JPH0518503A - 冶金炉排ガス顕熱回収発電設備 - Google Patents

冶金炉排ガス顕熱回収発電設備

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JPH0518503A
JPH0518503A JP19569291A JP19569291A JPH0518503A JP H0518503 A JPH0518503 A JP H0518503A JP 19569291 A JP19569291 A JP 19569291A JP 19569291 A JP19569291 A JP 19569291A JP H0518503 A JPH0518503 A JP H0518503A
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JP
Japan
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steam
exhaust gas
turbine
sensible heat
reheater
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Pending
Application number
JP19569291A
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English (en)
Inventor
Motohiko Sue
元彦 須恵
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Kawasaki Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Kawasaki Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22STEAM GENERATION
    • F22BMETHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F22B1/183Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines in combination with metallurgical converter installations

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 タービンの途中より蒸気を抽出し、この抽出
した蒸気を再び排ガス冷却装置の再熱手段に戻し、排ガ
スの顕熱により飽和蒸気より若干過熱した蒸気としてタ
ービンに再投入することにより、タービン内の蒸気の湿
分がタービン動翼に悪影響を与えない状態でタービンを
駆動させるとともに、従来技術に比べ回収電力の増加が
図れる発電設備を提供することにある。 【構成】 溶融還元炉,転炉など冶金炉排ガス顕熱回収
発電設備において、排ガス冷却装置に、蒸気タービンの
途中より抽出した蒸気を、飽和蒸気より若干過熱した蒸
気として蒸気タービンの中途部に戻す再熱手段を設けた
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融還元炉や転炉など
の間欠的に発生する排ガス顕熱により飽和蒸気を発生さ
せ、この蒸気により蒸気タービン、および、発電機を駆
動し電力として回収する発電設備の改善に関する。
【0002】
【従来の技術】溶融還元炉,転炉などの冶金炉から発生
する排ガス処理装置により飽和蒸気を発生せしめ、この
飽和蒸気のまま蒸気タービンに供給し、タービン、およ
び、発電機を駆動する冶金炉排ガス顕熱回収発電設備は
知られている。(例えば、特開昭61−125502号
公報参照)
【0003】また、40kg/cm2G〜60kg/cm2Gクラ
スの飽和蒸気をタービンに流入せしめた場合、タービン
内部において圧力が低下するにつれて蒸気の湿り度が増
加するが、タービン途中段落においてタービンの動翼に
許容される蒸気湿分の状態の圧力で抽出し、ドレン分離
器により飽和蒸気として再びタービンに供給する手段
は、原子力発電所で通常行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の冶金炉排ガス処
理設備では、排ガス処理設備の上流に設置される排ガス
冷却装置の出口部分において、排ガスは最低500℃以
上の排ガス顕熱を有しており、排ガス冷却装置以降に設
置される排ガス除塵装置の耐熱材料の選定,当該除塵装
置中に除塵のために供給される水量などを配慮して設計
する必要があり、設備費、および、運転費が嵩むなどの
経済的な課題がある。
【0005】また、ドレン分離器で湿分分離することに
より、再混入される蒸気量は抽出蒸気量より10〜13
%減少し、この減少分に見合うだけ回収電力は減少する
という課題が残されている。
【0006】本発明の目的は、タービンの途中より蒸気
を抽出し、この抽出した蒸気を再び排ガス処理装置の再
熱手段に戻し、排ガスの顕熱により飽和蒸気より若干過
熱した蒸気としてタービンに再投入することにより、タ
ービン内の蒸気の湿分がタービン動翼に悪影響を与えな
い状態でタービンを駆動させるとともに、従来技術に比
べ回収電力の増加が図れる発電設備を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】従来技術の課題を解決す
る本発明の構成は、溶融還元炉,転炉などの冶金炉から
発生する排ガス処理装置により飽和蒸気を発生せしめ、
飽和蒸気のまま蒸気タービンに供給し、タービン動翼、
および、発電機を駆動する冶金炉排ガス顕熱回収発電設
備において、上記排ガス処理装置に、蒸気タービンの途
中より抽出した蒸気を、飽和蒸気より若干過熱した蒸気
として蒸気タービンの中途部に戻す再熱手段を設けたも
のである。
【0008】
【実施例】次に、図面について本発明実施例の詳細を説
明する。図1は、本発明発電設備の説明図、図2は、別
実施例の説明図である。
【0009】図1に示す冶金炉排ガス顕熱回収発電設備
の構成、および、作用を説明すると、冶金炉1から発生
する排ガスの顕熱により、排ガス処理設備の内の排ガス
冷却装置2内に設けられた蒸発器3から発生する飽和蒸
気は、蒸気ドラム4から主蒸気管5を経て蒸気タービン
6に送られる。蒸気タービン6内に送給された飽和蒸気
は、膨張して圧力を下げると共に蒸気湿り度が増加し、
湿り度が12〜13%程度の圧力となる。
【0010】蒸気タービン6で膨張し湿分が増加した湿
り蒸気を、蒸気タービン6の中途部に設けた湿り蒸気管
7を経て上記排ガス冷却装置2内に設置した再熱器8に
戻す。再熱器8に戻された湿り蒸気は、排ガス顕熱によ
り湿分を除去し、さらに、飽和蒸気温度より若干高い
(20〜30℃)過熱蒸気となったのち、飽和蒸気管9
を経て再び蒸気タービン6の中途部に再投入せしめられ
る。再投入された蒸気は、再び膨張し圧力を下げて湿分
12〜13%で復水器10に入り、ここで復水となり復
水ポンプ11,ボイラ給水ポンプ12を介して上記蒸気
ドラム4に送られる。この過程において、蒸気タービン
6により発電機13を回転駆動して電力を発生させる。
【0011】一方、冶金炉1から発生する排ガス量,排
ガス温度は、吹錬中といえども必ずしも一定でなく、当
然変動することが考えられる。また、再熱器8の出口圧
力は、高々3〜5kg/cm2Gであるため、その飽和温度
も140〜160℃程度であって、高いものではない。
【0012】従って、再熱器8を通過する蒸気量と排ガ
スの授熱量が変動し、再熱器8の出口蒸気温度が高くな
っても、再熱器8,飽和蒸気管9、および、蒸気タービ
ン6の材質強度低下に影響を与えるものでなく、むしろ
蒸気湿り度が減少しタービン動翼に与える影響は良い方
向に向かうこととなる。
【0013】しかし、不測の事態に対処するため、上記
主蒸気管5より湿り蒸気管7に短絡する管路に調節弁1
4を設け、再熱器8の出口温度、即ち、蒸気タービン6
への再流入口温度が規定値より高くなれば、蒸気調節弁
14を開いて再熱器通過蒸気量を増して蒸気温度を下げ
るように調整する。また、蒸気湿り蒸気管7から飽和蒸
気管9に短絡する管路に調節弁15を設け、タービン再
流入口温度が規定値より低下すれば、上記調節弁15を
開いて、湿り蒸気管7内の湿り蒸気を直接飽和蒸気管9
に流すことにより、再熱器8の通過蒸気量を減少するよ
うに調整し、再熱器出口温度を上昇させる。飽和蒸気、
および、湿り蒸気の領域では蒸気圧力と蒸気温度は対応
し、蒸気圧力が変らない限り蒸気温度が変化しない。上
記のように飽和蒸気温度より若干高い目の過熱蒸気にす
ることにより、再熱器8の出口蒸気圧力が一定であって
も再熱器8の出口蒸気温度の変化を知ることができる。
【0014】また、吹錬開始直後、高温排ガスの発生よ
り蒸気発生が若干遅れ、その間再熱器8の管壁が高温排
ガスにさらされて高温となり、材質強度の低下、あるい
は、時には焼損の危険も生じる。一方、非吹錬完了時で
あっても、蒸気ドラム4は数kg/cm2Gの残圧をもって
いる。
【0015】従って、吹錬開始(この開始時点は、転炉
などに酸素を吹き込むランスの位置などで充分検出しう
る。)直前に、信号により調節弁14を開き、蒸気ドラ
ム4からの蒸気を再熱器8に流入させ、蒸気ドラム4の
蒸気圧が定格になれば、この調節弁14を閉じる運転手
段を行い、再熱器8の焼損を防止するバックアップ手段
が講じられている。
【0016】図2は、上記実施例の主蒸気管5の管路に
アキュムレータ16を設けた発電設備を示している。一
般にこの種冶金炉1は、吹錬と非吹錬を交互に繰り返し
運転されることから、排ガス冷却装置2から発生する蒸
気は特性上間欠的であり、これを平滑化するために、吹
錬工程に発生する蒸気を貯えるアキュムレータ16を、
排ガス冷却装置2の蒸気ドラム4から蒸気タービン6に
至る主蒸気管5に介設したものである。その他の構成
は、図1に示す実施例と同一であるので、同一記号を付
すことにより詳細な説明は省略する。
【0017】
【発明の効果】上述のように本発明の構成によれば、次
のような効果が得られる。 (a)溶融還元炉,転炉などの冶金炉から発生する排ガ
スの顕熱により、排ガス冷却装置内に設けられた蒸発器
から発生する飽和蒸気は、蒸気ドラムを経て蒸気タービ
ンに送られ、復水器を経て蒸気ドラムに至る間に発電機
を回転駆動して電力を発生することができることは勿論
のこと、 (b)特に本発明においては、排ガス冷却装置に、蒸気
タービンの途中より抽出した蒸気を飽和蒸気より若干過
熱した蒸気として蒸気タービンの中途部に戻す再熱手段
を設けたので、タービン内の蒸気の湿分がタービン動翼
に悪影響を与えない状態でタービンを駆動することがで
き、発電効率の向上が図れる。 (c)排ガス処理設備の排ガス冷却装置を出た排ガス
は、続いて排ガス除塵装置で除塵され、有効ガスとして
貯蔵ホルダーに供給されるが、排ガス冷却装置に再熱器
などの再熱手段を設けたことにより、再熱手段による抽
出蒸気加熱のために排ガス冷却装置の出口温度は従来技
術より低下せしめられ、この出口以降の材質の選定,耐
用期間などの設計が有利となり、経済的効果が大きい。 (d)蒸気量が再流入点以降でも減少することがないた
め、回収電力は、従来技術のドレン分離方式に比べて約
8〜9%増加する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明冶金炉排ガス顕熱回収発電設備の説明図
である。
【図2】別実施例の説明図である。
【符号の説明】
1 冶金炉 2 排ガス冷却装置 3 蒸発器 4 蒸気ドラム 5 主蒸気管 6 蒸気タービン 7 湿り蒸気管 8 再熱器 9 飽和蒸気管 10 復水器 11 復水ポンプ 12 ボイラ給水ポンプ 13 発電機 14 調節弁 15 調節弁 16 アキュムレータ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 溶融還元炉,転炉などの冶金炉から発生
    する排ガス処理装置により飽和蒸気を発生せしめ、飽和
    蒸気のまま蒸気タービンに供給し、タービン、および、
    発電機を駆動する冶金炉排ガス顕熱回収発電設備におい
    て、上記排ガス処理装置に、蒸気タービンの途中より抽
    出した蒸気を、飽和蒸気よりわずかに過熱した蒸気とし
    て蒸気タービンの中途部に戻す再熱手段を設けたことを
    特徴とする冶金炉排ガス顕熱回収発電設備。
JP19569291A 1991-07-09 1991-07-09 冶金炉排ガス顕熱回収発電設備 Pending JPH0518503A (ja)

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JP19569291A JPH0518503A (ja) 1991-07-09 1991-07-09 冶金炉排ガス顕熱回収発電設備

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JP19569291A JPH0518503A (ja) 1991-07-09 1991-07-09 冶金炉排ガス顕熱回収発電設備

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JPH0518503A true JPH0518503A (ja) 1993-01-26

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ID=16345412

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JP19569291A Pending JPH0518503A (ja) 1991-07-09 1991-07-09 冶金炉排ガス顕熱回収発電設備

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007238985A (ja) * 2006-03-07 2007-09-20 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 転炉排ガス冷却システムおよび転炉排ガス冷却システム運転方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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