JP2587364B2 - 煙道ガスの余熱を利用する方法及び装置 - Google Patents

煙道ガスの余熱を利用する方法及び装置

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JP2587364B2 JP5094783A JP9478393A JP2587364B2 JP 2587364 B2 JP2587364 B2 JP 2587364B2 JP 5094783 A JP5094783 A JP 5094783A JP 9478393 A JP9478393 A JP 9478393A JP 2587364 B2 JP2587364 B2 JP 2587364B2
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    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,煙道ガスの余熱即ち空
気予熱器及び電気集塵装置へ供給される煙道ガスの熱の
うち煙道ガス脱硫装置の運転のために必要とされない余
剰熱を利用する方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】煙道ガス脱硫装置を備えた周知の発電所
において,蒸気ボイラーへ供給される燃焼用空気は発電
所の効率を良くするために空気予熱器へ供給され,この
空気予熱器は,蒸気ボイラーを出る煙道ガスにより加熱
される。こうして冷却された煙道ガスは通常,煙道ガス
脱硫装置へ供給される前に,電気集塵装置で浄化され
る。脱硫された煙道ガスは最終的に煙道ガス煙突又は冷
却塔を介して大気へ入り,この場合,浄化された煙道ガ
スを冷却塔を介して排出することには,煙道ガス脱硫装
置における浄化過程の際に冷却されたかつ湿気を含んだ
煙道ガスも,この煙道ガスの再加熱の必要なしに,大気
へ排出され得るという利点がある。
【0003】蒸気発生器が化石燃料,特にかつ炭で運転
される発電所では,燃焼用空気に対して大きい煙道ガス
流量が生ずる。かつ炭発電所においてこの比は約1.6
対1である。腐食を回避するために,更に,煙道ガス温
度と酸露点とのある程度の差が守られなければならない
から,このような発電所において,電気集塵装置からの
煙道ガスの流出後の煙道ガス温度は約170℃である。
【0004】煙道ガス脱硫の過程のために必要な温度は
約110℃であるから,周知の発電所において煙道ガス
の温度は煙道ガス脱硫装置への流入前に水の噴射により
約170℃から約110℃に下げられる。これには約3
%の効率損失が伴う。800MWの電気出力,即ち約2
400MWの熱出力を持つかつ炭ブロツクにおいて,水
噴射により減少される煙道ガスの余剰熱の前述の損失
は,約80MWの熱出力,即ちかつ炭ブロツクの全効率
の約3%である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の基礎になつて
いる課題は,冒頭に述べたような方法及び装置を改良し
て,煙道ガスを酸露点以下まで冷却することにより煙道
ガスの熱を回収すると共に,煙道ガス脱硫装置の運転の
ために必要とされない煙道ガス余剰熱を利用できるよう
にすることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
の方法に関して本発明によれば,空気予熱装置が2つの
空気予熱器に分割され,少なくとも1つの空気予熱器の
前で,煙道ガスの熱のうち煙道ガス脱硫装置の運転のた
めに必要とされない余剰熱にほぼ相当する部分流が蒸気
発生のために分岐される。更に装置に関して本発明によ
れば,運転予熱のために2つの空気予熱器が設けられ,
これらの空気予熱器の一方が煙道ガス主導管内の電気集
塵装置の前に設けられ,かつ他方が電気集塵装置の後ろ
に設けられており,少なくとも,煙道ガス主導管内の電
気集塵装置の前にある空気予熱器の前で,煙道ガスの熱
のうち煙道ガス脱硫装置の運転のために必要とされない
余剰熱にほぼ相当する煙道ガスの部分流用のバイパス導
管が分岐されている。
【0007】
【発明の効果】本発明により空気予熱装置を2つの空気
予熱器に分割し,これらの空気予熱器の少なくとも1つ
を迂回して煙道ガス部分流を導くことによつて,両方の
空気予熱器の少なくとも1つにおいて,約1の煙道ガス
−空気比が生じ,空気予熱器を迂回する煙道ガス部分流
を蒸気発生のために使用することにより,一方では,空
気予熱器の一層経済的な設計が可能になり,他方では,
後に接続される煙道ガス脱硫装置の運転のために必要と
されない煙道ガス余剰熱の利用が可能となる。こうして
得られる出力は発電所全体の出力の2ないし4%であ
る。
【0008】本発明の別の特徴によれば,余剰熱から発
生される蒸気は直接加熱の目的のために,純粋な外部加
熱装置として又は発電所の熱交換器の加熱のために使用
され得る。代案として,余剰熱から発生される蒸気を発
電所の既存のタービン又は付加的なタービンへ供給する
ことが可能である。最後に挙げた場合には,本発明の別
の特徴によれば,このタービンは混圧タービンとして構
成されるのが好ましい。なぜならば両方のバイパス導管
内に設けられた蒸気発生器により発生される蒸気は異な
る圧力を持つからである。
【0009】本発明によれば,一方の空気予熱器は煙道
ガス主流において電気集塵装置の前に設けられ,他方の
空気予熱器は電気集塵装置の後ろに設けられる。
【0010】本発明により空気予熱装置を2つの空気予
熱器に分割しかつ煙道ガスの部分流をしてこれらの空気
予熱器の少なくとも1つを迂回させることによつて,こ
の空気予熱器に約1の煙道ガス空気比が生じ,それに
よつて,空気予熱器を迂回する煙道ガス部分流が蒸気発
生のために又は例えば高圧又は低圧エコノマイザにおけ
る給水加熱のために又は熱放出のために用いられること
により,一方では空気予熱器の一層経済的な設計,他方
では後に接続された煙道ガス脱硫装置の運転のために必
要とされない煙道ガスの余剰熱の利用が可能である。こ
うして得られる出力は発電所全体の出力の2ないし3%
である。
【0011】本発明の別の特徴によれば,第2の空気予
熱器の前においても煙道ガスの部分流用のバイパス導管
が分岐されているので,煙道ガス主導管内の電気集塵装
置の後ろに設けられたこの空気予熱器にも前述の利点が
得られる。
【0012】本発明の別の拡張では,熱を吸収する部分
が煙道ガス主導管内の電気集塵装置の後ろにある空気予
熱器が,燃焼用空気導管内にある部分と管路を介して接
続され得る。閉じられた系としてのこれらの管路内で熱
媒体,なるべく水,が循環する。
【0013】こうして,煙道ガス脱硫装置の前の煙道ガ
スに含まれている熱の別の部分の利用が可能であり,こ
の場合,本発明の別の特徴によれば,第2の空気予熱器
の両部分を接続する管路に,蒸気で加熱される付加的熱
交換器を接続することができ,この熱交換器により,必
要のある場合に又は燃焼用空気の第2の空気予熱器の故
障の際に必要とされる熱が供給され得る。
【0014】好ましい実施例において本発明の装置は,
煙道ガス主流において電気集塵装置の前又は後ろに設け
られた2つの空気予熱器を含んでおり,これらの空気予
熱器にそれぞれバイパス導管が付属しており,このバイ
パス導管内に,煙道ガス部分流により加熱される蒸気発
生器が少なくとも1つ設けられている。本発明による,
この構成の拡張によれば,煙道ガス主導管内の電気集塵
装置の前に設けられた空気予熱器のバイパス導管内に,
このバイパス導管内に設けられた蒸気発生器用の蒸気過
熱器と,他方のバイパス導管内に設けられた蒸気発生器
用の蒸気過熱器とが設けられている。これによつて,一
層低い温度レベルを持つバイパス導管から生ずる蒸気も
過熱することが可能になる。両方の蒸気発生器又は蒸気
過熱器の後に混圧タービンが接続されているのが好まし
い。
【0015】最後に,本発明によれば,バイパス導管内
に調整弁を設けることが提案されており,それによつて
煙道ガス流を煙道ガス主導管とバイパス導管の間で的確
に分割することができ,更にこれらのバイパス導管の閉
鎖も可能である。
【0016】
【実施例】図面に本発明による装置の2つの実施例が示
されている。
【0017】図面に,例えばかつ炭を使用する蒸気発生
器1が示されており,この蒸気発生器の,燃焼用空気導
管2を介して供給される燃焼用空気は,蒸気発生器1へ
の流入の前に2つの空気予熱器3及び4により予熱され
る。これらの空気予熱器3及び4は煙道ガス5により加
熱され,この煙道ガスは煙道ガス主導管6を通つて蒸気
発生器1を出る。この煙道ガス主導管6の中には両方の
空気予熱器3及び4の間に電気集塵装置7が設けられて
いる。煙道ガス主導管6は煙道ガス脱硫装置8に至り,
この煙道ガス脱硫装置から,脱硫された煙道ガスが実施
例において冷却塔9へ供給され,この冷却塔は煙道ガス
を大気へ排出する。
【0018】図1による第1の実施例では各空気予熱器
3又は4にバイパス導管11又は12が付属している。
両方のバイパス導管11又は12は調整弁13を介して
煙道ガス主導管6に接続されている。これによつて,両
方のバイパス導管11又は12を介してそれぞれの煙道
ガス部分流5a又は5bを煙道ガス主流から分岐させる
ことが可能である。これらの煙道ガス部分流5a及び5
bの大きさは,両方の空気予熱器3及び4へ,加熱され
るべき空気量に相当する煙道ガス量が供給されるように
選ばれる。
【0019】煙道ガス部分流5a及び5bは燃焼用空気
を加熱するために用いられないから,これらの煙道ガス
部分流の利用可能な熱容量は蒸気を発生させるために利
用される。この目的のためにバイパス導管11内に蒸気
発生器14が設けられかつバイパス導管12内に蒸気発
生器15が設けられている。共通の給水導管16に接続
されたこれらの蒸気発生器14及び15の後に蒸気過熱
器17又は18が接続されている。蒸気発生器14の蒸
気過熱器17は煙道ガス部分流5aの流れ方向において
蒸気発生器14の前にある。蒸気発生器15の蒸気過熱
器18は,実施例では,バイパス導管11内に煙道ガス
部分流5aの流れ方向において蒸気発生器14の後ろに
設けられている。
【0020】両方の蒸気発生器14及び15により発生
される蒸気を純粋な外部加熱装置として又は発電所の熱
交換器の加熱のために使用することができ又は発電のた
めにタービンへ供給することができる。この場合は,図
1に示されている実施例の場合のように,発生された蒸
気を発電所の既存のタービン又は付加的なタービンへ供
給することが可能である。発電機19を駆動するこのタ
ービンはなるべく混圧タービン20として構成されてい
るのが好ましい。なぜならば蒸気発生器14及び15に
より発生される蒸気は異なる圧力をもつて生ずるからで
ある。
【0021】蒸気発生器14及び15により発生される
蒸気を使用するやり方に関係なく,上述の方法は,煙道
ガス脱硫装置8の運転のために必要とされない煙道ガス
5の余剰熱の経済的利用を実現させ,この余剰熱は燃焼
用空気流量に対する大きい煙道ガス流量の比及び煙道ガ
ス温度と酸露点との必要な差の保持により生ずる。
【0022】図2による第2の実施例は,煙道ガス主導
管6内の電気集塵装置7の後ろに設けられた空気予熱器
が,管路21により互いに接続された,この導管6内に
ある熱吸収部分3aと燃焼用空気導管2内にある熱放出
部分3bとに分割されていることで,第1の実施例と異
なる。閉じられた系としてのこれらの管路21内で熱媒
体,なるべく水,が循環する。煙道ガスが酸露点以下ま
で冷却されることにより煙道ガスの余熱が利用されかつ
煙道ガス脱硫装置が存在する場合にこれらの煙道ガス脱
硫装置の運転のために必要とされない煙道ガスの余剰熱
が利用されるようにする,燃焼用空気を加熱するために
必要とされる熱を供給することができるように,図2に
よる管路21に蒸気で加熱される付加的熱交換器22が
接続されている。
【0023】図2による第2の実施例において,煙道ガ
ス主流に含まれている余剰熱は全体として,空気予熱器
4の前で煙道ガス主流から分岐された煙道ガス部分流5
aにより煙道ガス主導管から取り出されかつ蒸気発生の
ために使用される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による装置の第1の実施例の構成図であ
る。
【図2】本発明による装置の第2の実施例の構成図であ
る。
【符号の説明】
3,4 空気予熱器 5a,5b 煙道ガス部分流
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平4−17201(JP,U) 実開 昭56−149238(JP,U)

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 煙道ガスの余熱即ち空気予熱器及び電気
    集塵装置へ供給される煙道ガスの熱のうち煙道ガス脱硫
    装服の運転のために必要とされない余剰熱を利用する方
    法において,空気予熱装置が2つの空気予熱器(3,
    4)に分割され,少なくとも1つの空気予熱器(3,
    4)の前煙道ガスの熱のうち煙道ガス脱硫装置の運
    転のために必要とされない余剰熱にほぼ相当する部分流
    (5a,5b)が蒸気発生のために分岐されることを特
    徴とする,煙道ガスの余熱を利用する方法。
  2. 【請求項2】 空気予熱器(4)が煙道ガス主流におい
    て電気集塵装置(7)の前に設けられかつ空気予熱器
    (3)が電気集塵装置(7)の後ろに設けられているこ
    とを特徴とする,請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 余剰熱から発生される蒸気が加熱の目的
    のために使用されることを特徴とする,請求項1又は2
    に記載の方法。
  4. 【請求項4】 余剰熱から発生される蒸気が発電所の既
    存のタービンへ供給されることを特徴とする,請求項1
    又は2に記載の方法。
  5. 【請求項5】 余剰熱から発生される蒸気が付加的なタ
    ービン(20)へ供給されることを特徴とする,請求項
    1又は2に記載の方法。
  6. 【請求項6】 タービンが混圧タービン(20)として
    構成されていることを特徴とする,請求項5に記載の方
    法。
  7. 【請求項7】 煙道ガスの余熱即ち空気予熱器及び電気
    集塵装置へ供給される煙道ガスの熱のうち煙道ガス脱硫
    装置の運転のために必要とされない余剰熱を利用する装
    置において,空気予熱のために2つの空気予熱器(3,
    4)が設けられ,これらの空気予熱器の一方が煙道ガス
    主導管(6)内の電気集塵装置(7)の前に設けられ,
    かつ他方が電気集塵装置(7)の後ろに設けられてお
    り,少なくとも,煙道ガス主導管(6)内の電気集塵装
    置(7)の前にある空気予熱器(4)の前で,煙道ガス
    の熱のうち煙道ガス脱硫装置の運転のために必要とされ
    ない余剰熱にほぼ相当する煙道ガスの部分流(5a)用
    のバイパス導管(11)が分岐されていることを特徴と
    する,煙道ガスの余熱を利用する装置。
  8. 【請求項8】 第2の空気予熱器(3)の前でも煙道ガ
    スの部分流(5b)用のバイパス導管(12)が分岐さ
    れていることを特徴とする,請求項7に記載の装置。
  9. 【請求項9】 熱を吸収する部分(3a)が煙道ガス主
    導管(6)内の電気集塵装置(7)の後ろにある空気予
    熱器(3)が,燃焼用空気導管(2)内にある部分(3
    b)と管路(21)を介して接続されていることを特徴
    とする,請求項7に記載の装置。
  10. 【請求項10】 第2の空気予熱器の両部分(3a,3
    b)を接続する管路(21)に,蒸気で加熱される付加
    的熱交換器(22)が接続されていることを特徴とす
    る,請求項9に記載の装置。
  11. 【請求項11】 余剰熱から発生される蒸気が加熱の目
    的のために使用されることを特徴とする,請求項7又は
    8に記載の装置。
  12. 【請求項12】 余剰熱から発生される蒸気が発電所の
    既存のタービンへ供給されることを特徴とする,請求項
    7又は8に記載の装置。
  13. 【請求項13】 余剰熱から発生される蒸気が付加的な
    タービン(20)へ供給されることを特徴とする,請求
    項7又は8に記載の装置。
  14. 【請求項14】 タービンが混圧タービン(20)とし
    て構成されていることを特徴とする,請求項13に記載
    の装置。
  15. 【請求項15】 煙道ガス主導管(6)内の電気集塵装
    置(7)の前に設けられた空気予熱器(4)のバイパス
    導管(11)内に,このバイパス導管(11)内に設け
    られた蒸気発生器(14)用の蒸気過熱器(17)と,
    他方のバイパス導管(12)内に設けられた蒸気発生器
    (15)用の蒸気過熱器(18)とが設けられているこ
    とを特徴とする,請求項8に記載の装置。
  16. 【請求項16】 バイパス導管(11,12)内に調整
    弁(13)が設けられていることを特徴とする,請求項
    7ないし15のうち1つに記載の装置。
JP5094783A 1992-03-21 1993-03-17 煙道ガスの余熱を利用する方法及び装置 Expired - Lifetime JP2587364B2 (ja)

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