JP3765430B2 - 排気再燃ボイラ - Google Patents
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【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガスタービンの排ガスをボイラの燃焼用空気に再利用する排気再燃ボイラプラントに係り、特に排ガス供給ダクトへの排ガスや燃焼用空気の逆流を防止するのに好適な排気再燃ボイラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地球温暖化防止の観点や発電コストの低減を目的として、ガスタービンの排ガスをボイラの燃焼用空気として再利用することにより、トータルユニットとしての発電効率を向上させる排気再燃ボイラプラントが建設される機運にある。
【０００３】
この排気再燃ボイラプラントは既設のボイラにガスタービンを新設してボイラによる発電とガスタービンによる発電を行なうものである。
【０００４】
図３に従来技術の排気再燃ボイラの概略系統図を示す。
【０００５】
図３において、ボイラ１のウィンドボックス２へは押込通風機３から燃焼用空気を供給する燃焼用空気ダクト４、ガスタービン（以下単にＧＴと云う）５からボイラ１のウィンドボックスへ排ガスを供給する排ガス供給ダクト６、ボイラ１をバイパスする排ガス供給バイパスダクト７が設けられ、ボイラ１からの排ガスと排ガス供給バイパスダクト７からの排ガスは排ガスダクト８で混合され、空気予熱器９、誘引通風機１０、煙突１１を経て大気へ放出される。
【０００６】
一方、ＧＴ５からの排ガスの内ボイラ１の燃焼用空気に必要な排ガス量のみ排ガス供給ダクト６よりウィンドボックスへ投入するために排ガス供給ダクト６にはＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２、排ガス供給バイパスダクト７にはボイラバイパスダンパ１３が設置されている。
【０００７】
従って、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２を通過したＧＴ５から排ガス供給６へ供給された排ガスは、押込通風機３から燃焼用空気ダクト４を経て供給された燃焼用空気と混合され、ウィンドボックスへ燃焼用空気として供給される。
【０００８】
他方、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２の開、閉は図３に示すＧＴ排ガス風道入口ダンパ制御系統１４により、ボイラバイパスダンパ１３の開、閉はボイラバイパスダンパ制御系統１５によりそれぞれ制御される。
【０００９】
つまり、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２の開、閉は空気流量指令信号１６より関数発生器１７でウィンドボックスＧＴ排ガス流量設定信号１８を演算し、このウィンドボックスＧＴ排ガス流量設定信号１８とウィンドボックスＧＴ排ガス流量検出器１９からのウィンドボックスＧＴ排ガス流量検出信号２０は減算器２１に入力され、偏差信号２２を出力する。
【００１０】
この偏差信号２２は比例＋積分器２３で修正信号２４を出力する。
【００１１】
そして、空気流量指令信号１６から関数発生器２５でＧＴ排ガス風道入口ダンパ開度先行信号２６を出力し、このＧＴ排ガス風道入口ダンパ開度先行信号２６と修正信号２４を加算器２７で演算し、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ開度指令信号２８を演算する。
【００１２】
従って、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２は、これらのＧＴ排ガス風道入口ダンパ制御系統１４で演算されたＧＴ排ガス風道入口ダンパ開度指令信号２８によって開、閉される。
【００１３】
一方、ボイラバイパスダンパ１３の開、閉は燃料指令信号２９より関数発生器３０でボイラバイパス開度指令信号３１が演算され、このボイラバイパスダンパ開度指令信号３１によって開、閉される。
【００１４】
つまり、ボイラバイパスダンパ１３はボイラバイパスダンパ制御系統１５で演算されたボイラバイパスダンパ開度指令信号３１によって開、閉される。
【００１５】
図４は縦軸にガス量を示し、横軸に蒸気タービン（ＳＴ）負荷を示した排ガス流量特性曲線図である。
【００１６】
図４では蒸気タービン（ＳＴ）負荷に対する押込通風機（ＦＤＦ）３から燃焼用空気ダクト４を経てウィンドボックス２へ供給されるＦＤＦ空気量、ガスタービン５から排ガス供給ダクト６を経てウィンドボックス２へ供給されるウィンドボックスＧＴ排ガス流量、ガスタービン５から排ガス供給バイパスダクト７へ排出されるＧＴ排ガスボイラバイパス流量の関係を示す。
【００１７】
ＳＴ負荷が増加すると燃焼用空気ダクト４からのＦＤＦ空気流量、排ガス供給ダクト６からのウィンドボックスＧＴ排ガス流量は増加するが、排ガス供給バイパスダクト７からのＧＴ排ガスボイラバイパス流量は減少し、ＳＴ負荷１００％ではこのＧＴ排ガスボイラバイパス量を零にする。
【００１８】
図３に示す従来技術の排気再燃ボイラにおいては、ＧＴ５及びＳＴ負荷変化時には、ＧＴ５からの排ガス供給ダクト６、押込通風機３からの燃焼用空気ダクト４のドラフトも変動するためにウィンドボックスＧＴ排ガス流量の制御性が劣化し、ウィンドボックス２内のＯ2、ボイラ出口のＯ2の変動も大きくなり、燃焼性に大きな影響を与え好ましくない。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の排気再燃ボイラでは、ＧＴ，ＳＴ負荷変化時のＧＴ出口ドラフト、押込通風機３の出口ドラフトの変動によるウィンドボックスＧＴ排ガス流量の変動を最小限に抑制することについて十分配慮されておらず、ウィンドボックスＧＴ排ガス流量の変動によるウィンドボックス２内のＯ2、ボイラ出口のＯ2の変動、燃焼不安定、最悪の場合、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２を通じて燃焼用空気がＧＴ５へ逆流する問題もある。
【００２０】
本発明はかかる従来技術の欠点を解消しようとするもので、その目的とするところは、ウィンドボックスＧＴ排ガス流量の変動を抑制し、しかも燃焼を安定させることができる排気再燃ボイラを提供するにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の目的を達成するために、ガスタービン排ガス風道入口ダンパの出、入口に設けてそのガスタービン排ガス風道入口ダンパの差圧を検出するガスタービン風道入口ダンパ差圧検出器と、そのガスタービン風道入口ダンパ差圧検出器からの実差圧検出信号に基いて前記ボイラバイパスダンパ開度指令信号を補正する演算器を設けて、
ボイラバイパスダンパ開度指令信号を補正することにより、前記ガスタービン排ガス風道入口ダンパの差圧を常に一定になるように制御するようにしたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明は前述のような構成になっており、ボイラバイパスダンパ１３により、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２の差圧を常に一定になるように制御するので、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２の開度と排ガス供給ダクト６からのウィンドボックスＧＴ排ガス流量が完全に比例するため、流量制御性の向上が図られる。
【００２３】
図１は本発明の具体例に係る排気再燃ボイラの概略系統図である。
【００２４】
図１において、符号１から符号３１までは従来のものと同一のものを示す。
【００２５】
３２はガスタービン排ガス風道入口ダンパ１２の差圧を検出するＧＴ風道入口ダンパ差圧検出器、３３は実差圧信号、３４は関数発生器、３５はＧＴ風道入口ダンパ差圧設定信号、３６は減算器、３７は偏差検出信号、３８は比例＋積分調節器、３９は修正信号、４０は演算器、４１はボイラバイパスダンパ開度補正指令信号である。
【００２６】
このような構造において、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２の開、閉を制御するＧＴ排ガス風道入口ダンパ制御系統１４は、従来技術と全く同一であるのでここでは説明は省略する。
【００２７】
従来技術と具体例の異なる点はボイラバイパスダンパ制御系統１５にあり、ボイラバイパスダンパ開度指令信号３１に修正信号３９を加算してボイラバイパスダンパ開度補正指令信号４１によってボイラバイパスダンパ１３を開、閉する点にある。
【００２８】
図１のボイラバイパスダンパ１３の開、閉は燃料指令信号２９より関数発生器３０でボイラバイパスダンパ開度指令信号３１が演算されるが、この燃料指令信号２９は関数発生器３４へも入力され、関数発生器３４ではＧＴ風道入口ダンパ差圧設定信号３５が演算される。
【００２９】
そして、減算器３６ではＧＴ風道入口ダンパ差圧設定信号３５と、ＧＴ風道入口ダンパ１２の差圧がＧＴ風道入口ダンパ差圧検出器３２で差圧検出信号３３が減算され、偏差信号３７を出力する。
【００３０】
この偏差信号３７は比例＋積分調節器３８から修正信号３９として出力され、演算器４０ではこの修正信号３９とボイラバイパスダンパ開度指令信号３１が加算されて、ボイラバイパスダンパ開度補正指令信号４１が演算される。
【００３１】
そして、このボイラバイパスダンパ開度補正指令信号４１によってボイラバイパスダンパ１３が開、閉される。
【００３２】
図２は図１における特性曲線図で、縦軸にドラフト、ダンパ開度を示し、横軸にＳＴ負荷を示す。
【００３３】
つまり、ＳＴ負荷が増加すると、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２は開き、ボイラバイパスダンパ１３は閉じるように制御される。
【００３４】
そして、図１に示すようにＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２の差圧は常に一定差圧に保たれるので、押込通風機３からの燃焼用空気がＧＴ５の排ガス供給ダクト６へ逆流することもなくなる。（図２参照）
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、ウィンドボックスＧＴ排ガス流量の変動を抑制することができ、しかも燃焼を安定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体例に係る排気再燃ボイラの概略系統図である。
【図２】縦軸にドラフト、ダンパ開度を示し、横軸にＳＴ負荷を示した特性曲線図である。
【図３】従来技術に係る排気再燃ボイラの概略系統図である。
【図４】縦軸にガス量、横軸にＳＴ負荷を示した特性曲線図である。
【符号の説明】
１ ボイラ
２ ウィンドボックス
３ 押込通風機
４ 燃焼用空気ダクト
５ ガスタービン
６ 排ガス供給ダクト
７ 排ガス供給バイパスダクト
１２ ＧＴ排ガス風道入口ダンパ
１３ ボイラバイパスダンパ
１４ ＧＴ排ガス風道入口ダンパ制御系統
１５ ボイラバイパスダンパ制御系統
２８ ＧＴ排ガス風道入口ダンパ開度指令信号
３０ ボイラバイパスダンパ開度指令信号
３２ ガスタービン風道入口ダンパ差圧検出器
３３ 実差圧検出信号
４０ 演算器
４１ ボイラバイパスダンパ開度補正指令信号
【発明の属する技術分野】
本発明はガスタービンの排ガスをボイラの燃焼用空気に再利用する排気再燃ボイラプラントに係り、特に排ガス供給ダクトへの排ガスや燃焼用空気の逆流を防止するのに好適な排気再燃ボイラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地球温暖化防止の観点や発電コストの低減を目的として、ガスタービンの排ガスをボイラの燃焼用空気として再利用することにより、トータルユニットとしての発電効率を向上させる排気再燃ボイラプラントが建設される機運にある。
【０００３】
この排気再燃ボイラプラントは既設のボイラにガスタービンを新設してボイラによる発電とガスタービンによる発電を行なうものである。
【０００４】
図３に従来技術の排気再燃ボイラの概略系統図を示す。
【０００５】
図３において、ボイラ１のウィンドボックス２へは押込通風機３から燃焼用空気を供給する燃焼用空気ダクト４、ガスタービン（以下単にＧＴと云う）５からボイラ１のウィンドボックスへ排ガスを供給する排ガス供給ダクト６、ボイラ１をバイパスする排ガス供給バイパスダクト７が設けられ、ボイラ１からの排ガスと排ガス供給バイパスダクト７からの排ガスは排ガスダクト８で混合され、空気予熱器９、誘引通風機１０、煙突１１を経て大気へ放出される。
【０００６】
一方、ＧＴ５からの排ガスの内ボイラ１の燃焼用空気に必要な排ガス量のみ排ガス供給ダクト６よりウィンドボックスへ投入するために排ガス供給ダクト６にはＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２、排ガス供給バイパスダクト７にはボイラバイパスダンパ１３が設置されている。
【０００７】
従って、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２を通過したＧＴ５から排ガス供給６へ供給された排ガスは、押込通風機３から燃焼用空気ダクト４を経て供給された燃焼用空気と混合され、ウィンドボックスへ燃焼用空気として供給される。
【０００８】
他方、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２の開、閉は図３に示すＧＴ排ガス風道入口ダンパ制御系統１４により、ボイラバイパスダンパ１３の開、閉はボイラバイパスダンパ制御系統１５によりそれぞれ制御される。
【０００９】
つまり、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２の開、閉は空気流量指令信号１６より関数発生器１７でウィンドボックスＧＴ排ガス流量設定信号１８を演算し、このウィンドボックスＧＴ排ガス流量設定信号１８とウィンドボックスＧＴ排ガス流量検出器１９からのウィンドボックスＧＴ排ガス流量検出信号２０は減算器２１に入力され、偏差信号２２を出力する。
【００１０】
この偏差信号２２は比例＋積分器２３で修正信号２４を出力する。
【００１１】
そして、空気流量指令信号１６から関数発生器２５でＧＴ排ガス風道入口ダンパ開度先行信号２６を出力し、このＧＴ排ガス風道入口ダンパ開度先行信号２６と修正信号２４を加算器２７で演算し、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ開度指令信号２８を演算する。
【００１２】
従って、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２は、これらのＧＴ排ガス風道入口ダンパ制御系統１４で演算されたＧＴ排ガス風道入口ダンパ開度指令信号２８によって開、閉される。
【００１３】
一方、ボイラバイパスダンパ１３の開、閉は燃料指令信号２９より関数発生器３０でボイラバイパス開度指令信号３１が演算され、このボイラバイパスダンパ開度指令信号３１によって開、閉される。
【００１４】
つまり、ボイラバイパスダンパ１３はボイラバイパスダンパ制御系統１５で演算されたボイラバイパスダンパ開度指令信号３１によって開、閉される。
【００１５】
図４は縦軸にガス量を示し、横軸に蒸気タービン（ＳＴ）負荷を示した排ガス流量特性曲線図である。
【００１６】
図４では蒸気タービン（ＳＴ）負荷に対する押込通風機（ＦＤＦ）３から燃焼用空気ダクト４を経てウィンドボックス２へ供給されるＦＤＦ空気量、ガスタービン５から排ガス供給ダクト６を経てウィンドボックス２へ供給されるウィンドボックスＧＴ排ガス流量、ガスタービン５から排ガス供給バイパスダクト７へ排出されるＧＴ排ガスボイラバイパス流量の関係を示す。
【００１７】
ＳＴ負荷が増加すると燃焼用空気ダクト４からのＦＤＦ空気流量、排ガス供給ダクト６からのウィンドボックスＧＴ排ガス流量は増加するが、排ガス供給バイパスダクト７からのＧＴ排ガスボイラバイパス流量は減少し、ＳＴ負荷１００％ではこのＧＴ排ガスボイラバイパス量を零にする。
【００１８】
図３に示す従来技術の排気再燃ボイラにおいては、ＧＴ５及びＳＴ負荷変化時には、ＧＴ５からの排ガス供給ダクト６、押込通風機３からの燃焼用空気ダクト４のドラフトも変動するためにウィンドボックスＧＴ排ガス流量の制御性が劣化し、ウィンドボックス２内のＯ2、ボイラ出口のＯ2の変動も大きくなり、燃焼性に大きな影響を与え好ましくない。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の排気再燃ボイラでは、ＧＴ，ＳＴ負荷変化時のＧＴ出口ドラフト、押込通風機３の出口ドラフトの変動によるウィンドボックスＧＴ排ガス流量の変動を最小限に抑制することについて十分配慮されておらず、ウィンドボックスＧＴ排ガス流量の変動によるウィンドボックス２内のＯ2、ボイラ出口のＯ2の変動、燃焼不安定、最悪の場合、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２を通じて燃焼用空気がＧＴ５へ逆流する問題もある。
【００２０】
本発明はかかる従来技術の欠点を解消しようとするもので、その目的とするところは、ウィンドボックスＧＴ排ガス流量の変動を抑制し、しかも燃焼を安定させることができる排気再燃ボイラを提供するにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前述の目的を達成するために、ガスタービン排ガス風道入口ダンパの出、入口に設けてそのガスタービン排ガス風道入口ダンパの差圧を検出するガスタービン風道入口ダンパ差圧検出器と、そのガスタービン風道入口ダンパ差圧検出器からの実差圧検出信号に基いて前記ボイラバイパスダンパ開度指令信号を補正する演算器を設けて、
ボイラバイパスダンパ開度指令信号を補正することにより、前記ガスタービン排ガス風道入口ダンパの差圧を常に一定になるように制御するようにしたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明は前述のような構成になっており、ボイラバイパスダンパ１３により、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２の差圧を常に一定になるように制御するので、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２の開度と排ガス供給ダクト６からのウィンドボックスＧＴ排ガス流量が完全に比例するため、流量制御性の向上が図られる。
【００２３】
図１は本発明の具体例に係る排気再燃ボイラの概略系統図である。
【００２４】
図１において、符号１から符号３１までは従来のものと同一のものを示す。
【００２５】
３２はガスタービン排ガス風道入口ダンパ１２の差圧を検出するＧＴ風道入口ダンパ差圧検出器、３３は実差圧信号、３４は関数発生器、３５はＧＴ風道入口ダンパ差圧設定信号、３６は減算器、３７は偏差検出信号、３８は比例＋積分調節器、３９は修正信号、４０は演算器、４１はボイラバイパスダンパ開度補正指令信号である。
【００２６】
このような構造において、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２の開、閉を制御するＧＴ排ガス風道入口ダンパ制御系統１４は、従来技術と全く同一であるのでここでは説明は省略する。
【００２７】
従来技術と具体例の異なる点はボイラバイパスダンパ制御系統１５にあり、ボイラバイパスダンパ開度指令信号３１に修正信号３９を加算してボイラバイパスダンパ開度補正指令信号４１によってボイラバイパスダンパ１３を開、閉する点にある。
【００２８】
図１のボイラバイパスダンパ１３の開、閉は燃料指令信号２９より関数発生器３０でボイラバイパスダンパ開度指令信号３１が演算されるが、この燃料指令信号２９は関数発生器３４へも入力され、関数発生器３４ではＧＴ風道入口ダンパ差圧設定信号３５が演算される。
【００２９】
そして、減算器３６ではＧＴ風道入口ダンパ差圧設定信号３５と、ＧＴ風道入口ダンパ１２の差圧がＧＴ風道入口ダンパ差圧検出器３２で差圧検出信号３３が減算され、偏差信号３７を出力する。
【００３０】
この偏差信号３７は比例＋積分調節器３８から修正信号３９として出力され、演算器４０ではこの修正信号３９とボイラバイパスダンパ開度指令信号３１が加算されて、ボイラバイパスダンパ開度補正指令信号４１が演算される。
【００３１】
そして、このボイラバイパスダンパ開度補正指令信号４１によってボイラバイパスダンパ１３が開、閉される。
【００３２】
図２は図１における特性曲線図で、縦軸にドラフト、ダンパ開度を示し、横軸にＳＴ負荷を示す。
【００３３】
つまり、ＳＴ負荷が増加すると、ＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２は開き、ボイラバイパスダンパ１３は閉じるように制御される。
【００３４】
そして、図１に示すようにＧＴ排ガス風道入口ダンパ１２の差圧は常に一定差圧に保たれるので、押込通風機３からの燃焼用空気がＧＴ５の排ガス供給ダクト６へ逆流することもなくなる。（図２参照）
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、ウィンドボックスＧＴ排ガス流量の変動を抑制することができ、しかも燃焼を安定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体例に係る排気再燃ボイラの概略系統図である。
【図２】縦軸にドラフト、ダンパ開度を示し、横軸にＳＴ負荷を示した特性曲線図である。
【図３】従来技術に係る排気再燃ボイラの概略系統図である。
【図４】縦軸にガス量、横軸にＳＴ負荷を示した特性曲線図である。
【符号の説明】
１ ボイラ
２ ウィンドボックス
３ 押込通風機
４ 燃焼用空気ダクト
５ ガスタービン
６ 排ガス供給ダクト
７ 排ガス供給バイパスダクト
１２ ＧＴ排ガス風道入口ダンパ
１３ ボイラバイパスダンパ
１４ ＧＴ排ガス風道入口ダンパ制御系統
１５ ボイラバイパスダンパ制御系統
２８ ＧＴ排ガス風道入口ダンパ開度指令信号
３０ ボイラバイパスダンパ開度指令信号
３２ ガスタービン風道入口ダンパ差圧検出器
３３ 実差圧検出信号
４０ 演算器
４１ ボイラバイパスダンパ開度補正指令信号
Claims (1)
- ボイラのウィンドボックスへ押込通風機から燃焼用空気を供給する燃焼用空気ダクトと、ガスタービンから前記ボイラのウィンドボックスへ排ガスを供給する排ガス供給ダクトと、前記ボイラをバイパスする排ガス供給バイパスダクトを設け、その排ガス供給ダクトのガスタービン排ガス風道入口ダンパをガスタービン排ガス風道入口ダンパ制御系統からのガスタービン排ガス風道入口ダンパ開度指令信号によって、排ガス供給バイパスダクトのボイラバイパスダンパをボイラバイパスダンパ制御系統からのボイラバイパスダンパ開度指令信号によってそれぞれ開、閉するものにおいて、
前記ガスタービン排ガス風道入口ダンパの出、入口に設けてそのガスタービン排ガス風道入口ダンパの差圧を検出するガスタービン風道入口ダンパ差圧検出器と、そのガスタービン風道入口ダンパ差圧検出器からの実差圧検出信号に基いて前記ボイラバイパスダンパ開度指令信号を補正する演算器を設けて、
ボイラバイパスダンパ開度指令信号を補正することにより、前記ガスタービン排ガス風道入口ダンパの差圧を常に一定になるように制御することを特徴とする排気再燃ボイラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28889495A JP3765430B2 (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 排気再燃ボイラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28889495A JP3765430B2 (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 排気再燃ボイラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09133304A JPH09133304A (ja) | 1997-05-20 |
| JP3765430B2 true JP3765430B2 (ja) | 2006-04-12 |
Family
ID=17736165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28889495A Expired - Fee Related JP3765430B2 (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 排気再燃ボイラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3765430B2 (ja) |
-
1995
- 1995-11-07 JP JP28889495A patent/JP3765430B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09133304A (ja) | 1997-05-20 |
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