JP2020085287A - Drain recovery system and drain recovery method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、ドレン回収システムおよびドレン回収方法に関する。 Embodiments of the present invention relate to a drain recovery system and a drain recovery method.
石炭や重油などの化石燃料を用いる火力発電設備(以下「発電プラント」称す)では、発電プラントの起動過程において、重油にて起動することが多く、ボイラで使用する燃焼用空気の温度を蒸気によって予熱する空気予熱器(スチームエアヒータともいう)が設置されている。 In thermal power generation facilities that use fossil fuels such as coal and heavy oil (hereinafter referred to as "power generation plant"), the temperature of combustion air used in the boiler is often changed by steam during startup of the power generation plant. An air preheater (also called a steam air heater) for preheating is installed.
空気予熱器で空気の予熱に使った蒸気は、空気温度を上昇させることで熱交換し凝縮水(ドレン)化し、空気予熱器系外に排出する。 The steam used for preheating the air in the air preheater exchanges heat by increasing the air temperature, becomes condensed water (drain), and is discharged to the outside of the air preheater system.
空気予熱器で発生したドレンは、温度が高く発生量も多いことから、プラント熱サイクルの一つであるボイラ給水系統内ヘ回収するのが効率的である。 Since the drain generated in the air preheater has a high temperature and a large amount of it is generated, it is efficient to recover it in the boiler feed water system, which is one of the plant heat cycles.
プラント熱サイクルでは、ドレンを既設のボイラ給水系統内の設備である脱気器ヘ回収することが有効であるが、脱気器は、通常、タービン建屋の最上部(ドレンタンクの上)に設置されるため、以下に示すようなドレン回収を目的とした機器を設置している。 In the plant heat cycle, it is effective to recover drainage to the deaerator, which is the equipment in the existing boiler water supply system, but the deaerator is usually installed at the top of the turbine building (above the drain tank). Therefore, the following equipment for drain collection is installed.
すなわち、空気予熱器のドレンを一次回収するドレンタンクと、このドレンタンクのドレンを、配管を通じて脱気器に汲み上げるドレンポンプとを設け、配管内をドレンポンプで昇圧することでドレンタンクのドレンを脱気器ヘ回収するようにしている。 That is, a drain tank for primary recovery of the drain of the air preheater and a drain pump for pumping the drain of this drain tank to a deaerator through a pipe are provided, and the drain tank is drained by pressurizing the inside of the pipe with the drain pump. I try to collect it in the deaerator.
石炭火力発電プラントの場合、プラント始動時から中間負荷(石炭燃料ヘの切り換え負荷に達する)までは、重油で運転するプラントが多く、特に石炭燃料ヘ切り替えるときには、必要な空気の流量が減少し、これが蒸気量の減少に繋がり、ドレンの流量が著しく減少する。 In the case of a coal-fired power plant, there are many plants that operate with heavy oil from the start of the plant to the intermediate load (when switching load to coal fuel is reached), especially when switching to coal fuel, the required air flow rate decreases, This leads to a reduction in the amount of steam, and the flow rate of drain is significantly reduced.
このように、重油から石炭に燃料が切り替わる中間負荷の状態では、空気予熱器のドレン温度よりも脱気器の器内温度が高くなるという温度の逆転現象が発生し、これが原因で、配管内で回収されるドレンによる水撃現象(ウォータハンマ現象)が起きる。 In this way, in an intermediate load state where fuel is switched from heavy oil to coal, a temperature reversal phenomenon occurs in which the internal temperature of the deaerator becomes higher than the drain temperature of the air preheater. A water hammer phenomenon (water hammer phenomenon) occurs due to the drain collected in.
詳細に説明すると、ドレン回収用の配管内をドレン流量が減少することに伴い配管内に空間が発生し、脱気器の蒸気がその空間を埋めるために逆流し始め、空気予熱器ドレンの低温ドレンと脱気器の内部の高温飽和蒸気が直接接触することで、瞬間に凝縮されて、配管内の空間にドレンが急速に移動し、これがウォータハンマ現象の元になる。ウォータハンマ現象が発生すると、配管やその周囲の機器(弁など)がダメージを受けて破損し(例えば配管に亀裂や破断が生じ)、これが蒸気の外部噴出に繋がる。 In detail, as the drain flow rate decreases in the drain recovery pipe, a space is created in the pipe, and the vapor of the deaerator starts to flow backward to fill the space, and the low temperature of the air preheater drain Direct contact between the drain and the high temperature saturated steam inside the deaerator causes instantaneous condensation, causing the drain to move rapidly into the space inside the pipe, which is the source of the water hammer phenomenon. When the water hammer phenomenon occurs, the pipes and peripheral devices (valves, etc.) are damaged and damaged (for example, the pipes are cracked or fractured), which leads to the spouting of steam to the outside.
従来は、プラント始動時から中間負荷に至ったときにドレンの回収先を脱気器から他の回収先に切り替えるが、この際に、脱気器の前段の配管に残ったドレンが脱気器から逆流する蒸気と混じり合い、瞬間に凝縮されたドレンが配管内の空間を急速に移動し、これにより発生したウォータハンマ現象によって、配管やその周囲の機器(弁など)がダメージを受けるため、その部位の劣化状況の確認などのメンテナンス作業が短い周期で必要になるという問題があった。 Conventionally, the drain recovery destination is switched from the deaerator to another recovery destination when an intermediate load is reached after the plant starts.At this time, the drain left in the pipe in the preceding stage of the deaerator is deaerated. Drain that mixes with the steam that flows back from the inside of the pipe rapidly moves in the space inside the pipe, and the water hammer phenomenon caused by this causes damage to the pipe and surrounding equipment (valves, etc.), There is a problem that maintenance work such as confirmation of the deterioration state of the part is required in a short cycle.
本発明が解決しようとする課題は、空気予熱器から排出されるドレンの回収先を脱気器からそれ以外の回収先へ切り替えることで生じるウォータハンマ現象を防止し、脱気器へのドレン配管やその周囲の機器に対するメンテナンス周期を長くすることができるドレン回収システムおよびドレン回収方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to prevent a water hammer phenomenon caused by switching a recovery destination of drain discharged from an air preheater from a deaerator to another recovery destination, and to connect a drain pipe to the deaerator. It is to provide a drain recovery system and a drain recovery method that can prolong a maintenance cycle for equipment around and around it.
実施形態のドレン回収システムは、空気予熱器、ドレンタンク、脱気器、振分部、ドレン回収用配管、傾斜配管を備える。空気予熱器はボイラを含む火力発電設備を重油燃料により起動するときにボイラの空気を、可熱した蒸気で予熱することで、発生するドレンを排出する。ドレンタンクは空気予熱器から排出されるドレンを貯蔵する。脱気器はドレンタンクのドレンの回収先の一つとされる。振分部はドレンタンクに貯蔵されたドレンの回収先を脱気器または他の回収先に振り分ける。ドレン回収用配管はドレンタンクと脱気器との間にドレン回収路として設けられる。傾斜配管はドレン回収用配管の出口と脱気器のドレン導入口とを、脱気器側に下り勾配で接続する。 The drain recovery system of the embodiment includes an air preheater, a drain tank, a deaerator, a distribution unit, a drain recovery pipe, and an inclined pipe. The air preheater preheats the air in the boiler with heatable steam when the thermal power generation facility including the boiler is started with heavy fuel oil, thereby discharging the generated drain. The drain tank stores the drain discharged from the air preheater. The deaerator is one of the collection destinations of the drain in the drain tank. The distribution unit distributes the collection destination of the drain stored in the drain tank to the deaerator or another collection destination. The drain recovery pipe is provided as a drain recovery path between the drain tank and the deaerator. The inclined pipe connects the outlet of the drain recovery pipe and the drain introduction port of the deaerator to the deaerator side with a downward slope.
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1はドレン回収システムを含む一つの実施の形態の火力発電プラントを示す図である。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a thermal power plant according to one embodiment including a drain recovery system.
第1実施形態の火力発電プラントは、主要設備として、ボイラ、タービン、発電機などの主要設備の他に、空気予熱器ドレン回収システムを備える。 The thermal power plant according to the first embodiment includes, as main equipment, an air preheater drain recovery system in addition to main equipment such as a boiler, a turbine, and a generator.
図1に示すように、空気予熱器ドレン回収システムは、例えば蒸気式の空気予熱器1、ドレンタンク9、ドレンポンプ11、脱気器20、これら機器を接続する配管(空気予熱器ドレン管8、ドレン管16、ドレン水張り管22など)と、各機器に設けられた検出器(空気温度や蒸気温度、水位などの検出器4、14、24、25など)と、これら検出器と信号線で接続された制御装置15を備える。
As shown in FIG. 1, the air preheater drain recovery system includes, for example, a steam type air preheater 1, a
空気予熱器1は、ボイラへ供給する空気とタービンから抽出した蒸気との間で熱交換を行うことでボイラへ供給する空気を予熱する。 The air preheater 1 preheats the air supplied to the boiler by exchanging heat between the air supplied to the boiler and the steam extracted from the turbine.
空気温度検出器4は、空気予熱器出口空気ダクト3に設置される。空気温度検出器4は空気予熱器1の温度を検出する。水位検出器14は、ドレンタンク9の水位を検出する。ドレン温度検出器24は、ドレンタンク9の出口に接続される配管に設けられている。ドレン温度検出器24は、ドレンタンク9のドレンの温度を検出する。脱気器温度検出器25は、脱気器の温度を検出する。
The air temperature detector 4 is installed in the air preheater outlet air duct 3. The air temperature detector 4 detects the temperature of the air preheater 1. The
空気予熱器ドレン管8は、空気予熱器1からドレンタンク9へドレンを送る流路である。ドレンタンク9は、空気予熱器1で発生したドレンを、空気予熱器ドレン管8を通じて回収し一次貯水する。ドレンタンクベント弁10は、制御によりドレンタンク9内から外部へドレンを放出する。
The air
ドレンポンプ11は、ドレンタンク9に貯水されたドレンをドレンタンク9から排出する。ドレンタンク9から排出されたドレンは、ドレンポンプ11によりプラント熱サイクルの設備(脱気器20またはその他の回収先30など)へ送られ、プラント熱サイクルの設備で利用する水として回収される。つまり脱気器20またはその他の回収先30などは、ドレンタンク9のドレンの回収先の一つとされる。
The
ポンプ再循環系統12は、ドレンポンプ11から送り出したドレンの一部をドレンタンク9に戻して循環させることでドレンポンプ11の最低流量を保護する。ポンプ再循環系統12には配管や弁が含まれる。
The
ドレン逆止弁13は、ポンプ停止時にドレン管16の側からドレンポンプ11へドレンが逆流することを防止するための逆止弁である。復水逆止弁29は、復水管21へドレンが逆流することを防止するための逆止弁である。
The
ドレン配管16は、ドレンタンク9からドレンポンプ11により送り出されて逆止弁13を通過したドレンを脱気器20の側へ導くためのドレンの流路である。
脱気器回収調節弁17は、制御装置15から出力される制御信号により、調節弁の流量開度を変化させてドレンタンク9の排出ドレン量を調節する。脱気器回収調整弁前弁18は、脱気器回収調節弁17の前段に設けられる電動弁である。
The
The deaerator
ドレン水張り管22は、脱気器回収調節弁17および脱気器回収調整弁前弁18、脱気器直前ドレン配管19aおよび復水管21により脱気器20付近の流路(ドレン管16)の水張りを行う。
The drain
ドレンタンク水位調節弁23および脱気器回収調節弁17は、制御装置15から出力される制御信号により、脱気器20または脱気器20以外の回収先である回収先30へドレンの流れを切り替える。つまりこのドレンタンク水位調節弁23および脱気器回収調節弁17などは、ドレンの回収先を、脱気器20または他の回収先30に振り分ける振分部として機能する。
The drain tank water
ドレン水張り管22と脱気器20とを繋ぐドレン回収路であるドレン回収用配管19には、脱気器回収調節弁17およびその前弁である脱気器回収調整弁前弁18が設けられている。脱気器直前ドレン配管19aは、上記ドレン回収用配管19の一部であり、脱気器回収調節弁17以降の脱気器20に至る配管部分である。脱気器回収調整弁前弁18は電動弁である。
A
脱気器直前ドレン配管19aは、水平管または垂直管ではなく、下り勾配の傾斜角度が例えば水平方向に対して30°以上70°未満の範囲で設置される傾斜配管である。なお、ドレン水張り管22と脱気器20のドレン導入口20aとの位置関係(高低差)によっては、例えば高低差が大きい場合は、脱気器直前ドレン配管19aの設置角度を、例えば水平方向に対して45°以上75°未満の範囲にしてもよい。設置角度については、水平方向を基準にして説明したが、垂直方向を基準にしてもよい。
The
すなわち、脱気器直前ドレン配管19aは、その傾斜角度の範囲が水平方向に対して45度以上75度未満または30度以上70度未満で設置される。上記2つの傾斜角度の範囲を総合すると、傾斜角度は、脱気器20側に下り勾配で水平方向に対して30°以上75°未満の範囲が好ましいと言える。
That is, the
このような傾斜角度の範囲で脱気器直前ドレン配管19aを設置することで、蒸気凝縮現象が発生する前に、脱気器回収調節弁17以降の配管に残留しているドレンを脱気器20に流して全量回収できる。
By installing the
この際、配管に残留しているドレンは、配管底部を流れ落ち、脱気器20から逆流してくる飽和蒸気は、配管上部を伝って上ってゆくため、互いが混合することなく入れ替わるので、ドレン回収用配管19での蒸気の逆流による蒸気凝縮現象が発生することがなくなる。
At this time, the drain remaining in the pipe flows down at the bottom of the pipe, and the saturated vapor flowing back from the
制御装置15は、各検出器により検出される検出値に応じて各機器を制御する。具体的には、プラント起動時に、制御装置15は、空気温度検出器4により検出される空気温度を監視し、空気温度が予め設定されている温度よりも低い場合、空気予熱器1を制御して、蒸気で空気を予熱し空気の温度を上昇させる。この際、空気予熱器1は、蒸気によって発生する凝縮水(ドレン)を、ドレン管8を通じてドレンタンク9へ排出する。
The
また、制御装置15は、水位検出器14により検出されるドレンタンク9の水位を監視し、水位の変化(上昇または下降)に応じてドレンポンプ11を制御してドレンタンク9の排水量を調節する。この際、ドレンタンク9の水位(ドレン貯蔵量)が一定の値を超える場合は、プラント負荷や空気予熱器1、ドレンタンク9、脱気器20などの温度に応じて、ドレンタンク水位調節弁23や脱気器回収調節弁17などを制御して、排出されるドレンを脱気器20または他の回収先30へ振り分け、プラント熱サイクルの設備で利用する水として回収する。
Further, the
例えば制御装置15は、プラント起動後、プラント負荷が上昇する中で、空気予熱器1またはドレンタンク9の温度と脱気器20の温度を監視し、互いの温度の逆転現象が発生する前に、ドレンタンク水位調節弁23および脱気器回収調節弁17を制御して、それまで脱気器20へ回収していたドレンを他の回収先30へ振り分ける。この際、制御装置15は、ドレンタンク水位調節弁23を開け脱気器回収調節弁17を閉じる。
For example, the
次に、図2のグラフを参照してこの火力発電プラントの動作を説明する。図2のグラフにおいて、符号31は空気予熱器1のドレン温度、符号32は重油使用量、符号33はプラント負荷、符号34は脱気器20の器内温度、符号35は石炭使用量、符号36はドレン回収切替点、符号37はウォータハンマ発生域を示す。
火力発電プラントを起動させるときは、ボイラの燃料に重油を使用するため、蒸気式の空気予熱器1にて空気の温度を大気温度から上昇させるのに重油を使用する。このとき、空気の温度を上昇させるのに使用する熱源が蒸気であるため、火力発電プラントの起動時にはドレンが大量に発生し、空気予熱器1の内部の圧力も上昇することになる。
Next, the operation of this thermal power plant will be described with reference to the graph of FIG. In the graph of FIG. 2,
When starting the thermal power plant, heavy oil is used as the fuel for the boiler, so heavy oil is used to raise the temperature of the air from the atmospheric temperature in the steam type air preheater 1. At this time, since the heat source used to raise the temperature of the air is steam, a large amount of drain is generated when the thermal power plant is started, and the pressure inside the air preheater 1 also rises.
空気予熱器1で発生したドレンは、空気予熱器1の飽和温度となるために高温のドレンがドレンタンク9に流入する。このとき火力発電プラントは、起動を開始したばかりの状熊であるために脱気器20内部の温度(器内温度)は100℃以下の状態である。
Since the drain generated in the air preheater 1 reaches the saturation temperature of the air preheater 1, the high temperature drain flows into the
そして、プラント負荷(発電負荷)33を上昇させると、図2に示すように、重油使用量32が増加すると共に空気予熱器1で消費される蒸気量も増加し、発生ドレン量も増えることになるが、そのままプラント負荷(発電負荷)33が上昇し、重油燃料から石炭燃料に切り替わるタイミングになると、重油の使用量32が減少する。これに伴い蒸気の消費量も低下し、発生するドレンの量が減少すると共に、空気予熱器1のドレン温度31も低下することになる。
Then, when the plant load (power generation load) 33 is increased, as shown in FIG. 2, the amount of heavy oil used 32 increases, the amount of steam consumed in the air preheater 1 also increases, and the generated drain amount also increases. However, when the plant load (power generation load) 33 rises as it is and it is time to switch from heavy oil fuel to coal fuel, the
ところが、プラント負荷33の上昇によって、プラント負荷33が例えば50%前後の中間負荷の状態では、既に脱気器20の機内温度34は200℃を超えた状態となっているため、通常、重油燃料と石炭燃料との切り替えタイミングで空気予熱器1のドレン温度31と脱気器20の器内温度34との逆転現象が発生する。
However, due to the increase in the
そこで、この第1実施形態の火力発電プラントでは、制御装置15が、脱気器温度検出器25により検出される脱気器20の器内温度と、ドレン温度検出器24により検出されるドレンタンク9のドレンの温度を監視する中で、互いの温度が反転(逆転)する前のドレン回収切替点36(図2参照)になると、制御装置15は、ドレン回収分岐配管26に取り付けられているドレンタンク水位調節弁23および脱気器回収調節弁17を制御して、ドレンの流れ(ドレン回収先)を、脱気器20から他の回収先30(ドレン回収分岐配管26の側)へ切り替える。
Therefore, in the thermal power plant according to the first embodiment, the
詳細に説明すると、制御装置15は、ドレンタンク水位調節弁23を開け、脱気器回収調節弁17を閉じる制御を行う。脱気器20の温度とドレンタンク9の温度が逆転する前を、例えば反転タイミングに達する直前、または反転タイミングに近づく、などともいう。
More specifically, the
これにより、脱気器20ヘのドレンの回収が停止されると共に、ドレンタンク9のドレンは、ドレンポンプ11、ドレン逆止弁13、ドレン回収分岐配管26からドレンタンク水位調節弁23を通じて他の回収先30へ回収されるようになる。
As a result, the collection of the drain to the
脱気器20側では、脱気器回収調節弁17を閉じられて脱気器20ヘのドレンの回収が停止されたことで、脱気器回収調節弁17から脱気器20に至るまでのドレン回収用配管19に残留しているドレンが、下り勾配の脱気器直前ドレン配管19aを通じて脱気器20へ流れて、脱気器20に全量回収される。
On the
このため、脱気器20の飽和蒸気が脱気器直前ドレン配管19aへ逆流しても残留ドレンが混ざり合うことがなくなり、蒸気凝縮が起こらず、したがってウォータハンマ発生域37(図2参照)において、ウォータハンマ現象が発生することがなくなる。なお、脱気器回収調節弁17の位置から脱気器直前ドレン配管19aまでの配管内にドレンが残留しないように、脱気器回収調節弁17やその前段の脱気器回収調節弁前弁18などの弁類をボール弁またはゲート弁とすることで、弁の機構的な段差でドレンが残留することがなくなり、その部位での蒸気凝縮をなくすことができる。
Therefore, even if the saturated vapor of the
このようにこの第1実施形態の火力発電プラントによれば、脱気器直前ドレン配管19aを下り勾配で配設し、プラント始動以降、制御装置15が、ドレン温度検出器24により検出される空気予熱器ドレン温度と脱気器温度検出器25により検出される脱気器温度とを監視し、負荷上昇により原油燃料から石炭燃料に切り替わる際に脱気器温度検出器25により検出される脱気器の温度と、ドレン温度検出器24により検出されるドレンの温度の値が反転する前のドレン回収切替点36に達すると、ドレン回収分岐配管26に取り付けられたドレンタンク水位調節弁23を制御して、ドレン回収先を脱気器20から他の回収先30に切り替えることで、脱気器20ヘのドレンの回収が停止されると共に、回収停止で脱気器20の前段の流路(ドレン回収用配管19)に残留しているドレンが下り勾配の脱気器直前ドレン配管19aを通じて脱気器20に全量回収される。このため、脱気器回収調節弁17以降(脱気器20の前段)の脱気器直前ドレン配管19aに蒸気逆流が発生してもウォータハンマ現象が発生せず、この結果、脱気器直前ドレン配管19aやその周囲の機器(弁類など)の劣化を遅らせることができ、メンテナンスの期間を長くすることができる。
As described above, according to the thermal power plant of the first embodiment, the
また、脱気器直前ドレン配管19aを、垂直ではなく、脱気器20側に下り勾配で水平方向に対して傾斜角度が45°以上75°未満の範囲、または30°以上70°未満の範囲で設置することで、蒸気凝縮現象が発生する前に、脱気器回収調節弁17以降の配管に残留しているドレンを脱気器20に流して全量回収し、脱気器20から逆流してくる飽和蒸気と入れ替るので、ドレン回収用配管19での蒸気の逆流による蒸気凝縮現象が発生することがなくなる。上記傾斜角度の範囲を総合すると、傾斜角度は脱気器20側に下り勾配で水平方向に対して30°以上75°未満の範囲が好ましいと言える。
Further, the
これにより、脱気器回収調節弁17以降の脱気器直前ドレン配管19aを含むドレン回収用配管19で発生するウォータハンマ現象の発生を防止することができる。この結果、ドレン回収用配管19に付設されている脱気器回収調節弁17などの劣化や破損を防止すると共に、ドレン回収用配管19の亀裂や破断の発生を防止し、配管の亀裂箇所から蒸気が外部に噴出するといった事態を未然に防止することができる。
As a result, it is possible to prevent the occurrence of the water hammer phenomenon that occurs in the
なお、上記実施形態では、空気予熱器1のドレン温度と脱気器20の器内温度とを比較したが、空気予熱器1のドレン温度に変えてドレンタンク9のドレン温度を利用してもよい。
Although the drain temperature of the air preheater 1 and the internal temperature of the
また、上記実施形態では、ドレン回収用配管19(水平配管)の脱気器回収調節弁17の前に設ける脱気器回収調節弁前弁18などをボール弁またはゲート弁にする例について説明したが、脱気器回収調節弁17の後ろに後弁を設ける場合も、その後弁をボール弁またはゲート弁にしたほうがよい。
Further, in the above-described embodiment, an example in which the deaerator recovery control
(第2実施形態)
図3は第2実施形態の空気予熱器ドレン回収システムの構成を示す図である。この第2実施形態を説明するにあたり、第1実施形態と同じ構成には同一の符号を付しその説明は省略する。
(Second embodiment)
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the air preheater drain recovery system of the second embodiment. In describing the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
図3に示すように、この第2実施形態の空気予熱器ドレン回収システムは、ドレン水張り管22と脱気器20とを繋ぐドレン回収路であるドレン回収用配管19において、脱気器回収調節弁17に接続される傾斜配管である脱気器直前ドレン配管19aに、脱気器回収調節弁後弁27を設けると共に、脱気器回収調節弁前弁18の前段で分岐し脱気器直前ドレン配管19aに接続されるバイパス配管31に脱気器回収調節弁バイパス弁28を設けて構成される。脱気器回収調節弁前弁18は電動弁でなくてもよい。
As shown in FIG. 3, in the air preheater drain recovery system of the second embodiment, the deaerator recovery adjustment is performed in the
この場合、脱気器回収調節弁17以降の脱気器直前ドレン配管19aに設ける弁類(脱気器回収調節弁後弁27など)の弁をボール弁またはゲート弁にする。このように傾斜配管である脱気器直前ドレン配管19aに設ける弁類をボール弁またはゲート弁とすることで、弁の構造によって弁自体にドレンが留まることがなくなり、その部位での蒸気凝縮をなくすことができる。弁類としては、脱気器回収調節弁後弁27の他に、脱気器回収調節弁バイパス弁28や脱気器回収調節弁17の前弁である脱気器回収調節弁前弁18や止め弁(図示せず)などをボール弁またはゲート弁としてもよい。
In this case, the valves (such as the deaerator recovery control valve rear valve 27) provided in the deaerator immediately preceding
この第2実施形態の空気予熱器ドレン回収システムによれば、第1実施形態と同様に、空気予熱器1のドレン温度と脱気器20の器内温度とが逆転するタイミングで(反転ポイントに近づくと)、ドレンタンク水位調節弁23および脱気器回収調節弁17を制御して、ドレン回収先を脱気器20からドレン回収分岐配管26の側へ切り替えることで、脱気器20ヘのドレン回収を停止し、ドレンの回収を停止したことで脱気器回収調節弁17から脱気器20までの間に残っていたドレンと、脱気器20より逆流してくる飽和蒸気との入れ替えを、傾斜角度が45°以上75°未満の下り勾配の脱気器直前ドレン配管19aが行うことで、ドレン回収用配管19の残留ドレンを、蒸気凝縮現象が発生する前に脱気器20に全量回収することができる。
According to the air preheater drain recovery system of the second embodiment, similar to the first embodiment, the drain temperature of the air preheater 1 and the internal temperature of the
また、傾斜した脱気器直前ドレン配管19aに設置する弁類(脱気器回収調節弁後弁27など)をボール弁またはゲート弁にすることで、その弁自体にドレンが留まることがなくなる。
Further, by using a ball valve or a gate valve for the valves (such as the deaerator recovery control valve rear valve 27) installed in the inclined deaerator immediately preceding
したがって、脱気器回収調節弁17以降のドレン回収用配管19(脱気器直前ドレン配管19aを含む)で発生するウォータハンマの発生を防止することができる。これによりドレン回収用配管19に付設している脱気器回収調節弁17、脱気器回収調節弁後弁27の破損、しいてはドレン回収用配管19の亀裂や破断を防止し、その箇所から蒸気が噴出するといった事態を未然に防止することができる。
Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a water hammer that occurs in the drain recovery pipe 19 (including the drain pipe immediately before the deaerator) after the deaerator
すなわち、本発明によれば、空気予熱器1から排出されるドレンの回収先を脱気器20からそれ以外の回収先30へ切り替えることで生じるウォータハンマ現象を防止してドレン回収用配管19(脱気器直前ドレン配管19a)やその周囲の機器(弁類など)に対するメンテナンス周期を長くすることができる。
That is, according to the present invention, the water hammer phenomenon caused by switching the recovery destination of the drain discharged from the air preheater 1 from the
なお、第1実施形態において、第2実施形態のように、ドレン回収用配管19の脱気器回収調節弁17とその付近の流路に設ける弁類(脱気器回収調節弁前弁18など)をボール弁またはゲート弁にしてもよい。
In the first embodiment, as in the second embodiment, the deaerator
また、上記第1実施形態では、制御装置15が、空気予熱器1のドレン温度と脱気器20の器内温度とを監視し、互いの温度が逆転する前にドレン回収先を切り替えるようにしたが、この他、例えば脱気器20の他に、復水器またはそれに相当するプラントサイクル内の回収先、またはプラントサイクル系外へと切り替える系統を有する火力発電プラントでは、ドレン回収先の切り替えに、温度差だけに限らず、プラント負荷や蒸気温度や重油量など、ドレン温度差が予測できる代替えの情報を用いてドレン回収先を切り替えてもよい。
Further, in the first embodiment, the
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. The novel embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the scope equivalent thereto.
また上記実施形態に示した制御装置15の各構成要素を、コンピュータのハードディスク装置などのストレージにインストールしたプログラムで実現してもよく、また上記プログラムを、コンピュータ読取可能な電子媒体:electronic mediaに記憶しておき、プログラムを電子媒体からコンピュータに読み取らせることで本発明の機能をコンピュータが実現するようにしてもよい。
Further, each component of the
電子媒体としては、例えばCD−ROM等の記録媒体やフラッシュメモリ、リムーバブルメディア:Removable media等が含まれる。さらに、ネットワークを介して接続した異なるコンピュータに構成要素を分散して記憶し、各構成要素を機能させたコンピュータ間で通信することで実現してもよい。 Examples of the electronic medium include a recording medium such as a CD-ROM, a flash memory, and a removable medium: Removable media. Further, it may be realized by distributing and storing the constituent elements in different computers connected via a network, and communicating between the computers operating the respective constituent elements.
1…空気予熱器、3…空気予熱器出口空気ダクト、4…空気温度検出器、8…空気予熱器ドレン管、9…ドレンタンク、10…ドレンタンクベント弁、11…ドレンポンプ、12…ポンプ再循環系統、13…ドレン逆止弁、14…水位検出器、15…制御装置、16…ドレン管、17…脱気器回収調節弁、17…ドレン回収調節弁、18…脱気器回収調整弁前弁、19…ドレン回収用配管、19a…脱気器直前ドレン配管、20…脱気器、20a…ドレン導入口、21…復水管、22…水張り管、23…ドレンタンク水位調節弁、24…ドレン温度検出器、25…脱気器温度検出器、26…ドレン回収分岐配管、27…脱気器回収調節弁後弁、28…脱気器回収調節弁バイパス弁、29…復水逆止弁、30…他の回収先、31…バイパス配管。 1...Air preheater, 3...Air preheater outlet air duct, 4...Air temperature detector, 8...Air preheater drain pipe, 9...Drain tank, 10...Drain tank vent valve, 11...Drain pump, 12...Pump Recirculation system, 13... Drain check valve, 14... Water level detector, 15... Control device, 16... Drain pipe, 17... Deaerator recovery control valve, 17... Drain recovery control valve, 18... Deaerator recovery adjustment Valve front valve, 19... Drain collection pipe, 19a... Drain pipe immediately before deaerator, 20... Deaerator, 20a... Drain introduction port, 21... Condensate pipe, 22... Water filling pipe, 23... Drain tank water level control valve, 24... Drain temperature detector, 25... Deaerator temperature detector, 26... Drain recovery branch pipe, 27... Deaerator recovery control valve rear valve, 28... Deaerator recovery control valve bypass valve, 29... Condensate reverse Stop valve, 30... Other recovery destination, 31... Bypass piping.
Claims (5)
前記空気予熱器から排出されるドレンを貯蔵するドレンタンクと、
前記ドレンタンクの前記ドレンの回収先の一つとされる脱気器と、
前記火力発電設備の負荷に応じて、前記ドレンタンクに貯蔵されたドレンの回収先を前記脱気器または他の回収先に振り分ける振分部と、
前記ドレンタンクと前記脱気器との間にドレン回収路として設けられたドレン回収用配管と、
前記ドレン回収用配管の出口と前記脱気器のドレン導入口とを、前記脱気器側に下り勾配で接続する傾斜配管と
を具備するドレン回収システム。 An air preheater that discharges the generated drain by preheating the air of the boiler when starting a thermal power generation facility including a boiler with heavy oil fuel,
A drain tank for storing the drain discharged from the air preheater;
A deaerator that is one of the drain recovery destinations of the drain tank,
Depending on the load of the thermal power generation facility, a distribution unit that distributes the collection destination of the drain stored in the drain tank to the deaerator or another collection destination,
A drain recovery pipe provided as a drain recovery path between the drain tank and the deaerator,
A drain recovery system, comprising: an inclined pipe connecting an outlet of the drain recovery pipe and a drain introduction port of the deaerator to the deaerator side with a downward slope.
前記脱気器の温度を検出する第2温度検出器と、
前記火力発電設備を起動してから負荷を上昇させてゆく中で、前記第1温度検出器および前記第2温度検出器を監視し、負荷上昇に伴い重油燃料から石炭燃料へ切り替わるときに、前記第1温度検出器により検出された前記空気予熱器または前記ドレンタンクの温度を前記第2温度検出器により検出される前記脱気器の温度が超える前に、前記ドレンの回収先を前記脱気器から他の回収先へ切り替えるよう前記振分部を制御する制御部と
を具備する請求項1記載のドレン回収システム。 A first temperature detector for detecting the temperature of the air preheater or the drain tank;
A second temperature detector for detecting the temperature of the deaerator,
While increasing the load after starting the thermal power generation facility, the first temperature detector and the second temperature detector are monitored, and when switching from heavy oil fuel to coal fuel with load increase, Before the temperature of the air preheater or the drain tank detected by the first temperature detector exceeds the temperature of the deaerator detected by the second temperature detector, the recovery destination of the drain is degassed. The drain recovery system according to claim 1, further comprising a control unit that controls the distribution unit so as to switch from the container to another recovery destination.
前記空気予熱器から排出されるドレンをドレンタンクに貯蔵し、
前記ドレンタンクの前記ドレンの回収先の一つである脱気器へ振り分け、
前記火力発電設備の負荷上昇に伴い、重油燃料から石炭燃料に切り替わるときに、前記空気予熱器または前記ドレンタンクの温度を前記脱気器の温度が超える前に、前記ドレンタンクと前記脱気器との間に設けたドレン回収用配管のドレン回収調節弁を制御して前記ドレンの回収先を前記脱気器から他の回収先へ振り分け、
前記脱気器側の前記ドレン回収用配管に残ったドレンを、前記ドレン回収用配管の出口と前記脱気器のドレン導入口とを前記脱気器側に下り勾配で接続する傾斜配管を通じて前記脱気器へ回収するドレン回収方法。 When starting the thermal power generation equipment including the boiler with heavy fuel oil, the air preheater discharges the drain generated by preheating the air of the boiler with heated steam,
The drain discharged from the air preheater is stored in a drain tank,
Sorting to the deaerator, which is one of the drain recovery destinations of the drain tank,
With the load increase of the thermal power generation facility, when switching from heavy oil fuel to coal fuel, before the temperature of the deaerator exceeds the temperature of the air preheater or the drain tank, the drain tank and the deaerator The drain recovery control valve of the drain recovery pipe provided between the control unit and the drain recovery destination is distributed from the deaerator to another recovery destination,
The drain remaining in the drain recovery pipe on the deaerator side, through an inclined pipe connecting the outlet of the drain recovery pipe and the drain introduction port of the deaerator to the deaerator side with a downward slope, Drain recovery method to recover to the deaerator.
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