JP2951294B2 - 排熱回収ボイラの停止方法 - Google Patents
排熱回収ボイラの停止方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、脱硝装置を備えた
排熱回収ボイラの停止方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】最近の電力需要の変化に応じて、ピーク
負荷用としてガスタービンを採用する傾向が高まってい
る。このように、ガスタービンを用いた場合、ガスター
ビンに対して運動エネルギーを与えた高温ガスは排熱回
収ボイラに導かれ、当該排熱回収ボイラでは、その熱を
利用して蒸気を発生させる。発生した蒸気は蒸気タービ
ンに導かれ、これを駆動して発電を行なう。以上のよう
にして、ガスタービンと蒸気タービンによる複合サイク
ル発電が実施され、これにより省エネルギーが図られ
る。 【０００３】通常、上記の排熱回収ボイラには、タービ
ンからの排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）を除
去するため脱硝装置が組込まれている。この脱硝装置に
あっては、触媒が効果的に作用するのは一定の温度域に
限られ、この温度域から外れた温度では触媒の効果は大
幅に減少する。これを図により説明する。 【０００４】図２は脱硝装置の脱硝有効温度範囲を示す
グラフである。図で、横軸には時間、縦軸には温度がと
ってある。図の斜線で示される範囲が脱硝有効範囲であ
り、その上限の温度がＴ2、下限の温度がＴ1で示されて
いる。温度Ｔ2は約４００°Ｃであり、温度Ｔ1は約２０
０°Ｃである。したがって、排ガス温度が上記斜線の温
度範囲にないと有効な脱硝は行なわれず、排煙中に多量
のＮＯxが含まれることとなる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】一方、最近のボイラ運
転においては、その高効率化を図るため、変圧運転方式
が採用されている。これを図３（ａ）に示す。図で、横
軸には負荷、縦軸にはドラム圧力がとってある。図に示
すように、変圧運転方式においては、負荷が小さい場合
はドラム圧力を一定の低い値とし、ある負荷点を超える
と負荷の大きさにほぼ比例してドラム圧力を変化するよ
うな運転を行なう。 【０００６】このため、ボイラ停止時にはドラム圧力は
低くなる。この状態から、ボイラバンキングに入ると、
再起動時のドラム圧力は図３（ｂ）にしめすようにさら
に低下する。図で、横軸には時間、縦軸にはドラム圧力
がとってある。図示のように、ドラム圧力はバンキング
開始から時間が経過するにつれて徐々に低下してゆき、
ドラムの再起動時には極めて低い圧力となる。１例を挙
げると、８時間のボイラバンキング中に、ドラム圧力は
約２０ａｔｇ降下して１０ａｔｇ（飽和温度１８３°
Ｃ）前後の残圧となる。 【０００７】上述した脱硝有効温度範囲および変圧運転
方式のため、ボイラ再起動時にはボイラから排出される
排煙中に多くのＮＯxが含まれることとなる。即ち、ボ
イラ再起動時に排ガスがボイラに供給されるが、脱硝装
置の上流側には過熱器、蒸発器等の伝熱管群が配置され
ており、又、再起動時のドラム残圧が低いため上記伝熱
管群内の受熱媒体温度が低く、供給された排ガスはこれ
らの伝熱管群に多くの熱を奪われる。 【０００８】この結果、ボイラ再起動時に脱硝装置に流
入する排ガス温度は、図２の曲線Ａに示すように温度Ｔ
3（約１８０°Ｃ）となり、触媒が効果的に作用する温
度（以下、触媒好適温度という）以下となる。そして、
触媒好適温度に達するまでにはボイラ再起動時後相当長
時間を要することになる。したがって、ボイラ再起動時
から排ガス温度が触媒好適温度に達するまでの間、排ガ
ス中に含まれるＮＯxは脱硝装置において有効に除去さ
れず、この間、排煙中にＮＯxの量が増加することとな
る。 【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、上記従来の問題点を解決
し、何等特殊の装置を用いることなく、ボイラ再起動
時、ボイラから排出されるＮＯxを低減することができ
る排熱回収ボイラの停止方法を提供するにある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、主として次のような構成を採用する。 【００１１】蒸気を発生するドラムと、前記ドラムの缶
水を排ガスにより加熱する蒸発器と、発生した前記蒸気
を負荷に供給する主蒸気管と、前記主蒸気管に接続され
て前記負荷をバイパスするバイパス管と、前記排ガス中
の窒素酸化物を除去する脱硝装置と、を備えた排熱回収
ボイラを停止するときに、前記ドラムの圧力をボイラ再
起動時に必要な残圧が得られる圧力に昇圧する排熱回収
ボイラの停止方法であって、前記ドラムの圧力を検出す
る圧力検出器を前記ドラムに設置し、前記圧力検出器か
らの検出信号に基づいて、前記ドラムの圧力が設計圧力
を超えないように昇圧する排熱回収ボイラの停止方法。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
基づいて説明する。 【００１３】図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の実
施形態に係る排熱回収ボイラの停止方法を示すタイムチ
ャートであり、図５は図４（ａ）乃至（ｃ）に示す停止
方法を適用する排熱回収ボイラの系統図である。まず、
図５に示す通常の排熱回収ボイラについて説明する。図
で、１はガスタービン、２はガスタービン１からの排ガ
スＧを導入する排ガスダクト、３は過熱器、４は第１の
蒸発器、５は脱硝装置、６は第２の蒸発器、７は節炭器
である。 【００１４】過熱器３、第１および第２の蒸発器４，
６、脱硝装置５、節炭器７は排ガスダクト２で構成され
る排ガス流路内に配置されている。８は蒸気を発生する
ドラム、９はドラム８で発生した蒸気により駆動される
蒸気タービン、１０は蒸気を凝縮して水に戻す復水器、
１１は復水器１０の水をドラム８に給水する復水ポンプ
である。 【００１５】復水器１０の水は復水ポンプ１１により給
水Ｗとなって節炭器７で排ガスＧにより予熱されてドラ
ム８内に供給される。ドラム８の水は下降管１３を通っ
て下降し、管路１ａ，１４ｂを経て蒸発器４，６へ導入
され管路１５ａ，１５ｂを経てドラム８内に戻る。この
ようにして、循環流動する間に、蒸発器４，６において
排ガスＧの加熱により生じた蒸気は飽和蒸気管１６によ
り過熱器３に導入され、ここで排ガスＧにより加熱さ
れ、加熱蒸気として主蒸気管１７を経て蒸気タービン９
へ供給される。 【００１６】１８は主蒸気管に接続され、蒸気タービン
９をバイパスして蒸気を直接復水器１０に導くタービン
バイパス管である。又、１９は蒸気タービンへの蒸気の
流量を調節する蒸気タービン加減弁、２０は蒸気タービ
ン９への蒸気の供給量により蒸気のバイパス量を調節す
るタービンバイパス弁、２１は排ガスダクト２のダンパ
である。上記の蒸気発生作動中、脱硝装置５は排ガスＧ
中のＮＯxを除去する動作を行なう。 【００１７】ここで、図４に示すグラフに基づいて、ボ
イラ停止に伴なう本実施形態のプラント停止課程を説明
する。プラント停止の際、蒸気タービン９の停止時のメ
タル温度を高く保持して再起動時の起動時間を短縮する
ために、ガスタービン１をある負荷で保持した状態にお
いて、蒸気タービン９を先行して停止する。この状態が
図４（ａ），（ｃ）に示される。 【００１８】蒸気タービン９の停止は蒸気タービン加減
弁１９を調節して図４（ａ）に示すように蒸気流量を減
少させて行なわれ、この間余剰蒸気量はタービンバイパ
ス弁２０によりドラム８のドラム圧力を制御しながらタ
ービンバイパス管１８を経て復水器１０へダンプされ
る。図４（ａ）で斜線部分が余剰蒸気量となる。蒸気タ
ービン９が停止した後、図４（ｃ）に示すように、ガス
タービン１が停止過程に入る。 【００１９】従来の停止方法においては、ガスタービン
１が停止過程に入ると、これに伴なって冷却によりドラ
ム８の圧力が図４（ｂ）の実線Ｃで示すように圧力Ｐ0
から低下してゆき、ガスタービン１の停止時には圧力Ｐ
1に低下する。そして、この状態でボイラ出口ダンパ２
１が全閉されてボイラバンキング状態に入る。バンキン
グ中、ボイラ自然放熱等により冷却されるので、ドラム
８の圧力は図４（ｂ）に示すように圧力Ｐ1からさらに
低下する。したがって、ボイラ再起動時、ドラム圧力は
極めて低い圧力Ｐ2になっており、伝熱管群内の受熱媒
体温度も低く、前述のように、脱硝装置５に流入する排
ガスＧの温度も低下することとなる。 【００２０】しかしながら、本実施形態においては、プ
ラント停止過程において、タービンバイパス１８を経て
復水器１０へダンプされる蒸気量を、タービンバイパス
弁２０によって絞り込む方法が採られることにより、ド
ラム８の圧力は図４（ｂ）の２点鎖線Ｄに示すように上
昇し、ボイラバンキング状態に入る時点においては圧力
Ｐ3まで昇圧される。上述のように、バンキング中、ボ
イラは冷却され、ドラム８の圧力も図４（ｂ）の２点鎖
線Ｄに示すように低下してゆく。 【００２１】しかし、ボイラバンキング開始時に圧力Ｐ
3まで昇圧されたドラム圧力は、バンキング中の冷却に
よる圧力低下があっても、ボイラ再起動時には圧力Ｐ4
を保持し、この圧力は従来の停止方法におけるボイラ再
起動時の圧力Ｐ2より遙かに高い圧力である。この結
果、伝熱管群内の受熱媒体温度も高い温度に保持され、
ボイラ再起動時に排ガスＧから奪う熱量が減少し、排ガ
スＧの温度は低下せず、図２の曲線Ｂに示すように、触
媒好適温度に保持することができ、従来の停止方法に比
較し、排煙中のＮＯｘの量を大幅に減少することができ
る。 【００２２】ここで１例を挙げると、ボイラ停止時、ド
ラム８の圧力を６０ａｔｇ（Ｐ3＝６０ａｔｇ）まで昇
圧させると、８時間のバンキングの後のドラム８の残圧
は約３０ａｔｇ（Ｐ4≒３０ａｔｇ，飽和温度約２３５
℃）となる。この結果、過熱器３、蒸発器４内の受熱媒
体の温度は約２３５℃に保持され、再起動時に導入され
る排ガスＧはほとんど温度降下を生ずることなく、図２
に示す温度Ｔ4（約２３０℃）で脱硝装置５に流入す
る。 【００２３】図６は、ボイラ再起動後のボイラから排出
されるＮＯx総量、排ガス量、排ガス温度の特性図であ
る。図で、横軸には時間がとってあり、又、実線はボイ
ラ再起動時のドラム残圧が３０ａｔｇ、一点鎖線はドラ
ム残圧が１０ａｔｇの場合を示す。図から明らかによう
に、ドラム残圧が１０ａｔｇの場合、ボイラから排出さ
れるＮＯxの量は、しばらくの間ＮＯx規制値を大きく超
えるのに対し、ドラム残圧が３０ａｔｇの場合、ボイラ
再起動時以後ＮＯx規制値を超えることはない。したが
って、ドラム残圧を高める停止方法が、ＮＯx低減に極
めて有効であることが判る。 【００２４】図１は、図４（ａ）乃至（ｃ）に示す停止
方法を適用する本発明を特徴付けている実施形態におけ
る排熱回収ボイラの系統図である。図で、図５に示す部
分と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。な
お、排ガスダクト２内の諸装置は図５と同様であり、図
示は省略されている。 【００２５】２３はドラム８に取付けられてドラム圧力
を検出する圧力検出器、１９’は圧力検出器２３の検出
信号により制御される蒸気タービン加減弁、２０’は圧
力検出器２３の検出信号により制御されるタービンバイ
パス弁である。 【００２６】本実施形態においては、図４（ｂ）の２点
鎖線Ｄに示すように、プラント停止過程においてドラム
圧力を上昇させるが、この圧力上昇が急激であるとドラ
ム８の設計圧力を超えるおそれが生じる。図１に示すボ
イラはこのような事態を防止するもので、ドラム圧力が
一定圧力を超えると圧力検出器２３がこれを検出し、信
号を蒸気タービン加減弁１９’、タービンバイパス弁２
０’に出力し、これらの弁を開く方向的に制御してドラ
ム圧力の上昇を抑え、ドラム圧力を安全に昇圧すること
ができる。 【００２７】本実施形態は、排熱回収ボイラの停止時に
おいて、再起動時に必要なドラム残圧を確保できるよう
にドラム圧力を昇圧させようとするものであるが、それ
と共にドラム圧力の急激な圧力上昇にも対応できるよう
に制御するものである。このような制御を行うために、
本実施形態では、具体的な構造として、ドラム圧力を検
出する圧力検出器を、発生した蒸気を蒸気タービンに供
給する主蒸気管や、前記主蒸気管のバイパス管に設ける
のではなくて、ドラムに直接設置することを特徴として
いる。 【００２８】本実施形態を、圧力検出器を例えば前記バ
イパス管に設ける構造のものと比較すると、本実施形態
は次のような特有な効果を奏しうるものである。ドラム
からの蒸気は主蒸気管またはバイパス管を流通する間に
減温により減圧するようになるが、本実施形態では前記
減圧を推定してドラム圧力を決定する必要がないととも
に、バイパス管の圧力検出ではドラム圧力に対して時間
遅れが生じて急激なドラムの圧力上昇に追従できないと
いう欠陥を生じないものである。 【００２９】このように本実施形態は、ドラム圧力を高
い精度で検出でき、且つドラム圧力の即応性を確保で
き、急激なドラム圧力の上昇にも対応できる制御を行う
ことができる。 【００３０】更に、本実施形態では、プラントの停止過
程において、タービンバイパス弁を絞ってドラム圧力を
昇圧し、ボイラ再起動時の残圧を高めるようにしたの
で、系統中に特殊な装置を介在させたり、系統に変更を
加えたりすることなく、単に運転方法のみで、ボイラ再
起動時脱硝装置に流入する排ガス温度の低下を防止して
これを触媒好適温度内に保持することができ、ボイラか
ら排出されるＮＯxを大幅に低減することができる。 【００３１】なお、上記実施形態の説明では、排ガス源
をガスタービンとして説明したが、ガスタービンに限る
ことはなく、排ガス源が工業炉や産業処理整備等であっ
ても適用することができる。 【００３２】 【発明の効果】以上述べたように、本発明では、プラン
トの停止過程において、負荷をバイパスするバイパス管
の通過蒸気量を制御し、ドラム圧力を昇圧してボイラ再
起動時のドラム残圧を高めるようにしたので、特殊の装
置を用いることなく、ボイラ再起動時、ボイラから排出
されるＮＯxを低減することができる。 【００３３】また、本発明では、プラントの停止過程で
ドラム圧力を昇圧してボイラ再起動時のドラムの残圧を
高める方法において、ドラムの圧力が予め定められた圧
力を超えたとき、蒸気タービン加減弁とタービンバイパ
ス弁の両方を同時に開いたドラムの圧力の上昇を抑える
ようにしたので、どのような急激な圧力上昇にも対処す
ることができ、安全に圧力上昇を行なうことができる。 【００３４】更に、本発明では、ドラム圧力を検出する
圧力検出器をドラムに設置することにより、ドラム圧力
を高い精度で検出でき、且つドラム圧力の即応性を確保
でき、急激なドラム圧力の上昇にも対応できる制御を行
うことができる。
排熱回収ボイラの停止方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】最近の電力需要の変化に応じて、ピーク
負荷用としてガスタービンを採用する傾向が高まってい
る。このように、ガスタービンを用いた場合、ガスター
ビンに対して運動エネルギーを与えた高温ガスは排熱回
収ボイラに導かれ、当該排熱回収ボイラでは、その熱を
利用して蒸気を発生させる。発生した蒸気は蒸気タービ
ンに導かれ、これを駆動して発電を行なう。以上のよう
にして、ガスタービンと蒸気タービンによる複合サイク
ル発電が実施され、これにより省エネルギーが図られ
る。 【０００３】通常、上記の排熱回収ボイラには、タービ
ンからの排ガス中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）を除
去するため脱硝装置が組込まれている。この脱硝装置に
あっては、触媒が効果的に作用するのは一定の温度域に
限られ、この温度域から外れた温度では触媒の効果は大
幅に減少する。これを図により説明する。 【０００４】図２は脱硝装置の脱硝有効温度範囲を示す
グラフである。図で、横軸には時間、縦軸には温度がと
ってある。図の斜線で示される範囲が脱硝有効範囲であ
り、その上限の温度がＴ2、下限の温度がＴ1で示されて
いる。温度Ｔ2は約４００°Ｃであり、温度Ｔ1は約２０
０°Ｃである。したがって、排ガス温度が上記斜線の温
度範囲にないと有効な脱硝は行なわれず、排煙中に多量
のＮＯxが含まれることとなる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】一方、最近のボイラ運
転においては、その高効率化を図るため、変圧運転方式
が採用されている。これを図３（ａ）に示す。図で、横
軸には負荷、縦軸にはドラム圧力がとってある。図に示
すように、変圧運転方式においては、負荷が小さい場合
はドラム圧力を一定の低い値とし、ある負荷点を超える
と負荷の大きさにほぼ比例してドラム圧力を変化するよ
うな運転を行なう。 【０００６】このため、ボイラ停止時にはドラム圧力は
低くなる。この状態から、ボイラバンキングに入ると、
再起動時のドラム圧力は図３（ｂ）にしめすようにさら
に低下する。図で、横軸には時間、縦軸にはドラム圧力
がとってある。図示のように、ドラム圧力はバンキング
開始から時間が経過するにつれて徐々に低下してゆき、
ドラムの再起動時には極めて低い圧力となる。１例を挙
げると、８時間のボイラバンキング中に、ドラム圧力は
約２０ａｔｇ降下して１０ａｔｇ（飽和温度１８３°
Ｃ）前後の残圧となる。 【０００７】上述した脱硝有効温度範囲および変圧運転
方式のため、ボイラ再起動時にはボイラから排出される
排煙中に多くのＮＯxが含まれることとなる。即ち、ボ
イラ再起動時に排ガスがボイラに供給されるが、脱硝装
置の上流側には過熱器、蒸発器等の伝熱管群が配置され
ており、又、再起動時のドラム残圧が低いため上記伝熱
管群内の受熱媒体温度が低く、供給された排ガスはこれ
らの伝熱管群に多くの熱を奪われる。 【０００８】この結果、ボイラ再起動時に脱硝装置に流
入する排ガス温度は、図２の曲線Ａに示すように温度Ｔ
3（約１８０°Ｃ）となり、触媒が効果的に作用する温
度（以下、触媒好適温度という）以下となる。そして、
触媒好適温度に達するまでにはボイラ再起動時後相当長
時間を要することになる。したがって、ボイラ再起動時
から排ガス温度が触媒好適温度に達するまでの間、排ガ
ス中に含まれるＮＯxは脱硝装置において有効に除去さ
れず、この間、排煙中にＮＯxの量が増加することとな
る。 【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、上記従来の問題点を解決
し、何等特殊の装置を用いることなく、ボイラ再起動
時、ボイラから排出されるＮＯxを低減することができ
る排熱回収ボイラの停止方法を提供するにある。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、主として次のような構成を採用する。 【００１１】蒸気を発生するドラムと、前記ドラムの缶
水を排ガスにより加熱する蒸発器と、発生した前記蒸気
を負荷に供給する主蒸気管と、前記主蒸気管に接続され
て前記負荷をバイパスするバイパス管と、前記排ガス中
の窒素酸化物を除去する脱硝装置と、を備えた排熱回収
ボイラを停止するときに、前記ドラムの圧力をボイラ再
起動時に必要な残圧が得られる圧力に昇圧する排熱回収
ボイラの停止方法であって、前記ドラムの圧力を検出す
る圧力検出器を前記ドラムに設置し、前記圧力検出器か
らの検出信号に基づいて、前記ドラムの圧力が設計圧力
を超えないように昇圧する排熱回収ボイラの停止方法。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態に
基づいて説明する。 【００１３】図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の実
施形態に係る排熱回収ボイラの停止方法を示すタイムチ
ャートであり、図５は図４（ａ）乃至（ｃ）に示す停止
方法を適用する排熱回収ボイラの系統図である。まず、
図５に示す通常の排熱回収ボイラについて説明する。図
で、１はガスタービン、２はガスタービン１からの排ガ
スＧを導入する排ガスダクト、３は過熱器、４は第１の
蒸発器、５は脱硝装置、６は第２の蒸発器、７は節炭器
である。 【００１４】過熱器３、第１および第２の蒸発器４，
６、脱硝装置５、節炭器７は排ガスダクト２で構成され
る排ガス流路内に配置されている。８は蒸気を発生する
ドラム、９はドラム８で発生した蒸気により駆動される
蒸気タービン、１０は蒸気を凝縮して水に戻す復水器、
１１は復水器１０の水をドラム８に給水する復水ポンプ
である。 【００１５】復水器１０の水は復水ポンプ１１により給
水Ｗとなって節炭器７で排ガスＧにより予熱されてドラ
ム８内に供給される。ドラム８の水は下降管１３を通っ
て下降し、管路１ａ，１４ｂを経て蒸発器４，６へ導入
され管路１５ａ，１５ｂを経てドラム８内に戻る。この
ようにして、循環流動する間に、蒸発器４，６において
排ガスＧの加熱により生じた蒸気は飽和蒸気管１６によ
り過熱器３に導入され、ここで排ガスＧにより加熱さ
れ、加熱蒸気として主蒸気管１７を経て蒸気タービン９
へ供給される。 【００１６】１８は主蒸気管に接続され、蒸気タービン
９をバイパスして蒸気を直接復水器１０に導くタービン
バイパス管である。又、１９は蒸気タービンへの蒸気の
流量を調節する蒸気タービン加減弁、２０は蒸気タービ
ン９への蒸気の供給量により蒸気のバイパス量を調節す
るタービンバイパス弁、２１は排ガスダクト２のダンパ
である。上記の蒸気発生作動中、脱硝装置５は排ガスＧ
中のＮＯxを除去する動作を行なう。 【００１７】ここで、図４に示すグラフに基づいて、ボ
イラ停止に伴なう本実施形態のプラント停止課程を説明
する。プラント停止の際、蒸気タービン９の停止時のメ
タル温度を高く保持して再起動時の起動時間を短縮する
ために、ガスタービン１をある負荷で保持した状態にお
いて、蒸気タービン９を先行して停止する。この状態が
図４（ａ），（ｃ）に示される。 【００１８】蒸気タービン９の停止は蒸気タービン加減
弁１９を調節して図４（ａ）に示すように蒸気流量を減
少させて行なわれ、この間余剰蒸気量はタービンバイパ
ス弁２０によりドラム８のドラム圧力を制御しながらタ
ービンバイパス管１８を経て復水器１０へダンプされ
る。図４（ａ）で斜線部分が余剰蒸気量となる。蒸気タ
ービン９が停止した後、図４（ｃ）に示すように、ガス
タービン１が停止過程に入る。 【００１９】従来の停止方法においては、ガスタービン
１が停止過程に入ると、これに伴なって冷却によりドラ
ム８の圧力が図４（ｂ）の実線Ｃで示すように圧力Ｐ0
から低下してゆき、ガスタービン１の停止時には圧力Ｐ
1に低下する。そして、この状態でボイラ出口ダンパ２
１が全閉されてボイラバンキング状態に入る。バンキン
グ中、ボイラ自然放熱等により冷却されるので、ドラム
８の圧力は図４（ｂ）に示すように圧力Ｐ1からさらに
低下する。したがって、ボイラ再起動時、ドラム圧力は
極めて低い圧力Ｐ2になっており、伝熱管群内の受熱媒
体温度も低く、前述のように、脱硝装置５に流入する排
ガスＧの温度も低下することとなる。 【００２０】しかしながら、本実施形態においては、プ
ラント停止過程において、タービンバイパス１８を経て
復水器１０へダンプされる蒸気量を、タービンバイパス
弁２０によって絞り込む方法が採られることにより、ド
ラム８の圧力は図４（ｂ）の２点鎖線Ｄに示すように上
昇し、ボイラバンキング状態に入る時点においては圧力
Ｐ3まで昇圧される。上述のように、バンキング中、ボ
イラは冷却され、ドラム８の圧力も図４（ｂ）の２点鎖
線Ｄに示すように低下してゆく。 【００２１】しかし、ボイラバンキング開始時に圧力Ｐ
3まで昇圧されたドラム圧力は、バンキング中の冷却に
よる圧力低下があっても、ボイラ再起動時には圧力Ｐ4
を保持し、この圧力は従来の停止方法におけるボイラ再
起動時の圧力Ｐ2より遙かに高い圧力である。この結
果、伝熱管群内の受熱媒体温度も高い温度に保持され、
ボイラ再起動時に排ガスＧから奪う熱量が減少し、排ガ
スＧの温度は低下せず、図２の曲線Ｂに示すように、触
媒好適温度に保持することができ、従来の停止方法に比
較し、排煙中のＮＯｘの量を大幅に減少することができ
る。 【００２２】ここで１例を挙げると、ボイラ停止時、ド
ラム８の圧力を６０ａｔｇ（Ｐ3＝６０ａｔｇ）まで昇
圧させると、８時間のバンキングの後のドラム８の残圧
は約３０ａｔｇ（Ｐ4≒３０ａｔｇ，飽和温度約２３５
℃）となる。この結果、過熱器３、蒸発器４内の受熱媒
体の温度は約２３５℃に保持され、再起動時に導入され
る排ガスＧはほとんど温度降下を生ずることなく、図２
に示す温度Ｔ4（約２３０℃）で脱硝装置５に流入す
る。 【００２３】図６は、ボイラ再起動後のボイラから排出
されるＮＯx総量、排ガス量、排ガス温度の特性図であ
る。図で、横軸には時間がとってあり、又、実線はボイ
ラ再起動時のドラム残圧が３０ａｔｇ、一点鎖線はドラ
ム残圧が１０ａｔｇの場合を示す。図から明らかによう
に、ドラム残圧が１０ａｔｇの場合、ボイラから排出さ
れるＮＯxの量は、しばらくの間ＮＯx規制値を大きく超
えるのに対し、ドラム残圧が３０ａｔｇの場合、ボイラ
再起動時以後ＮＯx規制値を超えることはない。したが
って、ドラム残圧を高める停止方法が、ＮＯx低減に極
めて有効であることが判る。 【００２４】図１は、図４（ａ）乃至（ｃ）に示す停止
方法を適用する本発明を特徴付けている実施形態におけ
る排熱回収ボイラの系統図である。図で、図５に示す部
分と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。な
お、排ガスダクト２内の諸装置は図５と同様であり、図
示は省略されている。 【００２５】２３はドラム８に取付けられてドラム圧力
を検出する圧力検出器、１９’は圧力検出器２３の検出
信号により制御される蒸気タービン加減弁、２０’は圧
力検出器２３の検出信号により制御されるタービンバイ
パス弁である。 【００２６】本実施形態においては、図４（ｂ）の２点
鎖線Ｄに示すように、プラント停止過程においてドラム
圧力を上昇させるが、この圧力上昇が急激であるとドラ
ム８の設計圧力を超えるおそれが生じる。図１に示すボ
イラはこのような事態を防止するもので、ドラム圧力が
一定圧力を超えると圧力検出器２３がこれを検出し、信
号を蒸気タービン加減弁１９’、タービンバイパス弁２
０’に出力し、これらの弁を開く方向的に制御してドラ
ム圧力の上昇を抑え、ドラム圧力を安全に昇圧すること
ができる。 【００２７】本実施形態は、排熱回収ボイラの停止時に
おいて、再起動時に必要なドラム残圧を確保できるよう
にドラム圧力を昇圧させようとするものであるが、それ
と共にドラム圧力の急激な圧力上昇にも対応できるよう
に制御するものである。このような制御を行うために、
本実施形態では、具体的な構造として、ドラム圧力を検
出する圧力検出器を、発生した蒸気を蒸気タービンに供
給する主蒸気管や、前記主蒸気管のバイパス管に設ける
のではなくて、ドラムに直接設置することを特徴として
いる。 【００２８】本実施形態を、圧力検出器を例えば前記バ
イパス管に設ける構造のものと比較すると、本実施形態
は次のような特有な効果を奏しうるものである。ドラム
からの蒸気は主蒸気管またはバイパス管を流通する間に
減温により減圧するようになるが、本実施形態では前記
減圧を推定してドラム圧力を決定する必要がないととも
に、バイパス管の圧力検出ではドラム圧力に対して時間
遅れが生じて急激なドラムの圧力上昇に追従できないと
いう欠陥を生じないものである。 【００２９】このように本実施形態は、ドラム圧力を高
い精度で検出でき、且つドラム圧力の即応性を確保で
き、急激なドラム圧力の上昇にも対応できる制御を行う
ことができる。 【００３０】更に、本実施形態では、プラントの停止過
程において、タービンバイパス弁を絞ってドラム圧力を
昇圧し、ボイラ再起動時の残圧を高めるようにしたの
で、系統中に特殊な装置を介在させたり、系統に変更を
加えたりすることなく、単に運転方法のみで、ボイラ再
起動時脱硝装置に流入する排ガス温度の低下を防止して
これを触媒好適温度内に保持することができ、ボイラか
ら排出されるＮＯxを大幅に低減することができる。 【００３１】なお、上記実施形態の説明では、排ガス源
をガスタービンとして説明したが、ガスタービンに限る
ことはなく、排ガス源が工業炉や産業処理整備等であっ
ても適用することができる。 【００３２】 【発明の効果】以上述べたように、本発明では、プラン
トの停止過程において、負荷をバイパスするバイパス管
の通過蒸気量を制御し、ドラム圧力を昇圧してボイラ再
起動時のドラム残圧を高めるようにしたので、特殊の装
置を用いることなく、ボイラ再起動時、ボイラから排出
されるＮＯxを低減することができる。 【００３３】また、本発明では、プラントの停止過程で
ドラム圧力を昇圧してボイラ再起動時のドラムの残圧を
高める方法において、ドラムの圧力が予め定められた圧
力を超えたとき、蒸気タービン加減弁とタービンバイパ
ス弁の両方を同時に開いたドラムの圧力の上昇を抑える
ようにしたので、どのような急激な圧力上昇にも対処す
ることができ、安全に圧力上昇を行なうことができる。 【００３４】更に、本発明では、ドラム圧力を検出する
圧力検出器をドラムに設置することにより、ドラム圧力
を高い精度で検出でき、且つドラム圧力の即応性を確保
でき、急激なドラム圧力の上昇にも対応できる制御を行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る排熱回収ボイラの系統
図である。 【図２】脱硝有効温度範囲を示すグラフである。 【図３】変圧運転方式におけるドラム圧力の特性図であ
る。 【図４】排熱回収ボイラの停止方法を示すタイムチャー
トである。 【図５】通常の排熱回収ボイラの系統図である。 【図６】ボイラから排出されるＮＯｘ総量を示すグラフ
である。 【符号の説明】 １ ガスタービン ２ 排ガスダクト ３ 過熱器 ４，６ 蒸発器 ５ 脱硝装置 ８ ドラム ９ 蒸気タービン １７ 主蒸気管 １８ タービンバイパス管 １９，１９’ 蒸気タービン加減弁 ２０，２０’ タービンバイパス弁 ２３ 圧力検出器
図である。 【図２】脱硝有効温度範囲を示すグラフである。 【図３】変圧運転方式におけるドラム圧力の特性図であ
る。 【図４】排熱回収ボイラの停止方法を示すタイムチャー
トである。 【図５】通常の排熱回収ボイラの系統図である。 【図６】ボイラから排出されるＮＯｘ総量を示すグラフ
である。 【符号の説明】 １ ガスタービン ２ 排ガスダクト ３ 過熱器 ４，６ 蒸発器 ５ 脱硝装置 ８ ドラム ９ 蒸気タービン １７ 主蒸気管 １８ タービンバイパス管 １９，１９’ 蒸気タービン加減弁 ２０，２０’ タービンバイパス弁 ２３ 圧力検出器
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭61−28704（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−179309（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−196004（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−153003（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
F22B 1/18
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．ガスタービンと蒸気タービンにより複合サイクル発
電を行う排熱回収ボイラであって、蒸気を発生するドラ
ムと、前記ドラムの缶水を排ガスにより加熱する蒸発器
と、発生した蒸気を前記蒸気タービンに供給する主蒸気
管と、前記主蒸気管に接続されて前記蒸気タービンをバ
イパスするバイパス管と、前記排ガス中の窒素酸化物を
除去する脱硝装置と、を備えた排熱回収ボイラの停止方
法において、 前記主蒸気管に設けた蒸気タービン加減弁を調節して前
記蒸気タービンへの蒸気流量を次第に減少させるととも
に、前記主蒸気管の余剰蒸気量を、前記バイパス管に設
けたタービンバイパス弁を調節して、前記ドラムに設置
した圧力検出器でドラム圧力を制御しながら、前記バイ
パス管を経てダンプさせる、ことによって、まず、蒸気
タービンをガスタービンに先行して停止させ、 次いで、前記タービンバイパス弁を絞り込むことによっ
て、ドラム圧力をボイラバンキング後のボイラ再起動時
に必要な残圧（Ｐ４）が得られる圧力に昇圧（（Ｐ３）
させるとともに、前記ドラムに設置した圧力検出器によ
るドラム圧力がドラム設計圧力を超えないように昇圧さ
せる、ことによって、ガスタービンを停止させてボイラ
バンキング状態に入る ことを特徴とする排熱回収ボイラ
の停止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9237976A JP2951294B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | 排熱回収ボイラの停止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9237976A JP2951294B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | 排熱回収ボイラの停止方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59195745A Division JPH0619201B2 (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 排熱回収ボイラの停止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1089603A JPH1089603A (ja) | 1998-04-10 |
| JP2951294B2 true JP2951294B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=17023273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9237976A Expired - Fee Related JP2951294B2 (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | 排熱回収ボイラの停止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2951294B2 (ja) |
-
1997
- 1997-09-03 JP JP9237976A patent/JP2951294B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1089603A (ja) | 1998-04-10 |
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|---|---|---|---|
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