JP4507947B2 - 高炉炉頂圧回収発電設備 - Google Patents
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Description
本発明は、高炉の炉頂圧を電気エネルギとして回収する高炉炉頂圧回収発電設備に関する。
高炉の炉頂部から排出される高炉ガス（ＢＦＧ；Blast Furnace Gas）は、通常、２００〜２５０ｋＰａ程度の比較的高い圧力を保有していることから、そのエネルギを有効利用するために、例えば図３に示すような高炉炉頂圧回収発電設備が製鉄所内に設備されている（特許文献１〜３参照）。図３において、符号１０は高炉、１１は高炉１０の炉頂部に一端を接続された高炉ガス入口配管であって、この高炉ガス入口配管１１の他端には発電用ガスタービン１２が接続されている。従って、高炉１０の炉頂部から排出された高炉ガスは高炉ガス入口配管１１を経て発電用ガスタービン１２に導入されるようになっており、高炉ガス入口配管１１の途中には、発電用ガスタービン１２に導入される高炉ガス中のダストを除去する湿式集塵器１３が設けられている。
このような高炉炉頂圧回収発電設備では、高炉１０の炉頂部から排出された高炉ガスが湿式集塵器１３に導入されると、ダスト除去用の洗浄水が高炉ガス中にミストとして多量に混入する。そして、このような高炉ガスが発電用ガスタービン１２に導入されると、ガス中のミストがドレンとなり、タービンケーシング内部に堆積するおそれがある。そこで、従来では、発電用ガスタービン１２の各段に接続されたドレン抜き配管１４（図３参照）からドレンを発電用ガスタービン１２の外部に排出することによりタービンケーシング内のドレン堆積を防止するようにしている。また、発電用ガスタービン１２に導入された高炉ガスがドレンに随伴して大気中に漏洩するのを防ぐために、ドレン抜き配管１４の途中に設けたオリフィス１５によりドレンの流量を制限するようにしている。なお、ドレン抜き配管１４を経て発電用ガスタービン１２の外部に排出されたドレンは、ガスシール式のドレンタンク１６に貯溜されるようになっている。
特開平９−２０９００９号公報
特許第２８１６９２３号公報
特開昭５７−１４３４０８号公報
このような高炉炉頂圧回収発電設備の発電用ガスタービン１２から排出されるドレンは、湿式集塵器１３で除去しきれなかった鉄や亜鉛等のダストを含んでいる場合が多い。このため、このようなダストを含んだドレンがドレン抜き配管１４に流入するとドレン中のダストがオリフィス１５の上流側（一次側）で経時的に堆積し、堆積したダストによりオリフィス１５が閉塞状態となることがある。そして、オリフィス１５が閉塞状態になるとドレンの流れが完全に遮断されるため、一次側のドレン水位が上昇する。この場合、ドレン水位の上昇がタービン翼まで達すると高速で回転しているタービン翼が水車状態となり、タービン翼に著しく損傷が生じることから、タービン翼が水車状態となる前に発電用ガスタービン１２を緊急停止させるインターロックが作動するようになっている。従って、高炉炉頂圧回収発電設備の発電効率を高めるためには、オリフィスが完全な閉塞状態になる前にドレン抜き配管の洗浄作業を行うことが望ましいが、従来においては、ドレン抜き配管内に堆積したダストによりオリフィスが閉塞傾向にあるか否かを検知する手立てがなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発電用ガスタービンを不用意に緊急停止させることなく高炉炉頂圧を電気エネルギとして回収することのできる高炉炉頂圧回収発電設備を提供することを目的とするものである。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、発電用ガスタービンを不用意に緊急停止させることなく高炉炉頂圧を電気エネルギとして回収することのできる高炉炉頂圧回収発電設備を提供することを目的とするものである。
上記の目的を達成するために、本発明は、高炉の炉頂部に一端を接続された高炉ガス入口配管と、該高炉ガス入口配管の他端に接続された発電用ガスタービンと、前記高炉ガス入口配管から前記発電用ガスタービンに導入される高炉ガス中のダストを前記発電用ガスタービンの前段で除去する湿式集塵器と、前記発電用ガスタービン内からドレンを抜き出す複数のドレン抜き配管と、該ドレン抜き配管からのドレンを貯留するドレンタンクと、前記ドレン抜き配管の途中に設けられたオリフィスと、を備えた高炉炉頂圧回収発電設備において、前記ドレン抜き配管内の温度を検出する温度検出器を、前記ドレンタンクと前記オリフィスとの間の前記ドレン抜き配管に設けたことを特徴とする。
本発明に係る高炉炉頂圧回収発電設備によれば、ドレン抜き配管内の温度を検出する温度検出器を、ドレンタンクとオリフィスとの間のドレン抜き配管に設けたことにより、ドレン抜き配管内に堆積したダストによりオリフィスが閉塞傾向にあるか否かを温度検出器により検出された温度から検知することが可能となる。これにより、オリフィスが完全な閉塞状態になる前にドレン抜き配管の洗浄作業を高炉の短時間休止時等に行うことができるため、発電用ガスタービンを不用意に緊急停止させることなく高炉炉頂圧を電気エネルギとして回収することができる。
以下、図１及び図２を参照して本発明の一実施形態について説明するが、図３に示したものと同一部分には同一符号を付し、その部分の詳細な説明は割愛する。
図１は本発明の一実施形態に係る高炉炉頂圧回収発電設備の概略構成を示す図であり、同図に示すように、ドレンタンク１６とオリフィス１５との間の二次側のドレン抜き配管１４には、ドレン抜き配管１４内の温度を検出する温度検出器１７が設けられている。この温度検出器１７は、図２に示すように、棒状の温度検出部１７ａを有しており、この温度検出部１７ａはドレン抜き配管１４に穿設された貫通孔１８からドレン抜き配管１４内に挿入されている。また、温度検出器１７は温度表示部１７ｂ（図２参照）を有しており、温度検出部１７ａで検出された温度は温度表示部１７ｂに表示されるようになっている。
図１は本発明の一実施形態に係る高炉炉頂圧回収発電設備の概略構成を示す図であり、同図に示すように、ドレンタンク１６とオリフィス１５との間の二次側のドレン抜き配管１４には、ドレン抜き配管１４内の温度を検出する温度検出器１７が設けられている。この温度検出器１７は、図２に示すように、棒状の温度検出部１７ａを有しており、この温度検出部１７ａはドレン抜き配管１４に穿設された貫通孔１８からドレン抜き配管１４内に挿入されている。また、温度検出器１７は温度表示部１７ｂ（図２参照）を有しており、温度検出部１７ａで検出された温度は温度表示部１７ｂに表示されるようになっている。
このように、ドレン抜き配管１４内の温度を検出する温度検出器１７を、ドレンタンク１６とオリフィス１５との間のドレン抜き配管１４に設けると、ドレン抜き配管１４内に堆積したダストによりオリフィス１５が閉塞傾向にあるか否かを温度検出器１７により検出された温度から検知することが可能となる。すなわち、一般に発電用ガスタービン１２に導入される高炉ガスの温度は約６５℃程度であるため、発電用ガスタービン１２とオリフィス１５との間の一次側のドレン抜き配管１４内の温度も同様の温度となっているが、オリフィス１５が閉塞状態になるとオリフィス１５の二次側はドレンの流れが遮断されるため、大気温度近くまで低下することが運転経験上判っている。したがって、上述した実施形態では、オリフィス１５が閉塞傾向にあるか否かを温度検出器１７により検出された温度から検知することができ、これにより、オリフィス１５が完全な閉塞状態になる前にドレン抜き配管１４の洗浄作業を高炉１０の短時間休止時等に行うことができるため、発電用ガスタービン１２を不用意に緊急停止させることなく高炉炉頂圧を電気エネルギとして回収することができる。
なお、三本のドレン抜き配管（口径１００Ａ）を有する発電用ガスタービンで試験した結果、一段目のドレン抜き配管に設けた温度検出器の温度指示値は６５℃、二段目のドレン抜き配管に設けた温度検出器の温度指示値は５５℃、三段目のドレン抜き配管に設けた温度検出器の温度指示値は４５℃であった。そして、二ヶ月が経過して時点で再度、ドレン抜き配管内の温度を計測した結果、一段目のドレン抜き配管内の温度のみが５℃低下し、二段目及び三段目のドレン抜き配管内の温度に時間的変化はなかった。これにより、一段目のドレン抜き配管に閉塞傾向があることを認知することができた。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、上述した実施形態では温度検出器１７の指示値を運転監視員が目視することによってオリフィス１５が閉塞傾向にあるか否かを認知するようにしたが、ドレン抜き配管内の温度を検出する手段としてサーミスタ等の温度検出器を用い、この温度検出器の出力を不図示の運転制御装置に入力してオリフィス１５が閉塞傾向にあるか否かを時間の経過と共に認知するようにしてもよい。
１０ 高炉
１１ 高炉ガス入口配管
１２ 発電用ガスタービン
１３ 湿式集塵器
１４ ドレン抜き配管
１５ オリフィス
１６ ドレンタンク
１７ 温度検出器
１１ 高炉ガス入口配管
１２ 発電用ガスタービン
１３ 湿式集塵器
１４ ドレン抜き配管
１５ オリフィス
１６ ドレンタンク
１７ 温度検出器
Claims (1)
- 高炉の炉頂部に一端を接続された高炉ガス入口配管と、該高炉ガス入口配管の他端に接続された発電用ガスタービンと、前記高炉ガス入口配管から前記発電用ガスタービンに導入される高炉ガス中のダストを前記発電用ガスタービンの前段で除去する湿式集塵器と、前記発電用ガスタービン内からドレンを抜き出す複数のドレン抜き配管と、該ドレン抜き配管からのドレンを貯留するドレンタンクと、前記ドレン抜き配管の途中に設けられたオリフィスと、を備えた高炉炉頂圧回収発電設備において、
前記ドレン抜き配管内の温度を検出する温度検出器を、前記ドレンタンクと前記オリフィスとの間の前記ドレン抜き配管に設けたことを特徴とする高炉炉頂圧回収発電設備。
Priority Applications (1)
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| JP2005099595A JP4507947B2 (ja) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | 高炉炉頂圧回収発電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005099595A JP4507947B2 (ja) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | 高炉炉頂圧回収発電設備 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2006274429A JP2006274429A (ja) | 2006-10-12 |
| JP2006274429A5 JP2006274429A5 (ja) | 2008-01-24 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS57182203U (ja) * | 1981-05-15 | 1982-11-18 | ||
| JPS6397806A (ja) * | 1986-10-14 | 1988-04-28 | Toshiba Corp | 蒸気タ−ビンのドレン排出装置 |
| JPS63205424A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-24 | Toshiba Corp | ガスタ−ビン蒸気噴射装置 |
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| JPS63205424A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-24 | Toshiba Corp | ガスタ−ビン蒸気噴射装置 |
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| JP2006274429A (ja) | 2006-10-12 |
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