防止し、SO3による熱交換チューブの腐食を防止することができる。
By installing the
この結果、熱回収器31の熱交換チューブにおいてSO3付着による内部腐食が発生することが防止される。 As a result, internal corrosion due to SO 3 adhesion in the heat exchange tube of the heat recovery unit 31 is prevented.
また、更に図3に示すように、熱媒ライン33にバイパス管36を設け、該バイパス管36にバイパス用弁35を設け、復水用加熱器32への熱媒の供給量を調整するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 3, a
このバイパス管36の設置により、復水用加熱器32への熱量を調整することができ、熱回収器31側に熱媒体を戻すことを優先させることができる。この結果、熱媒温度の低下を抑制でき、内部腐食が発生することが防止される。
By installing this
次に、本発明による実施例1に係る他の熱回収設備について、図4を参照して説明する。図4に示すように、図3の熱回収設備に加えて更に、乾式電気集塵機22の出口側において、排煙中の不透明度を計測するオパシティ計26を設置し、該オパシティ計26の計測結果を用いて制御装置(CPU)27により、熱媒ヒータ34での加熱量を調整するようにしている。
Next, another heat recovery facility according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, in addition to the heat recovery equipment of FIG. 3, an opacity meter 26 for measuring the opacity in the flue gas is further installed on the outlet side of the dry
また、図4においては、乾式電気集塵機22の出口側にオパシティ計26を設置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、脱硫装置23の出口側において、排煙中の不透明度を計測するオパシティ計26を設置するようにしてもよい。
In FIG. 4, the opacity meter 26 is installed on the outlet side of the dry
これにより、熱媒体温度が高くなり、熱回収器31における熱回収部単位面積あたりの熱交換量が減少し、熱回収器における排ガスの冷却の勾配がゆるやかになり、SO3フュームの生成を抑えることができる。公知の技術として乾式電気集塵機の前流にSO3を注入して、集塵機での除塵性能を向上させる技術が知られているが、その時に発生するSO3ヒューム濃度以下に抑えるよう調整する。 As a result, the temperature of the heat medium increases, the amount of heat exchange per unit area of the heat recovery unit in the heat recovery unit 31 decreases, the gradient of cooling of the exhaust gas in the heat recovery unit becomes gentle, and the generation of SO 3 fume is suppressed. be able to. As a known technique, a technique for improving the dust removal performance of the dust collector by injecting SO 3 into the upstream of the dry electrostatic precipitator is known, but the adjustment is made so as to suppress the concentration to the SO 3 fume concentration generated at that time.
また、粒径の細かい過度のSO3フュームの生成を抑えることとなるので、空間電荷が高くならず、乾式電気集塵機22における火花放電の発生を抑えることができる。
Moreover, since generation of excessive SO 3 fume having a small particle size is suppressed, space charge is not increased, and generation of spark discharge in the dry
よって、例えば石炭の炭種が異なることにより、SO3フュームの生成量が増大するような場合においても、安定して排ガス処理及び熱回収を行うことができる。 Therefore, for example, even when the amount of SO 3 fume increases due to different coal types, the exhaust gas treatment and heat recovery can be performed stably.
本発明による実施例2に係る熱回収設備について、図面を参照して説明する。
図5は、実施例2に係る熱回収設備を示す概念図である。なお、実施例1に示す熱回収設備と同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
実施例1の設備では、図1に示すように、熱回収した熱を再利用するために、復水用加熱器32を設置したが、本実施例では、図5に示すように、前記熱回収器31の熱媒として復水を直接利用するようにし、前記復水用加熱器32を省略するようにしたものである。
A heat recovery facility according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating a heat recovery facility according to the second embodiment. In addition, about the same member as the heat recovery equipment shown in Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
In the facility of Example 1, as shown in FIG. 1, a
この結果、実施例1に較べて復水用加熱器32を設置する必要がないので、設備がコンパクトになる。
As a result, it is not necessary to install the
本発明による実施例3に係る熱回収設備について、図面を参照して説明する。
図6は、実施例3に係る熱回収設備を示す概念図である。なお、実施例1に示す熱回収設備と同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図6に示すように、実施例3の熱回収設備では、前記排ガス処理ライン20に設けた空気予熱器21と乾式電気集塵機22との間に熱除去器70を設けたものである。
前記熱除去器70において、回収した熱の放出先としては、海水71を利用するようにしている。
A heat recovery facility according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a heat recovery facility according to the third embodiment. In addition, about the same member as the heat recovery equipment shown in Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
As shown in FIG. 6, in the heat recovery facility of Example 3, a heat remover 70 is provided between the
In the heat remover 70, seawater 71 is used as a destination of the recovered heat.
この結果、前記表1でのガス条件において、熱除去器70を設置した場合と設置しない場合とを比較すると、設置しない場合では、137℃であった排ガス温度が、熱除去器70を設置することで、92℃に低下することができた。また、脱硫装置23において、排ガス温度が高い場合における蒸発水量の損失分を考慮すると、約25〜30ton/hの水の節約を図ることができる。
As a result, comparing the case where the heat remover 70 is installed with the case where the heat remover 70 is not installed under the gas conditions shown in Table 1, the exhaust gas temperature which was 137 ° C. when the heat remover 70 is not installed is installed. As a result, the temperature could be lowered to 92 ° C. Moreover, in the
また本実施例においては、排ガス温度を下げるために、直接海水・湖沼・河川より冷媒をくみ上げて、熱除去器70に通すようにしても良い。 In this embodiment, in order to lower the exhaust gas temperature, the refrigerant may be directly pumped up from seawater, lakes, and rivers and passed through the heat remover 70.
また本実施例においては、熱回収後の熱媒を、そのまま海水・湖沼・河川へと放出するようにしても良い。 In the present embodiment, the heat medium after heat recovery may be directly released to seawater, lakes, and rivers.
本発明による実施例4に係る熱回収設備について、図面を参照して説明する。
図7は、実施例4に係る熱回収設備を示す概念図である。なお、実施例1に示す熱回収設備と同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
実施例1の設備では、図1に示すように、熱回収した熱を再利用するために、復水用加熱器32を設置したが、本実施例では、ボイラ11に供給する空気を予熱する空気予熱器21の前流側に、押込ファン61を介して導入する空気37を加熱する空気用予熱器38を設けたものである。
A heat recovery facility according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a heat recovery facility according to the fourth embodiment. In addition, about the same member as the heat recovery equipment shown in Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
In the facility of the first embodiment, as shown in FIG. 1, the
この実施例4によれば、押込ファン61により外部から押込まれた空気37は空気用予熱器38を設置することにより、熱回収器31からの熱媒体により空気温度が上昇し、予熱空気を生成する空気予熱器21のエレメントにおけるSO3凝縮による腐食の影響を低減することができる。この結果、空気予熱器21のエレメントの長寿命化を図ることができる。
According to the fourth embodiment, the
本発明による実施例5に係る熱回収設備について、図面を参照して説明する。
図8は、実施例5に係る熱回収設備を示す概念図である。なお、図1乃至図7に示す熱回収設備と同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
本実施例は、図1に示す実施例1の熱回収設備と図7に示す実施例4の熱回収設備とを併合したものであると共に、両者の熱媒ライン33−1、33−2に、復水用加熱器32又は空気用予熱器38に流入する熱媒体の量を調整する第1の調整弁39−1、第2の調整弁39−2とを設けたものである。
A heat recovery facility according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a heat recovery facility according to the fifth embodiment. In addition, about the same member as the heat recovery equipment shown in FIG. 1 thru | or FIG. 7, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
This embodiment is a combination of the heat recovery equipment of the first embodiment shown in FIG. 1 and the heat recovery equipment of the fourth embodiment shown in FIG. The first adjusting valve 39-1 and the second adjusting valve 39-2 for adjusting the amount of the heat medium flowing into the
実施例5によれば、図8に示すように、第1の調整弁39−1及び第2の調整弁39−2の設置により、復水又は押込空気37の加熱のための過分な熱供給を回避することができる。
According to the fifth embodiment, as shown in FIG. 8, excessive heat supply for heating the condensate or the pushing
すなわち、例えばボイラが低負荷運転の場合には、空気37を予熱するように、第1の調整弁39−1と第2の調整弁39−2とを調整する。また、ボイラが高負荷運転の場合には、復水を予熱するように、第1の調整弁39−1と第2の調整弁39−2とを調整する。
That is, for example, when the boiler is in a low load operation, the first adjustment valve 39-1 and the second adjustment valve 39-2 are adjusted so as to preheat the
この結果、排ガスの廃熱を設備の状況に応じて有効利用することができ、設備の運転効率を最適に発揮させることができる。 As a result, the waste heat of the exhaust gas can be effectively used according to the state of the facility, and the operation efficiency of the facility can be optimally exhibited.
本発明による実施例6に係る熱回収設備について、図面を参照して説明する。
図9は、実施例6に係る熱回収設備を示す概念図である。なお、図1乃至図8に示す熱回収設備と同一部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
本実施例は、図7に示す実施例4の熱回収設備において、熱回収器31と空気用予熱器38との熱交換を熱媒ラインにより行っていたものを、回転式の空気予熱器を更にもう一台設置して2台の空気予熱器21A、21Bとしたものである。
A heat recovery facility according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating a heat recovery facility according to the sixth embodiment. In addition, about the same member as the heat recovery equipment shown in FIG. 1 thru | or FIG. 8, the same code | symbol is attached | subjected and the description is abbreviate | omitted.
In this embodiment, in the heat recovery equipment of the fourth embodiment shown in FIG. 7, the heat exchange between the heat recovery device 31 and the
これにより、1台の空気予熱器のみを設置した場合に較べて、乾式電気集塵機22に導入される排ガスGの温度低下を更に低下させることができ、煤塵及びSO3の除去性能の向上を図ることができる。
また、外部空気37の予熱温度が高くなり、プラント効率が向上する。
Thereby, compared with the case where only one air preheater is installed, the temperature reduction of the exhaust gas G introduced into the dry
Moreover, the preheating temperature of the
また、空気予熱器を2台直列に設置することにより、外部から供給される空気は2段階に予熱され、これと共に、外部へ排出される排ガスGは2段階に熱降下する。これにより、1台の空気予熱器の設置の場合と較べて、その排ガスの熱降下勾配がなだらかとなる。
この結果、排ガスG中のSO3フュームの生成を抑えることができる。よって、後流側の設備のSO3による腐食が低減し、長寿命化を図ることができる。
In addition, by installing two air preheaters in series, the air supplied from the outside is preheated in two stages, and the exhaust gas G discharged to the outside falls in two stages. Thereby, compared with the case of installation of one air preheater, the heat drop gradient of the exhaust gas becomes gentle.
As a result, the generation of SO 3 fume in the exhaust gas G can be suppressed. Therefore, the corrosion due to SO 3 in the downstream equipment can be reduced and the life can be extended.
このような、熱回収設備により回収した熱の利用先として、前述した実施例においては、復水や空気の加熱を行っていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、設備のヒートトレースや暖房、温水製造などの用途としても利用することができる。 In the above-described embodiments, the condensate and the air are heated as the use destination of the heat recovered by the heat recovery facility. However, the present invention is not limited to this, and the heat of the facility is used. It can also be used for applications such as tracing, heating, and hot water production.
本発明による実施例7に係る熱回収設備に適用する熱回収器について、図面を参照して説明する。
図10は、実施例7に係る熱回収器を示す概念斜視図である。図11は、その正面図である。図10及び図11に示すように、熱回収器は、熱回収する排ガスを導入する入口40aと熱回収された排ガスを排出する出口40bとを備えた熱回収器本体40と、排ガスGの熱を回収する伝熱管が複数本集合してなるチューブバンドル41と、熱回収器本体40の底部40cに設けられ、該底部40cの全体を加熱する蒸気ライン42とを具備するものである。
なお、ガス流れは図10及び図11の熱回収器のような鉛直方向に流れるものに限定されるものではなく、例えば水平方向としてもよい。この一例を図12、図13に示す。ここで、図12は、ガス流れが水平方向の場合の熱回収器を示す概念斜視図である。図13は、その正面図である。
A heat recovery device applied to a heat recovery facility according to Embodiment 7 of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 10 is a conceptual perspective view illustrating a heat recovery apparatus according to the seventh embodiment. FIG. 11 is a front view thereof. As shown in FIGS. 10 and 11, the heat recovery unit includes a heat
Note that the gas flow is not limited to the flow in the vertical direction as in the heat recovery device of FIGS. 10 and 11, and may be in the horizontal direction, for example. An example of this is shown in FIGS. Here, FIG. 12 is a conceptual perspective view showing the heat recovery device when the gas flow is in the horizontal direction. FIG. 13 is a front view thereof.
前記蒸気ライン42に供給する蒸気は例えば温度が70〜180℃程度の蒸気を用いることができる。
As the steam supplied to the
前記蒸気ライン42の設置により、熱回収器本体40の底部40c全体を蒸気加熱することができ、熱回収器本体40内に排ガスGと同伴された落下灰が加熱される。灰が加熱されると、灰に付着したSO3の吸湿が減少する。例えば排ガス中の水分が10%の時、温度が20℃上がれば、SO3の吸湿量が10%程度減少することが判明している。灰中の水分が減ることで、灰の流動性が向上し排ガスGと共に再び同伴されて、後流側に設置する図示しない集塵機ホッパーに容易に流入させることができる。
By installing the
この結果、熱回収のため、熱回収器のガス流れを水平方向にしても、灰が底部に溜まることがなく、垂直流だけでなく水平流の熱回収器も採用することができる。 As a result, for heat recovery, even if the gas flow of the heat recovery device is horizontal, ash does not accumulate at the bottom, and not only vertical flow but also horizontal flow heat recovery devices can be employed.
本実施例に係る熱回収器31の熱交換チューブの材質として安価な炭素鋼を用いることができる。また、熱交換チューブは熱回収効率及び煤塵の付着面積が増大するフィン付きのフィンチューブとすることが望ましい。 Inexpensive carbon steel can be used as the material of the heat exchange tube of the heat recovery device 31 according to the present embodiment. Moreover, it is desirable that the heat exchange tube be a finned tube with increased heat recovery efficiency and dust adhesion area.
また、実施例7に係る熱回収器を図1乃至図8に示した実施例1乃至実施例5に係る熱回収設備に設置することで、熱回収効率が向上することになる。 Moreover, the heat recovery efficiency is improved by installing the heat recovery device according to the seventh embodiment in the heat recovery facilities according to the first to fifth embodiments illustrated in FIGS. 1 to 8.
本発明による実施例8に係る熱回収設備に適用する熱回収器に設置するスートブロワについて、図面を参照して説明する。
図14は、実施例5に係る熱回収器用のスートブロワを示す概念図である。図15及び図16はプリパージボックスの断面図、図17及び図18はスートブロワの作動概略図である。これらの図面に示すように、スートブロワ50は、熱交換器本体40内に挿入して、チューブバンドルの灰を高温・高圧蒸気により払落とすものである。該スートブロア50は、前記ボイラからの高圧・高温の蒸気を導入する第1の筒体である内筒51と、該内筒51内に挿抜自在な第2の筒体であるランスチューブ52と、前記ランスチューブ52の抜き出し側先端に設けられた蒸気孔53とを備えてなるものである。前記ランスチューブは駆動装置Mにより、送り・戻り動作と回転動作とを同時に行うことができるようにしている。
The soot blower installed in the heat recovery device applied to the heat recovery equipment according to the eighth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating a soot blower for a heat recovery device according to the fifth embodiment. 15 and 16 are cross-sectional views of the pre-purge box, and FIGS. 17 and 18 are operation schematic diagrams of the soot blower. As shown in these drawings, the
また、本実施例では、前記第2の筒体であるランスチューブ52が第1の筒体の内筒の外側を移動する構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第1の筒体の内側に第2の筒体であるランスチューブを挿抜自在とするようにしてもよい。
なお、本実施例のようにランスチューブ52を外筒とする場合には、挿し抜きのための駆動装置を設けることができるので、より好ましい。
In the present embodiment, the
In the case where the
これにより、前記ランスチューブ52は駆動装置Mにより、熱交換器本体40内を行き来し、チューブバンドルの灰を蒸気噴霧により払落とすようにしている。
Thereby, the
また、熱交換器本体40の側面には、そのスートブロワ初期において前記スートブロワ50の蒸気ドレンを除去するドレン除去装置54を設けている。スートブロワは1日数回程度であるので、前記ドレン除去装置54により、その停止期間中において発生した蒸気ライン内部の蒸気ドレンを除去するようにしている。スートブロアが設置されている熱交換器のガス温度(90〜120℃程度)では高煤塵中にドレンを噴霧すると煤塵が固着、プラント全体の運転にも影響を及ぼすため、スートブロアのドレン切りは必要不可欠である。
Further, a
また、図15及び図16に示すように、前記ドレン除去装置54には、複数の細孔55aが周設された気液分離筒55が内設されており、蒸気孔53から噴出される蒸気ドレンの気液分離を行い、ドレン除去装置の鉛直軸方向の頂部の穴54aからは蒸気64が、一方の底部の穴54bからはドレン65を各々排出するようにしている。
Further, as shown in FIGS. 15 and 16, the
このようなドレン除去装置54を用いることで、スートブロワの初期においては、図17に示すように、蒸気ラインの調整弁66を開放して、ドレン除去装置54内にてランスチューブ52の先端の蒸気孔53からドレン蒸気を排出する。相当時間、蒸気を排出してランスチューブ内のドレンを無くすか、ドレン除去装置内の蒸気が直接当たらぬ所に温度計を設置し、その温度の変化からドレン発生がなくなったことを確認してもよい。
By using such a
次いで、蒸気からのドレンの発生がなくなった後、図18に示すように、ランスチューブ52を図示しないシャッタを開放して熱交換器本体40の内部に挿入し、チューブバンドル41に付着した灰を払落とす。なお、ランスチューブ52は図示しない回転装置により、360度回転させることができ、熱回収器40の隅々まで灰を蒸気にて払落とすようにしている。灰の払落としが終了したら、前記ドレン除去装置54内にランスチューブ52を収納し、図示しないシャッタを閉じる。
Next, after the generation of drain from the steam is stopped, as shown in FIG. 18, the
スートブロアに使用する蒸気は、その上流の配管においてもドレンが発生しにくいよう工夫されている。蒸気の主配管から各スートブロアに分かれる枝部・長さはなるべく短く、また主配管は常時蒸気を循環するようにしてある。 The steam used for the soot blower is devised so that the drain is not easily generated even in the upstream pipe. Branches and lengths of steam from the main pipe to each soot blower are as short as possible, and the main pipe constantly circulates steam.
これらにより、スートブロワ初期において、蒸気ライン及びランスチューブ52内に溜まった蒸気ドレンを排出することができ、スートブロワに際しては、高圧・高温蒸気のみを供給することとなり、灰の固化・付着を防止することができる。
これにより、熱回収器のチューブの材質として安価な炭素鋼を用いても、スートブロワにより灰の付着を低減でき、長期間に亙って安定して熱回収を行うことができる。
また、従来のような鋼球を常時散布することなく、1日に2〜3又は4回程度のスートブロワ作業で良いので、熱回収器の耐久性が向上する。
As a result, the steam drain accumulated in the steam line and the
Thereby, even if cheap carbon steel is used as the material of the tube of the heat recovery device, adhesion of ash can be reduced by the soot blower, and heat recovery can be performed stably over a long period of time.
Moreover, since the soot blower operation | work about 2 to 3 or 4 times a day is sufficient, without always spraying the steel ball like the past, durability of a heat recovery device improves.
また、チューブバンドル41の排ガスGを初期に接触する上流側の熱回収器チューブには熱媒体を供給しないダミーチューブを設けるようにしてもよい。これにより、流速が速い上流側のチューブにおいて、灰による摩耗によってチューブに穴が空いても、熱媒体には影響がないようにし、熱回収器の信頼性を向上させるようにすることができる。
Further, a dummy tube that does not supply a heat medium may be provided on the upstream heat recovery tube that contacts the exhaust gas G of the
10 発電プラント
11 ボイラ
12 過熱蒸気
13 蒸気タービン
14 発電機
15 コンデンサ
16 低圧給水ヒータ
17 ボイラ給水ポンプ
18 高圧給水ヒータ
20 排ガス処理ライン
21 空気予熱器
22 乾式電気集塵機
23 脱硫装置
24 煙突
31 熱回収器
32 復水用加熱器
33 熱媒ライン
34 熱媒ヒータ
38 空気予熱器
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ボイラからの排ガスを処理する排ガス処理ラインとを備えてなり、
前記排ガスからの熱回収を行う熱回収設備において、
前記排ガス処理ラインに設けた空気予熱器と乾式電気集塵機との間に設けた熱回収器とを具備し、
前記熱回収器に供給する熱媒体が蒸気タービンからの復水自体を用いてなることを特徴とする熱回収設備。 A power plant that drives a steam turbine with superheated steam from a boiler;
An exhaust gas treatment line for treating exhaust gas from the boiler,
In heat recovery equipment for recovering heat from the exhaust gas,
A heat recovery unit provided between an air preheater provided in the exhaust gas treatment line and a dry electrostatic precipitator,
A heat recovery facility characterized in that the heat medium supplied to the heat recovery unit uses condensate itself from a steam turbine.
前記熱回収器に流入する熱媒体を加熱する熱媒ヒータを具備することを特徴とする熱回収設備。 In claim 1,
A heat recovery facility comprising a heat medium heater for heating the heat medium flowing into the heat recovery unit.
前記熱媒ラインにバイパス弁を有するバイパス管を具備することを特徴とする熱回収設備。 In claim 1 or 2,
A heat recovery facility comprising a bypass pipe having a bypass valve in the heat medium line.
前記乾式電気集塵機の出口側に、排煙中の不透明度を計測するオパシティ計を設け、
該オパシティ計の計測結果を用いて制御装置により、熱媒ヒータの加熱量を調整する制御を行うことを特徴とする熱回収設備。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
On the outlet side of the dry electrostatic precipitator, an opacity meter is provided to measure opacity during flue gas,
A heat recovery facility, wherein a control device is used to control a heating amount of a heat medium heater using a measurement result of the opacity meter.
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Legal Events
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