JP6549342B1 - POWER PLANT AND ITS OPERATION METHOD - Google Patents
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Abstract
【課題】低コストにて起動することができる給水加熱用ボイラを備えた発電プラントを提供する。【解決手段】ボイラ3へ脱気器53を経由して供給される給水の少なくとも一部をバイオマスボイラ7に供給可能に接続されたバイオマスボイラ給水配管80と、バイオマスボイラ給水配管80に接続されたボイラ起動用給水ポンプ70と、バイオマスボイラ給水配管80に設けられたバイオマスボイラ起動用制御弁80aと、を備えている。制御部30は、バイオマスボイラ7の起動時に、ボイラ起動用給水ポンプ70を起動するとともにバイオマスボイラ起動用制御弁80aを開とし、かつ、バイオマスボイラ7の起動完了時にバイオマスボイラ起動用制御弁80aを閉とする。【選択図】図1A power plant including a feed water heating boiler that can be started at low cost is provided. SOLUTION: At least a part of feed water supplied to a boiler 3 via a deaerator 53 is connected to a biomass boiler feed water pipe 80 connected so as to be able to supply the biomass boiler 7, and connected to the biomass boiler feed water pipe 80. A boiler starting feed water pump 70 and a biomass boiler starting control valve 80 a provided in the biomass boiler feed water pipe 80 are provided. When the biomass boiler 7 is started, the control unit 30 starts the boiler start feed water pump 70 and opens the biomass boiler start control valve 80a. When the start of the biomass boiler 7 is completed, the control unit 30 sets the biomass boiler start control valve 80a. Closed. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、ボイラ給水を加熱する給水加熱用ボイラを備えた発電プラント及びその運転方法に関するものである。 The present invention relates to a power plant including a feed water heating boiler for heating boiler feed water, and an operation method thereof.
特許文献1には、ボイラ給水をバイオマスボイラによって加熱することで、タービン効率を向上させるとともに二酸化炭素の発生量を低減できる発電プラントが開示されている。
特許文献1に記載された発電プラントは、給水加熱用熱交換器で熱交換して凝縮された凝縮水をバイオマスボイラに返送する給水加熱用ポンプが設けられている。
バイオマスボイラを起動する場合、例えば給水加熱用ポンプを利用して例えば10MPaまで水を昇圧する必要がある。しかも、熱交換後の凝縮水を返送することを考慮すると200℃以上の耐熱性を有する必要がある。このように大気圧から約10MPaまでの高揚程とされ、かつ耐熱性を有するポンプは、設備として費用が嵩むという問題がある。
The power plant described in
When starting a biomass boiler, it is necessary to pressurize water to, for example, 10 MPa using a feedwater heating pump, for example. Moreover, in consideration of returning the condensed water after heat exchange, it is necessary to have heat resistance of 200 ° C. or more. As described above, a pump having a high lift from atmospheric pressure to about 10 MPa and having heat resistance has a problem of increased cost as equipment.
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、低コストにて起動することができる給水加熱用ボイラを備えた発電プラント及びその運転方法を提供することを目的とする。 This invention is made in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the electric power generating plant provided with the boiler for feedwater heating which can be started at low cost, and its operating method.
本発明の一態様による発電プラントは、ボイラと、前記ボイラにて生成された蒸気によって駆動される蒸気タービンと、前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、前記ボイラに供給される給水を加熱する給水加熱用ボイラと、前記給水加熱用ボイラで発生した蒸気と前記ボイラへ供給される前記給水を熱交換する給水加熱用熱交換器と、前記給水加熱用熱交換器と前記給水加熱用ボイラとの間に設けられた給水加熱用ポンプと、前記ボイラへ脱気器を経由して供給される前記給水の少なくとも一部を前記給水加熱用ボイラに供給可能に接続された給水加熱用ボイラ給水配管と、前記給水加熱用ボイラ給水配管に接続された起動用給水ポンプと、前記給水加熱用ボイラ給水配管に設けられた起動用制御弁と、記給水加熱用ボイラの起動時に、前記起動用給水ポンプを起動するとともに前記起動用制御弁を開とし、かつ、前記給水加熱用ボイラの起動完了時に前記起動用制御弁を閉とする制御部と、を備えている。 A power plant according to one aspect of the present invention heats a boiler, a steam turbine driven by steam generated by the boiler, a generator driven by the steam turbine, and feed water supplied to the boiler A feed water heating boiler, a feed water heating heat exchanger for exchanging heat between the steam generated by the feed water heating boiler and the feed water supplied to the boiler, the feed water heating heat exchanger, and the feed water heating boiler A feed water heating pump provided between the feed water heating boiler and a feed water heating boiler water supply pipe connected so as to be able to supply to the feed water heating boiler at least a part of the feed water supplied to the boiler via the deaerator A start-up water supply pump connected to the water supply heating boiler water supply pipe, a start-up control valve provided on the water supply heating boiler water supply pipe, and a start time of the water supply heating boiler The said starting control valve while starting the starting feed water pump is opened, and includes a control unit for the activation control valve is closed during startup completion of the water supply heating boiler.
給水加熱用熱交換器と給水加熱用ボイラとの間に設けられた給水加熱用ポンプとは別に、起動用給水ポンプを設けることとした。ボイラへ脱気器を経由して供給される給水の少なくとも一部に対して、給水加熱用ボイラに供給可能に接続されて起動用給水ポンプで昇圧された給水は、給水加熱用ボイラ給水配管を介して給水加熱用ボイラに供給される。すなわち、給水加熱用ボイラの起動時には、制御部によって起動用制御弁が開とされて、所定圧に昇圧された給水が給水加熱用ボイラに供給される。一方、給水加熱用ボイラの起動が完了すると、起動用制御弁が閉とされて給水加熱用ボイラへの給水が停止される。
このように、バイオマスボイラの起動時に、通常運転時に耐熱性を求められる給水加熱用ポンプを高揚程の仕様とすることなく、起動用給水ポンプによって所定圧まで給水を加圧することができるので、低コストにて起動することができる。
In addition to the feedwater heating pump provided between the feedwater heating heat exchanger and the feedwater heating boiler, a starting feedwater pump is provided. The feed water connected to the boiler for feed water heating so that it can be fed to at least a part of the feed water supplied to the boiler via the deaerator and pressurized by the feed water pump for startup is the boiler feed water piping for feed water heating. It is supplied to the feed water heating boiler via That is, when the feed water heating boiler is started, the start control valve is opened by the control unit, and the feed water pressurized to a predetermined pressure is supplied to the feed water heating boiler. On the other hand, when the start of the feed water heating boiler is completed, the start control valve is closed to stop the water supply to the feed water heating boiler.
As described above, since the feed water pump can be pressurized to a predetermined pressure by the start feed water pump without setting the feed water heating pump that is required to have heat resistance during normal operation at the start of the biomass boiler to a specification of high lift, It can be started at cost.
さらに、本発明の一態様による発電プラントでは、前記起動用給水ポンプは、前記ボイラを起動する際に用いられるボイラ起動用給水ポンプとされている。 Furthermore, in the power plant according to one aspect of the present invention, the start-up water supply pump is a boiler start-up water supply pump used when starting the boiler.
ボイラを起動する際にボイラ給水を昇圧するためにボイラ起動用給水ポンプが設けられていることが多い。このボイラ起動用給水ポンプは、ボイラ起動後は休止しているので、ボイラ起動用給水ポンプを、給水加熱用ボイラを起動する際に給水を昇圧する起動用給水ポンプとして用いることとした。これにより、既存設備を有効利用して設備費を低減し、低コストにて起動することができる。
既存のボイラ起動用給水ポンプを用いるので、ボイラへ脱気器を経由して供給される安定した水質のボイラの給水を給水加熱用ボイラに導くことができる。これにより、ボイラで用いている安定した水質の給水を給水加熱用ボイラに用いることができる。
In order to pressurize the boiler feed water when the boiler is started, a feed water pump for starting the boiler is often provided. Since this boiler start-up water supply pump is paused after the boiler start-up, the boiler start-up water supply pump is used as a start-up water supply pump for boosting the water supply when starting up the water supply heating boiler. As a result, the existing equipment can be effectively used to reduce the equipment cost and start up at low cost.
Since the existing feed water pump for starting the boiler is used, the feed water of the stable water quality boiler supplied to the boiler via the deaerator can be guided to the feed water heating boiler. Thereby, the water supply of the stable water quality used by the boiler can be used for the boiler for feedwater heating.
さらに、本発明の一態様による発電プラントでは、前記給水加熱用ボイラで生成された蒸気を前記給水加熱用熱交換器へ導く加熱用蒸気供給配管と、前記加熱用蒸気供給配管に接続され、出口側が系外に開口する起動時排出配管と、前記起動時排出配管に設けられた排水弁と、を備え、前記制御部は、前記給水加熱用ボイラの起動時に前記排水弁を第1所定時間にわたって開とする。 Furthermore, in the power generation plant according to one aspect of the present invention, the steam generation pipe for heating which guides the steam generated in the boiler for water supply heating to the heat exchanger for water supply heating, and the steam supply pipe for heating are connected. The control unit includes a start-up discharge pipe whose side opens to the outside of the system and a drain valve provided on the start-up discharge pipe, and the control unit performs the drain valve for a first predetermined time when the feed water heating boiler is started. Open.
加熱用蒸気供給配管に起動時排出配管を接続することによって、起動時に給水加熱用ボイラを通過する給水を系外に排出することができる。制御部は、給水加熱用ボイラの起動時に、排水弁を所定時間にわたって開とすることとした。これにより、給水加熱用ボイラを起動時通過する際に発生する所定の水質基準を満たさない給水を簡易な起動時排出配管を追加することで系外に排出することができるので、低コストにて起動することができる。 By connecting the start-up discharge pipe to the heating steam supply pipe, it is possible to discharge the feed water passing through the feed water heating boiler at the time of start-up to the outside of the system. The control unit is configured to open the drain valve for a predetermined time when the feed water heating boiler is started. As a result, it is possible to discharge the feed water that does not satisfy the predetermined water quality standard that occurs when passing through the feed water heating boiler at the time of start-up to the outside of the system by adding a simple start-up discharge pipe. Can be launched.
さらに、本発明の一態様による発電プラントでは、前記蒸気タービンによって膨張した後の蒸気が導かれる復水器と、前記復水器と前記起動時排出配管とを接続する起動時循環配管と、を備え、前記制御部は、前記第1所定時間を経過した後に、前記起動時排出配管を流れる前記給水の流れを系外への排出から前記復水器へと切り換える。 Furthermore, in the power plant according to one aspect of the present invention, a condenser to which the steam expanded by the steam turbine is introduced, and a start-up circulation pipe connecting the condenser and the start-up discharge pipe The control unit switches the flow of the water supply flowing through the start-up discharge pipe from discharging out of the system to the condenser after the first predetermined time has elapsed.
第1所定時間を経過した後に、起動時循環配管によって起動時排出配管を流れる給水を復水器へ流すことができる。これにより、水質が安定した給水を復水器を介してボイラへと導くことができ、給水を系外に排出することを回避することによって給水の使用量を可及的に抑えることができるので、低コストにて起動することができる。 After the first predetermined time has elapsed, the feed water flowing through the start discharge pipe can be flowed to the condenser by the start circulation pipe. As a result, it is possible to guide the water supply with stable water quality to the boiler through the condenser, and it is possible to suppress the usage amount of the water supply as much as possible by avoiding discharging the water supply out of the system. , Can be launched at low cost.
さらに、本発明の一態様による発電プラントでは、前記蒸気タービンによって膨張した後の蒸気が導かれる復水器と、前記給水加熱用熱交換器を通過した前記給水を前記復水器側へと導く給水返送系統と、を備え、前記制御部は、前記給水加熱用ボイラの起動時に、前記給水返送系統を用いて前記給水を前記復水器側へ供給する。 Furthermore, in the power plant according to one aspect of the present invention, a condenser to which the steam expanded by the steam turbine is introduced, and the feed water passing through the feed water heating heat exchanger are led to the condenser side. A feed water return system, and the control unit supplies the feed water to the condenser using the feed water return system when the feed water heating boiler is started.
起動時に給水加熱用熱交換器を通過した給水を給水加熱用ボイラへ循環させずに、復水器側に供給することによって、給水の顕熱をボイラで有効に利用して、ボイラへ給水する給水温度の低下を抑制することができる。
なお、給水返送系統によって導かれた給水は復水器側に供給されれば良く、給水を復水器に直接導く構成を意味するだけでなく、例えば他の機器を介した後に復水器に導かれるようにしても良い。
By supplying the condenser side with the feedwater that has passed through the feedwater heating heat exchanger at the startup time and feeding it to the condenser side, the sensible heat of the feedwater is effectively used by the boiler to feed water to the boiler It is possible to suppress the decrease in the water supply temperature.
The feed water introduced by the feed water return system only needs to be supplied to the condenser, and not only means that the feed water is directly led to the condenser, but, for example, after passing through other equipment, You may be led.
さらに、本発明の一態様による発電プラントでは、前記蒸気タービンから蒸気を抽気して前記給水を加熱する給水加熱器と、前記給水加熱器にて前記給水を加熱して凝縮したドレン水を前記復水器へ導くドレン水系統と、を備え、前記給水返送系統は、前記ドレン水系統に接続されている。 Furthermore, in the power plant according to one aspect of the present invention, a feed water heater for extracting steam from the steam turbine to heat the feed water, and drain water obtained by heating the feed water by the feed water heater are recovered. A drain water system leading to a water tank, and the water supply return system is connected to the drain water system.
給水加熱用熱交換器で加熱された給水を給水加熱器のドレン水系統に導くことで、給水加熱器の給水への加熱量を増大させることができる。 By introducing the feedwater heated by the feedwater heating heat exchanger to the drain water system of the feedwater heater, the amount of heating of the feedwater heater to the feedwater can be increased.
さらに、本発明の一態様による発電プラントでは、前記給水加熱用ボイラは、バイオマス燃料を主燃料として用いるバイオマスボイラとされている。 Furthermore, in the power plant according to one aspect of the present invention, the feed water heating boiler is a biomass boiler that uses biomass fuel as a main fuel.
給水加熱用ボイラを、バイオマス燃料を主燃料として用いるバイオマスボイラとすることで、ボイラにてバイオマス燃料を混焼させずに給水加熱用ボイラでバイオマス燃料を専焼させることができる。したがって、ボイラで燃焼させる例えば化石燃料に対するバイオマス燃料の使用比率を高めることができる。また、腐食成分を含む廉価なバイオマス燃料をボイラ本体での燃焼に影響を及ぼすことなく用いることができ、化石燃料使用量を低減し、高効率な発電を行うことができる。 By setting the boiler for feed water heating as a biomass boiler using biomass fuel as a main fuel, it is possible to burn off the biomass fuel in the feed water heating boiler without mixing the biomass fuel in the boiler. Therefore, the use ratio of biomass fuel to, for example, fossil fuel to be burned by the boiler can be increased. In addition, inexpensive biomass fuel containing a corrosive component can be used without affecting combustion in the boiler main body, the amount of fossil fuel used can be reduced, and highly efficient power generation can be performed.
また、本発明の一態様による発電プラントの運転方法は、ボイラと、前記ボイラにて生成された蒸気によって駆動される蒸気タービンと、前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、前記ボイラに供給される給水を加熱する給水加熱用ボイラと、前記給水加熱用ボイラで発生した蒸気と前記ボイラへ供給される前記給水を熱交換する給水加熱用熱交換器と、前記給水加熱用熱交換器で前記給水と熱交換して凝縮した凝縮水を前記給水加熱用ボイラに導く給水加熱用ポンプと、前記ボイラへ脱気器を経由して供給される前記給水の少なくとも一部を前記給水加熱用ボイラに供給可能に接続された給水加熱用ボイラ給水配管と、前記給水加熱用ボイラ給水配管に接続された起動用給水ポンプと、前記給水加熱用ボイラ給水配管に設けられた起動用制御弁と、を備えた発電プラントの運転方法であって、前記給水加熱用ボイラの起動時に、前記起動用給水ポンプを起動するとともに前記起動用制御弁を開とし、かつ、前記給水加熱用ボイラの起動完了時に前記起動用制御弁を閉とする。 Further, according to one aspect of the present invention, there is provided a method of operating a power plant, comprising: supplying a boiler, a steam turbine driven by steam generated by the boiler, a generator driven by the steam turbine, and the boiler A feed water heating boiler for heating the feed water, a feed water heating heat exchanger for exchanging heat between the steam generated by the feed water heating boiler and the feed water supplied to the boiler, and the feed water heating heat exchanger A feed water heating pump for introducing condensed water, which exchanges heat with feed water and condenses, to the feed water heating boiler, and at least a portion of the feed water supplied to the boiler via the deaerator to the feed water heating boiler A feed water heating boiler water supply pipe connected so as to be able to be supplied, a starting water supply pump connected to the water supply heating boiler water supply pipe, and an origin provided in the water supply heating boiler water supply pipe Method of operating a power generation plant comprising a control valve, wherein the start-up water supply pump is started and the start-up control valve is opened when the water supply heating boiler is started, and the water supply heating The start control valve is closed when the start of the boiler is completed.
さらに、本発明の一態様による発電プラントの運転方法では、前記発電プラントは、前記蒸気タービンによって膨張した後の蒸気が導かれる復水器と、前記給水加熱用熱交換器を通過した前記給水を前記復水器側へと導く給水返送系統と、を備え、前記給水加熱用ボイラの起動時に、前記給水返送系統を用いて前記給水を前記復水器側へ供給する。 Furthermore, in the method of operating a power plant according to one aspect of the present invention, the power plant includes a condenser to which the steam expanded by the steam turbine is introduced, and the feedwater that has passed through the feedwater heating heat exchanger. A feed water return system leading to the condenser side, and the feed water is supplied to the condenser side using the feed water return system when the feed water heating boiler is started.
給水加熱用ポンプとは別に起動用給水ポンプを備えることとしたので、低コストにて給水加熱用ボイラを備えた発電プラントを起動することができる。 Since the start-up feed water pump is provided separately from the feed water heating pump, it is possible to start the power plant equipped with the feed water heating boiler at low cost.
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
図1には、第1実施形態に係る発電プラント1が示されている。発電プラント1は、ボイラ3と、蒸気タービン5と、バイオマスボイラ(給水加熱用ボイラ)7とを備えている。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First Embodiment
The
ボイラ3は、ボイラ本体3aの火炉10内に石炭や油等の化石燃料を用いて火炎を形成するバーナ11を備えている。火炉10を形成する炉壁は伝熱管とフィンによって構成された水冷壁12とされており、水冷壁12で加熱された水は蒸気ドラム15へと導かれる。水冷壁12の鉛直下方側には水ドラム14が設けられている。水ドラム14へは、循環ポンプ20によって蒸気ドラム15内の水が導かれるとともに、水冷壁12へ水を供給するようになっている。なお、本実施形態では、ドラムを有する亜臨界圧ボイラを例としているが、ドラムを有さない超臨界圧ボイラにも適用することができる。
The
バーナ11の火炎によって発生する燃焼排ガスは、火炉10の鉛直上方側へと流れ、過熱器13へと導かれる。過熱器13の燃焼排ガス流れ下流側には、再熱器17とエコノマイザ18とがこの順番で設けられている。
The flue gas generated by the flame of the
エコノマイザ18と蒸気ドラム15との間には、エコノマイザ18にて加熱された後の水が流通するエコノマイザ出口配管22が接続されている。エコノマイザ出口配管22には、エコノマイザ出口温度センサ22Tと、エコノマイザ出口圧力センサ22Pとが設けられている。これらセンサ22T,22Pの計測値は、制御部30へ送られるようになっている。
Between the
エコノマイザ18には、給水(水)を供給するための給水配管24が接続されている。給水配管24を通る給水は、後述するように、バイオマスボイラ7で発生した蒸気によって加熱された後にエコノマイザ18へと供給される。エコノマイザ18の入口側の給水配管24には、温度センサ58Tが設けられている。この温度センサ58Tの計測値は、制御部30へと送られる。
A
エコノマイザ18を通過した燃焼排ガス流れ下流側には、エコノマイザ18を通過した後の燃焼排ガスの温度を計測する燃焼排ガス温度センサ25Tが設けられている。燃焼排ガス温度センサ25Tの計測値は、制御部30へと送られる。燃焼排ガス温度センサ25Tを通過した後の燃焼排ガスは、ボイラ本体3aに接続された排ガスダクトの途中位置に燃焼ガス中のNOxを除去するために設けられた脱硝装置(図示せず)へと導かれる。
A flue
脱硝装置は、アンモニアを用いた選択触媒還元脱硝装置とされており、触媒反応温度の関係で上限温度(例えば400℃〜420℃程度)が定められている。したがって、燃焼排ガス温度センサ25Tの温度に基づいて、例えば、脱硝装置の上限温度を超えないように制御部30によってボイラ3内の熱交換量を調整して燃焼排ガス温度が制御される。脱硝装置を通過した燃焼排ガスは、例えば、燃焼ガス中のSOxを除去するために脱硫装置(図示せず)にてSOx等を除去された後に、更に下流側では図示しない煤塵処理装置、誘引送風機などが必要に応じて設けられており、排ガスダクトの下流端部の煙突から大気へと排出される。
The denitration apparatus is a selective catalytic reduction denitration apparatus using ammonia, and the upper limit temperature (for example, about 400 ° C. to about 420 ° C.) is determined in relation to the catalytic reaction temperature. Therefore, based on the temperature of the combustion exhaust
過熱器13には、過熱器スプレイ27が設けられている。過熱器スプレイ27から水や蒸気を噴射することで過熱器13内を流れる過熱蒸気を素早く冷却して所定範囲の温度へと制御する。過熱器スプレイ27で用いる水は、例えばエコノマイザ18の出口水の一部が用いられる。過熱器スプレイ27の水噴射量や噴射タイミングは、制御部30によって制御される。
The
過熱器13を出た過熱蒸気は、図1に示すように、主蒸気配管32を通り蒸気タービン5へと導かれる。蒸気タービン5は、本実施形態では、例えば、高圧タービン34と中圧タービン35と低圧タービン36とを備えている。これらタービン34,35,36にて発生した回転動力によって発電機37が回転駆動され、発電が行われる。
The superheated steam leaving the
主蒸気配管32は、高圧タービン34の入口に接続されている。高圧タービン34の排気側には、高圧タービン出口配管38が接続されている。高圧タービン出口配管38の下流端は再熱器17に接続されており、高圧タービン34で所定の膨張を行ってタービンを回転駆動させる仕事を終えた蒸気が再熱器17へと導かれるようになっている。
The
再熱器17の蒸気出口側と中圧タービン35との間には、再熱蒸気を中圧タービン35に供給する再熱蒸気供給配管40が設けられている。
Between the steam outlet side of the
中圧タービン35の排気側には、中圧タービン出口配管42が接続されている。中圧タービン出口配管42の下流端は低圧タービン36の入口に接続されており、中圧タービン35で所定の膨張を行ってタービンを回転駆動させる仕事を終えた蒸気が低圧タービン36へと導かれるようになっている。
An intermediate pressure
低圧タービン36の排気側には、低圧タービン出口配管44が接続されている。低圧タービン出口配管44の下流端は復水器46に接続されている。復水器46では、図示しない冷却水によって蒸気が真空下で冷却され凝縮液化する。復水器46にて液化した復水は給水となって、復水ポンプ48によって低圧給水加熱器50へと導かれる。
A low pressure
本実施形態では、例えば、低圧給水加熱器50では、低圧タービン36から導かれた低圧蒸気によって復水からの給水が加熱される。低圧給水加熱器50にて加熱された給水は、給水ポンプ51を通り脱気器53へ導かれる。脱気器53では、中圧蒸気を用いて給水から気相分(空気、特に酸素)が除去されて、所定の水質が安定して確保される。
In the present embodiment, for example, in the low pressure
脱気器53にて脱気された給水は、第1中圧給水加熱器52aへ導かれて、中圧タービン35から抽気された中圧蒸気によって加熱される。
The feed water deaerated by the
脱気器53と第1中圧給水加熱器52aとの間には、ボイラ3の起動時に給水を流通させるボイラ起動用給水配管69が設けられている。ボイラ起動用給水配管69には、ボイラ起動用給水ポンプ70とボイラ起動用開閉弁69aが設けられている。ボイラ起動用開閉弁69aは、制御部30によって、ボイラ3の起動時に開とされ、それ以外は閉とされる。ボイラ起動用給水ポンプ70は、起動時に蒸気源が無くても稼働可能なように電気モータによって駆動され、ボイラ3の起動時に起動され、給水を大気圧から昇圧するために用いられる。昇圧する水圧は、例えば10MPa以上15MPa以下の所定圧力である。ボイラ起動用給水ポンプ70は、従来の発電プラントでは、ボイラ3の起動時にのみ使用され、それ以外は停止している。
但し、本実施形態では、ボイラ3の起動時に加えて、後述するようにバイオマスボイラ7の起動のときにも使用する。そのため、ボイラ起動用給水ポンプ70とボイラ起動用開閉弁69aとの間から分岐して、下流側がバイオマスボイラ7に接続されるバイオマスボイラ給水配管(給水加熱用ボイラ給水配管)80が設けられている。バイオマスボイラ給水配管80には、バイオマスボイラ起動用制御弁(起動用制御弁)80aが設けられている。バイオマスボイラ起動用制御弁80aの開度は、制御部30によって制御される。
バイオマスボイラ給水配管80に、補助起動用給水ポンプ80bを設けても良い。補助起動用給水ポンプ80bは、電気モータ駆動とされ、既設のボイラ起動用給水ポンプ70の揚程が足りない場合に追加設置して用いられる。したがって、起動用給水ポンプ70の揚程が十分に得られれば、補助起動用給水ポンプ80bは省略することができる。
Between the
However, in addition to the time of starting of the
The biomass boiler
第1中圧給水加熱器52aによって加熱された給水は、第1高圧給水加熱器54a及び第2高圧給水加熱器54bへと導かれる。
The feedwater heated by the first medium
第1高圧給水加熱器54aに導かれる高圧蒸気は、第1高圧抽気配管55aを介して導かれる。第1高圧抽気配管55aには、制御部30によって開度が制御される第1高圧抽気弁56aが設けられている。
第2高圧給水加熱器54bに導かれる高圧蒸気は、第2高圧抽気配管55bを介して導かれる。第2高圧抽気配管55bには、制御部30によって開度が制御される第2高圧抽気弁56bが設けられている。
なお、本実施形態では、一例として第1高圧抽気配管55aは、第2高圧抽気配管55bよりも高圧タービン34の上流側(高圧側)に接続されているので、第1高圧抽気配管55aによって導かれる高圧蒸気の圧力は、第2高圧抽気配管55bによって導かれる高圧蒸気の圧力よりも高くされている。
The high pressure steam led to the first high pressure
The high pressure steam led to the second high pressure
In the present embodiment, as an example, since the first high
各給水加熱器50,52a,52b,54a,54bにて給水を加熱した後の蒸気はドレン水となり、図1にて示すように、ドレン水系統(凝縮水供給系統)59を介して、順次低圧段の給水加熱器50,52a,54a,54bへと送られ、最終的には復水器46にて回収される。
The steam after heating the feed water by each
高圧給水加熱器54a,54bにて加熱された後の給水は、給水配管24を通り、給水加熱用熱交換器60へと導かれる。給水加熱用熱交換器60では、バイオマスボイラ7から加熱用伝熱管61に導かれた蒸気によって給水が加熱されるようになっている。バイオマスボイラ7と給水加熱用熱交換器60との間には、加熱用伝熱管61へ蒸気を供給する加熱用蒸気供給配管62と、加熱用伝熱管61を通過し熱交換した後に凝縮した凝縮水をバイオマスボイラ7へと返送する返送配管64と返送ポンプ(給水加熱用ポンプ)65が設けられている。
The feed water heated by the high-pressure
加熱用蒸気供給配管62には、加熱用蒸気の温度を計測する加熱用蒸気温度センサ62Tと、加熱用蒸気の圧力を計測する加熱用蒸気圧力センサ62Pと、加熱用蒸気の流量を計測する加熱用蒸気流量センサ62Fとが設けられている。各センサ62T,62P,62Fの計測値は、制御部30へと送られる。
The heating
返送配管64の途中には、返送ポンプ65が設けられており、返送ポンプ65によってドレン水がバイオマスボイラ7へと送られ、バイオマスボイラ7と給水加熱用熱交換器60との間で循環するようになっている。返送ポンプ65の運転は、電気モータによって駆動され、制御部30によって制御される。
返送配管64には、返送ポンプ65とバイオマスボイラ7との間に、起動時操作弁73が設けられている。起動時操作弁73は、開閉弁とされており、制御部30によって制御される。
A
The start-up
給水加熱用熱交換器60をバイパスするように、給水バイパス配管67が設けられている。給水バイパス配管67には、制御部30によって開閉が制御される給水バイパス弁68が設けられている。給水バイパス弁68は、給水加熱用熱交換器60を利用する場合は全閉とされ、給水加熱用熱交換器60を利用しない場合は全開とされる。給水バイパス配管67の上流側の給水配管24には、給水加熱用熱交換器入口温度を計測する温度センサ57Tが設けられている。この温度センサ57Tの計測値は、制御部30へと送られる。
A feed
加熱用伝熱管61の下流側と返送ポンプ65の上流側との間で、給水返送配管(凝縮水供給系統)71が返送配管64から分岐している。給水返送配管71の下流側は、ドレン水系統59に接続されている。具体的には、給水返送配管71の下流側は、ドレン水系統59の上流側、さらに具体的には第1高圧給水加熱器54aの出口に接続されている。
給水返送配管71には、給水返送制御弁72が設けられている。給水返送制御弁72の開度は、制御部30によって制御される。
A water supply return pipe (condensed water supply system) 71 is branched from the
A water supply
加熱用蒸気供給配管62の途中位置には、起動時排出配管75の上流側が接続されている。起動時排出配管75の下流側は、系外へ開口している。したがって、起動時排出配管75を流れた蒸気や加熱水は、系外へ排出できるようになっている。起動時排出配管75には、上流側から順に、起動時排出用開閉弁76及び排水弁77が設けられている。起動時排出用開閉弁76と排水弁77は、制御部30によって制御される。起動時排出用開閉弁76と排水弁77との間には、フラッシュタンク79が設けられている。フラッシュタンク79によって、気液が分離される。
The upstream side of the start-up
起動時排出配管75には、水質センサ75aが設けられている。水質センサ75aの出力は、制御部30へと送信される。水質センサ75aとしては、例えば、濁度計や鉄濃度計などが用いられる。
A
フラッシュタンク79と排水弁77との間から、起動時循環配管81が分岐している。起動時循環配管81の下流側は、復水器46に接続されている。起動時循環配管81には、起動時循環制御弁83が設けられている。起動時循環制御弁83の開度は、制御部30によって制御される。
A start-up
バイオマスボイラ7は、バイオマス燃料を燃焼させて蒸気を発生する。本実施形態におけるバイオマスボイラ7の蒸発量は、例えばボイラ3の30%以下、好ましくは20%以下とされている。バイオマスボイラ7の出力は、制御部30によって制御される。具体的には、バイオマスボイラ7に投入するバイオマス燃料の供給量、燃焼用空気の流量、発生した蒸気の供給量等が制御部30によって制御される。このように、制御部30によってバイオマスボイラ7の出力を制御することで、給水加熱用熱交換器60における給水の加熱量が制御される。
The
制御部30は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶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憶媒体等に記憶されており、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。なお、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等である。
The
上記構成の発電プラント1は、以下のように動作する。
ボイラ3の過熱器13にて生成された過熱蒸気は、蒸気タービン5の高圧タービン34へと導かれ、高圧タービン34を回転駆動させた後に、再熱器17へと導かれる。再熱器17へと導かれた蒸気はボイラ3によって再加熱され、再熱蒸気として中圧タービン35へと導かれる。再熱蒸気は、中圧タービン35を回転駆動させた後に、低圧タービン36へと導かれて低圧タービン36を回転駆動させる。このように得た回転動力によって発電機37が回転駆動され、発電が行われる。
The
The superheated steam generated in the
低圧タービン36にて所定の膨張を行ってタービンを回転駆動させる仕事を終えた蒸気は復水器46にて復水となり、給水として各給水加熱器50,52a,54a,54bを順次通過することによって加熱される。その後、給水は、給水加熱用熱交換器60によってさらに加熱され、ボイラ3のエコノマイザ18に供給される。
The steam that has completed the work of rotationally driving the turbine by performing predetermined expansion in the
<バイオマスボイラ起動制御>
次に、図2を用いて、バイオマスボイラ7の起動制御について説明する。なお、以下の制御は、制御部30によって行われる。
<Biomass boiler start control>
Next, start-up control of the
ステップS1に示すように、ボイラ3の負荷が定格運転に近い状態でバイオマスボイラ7の起動が行われる。定格運転に近い状態としては、ボイラ3の定格を100%とした場合、例えば80%以上100%以下を意味する。給水バイパス弁68は開とされており、給水加熱用熱交換器60には給水が第1高圧給水加熱器54a側からは供給されていない。
As shown in step S1, the
そして、ステップS2に示すように、ボイラ起動用給水ポンプ70を起動して、脱気器53に貯留された給水をバイオマスボイラ7へと供給する。このように、ボイラ起動用給水ポンプ70は、ボイラ3の起動時だけでなくバイオマスボイラ7の起動時にもバイオマスボイラ起動用給水ポンプとして用いられる。このとき、図3Aに示すように、バイオマスボイラ起動用制御弁80aは、閉から開へと制御される。ボイラ起動用給水ポンプ70でバイオマスボイラ7に必要な所望の揚程が得られない構成の場合は、補助起動用給水ポンプ80bを設置して同時に起動される。ボイラ起動用給水ポンプ70によって、給水が徐々に所望圧(例えば10MPa〜15MPaの所定圧力)に向けて昇圧される。
Then, as shown in step S2, the boiler activation
なお、図3A以降では、弁が閉のときは黒塗りで示し、開のときは白抜きで示す。また、配管に流体(蒸気や水)が流れているときは実線で示し、流れていないときは破線で示す。 In FIG. 3A and later, the valve is shown in black when it is closed and white when it is open. In addition, when fluid (steam or water) flows in the piping, it is indicated by a solid line, and when it is not flowing, it is indicated by a broken line.
ボイラ起動用開閉弁69aは閉のままとされている。したがって、ボイラ起動用給水ポンプ70によって第1中圧給水加熱器52aに給水は行われない。
バイオマスボイラ7に給水が行われると、バイオマスボイラ7にバイオマス燃料が投入されて昇温昇圧が行われる。バイオマスボイラ7を通過する給水は昇温昇圧が行われながら、起動時排出配管75を通り、起動時排出用開閉弁76を介してフラッシュタンク79へと導かれる。フラッシュタンク79にて気液分離され、液相であるドレン水が排水弁77を介して系外へと排出される。
返送配管64に設けた起動時操作弁73は閉とされ、返送ポンプ65は停止されている。給水返送系統71に設けた給水返送制御弁72も閉とされている。これにより、給水は起動時排出配管75から送出されるので、加熱用伝熱管61には給水が供給されず、給水加熱用熱交換器60ではボイラ3の給水の加熱は行われない。
このように、ステップS2では、脱気器53から抽出したボイラ3の給水が、ボイラ起動用給水ポンプ70を用いてバイオマスボイラ7へ供給された後に、系外へ排出されることになる。
The boiler start on-off
When the
The start-up
As described above, in step S2, after the water supply of the
起動時排出配管75から第1所定時間を経過するまで系外へ排水を続けると、水質が改善されて水質センサ75aが示す出力が所定値を満たすようになる。これは、起動時にバイオマスボイラ7やバイオマスボイラ7に接続された配管内に残存していた不純物が順次排出され、水質が徐々に向上するためである。そして、第1所定時間は、例えば水質センサ75aの出力が所定値を満たすことで判断される。例えば水質センサ75aが濁度計や鉄濃度計などであれば所定値以下になることで判断されて、次のステップS3に進む。
If drainage is continued from the start-up discharge piping 75 until the first predetermined time has elapsed, the water quality is improved, and the output indicated by the
ステップS3では、図3Bに示すように、排水弁77を開から閉にするとともに、起動時循環制御弁83を閉から開とする。これにより、起動時排出配管75に設けられたフラッシュタンク79から導かれたドレン水が起動時循環配管81を介して復水器46へと導かれる。このように、ステップS3では、脱気器53から抽出したボイラ3の給水が、ボイラ起動用給水ポンプ70を用いてバイオマスボイラ7へ供給された後に、復水器46へと回収されて循環することになる。ステップS3の間も、バイオマスボイラ7へ燃料が投入されて昇温昇圧が継続して行われる。
In step S3, as shown in FIG. 3B, the
そして、ステップS4に示すように、加熱用蒸気温度センサ62Tによって計測されたバイオマスボイラ7にて加熱された給水温度が第1所定温度に到達したか否かを判断する。第1所定温度は、温度センサ57Tで計測した給水加熱用熱交換器60に流入する給水温度と同等温度に設定され、例えば250℃以上300℃以下とされる。バイオマスボイラ7からの給水温度が第1所定温度に到達していない場合は、ステップS3が継続して行われ、第1所定温度に到達した場合には、ステップS5へ進む。
Then, as shown in step S4, it is determined whether the feed water temperature heated by the
ステップS5では、図3Cに示すように、給水返送制御弁72を閉から開とすることによって、バイオマスボイラ7で加熱された給水(加熱水)が加熱用蒸気供給配管62から給水加熱用熱交換器60の加熱用伝熱管61へ供給され、加熱用伝熱管61を通過した給水(加熱水)を、給水返送配管71を介してドレン水系統59へと供給する。給水(加熱水)によって各給水加熱器54b,52aのドレン水系統59を流れるドレン水を加熱することで、ボイラ3に供給される給水温度の低下を抑制する。なお、ドレン水系統59の設計容量等の制約によって、給水返送配管71から加熱水を受け入れるとタービン34,35,36の運転に影響が生じるおそれがある場合には、一時的にボイラ3の出力を下げて給水(加熱水)を受け入れるようにしても良い。
In step S5, as shown in FIG. 3C, the feed water
ここで、ステップS5では、給水返送制御弁72の開度を徐々に増大するとともに、起動時循環制御弁83の開度を徐々に閉とする。これにより、バイオマスボイラ7の加熱に利用された給水(加熱水)の行き先が、復水器46から給水加熱用熱交換器60へと徐々に切り換えられる。給水返送制御弁72及び起動時循環制御弁83の開度の切換速度は、制御部30に予め設定した所定値を用いても良いし、温度センサ57Tで計測されたボイラ3の給水温度と加熱用蒸気温度センサ62Tで計測された給水温度を得ながら制御部30によって制御しても良い。
Here, in step S5, the opening degree of the water supply
そして、ステップS6にて、温度センサ58Tで計測したボイラ3(エコノマイザ18)の入口の給水温度が第2所定値に到達したか否かを判断する。第2所定値としては、ボイラ3の仕様に応じて決定されるが、エコノマイザ18の出口で給水が蒸気化しない温度が選定され、さらに好ましくはエコノマイザ18出口水温度が飽和温度未満でかつ該飽和温度に近い温度となるよう選定され、例えば280℃から320℃の適切な値が用いられる。
Then, in step S6, it is determined whether the water supply temperature at the inlet of the boiler 3 (economizer 18) measured by the
ボイラ3の入口の給水温度が第2所定値に到達していない場合は、ステップS5が継続して行われ、バイオマスボイラ7の昇温昇圧が引き続き行われる。
ボイラ3の入口の給水温度が第2所定値に到達すると、ステップS7へと進む。
When the feed water temperature at the inlet of the
When the feed water temperature at the inlet of the
ステップS7では、図3Dに示すように、起動時循環制御弁83を閉とするとともに起動時排出用開閉弁76を閉とする。これにより、バイオマスボイラ7から導かれた給水が復水器46へ導かれないようにする。このとき、給水返送制御弁72は開とされたままである。これにより、バイオマスボイラ7から導かれた給水の行き先は、復水器46からドレン水系統59へと切り換えられる。このとき、給水バイパス弁68が閉とされて、給水加熱用熱交換器60へ第1高圧給水加熱器54a側から給水が導かれる。
In step S7, as shown in FIG. 3D, the startup
そして、ステップS8では、図3Eに示すように、バイオマスボイラ起動用制御弁80aを徐々に閉とするとともに、給水返送制御弁72を徐々に閉とする。給水返送制御弁72が閉になると、ボイラ起動用給水ポンプ70を停止する。
Then, in step S8, as shown in FIG. 3E, the biomass boiler start
また、起動時操作弁73を閉から開とするとともに、返送ポンプ65を起動する。既にボイラ起動用給水ポンプ70によって所定圧まで昇圧されているので、返送ポンプ65を起動することができる。これにより、バイオマスボイラ7で生成した蒸気が給水加熱用熱交換器60へと送られ、加熱用伝熱管61で凝縮された凝縮水が返送ポンプ65によってバイオマスボイラ7へと返送される。これにより、バイオマスボイラ7の循環水系統がボイラ3から独立して運転されるようになる。
Further, the start-up
そして、ステップS9へ進み、バイオマスボイラ7の整定運転を行い、バイオマスボイラ7の運転系統を確立して起動が完了する。
Then, the process proceeds to step S9, the settling operation of the
上述のように起動制御が終了すると、バイオマスボイラ7の加熱量と、第1高圧給水加熱器54a,第2高圧給水加熱器54bへ供給する高圧蒸気の抽気量と、過熱器スプレイ27による主蒸気の温度とを制御して、発電プラント1の負荷に応じた適正なボイラ3とバイオマスボイラ7と蒸気タービン5の運転を行う。
バイオマスボイラ7の加熱量は、加熱用蒸気温度センサ62Tと、加熱用蒸気圧力センサ62Pと、加熱用蒸気流量センサ62Fとから、エコノマイザ出口温度センサ22Tに基づく制御と燃焼排ガス温度センサ25Tに基づく制御の両方を満たすように制御部30により制御される。
As described above, when the start control is completed, the heating amount of the
The heating amount of the
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
返送ポンプ65とは別に、ボイラ起動用給水ポンプ70をバイオマスボイラ7の起動時に用いることとした。ボイラ3へ脱気器53を経由して供給される給水の少なくとも一部に対して、バイオマスボイラ7に供給可能に接続されてボイラ起動用給水ポンプ70で昇圧された給水は、バイオマスボイラ給水配管80を介してバイオマスボイラ7に供給される。すなわち、バイオマスボイラ7の起動時には、制御部30によってバイオマスボイラ起動用制御弁80aが開とされて、所定圧に昇圧された給水がバイオマスボイラ7に供給される。一方、バイオマスボイラ7の起動が完了すると、バイオマスボイラ起動用制御弁80aが閉とされてバイオマスボイラ7への給水が停止される。
このように、バイオマスボイラ7の起動時に、通常運転時に耐熱性を求められる返送ポンプ65を高揚程の仕様とすることなく、ボイラ起動用給水ポンプ70によって所定圧まで給水を加圧することができるので、低コストにて起動することができる。
According to the present embodiment, the following effects are achieved.
Aside from the
As described above, the feed water can be pressurized to a predetermined pressure by the boiler start
ボイラ3を起動する際にボイラ給水を昇圧するためにボイラ起動用給水ポンプ70が設けられている。このボイラ起動用給水ポンプ70は、ボイラ3の起動後は休止しているので、ボイラ起動用給水ポンプ70を、バイオマスボイラ7を起動する際に給水を昇圧する起動用給水ポンプとして用いることとした。これにより、既存設備を有効利用して設備費を低減して、低コストにて起動することができる。
既存のボイラ起動用給水ポンプ70を用いるので、ボイラ3へ脱気器53を経由して供給される安定した水質のボイラ3の給水をバイオマスボイラ7に導くことができる。これにより、ボイラ3で用いている安定した水質の給水をバイオマスボイラ7に用いることができる。
In order to pressurize the boiler feed water when the
Since the existing boiler start-up
加熱用蒸気供給配管62に起動時排出配管75を接続することによって、起動時にバイオマスボイラ7を通過する給水を系外に排出することができる。制御部30は、バイオマスボイラ7の起動時に、排水弁77を所定時間にわたって開とすることとした。これにより、バイオマスボイラ7を起動時通過する際に発生する所定の水質基準を満たさない給水を簡易な起動時排出配管を追加することで系外に排出することができるので、低コストにて起動することができる。
By connecting the start-up
第1所定時間を経過した後に、起動時循環配管81によって起動時排出配管75を流れる給水を復水器46へ流すことができる。これにより、水質が安定した給水を復水器46を介してボイラ3へと導くことができ、給水を系外に排出することを回避することによって給水の使用量を可及的に抑えることができるので、低コストにて起動することができる。
After the first predetermined time has elapsed, the feed water flowing through the
起動時に給水加熱用熱交換器60を通過した給水を、バイオマスボイラ7へ循環させずに、給水返送配管71を介してドレン水系統59に供給することとしたので、給水の顕熱をボイラ3で有効に利用して、ボイラ3へ給水する給水温度の低下を抑制することができる。
The feed water passing through the feed water
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図4を用いて説明する。本実施形態は、第1実施形態で用いたボイラ起動用給水ポンプ70によってバイオマスボイラ7の給水の昇圧を行わない点で相違する。その他の点については、第2実施形態は、第1実施形態と共通するので、同一構成については同一符号を付しその説明を省略する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described using FIG. The present embodiment is different in that the feed water of the
図4に示されているように、バイオマスボイラ給水配管(給水加熱用給水配管)80’にバイオマスボイラ起動用制御弁80aとバイオマスボイラ用起動用給水ポンプ88(以下、単に「起動用給水ポンプ88」という。)が設けられている。起動用給水ポンプ88は、電動モータによって駆動され、制御部30によって制御される。
As shown in FIG. 4, the biomass boiler feed water pipe (feed water heating feed water pipe) 80 ′ has a biomass boiler start
起動用給水ポンプ88とバイオマスボイラ起動用制御弁80aとの間には、バイオマスボイラ用脱気器90が設けられている。バイオマスボイラ用脱気器90の熱源としては、例えば発電プラント1内のユーティリティ蒸気が用いられる。
A
バイオマスボイラ給水配管80’の上流側には、図示しない純水供給源が接続されている。純水供給源から供給される純水は、純水供給弁80cによって制御される。純水供給弁80cと起動用給水ポンプ88との間には、バイオマスボイラ用復水タンク92が設けられている。バイオマスボイラ用復水タンク92には、起動時排出配管75との間に循環用接続配管94が設けられている。循環用接続配管94には、循環用制御弁94aが設けられている。循環用制御弁94aは、制御部30によって制御される。
A pure water supply source (not shown) is connected to the upstream side of the biomass boiler water supply pipe 80 '. The pure water supplied from the pure water supply source is controlled by the pure
バイオマスボイラ用復水タンク92と純水供給弁80cとの間には、起動時循環配管81の下流端が接続されている。
The downstream end of the
本実施形態では、上記構成によって、第1実施形態と同様の起動制御が行われる。
すなわち、図2のステップS2に対応するように、バイオマスボイラ7の起動時には、純水供給弁80c及びバイオマスボイラ起動用制御弁80aを開として起動用給水ポンプ88を起動し、純水をバイオマスボイラ7に供給する。このように、本実施形態では、バイオマスボイラ7への給水の昇圧は、起動用給水ポンプ88によって行われる。バイオマスボイラ7を通過する給水は、起動時排出配管75を介して系外へ排出される。このとき、排水弁77は開とされ、循環用制御弁94aは閉とされている。
In the present embodiment, with the above configuration, the same activation control as that of the first embodiment is performed.
That is, when starting the
そして、第1所定時間を経過して水質センサ75aによって水質の安定が確認されると、純水供給弁80cを閉とするとともに排水弁77を閉として、循環用制御弁94aが開とされる。これにより、循環用接続配管94を介した循環系統が形成される。本実施形態は、バイオマスボイラ7で加熱された後の給水を復水器46へ戻さずに、バイオマスボイラ給水配管80に戻して循環する点で、図2のステップS3と異なる。
Then, when stability of the water quality is confirmed by the
バイオマスボイラ7の昇温昇圧が進行し、図2のステップS4のようにバイオマスボイラ7にて加熱された給水温度が第1所定温度に到達すると、給水返送制御弁72を徐々に開くとともに、起動時循環制御弁83を開き、復水器46を介して給水を導く。このとき、循環用制御弁94aを徐々に閉める。
When the temperature rise and pressure increase of the
その後、循環用制御弁94aと起動時排出用開閉弁76を閉として循環経路を給水返送配管71へと切り換える。これにより、バイオマスボイラ7にて加熱された給水が、給水返送配管71、ドレン水系統59、復水器46、起動時循環配管81及びバイオマスボイラ給水配管80’を介して循環する系統となる。
Thereafter, the
そして、バイオマスボイラ7の昇温に伴い、図2のステップS6のようにボイラ3の入口の給水が第2所定値に到達すると、給水返送制御弁72を閉じて、バイオマスボイラ7を独立運転とする。その後の工程は、第1実施形態と同様である。
Then, when the feed water at the inlet of the
このように、第2実施形態によれば、ボイラ起動用給水ポンプ70とは別に、起動用給水ポンプ88を設けた。そして、ボイラ3の外部の純水供給源から純水を用いて、バイオマスボイラ7を起動することとした。これにより、ボイラ3とは独立させて起動運転の一部を行うことができる。また第1実施形態と同様に、低コストにて起動することができる。
Thus, according to the second embodiment, the start-up water supply pump 88 is provided separately from the boiler start-up
なお、上述した各実施形態では、給水を加熱する追加的な蒸気発生装置としてバイオマスボイラ7を用いることとしたが、必ずしも燃料にバイオマスを用いなくてもよい。燃料としては例えばゴミや燃焼可能な廃棄物などを用いることができる。
また、給水加熱用熱交換器60は、給水加熱器50,52a,54a,54bに対して直列に配置することとしたが、給水加熱器50,52a,54a,54bの少なくともいずれかに対して並列に配置することとしても良い。
また、給水返送配管71の下流側は、ドレン水系統59をバイパスして復水器46に接続することとしても良い。
In addition, in each embodiment mentioned above, although it decided to use the
In addition, although the feed water
Further, the
1 発電プラント
3 ボイラ
3a ボイラ本体
5 蒸気タービン
7 バイオマスボイラ(給水加熱用ボイラ)
10 火炉
11 バーナ
12 水冷壁
13 過熱器
15 蒸気ドラム
17 再熱器
18 エコノマイザ
20 循環ポンプ
22 エコノマイザ出口配管
22T エコノマイザ出口温度センサ
22P エコノマイザ出口圧力センサ
24 給水配管
25T 燃焼排ガス温度センサ
27 過熱器スプレイ
30 制御部
32 主蒸気配管
34 高圧タービン
35 中圧タービン
36 低圧タービン
37 発電機
38 高圧タービン出口配管
40 再熱蒸気供給配管
42 中圧タービン出口配管
44 低圧タービン出口配管
46 復水器
48 復水ポンプ
50 低圧給水加熱器
51 給水ポンプ
52a 第1中圧給水加熱器
53 脱気器
54a 第1高圧給水加熱器
54b 第2高圧給水加熱器
55a 第1高圧抽気配管
55b 第2高圧抽気配管
56a 第1高圧抽気弁
56b 第2高圧抽気弁
57T 温度センサ
58T 温度センサ
59 ドレン水系統(凝縮水供給系統)
60 給水加熱用熱交換器
61 加熱用伝熱管
62 加熱用蒸気供給配管
62T 加熱用蒸気温度センサ
62P 加熱用蒸気圧力センサ
62F 加熱用蒸気流量センサ
64 返送配管
65 返送ポンプ(給水加熱用ポンプ)
67 給水バイパス配管
68 給水バイパス弁
69 ボイラ起動用給水配管
69a ボイラ起動用開閉弁
70 ボイラ起動用給水ポンプ(起動用給水ポンプ)
71 給水返送配管(給水返送系統)
72 給水返送制御弁
73 起動時操作弁
75 起動時排出配管
75a 水質センサ
76 起動時排出用開閉弁
77 排水弁
79 フラッシュタンク
80 バイオマスボイラ給水配管(給水加熱用ボイラ給水配管)
80a バイオマスボイラ起動用制御弁(起動用制御弁)
80b 補助起動用給水ポンプ
80c 純水供給弁
81 起動時循環配管
83 起動時循環制御弁
88 バイオマスボイラ起動用給水ポンプ(起動用給水ポンプ)
90 バイオマスボイラ用脱気器
92 バイオマスボイラ用復水タンク
94 循環用接続配管
94a 循環用制御弁
1
DESCRIPTION OF
60 feed water
67 Water supply bypass piping 68 Water
71 Water supply return piping (water supply return system)
72 water supply
80a Biomass boiler start control valve (start control valve)
80b Auxiliary start-up
90 Deaerator for
Claims (9)
前記ボイラにて生成された蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、
前記ボイラに供給される給水を加熱する給水加熱用ボイラと、
前記給水加熱用ボイラで発生した蒸気と前記ボイラへ供給される前記給水を熱交換する給水加熱用熱交換器と、
前記給水加熱用熱交換器と前記給水加熱用ボイラとの間に設けられた給水加熱用ポンプと、
前記ボイラへ脱気器を経由して供給される前記給水の少なくとも一部を前記給水加熱用ボイラに供給可能に接続された給水加熱用ボイラ給水配管と、
前記給水加熱用ボイラ給水配管に接続された起動用給水ポンプと、
前記給水加熱用ボイラ給水配管に設けられた起動用制御弁と、
前記給水加熱用ボイラの起動時に、前記起動用給水ポンプを起動するとともに前記起動用制御弁を開とし、かつ、前記給水加熱用ボイラの起動完了時に前記起動用制御弁を閉とする制御部と、
を備えている発電プラント。 A boiler,
A steam turbine driven by steam generated by the boiler;
A generator driven by the steam turbine;
A feed water heating boiler for heating feed water supplied to the boiler;
A heat exchanger for feedwater heating which exchanges heat between the steam generated by the feedwater heating boiler and the feedwater supplied to the boiler;
A feedwater heating pump provided between the feedwater heating heat exchanger and the feedwater heating boiler;
A feed water heating boiler water supply pipe in which at least a part of the water supply supplied to the boiler via a deaerator is connected to the water supply heating boiler so as to be able to be supplied;
A starting feed water pump connected to the feed water heating boiler feed water pipe;
A start control valve provided in the feed water heating boiler feed water pipe;
A control unit for starting the feed water pump for start and opening the control valve for start and for closing the control valve for start of feed water heating when the feed water heating boiler is started; ,
Power plant equipped with.
前記加熱用蒸気供給配管に接続され、出口側が系外に開口する起動時排出配管と、
前記起動時排出配管に設けられた排水弁と、
を備え、
前記制御部は、前記給水加熱用ボイラの起動時に前記排水弁を第1所定時間にわたって開とする請求項1又は2に記載の発電プラント。 A heating steam supply pipe for guiding the steam generated by the feed water heating boiler to the feed water heating heat exchanger;
Start-up discharge piping connected to the heating steam supply piping, the outlet side of which opens to the outside of the system;
A drain valve provided in the start-up discharge pipe;
Equipped with
The power generation plant according to claim 1 or 2, wherein the control unit opens the drain valve for a first predetermined time when the feed water heating boiler is activated.
前記復水器と前記起動時排出配管とを接続する起動時循環配管と、
を備え、
前記制御部は、前記第1所定時間を経過した後に、前記起動時排出配管を流れる前記給水の流れを系外への排出から前記復水器へと切り換える請求項3に記載の発電プラント。 A condenser through which the steam expanded by the steam turbine is introduced;
Start-up circulation pipe connecting the condenser and the start-up discharge pipe;
Equipped with
The power generation plant according to claim 3, wherein the control unit switches the flow of the feed water flowing through the start-up discharge pipe from the discharge out of the system to the condenser after the first predetermined time passes.
前記給水加熱用熱交換器を通過した前記給水を前記復水器側へと導く給水返送系統と、
を備え、
前記制御部は、前記給水加熱用ボイラの起動時に、前記給水返送系統を用いて前記給水を前記復水器側へ供給する請求項1から4のいずれかに記載の発電プラント。 A condenser through which the steam expanded by the steam turbine is introduced;
A feed water return system for guiding the feed water passing through the feed water heating heat exchanger to the condenser side;
Equipped with
The power generation plant according to any one of claims 1 to 4, wherein the control unit supplies the feedwater to the condenser side using the feedwater return system when the feedwater heating boiler is started.
前記給水加熱器にて前記給水を加熱して凝縮したドレン水を前記復水器へ導くドレン水系統と、
を備え、
前記給水返送系統は、前記ドレン水系統に接続されている請求項5に記載の発電プラント。 A feed water heater for extracting steam from the steam turbine to heat the feed water;
A drain water system for guiding drain water condensed by heating the feed water with the feed water heater to the condenser;
Equipped with
The power plant according to claim 5, wherein the feed water return system is connected to the drain water system.
前記ボイラにて生成された蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、
前記ボイラに供給される給水を加熱する給水加熱用ボイラと、
前記給水加熱用ボイラで発生した蒸気と前記ボイラへ供給される前記給水を熱交換する給水加熱用熱交換器と、
前記給水加熱用熱交換器と前記給水加熱用ボイラとの間に設けられた給水加熱用ポンプと、
前記ボイラへ脱気器を経由して供給される前記給水の少なくとも一部を前記給水加熱用ボイラに供給可能に接続された給水加熱用ボイラ給水配管と、
前記給水加熱用ボイラ給水配管に接続された起動用給水ポンプと、
前記給水加熱用ボイラ給水配管に設けられた起動用制御弁と、
を備えた発電プラントの運転方法であって、
前記給水加熱用ボイラの起動時に、前記起動用給水ポンプを起動するとともに前記起動用制御弁を開とし、かつ、前記給水加熱用ボイラの起動完了時に前記起動用制御弁を閉とする発電プラントの運転方法。 A boiler,
A steam turbine driven by steam generated by the boiler;
A generator driven by the steam turbine;
A feed water heating boiler for heating feed water supplied to the boiler;
A heat exchanger for feedwater heating which exchanges heat between the steam generated by the feedwater heating boiler and the feedwater supplied to the boiler;
A feedwater heating pump provided between the feedwater heating heat exchanger and the feedwater heating boiler;
A feed water heating boiler water supply pipe in which at least a part of the water supply supplied to the boiler via a deaerator is connected to the water supply heating boiler so as to be able to be supplied;
A starting feed water pump connected to the feed water heating boiler feed water pipe;
A start control valve provided in the feed water heating boiler feed water pipe;
A method of operating a power plant comprising
A power plant for starting the feed water pump for start and opening the control valve for start and for closing the control valve for start of feed water heating when the feed water heating boiler is started. how to drive.
前記給水加熱用ボイラの起動時に、前記給水返送系統を用いて前記給水を前記復水器側へ供給する請求項8に記載の発電プラントの運転方法。 The power generation plant includes a condenser to which the steam expanded by the steam turbine is introduced, and a feed water return system that leads the feed water passing through the feed water heating heat exchanger to the condenser side. ,
The method according to claim 8, wherein the feed water is supplied to the condenser by using the feed water return system when the feed water heating boiler is started.
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