JP5780807B2 - Exhaust gas economizer soot blow system - Google Patents

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Description

本発明は、主として電子制御式ディーゼル主機関を装備した船舶の廃熱回収システムにおける排ガスエコノマイザーのスートブローシステムに関する。   The present invention relates to a soot blow system for an exhaust gas economizer in a waste heat recovery system of a ship mainly equipped with an electronically controlled diesel main engine.

電子制御式ディーゼル主機関とは、窒素酸化物や煤塵の排出量を低減するなど、いわゆる環境に配慮した電子制御によるディーゼルエンジンのことである。以下においては、特に断らない限り、電子制御式ディーゼル主機関をも含めて単に「ディーゼル主機関」という。   The electronically controlled diesel main engine is a so-called environment-friendly diesel engine that reduces emissions of nitrogen oxides and dust. In the following, unless otherwise specified, the term “diesel main engine” including the electronically controlled diesel main engine is also used.

従来より、ディーゼル主機関の廃熱回収システムについては様々な手法がとられている。排ガスエコノマイザーの使用もその一方法であり、スートファイア防止や廃熱回収装置の効率向上を目的として、スートブローと呼ばれる熱交換用の伝熱管群に付着した煤を除去することが行われている(例えば、特許文献1参照)。
また、ディーゼル主機関の廃熱回収装置として、排ガスエコノマイザーとターボ発電機プラントの組み合わせによるシステムを装備する場合、排ガスエコノマイザーには煤除去のためスートブロアが設けられているが、そのスートブロー効果をあげるため、あるいはプラントの安全運転確保のため、以下の対策例がとられている。
Conventionally, various methods have been taken for a waste heat recovery system of a diesel main engine. One method is to use an exhaust gas economizer, and soot is removed from the heat exchanger tube group for heat exchange called soot blow for the purpose of preventing sootfire and improving the efficiency of waste heat recovery equipment. (For example, refer to Patent Document 1).
In addition, when installing a system that combines an exhaust gas economizer and a turbo generator plant as a waste heat recovery system for a diesel main engine, the exhaust gas economizer is equipped with a soot blower for removing soot. The following countermeasure examples are taken to increase the safety of the plant or to ensure the safe operation of the plant.

(プラント安全性確保)
(1)スートブロアの作動シーケンスに蒸気圧力低下によるターボ発電機のブラックアウトを回避するために、蒸気圧力低下防止のインターロックを設ける。
(2)スートブロア作動時の蒸気圧力低下防止のインターロックに代えて、油焚きボイラーによる追い炊きや、ターボ発電機とディーゼル発電機との並列運転とする。
(Ensuring plant safety)
(1) In order to avoid blackout of the turbo generator due to the steam pressure drop in the operation sequence of the soot blower, an interlock for preventing the steam pressure drop is provided.
(2) Instead of the interlock for preventing the steam pressure drop during the soot blower operation, additional cooking with an oil-fired boiler or parallel operation of a turbo generator and a diesel generator is performed.

(スートブロー効果向上)
(3)スートブロア作動時に、排ガスの流速アップや、蒸気圧力低下を緩和するため予め主機関負荷を上げる運転マニュアルとする。
(4)蒸気噴射に代えて、空気噴射とし、煤除去効果アップを図る。噴射媒体の比重差、あるいは噴射圧力差により煤除去効果アップを狙ったものもあるが、ある程度の蒸気圧力低下は免れない。
(5)排ガスの流速を極力上げるため、排ガスエコノマイザーの設計流速、排ガスの圧力損失を限界値にし、主機関背圧の面で余裕をすくなくする。
(6)主機関の低負荷時、つまりガス流速低下時には、排ガスエコノマイザーのガスバイパスを行い、煤付着を軽減させる。
(Improved soot blow effect)
(3) At the time of soot blower operation, an operation manual for increasing the load of the main engine in advance in order to mitigate the increase in the flow rate of exhaust gas and the decrease in steam pressure.
(4) Instead of steam injection, air injection is used to improve the soot removal effect. Some aim to increase the soot removal effect by the difference in the specific gravity of the injection medium or the difference in the injection pressure, but a certain decrease in steam pressure is inevitable.
(5) In order to increase the exhaust gas flow rate as much as possible, the design flow rate of the exhaust gas economizer and the pressure loss of the exhaust gas are set to the limit values so that there is no margin in terms of main engine back pressure.
(6) When the main engine is under a low load, that is, when the gas flow rate is reduced, the exhaust gas economizer is bypassed to reduce soot adhesion.

特開平7−217815号公報JP-A-7-217815

上記従来の対策例の中には、以下の課題や不都合を伴うものがある。
[1]スートブロア作動時の蒸気圧力低下軽減対策としての、蒸気圧力インターロック、ボイラーの追い炊き、ターボ発電機とディーゼル発電機の並列運転等は前記プラントの安全運転確保の面では効果があるが、次のごとき課題がある。
(イ)蒸気圧力低下防止のインターロックは圧力回復までに時間がかかり、必然的にスートブロア作動サイクルが長くなり、サイクル途中で待機した場合、逆にスートブロー効果が低下する。
(ロ)スートブロー毎のボイラー追い炊き、ターボ発電機とディーゼル発電機の並列運転は運転操作が頻繁になり好ましくない。
[2]排ガスの流速上昇のための主機関負荷上昇は回転数変更を伴い、実際の操船上では不要であるにもかかわらず、船速変更となり、操船の安全性を損ねることがある。また、スートブロー操作は自動であるが、主機関の回転数変更は自動にならず、無人化運転体制を損ねる。
Some of the above conventional countermeasures involve the following problems and inconveniences.
[1] Steam pressure interlock, boiler reheating, parallel operation of turbo generator and diesel generator, etc. as effective measures to reduce steam pressure drop during soot blower operation are effective in ensuring safe operation of the plant. There are the following issues.
(B) The interlock for preventing the steam pressure drop takes time to recover the pressure, and the soot blower operation cycle inevitably becomes long. When the standby is made in the middle of the cycle, the soot blow effect is reduced.
(B) Boiler cooking for each soot blow, and parallel operation of a turbo generator and a diesel generator are not preferable because of frequent operation.
[2] An increase in the load of the main engine for increasing the flow velocity of the exhaust gas involves a change in the rotational speed, which is not necessary on actual ship operation, but may change the ship speed, which may impair the safety of the ship operation. In addition, the soot blow operation is automatic, but the rotation speed change of the main engine is not automatic, which impairs the unmanned operation system.

本発明は、上記に鑑み、これらの課題や不都合を回避し、安全性が向上し、スートブロー効果の高い、強いては主機関用廃熱回収効率の高い、排ガスエコノマイザーのスートブローシステムを提供することを目的としている。   In view of the above, the present invention provides a soot blow system for an exhaust gas economizer that avoids these problems and inconveniences, improves safety, has a high soot blow effect, and thus has high waste heat recovery efficiency for main engines. It is an object.

本発明に係る排ガスエコノマイザーのスートブローシステムは、
ディーゼル主機関の排熱を熱源とする排ガスエコノマイザーと、
前記排ガスエコノマイザーの伝熱管に付着した煤を吹き飛ばすスートブロアと、
前記スートブロアに蒸気を供給する蒸気供給手段と、
前記蒸気供給手段からの蒸気の一部を導入して発電を行うターボ発電機プラントと、
前記ディーゼル主機関の燃焼制御を行う主機関燃焼制御装置とを装備する排ガスエコマイザのスートブローシステムであって、
前記主機関燃焼制御装置は、主機負荷の設定レベルをチェックする設定主機負荷チェック手段と、蒸気圧力の設定レベルをチェックする設定蒸気圧力チェック手段とを有し、スートブロー時に、排ガス流速の上昇および排ガス温度の上昇をもたらすように燃焼制御を行うことを特徴とするものである。
The soot blow system of the exhaust gas economizer according to the present invention is
An exhaust gas economizer that uses the exhaust heat of the diesel main engine as a heat source;
A soot blower for blowing off the soot adhering to the heat transfer tube of the exhaust gas economizer;
Steam supply means for supplying steam to the soot blower;
A turbo generator plant for generating electricity by introducing a part of the steam from the steam supply means;
A soot blow system of an exhaust gas ecomizer equipped with a main engine combustion control device that performs combustion control of the diesel main engine,
The main engine combustion control device has a set main engine load check means for checking a set level of the main engine load and a set steam pressure check means for checking a set level of the steam pressure. Combustion control is performed so as to bring about an increase in temperature.

また、主機負荷が設定値未満で、蒸気圧力が設定値以上の場合には、スートブロー開始前に主機関の燃料噴射タイミングを遅らせることにより、排ガス量を増加させ、排ガスエコノマイザー内の排ガス流速を上昇させ、スートブロー作動後に燃料噴射タイミングを元に戻す主機関燃焼制御を行うことを特徴とする。   Also, if the main engine load is less than the set value and the steam pressure is greater than or equal to the set value, the amount of exhaust gas is increased by delaying the fuel injection timing of the main engine before the start of soot blow, and the exhaust gas flow rate in the exhaust gas economizer is increased. The main engine combustion control is performed to raise the fuel injection timing after the soot blow operation.

また、主機負荷が設定値未満で、蒸気圧力が設定値未満の場合には、スートブロー開始前に主機関の排気弁開タイミングを早め、または閉タイミングを遅らせることにより、排ガス温度を上昇させ、排ガスエコノマイザーの蒸気圧力を上昇させ、スートブロー作動中に蒸気圧力の低下を軽減する主機関燃焼制御を行うことを特徴とする。   In addition, when the main engine load is less than the set value and the steam pressure is less than the set value, the exhaust valve opening timing of the main engine is advanced before the start of the soot blow, or the close timing is delayed to increase the exhaust gas temperature, The main engine combustion control is performed to increase the steam pressure of the economizer and reduce the decrease in the steam pressure during the soot blow operation.

また、主機負荷が設定値以上で、蒸気圧力が設定値未満の場合には、スートブロー開始前に過給機タービン入り口の排ガスの一部をバイパスさせることにより、排ガス温度を上昇させ、排ガスエコノマイザーの蒸気圧力を上昇させ、スートブロー作動中に蒸気圧力の低下を軽減する主機関燃焼制御を行うことを特徴とする。   Also, if the main engine load is greater than or equal to the set value and the steam pressure is less than the set value, the exhaust gas temperature is raised by bypassing part of the exhaust gas at the turbocharger turbine inlet before the start of soot blow, and the exhaust gas economizer The steam pressure of the engine is increased, and main engine combustion control is performed to reduce the decrease in steam pressure during the soot blow operation.

また、主機負荷が設定値以上で、蒸気圧力が設定値未満の場合には、スートブロー開始前に過給機ブロア出口の圧縮空気を大気中にブローし、排ガス温度を上昇させ、排ガスエコノマイザーの蒸気圧力を上昇させ、スートブロー作動中に蒸気圧力の低下を軽減する主機関燃焼制御を行うことを特徴とする。   If the main engine load is greater than or equal to the set value and the steam pressure is less than the set value, the compressed air at the outlet of the turbocharger blower is blown into the atmosphere before the soot blow starts, the exhaust gas temperature is increased, and the exhaust gas economizer The main engine combustion control is performed to increase the steam pressure and reduce the decrease in the steam pressure during the soot blow operation.

本発明によれば、主機関燃焼制御装置は、主機負荷の設定レベルをチェックする設定主機負荷チェック手段と、蒸気圧力の設定レベルをチェックする設定蒸気圧力チェック手段とを有し、スートブロー時に、排ガス流速の上昇および排ガス温度の上昇をもたらすように燃焼制御を行うので、プラントの安全性が向上し、スートブロア効率の高い、強いては主機関用廃熱回収効率が高い、排ガスエコノマイザーのスートブローシステムを提供することができる。   According to the present invention, the main engine combustion control device has the set main engine load check means for checking the set level of the main engine load and the set steam pressure check means for checking the set level of the steam pressure, and at the time of soot blow, the exhaust gas Combustion control is performed to increase the flow velocity and exhaust gas temperature, so that the safety of the plant is improved, soot blower efficiency is high, and the exhaust heat economizer soot blow system with high waste heat recovery efficiency for the main engine Can be provided.

本発明の実施の形態に係る排ガスエコノマイザーのスートブローシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the soot blow system of the exhaust gas economizer which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る排ガスエコノマイザーのスートブローシステムのフローチャートである。It is a flowchart of the soot blow system of the exhaust gas economizer which concerns on embodiment of this invention.

図1は、本発明の実施の形態に係る排ガスエコノマイザーのスートブローシステムの構成を示すブロック図である。ここでは、蒸気によるスートブロー制御方式を示す。また、ディーゼル発電機は本システムとは別に設置されている。
図1において、1は電子制御式ディーゼル主機関(以下、「主機関」または「主機」という)であり、この主機関1には過給機タービン2を介して排ガスエコノマイザー3が接続されており、排ガスエコノマイザー3にて主機関1からの排熱を回収するようになっている。さらに、排ガスエコノマイザー3とボイラー4(蒸気供給手段)のドラム5とが蒸気管6で接続されており、蒸気管6の先端部には複数の分岐管を設け、各分岐管にそれぞれ蒸気を噴射するスートブロア7が設けられている。そして、各スートブロア7から蒸気を噴射して、排ガスエコノマイザー3内部の熱交換器の伝熱管(不図示)に付着した煤を除去するようになっている。また、この蒸気管6にはボイラー4からの蒸気の一部を導入して発電を行うターボ発電機8の発電機タービン9が接続されている。図中、10は主機関1からの排ガスをバイパスさせるためのガスバイパス管、11は過給機タービン2によって駆動され、掃気と主機関1への給気を行う過給機、12は水循環ポンプ13によりドラム5内の水を排ガスエコノマイザー3に供給する給水管、14は排ガスエコノマイザー3内の汽水をドラム5へ戻す汽水管、15は復水器である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a soot blow system of an exhaust gas economizer according to an embodiment of the present invention. Here, a soot blow control system using steam is shown. The diesel generator is installed separately from this system.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electronically controlled diesel main engine (hereinafter referred to as “main engine” or “main engine”), and an exhaust gas economizer 3 is connected to the main engine 1 via a turbocharger turbine 2. The exhaust gas economizer 3 recovers the exhaust heat from the main engine 1. Further, the exhaust gas economizer 3 and the drum 5 of the boiler 4 (steam supply means) are connected by a steam pipe 6. A plurality of branch pipes are provided at the tip of the steam pipe 6, and steam is supplied to each branch pipe. A soot blower 7 for injection is provided. Then, steam is injected from each soot blower 7 to remove the soot adhering to the heat transfer tube (not shown) of the heat exchanger inside the exhaust gas economizer 3. The steam pipe 6 is connected to a generator turbine 9 of a turbo generator 8 that generates power by introducing a part of the steam from the boiler 4. In the figure, 10 is a gas bypass pipe for bypassing exhaust gas from the main engine 1, 11 is a supercharger driven by the supercharger turbine 2 for scavenging and supplying air to the main engine 1, and 12 is a water circulation pump. A water supply pipe that supplies water in the drum 5 to the exhaust gas economizer 3 by 13, 14 is a water pipe that returns the brackish water in the exhaust gas economizer 3 to the drum 5, and 15 is a condenser.

また、本システムでは、蒸気によるスートブロー効果(煤除去効果)を向上させるために、主機関1の燃焼制御を行うものである。スートブロー効果を上げるためには、噴射蒸気圧力がある程度の圧力レベルにあることと、吹き飛ばした煤を機外に出すためにはある程度のガス流速(ガス量)があること、が重要であり、これらを確保するために主機関1の燃焼制御を行う。
主機関燃焼制御装置は、回転数による燃料噴射量と、開閉弁による燃料噴射時期、排気弁の開閉時期、ガスバイパスタイミング、掃気ブロータイミングを調整するようになっている。また、ボイラー制御装置は、蒸気圧を制御するようになっている。
Moreover, in this system, in order to improve the soot blow effect (soot removal effect) by steam, the combustion control of the main engine 1 is performed. In order to increase the soot blow effect, it is important that the injection steam pressure is at a certain pressure level, and that there is a certain gas flow rate (gas amount) to take out the blown soot out of the machine. In order to ensure this, the combustion control of the main engine 1 is performed.
The main engine combustion control device adjusts the fuel injection amount based on the number of revolutions, the fuel injection timing by the opening / closing valve, the opening / closing timing of the exhaust valve, the gas bypass timing, and the scavenging blow timing. In addition, the boiler control device controls the vapor pressure.

主機関1の燃焼は燃料噴射時期、排気弁開閉時期を調整することにより、排ガス温度、排ガス量が変化する。また、主機関1の負荷は燃料噴射量の制御によるが、これは燃料噴射弁開度/時間の調整によりなされる。
また、燃料噴射時期、排気弁開閉時期は予めプログラミングされており、それぞれの制御弁により調整される。
主機関1の燃焼は、通常運転モード、スートブローモードに対応したプログラミングが用意されている。
図2のフローチャートで説明するように、スートブロー指令の後、主機負荷、蒸気圧力をチェックし、それぞれの状況により、主機関燃焼制御モードが自動的に選択される。ここで、燃焼制御モードを変更したあとは、ある程度の燃焼追従時間(数分単位)が経過した後、スートブローをスタートさせる。
スートブローはタイマーにより4〜6時間間隔で自動運転されるが、その間は主機関燃焼制御はスートブローモードを維持している。
スートブロー終了でもって、主機関燃焼モードは通常運転モードに戻す。
The combustion of the main engine 1 changes the exhaust gas temperature and the exhaust gas amount by adjusting the fuel injection timing and the exhaust valve opening / closing timing. The load of the main engine 1 depends on the control of the fuel injection amount, which is achieved by adjusting the fuel injection valve opening / time.
The fuel injection timing and the exhaust valve opening / closing timing are programmed in advance and are adjusted by the respective control valves.
For the combustion of the main engine 1, programming corresponding to the normal operation mode and the soot blow mode is prepared.
As will be described with reference to the flowchart of FIG. 2, the main engine load and the steam pressure are checked after the soot blow command, and the main engine combustion control mode is automatically selected depending on the respective situations. Here, after changing the combustion control mode, soot blow is started after a certain amount of combustion follow-up time (in units of several minutes) has elapsed.
The soot blow is automatically operated at intervals of 4 to 6 hours by a timer, and during that time, the main engine combustion control maintains the soot blow mode.
Upon completion of the soot blow, the main engine combustion mode is returned to the normal operation mode.

図2は、本発明の実施の形態に係る排ガスエコノマイザーのスートブローシステムのフローチャートで、主機関燃焼制御のフローチャートを示すものである。ただし、このフローチャートは、後で説明するケースEに対応するものである。   FIG. 2 is a flowchart of the soot blow system of the exhaust gas economizer according to the embodiment of the present invention, and shows a flowchart of the main engine combustion control. However, this flowchart corresponds to case E described later.

まず、ステップS1において、スートブローの指示が出ているか否かをチェックし、スートブローの指示が出ていない間は主機関1は通常運転を行っている(ステップS0)。   First, in step S1, it is checked whether or not a soot blow instruction has been issued, and the main engine 1 is performing normal operation while the soot blow instruction has not been issued (step S0).

ステップS1において、スートブローの指示が出ている場合は、スートブロア7を駆動する前に、主機関1の負荷が設定値以上となっているか否かをチェックする(ステップS2)。主機負荷は排ガス量にリンクしているので、常用計画以上であれば十分なガス流速があるものと判断される。ガス流速が問題ないとしたら、次に蒸気圧力をチェックする(ステップS3)。また、主機負荷が設定値未満の場合であっても蒸気圧力をチェックする(ステップS4)。蒸気圧力は排ガス熱量、蒸気の消費先の状況でバランス圧力が変化するので、煤を剥離させるに有効な計画圧力レベルにあることを確認し、次のステップへ進む。   When the soot blow instruction is issued in step S1, it is checked whether the load of the main engine 1 is equal to or higher than the set value before driving the soot blower 7 (step S2). Since the main engine load is linked to the amount of exhaust gas, it is judged that there is a sufficient gas flow rate if it is higher than the regular plan. If there is no problem with the gas flow rate, then the vapor pressure is checked (step S3). Further, even if the main engine load is less than the set value, the steam pressure is checked (step S4). Since the balance pressure varies depending on the amount of heat of exhaust gas and the steam consumption destination, confirm that the steam pressure is at the planned pressure level effective for peeling off the soot and proceed to the next step.

ここで、主機負荷及び蒸気圧力の状況によって、以下のケースに分けて主機関1の燃焼制御を行うものとする。   Here, it is assumed that the combustion control of the main engine 1 is performed in the following cases depending on the state of the main engine load and the steam pressure.

ケースA:主機負荷が設定値未満で、蒸気圧力が設定値以上の場合
スートブロー開始(ステップS11)以前に主機関1の燃料噴射タイミングを遅らせる(ステップA1)ことにより、排ガス量を増加させ、排ガスエコノマイザー3内の排ガス流速を上げる。また、スートブロー終了(ステップS12)後は、燃料噴射タイミングの調製を解除し、元の開タイミングに戻す(ステップA2)。
Case A: When the main engine load is less than the set value and the steam pressure is equal to or greater than the set value By delaying the fuel injection timing of the main engine 1 (step A1) before the start of soot blow (step S11), the amount of exhaust gas is increased. Increase the exhaust gas flow rate in the economizer 3. Further, after the end of the soot blow (step S12), the adjustment of the fuel injection timing is canceled and the original opening timing is restored (step A2).

ケースB:主機負荷が設定値未満で、蒸気圧力が設定値未満の場合
スートブロー開始(ステップS11)以前に、主機関1の排気弁開タイミングを早める(ステップB1)或いは閉タイミングを遅らせる(ステップB2)ことにより、排ガス温度を上昇させ、排ガスエコノマイザー3の蒸気圧力を上昇させ、スートブロー作動中に蒸気圧力の低下を軽減することにより、スートブロー蒸気圧力インターロック、ボイラ追い炊き、ディーゼル発電機による並列運転を不要とする。スートブロー終了(ステップS12)後は、燃料噴射タイミング、排気弁開タイミングをそれぞれ元に戻す(ステップA2、B3)。
Case B: When the main engine load is less than the set value and the steam pressure is less than the set value Before the soot blow start (step S11), the exhaust valve opening timing of the main engine 1 is advanced (step B1) or the close timing is delayed (step B2). ) To increase the exhaust gas temperature, increase the steam pressure of the exhaust gas economizer 3, and reduce the decrease in steam pressure during the soot blow operation, soot blow steam pressure interlock, boiler cooking, parallel by diesel generator Driving is unnecessary. After the end of the soot blow (step S12), the fuel injection timing and the exhaust valve opening timing are respectively returned to the original (steps A2 and B3).

ケースC:主機負荷が設定値以上で、蒸気圧力が設定値未満の場合
スートブロー開始(ステップS13)以前に過給機タービン入口の排ガスを一部バイパス(ステップC1)することにより、排ガス温度を上昇させ、また排ガスエコノマイザー3の蒸気圧力を上昇させ、スートブロー作動中(ステップS14まで)に蒸気圧力の低下を軽減することにより、スートブロー蒸気圧力インターロック、ボイラ追い炊き、ディーゼル発電機による並列運転を不要とする。スートブロー終了(ステップS14)後、前記バイパス運転を解除する(ステップC2)。
Case C: When the main engine load is greater than or equal to the set value and the steam pressure is less than the set value The exhaust gas temperature is increased by partially bypassing the exhaust gas at the turbocharger turbine inlet (Step C1) before the start of soot blow (Step S13) In addition, by increasing the steam pressure of the exhaust gas economizer 3 and reducing the decrease in the steam pressure during the soot blow operation (up to step S14), the soot blow steam pressure interlock, boiler additional cooking, and parallel operation by the diesel generator are performed. Make it unnecessary. After the end of the soot blow (step S14), the bypass operation is canceled (step C2).

ケースD:主機負荷が設定値以上で、蒸気圧力が設定値未満の場合
スートブロー開始(ステップS13)以前に過給機ブロア出口の圧縮空気を大気にブローし、排ガス温度を上昇させ、また排ガスエコノマイザー3の蒸気圧力を上昇させ、スートブロー作動中(ステップS14まで)に蒸気圧力の低下を軽減することにより、スートブロー蒸気圧力インターロック、ボイラ追い炊き、ディーゼル発電機による並列運転を不要とする。スートブロー終了(ステップS14)後、前記バイパス運転を解除する(ステップC2)。
Case D: When the main engine load is greater than the set value and the steam pressure is less than the set value Before the soot blow start (step S13), the compressed air at the outlet of the turbocharger blower is blown to the atmosphere, the exhaust gas temperature is raised, and the exhaust gas econo By increasing the steam pressure of the miser 3 and reducing the decrease in the steam pressure during the soot blow operation (up to step S14), the soot blow steam pressure interlock, the boiler additional cooking, and the parallel operation by the diesel generator become unnecessary. After the end of the soot blow (step S14), the bypass operation is canceled (step C2).

ケースE:ケースAからケースDを組み合わせた構成である。
また、機械制御式ディーゼル主機関においては、ケースCとDが利用可能である。ここで、機械制御式ディーゼル主機関と電子制御式ディーゼル主機関との大きな相違は、燃料調整カム、排気調整カムの有無にある。
機械制御式の場合のカムは燃料噴射ポンプを駆動しており、カムの角度で調整は固定である。また、排気弁についてもカムで開閉され、一旦調整されたあとは固定になる。
一方、電子制御式ではカムはなく、独立の油圧ポンプをもつ油圧制御である。燃料噴射時期、排気弁開閉時期とも制御弁を持つことにより、制御されており、これらの制御弁は自在に調整可能になっている(ソフトウエアで調整される)。
なお、機械制御式の場合はカム式であるので、ソフトウエアによるケースA〜Cは適用できない。
Case E: A configuration in which case A to case D are combined.
Cases C and D can be used in the mechanically controlled diesel main engine. Here, the major difference between a mechanically controlled diesel main engine and an electronically controlled diesel main engine is the presence or absence of a fuel adjustment cam and an exhaust adjustment cam.
In the case of the machine control type, the cam drives the fuel injection pump, and the adjustment is fixed by the cam angle. The exhaust valve is also opened and closed by a cam, and is fixed once adjusted.
On the other hand, in the electronic control type, there is no cam and the hydraulic control has an independent hydraulic pump. Both the fuel injection timing and the exhaust valve opening / closing timing are controlled by having control valves, and these control valves can be freely adjusted (adjusted by software).
Since the machine control type is a cam type, cases A to C by software are not applicable.

また、上記のスートブロー蒸気圧力インターロックについて説明する。
蒸気式スートブロアの場合、蒸気の圧力で排ガスエコノマイザー3の伝熱管に付着した煤を剥離させ吹き飛ばすため、圧力は高ければ高いほど望ましい。しかし、プラント計画の蒸気圧力は別の観点(排熱回収を増やす)から、あまり高くはできないので発電機タービンの効率、加熱サービスの温度レベルなどから6K前後に計画されている。
一方、スートブロアは蒸気を多量に噴射するので蒸気圧力が下がる傾向になり、あまり下がると、発電機タービンの安定運転、加熱サービスの面で支障をきたすことになる。
したがって、スートブロー蒸気圧力インターロックとは、スートブロー効果、発電機タービン、加熱サービスの面から、蒸気圧力が下がりすぎた場合には、スートブローをストップ(待機させる)させる役目を持たせているものである。ストップし蒸気圧力が回復したら再開するというものである。
The sootblow steam pressure interlock will be described.
In the case of a steam-type soot blower, soot is peeled off and blown off on the heat transfer tube of the exhaust gas economizer 3 with the pressure of the steam. However, the steam pressure in the plant plan cannot be made too high from another point of view (increasing exhaust heat recovery), so it is planned around 6K from the efficiency of the generator turbine, the temperature level of the heating service, and the like.
On the other hand, since soot blowers inject a large amount of steam, the steam pressure tends to decrease. If the soot blower decreases too much, it causes troubles in the stable operation of the generator turbine and the heating service.
Therefore, the soot blow steam pressure interlock has a function to stop (wait) soot blow when the steam pressure is too low from the viewpoint of soot blow effect, generator turbine, and heating service. . It stops and resumes when the steam pressure recovers.

この実施の形態によれば、次のような効果が期待できる。
(1)主機関負荷(排ガス量に比例)、排ガスエコノマイザーの蒸気圧力(主機負荷、蒸気需要量、周囲温度により変化)の状態により、排ガス量の増加を主眼とする対策にするか、排ガス温度の上昇を主眼とする対策にするかの調整を選択できる。
(2)主機負荷が低い時は、排ガス量アップと排ガス温度アップを狙った調製(排気弁開閉タイミング、燃料噴射タイミングの調製)により、スートブロー効果向上を主眼とし、プラント安全性確保をも図った対応ができる。
(3)主機負荷が設定値より高いが、蒸気圧力が設定値より低い場合には、蒸気圧力アップのため排ガス温度アップを狙った調製(ガスバイパスまたは掃気バイパスによる調製)により、プラント安全性確保を主眼にした対応ができる。
(4)基本的に排ガス量アップ、排ガス温度アップの調製は、主機関燃費性能を犠牲にするものであるが、運転状態により調製方法を使い分けることにより、燃費悪化をミニマムに抑えることができる。
According to this embodiment, the following effects can be expected.
(1) Depending on the main engine load (proportional to the amount of exhaust gas) and the steam pressure of the exhaust gas economizer (changes depending on the main engine load, steam demand, and ambient temperature) You can select whether to focus on temperature rise.
(2) When the load on the main engine is low, the aim is to improve the soot blow effect and to ensure plant safety by adjusting the exhaust gas volume and exhaust gas temperature (adjusting the exhaust valve opening and closing timing and fuel injection timing). Can respond.
(3) If the main engine load is higher than the set value, but the steam pressure is lower than the set value, plant safety is ensured by adjusting the exhaust gas temperature to increase the steam pressure (preparation by gas bypass or scavenging bypass). It is possible to respond with the focus on.
(4) Basically, the adjustment of the exhaust gas amount and the exhaust gas temperature increase sacrifices the main engine fuel efficiency, but by properly using the preparation method depending on the operating state, the deterioration of the fuel efficiency can be suppressed to a minimum.

なお、上記実施の形態においては、スートブロー方式は蒸気噴射式の場合について記載されているが、本発明は空気噴射式のスートブロー方式の場合であっても同様にその効果を期待できるものである。   In the above-described embodiment, the soot blow method is described for the steam injection method, but the present invention can be expected to have the same effect even in the case of the air injection soot blow method.

1 電子制御式ディーゼル主機関
2 過給機タービン
3 排ガスエコノマイザー
4 ボイラー
5 ドラム
6 蒸気管
7 スートブロア
8 ターボ発電機
9 発電機タービン
10 ガスバイパス管
S2 設定主機負荷チェック手段
S3、S4 設定蒸気圧力チェック手段
1 Electronically controlled diesel main engine 2 Turbocharger turbine 3 Exhaust gas economizer 4 Boiler 5 Drum 6 Steam pipe 7 Soot blower 8 Turbo generator 9 Generator turbine 10 Gas bypass pipe S2 Set main engine load check means S3, S4 Set steam pressure check means

Claims (4)

ディーゼル主機関の排熱を熱源とする排ガスエコノマイザーと、
前記排ガスエコノマイザーの伝熱管に付着した煤を吹き飛ばすスートブロアと、
前記スートブロアに蒸気を供給する蒸気供給手段と、
前記蒸気供給手段からの蒸気の一部を導入して発電を行うターボ発電機プラントと、
前記ディーゼル主機関の燃焼制御を行う主機関燃焼制御装置とを備える排ガスエコノマイザーのスートブローシステムであって、
前記主機関燃焼制御装置は、主機負荷の設定レベルをチェックする設定主機負荷チェック手段と、蒸気圧力の設定レベルをチェックする設定蒸気圧力チェック手段とを有し、スートブロー時に、排ガス流速の上昇および排ガス温度の上昇をもたらすように燃焼制御を行うものであり、
主機負荷が設定値未満で、蒸気圧力が設定値以上の場合には、スートブロー開始前に主機関の燃料噴射タイミングを遅らせることにより、排ガス量を増加させ、排ガスエコノマイザー内の排ガス流速を上昇させ、スートブロー作動後に燃料噴射タイミングを元に戻す主機関燃焼制御を行うことを特徴とす排ガスエコノマイザーのスートブローシステム。
An exhaust gas economizer that uses the exhaust heat of the diesel main engine as a heat source;
A soot blower for blowing off the soot adhering to the heat transfer tube of the exhaust gas economizer;
Steam supply means for supplying steam to the soot blower;
A turbo generator plant for generating electricity by introducing a part of the steam from the steam supply means;
A soot blow system of an exhaust gas economizer comprising a main engine combustion control device for controlling combustion of the diesel main engine,
The main engine combustion control device has a set main engine load check means for checking a set level of the main engine load and a set steam pressure check means for checking a set level of the steam pressure. Combustion control is performed to bring about an increase in temperature,
If the main engine load is less than the set value and the steam pressure is greater than or equal to the set value, delay the main engine fuel injection timing before the start of the soot blow to increase the exhaust gas volume and increase the exhaust gas flow velocity in the exhaust gas economizer. , soot blowing system of the exhaust gas economizer you and performing main engine combustion control to undo the fuel injection timing after the soot-blowing operation.
ディーゼル主機関の排熱を熱源とする排ガスエコノマイザーと、
前記排ガスエコノマイザーの伝熱管に付着した煤を吹き飛ばすスートブロアと、
前記スートブロアに蒸気を供給する蒸気供給手段と、
前記蒸気供給手段からの蒸気の一部を導入して発電を行うターボ発電機プラントと、
前記ディーゼル主機関の燃焼制御を行う主機関燃焼制御装置とを備える排ガスエコノマイザーのスートブローシステムであって、
前記主機関燃焼制御装置は、主機負荷の設定レベルをチェックする設定主機負荷チェック手段と、蒸気圧力の設定レベルをチェックする設定蒸気圧力チェック手段とを有し、スートブロー時に、排ガス流速の上昇および排ガス温度の上昇をもたらすように燃焼制御を行うものであり、
主機負荷が設定値未満で、蒸気圧力が設定値未満の場合には、スートブロー開始前に主機関の排気弁開タイミングを早め、または閉タイミングを遅らせることにより、排ガス温度を上昇させ、排ガスエコノマイザーの蒸気圧力を上昇させ、スートブロー作動中に蒸気圧力の低下を軽減する主機関燃焼制御を行うことを特徴とす排ガスエコノマイザーのスートブローシステム。
An exhaust gas economizer that uses the exhaust heat of the diesel main engine as a heat source;
A soot blower for blowing off the soot adhering to the heat transfer tube of the exhaust gas economizer;
Steam supply means for supplying steam to the soot blower;
A turbo generator plant for generating electricity by introducing a part of the steam from the steam supply means;
A soot blow system of an exhaust gas economizer comprising a main engine combustion control device for controlling combustion of the diesel main engine,
The main engine combustion control device has a set main engine load check means for checking a set level of the main engine load and a set steam pressure check means for checking a set level of the steam pressure. Combustion control is performed to bring about an increase in temperature,
If the main engine load is less than the set value and the steam pressure is less than the set value, the exhaust gas temperature is increased by increasing the exhaust valve opening timing or delaying the closing timing before the start of soot blow. the vapor pressure is raised, soot blowing system of the exhaust gas economizer you and performing main engine combustion control to reduce the decrease in the steam pressure in the soot-blowing operation.
ディーゼル主機関の排熱を熱源とする排ガスエコノマイザーと、
前記排ガスエコノマイザーの伝熱管に付着した煤を吹き飛ばすスートブロアと、
前記スートブロアに蒸気を供給する蒸気供給手段と、
前記蒸気供給手段からの蒸気の一部を導入して発電を行うターボ発電機プラントと、
前記ディーゼル主機関の燃焼制御を行う主機関燃焼制御装置とを備える排ガスエコノマイザーのスートブローシステムであって、
前記主機関燃焼制御装置は、主機負荷の設定レベルをチェックする設定主機負荷チェック手段と、蒸気圧力の設定レベルをチェックする設定蒸気圧力チェック手段とを有し、スートブロー時に、排ガス流速の上昇および排ガス温度の上昇をもたらすように燃焼制御を行うものであり、
主機負荷が設定値以上で、蒸気圧力が設定値未満の場合には、スートブロー開始前に過給機タービン入り口の排ガスの一部をバイパスさせることにより、排ガス温度を上昇させ、排ガスエコノマイザーの蒸気圧力を上昇させ、スートブロー作動中に蒸気圧力の低下を軽減する主機関燃焼制御を行うことを特徴とす排ガスエコノマイザーのスートブローシステム。
An exhaust gas economizer that uses the exhaust heat of the diesel main engine as a heat source;
A soot blower for blowing off the soot adhering to the heat transfer tube of the exhaust gas economizer;
Steam supply means for supplying steam to the soot blower;
A turbo generator plant for generating electricity by introducing a part of the steam from the steam supply means;
A soot blow system of an exhaust gas economizer comprising a main engine combustion control device for controlling combustion of the diesel main engine,
The main engine combustion control device has a set main engine load check means for checking a set level of the main engine load and a set steam pressure check means for checking a set level of the steam pressure. Combustion control is performed to bring about an increase in temperature,
When the main engine load is greater than or equal to the set value and the steam pressure is less than the set value, the exhaust gas temperature is raised by bypassing a part of the exhaust gas at the turbocharger turbine inlet before the start of soot blow, and the exhaust gas economizer steam the pressure was raised, soot blowing system of the exhaust gas economizer you and performing main engine combustion control to reduce the decrease in the steam pressure in the soot-blowing operation.
ディーゼル主機関の排熱を熱源とする排ガスエコノマイザーと、
前記排ガスエコノマイザーの伝熱管に付着した煤を吹き飛ばすスートブロアと、
前記スートブロアに蒸気を供給する蒸気供給手段と、
前記蒸気供給手段からの蒸気の一部を導入して発電を行うターボ発電機プラントと、
前記ディーゼル主機関の燃焼制御を行う主機関燃焼制御装置とを備える排ガスエコノマイザーのスートブローシステムであって、
前記主機関燃焼制御装置は、主機負荷の設定レベルをチェックする設定主機負荷チェック手段と、蒸気圧力の設定レベルをチェックする設定蒸気圧力チェック手段とを有し、スートブロー時に、排ガス流速の上昇および排ガス温度の上昇をもたらすように燃焼制御を行うものであり、
主機負荷が設定値以上で、蒸気圧力が設定値未満の場合には、スートブロー開始前に過給機ブロア出口の圧縮空気を大気中にブローし、排ガス温度を上昇させ、排ガスエコノマイザーの蒸気圧力を上昇させ、スートブロー作動中に蒸気圧力の低下を軽減する主機関燃焼制御を行うことを特徴とす排ガスエコノマイザーのスートブローシステム。
An exhaust gas economizer that uses the exhaust heat of the diesel main engine as a heat source;
A soot blower for blowing off the soot adhering to the heat transfer tube of the exhaust gas economizer;
Steam supply means for supplying steam to the soot blower;
A turbo generator plant for generating electricity by introducing a part of the steam from the steam supply means;
A soot blow system of an exhaust gas economizer comprising a main engine combustion control device for controlling combustion of the diesel main engine,
The main engine combustion control device has a set main engine load check means for checking a set level of the main engine load and a set steam pressure check means for checking a set level of the steam pressure. Combustion control is performed to bring about an increase in temperature,
If the main engine load is higher than the set value and the steam pressure is lower than the set value, the compressed air at the outlet of the turbocharger blower is blown into the atmosphere before the soot blow starts, the exhaust gas temperature is increased, and the exhaust gas economizer steam pressure increasing the soot blowing system of the exhaust gas economizer you and performing main engine combustion control to reduce the decrease in the steam pressure in the soot-blowing operation.
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