JPH01107003A - 貫流形ボイラの運転方法 - Google Patents
貫流形ボイラの運転方法Info
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- JPH01107003A JPH01107003A JP63232109A JP23210988A JPH01107003A JP H01107003 A JPH01107003 A JP H01107003A JP 63232109 A JP63232109 A JP 63232109A JP 23210988 A JP23210988 A JP 23210988A JP H01107003 A JPH01107003 A JP H01107003A
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B35/00—Control systems for steam boilers
- F22B35/06—Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type
- F22B35/10—Control systems for steam boilers for steam boilers of forced-flow type of once-through type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B29/00—Steam boilers of forced-flow type
- F22B29/06—Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes
- F22B29/12—Steam boilers of forced-flow type of once-through type, i.e. built-up from tubes receiving water at one end and delivering superheated steam at the other end of the tubes operating with superimposed recirculation during starting and low-load periods, e.g. composite boilers
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は貫流形ボイラの運転方法に関する。
燃焼室の管壁によって形成された第１の蒸発加熱器と、
この第１の蒸発加熱器に水側において並列接続されてい
る第２の蒸発加熱器とを有し、この第２の蒸発加熱器が
燃焼室の燃焼ガス側に後置接続された対流室の中に燃焼
ガスの流れ方向に見て過熱器の後ろに設けられているよ
うな貫流形ボイラの運転方法は、文献ｒＶＧＢ−発電技
術（ＶＧＢ−Ｋｒａｆｔｗｅｒｋｓｔｅｃｈｎｉｋ）
５６ Ｊ 、第１２号、１９７６年１２月、第７５１
〜７５３頁において公知であり、これはガス・蒸気ター
ビン複合プラントの貫流形ボイラに関している。ガスタ
ービンから貫流形ボイラにその負荷に無関係に一定量の
排気ガスが流入する。貫流形ボイラの種々の負荷にも拘
わらず、ガスタービンの排気ガスの部分流が燃焼室を迂
回し、これによって貫流形ボイラのこの燃焼室の壁によ
って形成された第１の蒸発加熱器を迂回して、第２の蒸
発加熱器の前で対流室に導かれることによって、燃焼室
の過剰空気は常にほぼ同じに保たれる。給水は連続的に
互いに並列接続された二つの蒸発加熱器に常にひとりで
に調整される配分で導かれる。
この第１の蒸発加熱器に水側において並列接続されてい
る第２の蒸発加熱器とを有し、この第２の蒸発加熱器が
燃焼室の燃焼ガス側に後置接続された対流室の中に燃焼
ガスの流れ方向に見て過熱器の後ろに設けられているよ
うな貫流形ボイラの運転方法は、文献ｒＶＧＢ−発電技
術（ＶＧＢ−Ｋｒａｆｔｗｅｒｋｓｔｅｃｈｎｉｋ）
５６ Ｊ 、第１２号、１９７６年１２月、第７５１
〜７５３頁において公知であり、これはガス・蒸気ター
ビン複合プラントの貫流形ボイラに関している。ガスタ
ービンから貫流形ボイラにその負荷に無関係に一定量の
排気ガスが流入する。貫流形ボイラの種々の負荷にも拘
わらず、ガスタービンの排気ガスの部分流が燃焼室を迂
回し、これによって貫流形ボイラのこの燃焼室の壁によ
って形成された第１の蒸発加熱器を迂回して、第２の蒸
発加熱器の前で対流室に導かれることによって、燃焼室
の過剰空気は常にほぼ同じに保たれる。給水は連続的に
互いに並列接続された二つの蒸発加熱器に常にひとりで
に調整される配分で導かれる。
貫流形ボイラの全負荷運転の際、両方の蒸発加熱器にお
いて蒸発が行われる。負荷が低下するにつれて、燃焼室
の壁によって形成された第１の蒸発加熱器は、この第１
の蒸発加熱器が低負荷において単に給水加熱器として作
用し、第２の蒸発加熱器への熱伝達の大部分が対流室に
おいて行われるまで、益々僅かな熱を吸収する。
いて蒸発が行われる。負荷が低下するにつれて、燃焼室
の壁によって形成された第１の蒸発加熱器は、この第１
の蒸発加熱器が低負荷において単に給水加熱器として作
用し、第２の蒸発加熱器への熱伝達の大部分が対流室に
おいて行われるまで、益々僅かな熱を吸収する。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、特に貫流形ボイラの全負荷運転におい
てこのボイラの給水ポンプの駆動出力を低減し、これに
よって給水ポンプ、給水加熱器および給水配管に対する
設備費用を安価にし、貫流形ボイラの運転を経済的に行
うことにある。
てこのボイラの給水ポンプの駆動出力を低減し、これに
よって給水ポンプ、給水加熱器および給水配管に対する
設備費用を安価にし、貫流形ボイラの運転を経済的に行
うことにある。
本発明によればこの目的は、貫流形ボイラへの給水質量
流量が所定の値を超えた場合、第２の蒸発加熱器への給
水質量流量の流れがこの第２の蒸発加熱器に前置接続さ
れた水量制御弁を開放することによって投入され、前記
所定の値を下回った場合、水量制御弁を閉鎖することに
よって再び遮断されることによって達成される。
流量が所定の値を超えた場合、第２の蒸発加熱器への給
水質量流量の流れがこの第２の蒸発加熱器に前置接続さ
れた水量制御弁を開放することによって投入され、前記
所定の値を下回った場合、水量制御弁を閉鎖することに
よって再び遮断されることによって達成される。
本発明によれば、 燃焼室の壁を形成する第１の蒸発加
熱器への給水質量流量は、貫流形ボイラの所定の負荷以
上においてそれ以上に増加せず、負荷が一層増加した際
に必要な給水流量の増分は、対流室内にある第２の蒸発
加熱器に流入する。これによって第１の蒸発加熱器にお
ける流速およびそれに伴う摩擦圧力損失は増加せず、給
水ポンプは全負荷運転の際も、第２の蒸発加熱器が水側
において並列接続されているために、その摩擦圧力損失
に打ち勝つだけでよい。
熱器への給水質量流量は、貫流形ボイラの所定の負荷以
上においてそれ以上に増加せず、負荷が一層増加した際
に必要な給水流量の増分は、対流室内にある第２の蒸発
加熱器に流入する。これによって第１の蒸発加熱器にお
ける流速およびそれに伴う摩擦圧力損失は増加せず、給
水ポンプは全負荷運転の際も、第２の蒸発加熱器が水側
において並列接続されているために、その摩擦圧力損失
に打ち勝つだけでよい。
更に部分負荷運転の際、対流室内にあり遮断されている
第２の蒸発加熱器は給水流量で貫流されず、これによっ
て冷却されないので、これは対流室内において燃焼ガス
も冷却しない。燃焼ガスは従って十分高い温度を有して
いるので、対流室に後置接続され触媒を装備している燃
焼ガスから窒素酸化物を除去する装置が十分な働きをす
る。
第２の蒸発加熱器は給水流量で貫流されず、これによっ
て冷却されないので、これは対流室内において燃焼ガス
も冷却しない。燃焼ガスは従って十分高い温度を有して
いるので、対流室に後置接続され触媒を装備している燃
焼ガスから窒素酸化物を除去する装置が十分な働きをす
る。
請求項２の実施態様によれば、給水ポンプが克服すべき
摩擦圧力損失は第１の蒸発加熱器に生じる限りできるだ
け低い値に、従って給水ポンプの動力もできるだけ低い
値に設定できる。
摩擦圧力損失は第１の蒸発加熱器に生じる限りできるだ
け低い値に、従って給水ポンプの動力もできるだけ低い
値に設定できる。
請求項３の実施態様によれば、負荷変動あるいは燃焼障
害の際に、両方の蒸発加熱器に水側において後置接続さ
れた別の加熱器において生ずる温度変化を補償できる。
害の際に、両方の蒸発加熱器に水側において後置接続さ
れた別の加熱器において生ずる温度変化を補償できる。
以下図面に示した二つの実施例を参照して木発明を詳細
に説明する。
に説明する。
第１図における貫流形ボイラは燃焼室２を有しており、
この燃焼室２には例えば微粉炭バーナ（図示せず）が開
口している。燃焼室２は第１の蒸発加熱器である管壁３
によって形成されている。
この燃焼室２には例えば微粉炭バーナ（図示せず）が開
口している。燃焼室２は第１の蒸発加熱器である管壁３
によって形成されている。
燃焼室２の燃焼ガス側には水平煙道５を持った放射室４
が後置接続され、この放射室４は燃焼ガス出口通路７を
持った対流室６に移行している。
が後置接続され、この放射室４は燃焼ガス出口通路７を
持った対流室６に移行している。
放射室４、水平煙道５および対流室６は水蒸気で冷却さ
れる気密の管壁を有している。
れる気密の管壁を有している。
放射室４の内部、水平煙道５の内部および対流室６の上
側部分の内部に、高圧過熱器および再熱器２７が配置さ
れても・る。燃焼ガス側においてこの高圧過熱器および
再熱器２７の後ろに、対流室６の内部に更に第２の蒸発
加熱器８およびエコノマイザ−９が配置されている。燃
焼ガス出口通路７は、燃焼ガスから窒素酸化物を除去す
るための触媒を仔する設備１０に通じている。
側部分の内部に、高圧過熱器および再熱器２７が配置さ
れても・る。燃焼ガス側においてこの高圧過熱器および
再熱器２７の後ろに、対流室６の内部に更に第２の蒸発
加熱器８およびエコノマイザ−９が配置されている。燃
焼ガス出口通路７は、燃焼ガスから窒素酸化物を除去す
るための触媒を仔する設備１０に通じている。
エコノマイザ−９には、給水ポンプ１２および給水加熱
器１３を持った給水配管１１が通じていエコノマイザ−
９には水側において、流量計１５を有する配管１４を介
して第１の蒸発加熱器を形成する管壁３が後置接続され
、水量制御弁１７を有する別の配管１６を介して、対流
室６内にある第２の蒸発加熱器８が後置接続されている
。水量制御弁１７が前置接続されている第２の蒸発加熱
器８および第１の蒸発加熱器を形成する管壁３は、水側
か並列接続されており、出口側において管寄せ１８に接
続されている。この管寄せ１８は第２図に示したように
大体において管となっており、第１の蒸発加熱器の出口
３ａおよび第２の蒸発加熱器の出口８ａが直径線上に対
向した位置において開口している。
器１３を持った給水配管１１が通じていエコノマイザ−
９には水側において、流量計１５を有する配管１４を介
して第１の蒸発加熱器を形成する管壁３が後置接続され
、水量制御弁１７を有する別の配管１６を介して、対流
室６内にある第２の蒸発加熱器８が後置接続されている
。水量制御弁１７が前置接続されている第２の蒸発加熱
器８および第１の蒸発加熱器を形成する管壁３は、水側
か並列接続されており、出口側において管寄せ１８に接
続されている。この管寄せ１８は第２図に示したように
大体において管となっており、第１の蒸発加熱器の出口
３ａおよび第２の蒸発加熱器の出口８ａが直径線上に対
向した位置において開口している。
この管寄せ１８から放射室４の管壁に対して配管４ａが
半径方向に向かって出ている。
半径方向に向かって出ている。
放射室４の管壁には水・蒸気分離器１９が後置接続され
ている。その蒸気側出口２０は高圧過熱器２７に通じて
おり、水側出口２１はエコノマイザ−９の水側入口にポ
ンプ２２を介して通じている。この水・蒸気分離器１９
は第１の蒸発加熱器を形成する管壁３および第２の蒸発
加熱器８の出口の後ろにも接続できる。
ている。その蒸気側出口２０は高圧過熱器２７に通じて
おり、水側出口２１はエコノマイザ−９の水側入口にポ
ンプ２２を介して通じている。この水・蒸気分離器１９
は第１の蒸発加熱器を形成する管壁３および第２の蒸発
加熱器８の出口の後ろにも接続できる。
第３図における線図には、横軸に貫流形ボイラの出力が
全出力に対する割合で示され、縦軸には貫流形ボイラの
給水流量が全負荷における給水流量に対する割合で示さ
れている。
全出力に対する割合で示され、縦軸には貫流形ボイラの
給水流量が全負荷における給水流量に対する割合で示さ
れている。
実線Ｉは第１の蒸発加熱器を形成する管壁３に配管１４
を通して給水する給水流量を表し、−点鎖線■は対流室
６内に配置されている第２の蒸発加熱器８に配管１６を
通して給水する給水流量を表している。即ちこの場合両
方の蒸発加熱器に流入する水を給水と呼んでいる。
を通して給水する給水流量を表し、−点鎖線■は対流室
６内に配置されている第２の蒸発加熱器８に配管１６を
通して給水する給水流量を表している。即ちこの場合両
方の蒸発加熱器に流入する水を給水と呼んでいる。
例えば全負荷の４０％あるいはそれ以下の部分負荷にお
いて、水量制御弁１７は閉じられ、給水ポンプ１２によ
って搬送され第１の蒸発加熱器を形成する管壁３を通る
給水流量に、ポンプ２２によって搬送される循環水量が
重畳されるので、管壁３を通る全質量流量は、全負荷の
４０％までのあらゆる部分負荷において同じ値である。
いて、水量制御弁１７は閉じられ、給水ポンプ１２によ
って搬送され第１の蒸発加熱器を形成する管壁３を通る
給水流量に、ポンプ２２によって搬送される循環水量が
重畳されるので、管壁３を通る全質量流量は、全負荷の
４０％までのあらゆる部分負荷において同じ値である。
全負荷の４０％以上の部分負荷において、水量制御弁１
７はまだ閉じられたままであり、ポンプ２２によって搬
送される循環水量は零であり、第１の蒸発加熱器を形成
する管壁３を通る給水質量流量は、貫流形ボイラの負荷
に伴って線形で増加する。
７はまだ閉じられたままであり、ポンプ２２によって搬
送される循環水量は零であり、第１の蒸発加熱器を形成
する管壁３を通る給水質量流量は、貫流形ボイラの負荷
に伴って線形で増加する。
配管１４内における流量計１５が、管壁３への給水質量
流量が全負荷運転における貫流ボイラへの給水質量流量
の例えば８０％であることを示したときに始めて、水量
制御弁１７が開かれる。貫流形ボイラの負荷が更に増大
した際、水量制御弁１７は絶えず、配管１４を通して管
壁３に流れる給水質量流量分が全負荷における貫流形ボ
イラへの給水質量流量の８０％に常に一定に保たれ、そ
の８０％を超える給水質量流量分が第２の蒸発加熱器８
に導かれるような開度に開かれる。
流量が全負荷運転における貫流ボイラへの給水質量流量
の例えば８０％であることを示したときに始めて、水量
制御弁１７が開かれる。貫流形ボイラの負荷が更に増大
した際、水量制御弁１７は絶えず、配管１４を通して管
壁３に流れる給水質量流量分が全負荷における貫流形ボ
イラへの給水質量流量の８０％に常に一定に保たれ、そ
の８０％を超える給水質量流量分が第２の蒸発加熱器８
に導かれるような開度に開かれる。
管壁３から成る第１の蒸発加熱器における摩擦圧力損失
は、第２の蒸発加熱器８における摩擦圧力損失よりも、
燃焼室２における加熱が強くそのために管壁３の管内に
大きな流速を必要とすることから、常に大きい。このこ
とにより水側か並列接続されている両方の蒸発加熱器の
摩擦圧力損失は、貫流形ボイラの全負荷の８０％以上の
負荷および全負荷において、全負荷の８０％の負荷にお
ける摩擦圧力損失以上に増加することはない。これによ
って貫流形ボイラの全負荷の８０％を超える負荷の際に
、給水ポンプの動力が節約できる。
は、第２の蒸発加熱器８における摩擦圧力損失よりも、
燃焼室２における加熱が強くそのために管壁３の管内に
大きな流速を必要とすることから、常に大きい。このこ
とにより水側か並列接続されている両方の蒸発加熱器の
摩擦圧力損失は、貫流形ボイラの全負荷の８０％以上の
負荷および全負荷において、全負荷の８０％の負荷にお
ける摩擦圧力損失以上に増加することはない。これによ
って貫流形ボイラの全負荷の８０％を超える負荷の際に
、給水ポンプの動力が節約できる。
貫流形ボイラの出力が全負荷から低下する場合には逆に
進行し、特に水量制御弁１７は、配管１４を通して管壁
３に給水する流量が、最終的に全負荷の８０％の部分負
荷となり水量制御弁１７が閉じられるまで、全負荷にお
ける貫流形ボイラへの給水量の８０％に常に保たれるよ
うな開度に閉じられる。
進行し、特に水量制御弁１７は、配管１４を通して管壁
３に給水する流量が、最終的に全負荷の８０％の部分負
荷となり水量制御弁１７が閉じられるまで、全負荷にお
ける貫流形ボイラへの給水量の８０％に常に保たれるよ
うな開度に閉じられる。
第４図における貫流形ボイラは第１図における貫流形ボ
イラとは、第２の蒸発加熱器８に対する給水質量流量が
、エコノマイザ−９の前で分岐されている点で異なって
いる。ほかの点については第４図における貫流形ボイラ
は第１図における貫流形ボイラに相応している。
イラとは、第２の蒸発加熱器８に対する給水質量流量が
、エコノマイザ−９の前で分岐されている点で異なって
いる。ほかの点については第４図における貫流形ボイラ
は第１図における貫流形ボイラに相応している。
第４図における貫流形ボイラの場合、エコノマイザ−９
は幾何学的形状において第１図における貫流形ボイラよ
りも小さ（でき、従って第２の蒸発加熱器８が装備され
ている場合の部分負荷運転において窒素酸化物除去設備
１０に送られる燃焼ガスの温度は、第１図における貫流
形ボイラの場合よりも高くなる。
は幾何学的形状において第１図における貫流形ボイラよ
りも小さ（でき、従って第２の蒸発加熱器８が装備され
ている場合の部分負荷運転において窒素酸化物除去設備
１０に送られる燃焼ガスの温度は、第１図における貫流
形ボイラの場合よりも高くなる。
好適には水量制御弁１７はその閉鎖位置においても少量
の給水質量流量を第２の蒸発加熱器８に流入させるので
、この第２の蒸発加熱器８は部分負荷において燃焼ガス
において許容できないほど高温に加熱されない。
の給水質量流量を第２の蒸発加熱器８に流入させるので
、この第２の蒸発加熱器８は部分負荷において燃焼ガス
において許容できないほど高温に加熱されない。
貫流形ボイラの部分負荷が小さくなればなるほど、第２
の暴発加熱器８への給水質量流量の流れが水量制御弁１
７を開放することによって投入されると有利である。従
って図示していない制御装置によって、第１の蒸発加熱
器への給水質量流量が、決して超過されてはならず例え
ば一定した値に設定されるか、あるいは第１の蒸発加熱
器を形成する管壁３の出口における蒸気温度が許容限界
値を超えないような大きさにされる。
の暴発加熱器８への給水質量流量の流れが水量制御弁１
７を開放することによって投入されると有利である。従
って図示していない制御装置によって、第１の蒸発加熱
器への給水質量流量が、決して超過されてはならず例え
ば一定した値に設定されるか、あるいは第１の蒸発加熱
器を形成する管壁３の出口における蒸気温度が許容限界
値を超えないような大きさにされる。
水量制御弁１７が貫流形ボイラの所定の部分負荷以上例
えば貫流形ボイラの全負荷の８０％以上の負荷において
開放されたとき、この弁１７は両方の蒸発加熱器に水側
において後置接続された別の加熱器に対する噴射弁とし
ても利用できる。
えば貫流形ボイラの全負荷の８０％以上の負荷において
開放されたとき、この弁１７は両方の蒸発加熱器に水側
において後置接続された別の加熱器に対する噴射弁とし
ても利用できる。
負荷変動あるいは燃焼障害が生じた際、貫流形ボイラへ
の給水質量流量は一時的に増大あるいは減少される。水
量制御弁１７は同期して開閉されるので、管壁３によっ
て形成されている第１の蒸発加熱器への給水質量流量は
所定の値に保たれる。
の給水質量流量は一時的に増大あるいは減少される。水
量制御弁１７は同期して開閉されるので、管壁３によっ
て形成されている第１の蒸発加熱器への給水質量流量は
所定の値に保たれる。
貫流形ボイラにおける給水質量流量の変化は、両方の蒸
発加熱器に水側において後置接続されている加熱器の温
度に非常に迅速に作用する。というのは第２の蒸発加熱
器８の管の長さが、第１の蒸発加熱器を形成する管壁３
の管よりも著しく短いからである。
発加熱器に水側において後置接続されている加熱器の温
度に非常に迅速に作用する。というのは第２の蒸発加熱
器８の管の長さが、第１の蒸発加熱器を形成する管壁３
の管よりも著しく短いからである。
第１図は本発明の貫流形ボイラの概略配管系統図、第２
図は第１図における貫流形ボイラの管寄−１１〜 せの断面図、第３図は第１図および第２図における貫流
形ボイラの給水流量を示した線図、第４図は第１図にお
ける貫流形ボイラの対流室内の加熱器の異なった実施例
の概略配管系統図である。 ２・・・燃焼室 ３・・・管壁 ６・・・対流室 ８・・・第２の蒸発加熱器 １７・・・水量制御弁 ＦＩＧ ３ ［％］→、曲間［て
七羊羊比
図は第１図における貫流形ボイラの管寄−１１〜 せの断面図、第３図は第１図および第２図における貫流
形ボイラの給水流量を示した線図、第４図は第１図にお
ける貫流形ボイラの対流室内の加熱器の異なった実施例
の概略配管系統図である。 ２・・・燃焼室 ３・・・管壁 ６・・・対流室 ８・・・第２の蒸発加熱器 １７・・・水量制御弁 ＦＩＧ ３ ［％］→、曲間［て
七羊羊比
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）燃焼室の管壁によって形成された第１の蒸発加熱器
と、この第１の蒸発加熱器に水側において並列接続され
ている第２の蒸発加熱器とを有し、この第２の蒸発加熱
器が燃焼室の燃焼ガス側に後置接続された対流室の中に
燃焼ガスの流れ方向に見て過熱器の後ろに設けられてい
るような貫流形ボイラの運転方法において、貫流形ボイ
ラへの給水質量流量が所定の値を超えた場合、第２の蒸
発加熱器（８）への給水質量流量の流れがこの第２の蒸
発加熱器（８）に前置接続された水量制御弁（１７）を
開放することによって投入され、前記所定の値を下回っ
た場合、水量制御弁（１７）を閉鎖することによって再
び遮断されることを特徴とする貫流形ボイラの運転方法
。 ２）第２の蒸発加熱器（８）への給水質量流量が水量制
御弁（１７）によって、第１の蒸発加熱器への給水質量
流量が所定の値を超えないように制御されることを特徴
とする請求項１記載の方法。 ３）貫流形ボイラへの給水質量流量が一時的に増大ない
し減少されることを特徴とする請求項２記載の方法。
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