JPH0275802A - 排熱回収ボイラ - Google Patents
排熱回収ボイラInfo
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- JPH0275802A JPH0275802A JP22751288A JP22751288A JPH0275802A JP H0275802 A JPH0275802 A JP H0275802A JP 22751288 A JP22751288 A JP 22751288A JP 22751288 A JP22751288 A JP 22751288A JP H0275802 A JPH0275802 A JP H0275802A
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- 239000002918 waste heat Substances 0.000 title abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract description 11
- 238000010025 steaming Methods 0.000 abstract description 7
- 238000010248 power generation Methods 0.000 abstract description 2
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- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
- F22D1/00—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
- F22D1/02—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters with water tubes arranged in the boiler furnace, fire tubes, or flue ways
- F22D1/12—Control devices, e.g. for regulating steam temperature
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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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】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明はコンバインドサイクル発電プラントにおける排
熱回収ボイラに関する。
熱回収ボイラに関する。
（従来の技術）
コンバインドサイクル発電プラントは、第４図に示すよ
うにガスタービン１、排熱回収ボイラ２、蒸気タービン
３１発電機４の主要機器により構成される。その排熱回
収ボイラ２は高温のガスタービン排気ガスと水との熱交
換を行って蒸気を発生させる機器で、第５図に示すよう
に節炭器１０ （以後エコノマイザと呼ぶ）、蒸発器１
１（以後エバポレータと呼ぶ）、過熱器１２（以後スー
パーヒータと呼ぶ）、ドラム１３．再熱器等の伝熱面に
て構成される。
うにガスタービン１、排熱回収ボイラ２、蒸気タービン
３１発電機４の主要機器により構成される。その排熱回
収ボイラ２は高温のガスタービン排気ガスと水との熱交
換を行って蒸気を発生させる機器で、第５図に示すよう
に節炭器１０ （以後エコノマイザと呼ぶ）、蒸発器１
１（以後エバポレータと呼ぶ）、過熱器１２（以後スー
パーヒータと呼ぶ）、ドラム１３．再熱器等の伝熱面に
て構成される。
排熱回収ボイラ２の系統を第５図に示すその作動を第６
図の収熱線図を用いて説明する。第５図において、給水
１４はエコノマイザｌＯへ入り、水の状態でガスタービ
ン排気ガスと熱交換を行い、第６図の温度Ｔ１よりＴ２
まで上昇する。エコノマイザを出た水は、ドラム１３へ
流入する。
図の収熱線図を用いて説明する。第５図において、給水
１４はエコノマイザｌＯへ入り、水の状態でガスタービ
ン排気ガスと熱交換を行い、第６図の温度Ｔ１よりＴ２
まで上昇する。エコノマイザを出た水は、ドラム１３へ
流入する。
ドラム内温度は内圧の飽和温度Ｔ３となっている。温度
Ｔ、と温度Ｔ２の温度差をアプローチポイント温度差と
呼ぶ、エバポレータ１１では、ドラム１３からの水に、
ガスタービン排気ガスから、水の潜熱分の熱量が与えら
れて蒸気を発生する。
Ｔ、と温度Ｔ２の温度差をアプローチポイント温度差と
呼ぶ、エバポレータ１１では、ドラム１３からの水に、
ガスタービン排気ガスから、水の潜熱分の熱量が与えら
れて蒸気を発生する。
エバポレータ１１内の温度Ｔ、はこのため変化せずに熱
交換を行う、水と蒸気の二層流は、ドラム内にて気水分
離される。ドラム１３を出た蒸気は、スーパーヒータ１
２で温度Ｔ、から温度Ｔ４へ過熱され、蒸気タービン（
図示せず）へ流れる。
交換を行う、水と蒸気の二層流は、ドラム内にて気水分
離される。ドラム１３を出た蒸気は、スーパーヒータ１
２で温度Ｔ、から温度Ｔ４へ過熱され、蒸気タービン（
図示せず）へ流れる。
アプローチポイント温度差は、エコノマイザ１０内で水
が蒸発するのを防止するためのものである。
が蒸発するのを防止するためのものである。
すなわち、 エコノマイザ１０の出口水の温度Ｔ、をア
プローチポイント温度差だけ、ドラム１３の内圧の飽和
温度Ｔ、より低くとることにより、エコノマイザ１０の
チューブ内で水が蒸発するのを防止することができる。
プローチポイント温度差だけ、ドラム１３の内圧の飽和
温度Ｔ、より低くとることにより、エコノマイザ１０の
チューブ内で水が蒸発するのを防止することができる。
プラン１−の部分負荷においては、アプローチポイント
温度差は減少する傾向にあり、定格点において十分大き
な温度差をとって機器の設計を行なわないと第７図に示
すようにエコノマイザ１０内の伝熱面内のポイントＡに
てエバポレータ１１及びドラム１３内水の温度にまで達
し、エコノマイザ１０の配管内で蒸発が生じてしまう。
温度差は減少する傾向にあり、定格点において十分大き
な温度差をとって機器の設計を行なわないと第７図に示
すようにエコノマイザ１０内の伝熱面内のポイントＡに
てエバポレータ１１及びドラム１３内水の温度にまで達
し、エコノマイザ１０の配管内で蒸発が生じてしまう。
第７図のポイントＡ−Ｂ間をスチーミングと呼ぶ。エコ
ノマイザ１０は、水の流れに適した管の設計としている
ため、スチーミングが生じると二層流による腐食、浸食
。
ノマイザ１０は、水の流れに適した管の設計としている
ため、スチーミングが生じると二層流による腐食、浸食
。
流れの不拘−化、配管振動の発生等、数々の不具合が生
じる。
じる。
（発明が解決しようとする課題）
しかし一方、部分負荷でのスチーミング防止のため定格
点にて十分大きなアプローチポイント温度差をとって設
計すると、排熱回収ボイラ内での熱回収量が減り、プラ
ントの熱効率を低下させるため、経済性に悪影響を及ぼ
す。
点にて十分大きなアプローチポイント温度差をとって設
計すると、排熱回収ボイラ内での熱回収量が減り、プラ
ントの熱効率を低下させるため、経済性に悪影響を及ぼ
す。
以上従来技術を車圧で、エコノマイザ１０．エバポレー
タ１１．スーパーヒータ１２を各１ケ有するシステムを
例にとって説明したが、これに限るものではなく複圧サ
イクル、再熱サイクル、スーパーヒータの無いサイクル
等どのようなサイクルにおいてもエコノマイザを有する
ボイラでは一般的な現象である。
タ１１．スーパーヒータ１２を各１ケ有するシステムを
例にとって説明したが、これに限るものではなく複圧サ
イクル、再熱サイクル、スーパーヒータの無いサイクル
等どのようなサイクルにおいてもエコノマイザを有する
ボイラでは一般的な現象である。
本発明の目的は、プラントの定格点において、アプロー
チポイント温度差を極力小さくして、熱効率を高く保ち
、かつ部分負荷においても、エコノマイザ配管内でスチ
ーミングが生じないような排熱回収ボイラを提供しよう
とするものである。
チポイント温度差を極力小さくして、熱効率を高く保ち
、かつ部分負荷においても、エコノマイザ配管内でスチ
ーミングが生じないような排熱回収ボイラを提供しよう
とするものである。
（課題を解決するための手段）
本発明の排熱回収ボイラは、排熱回収ボイラ節炭器にお
いて、給水が節炭器をバイパスするラインを有し、その
バイパスした水が節炭器出口水と合流するよう構成した
系統を有し、さらに節炭器を流れる水と節炭器をバイパ
スする水の量を調整する流量調整弁を有することを特徴
とするものである。
いて、給水が節炭器をバイパスするラインを有し、その
バイパスした水が節炭器出口水と合流するよう構成した
系統を有し、さらに節炭器を流れる水と節炭器をバイパ
スする水の量を調整する流量調整弁を有することを特徴
とするものである。
（作 用）
本発明においては、節炭器出口に設けた圧力計と温度計
の出力信号を用いて節炭器内の水が蒸発しないよう節炭
器を流れる流量とバイパスする流量を流量調整弁で調整
する。したがって部分負荷でのエコノマイザ内スチーミ
ングが防止できる。
の出力信号を用いて節炭器内の水が蒸発しないよう節炭
器を流れる流量とバイパスする流量を流量調整弁で調整
する。したがって部分負荷でのエコノマイザ内スチーミ
ングが防止できる。
また温度差を小さく設定して機器を設計しプラント熱効
率を向上させる。
率を向上させる。
（実施例）
以下本発明を第１図および第２図に示す実施例を参照し
て説明する。第１図において第３図と同一符号は同一部
分を示すものであるから、その説明を省略する。第１図
に示す本発明の排熱回収ボイラで、従来の第３図のもの
に新たに付加した点は、エコノマイザバイパスライン２
４であり、このエコノマイザを流れる水と、エコノマイ
ザをバイパスする水量を調節する流量調整弁２０を設け
、エコノマイザ出口２６に温度計２２及び圧力計２３を
設け、さらに流量調整弁２０を制御するための流量ｆｆ
整弁制御装置２１を設けたことを特徴としている。
て説明する。第１図において第３図と同一符号は同一部
分を示すものであるから、その説明を省略する。第１図
に示す本発明の排熱回収ボイラで、従来の第３図のもの
に新たに付加した点は、エコノマイザバイパスライン２
４であり、このエコノマイザを流れる水と、エコノマイ
ザをバイパスする水量を調節する流量調整弁２０を設け
、エコノマイザ出口２６に温度計２２及び圧力計２３を
設け、さらに流量調整弁２０を制御するための流量ｆｆ
整弁制御装置２１を設けたことを特徴としている。
次にこのように構成された本発明の排熱回収ボイラの作
動を説明する。第１図において、給水１４の一部はエコ
ノマイザバイパスライン２４を通り、流量調整弁２０へ
流れ、残りの水がエコノマイザｌＯへ流入する。このエ
コノマイザ１０でのガスタービン排気ガスと水との交換
熱量Ｑ、エコノマイザ１０を流れる水量Ｇ、エコノマイ
ザ１０での水の温度上昇ΔＴとの間には次式の関係が有
る。
動を説明する。第１図において、給水１４の一部はエコ
ノマイザバイパスライン２４を通り、流量調整弁２０へ
流れ、残りの水がエコノマイザｌＯへ流入する。このエ
コノマイザ１０でのガスタービン排気ガスと水との交換
熱量Ｑ、エコノマイザ１０を流れる水量Ｇ、エコノマイ
ザ１０での水の温度上昇ΔＴとの間には次式の関係が有
る。
Ｑ＝Ｇ Ｘ ΔＴ
−つの運転状態において、エコノマイザ１０での交換熱
量Ｑは水量Ｇの大小にかかわらずほぼ一定であるので、
エコノマイザを流れる水量Ｇが小さければ、水の温度上
昇ΔＴは大きくなり、エコノマイザ１０の出口水の温度
は高くなる。又反対に水量Ｇが大きければ、温度上昇は
小さくなり、エコノマイザ１０の出口の水温は低くなる
。
量Ｑは水量Ｇの大小にかかわらずほぼ一定であるので、
エコノマイザを流れる水量Ｇが小さければ、水の温度上
昇ΔＴは大きくなり、エコノマイザ１０の出口水の温度
は高くなる。又反対に水量Ｇが大きければ、温度上昇は
小さくなり、エコノマイザ１０の出口の水温は低くなる
。
同一運転状態において、蒸発量は一定であるから、給水
の総量はかえずにエコノマイザ１０へ流れる流量と、バ
イパスする流量の比率を流量調整弁２０により変化させ
ることにより、エコノマイザ出口の水温を調整すること
ができる。
の総量はかえずにエコノマイザ１０へ流れる流量と、バ
イパスする流量の比率を流量調整弁２０により変化させ
ることにより、エコノマイザ出口の水温を調整すること
ができる。
エコノマイザ出口２６の水がスチーミングを起こさない
条件は次式で示される。
条件は次式で示される。
ＴＥｃｏ出口＝ ＴＳ＋ΔＴ
但し、Ｔ ＢＣＯ出口 ： エコノマイザ出口の水温Ｔ
ｓ ： エコノマイザ出口圧力での飽和温度ΔＴ
： 温度差 ΔＴ＞０すなわち、エコノマ
イザ１０の出口水温度がその圧力の飽和温度より低けれ
ばよい。この条件を満すよう流量調整弁２０を制御すれ
ばよい。
ｓ ： エコノマイザ出口圧力での飽和温度ΔＴ
： 温度差 ΔＴ＞０すなわち、エコノマ
イザ１０の出口水温度がその圧力の飽和温度より低けれ
ばよい。この条件を満すよう流量調整弁２０を制御すれ
ばよい。
第２図により流量調整弁制御装置２１での制御方法を説
明する。エコノマイザ出口２６に設けられた圧力計２３
からの圧力信号は圧力対飽和温度換算器３１に入る。こ
こでエコノマイザ出口水の圧力に対する飽和温度が計算
され加算器Ａ３３へ信号が伝達される。
明する。エコノマイザ出口２６に設けられた圧力計２３
からの圧力信号は圧力対飽和温度換算器３１に入る。こ
こでエコノマイザ出口水の圧力に対する飽和温度が計算
され加算器Ａ３３へ信号が伝達される。
加算器Ａ３３では、温度差設定値２３＋ΔＴが減算され
、出力信号が加算Ｂ３４へ伝達される。ここでエコノマ
イザ出口２６に設けられた温度計２２からの信号との差
がとられ、その値がゼロになるようＰＩコントローラ３
５により、制御信号が発せられて流量調整弁２０が開閉
する。
、出力信号が加算Ｂ３４へ伝達される。ここでエコノマ
イザ出口２６に設けられた温度計２２からの信号との差
がとられ、その値がゼロになるようＰＩコントローラ３
５により、制御信号が発せられて流量調整弁２０が開閉
する。
第１図の本実施例は、車圧でエコノマイザ１０゜エバポ
レータ１１．スーパーヒータ１２が各１ケ有するシステ
ムを用いて説明したが、これに限るものではなく、エコ
ノマイザ１０を有するシステムであればいかなるシステ
ムでもよい。
レータ１１．スーパーヒータ１２が各１ケ有するシステ
ムを用いて説明したが、これに限るものではなく、エコ
ノマイザ１０を有するシステムであればいかなるシステ
ムでもよい。
また、本実施例は流量調整弁２０をエコノマイザ出口に
設けて流量調整を行っているが、第３図に示すようにエ
コノマイザ入口にて流量調整を行ってもよい。
設けて流量調整を行っているが、第３図に示すようにエ
コノマイザ入口にて流量調整を行ってもよい。
以上のように本発明によれば、給水が節炭器をバイパス
するラインを有し、このバイパスした水が節炭器出口水
と４流するよう構成したことにより、部分負荷でのエコ
ノマイザ内スチーミングが防止でき、従来部分負荷での
スチーミング防止のため、定格点でのアプローチポイン
ト温度差を大きくとっていたが、その必要がなくなるた
め、温度差を小さく設定して機器を設計し、プラント熱
効率向上がはかれる。
するラインを有し、このバイパスした水が節炭器出口水
と４流するよう構成したことにより、部分負荷でのエコ
ノマイザ内スチーミングが防止でき、従来部分負荷での
スチーミング防止のため、定格点でのアプローチポイン
ト温度差を大きくとっていたが、その必要がなくなるた
め、温度差を小さく設定して機器を設計し、プラント熱
効率向上がはかれる。
第１図は本発明の排熱回収ボイラの一実施例を示す概略
構成図、第２図は本発明に使用する流量調整弁制御装置
を示す制御系統図、第３図は本発明の他の実施例を示す
概略構成図、第４図は排熱回収ボイラを使用したコンバ
インドサイクル発電プラントを示す構成図、第５図は従
来の排熱回収ボイラを示す構成図、第６図および第７図
は排熱回収ボイラの作動を説明するための定格時および
部分負荷時の排熱回収ボイラ収熱線図である。 １・・・ガスタービン ２・・・排熱回収ボイラ３・
・・蒸気タービン １０・・・節炭器１１・・・蒸発
器 １２・・・過熱器１３・・・ドラム
１４・・・給水２０・・・流量調整弁 ２１・
・・流量調整弁制御装置２２・・・温度計 ２
３・・・圧力計２４・・・エコノマイザバイパスライン
２５・・・エコノマイザ入口 ２６・・・エコノマイザ出口 ２７・・・流量調整弁出口 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 ＠ １ 図 第３図 第２面 第４図 第５図 暑 ６ 図 第７図
構成図、第２図は本発明に使用する流量調整弁制御装置
を示す制御系統図、第３図は本発明の他の実施例を示す
概略構成図、第４図は排熱回収ボイラを使用したコンバ
インドサイクル発電プラントを示す構成図、第５図は従
来の排熱回収ボイラを示す構成図、第６図および第７図
は排熱回収ボイラの作動を説明するための定格時および
部分負荷時の排熱回収ボイラ収熱線図である。 １・・・ガスタービン ２・・・排熱回収ボイラ３・
・・蒸気タービン １０・・・節炭器１１・・・蒸発
器 １２・・・過熱器１３・・・ドラム
１４・・・給水２０・・・流量調整弁 ２１・
・・流量調整弁制御装置２２・・・温度計 ２
３・・・圧力計２４・・・エコノマイザバイパスライン
２５・・・エコノマイザ入口 ２６・・・エコノマイザ出口 ２７・・・流量調整弁出口 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 ＠ １ 図 第３図 第２面 第４図 第５図 暑 ６ 図 第７図
Claims (1)
- 排熱回収ボイラ節炭器において、給水が節炭器をバイパ
スするラインを有し、そのバイパスした水が節炭器出口
水と合流するよう構成した系統を有し、さらに節炭器を
流れる水と節炭器をバイパスする水の量を調整する流量
調整弁を有することを特徴とする排熱回収ボイラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22751288A JPH0275802A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 排熱回収ボイラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22751288A JPH0275802A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 排熱回収ボイラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0275802A true JPH0275802A (ja) | 1990-03-15 |
Family
ID=16862063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22751288A Pending JPH0275802A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | 排熱回収ボイラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0275802A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110225972A1 (en) * | 2008-11-13 | 2011-09-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for Operating a Waste Heat Steam Generator |
| JP2011196646A (ja) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Shin Kurushima Dockyard Co Ltd | 排ガスエコノマイザー循環水システム |
| KR20170098287A (ko) | 2015-02-10 | 2017-08-29 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 보일러 급수 시스템 및 그것을 구비한 보일러, 보일러 급수 방법 |
| WO2018024340A1 (de) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben eines abhitzedampferzeugers |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6291703A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-27 | 株式会社日立製作所 | 節炭器のスチ−ミング防止装置 |
-
1988
- 1988-09-13 JP JP22751288A patent/JPH0275802A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6291703A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-27 | 株式会社日立製作所 | 節炭器のスチ−ミング防止装置 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2012508861A (ja) * | 2008-11-13 | 2012-04-12 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 排熱回収ボイラの運転方法 |
| TWI510744B (zh) * | 2008-11-13 | 2015-12-01 | Siemens Ag | 操作一熱回收蒸氣發生器之方法、熱回收蒸氣發生器以及燃氣及蒸氣渦輪機設備 |
| US9593844B2 (en) | 2008-11-13 | 2017-03-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for operating a waste heat steam generator |
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| KR20170098287A (ko) | 2015-02-10 | 2017-08-29 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 보일러 급수 시스템 및 그것을 구비한 보일러, 보일러 급수 방법 |
| KR20180101635A (ko) | 2015-02-10 | 2018-09-12 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 보일러 급수 시스템 및 그것을 구비한 보일러, 보일러 급수 방법 |
| WO2018024340A1 (de) * | 2016-08-05 | 2018-02-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum betreiben eines abhitzedampferzeugers |
| US10948178B2 (en) | 2016-08-05 | 2021-03-16 | Siemens Energy Global GmbH & Co. KG | Method for operating a waste heat steam generator |
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