JP5774381B2 - 排熱回収ボイラおよび発電プラント - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態による排熱回収ボイラが適用されるコンバインドサイクル型の発電プラントの系統図である。
このうち、第1段目の助燃装置50は、排ガス25の流れ方向において最上流の位置に配置され、この実施形態の排熱回収ボイラ16の場合、高温過熱器28の上流側に設置されている。この第1段目の助燃装置50には、複数のバーナ51が下流側の高温過熱器28に向けて設置されている。第1の燃料供給配管54には、燃料調整弁56と燃料遮断弁57が配設されており、バーナ51で燃焼させる燃料投入量を燃料調整弁56の開度を調整することで制御している。すべてのバーナ51を消火するときには燃料遮断弁57が閉じるようになっている。
まず、第1段目の助燃装置50と第2段目の助燃装置52の排熱回収ボイラ16における作用について説明する。
図5において、ガスタービン14が低負荷領域で運転されているときは、このガスタービン14から排熱回収ボイラ16に供給される排ガス25の流量は少ないので、空気量調整弁68の弁開度は全開に設定されている。ガスタービン14の負荷が次第に増大していくと、それに伴って排ガス25の流量も増大していくので、予め設定した負荷L1に達したら、第2段目の助燃装置52の各バーナ53に空気が過剰にならないように、制御装置70は空気調整弁68の弁開度を絞っていく。このとき弁開度は、第2段目の助燃装置52から排出されるガス中の一酸化炭素等の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、負荷に対する最適な開度をあらかじめ設定しておき、例えば、図5に示すように直線的減少に減少させる。
このように、ガスタービン14の負荷増大に応じて空気量調整弁68の弁開度は絞られていくので、第2段目の助燃装置52の各バーナ53には、空気調整弁68により最適量の空気が供給され、燃焼状態を安定させることができる。
図6において、第2段目の助燃装置52への燃料投入量が少ない領域では、空気調整弁68の開度が大きいと、各バーナ53への空気量が過剰になってしまうので、あらかじめ適正な弁開度を設定おき、各バーナ53での燃焼を安定させる。燃料投入量が増大していくと、燃焼に必要な空気量も増えるので、排出ガス中の一酸化炭素等の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、制御装置70は、流量計62により燃料投入量を監視しながら、予め設定した燃料投入量F1を超えてから、空気調整弁68の開度を大きくしていって、供給する空気量を増やしていく。
第2段目の助燃装置52への燃料投入量を減らしていくと、各バーナ53での燃焼状態が不安定になり易く、一酸化炭素等の有害ガスの濃度が極端に高くなる特性を示す場合がある。このような場合、一酸化炭素等の有害ガスの濃度が所定の制限値を超えないように、図7に示すように、いくつかのバーナ53を消火することになる。
Claims (9)
- ガスタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラにおいて、
前記過熱器の上流側で前記排ガスを過熱する第1の助燃装置と、前記蒸発器の上流側で前記排ガスを過熱する第2の助燃装置と、を有し、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、
前記第2の助燃装置の各バーナに前記ダクトの外部から空気を供給し、前記第2の助燃装置の各バーナに供給する空気量を調整する空気量調整手段を備える空気供給装置と、
前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度を検出する手段と、を具備し、
前記有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御するようにしたことを特徴とする排熱回収ボイラ。 - 前記ガスタービンの負荷に応じて、有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項1に記載の排熱回収ボイラ。
- 前記第2の助燃装置への燃料投入量に応じて、有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項1に記載の排熱回収ボイラ。
- 前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、前記第2の助燃装置の備えるバーナのうち、いずれかのバーナを消火する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の排熱回収ボイラ
- ガスタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラにおいて、
いずれかの前記熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、
前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、前記助燃装置の備えるバーナのうち、いずれかのバーナを消火する手段と、
を具備したことを特徴とする排熱回収ボイラ。 - 高温、高圧の燃焼ガスによってタービンを回転駆動するガスタービンと、
ガスタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラで発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、
前記ガスタービンおよび蒸気タービンによって駆動される発電機と、を備え、
前記排熱回収ボイラは、
前記過熱器の上流側で前記排ガスを過熱する第1の助燃装置と、前記蒸発器の上流側で前記排ガスを過熱する第2の助燃装置と、を有し、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、
前記第2の助燃装置の各バーナに前記ダクトの外部から空気を供給し、前記第2の助燃装置の各バーナに供給する空気量を調整する空気量調整手段を備える空気供給装置と、
前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度を検出する手段と、を具備し、
前記有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御するようにしたことを特徴とする発電プラント。 - 前記ガスタービンの負荷に応じて、有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項6に記載の発電プラント。
- 前記第2の助燃装置への燃料投入量に応じて、有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項6に記載の発電プラント。
- 前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、前記第2の助燃装置の備えるバーナのうち、いずれかのバーナを消火する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項6に記載の発電プラント。
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