JP6526763B2 - Boiler plant and boiler plant operation method - Google Patents
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Description
本発明は、ボイラプラント及びボイラプラント運転方法に関するものである。 The present invention relates to a boiler plant and a boiler plant operation method.
ボイラプラントとして、燃焼ガスと給水とを熱交換することで、給水を加熱してボイラへ供給するエコノマイザと共に、脱気器からの給水をボイラの燃焼ガスで加熱して脱気器へ戻すエコノマイザ(以下「デュアルエコノマイザ」という。)を備えたものが開発されている(特許文献1,特許文献2)。デュアルエコノマイザは、例えば、エコノマイザの配置位置よりも、燃焼ガスの下流側に設けられている。デュアルエコノマイザによる給水の循環加熱によって、ボイラから排出される排熱がより多く回収される。
なお、脱気器の器内圧力は一定であるため、脱気器とデュアルエコノマイザとを循環する給水の温度は一定、すなわち器内圧力の飽和温度となる。
As a boiler plant, by exchanging heat between the combustion gas and the feed water, the economizer heats the feed water and supplies it to the boiler, and the feed water from the deaerator is heated by the boiler combustion gas and returned to the deaerator ( A device having a "dual economizer" (hereinafter referred to as "dual economizer") has been developed (
Since the internal pressure of the deaerator is constant, the temperature of the feed water circulating through the deaerator and the dual economizer is constant, that is, the saturation temperature of the internal pressure.
また、硫黄分を含む重油燃料と硫黄分を含まないガス燃料とを切り替えて用いるボイラも開発されている。このようなボイラは、燃料中の硫黄分による硫酸腐食を防止するために、重油燃料の使用に対応させて酸露点温度に基づいた設計が行われる。すなわち、デュアルエコノマイザを備えたボイラは、デュアルエコノマイザの出口ガス温度が酸露点温度を超えるように設計される。
このような重油燃料の使用に対応させたボイラの設計では、硫黄分を含まないガス燃料を使用しても、デュアルエコノマイザの出口ガス温度を酸露点温度以下とできないため、回収可能な熱に制限が設けられていた。
In addition, boilers have also been developed which switch between heavy oil fuel containing sulfur and gas fuel not containing sulfur. Such a boiler is designed based on the acid dew point temperature corresponding to the use of heavy oil fuel in order to prevent sulfuric acid corrosion due to sulfur in the fuel. That is, the boiler equipped with the dual economizer is designed such that the outlet gas temperature of the dual economizer exceeds the acid dew point temperature.
In the boiler design corresponding to the use of such heavy oil fuel, the outlet gas temperature of the dual economizer can not be made equal to or lower than the acid dew point temperature even when using a sulfur-free gas fuel, so the heat recovery is limited Was provided.
なお、特許文献2には、デュアルエコノマイザを備えないものの、硫黄分を含まない燃料を燃焼した後の排ガスを導入して蒸気を発生させる際に、排熱回収ボイラ本体出口の排ガスの温度を低下させて、排熱回収ボイラ本体による熱効率を高める排熱回収ボイラが開示されている。 In Patent Document 2, although the dual economizer is not provided, the temperature of the exhaust gas at the outlet of the exhaust heat recovery boiler main body is lowered when introducing the exhaust gas after burning the fuel containing no sulfur to generate steam. A waste heat recovery boiler is disclosed that increases the thermal efficiency of the waste heat recovery boiler body.
しかしながら、特許文献2に開示されているように、排熱回収ボイラ本体出口の排ガスの温度を低下させると、硫黄分を含む燃料を燃焼させる切り替えのタイミングによっては、この燃料の硫黄分による硫酸腐食が発生する可能性がある。 However, as disclosed in Patent Document 2, when the temperature of the exhaust gas at the outlet of the exhaust heat recovery boiler main body is lowered, depending on the switching timing of burning the fuel containing sulfur, sulfuric acid corrosion due to the sulfur of this fuel Can occur.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、重油燃料とガス燃料を切り替えて用いるボイラで生成された燃焼ガスの熱回収を向上させると共に、より確実に硫酸腐食を防止できる、ボイラプラント及びボイラプラント運転方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and can improve heat recovery of combustion gas generated by a boiler that switches between heavy oil fuel and gas fuel and can prevent sulfuric acid corrosion more reliably. It is an object of the present invention to provide a boiler plant and a boiler plant operation method.
上記課題を解決するために、本発明のボイラプラント及びボイラプラント運転方法は以下の手段を採用する。 In order to solve the above-mentioned subject, a boiler plant and a boiler plant operation method of the present invention adopt the following means.
本発明の第一態様に係るボイラプラントは、ガス燃料と重油燃料とを切り替えて燃焼させ、生成した燃焼ガスにより給水を加熱して蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラで生成された前記燃焼ガスとの熱交換によって前記給水を加熱するエコノマイザと、前記ボイラで燃焼される燃料の種類に応じた目標温度となるように、前記エコノマイザへ送出する前記給水の温度を調整する給水温度調整部と、前記エコノマイザ内に付着した粉体を吹き飛ばして除去する除煤装置と、を備え、前記給水温度調整部が、前記燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に前記除煤装置が所定時間駆動した後に前記エコノマイザへ送出する前記給水の温度を重油燃料が用いられる場合に比べて低くガス燃料に応じた目標温度に調整する。 A boiler plant according to a first aspect of the present invention switches a gas fuel and a heavy oil fuel for combustion, generates a steam by heating feed water with the generated combustion gas, and the combustion gas generated by the boiler An economizer for heating the water supply by heat exchange with the water supply temperature control unit for adjusting the temperature of the water supply to be sent to the economizer so as to attain a target temperature according to the type of fuel burned in the boiler; and a removal soot device for removing blown off powder adhering to the inside of the said economizer, the water supply temperature adjustment unit, the removal of soot device is driven for a predetermined time if the previous SL fuel is switched from heavy oil fuel to gas fuel The temperature of the water supplied to the economizer later is adjusted to a target temperature according to the gas fuel, which is lower than when heavy oil fuel is used .
本発明に係るボイラプラントは、ガス燃料と重油燃料とを切り替えて燃焼させ、生成した燃焼ガスによりボイラで給水を加熱する。 The boiler plant according to the present invention switches between gas fuel and heavy oil fuel for combustion, and heats the feed water in the boiler with the generated combustion gas.
また、エコノマイザは、ボイラで生成された燃焼ガスとの熱交換によって、ボイラへ供給する。 Also, the economizer supplies heat to the boiler by heat exchange with the combustion gas generated by the boiler.
そして、エコノマイザへ送出する給水の温度は、ボイラで燃焼される燃料の種類に応じた目標温度となるように給水温度調整部によって調整される。例えば、重油燃料の場合、エコノマイザの出口ガス温度が酸露点温度を超えるように、給水の温度は高くされる。一方、ガス燃料の場合、エコノマイザでより熱回収が行われるように、エコノマイザへ送られる給水の温度は低くされる。 Then, the temperature of the feed water to be sent to the economizer is adjusted by the feed water temperature adjustment unit so as to be the target temperature according to the type of fuel burned in the boiler. For example, in the case of heavy oil fuel, the temperature of the water supply is raised such that the exit gas temperature of the economizer exceeds the acid dew point temperature. On the other hand, in the case of gas fuel, the temperature of the water supplied to the economizer is lowered so that heat recovery can be performed more by the economizer.
そして、燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に除煤装置が所定時間駆動した後にエコノマイザへ送出する給水の温度は、給水温度調整部によって、重油燃料が用いられる場合に比べて低くガス燃料に応じた目標温度に調整される。
燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合、給水の温度調整によって、エコノマイザの出口ガス温度が、酸露点温度以下の温度と酸露点温度を超える温度との間で過度的に変化する。このため、給水の温度調整によるエコノマイザの出口温度の変化によって、エコノマイザに硫酸腐食が発生しないように、燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に除煤装置が所定時間駆動した後にエコノマイザへ送出する給水の温度は、重油燃料が用いられる場合に比べて低くガス燃料に応じた目標温度に調整される。
従って、本構成は、重油燃料とガス燃料を切り替えて用いるボイラで生成された燃焼ガスの熱回収を向上させると共に、より確実に硫酸腐食を防止できる。
Then, when the fuel is switched from heavy oil fuel to gas fuel, the temperature of the water supplied to the economizer after the removing device is driven for a predetermined time is lower than that when heavy oil fuel is used by the water supply temperature control unit. Adjusted to the target temperature according to.
If the fuel switch from heavy oil fuel to gas fuel, the temperature adjustment of the feed water, the outlet gas temperature of the economizer, changes transiently with the temperature above the acid dew point temperature below the temperature and the acid dew point temperature. For this reason, when the fuel switches from heavy oil fuel to gas fuel so that sulfuric acid corrosion does not occur in the economizer due to a change in outlet temperature of the economizer due to temperature control of water supply , the scrubber is driven for a predetermined time and then sent to the economizer The temperature of the water supply is adjusted to a target temperature according to the gas fuel which is lower than when heavy oil fuel is used .
Therefore, the present configuration can improve the heat recovery of the combustion gas generated by the boiler that switches between heavy oil fuel and gas fuel, and can prevent sulfuric acid corrosion more reliably.
燃料として重油燃料が用いられる状態では、硫黄分を含んだ煤等の粉体がエコノマイザ内に付着している。そのような状態で重油燃料からガス燃料に切り替わり、エコノマイザへ送出する前記給水の温度が低下し、エコノマイザの出口ガス温度が酸露点温度以下となると、硫黄分を含んだ煤等の粉体による硫酸腐食が生じる可能性がある。
そこで、本構成によれば、重油燃料からガス燃料に切り替わっても、除煤装置を所定時間駆動させた状態で、エコノマイザへ送出する給水の温度を重油燃料に応じた目標温度のままとする。そして、所定時間経過後に、エコノマイザへ送出する給水の温度が、ガス燃料に応じた目標温度に調整される。
従って、本構成は、エコノマイザへ送出する給水の温度を下げ、エコノマイザの出口ガス温度が低下しても、硫酸腐食の原因となる煤等を含んだ粉体が除去されているので、硫酸腐食の発生が抑制される。
In the state where heavy oil fuel is used as the fuel, powder such as soot containing sulfur content adheres to the inside of the economizer. In such a state, the temperature of the water supplied to the economizer is switched from heavy oil fuel to gas fuel, and the temperature of the outlet gas of the economizer becomes lower than the acid dew point temperature. Corrosion can occur.
Therefore, according to the present configuration, even if the fuel oil is switched to the gas fuel, the temperature of the water supplied to the economizer is maintained at the target temperature according to the fuel oil while the scrubbing device is driven for a predetermined time. And after predetermined time progress, the temperature of the water supply sent to an economizer is adjusted to the target temperature according to gas fuel.
Therefore, this configuration lowers the temperature of the water supplied to the economizer, and even if the gas temperature at the outlet of the economizer is lowered, the powder containing soot and the like that causes sulfuric acid corrosion is removed. Occurrence is suppressed.
上記第一態様では、前記除煤装置が駆動する前記所定時間において、前記ボイラに供給される燃焼用空気の供給量が増加されることが好ましい。 In the first aspect, it is preferable that the supply amount of the combustion air supplied to the boiler is increased in the predetermined time when the air removal apparatus is driven.
本構成によれば、燃焼用空気の増加によって燃焼ガスの温度が上昇するので、煤等の粉体中の水分が蒸発して付着個所から剥がれやすくなる。
従って、本構成は、より除煤装置による粉体の除去効果を高めることができる。
According to this configuration, the temperature of the combustion gas rises due to the increase of the combustion air, so the moisture in the powder such as soot evaporates and it is easy to peel off from the adhering point.
Therefore, the present configuration can further enhance the removal effect of the powder by the removing apparatus.
本発明の第二態様に係るボイラプラントは、ガス燃料と重油燃料とを切り替えて燃焼させ、生成した燃焼ガスにより給水を加熱して蒸気を発生させるボイラと、前記ボイラで生成された前記燃焼ガスとの熱交換によって前記給水を加熱するエコノマイザと、前記ボイラで燃焼される燃料の種類に応じた目標温度となるように、前記エコノマイザへ送出する前記給水の温度を調整する給水温度調整部と、を備え、前記給水温度調整部が、前記燃料がガス燃料から重油燃料に切り替わる場合、重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に比べて、前記エコノマイザへ送出する前記給水の温度を早い速度で調整し、前記燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に前記エコノマイザへ送出する前記給水の温度を重油燃料が用いられる場合に比べて低く調整する。 A boiler plant according to a second aspect of the present invention switches a gas fuel and a heavy oil fuel for combustion, heats a feed water with the generated combustion gas to generate steam, and the combustion gas generated by the boiler An economizer for heating the water supply by heat exchange with the water supply temperature control unit for adjusting the temperature of the water supply to be sent to the economizer so as to attain a target temperature according to the type of fuel burned in the boiler; And the feed water temperature control unit adjusts the temperature of the feed water to be sent to the economizer at a higher speed than when the fuel is switched from gas fuel to heavy fuel as compared to when the fuel is switched from heavy fuel to gas fuel . When the fuel is switched from heavy oil fuel to gas fuel, the temperature of the water supplied to the economizer is compared to when heavy oil fuel is used. Ku adjust.
本構成によれば、燃料が重油燃料となると硫黄分を含む煤等が発生するので、重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に比べて、エコノマイザへ送出する給水の温度が早い速度で調整されることで、硫酸腐食の発生が抑制される。 According to this configuration, when the fuel is heavy oil fuel, soot and the like containing sulfur are generated, so that the temperature of the water supplied to the economizer is adjusted at a high speed as compared with the case where the fuel oil is switched to the gas fuel. , The occurrence of sulfuric acid corrosion is suppressed.
上記第二態様では、前記エコノマイザを通過した前記燃焼ガスの温度が酸露点温度を超えるように前記エコノマイザへ送出する給水の温度を調整することが好ましい。 In the second aspect, it is preferable to adjust the temperature of the water supplied to the economizer so that the temperature of the combustion gas that has passed through the economizer exceeds the acid dew point temperature.
本構成によれば、より確実に硫酸腐食の発生が抑制される。 According to this configuration, the occurrence of sulfuric acid corrosion is more reliably suppressed.
本発明の第三態様に係るボイラプラント運転方法は、ガス燃料と重油燃料とを切り替えて燃焼させ、生成した燃焼ガスにより給水を加熱して蒸気を発生させる燃焼ガス生成工程と、前記燃焼ガス生成工程によって生成された前記燃焼ガスとの熱交換によって前記給水を加熱する給水加熱工程と、前記燃焼ガス生成工程で用いられる燃料の種類に応じた目標温度となるように、前記給水の温度を調整すると共に、前記燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に前記給水加熱工程で付着した粉体を吹き飛ばして除去する除煤装置が所定時間駆動した後に前記給水の温度を重油燃料が用いられる場合に比べて低くガス燃料に応じた目標温度に調整する給水温度調整工程と、を備える。
本発明の第四態様に係るボイラプラント運転方法は、ガス燃料と重油燃料とを切り替えて燃焼させ、生成した燃焼ガスにより給水を加熱して蒸気を発生させる燃焼ガス生成工程と、前記燃焼ガス生成工程によって生成された前記燃焼ガスとの熱交換によって前記給水を加熱する給水加熱工程と、前記燃焼ガス生成工程で用いられる燃料の種類に応じた目標温度となるように、前記給水の温度を調整すると共に、前記燃料がガス燃料から重油燃料に切り替わる場合に重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に比べて、前記給水の温度を早い速度で調整し、前記燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に前記給水の温度を重油燃料が用いられる場合に比べて低く調整する給水温度調整工程と、を備える。
A boiler plant operation method according to a third aspect of the present invention includes a combustion gas generation step of switching gas fuel and heavy oil fuel for combustion, heating feed water with generated combustion gas to generate steam, and generating the combustion gas The temperature of the feedwater is adjusted so that the target temperature corresponds to the type of fuel used in the feedwater heating step of heating the feedwater by heat exchange with the combustion gas generated in the step and the fuel used in the combustion gas generation step while, if the removal of soot apparatus before Symbol fuel removed blown off powder adhering in the water supply heating step when switching from heavy oil fuel to gas fuel the temperature of the feedwater after driving a predetermined time heavy fuel oil used And a feed water temperature adjustment step of adjusting the temperature to a target temperature according to the gas fuel .
A boiler plant operation method according to a fourth aspect of the present invention includes a combustion gas generation step of switching gas fuel and heavy oil fuel for combustion, heating feed water with generated combustion gas to generate steam, and generating the combustion gas The temperature of the feedwater is adjusted so that the target temperature corresponds to the type of fuel used in the feedwater heating step of heating the feedwater by heat exchange with the combustion gas generated in the step and the fuel used in the combustion gas generation step The temperature of the feed water is adjusted at a faster speed than when fuel is switched from heavy fuel to fuel when the fuel is switched from gas fuel to heavy fuel, and the fuel is switched from heavy fuel to gas fuel. And a feed water temperature control step of adjusting the temperature of the feed water to be lower than when heavy oil fuel is used.
本発明によれば、重油燃料とガス燃料を切り替えて用いるボイラで生成された燃焼ガスの熱回収を向上させると共に、より確実に硫酸腐食を防止できる、という優れた効果を有する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while improving the heat recovery of the combustion gas produced | generated with the boiler which switches and uses heavy oil fuel and gas fuel, it has the outstanding effect that sulfuric acid corrosion can be prevented more reliably.
以下に、本発明の実施形態に係るボイラプラント10について、図1を参照して説明する。なお、ボイラプラント10は、推進用であってもよいし、発電用であってもよい。
図1は、本実施形態にかかるボイラプラント10の構成を示すブロック図である。ボイラプラント10は、一例としてLNG船に搭載され、燃料として重油又はガスを用いる。
Below, the
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a
ボイラプラント10は、舶用ボイラ12、舶用ボイラ12で生成された蒸気を利用して回転駆動する蒸気タービン14、及び給水が流れる給水系統16を備える。
蒸気タービン14は、一例として、高圧タービン14A、中圧タービン14B、及び低圧タービン14Cを有している。なお、蒸気タービン14は、蒸気を利用するものとして例示したものであり、これに限定されるものではなく、また、蒸気タービン14は、後進用タービンを有してもよい。このように、蒸気タービン14は、推進用である。
さらに、蒸気タービン14へ供給される蒸気の一部は、発電用タービン18へ供給され、発電に用いられる。
The
The
Furthermore, part of the steam supplied to the
舶用ボイラ12には、図示しないバーナを備える。バーナは、空気配管を介して導入される燃焼用空気を用いて燃料を燃焼させ、高温の燃焼ガスを生成する。なお、燃料は、LNG等のガス燃料と重油燃料とが適宜切り替えられて用いられる。
燃焼ガスは下流の熱交換器内を流れる給水と熱交換し、給水を加熱して蒸気とする。蒸気は、蒸気タービン14に供給され、蒸気タービン14に回転動力を与える。一方、給水との熱交換を終えた燃焼ガスは、燃焼ガス流路20を通って系外へ排気される。
The
The combustion gas exchanges heat with the feedwater flowing in the downstream heat exchanger, and heats the feedwater to become steam. The steam is supplied to the
給水系統16には、メインコンデンサ22、脱気器24、第1エコノマイザ26、及びデュアルエコノマイザ28が備えられる。
The
メインコンデンサ22は、蒸気タービン14の排気蒸気を冷却して復水(凝縮)する。
The
脱気器24は、蒸気タービン14から復水された給水中の溶存ガス(空気、特に酸素)を物理的に分離除去する。
The
第1エコノマイザ26は、送液ポンプ30によって脱気器24からの給水が送られ、燃焼ガス流路20を通る燃焼ガスとの熱交換によって給水を加熱させ、舶用ボイラ12へ供給する。
The
デュアルエコノマイザ28は、第1エコノマイザ26の配置位置に対して燃焼ガス流路20の下流側に配置され、脱気器24とは循環流路32によって接続される。
デュアルエコノマイザ28は、循環ポンプ34によって脱気器24からの給水が送られ、燃焼ガス流路20を通る燃焼ガスとの熱交換によって給水を加熱させ、脱気器24へ戻す。デュアルエコノマイザ28は、温水(液体)と燃焼ガス(気体)との熱交換となるので、高い熱貫流率が得られるため、構造が簡単で、小型化することができる。
なお、燃焼ガス流路20には、デュアルエコノマイザ28を通過した後の、燃焼ガスの温度(以下「ガス出口温度」)を測定する温度センサ36が備えられる。
The
The
The combustion
これらメインコンデンサ22、脱気器24、第1エコノマイザ26、及びデュアルエコノマイザ28等は、給水系統16により接続されている。
The
また、メインコンデンサ22の給水出口の下流には、メインコンデンサ22からの復水を必要な圧力まで昇圧する復水昇圧ポンプ38が備えられる。
Further, downstream of the water supply outlet of the
復水昇圧ポンプ38の下流には、グランドコンデンサ40、スピルスチームコンデンサ42、及び低圧給水加熱器44が備えられる。
スピルスチームコンデンサ42は、蒸気タービン14からの漏れ蒸気がグランドパッキンレシーバ46を経て供給され、この漏れ蒸気を復水する。
低圧給水加熱器44は、蒸気タービン14の例えば低圧タービン14Cから抽気された蒸気で給水を加熱する。なお、低圧給水加熱器44は、別途、生成された清水(純水)を加熱する機能も有する。
A
The
The low pressure
また、蒸気タービン14の例えば中圧タービン14Bから抽気された蒸気は、脱気器24及び燃焼用空気を加熱して昇温させる空気加熱器48に供給される。空気加熱器48に供給された蒸気は、低圧給水加熱器44に送られ、熱交換に用いられる。
なお、低圧給水加熱器44に送られ、熱交換に用いられた蒸気は、ドレインタンクへ送られる。
Further, the steam extracted from, for example, the
The steam sent to the low pressure
さらに、給水系統16には、デュアルエコノマイザ28へ送出する給水の温度(以下「入口水温度」という。)を、舶用ボイラ12で燃焼される燃料の種類に応じた目標温度に調整する給水温度調整部50が設けられる。
Furthermore, in the
給水温度調整部50は、脱気器24に供給される給水の一部を加熱して戻す加熱器52、デュアルエコノマイザ28の入口水温度を測定する温度センサ54、及び温度センサ54の測定温度と目標温度とに基づいて、加熱器52へ供給する給水の流量を調整する流量調整弁56を備える。また、給水温度調整部50は、低圧給水加熱器44から脱気器24へ送出される給水の流量を調整する流量調整弁57を備える。
The feed water
このため、脱気器24の上流側には、給水系統16を流れる給水の一部を分流した後に、加熱器52によって加熱して給水系統16へ戻す循環流路58が備えられる。すなわち、加熱器52は、デュアルエコノマイザ28へ送出する給水と循環流路58を流れる給水とを熱交換させる熱交換器である。
なお、温度センサ54は、加熱器52を通過した後の給水の温度を測定することとなる。
Therefore, on the upstream side of the
The
そして、流量調整弁56及び流量調整弁57は、温度センサ54の測定温度に応じて、開度が決定される。なお、流量調整弁57は、流量調整弁56とは逆の動作を行う。具体的には、流量調整弁56の開度が100%の場合、流量調整弁57の開度は0%とされ、流量調整弁56の開度が0%の場合、流量調整弁57の開度は100%とされる。
The
図2は、流量調整弁56の開度を制御する弁開度制御装置60の構成を示す機能ブロック図である。
弁開度制御装置60は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。
FIG. 2 is a functional block diagram showing a configuration of a valve opening
The valve
弁開度制御装置60は、一例として、ボイラプラント10の全体の制御を司るボイラプラント制御装置62に備えられる。ボイラプラント制御装置62は、燃料切替指示部64及びスーツブロア制御部66等、他の制御機能も有している。
The valve
燃料切替指示部64は、ボイラプラント10の運転者による燃料の切替指示に基づいて、燃料切替指令を生成する。燃料切替指令は、舶用ボイラ12で用いられる燃料をガス燃料から重油燃料へ切り替える指令、又は重油燃料からガス燃料へ切り替える指令の何れかを示す。燃料切替指示が出力されると、舶用ボイラ12へ供給される燃料が切り替えられる。
The fuel
スーツブロア制御部66は、スーツブロア68を制御するための制御指令を生成し、スーツブロア68へ出力する。スーツブロア68は、デュアルエコノマイザ28内に付着した煤等の粉体を、例えば圧縮空気や蒸気によって吹き飛ばして除去する除煤装置である。
なお、スーツブロア制御部66には、燃料切替指示部64からの燃料切替指令が入力される。
The suit
The suit
弁開度制御装置60は、給水温度設定部70及び弁開度演算部72を備える。
給水温度設定部70は、燃料切替指示部64からの燃料切替指令が入力されると、舶用ボイラ12で用いられる燃料に応じた目標温度を流量調整弁56へ出力する。この目標温度は、デュアルエコノマイザ28の入口水温度の目標温度であり、給水温度設定部70に予め記憶されている。
弁開度演算部72は、温度センサ54による測定温度が入力され、目標温度と測定温度との差分に応じた弁開度指令値を演算し、流量調整弁56へ出力する。
なお、弁開度演算部72は、燃料がガス燃料から重油燃料に切り替わる場合に重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に比べてエコノマイザへ送出する給水の温度を早い速度で調整するように、燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合にエコノマイザへ送出する給水の温度を重油燃料が用いられる場合に比べて低く調整するように、弁開度指令値を演算する。
The valve
When the fuel switching instruction from the fuel
The valve opening
Note that the valve opening
以下、このように構成された本実施形態にかかるボイラプラント10の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the
蒸気タービン14の排気は、メインコンデンサ22で冷却されて復水される。復水された水は、グランドコンデンサ40、スピルスチームコンデンサ42、及び低圧給水加熱器44において、例えば、約90℃の温水とされる。この温水が、脱気器24で、蒸気タービン14から抽気された蒸気によって加熱され、更に高温の温水とされて舶用ボイラ12に供給される。この温水は、さらに、第1エコノマイザ26によって燃焼ガス流路20を通る燃焼ガスによって加熱されて、舶用ボイラ12に供給される。
The exhaust of the
これと共に、循環ポンプ34が作動し、脱気器24内の温水(給水)は、デュアルエコノマイザ28が設けられる循環流路32に導入され、循環流路32を循環する。循環する温水は、デュアルエコノマイザ28を通る際、燃焼ガス流路20を通る燃焼ガスと熱交換され、脱気器24へ戻る。
このようなデュアルエコノマイザ28による給水の循環加熱によって、舶用ボイラ12から排出される排熱がより多く回収されることになる。
At the same time, the
The circulation heating of the water supply by the
そして、デュアルエコノマイザ28の入口水温度は、舶用ボイラ12で用いられる燃料の種類に応じた目標温度に給水温度調整部50によって調整される。例えば、重油燃料の場合、デュアルエコノマイザ28の出口ガス温度が酸露点温度を超えるように、給水の温度は高くされる。一方、ガス燃料の場合、デュアルエコノマイザ28でより多くの熱回収が行われるように、給水の温度は低くされる。
Then, the inlet water temperature of the
図3は、デュアルエコノマイザ28の入口水温度の温度調整の例を示した模式図である。図3の二重線で示される矢印は給水の流れ方向を示し、デュアルエコノマイザ28を通過する一点鎖線は燃焼ガスの流れ方向を示す。そして、各温度のうち上段は燃料が重油燃料の場合であり、括弧書きで示される下段は燃料がガス燃料の場合である。なお、図3に示される温度は一例であり、一定値ではなく、ある程度の幅を持たせてもよい。
FIG. 3 is a schematic view showing an example of temperature control of the inlet water temperature of the
脱気器24及び加熱器52に供給される給水の温度、脱気器24と加熱器52とを循環する給水の温度、デュアルエコノマイザ28から脱気器24へ戻る給水の温度は、燃料の種類にかかわらず同じである。また、デュアルエコノマイザ28の入口における燃焼ガスの温度も燃料の種類にかかわらず同じである。
一方、加熱器52からデュアルエコノマイザ28へ送出する給水の温度は、重油燃料とガス燃料とで異なる。
The temperature of the water supplied to the
On the other hand, the temperature of the water supplied from the
ここで、燃料が重油燃料の場合、弁開度制御装置60は、加熱器52を通過した後の給水の目標温度を、例えば130℃とする。一方、燃料がガス燃料の場合、弁開度制御装置60は、加熱器52を通過した後の給水の目標温度を、例えば110℃とする。
弁開度制御装置60は、加熱器52を通過した後の給水の温度が目標温度となるように、弁開度指令値を生成して流量調整弁56及び流量調整弁57へ出力する。流量調整弁56及び流量調整弁57は、弁開度指令値に応じて弁の開度を開閉し、給水の流量を調整する。なお、燃料がガス燃料の場合には、重油燃料の場合に比べて流量調整弁56の開度は大きくされ、より多くの給水が加熱器52へ流される。
Here, when the fuel is heavy oil fuel, the valve
The valve opening
この結果、加熱器52を通過した後の給水の温度は、重油燃料の場合では130℃となり、ガス燃料の場合では110℃となる。
そして、デュアルエコノマイザ28での熱交換により、デュアルエコノマイザ28の出口ガス温度は、重油燃料の場合では140℃となり、ガス燃料の場合では120℃となる。
このように、燃料が重油燃料の場合、出口ガス温度が酸露点温度以上である140℃となるので、デュアルエコノマイザ28での硫酸腐食が防止される。また、燃料がガス燃料の場合、出口ガス温度がより低い120℃となるので、デュアルエコノマイザ28でより多くの熱回収が行われる。
As a result, the temperature of the feed water after passing through the
And by heat exchange with the
As described above, when the fuel is heavy oil fuel, the outlet gas temperature is 140 ° C., which is equal to or higher than the acid dew point temperature, so that sulfuric acid corrosion in the
さらに、燃料がガス燃料から重油燃料に切り替わる場合に重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に比べてエコノマイザへ送出する給水の温度が早い速度で調整され、燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合にエコノマイザへ送出する給水の温度が重油燃料が用いられる場合に比べて低く調整される。
燃料がガス燃料から重油燃料、又は重油燃料からガス燃料に切り替わる場合、給水の温度調整によって、デュアルエコノマイザ28の出口ガス温度が、上述のように、酸露点温度以下の温度から酸露点温度を超える温度の間で過度的に変化する。このため、給水の温度調整によるデュアルエコノマイザ28の出口温度の変化によって、デュアルエコノマイザ28に硫酸腐食が発生しないように、燃料の切り替えに応じて、燃料がガス燃料から重油燃料に切り替わる場合に重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に比べてエコノマイザへ送出する給水の温度が早い速度で調整され、燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合にエコノマイザへ送出する給水の温度が重油燃料が用いられる場合に比べて低く調整されることとなる。
Furthermore, when the fuel switches from gas fuel to heavy oil fuel, the temperature of the water supplied to the economizer is adjusted at a faster rate than when fuel oil is switched to gas fuel, and the economizer is switched when fuel switches from heavy oil fuel to gas fuel. The temperature of the feed water to be sent to it is adjusted to be lower than when heavy fuel oil is used .
When the fuel switches from gas fuel to heavy oil fuel or from heavy oil fuel to gas fuel, the outlet gas temperature of the
以下では、燃料を重油燃料からガス燃料へ切り替える場合について説明する。 Below, the case where fuel is switched from heavy oil fuel to gas fuel is demonstrated.
燃料として重油燃料が用いられる状態では、硫黄分を含んだ煤等の粉体がデュアルエコノマイザ28内、給水が流れる伝熱管の外表面等に付着している。そのような状態で重油燃料からガス燃料に切り替わり、デュアルエコノマイザ28の入口水温度が低下し、デュアルエコノマイザ28の出口ガス温度が酸露点温度以下となると、硫黄分を含んだ煤等の粉体による硫酸腐食が生じる可能性がある。
In the state where heavy oil fuel is used as fuel, powder such as soot containing sulfur content adheres to the outer surface of the heat transfer pipe in which the water supply flows in the
そこで、燃料を重油燃料からガス燃料へ切り替える場合に、ボイラプラント制御装置62によって図4に示されるガス燃料切替処理が実行される。
Therefore, when switching the fuel from heavy oil fuel to gas fuel, the gas plant switching process shown in FIG. 4 is executed by the boiler
まず、ステップ100では、燃料切替指示部64によって燃料を重油燃料からガス燃料へ切り替えることを示す燃料切替指令値が生成され、燃料切替指令値が弁開度制御装置60及びスーツブロア制御部66へ入力される。
First, in step 100, a fuel switching command value indicating that fuel is switched from heavy oil fuel to gas fuel is generated by the fuel
次のステップ102では、スーツブロア制御部66がスーツブロア68を駆動させるための制御信号をスーツブロア68へ出力する。これによりスーツブロア68の駆動が開始される。
In the next step 102, the suit
次のステップ104では、スーツブロア68の駆動が所定時間経過したか否かを判定し、肯定判定の場合はステップ106へ移行し、否定判定の場合は所定時間が経過するまで、スーツブロア68の駆動を継続する。上記所定時間は、スーツブロア68によって煤がデュアルエコノマイザ28内から除去される時間であり、予め設定されている。
In the next step 104, it is determined whether or not the drive of the
ステップ106では、弁開度制御装置60がガス燃料に応じた給水の温度調整を開始する。すなわち、給水温度調整部50が、ガス燃料時の目標温度110℃に応じて、デュアルエコノマイザ28の入口水温度を130℃から110℃へ低下させる。
また、温度センサ36の測定温度であるデュアルエコノマイザ28の出口ガス温度に基づいて、デュアルエコノマイザ28の出口ガス温度が下がり過ぎないように、デュアルエコノマイザ28の入口水温度は調整される。
In step 106, the valve
Further, based on the outlet gas temperature of the
このように、本実施形態に係るボイラプラント10は、重油燃料からガス燃料に切り替わっても、スーツブロア68を所定時間駆動させた状態で、デュアルエコノマイザ28の入口水温度を重油燃料に応じた目標温度のままとする。スーツブロア68を所定時間駆動させることによって、煤等を含む粉体は舶用ボイラ12から除去されることとなる。
そして、所定時間経過後に、デュアルエコノマイザ28の入口水温度が、ガス燃料に応じた目標温度に調整される。
As described above, the
Then, after the predetermined time has elapsed, the inlet water temperature of the
これにより、本実施形態に係るボイラプラント10は、デュアルエコノマイザ28の入口水温度を下げ、デュアルエコノマイザ28の出口ガス温度が低下しても、硫酸腐食の原因となる煤等を含んだ粉体が除去されているので、デュアルエコノマイザ28の硫酸腐食の発生が抑制される。
Thereby, the
また、本実施形態に係るボイラプラント10は、スーツブロア68が駆動する上記所定時間において、舶用ボイラ12に供給される燃焼用空気の供給量を増加させる。
燃焼用空気の増加によって燃焼ガスの温度が上昇することにより、煤等の粉体中の水分が蒸発して付着個所から剥がれやすくなる。従って、本実施形態に係るボイラプラント10は、よりスーツブロア68による粉体の除去効果を高めることができる。
Further, the
When the temperature of the combustion gas rises due to the increase of the combustion air, the moisture in the powder such as soot evaporates and becomes easy to peel off from the adhering point. Therefore, the
次に、燃料をガス燃料から重油燃料へ切り替える場合について説明する。 Next, the case where the fuel is switched from gas fuel to heavy oil fuel will be described.
燃料としてガス燃料を用いても舶用ボイラ12に煤等の付着は無い。一方で、燃料として重油燃料を用いると、硫黄分を含んだ煤等が発生しはじめ、硫酸腐食の原因となる。
Even if gas fuel is used as fuel, there is no adhesion of soot or the like on the
そこで、本実施形態に係る給水温度調整部50は、燃料がガス燃料から重油燃料に切り替わる場合、重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に比べて、デュアルエコノマイザ28の入口水温度を早い速度で調整する。すなわち、デュアルエコノマイザ28の入口水温度を110℃から130℃へ急速に上昇させる。
これにより、燃料が重油燃料となると硫黄分を含む煤等の発生が抑制され、その結果、デュアルエコノマイザ28の硫酸腐食の発生が抑制される。
Therefore, when the fuel switches from gas fuel to heavy oil fuel, the feed water
As a result, when the fuel becomes heavy oil fuel, the generation of soot and the like containing sulfur is suppressed, and as a result, the generation of sulfuric acid corrosion of the
また、給水温度調整部50は、温度センサ36による測定温度が酸露点温度を超えるようにデュアルエコノマイザ28の入口水温度を調整する。
これにより、デュアルエコノマイザ28の出口ガス温度が酸露点温度を超えるので、より確実に硫酸腐食の発生が抑制される。
Further, the feed water
As a result, since the outlet gas temperature of the
以上説明したように、本実施形態に係るボイラプラント10は、舶用ボイラ12からの燃焼ガスとの熱交換によって、脱気器24からの給水を加熱して脱気器24へ戻すデュアルエコノマイザ28を備える。そして、ボイラプラント10は、舶用ボイラ12で用いられる燃料の種類に応じた目標温度となるように、デュアルエコノマイザ28の入口水温度を調整する際に、燃料がガス燃料から重油燃料に切り替わる場合に重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に比べてエコノマイザへ送出する給水の温度を早い速度で調整し、燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合にエコノマイザへ送出する給水の温度を重油燃料が用いられる場合に比べて低く調整する。
従って、本実施形態に係るボイラプラント10は、重油燃料とガス燃料を切り替えて用いる舶用ボイラ12で生成された燃焼ガスの熱回収を向上させると共に、より確実に硫酸腐食を防止できる。
As described above, the
Therefore, the
以上、本発明を、上記実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。また、複数の上記実施形態を組み合わせてもよい。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using the said embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various changes or improvements can be added to the above-described embodiment without departing from the scope of the invention, and a form to which the changes or improvements are added is also included in the technical scope of the present invention. Also, a plurality of the above embodiments may be combined.
10 ボイラプラント
12 舶用ボイラ(ボイラ)
26 第1エコノマイザ(エコノマイザ)
28 デュアルエコノマイザ(エコノマイザ)
50 給水温度調整部
68 スーツブロア(除煤装置)
10
26 1st economizer (economizer)
28 Dual economizer (economizer)
50 water supply
Claims (6)
前記ボイラで生成された前記燃焼ガスとの熱交換によって前記給水を加熱するエコノマイザと、
前記ボイラで燃焼される燃料の種類に応じた目標温度となるように、前記エコノマイザへ送出する前記給水の温度を調整する給水温度調整部と、
前記エコノマイザ内に付着した粉体を吹き飛ばして除去する除煤装置と、
を備え、
前記給水温度調整部は、前記燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に前記除煤装置が所定時間駆動した後に前記エコノマイザへ送出する前記給水の温度を重油燃料が用いられる場合に比べて低くガス燃料に応じた目標温度に調整するボイラプラント。 A boiler that switches between a gas fuel and a heavy oil fuel to burn and heats the feed water with the generated combustion gas to generate steam;
An economizer heating the feed water by heat exchange with the combustion gas generated by the boiler;
A feed water temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the feed water to be sent to the economizer so that the target temperature corresponds to the type of fuel burned in the boiler;
A dust removal device for blowing away and removing the powder adhering to the inside of the economizer;
Equipped with
The water supply temperature adjustment unit is lower the feedwater temperature before Symbol fuel the removal soot device when switching from heavy oil fuel to gas fuel is delivered to the economizer after driving a predetermined time as compared with the case where the heavy oil fuel used Boiler plant that adjusts to the target temperature according to the gas fuel .
前記ボイラで生成された前記燃焼ガスとの熱交換によって前記給水を加熱するエコノマイザと、
前記ボイラで燃焼される燃料の種類に応じた目標温度となるように、前記エコノマイザへ送出する前記給水の温度を調整する給水温度調整部と、
を備え、
前記給水温度調整部は、前記燃料がガス燃料から重油燃料に切り替わる場合、重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に比べて、前記エコノマイザへ送出する前記給水の温度を早い速度で調整し、前記燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に前記エコノマイザへ送出する前記給水の温度を重油燃料が用いられる場合に比べて低く調整するボイラプラント。 A boiler that switches between a gas fuel and a heavy oil fuel to burn and heats the feed water with the generated combustion gas to generate steam;
An economizer heating the feed water by heat exchange with the combustion gas generated by the boiler;
A feed water temperature adjustment unit that adjusts the temperature of the feed water to be sent to the economizer so that the target temperature corresponds to the type of fuel burned in the boiler;
Equipped with
The water supply temperature adjustment unit, when the fuel is switched to the oil fuel from the gas fuel, as compared with the case of switching from the heavy oil fuel to gas fuel, by adjusting the temperature of the water supply to be sent to the economizer at a faster rate, said fuel The boiler plant which adjusts the temperature of the said feed water sent to the said economizer low, compared with the case where heavy fuel oil is used, when switching from heavy fuel oil to gas fuel .
前記燃焼ガス生成工程によって生成された前記燃焼ガスとの熱交換によって前記給水を加熱する給水加熱工程と、
前記燃焼ガス生成工程で用いられる燃料の種類に応じた目標温度となるように、前記給水の温度を調整すると共に、前記燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に前記給水加熱工程で付着した粉体を吹き飛ばして除去する除煤装置が所定時間駆動した後に前記給水の温度を重油燃料が用いられる場合に比べて低くガス燃料に応じた目標温度に調整する給水温度調整工程と、
を備えるボイラプラント運転方法。 A combustion gas generation step of switching between gas fuel and heavy oil fuel for combustion and heating feed water with the generated combustion gas to generate steam;
A feed water heating step of heating the feed water by heat exchange with the combustion gas generated in the combustion gas generation step;
It said to be the target temperature according to the type of fuel used in the combustion gas generating step, thereby adjusting the temperature of the water supply, before Symbol fuel deposited in the water supply heating step when switching from heavy oil fuel to gas fuel A feed water temperature adjustment step of adjusting the temperature of the feed water to a target temperature according to the gas fuel lower than that when heavy oil fuel is used after driving the removing device for blowing off and removing powder for a predetermined time ;
Method of operating a boiler plant comprising:
前記燃焼ガス生成工程によって生成された前記燃焼ガスとの熱交換によって前記給水を加熱する給水加熱工程と、A feed water heating step of heating the feed water by heat exchange with the combustion gas generated in the combustion gas generation step;
前記燃焼ガス生成工程で用いられる燃料の種類に応じた目標温度となるように、前記給水の温度を調整すると共に、前記燃料がガス燃料から重油燃料に切り替わる場合に重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に比べて、前記給水の温度を早い速度で調整し、前記燃料が重油燃料からガス燃料に切り替わる場合に前記給水の温度を重油燃料が用いられる場合に比べて低く調整する給水温度調整工程と、In the case where the temperature of the feed water is adjusted so that the target temperature corresponds to the type of fuel used in the combustion gas generation step, and when the fuel switches from gas fuel to heavy oil fuel, it switches from heavy oil fuel to gas fuel A feed water temperature adjusting step of adjusting the temperature of the feed water at a high speed compared to the feed water temperature adjustment step and adjusting the temperature of the feed water lower when the fuel is switched from heavy oil fuel to gas fuel as compared to when heavy oil fuel is used;
を備えるボイラプラント運転方法。Method of operating a boiler plant comprising:
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