JP4901335B2 - ボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法 - Google Patents

Description

本発明は、ボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法に関し、特にボイラユニット起動中に補助ボイラがトリップした場合であっても、ユニット起動時に必要なタービングランド蒸気圧力を確保してボイラユニットを起動できるようにしたボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法に関するものである。

蒸気タービンを駆動するボイラユニットでは、起動時に復水器内の真空上昇を行うため、蒸気タービンのグランド部から空気が流入することを防止する必要がある。そこで、他のボイラユニットや補助ボイラ（所内ボイラ）で発生させた補助蒸気をタービングランド部に供給することにより、タービングランド部をシールしている。このタービングランド蒸気圧力が不足すると、最悪の場合、ボイラユニットを起動できないおそれがある。

特に、補助ボイラから補助蒸気の供給を受けている場合に、補助ボイラがトリップしてしまうと、タービングランド部へ供給する補助蒸気を全く発生することができないので、ボイラユニットの真空維持に必要なタービングランド蒸気圧力の最低値を確保できなくなり、ボイラユニットの停止に至る場合があった。
そこで、従来より、ボイラユニット起動時に、ボイラユニットの真空維持に必要なタービングランド蒸気圧力の最低値を確保するための技術が種々提案されている。

例えば、特開平８−２３２６０６号公報（特許文献１）「タービングランド蒸気圧力制御装置」に、所内単独運転時や急激な負荷変化時に発生するタービングランド蒸気圧力低下を防止する技術が開示されている。

この特許文献１に記載されている「タービングランド蒸気圧力制御装置」は、蒸気タービングランド蒸気圧力を確保するための補助蒸気供給調節弁及びグランド蒸気逃し調節弁と、タービングランド蒸気圧力を検出する圧力検出器と、グランド蒸気を一定に保つ圧力調節計と、圧力調節計からの信号により前記両調節弁を開閉させるように構成したタービングランド蒸気圧力制御装置において、タービン負荷信号によって最適開度に先行移行する先行開度演算器と、調節計出力と先行開度演算器出力を加算する信号加算器とを備えている。

この「タービングランド蒸気圧力制御装置」によれば、信号加算器の出力により負荷変化時のタービングランド蒸気圧力変動を防止するように制御しているので、所内単独運転時や急激な負荷変化時においても、先行的に最適調節弁開度までもってゆくことによりグランド蒸気圧力が低下することなく、運転継続可能とするとともに、安定した制御を行うことができるとしている。

また、特許第２８８７９９９号公報（特許文献２）「複数ボイラ設備における補助ボイラの燃料制御装置」に、補助ボイラの応答遅れをなくし得るようにした技術が開示されている。

この特許文献２に記載されている「複数ボイラ設備における補助ボイラの燃料制御装置」は、補助ボイラを含む複数のボイラを備え、各ボイラの蒸気出口部を主蒸気管で接続してなる複数ボイラ設備において、主蒸気管の最も下流側の位置に圧力検出器を設けて、該圧力検出器で検出された圧力検出信号と設定器に設定した圧力設定信号とを比較して偏差を取る減算器を設け、得られた偏差信号を燃料流量信号に変換する制御器を設けるとともに、各ボイラの蒸気出口部に個別に蒸気流量検出器を設け、各蒸気流量検出器で検出した蒸気流量を加算して合計蒸気流量を求める加算器を設け、合計蒸気流量を出熱側の燃料相当量に換算する関数発生器を設け、さらに、各ボイラの燃料供給路に燃料流量検出器を設け、各燃料流量検出器で検出した燃料流量を各ボイラ毎の蒸発に有効に使用される有効燃料流量に換算する関数発生器を設け、各有効燃料流量を加算して入熱側の合計有効燃料流量を求める加算器を設け、かつ、前記出熱側の燃料相当量から入熱側の合計有効燃料流量を減算して燃料先行投入信号を求める減算器を設け、燃料流量信号に燃料先行投入信号を加算して補助ボイラの燃料流量調整弁の開度を調整するための補正燃料流量信号を求める加算器を設けたものである。

この「複数ボイラ設備における補助ボイラの燃料制御装置」によれば、補助ボイラの応答遅れをなくして、主蒸気管の蒸気圧力を安定させることができるとしている。

特開平８−２３２６０６号公報 特許第２８８７９９９号公報

しかしながら、上記特許文献１および特許文献２に記載された技術は、いずれも、補助蒸気を供給するための補助ボイラ等が正常に稼働していることを前提として、ボイラユニットの真空維持に必要なタービングランド蒸気圧力の最低値を確保するための技術である。したがって、これらの従来技術では、補助ボイラから補助蒸気の供給を受けてボイラユニットを起動する設備において、補助ボイラがトリップしてしまった場合には、ボイラユニットの真空維持に必要なタービングランド蒸気圧力の最低値を確保することができない。

本発明は、上述した事情に鑑み提案されたもので、補助ボイラから補助蒸気の供給を受けて起動を行うボイラユニットにおいて、補助ボイラがトリップした場合であっても、ボイラユニットの真空維持に必要なタービングランド蒸気圧力の最低値を確保することにより、ボイラユニットを起動できるようにした補助ボイラトリップ時の対応方法を提供することを目的とする。

本発明に係るボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法は、上述した課題を解決するため、以下の特徴点を有している。
すなわち、本発明に係るボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法は、自缶から加熱蒸気を供給するのではなく、補助ボイラ（以下、所内ボイラと称する）を起動して補助蒸気を供給することにより、ボイラユニット起動に必要な加熱蒸気を得るようになっているこの発電プラントのボイラユニット起動工程において、ボイラユニットの補助蒸気系統として、所内ボイラに接続されている補助蒸気母管から、脱気器、タービングランド蒸気ヘッダ、屋外設備等へ加熱蒸気が供給される構成であって、該ボイラユニットへ補助蒸気を供給する補助ボイラがトリップした場合に、脱気器に対する加熱蒸気の供給を停止するとともに、屋外設備に対する補助蒸気の供給を減少させることにより、ボイラユニットの起動工程に必要な真空維持が可能なタービングランド蒸気圧力の最低値を確保してボイラユニット起動を行うことを特徴とする。

また、前記該ボイラユニットへ補助蒸気を供給する補助ボイラがトリップした場合に、ボイラユニットの真空度を上昇させる操作を行うと共に、ボイラユニットの真空維持が可能なタービングランド蒸気圧力の最低値を確保してボイラユニット起動を行うことを特徴とする。

また、所内ボイラウォーミングに使用する加熱蒸気の供給を停止することを併せて行うことにより、ボイラユニットの真空維持が可能なタービングランド蒸気圧力の最低値を確保してボイラユニット起動を行うことが好ましい。

また、復水クリーンアップに使用する加熱蒸気の供給を調整して復水温度を上昇させることを併せて行うことにより、ボイラユニットの真空維持が可能なタービングランド蒸気圧力の最低値を確保してボイラユニット起動を行うことが好ましい。

本発明に係るボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法によれば、ボイラユニット起動工程において該ボイラユニットへ補助蒸気を供給する補助ボイラがトリップした場合であっても、ボイラユニット起動工程で最低限必要な補助蒸気のみを供給することにより、ボイラユニットの真空維持が可能なタービングランド蒸気圧力を確保して、ボイラユニット起動を予定通り実施することができる。

この際、脱気器に対する加熱蒸気の供給停止、屋外設備に対する補助蒸気の供給停止、タービングランド蒸気圧力の最低値の確保、ボイラユニットの真空度上昇、および所内ボイラウォーミングに使用する加熱蒸気の停止を必要に応じて行うことにより、ボイラユニット起動工程で最低限必要な補助蒸気のみを供給することができる。

以下、図面を参照して、本発明に係るボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法の実施形態を説明する。
図１および図２は、本発明の実施形態に係るボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法を説明するためのもので、図１は、ボイラユニットの補助蒸気系統の概略構成を示す模式図、図２は、補助ボイラトリップ時の対応方法の手順を示すフローチャートである。

本発明の実施形態に係る補助ボイラトリップ時の対応方法は、発電プラントに設置されたボイラユニットを起動する際に適用される方法である。

この発電プラントは、ボイラユニット起動時に、自缶から加熱蒸気を供給するのではなく、補助ボイラ（以下、所内ボイラと称する）を起動して補助蒸気を供給することにより、ボイラユニット起動に必要な加熱蒸気を得るようになっている。

図１に示すように、所内ボイラ１は補助蒸気母管２に接続されており、補助蒸気母管２から、脱気器３、タービングランド蒸気ヘッダ４、屋外設備５等へ加熱蒸気が供給されるようになっている。さらに、補助蒸気母管２に至る蒸気配管６からは所内ボイラウォーミングおよび脱硫装置（ＧＧＨ）７の加温に用いる加熱蒸気が供給されるようになっている。

なお、図１では図示していないが、補助蒸気母管２からは、ＢＦＰ−Ｔ駆動、ヒータシール、脱気器シール、タービンバイパス管等へも加熱蒸気が供給されている。また、屋外設備５としては、補給水処理装置、灰処理装置、ＥＰホッパ、前記脱硫装置（ＧＧＨ）７等へ加熱蒸気が供給されている。
また、本実施形態では、補助蒸気母管２における補助蒸気温度は１９９℃、補助蒸気圧力は１．４１ＭＰａとなっている。

次に、本実施形態に係る所内ボイラトリップ時の対応方法の手順について説明する。
本実施形態に係る所内ボイラトリップ時の対応方法では、図２に示すように、ボイラユニット起動工程において所内ボイラがトリップしたか否かを判断する（Ｓ１）。ここで、所内ボイラがトリップしていなければ、通常起動を行うことができるので、以降の処理を行わずに通常のボイラユニット起動処理を行う。

一方、所内ボイラがトリップした場合には、脱気器に対する加熱蒸気の供給を停止するとともに（Ｓ２）、屋外設備に対する補助蒸気の供給を減少する（Ｓ３）。脱気器に対する加熱蒸気の供給を停止するには、例えば、脱気器加熱蒸気調節弁の全閉操作、脱気器加熱蒸気調節弁後弁の全閉操作を行う。また、屋外設備に対する補助蒸気の供給を減少させるには、補給水処理装置の停止操作、灰処理装置およびＥＰホッパ加熱蒸気量の減少操作、脱硫装置（ＧＧＨ）加温蒸気量の減少操作を行う。

続いて、ボイラユニットの真空度を上昇させるための操作を行う（Ｓ４）。ボイラユニットの真空度を上昇させるには、例えば、復水器真空ポンプに併設された２台目の復水器真空ポンプを運転するとともに、ＣＷＰ動翼開度を５０％から１００％に上昇させる操作を行う。

続いて、ボイラユニットの真空維持が可能なタービングランド蒸気圧力の最低値を維持するための操作を行う（Ｓ５）。通常のボイラユニット起動工程においては、例えば、タービングランド蒸気圧を０．０３ＭＰａとしているが、ボイラユニットの真空維持が可能なタービングランド蒸気圧力を確保するには、タービングランド蒸気圧力調節弁（補助蒸気系統）を調節して、タービングランド蒸気圧を０．００５ＭＰａとすればよい。

続いて、所内ボイラウォーミングに使用する加熱蒸気の供給を停止する（Ｓ６）。所内ボイラウォーミングに使用する加熱蒸気の供給を停止するには、例えば、所内ボイラウォーミング弁前弁の全閉操作を行う。

続いて、復水クリーンアップに使用する加熱蒸気の供給を調整して復水温度を上昇させる（Ｓ７）。復水温度を上昇させるには、例えば復水クリーンアップ弁の全閉操作を行う。この場合、デミネ樹脂耐熱温度（例えば５０℃）を超えないように注意する必要がある。

上述した各操作を行うことにより、ボイラユニットの真空維持が可能なタービングランド蒸気圧力を確保してボイラユニット起動を行うことが可能となる。なお、上述した各操作の全てを行うのではなく、ボイラユニットの真空維持が可能なタービングランド蒸気圧力を確保することが可能であれば、上述した工程の中から、必要に応じて一部の工程のみを行ってもよい。この場合であっても、脱気器に対する加熱蒸気の供給停止操作（Ｓ２）、および屋外設備に対する補助蒸気の供給減少操作（Ｓ３）は必須となる。

上述した各操作を行った後に、復水器の真空度、所内ボイラの残圧、復水温度、タービン監視計器等を十分に監視し、タービン異常の発生および所内ボイラの再起動が困難な場合には、真空破壊停止操作を行う。

一方、所内ボイラの再起動を行うことができる場合には、所内ボイラの再起動を行い、補助蒸気を十分に確保できる状態となった以降は通常のボイラユニット起動工程を実施する。

なお、上述した実施形態では、各工程において操作すべき具体的な弁の名称を示したが、各工程の効果を発揮することができる操作であれば、同様の機能を有する弁を操作することにより、本発明に係るボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法を実現できることは勿論である。

本発明に係るボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法は、主として、発電プラントに設置されたボイラユニットを起動する際に適用することができるが、補助ボイラから補助蒸気の供給を受けて起動を行うボイラユニットであれば、どのような形態のボイラユニットであっても適用することができる。

本発明の実施形態に係るボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法を適用するボイラユニットの補助蒸気系統の概略構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係るボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 所内ボイラ
２ 補助蒸気母管
３ 脱気器
４ タービングランド蒸気ヘッダ
５ 屋外設備
６ 蒸気配管
７ 脱硫装置（ＧＧＨ）

Claims (4)

1. 自缶から加熱蒸気を供給するのではなく、補助ボイラ（以下、所内ボイラと称する）を起動して補助蒸気を供給することにより、ボイラユニット起動に必要な加熱蒸気を得るようになっているこの発電プラントのボイラユニット起動工程において、
   ボイラユニットの補助蒸気系統として、所内ボイラに接続されている補助蒸気母管から、脱気器、タービングランド蒸気ヘッダ、屋外設備等へ加熱蒸気が供給される構成であって、該ボイラユニットへ補助蒸気を供給する補助ボイラがトリップした場合に、
   脱気器に対する加熱蒸気の供給を停止するとともに、屋外設備に対する補助蒸気の供給を減少させることにより、ボイラユニットの起動工程に必要な真空維持が可能なタービングランド蒸気圧力の最低値を確保してボイラユニット起動を行うことを特徴とするボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法。
   
2. 該ボイラユニットへ補助蒸気を供給する補助ボイラがトリップした場合に、ボイラユニットの真空度を上昇させる操作を行うと共に、ボイラユニットの真空維持が可能なタービングランド蒸気圧力の最低値を確保してボイラユニット起動を行うことを特徴とする請求項１記載のボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法。
   
3. 所内ボイラウォーミングに使用する加熱蒸気の供給を停止することを併せて行うことにより、ボイラユニットの真空維持が可能なタービングランド蒸気圧力の最低値を確保してボイラユニット起動を行うことを特徴とする請求項１に記載のボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法。
   
4. 復水クリーンアップに使用する加熱蒸気の供給を調整して復水温度を上昇させることを併せて行うことにより、ボイラユニットの真空維持が可能なタービングランド蒸気圧力の最低値を確保してボイラユニット起動を行うことを特徴とする請求項１に記載のボイラユニット起動中における補助ボイラトリップ時の対応方法。

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