JPH01167520A - ターボ式熱風発生装置付ボイラの運転方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、給水路と蒸気回収路との間に熱交換器を設け
、前記熱交換器に高温ガスを供給するバーナ、そのバー
ナに燃焼用空気を加圧供給するコンプレッサー、及び、
そのコンプレッサーに連動連結して前記熱交換器からの
高温ガス供給路に介装したガスタービンから成るターボ
式熱風発生装置を設け、前記コンプレッサーの上流側に
起動用電動ファンと逆止弁付吸気路を並列接続し、前記
起動用電動ファンにパイロットバーナを接続したターボ
式熱風発生装置付ボイラの運転方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、起動用電動ファンを１台だけ設けて迅速な冷間起
動に必要な大風量にし、冷間起動および温間起動のいず
れにおいても、自刃運転状態になる迄の間、起動用電動
ファンを一定の回転数で回転させて、バーナに一定量の
燃焼用空気を供給していた。

また、パイロットバーナは、バーナの着火に際してのみ
点火して、バーナが着火すれば直ちに消火し、そして、
バーナを一旦加熱負荷減少に伴って消火した後で加熱負
荷増大に伴って再着火する時には、バーナの消火後に燃
焼室を起動用電動ファンによりポストパージし、さらに
、パイロットバーナ点火前に燃焼室を起動用電動ファン
でプリパージし、その後でパイロットバーナを点火して
バーナを再着火していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、温間起動の場合、ボイラの温度が高いためにガ
スタービンに初めからかなり高温高圧のガスが供給され
、初期からコンプレッサーによる燃焼用空気供給量がか
なり多く、したがって、大風量の起動用電動ファンから
燃焼用空気が過剰に供給される結果となり、温間起動に
際して起電用電動ファンによる電力消費が不必要に多く
なる欠点があった。

また、バーナを消火した後再着火するに、ボストパージ
やプリパージのためにかなりの時間を必要とすると共に
大量の熱が排ガスによって大気放散され、温間起蒸時間
が長（てボイラ負荷の急激な増大に対する追従性が悪く
、かつ、熱効率が低くなる欠点があった。

本発明の目的は、冷間起動を迅速に行えるばかりで無く
、温間起動に際しての起動用電動ファンによる電力消費
量を少なくできるように、さらには、バーナのボイラ負
荷変動に伴う消火後の再着火を迅速にかつ熱効率良好に
行えるようにする点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴手段は、起動用電動ファンとして、温間起
動に必要な最大風量とほぼ等しい大風量の第１電動ファ
ンと、その第１電動ファンとの合計風量が冷間起動に必
要な最大風量とほぼ等しくなる小風量の第２電動ファン
とを並列に設けておいて、冷間起動に際しては前記第１
及び第２電動ファンを作動させ、かつ、温間起動時には
大風量の前記第１電動ファンのみを作動させ、さらに、
バーナの加熱負荷が設定値未満に減少すると、小風量の
前記第２電動ファンのみを作動させて、パイロットバー
ナの点火状態で前記バーナを消火し、その第２電動ファ
ンによる前記パイロットバーナの点火時に前記バーナの
加熱負荷が設定値以上に増大すると、前記バーナを着火
した後前記第２電動ファンを停止することにあり、その
作用効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、冷間起動に際しては、第１及び第２電動ファン
を作動させて、大量の燃焼用空気をバーナに送り、コン
プレッサーによる燃焼用空気供給量が少ない時点におい
て、燃料供給量の増大速度を大にして、冷間起動を迅速
に行うことができる。

そして、温間起動に際しては、大風量の第１電動ファン
のみを作動させ、ガスタービンに送られるガスがかなり
高温高圧であるためにコンプレッサーからバーナへの燃
焼用空気供給量がかなり多いことを有効利用して、第１
電動ファンとコンプレッサーの協働で大量の燃焼用空気
をバーナに送り、燃料供給量の増大速度を大にして温間
起動を迅速にしながら、起動用電動ファンの電気消費量
を十分に減少できる。

さらに、バーナを加熱負荷減少により消火する時、バー
ナ消火前に第２電動ファンを作動させて、パイロットバ
ーナを点火状態にし、バーナを加熱負荷増大により再着
火する迄の間第２電動ファンを作動させてパイロットバ
ーナを点火したままにするから、前述の従来技術で必要
であったポストパージやプリパ、−ジを不要にできる。

したがって、ポストパージやプリパージに要した時間だ
けボイラの温間８蒸時間を短縮できて、ボイラ負荷の急
激な増大に対しても良好に追従でき、しかも、パージに
伴う熱ロスを無くして、熱効率を十分に向上できる。

〔発明の効果］ その結果、冷間起動を迅速に行えるばかりで無く、温間
起動を電力消費の少ない状態で実行でき、さらに、ボイ
ラ負荷の大巾で急激な変動に対して良好にかつ熱効率良
く追従でき、運転経費面及び性能面で一段と有利に温間
起動を行えるようになった。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

先ず、第１図及び第２図により運転対象であるボイラの
構成を説明する。

第１水槽（１）の下部に、バーナ（２）に対する燃焼室
（３）を形成し、燃焼室（３）に接続した多数の第１煙
管（４）を第１水槽（１）の上下中間に設け、バーナ（
２）からの高温ガスで第１水槽（１）内の貯水を蒸発さ
せる第１熱交換器（Ａ）を形成しである。

第１水槽（１）の貯水面四〇よりも上方に、第１煙管（
４）に接続した多数の第２煙管（５）を設け、バーナ（
２）からの高温ガスで第１水槽（１）内で発生した蒸気
を過熱して回収路（６）に送る第２熱交換器（Ｂ）を形
成しである。

第１水槽（１）の上方に、給水路（７）に接続した第２
水槽（８）を設け、第２煙管（５）と排気路（９）に接
続した多数の第３煙管（１０）を第２水槽（８）に設け
、給水路（７）からの水をバーナ（２）からの高温ガス
で予熱すると共に、公知の流量自動制御手段（２６）を
有する給湯路（２７）によって、第１水槽（１）に貯水
面（札）を設定範囲内に維持するように給湯する給水予
熱器（Ｃ）を形成しである。

要するに、水や蒸気を給水予熱器（Ｃ）、第１熱交換器
（Ａ）及び第２熱交換器（Ｂ）の順に流してバーナ（２
）からの高温ガスで加熱し、熱効率良く蒸気が回収路（
６）から得られるように構成しである。

バーナ（２）への燃焼用空気の供給路（１１）にコンプ
レッサー（１２）を介装し、風量調整用ダンパー　（１
３）を有する一次空気路部分（ｌｌａ）と二次空気路部
分（ｆｌｂ）とによって、供給量調整弁（１４ａ）付の
燃料路（１４）から加圧供給される燃料を完全燃焼でき
る量の空気がバーナ（２）に加圧供給されるように構成
しである。

コンプレッサー（１２）にパイロットバーナ（３１）を
接続し、開閉弁（３２）付の燃料路（３３）から加圧供
給される燃料を完全燃焼できる量の空気がパイロットバ
ーナ（３１）に加圧供給されるように構成しである。

第１熱交換器（Ａ）から第２熱交換器（Ｂ）に高温ガス
を送る供給路（１５）に、その高温ガスにより駆動され
るガスタービン（１６）を設け、ガスタービン（１６）
とコンプレッサー（１２）を連動連結して、高温ガスの
エネルギーによりコンプレッサー（１２）を駆動するよ
うに構成しである。

コンプレッサー（１２）の吸気路（１７）に、フィルタ
ー（１８）と逆止弁（１９）を設けると共に起動用の第
１及び第２電動ファン（２０ａ）　、　（２０ｂ）を接
続し、第２電動ファン（２０ｂ）の吐出側に、第１電動
ファン（２０ａ）の単独作動を許容するための逆止弁（
２８）を設け、第１電動ファン（２０ａ）を温間起動に
必要な最大風量とほぼ等しい風量の大容量に設定すると
共に、第２電動ファン（２０ｂ）を、第１電動ファン（
２０ａ）との合計風量が冷間起動に必要な最大風量とほ
ぼ等しくなる風量の小容量に設定しである。

オイルタンク（２１）、電動式オイルポンプ（２２）、
給水路（７）の冷水を利用するオイルクーラー（２３）
を、ガスタービン（１６）とコンプレッサー（１２）を
連動する回転軸の軸受は部（２４）に対する潤滑油循環
路（２５）に設けである。

蒸気の回収路（６）に蒸気圧力検出器（２９）を設け、
コンプレッサー（１２）の吸気路（１７）に空気圧検出
器（３０）を設けである。

次に上記ボイラの運転方法を第３図により説明する。

（イ）冷間起動時には第１及び第２電動ファン（２０ａ
）　、　（２０ｂ）を、かつ、温間起動時には第１電動
ファン（２０ａ）のみを作動させ、開閉弁（３２）を開
いて着火に適した小量の燃料をパイロットバーナ（３１
）に供給し、パイロットバーナ（３１）を点火する。

（ロ）バーナ（２）への燃料供給量を初期量０．から徐
々に増大し、バーナ（２）への燃料供給量をＱｌに増大
し、空気圧検出器（３０）で負圧を検出すれば第１及び
第２電動ファン（２０ａ）　、　（２０ｂ）を停止し、
ガスタービン（１６）によるコンプレッサー（１２）の
駆動によって吸気路（１７）からの空気をバーナ（２）
に供給する。

（ハ）自刃運転状態になれば、ボイラの１００％負荷に
見合ったバーナ（２）への燃料供給量口２に燃料を増量
し、蒸気圧力検出器（２９）の検出値をＰ＋に上昇させ
る。

（ニ）その後は、蒸気圧力検出器（２９）の検出値を設
定値Ｐ１に維持するように、ボイラの負荷変動に見合っ
てバーナ（２）への燃料供給量をＱ。

〜口２の範囲で調整し、自刃運転を継続する。

（ホ）自刃運転時に、バーナ（２）への燃料供給量を自
刃運転可能な最小値口、に維持しても、蒸気圧力検出器
（２９）の検出値が増大して設定値Ｐ２に達すれば、小
容量の第２電動ファン（２０ｂ）のみを作動させ、パイ
ロットバーナ（３１）を点火したままでバーナ（２）を
消火する。

（へ）上記（ネ）項のバーナ（２）消火後に蒸気圧力検
出器（２９）の検出値が上記設定値ｐ、に減少すれば、
バーナ（２）への燃料供給量を口、にして自刃運転状態
にし、その後で第２電動ファン（２０ｂ）を停止し、そ
の後は上記（ニ）項と同様に操作する。

〔別実施例］ 次に別実施例を説明する。

バーナ（２）の燃焼方式や燃料の種類は適当に変更でき
る。

第１及び第２電動ファン（２０ａ）　、　（２０ｂ）の
一方又は両方が並列接続された複数台から成っていても
よい。

自刃運転時にバーナ（２）の加熱負荷が設定値未満に減
少したこと、あるいは、第１や第２の電動ファン（２０
ａ）　、　（２０ｂ）の作動時にバーナ（２）の加熱負
荷が設定値以上に増大したことを検出するに、適当な情
報を利用でき、例えばガスタービン（１６）に供給され
る熱風や排ガスの温度、空気圧検出器（３０）からの空
気吸込圧などでもよい。

第１及び第２電動ファン（２０ａ）　、　（２０ｂ）の
作動及び停止、並びに、バーナ（２）やパイロットバー
ナ（３１）の点火及び消火操作は、人為操作でも制御器
による自動操作でもよい。

冷間起動及び温間起動のいずれであるかは、ボイラの蒸
気圧や水温などの適当な情報によって人為的に又は制御
器によって判定すればよい。

パイロットバーナ（３１）は、バーナ（２）着火後に消
火し、加熱負荷減少によるバーナ（２）の消火前に点火
して、加熱負荷増大によるバーナ（２）の再着火後に消
火してもよい。また、パイロットバーナ（３１）を第２
電動ファン（２０ｂ）に直接的に接続してもよい。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すボイラーの概略断面図、
第２図はそのボイラーの原理図、第３図は上記ボイラー
の運転状態を説明するためのグラフである。 （２）・・・・・・バーナ、（１２）・・・・・・コン
プレッサー、（１６）・・・・・・ガスタービン、（１
７）・・・・・・吸気路、（１９）・・・・・・逆止弁
、（２０ａ）・・・・・・第１電動ファン、＜２０ｂ）
・・・・・・第２電動ファン、（３１）・・・・・・パ
イロットバーナ、（Ａ）・・・・・・第１熱交換器、（
Ｂ）・・・・・・第２熱交換器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 給水路（７）と蒸気回収路（６）との間に熱交換器（Ａ
   ）、（Ｂ）を設け、前記熱交換器（Ａ）、（Ｂ）に高温
   ガスを供給するバーナ（２）、そのバーナ（２）に燃焼
   用空気を加圧供給するコンプレッサー（１２）、及び、
   そのコンプレッサー（１２）に連動連結して前記熱交換
   器（Ａ）からの高温ガス供給路に介装したガスタービン
   （１６）から成るターボ式熱風発生装置を設け、前記コ
   ンプレッサー（１２）の上流側に起動用電動ファン（２
   ０ａ）、（２０ｂ）と逆止弁（１９）付吸気路（１７）
   を並列接続し、前記起動用電動ファン（２０ａ）、（２
   ０ｂ）にパイロットバーナ（３１）を接続したターボ式
   熱風発生装置付ボイラの運転方法であって、前記起動用
   電動ファン（２０ａ）、（２０ｂ）として、温間起動に
   必要な最大風量とほぼ等しい大風量の第１電動ファン（
   ２０ａ）と、その第１電動ファン（２０ａ）との合計風
   量が冷間起動に必要な最大風量とほぼ等しくなる小風量
   の第２電動ファン（２０ｂ）とを並列に設けておいて、
   冷間起動に際しては前記第１及び第２電動ファン（２０
   ａ）、（２０ｂ）を作動させ、かつ、温間起動時には大
   風量の前記第１電動ファン（２０ａ）のみを作動させ、
   さらに、前記バーナ（２）の加熱負荷が設定値未満に減
   少すると、小風量の前記第２電動ファン（２０ｂ）のみ
   を作動させて、前記パイロットバーナ（３１）の点火状
   態で前記バーナ（２）を消火し、その第２電動ファン（
   ２０ｂ）による前記パイロットバーナ（３１）の点火時
   に前記バーナ（２）の加熱負荷が設定値以上に増大する
   と、前記バーナ（２）を着火した後前記第２電動ファン
   （２０ｂ）を停止するターボ式熱風発生装置付ボイラの
   運転方法。