JP4133231B2

JP4133231B2 - 排煙処理装置

Info

Publication number: JP4133231B2
Application number: JP2002321488A
Authority: JP
Inventors: 剛大川; 考司村本; 隆行斎藤
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2002-11-05
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2022-11-05
Also published as: JP2004156816A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排煙処理装置に係り、特にボイラ等の燃焼装置から排出する排ガスを処理するのに好適な排煙処理装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
一般的なボイラ等の燃焼装置から排出する排ガスを処理する排煙処理装置の系統を図２に示す。
図２において、ボイラ１からの排ガスは脱硝装置２に導入され、排ガス中の窒素酸化物が除去された後、空気予熱器３においてボイラ１へ供給される燃焼用空気と熱交換される。次に、冷却された排ガスはＧＧＨ熱回収器４に導入されて、さらに熱回収された後、電気集塵器５で排ガス中の煤塵が除去される。その後、排ガスは誘引ファン６により昇圧されて、脱硫装置７に導入され、排ガス中の硫黄酸化物が除去される。脱硫装置７において飽和ガス温度にまで冷却された排ガスは、ＧＧＨ再加熱器８により昇温され、また脱硫ファン９により昇圧されて煙突１０より大気中に排出される。また脱硫ファン９の前後の煙道には脱硫ファン入口排ガス圧力計１９と脱硫ファン出口排ガス圧力計２０を設置している。
【０００３】
空気予熱器３以降の排ガス煙道に配置される排煙処理系統には▲１▼ボイラ１等の設備異常時の系内の急激な圧力変化に対する煙道及び機器を保護する目的、および▲２▼脱硫装置７の異常時にボイラ１を止めることなく脱硫装置７をバイパスして排ガスを煙突１０に流すことができるように、脱硫バイパスダクト（循環ダクト）１０１を設置しており、該バイパスダクト１０１にはバイパスダンパ（循環ダンパ）１０２が設けられている。
【０００４】
通常運用時にはバイパスダンパ１０２は「閉」となっており、排ガスは脱硫装置７側に導入される。この際、一般的には、バイパスダクト１０１側から煙突１０側への排ガスがショートパスして流れることを防止する目的でバイパスダクト１０１の後流側（煙突１０側）の煙道内の圧力が前流側（脱硫装置７入口側）の煙道内の圧力に対し、プラス圧となるようにバイパスダンパ（循環ダンパ）１０２の前後のダクト１０１に差圧計１０９を設置し、バイパスダンパ１０２の差圧制御を行っている。
【０００５】
一方、ボイラ１等の設備異常時には運転負荷を急降下または装置全体を急速に停止操作するが、このような場合には系内の圧力が急変する。例えば、ボイラ１等の設備が異常時の場合に当該設備を急停止する場合には、誘引ファン６や脱硫ファン９の開度を急激に絞り込むが、この際、各々のファン６、９の開度にアンバランスが生じるため、圧力が急変する。このとき、各ファン６、９の絞り込み速度が異なることにより、例えば、脱硫ファン９の全開〜全閉までの絞り込み速度が誘引ファン６の絞り込み速度に対して速い場合には誘引ファン６ではガスを排出しようとするが、脱硫ファン９の開度は絞り込まれているため、誘引ファン６から脱硫ファン９までの系内の圧力が瞬間的に異常に高くなり、煙道の設計圧力を一時的に超えてしまうことがある。また、脱硫ファン９の絞り込み速度が誘引ファン６の絞り込み速度に対して遅い場合には、逆に系内が負圧となる。このような異常時の運用にも対応できるようにするために、例えば、脱硫装置７の入口煙道にガス圧力計２１を設け、該圧力計２１の信号により圧力が異常に高くなった場合あるいは異常に低くなった場合には、機器・煙道保護のために該圧力計２１の信号に応じ、バイパスダンパ１０２を「開」にし、排ガスをバイパスダクト１０１から煙突１０側へ流すように制御している。
【０００６】
また、脱硫ファン９の前後の煙道には脱硫ファンの監視のために圧力計１９、２０が設けられている。
【０００７】
【特許文献１】
実願昭５９−４２９８号（実開昭６０−１１７４３４号）のマイクロフィルム
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、図２に示す従来の技術の排煙処理装置では、脱硫装置７の前流から煙突１０入口まで、脱硫装置７をバイパスするバイパスダクト１０１を設け、該ダクト１０１にバイパスダンパ１０２を設けているが、ボイラ１等の設備の異常時の運用にも対応できるように、例えば、脱硫装置７入口煙道にガス圧力計２１を設け、煙道内の圧力が異常に高くなった場合に、あるいは異常に低くなった場合に、該圧力計２１の信号に応じ、バイパスダンパ１０２を「開」にし、排ガスを煙突側へ流すように制御している。
【０００９】
しかし、このような場合、機器・煙道保護の目的でボイラ１から排出される排ガスが脱硫装置７をバイパスしてバイパスダクト１０１側に流れるため、煙突１０から排出される排ガス中の硫黄酸化物や煤塵濃度が一時的に増加して環境規制値を一時的にオーバするという問題点があった。
【００１０】
また、当初脱硫装置７の異常時にもボイラ１等を止めることなく運用を可能にするためにバイパスダクト１０１は脱硫装置７前流から煙突１０入口間に設けられているが、実際には、煙突１０に達する排ガス中の前記有害成分濃度が環境規制値をオーバーするおそれがあるために、脱硫装置７が異常となった場合には、ボイラ１本体も停止させる必要があった。
【００１１】
また、前記有害成分濃度の環境規制値の強化により、機器の異常時における一時的な上昇すら認められなくなってきている。例えば、ボイラ１が異常となり、設備全体を急停止するような場合において、バイパスダンパ１０２を「開」にした場合には、排ガスがバイパスダクト１０１側に流れて、煙突１０から排出される排ガス中の硫黄酸化物、煤塵濃度が一時的に増加するが、このような一時的な増加すら認められなくなってきている。
【００１２】
本発明の課題は、ボイラ等の燃焼装置の異常時においても、該燃焼装置から排出される排ガス中の有害成分濃度を環境規制値内に制御させる排煙処理装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題は次の構成により解決される。
すなわち、請求項１記載の発明は、ボイラを含む燃焼装置から排出する排ガスの煙道に、排ガス中に含まれる煤塵を処理する集塵器及び排ガス中に含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫装置および浄化処理された排ガスを大気中に排出する煙突を順次配置した排煙処理装置において、脱硫装置より後流側の煙道を、昇圧ファンを配置した煙道と昇圧ファンを配置していない煙道とに分けて並列に設け、前記昇圧ファンを配置していない煙道にダンパを設置し、前記燃焼装置の異常時には、前記ダンパを開けて、昇圧ファンを配置した煙道と昇圧ファンを配置していない煙道の両煙道に排ガスを流すように制御する制御装置を設けた排煙処理装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態になる排煙処理装置の系統を図１に示す。
図１において、ボイラ１からの排ガスは脱硝装置２に導入され、排ガス中の窒素酸化物が除去された後、空気予熱器３においてボイラ１への燃焼用空気と熱交換される。次に、排ガスはＧＧＨ熱回収器４に導入され、熱回収された後、電気集塵器５で排ガス中の排塵の大半が除去される。その後、排ガスは誘引ファン６により昇圧されて煙道１４から脱硫装置７に導入され、排ガス中の硫黄酸化物が除去される。脱硫装置７において飽和ガス温度にまで冷却された排ガスは、ＧＧＨ再加熱器８により昇温され、また脱硫ファン９により昇圧された後、煙道１５を通り煙突１０より大気中に排出される。
【００１５】
また、本実施の形態では脱硫装置７以降の煙道、例えば脱硫ファン９前後の煙道１５間に煙道・機器保護の目的で、脱硫ファン９をバイパスする脱硫バイパスダクト（循環ダクト）１１を設置しており、該ダクト１１にはバイパスダンパ（循環ダンパ）１２が設けられており、また脱硫ファン９の前後の煙道には脱硫ファン入口排ガス圧力計１９と脱硫ファン出口排ガス圧力計２０を設置している。
【００１６】
以下、上記排煙処理装置の制御方法の一例を説明する。
ボイラ１等の通常運用時には脱硫ファン９をバイパスするバイパスダクト１１に設けたバイパスダンパ１２は「閉」となっており、排ガスは脱硫ファン９側の煙道１５のみに導入されるが、ボイラ１等の設備の異常時には圧力の急激な変化にも対応可能なように、バイパスダクト１１のバイパスダンパ１２を「開」にする。
【００１７】
図２に示す従来の技術において、バイパスダンパ１２は排煙処理制御装置（図示せず）において差圧が設定値になるように制御されていたが、本実施の形態では、脱硫ファン９をバイパスするダクト１１と該ダクト１１にバイパスダンパ１２を設置することにより、脱硫ファン９の出口側の煙道の排ガス圧力は脱硫ファン９の入口側の煙道の排ガス圧力に比べ圧力が高くなっているため、特にバイパスダンパ１２の差圧制御は不要となる。
【００１８】
一方、ボイラ１等の設備異常時には運転負荷を急変（急下降）または装置全体を急速に停止操作するが、このような場合には系内の圧力が急変して系内の圧力が異常に高くなるかまたは異常に低くなる。このような異常時には、例えば、脱硫装置７の入口煙道に設けた排ガス圧力計２１の信号によりバイパスダクト１１に設けたバイパスダンパ１２を「開」とすることにより、系内の圧力を一定値内に保持可能となる。例えば、ボイラ１等の設備異常時に設備を急停止する場合には、誘引ファン６や脱硫ファン９の開度を急激に絞り込むが、この際、各々のファン６、９の開度にアンバランスが生じ、圧力が急変する。それは各ファン６、９の絞り込み速度が異なることにより、例えば、脱硫ファン９の全開〜全閉までの絞り込み速度が誘引ファン６の絞り込み速度に対し速い場合、誘引ファン６ではガスを排出しようとするが、脱硫ファン９の開度が絞り込まれているため、誘引ファン６から脱硫ファン９までの系内の圧力が瞬間的に異常に高くなるためである。このような場合には、脱硫装置７の入口煙道に設けた圧力計２１の信号により脱硫ファン９を迂回するバイパスダクト１１に設けたバイパスダンパ１２を「開」することにより、系内の圧力を煙突１０側に逃すことが可能である。
【００１９】
このように図１に示す実施の形態によるバイパスダクト１１を脱硫装置７以降の煙道に設けることにより、ボイラ１等の設備異常時に、例えば脱硫装置７の入口ガス圧力が異常に高くなり、バイパスダンパ１２を「開」するような場合においても、排ガスは脱硫装置７にて処理されているため、ボイラ１等からの排出ガス中の硫黄酸化物等の濃度は規制値内に抑制されており、いかなる運用状態においても環境規制値を満足できる。
【００２０】
また、従来技術におけるバイパスダクト１０１を脱硫装置７を迂回させて脱硫装置７入口から煙突１０入口間に設置した場合、システム全体の配置にもよるが、バイパスダクト１０１自体は長いものとなるが、本実施の形態による脱硫装置７以降の煙道、例えば脱硫ファン９前後の煙道にバイパスダクト１１を設置する場合には、バイパスダクト１１自体は短くすることが可能で、システム全体の簡素化が図れる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によるバイパスダクトを脱硫装置以降の煙道に設けることにより、ボイラ等の設備異常時においても、排ガスは脱硫装置にて処理されているため、ボイラ等からの排出ガス中の硫黄酸化物等の濃度は規制値内に抑制されており、いかなる運用状態においても排ガス中の有害成分濃度を環境規制値以下に保つことができる。
また、前記バイパスダクト自体は短くすることができ、装置全体の簡素化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる排煙処理装置の系統を示す図である。
【図２】従来の排煙処理装置の系統を示す図である。
【符号の説明】
１ボイラ２脱硝装置
３空気予熱器４ＧＧＨ熱回収器
５電気集塵器６誘引ファン
７湿式脱硫装置８ＧＧＨ再加熱器
９脱硫ファン１０煙突
１１バイパスダクト１２バイパスダンパ
１５煙道
１９脱硫ファン入口排ガス圧力計
２０脱硫ファン出口排ガス圧力計
２１脱硫装置入口排ガス圧力計
１０１バイパスダクト１０２バイパスダンパ
１０９バイパスダンパ出入口排ガス差圧計

Claims

ボイラを含む燃焼装置から排出する排ガスの煙道に、排ガス中に含まれる煤塵を処理する集塵器及び排ガス中に含まれる硫黄酸化物を除去する脱硫装置および浄化処理された排ガスを大気中に排出する煙突を順次配置した排煙処理装置において、
脱硫装置より後流側の煙道を、昇圧ファンを配置した煙道と昇圧ファンを配置していない煙道とに分けて並列に設け、前記昇圧ファンを配置していない煙道にダンパを設置し、前記燃焼装置の異常時には、前記ダンパを開けて、昇圧ファンを配置した煙道と昇圧ファンを配置していない煙道の両煙道に排ガスを流すように制御する制御装置を設けたことを特徴とする排煙処理装置。