JPH0544406A - Metallurgical furnace exhaust gas sensible heat recovery power generation equipment having accumulator - Google Patents

Metallurgical furnace exhaust gas sensible heat recovery power generation equipment having accumulator

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JPH0544406A
JPH0544406A JP3230945A JP23094591A JPH0544406A JP H0544406 A JPH0544406 A JP H0544406A JP 3230945 A JP3230945 A JP 3230945A JP 23094591 A JP23094591 A JP 23094591A JP H0544406 A JPH0544406 A JP H0544406A
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JP
Japan
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steam
turbine
accumulator
pressure
power generation
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Application number
JP3230945A
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Japanese (ja)
Inventor
Motohiko Sue
元彦 須恵
Original Assignee
Kawasaki Heavy Ind Ltd
川崎重工業株式会社
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Abstract

PURPOSE:To recover a large quantity of thermal energy as electric power having high additional value by installing an accumulator whose average evaporation generated at the time of blowing-in smelting constitutes a specified value, and providing a control means with which operation of a generator does not become motoring due to of reverse power transmission from outside and capable of continuing operation smoothly. CONSTITUTION:An accumulator 6 whose average evaporation generated at the time of blowing-in smelting is fixed almost equal to the value of the average evaporation of effective holding water quantity at the time of full water level of the accumulator is installed. There is provided a control means with which a steam turbine 9 does not become in the state below no load condition even when non-blowing-in smelting time is extended due to several reasons, so that operation of a generator 10 does not become motoring and can continue operation smoothly. In addition to a method that controls flow by means of governor valve 8, variable pressure operation wherein opening of the governor valve 8 is fixed (usually fully opened), and steam is passed through the turbine 9 in proportion to the pressure at the inlet port of the turbine is performed. When the steam pressure at the inlet port of the turbine changes.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アキュムレータを有す
る冶金炉排ガス顕熱回収発電設備に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metallurgical furnace exhaust gas sensible heat recovery power generation facility having an accumulator.
【0002】[0002]
【発明の技術的背景】溶融還元炉,転炉などの冶金炉の
ように、吹錬,非吹錬の繰り返しにより間欠的に発生す
る排ガスの顕熱を電力として回収しようとする要求が広
まりつつある。しかしながら、冶金炉のように、間欠的
に発生する排ガスの顕熱により発生する間欠的な蒸気の
みを用いた発電プラントは現在存在しておらないが、仮
に、間欠的に発生する蒸気を平滑化して排ガス顕熱を電
力として回収するには、巨大な容量のアキュムレータを
必要とし、莫大な設備費を要することから実現性に乏し
い。(例えば、特開昭61−125502号公報参照)
BACKGROUND OF THE INVENTION As in metallurgical furnaces such as smelting reduction furnaces and converters, the demand for recovering the sensible heat of exhaust gas intermittently generated by repeated blowing and non-blowing as electric power is spreading. is there. However, there is currently no power plant such as a metallurgical furnace that uses only intermittent steam generated by the sensible heat of exhaust gas that is generated intermittently, but temporarily smooths the steam generated intermittently. In order to recover the sensible heat of the exhaust gas as electric power by using an accumulator with a huge capacity and enormous equipment cost, it is not feasible. (See, for example, JP-A-61-125502)
【0003】転炉のような冶金炉から発生する高温の排
ガスは、一般に水冷壁などを有した排ガス冷却装置と除
塵装置を有する排ガス処理設備(例えばOG装置)で冷
却され除塵されたのち、燃料として使用される。この冷
却のためにOG装置に供給された冷却水は温水となって
冷却塔に戻り、ここで冷却されて再びOG装置に送られ
ているのが普通である。
High-temperature exhaust gas generated from a metallurgical furnace such as a converter is generally cooled by an exhaust gas cooling device having a water cooling wall and an exhaust gas treatment facility (for example, an OG device) having a dust removing device to remove dust, and then fuel. Used as. The cooling water supplied to the OG device for this cooling becomes hot water and returns to the cooling tower, where it is usually cooled and sent to the OG device again.
【0004】また、製鉄所構内で蒸気を必要とする場
合、図4に示すような設備が設けられている。図中1は
転炉,2はOG装置の排ガス冷却装置,3は蒸気ドラ
ム,4は飽和蒸気管,5、および、27は圧力調節弁,
6はアキュムレータ,7は負荷であって、OG装置2で
発生した蒸気は蒸気ドラム3に送られ、ここから圧力調
節弁5を介してアキュムレータ6に貯えられる。蒸気ド
ラム3の発生蒸気は圧力調節計5aからの信号により圧
力調節弁5によって一定の圧力(通常約40Kg/cm
2G)に保たれている。アキュムレータ6に貯えられた
蒸気は構内負荷の需要に応じ供給されるが、通常、構内
で使用される蒸気圧力は高くとも10〜15Kg/cm2
であり、この圧力となるように圧力調節計27aからの
信号により圧力調節弁27によって制御され負荷7に供
給されている。即ち、間欠的に発生する40Kg/cm2
の蒸気はアキュムレータ6と圧力調節弁27によって1
0〜15Kg/cm2Gの平滑な蒸気となって負荷側に送ら
れている。
When steam is required in the steelworks, facilities as shown in FIG. 4 are provided. In the figure, 1 is a converter, 2 is an exhaust gas cooling device for an OG device, 3 is a steam drum, 4 is a saturated steam pipe, 5 and 27 are pressure control valves,
Reference numeral 6 is an accumulator, and 7 is a load. The steam generated in the OG device 2 is sent to the steam drum 3 and is stored in the accumulator 6 via the pressure control valve 5. The steam generated by the steam drum 3 is kept at a constant pressure (usually about 40 kg / cm 2) by the pressure control valve 5 according to a signal from the pressure regulator 5a.
2 G). The steam stored in the accumulator 6 is supplied according to the demand of the load on the premises, but normally the steam pressure used in the premises is at most 10 to 15 kg / cm 2 G
The pressure is supplied to the load 7 under the control of the pressure adjusting valve 27 by the signal from the pressure adjusting gauge 27a so as to attain this pressure. That is, 40 kg / cm 2 G generated intermittently
The steam of 1 is set by the accumulator 6 and the pressure control valve 27.
It is sent to the load side as a smooth steam of 0 to 15 kg / cm 2 G.
【0005】蒸気原動所のサイクル熱効率は、タービン
入口の蒸気圧力,温度を上げれば良くなることはよく知
られている。上述のような14Kg/cm2G程度の蒸気を
タービンに送れば、一定発電量を連続してとり出すこと
が可能であるが回収電力は余り多くならない。図5に、
タービン入口の圧力を変化させた場合の回収電力の割合
を示す。この特性図に示すように、OG装置2をボイラ
化した場合、一般に採用される蒸気圧である40Kg/cm
2Gまで高めると、14Kg/cm2Gの場合に比べて約18
%多く電力が回収される。
It is well known that the cycle thermal efficiency of a steam power plant can be improved by increasing the steam pressure and temperature at the turbine inlet. If a steam of about 14 kg / cm 2 G as described above is sent to the turbine, it is possible to take out a certain amount of power generation continuously, but the recovered power does not increase so much. In Figure 5,
The ratio of the recovered power when the pressure at the turbine inlet is changed is shown. As shown in this characteristic diagram, when the OG device 2 is converted to a boiler, the vapor pressure that is generally adopted is 40 kg / cm.
When it is increased up to 2 G, it is about 18 compared with the case of 14 kg / cm 2 G.
More electricity is recovered.
【0006】即ち、発電量を増やすためには、できる限
りアキュムレータ6からの発生蒸気が高く、かつ、変動
のないことが望ましいがアキュムレータ6の容量は、貯
える蒸気量と、アキュムレータ内圧の変動幅の大きさに
よって決定されるため、上記のようなアキュムレータは
どうしても大きな容量となる。
That is, in order to increase the amount of power generation, it is desirable that the generated steam from the accumulator 6 is as high as possible and that it does not fluctuate, but the capacity of the accumulator 6 is determined by the amount of steam to be stored and the fluctuation range of the accumulator internal pressure. Since it is determined by the size, the accumulator as described above has a large capacity.
【0007】図6は、当初のアキュムレータ器内圧40
Kg/cm2Gの状態から器内圧を下げて、蒸気量1,00
0Kgをとり出すに必要なアキュムレータ有効内容積の関
係を示した。いま、器内圧を36Kg/cm2G(圧力変動
10%)に下げて1,000Kgの蒸気をとり出すとした
ときのアキュムレータ有効内容積は83m3であるので、
余裕を考えると約100m3のアキュムレータを必要とす
ることがわかる。
FIG. 6 shows the initial accumulator internal pressure 40.
From the state of Kg / cm 2 G, lower the internal pressure and increase the steam amount to 100
The relationship of the effective internal volume of the accumulator required to extract 0 kg is shown. Since the effective internal volume of the accumulator is 83 m 3 when the internal pressure is reduced to 36 kg / cm 2 G (pressure fluctuation 10%) and 1,000 kg of steam is taken out,
It can be seen that an accumulator of about 100 m 3 is required considering the margin.
【0008】転炉操業は1チャージの間に受銑→吹錬→
出鋼の一連の工程が行われ、この吹錬工程中に高温の転
炉ガスが発生し、OG装置2から蒸気が発生する。一般
に転炉は2〜3基設置され、その内の1〜2基が稼働さ
れ、残りはレンガの張り替え等補修のため休止状態にあ
る。標準的な1チャージ製鋼時間は30〜40分で、そ
の内、吹錬時間は15〜18分である。即ち、2基が交
互に運転されている場合、理想的には吹錬約15分、非
吹錬最大5分であり、1基単独運転の場合、吹錬15分
非吹錬最大25分となる。転炉の場合、吹錬時間はほぼ
上記の時間で変化がないが、非吹錬時間は鋼鉄生産状況
や受銑、出鋼の調整その他の理由で上記の値より延長さ
れることは充分予想しなければならない。
[0008] The converter operation is received in one charge during one charge → blowing →
A series of steps for tapping is performed, high-temperature converter gas is generated during this blowing step, and steam is generated from the OG device 2. Generally, 2 to 3 converters are installed, 1 to 2 of them are in operation, and the rest are in a dormant state for repair such as brick replacement. The standard one-charge steelmaking time is 30 to 40 minutes, of which the blowing time is 15 to 18 minutes. That is, when two units are alternately operated, it is ideally about 15 minutes for blowing and 5 minutes at maximum for non-blowing, and 15 minutes for blowing and 25 minutes at maximum for single operation alone. Become. In the case of a converter, the blowing time is almost the same as the above time, but the non-blowing time is sufficiently expected to be extended from the above value due to the steel production situation, pig iron, adjustment of tapping, etc. Must.
【0009】代表的な例として、転炉2基操業が図7の
ような状態で運転がなされているとする。 いま、製鋼時間T:40分 吹錬時間t1:15分 とし、No.1炉の非吹錬の丁度中間にNo.2炉の吹錬が行わ
れる図8のような理想的な場合を考えると、どちらのO
G装置からも蒸気の発生しない状態の時間t2=5分と
なる。1基のOG装置から発生する蒸気量として10
0,000Kg/hrと仮定する。いま、非吹錬時間中にア
キュムレータの器内圧を40Kg/cm2Gから36Kg/cm2
G迄下げて蒸気を取り出し、吹錬,非吹錬にかかわらず
一定蒸気量を負荷側(図4の7)に供給するとすれば、
非吹錬中に取出す蒸気量は6,250Kgであるので、前
述〔0007〕と合わせるとアキュムレータ容量は62
5m3という大きなものを必要とする。計算過程は次式に
示す。図8において、アキュムレータに貯えるべき量b
=アキュムレータから取出される量dであるので、
As a typical example, it is assumed that the operation of two converters is performed in a state as shown in FIG. Now, assuming that the steelmaking time T: 40 minutes and the blowing time t 1 : 15 minutes, the No. 2 furnace is blown exactly in the middle of the No. 1 furnace non-blown case. Which O
The time t 2 = 5 minutes when steam is not generated even from the G unit. The amount of steam generated from one OG device is 10
Assume 10,000 Kg / hr. Now, during the non-blowing time, the internal pressure of the accumulator is changed from 40 kg / cm 2 G to 36 kg / cm 2
If the steam is taken out after lowering to G and a constant amount of steam is supplied to the load side (7 in FIG. 4) regardless of whether blowing or non-blowing,
Since the amount of steam taken out during non-blowing is 6,250 kg, the accumulator capacity is 62 when combined with the above [0007].
It requires a large one of 5m 3 . The calculation process is shown in the following equation. In FIG. 8, the amount b to be stored in the accumulator
= Since it is the amount d taken out from the accumulator,
【数1】 [Equation 1]
【表1】 [Table 1]
【0010】このアキュムレータ容量を減少するため
に、最低圧力Pa min を下げればよいが、一方、図5か
ら明らかなように、発電出力は減少し、そのメリットは
低下する。
In order to reduce the accumulator capacity, the minimum pressure Pa min may be lowered, but on the other hand, as is apparent from FIG. 5, the power generation output is reduced and its merit is reduced.
【0011】本発明の目的は、このような巨大な容量の
アキュムレータを設置せず、かつ、円滑な運転を持続す
ることを可能とした発電プラントを開発し、現在大部分
回収されずに放置されている多量の熱エネルギーを、付
加価値の高い電力として回収しうるアキュムレータを有
する冶金炉排ガス顕熱回収発電設備を安価に提供するこ
とにある。
The object of the present invention is to develop a power generation plant which does not install such an enormous capacity accumulator and is capable of maintaining smooth operation, and at present, most of it is left uncollected and left unattended. It is an object to provide a metallurgical furnace exhaust gas sensible heat recovery power generation facility having an accumulator capable of recovering a large amount of heat energy as high value-added electric power at low cost.
【0012】[0012]
【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
間欠的に発生する排ガスの顕熱を排ガス処理装置で回収
して飽和蒸気を発生せしめ、新たに設置するタービン発
電機設備とアキュムレータ設備の設備費の和が最小とな
るように両設備の容量を選定すると同時に、転炉が1基
操業となり吹錬完了より次の吹錬開始迄の時間が長くな
ったり、その他、転炉操業事情等で非吹錬時間が延長
し、蒸気の発生がない状態が相当長時間継続してもター
ビン9に入るエネルギーが減少し、タービン9及び発電
機10を定格回転で駆動しえず、逆に外電ライン15か
らの逆送電力により発電機10がモータ状態となり、タ
ービン9を駆動さすようなモータリング現象が発生しな
いような制御手段を設けたものである。
The structure of the present invention for solving the problems of the prior art is such that the sensible heat of exhaust gas intermittently generated from a metallurgical furnace such as a smelting reduction furnace or a converter is recovered by an exhaust gas treatment device. The capacities of both equipment are selected so that saturated steam is generated and the sum of the equipment costs of the newly installed turbine generator equipment and accumulator equipment is minimized. The time until the start of blowing becomes long, the non-blowing time is extended due to other factors such as converter operating conditions, and the energy entering the turbine 9 is reduced even if the state where no steam is generated continues for a considerably long time. Control such that the turbine 9 and the generator 10 cannot be driven at the rated rotation, and conversely, the generator 10 is in a motor state due to the reverse power supply from the external power line 15 and a motoring phenomenon that drives the turbine 9 does not occur. Means Those digits.
【0013】[0013]
【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、本発明発電設備の代表的実施例を示し
た説明図、図2は、飽和蒸気使用の発電設備を示した説
明図、図3は、独立蒸気過熱器を使用した発電設備の説
明図、図6はアキュムレータ器内圧−アキュムレータ発
生蒸気特性図、図8は蒸気ドラム発生蒸気量−時間特性
図、図11はアキュムレータ器内圧−時間特性図、図1
2はアキュムレータ発生蒸気量−時間特性図、図13は
発電出力−時間特性図、図14は最小発電出力を変化さ
せた場合のアキュムレータ容量及び最大発電出力の特性
図、図15は最小発電出力を変化させた場合の発電設備
費とアキュムレータ設備費の和の特性図、図17は製鋼
時間に対するアキュムレータ器内圧、および、タービン
通過蒸気量である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, details of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing a typical embodiment of the power generation equipment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view showing a power generation equipment using saturated steam, and FIG. 3 is an explanation of a power generation equipment using an independent steam superheater. FIG. 6, FIG. 6 is a characteristic diagram of accumulator unit internal pressure-accumulator generated steam, FIG. 8 is a characteristic diagram of steam drum generated vapor amount-time characteristic, FIG. 11 is an accumulator unit internal pressure-time characteristic diagram, FIG.
2 is an accumulator generated steam amount-time characteristic diagram, FIG. 13 is a power generation output-time characteristic diagram, FIG. 14 is a characteristic diagram of accumulator capacity and maximum power generation output when the minimum power generation output is changed, and FIG. 15 is a minimum power generation output. A characteristic diagram of the sum of the power generation equipment cost and the accumulator equipment cost when changed, and FIG. 17 shows the accumulator internal pressure and the turbine passing steam amount with respect to the steelmaking time.
【0014】転炉のような冶金炉を使用する製鉄所の使
用電力は、一般に数十万KWであり、数万KWの電力変動が
発電側で生じても殆んど問題はない。従って、アキュム
レータを設置せずに図8のaで表されるような蒸気ドラ
ム3からの発生蒸気量G。全量を吹錬中のt1 分間ター
ビン9に供給するとすれば、Goに見合う分の発電が得
られるので、このとき最大の発電出力となる。しかし、
蒸気を発生しない非吹錬中のt2 分間は、発電機10は
外部電力系統からの逆送により電力エネルギーが与えら
れてモータとなり、タービン9、および、発電機はまわ
されることとなる。このような運転方法を採用するとア
キュムレータ6の設備費は不要となるが、タービン9,
発電機10,復水器16,冷却水ポンプ17,冷却塔1
8などのタービン発電機設備の設備費は最大となる。ア
キュムレータ6を設置することにより、ボイラ発生蒸気
量の一部はアキュムレータ6に貯えられることにより、
タービン9を通過する蒸気量は減少するため発電出力は
減少する。アキュムレータ6の容量を大きくして、前述
The electric power used in a steel mill using a metallurgical furnace such as a converter is generally several hundred thousand KW, and even if a power fluctuation of several tens of thousand KW occurs on the power generation side, there is almost no problem. Therefore, the amount G of steam generated from the steam drum 3 as represented by a in FIG. 8 without installing an accumulator. If the total amount is supplied to the turbine 9 for t1 minutes during blowing, the power generation corresponding to Go can be obtained, and at this time, the maximum power generation output is obtained. But,
During t2 minutes during non-blowing that does not generate steam, the generator 10 is supplied with electric energy by the reverse transmission from the external power system to become a motor, and the turbine 9 and the generator are rotated. If such an operating method is adopted, the facility cost of the accumulator 6 becomes unnecessary, but the turbine 9,
Generator 10, condenser 16, cooling water pump 17, cooling tower 1
The equipment cost of turbine generator equipment such as 8 will be the maximum. By installing the accumulator 6, part of the steam generated by the boiler is stored in the accumulator 6,
Since the amount of steam passing through the turbine 9 decreases, the power generation output also decreases. By increasing the capacity of the accumulator 6,
〔0009〕のようなアキュムレータを設置すると、吹
錬中,非吹錬中に拘らず一定出力となり、このときアキ
ュムレータの設備費は最大となり、タービン発電機及び
冷却水設備の設備費は最小となる。
If an accumulator such as [0009] is installed, the output will be constant regardless of blowing and non-blowing, at which time the equipment cost of the accumulator will be maximum and the equipment cost of the turbine generator and cooling water equipment will be minimum. ..
【0015】次にタービン発電機の負荷のとり方につい
て説明する。タービンの出力は、次式で表わされる。
Next, how to take the load of the turbine generator will be described. The output of the turbine is expressed by the following equation.
【数2】 L:発電端出力(KW) Ht:タービン加減弁後(タービン第1段仕切入口前)
からタービン出口までの断熱落差(kcal/kg) Gt:タービン内部通過流量(kg/hr) ηt:タービン内部効率 ηm:機械効率 ηg:発電機効率
[Equation 2] L: Power generation end output (KW) Ht: After turbine adjustment valve (before turbine first stage partition entrance)
Head to turbine outlet (kcal / kg) Gt: Turbine internal flow rate (kg / hr) ηt: Turbine internal efficiency ηm: Mechanical efficiency ηg: Generator efficiency
【0016】ηt,ηm,ηgを一定とすれば、発電端
出口L(KW)はHt・Gtに比例する。また、図9のi
−s特性図に示す加減弁後の圧pt1(ata) は、タービン
通過流量Gt(kg/hr)に比例する。即ち、タービン通
過流量Gtを定めれば、タービン出口圧力pe(ata) =
一定の場合、内部の断熱熱落差Htは定まる。即ち、タ
ービン通過流量Gtを調整することで〔数2〕のGt,
Htが定まり、発電出力Pを制御することができる。ち
なみに、図9におけるgは、タービン入口圧pto (at
a) ,hは、加減後圧pt1(ata) ,iは、加減弁絞り,
jは、タービン内部断熱熱落差Htkcal/kg,kは、タ
ービン膨張線,lは、タービン出口状態,mは、タービ
ン出口pe(ata) である。
If ηt, ηm and ηg are constant, the power generation end outlet L (KW) is proportional to Ht · Gt. In addition, i in FIG.
The pressure pt1 (ata) after the control valve shown in the −s characteristic diagram is proportional to the turbine passage flow rate Gt (kg / hr). That is, if the turbine passage flow rate Gt is determined, the turbine outlet pressure pe (ata) =
When it is constant, the internal adiabatic heat drop Ht is determined. That is, by adjusting the turbine passing flow rate Gt, Gt of [Equation 2],
Ht is determined, and the power generation output P can be controlled. Incidentally, g in FIG. 9 is the turbine inlet pressure pto (at
a) and h are the adjusted pressure pt1 (ata), i is the adjustable valve throttle,
j is the turbine internal adiabatic heat drop Htkcal / kg, k is the turbine expansion line, l is the turbine outlet state, and m is the turbine outlet pe (ata).
【0017】通常の火力発電プラントのようにボイラ出
口の蒸気圧力、即ちタービン入口の蒸気圧力が一定に制
御されているプラントにおいては、タービン入口の加減
弁8の開度を操作することによって発電出力を制御す
る。即ち、図10の発電出力検出装置10からの信号を
タービンガバナー11に送り、ガバナー内で設定出力値
とつき合わせ、偏差信号によってタービン加減弁8を制
御して出力を制御する出力制御運転方法があり、この運
転方法では外電ライン15の周波数の変動に拘らず一定
出力となる。もう一つの方法は、回転数検出装置9aか
らの信号をタービンガバナー11に送り、ガバナーの速
度調足率の特性と外電ライン15との周波数の交点で出
力を定めるガバナーフリー運転方法があり、この場合、
外電ライン15の周波数が上昇すると発電機出力が減少
し、周波数が下がると発電機出力は増加する。最近の電
子ガバナーを採用したタービンでは出力制御方法が通常
採用されている。
In a plant in which the steam pressure at the boiler outlet, that is, the steam pressure at the turbine inlet is controlled to be constant as in a normal thermal power plant, the power generation output is controlled by operating the opening degree of the regulator valve 8 at the turbine inlet. To control. That is, the output control operation method of sending a signal from the power generation output detection device 10 of FIG. 10 to the turbine governor 11, matching it with a set output value in the governor, and controlling the turbine control valve 8 by the deviation signal to control the output is described. Therefore, in this operating method, the output is constant regardless of the fluctuation of the frequency of the external power line 15. Another method is a governor-free operation method in which a signal from the rotation speed detection device 9a is sent to the turbine governor 11, and the output is determined at the intersection of the speed governing rate characteristic of the governor and the frequency of the external power line 15. If
When the frequency of the external power line 15 increases, the generator output decreases, and when the frequency decreases, the generator output increases. The power control method is usually adopted in the turbine adopting the recent electronic governor.
【0018】上記のように加減弁8でタービン通過流量
を制御する方法では、タービン通過流量Gtが少ないと
きには加減弁後の圧力pt 1(図9のh)は低下し、加減
弁8での絞り損失(図9のi)は増加する。
As described above, the flow rate through the turbine is adjusted by the regulator valve 8.
In the method of controlling the
The pressure after adjustment valve pt 1 (h in Fig. 9) decreases and may be adjusted
The throttling loss at valve 8 (i in FIG. 9) increases.
【0019】上記のように加減弁8で流量を制御する方
法の外に、タービン入口蒸気圧力が変化する場合、加減
弁8の開度を固定(通常全開)とし、タービン入口圧p
to(図9のg)に比例してタービン9に蒸気を通過せし
める変圧運転が行われることが多い。
In addition to the method of controlling the flow rate by the regulator valve 8 as described above, when the steam pressure at the turbine inlet changes, the opening degree of the regulator valve 8 is fixed (normally fully open) and the turbine inlet pressure p
In many cases, a variable pressure operation is performed in which steam is allowed to pass through the turbine 9 in proportion to to (g in FIG. 9).
【0020】変圧運転方法をとることにより加減弁の絞
り損失(図9のi)は最小となり、ボイラ発生のエネル
ギーを最大に利用できることとなるため、本発電設備の
ようにアキュムレータから発生する圧力の変化する蒸気
を用いたタービンに適した運転方法といえる。変圧運転
方法を採用すれば、タービン入口の圧力、即ち、アキュ
ムレータ6の器内圧のいかんにかかわらず蒸気配管(図
1の7)、および、加減弁8の損失割合が一定であるた
め、吹錬,非吹錬における発電出力の変動幅がどのよう
であっても、転炉1チャージで得られる総発電量は一定
となる筈である。しかし、実際はタービン発電機の特性
により負荷が低下するにつれて効率が悪くなるため、負
荷変動幅が大きい程、最大出力と最小出力の平均値は小
さくなる。
By adopting the variable pressure operation method, the throttling loss of the regulator valve (i in FIG. 9) is minimized, and the energy generated by the boiler can be used to the maximum. Therefore, the pressure generated by the accumulator as in the present power generation equipment can be reduced. It can be said that this is an operation method suitable for turbines that use changing steam. If the variable pressure operation method is adopted, the loss ratio of the steam pipe (7 in FIG. 1) and the regulator valve 8 is constant regardless of the pressure at the turbine inlet, that is, the internal pressure of the accumulator 6, so that the blowing , No matter how the fluctuation range of the power generation output in non-blowing, the total power generation amount obtained by one charge of the converter should be constant. However, in reality, the efficiency decreases as the load decreases due to the characteristics of the turbine generator. Therefore, the larger the load fluctuation range, the smaller the average value of the maximum output and the minimum output.
【0021】[0021]
【運転一般の説明】図1について運転一般の作用を説明
する。吹錬が開始しOG装置2内に転炉1から発生する
高温ガスが発生すると、蒸気ドラム3から蒸気が発生す
る。この蒸気の圧力は、圧力調節計5aと圧力調節弁5
により一定値po(OG装置では一般に40Kg/cm
2G)に制御され、図8のaに示すような状態でアキュ
ムレータ6に入る。吹錬開始と共に圧力poの蒸気がア
キュムレータ6に入るが、このときのアキュムレータ6
の器内圧は、非吹錬時間中に蒸気を放出するため低い圧
力pmin となっている。蒸気ドラム3からアキュムレー
タ6に入る蒸気のもっているエネルギーと、アキュムレ
ータ6からタービン9に流れる蒸気によって持ち出され
るエネルギーの差がアキュムレータ6に熱として貯えら
れることにより、器内圧は図11のaで示されるように
上昇し、吹錬完了時には最大圧力pmax となる。タービ
ン加減弁8を全開として変圧運転をすれば、蒸気はアキ
ュムレータ器内圧に比例して、図12の実線aのような
状態でタービン9を流れる。即ち、図8のaと図12の
差(図12の網かけをした部分)がアキュムレータ6に
貯えられる。
[Description of General Operation] The operation of general operation will be described with reference to FIG. When blowing starts and high-temperature gas generated from the converter 1 is generated in the OG device 2, steam is generated from the steam drum 3. The pressure of this steam is controlled by the pressure regulator 5a and the pressure regulating valve 5
As a result, a constant value po (generally 40 kg / cm for OG equipment)
2 G) and enters the accumulator 6 in the state as shown in FIG. The steam of pressure po enters the accumulator 6 at the start of blowing, and the accumulator 6 at this time
The internal pressure of the container is low pressure pmin because steam is released during the non-blowing time. The difference between the energy of the steam entering the accumulator 6 from the steam drum 3 and the energy carried out by the steam flowing from the accumulator 6 to the turbine 9 is stored as heat in the accumulator 6, so that the internal pressure is shown by a in FIG. Thus, the pressure reaches the maximum pressure pmax when the blowing is completed. When the turbine control valve 8 is fully opened and a variable pressure operation is performed, steam flows through the turbine 9 in proportion to the internal pressure of the accumulator in a state shown by a solid line a in FIG. That is, the difference between a in FIG. 8 and FIG. 12 (the shaded portion in FIG. 12) is stored in the accumulator 6.
【0022】吹錬完了と共に蒸気ドラム3の発生蒸気圧
は低下し、圧力調節弁5は全閉となってアキュムレータ
6への蒸気供給は断たれるが、タービン9へはアキュム
レータ6から蒸気が放出され、器内圧は図11のbのよ
うにpmax からpmin に低下する。この圧力に比例して
タービンに蒸気が流れる。
When the blowing is completed, the steam pressure generated in the steam drum 3 decreases, the pressure control valve 5 is fully closed and the supply of steam to the accumulator 6 is cut off, but the steam is discharged from the accumulator 6 to the turbine 9. Then, the internal pressure decreases from pmax to pmin as shown in FIG. 11b. Steam flows to the turbine in proportion to this pressure.
【0023】通常の転炉操業では図13に示すような波
形の発電出力となり、吹錬開始時において最小出力Pmi
n (KW)、吹錬完了時において最大出力Pmax (KW)と
なる。この最小出力Pmin と、最大出力Pmax の割合P
min /Pmax は、アキュムレータの容量により変化し、
アキュムレータを大きくすれば1に近づくことは既に述
べた。
In a normal converter operation, the power generation output has a waveform as shown in FIG. 13, and the minimum output Pmi at the start of blowing.
n (KW), maximum output Pmax (KW) at the completion of blowing. Ratio P of this minimum output Pmin and maximum output Pmax
min / Pmax changes according to the capacity of the accumulator,
It has already been mentioned that increasing the accumulator will approach 1.
【0024】基準値として、ドラム発生蒸気量Go全量
(図8のa)をタービン6に通過させたときに得られる
発電出力を最大発電量PMAXOとする。前述したようにア
キュムレータ容量を増やしてゆくと吹錬開始時の出力P
min は増加し、吹錬完了時の出力Pmax は減少する。従
って、最大発電量PMAXOに対する吹錬開始時出力Pmin
の比Pmin /PMAXOを変数としてPmin /PMAXOに対す
る吹錬完了時出力Pmax を求める。
As the reference value, the maximum power generation amount P MAXO is the power generation output obtained when the total amount of steam generated in the drum Go (a in FIG. 8) is passed through the turbine 6. As mentioned above, if the accumulator capacity is increased, the output P at the start of blowing will be increased.
min increases and output Pmax at the completion of blowing decreases. Therefore, the output Pmin at the start of blowing for the maximum power generation P MAXO
Using the ratio Pmin / PMAXO as a variable, the output Pmax at the completion of blowing for Pmin / PMAXO is determined.
【0025】数値計算例として前述したAs described above as an example of numerical calculation
〔0009〕の
操業状態、 即ち、製鋼時間:40分 吹錬時間:15分 とし、1基の転炉の吹錬完了から次の吹錬開始の丁度中
間に他の1基の転炉の吹錬工程が行われるとすると、蒸
気が発生しない時間t1:5分となる。尚、ボイラ発生
蒸気量Go:100,000Kg/hrとして計算する。
The operation state of [0009], that is, the steelmaking time: 40 minutes, and the blowing time: 15 minutes, the blowing of one other converter is just in the middle of the completion of the blowing of one converter. If the smelting process is performed, the time t 1 : 5 minutes when steam is not generated is obtained. The boiler generated steam amount Go is calculated as Go: 100,000 Kg / hr.
【0026】上記の値を用いて、吹錬完了時出力Pmax
,アキュムレータ容量Vおよび平均出力
Using the above values, the output Pmax at the completion of blowing
, Accumulator capacity V and average output
【数3】 を計算した結果を図14に示す。図14から理解できる
ように、吹錬完了時出力Pmax はほぼPmin /PMAXO
比例して減少するが、アキュムレータ容量VはPmin /
MAXOが55〜60%以上で急激に増加する。即ち、こ
の値以上のPmin/PMAXOにおいてアキュムレータの設
備費が、急増することが容易に理解できる。
[Equation 3] The result of calculation of is shown in FIG. As can be understood from FIG. 14, the output Pmax at the completion of blowing decreases almost in proportion to Pmin / PMAXO , but the accumulator capacity V becomes Pmin / PMAX /
P MAXO increases sharply above 55-60%. That is, it can be easily understood that the equipment cost of the accumulator increases sharply at Pmin / PMAXO above this value.
【0027】Pmin /PMAXO=60%の場合、即ち、発
電規模15000MWのタービン発電設備の設備費と、
アキュムレータ容量300m3のアキュムレータ設備費の
比率は、約100:20である。また、一般にタービン
発電設備費,アキュムレータ設備費はある範囲において
次式の関係にあるといっても殆んど間違いはない。ター
ビン発電機の設備費
When Pmin / PMAXO = 60%, that is, the facility cost of the turbine power generation facility with a power generation scale of 15,000 MW,
The ratio of accumulator equipment costs for an accumulator capacity of 300 m 3 is about 100: 20. In general, it can be said that the turbine power generation equipment cost and the accumulator equipment cost have the following relationship within a certain range. Equipment cost of turbine generator
【数4】 TG:設備費 K1:比例定数 P:タービン発電機容量 α:設備費の変化係数で0.6 〜0.7 アキュムレータの設備費[Equation 4] G TG : Equipment cost K 1 : Proportional constant P: Turbine generator capacity α: Equipment cost change coefficient 0.6 to 0.7 Accumulator equipment cost
【数5】 A:設備費 K2:比例定数 V:アキュムレータ容量 β:設備費の変化係数で0.9 〜1.0[Equation 5] C A: equipment costs K 2: proportionality constant V: Accumulator Capacity beta: a change factor equipment cost from 0.9 to 1.0
【0028】Pmin /PMAXO=60%の点を仮に基準に
とり、この状態におけるタービン発電設備費を1.0 ,ア
キュムレータ設備費を0.2 とおき、これ等両設備の設備
費の和をPmin /PMAXOに対して求めたものが〔002
7〕の関係を用いて求めた結果を図15に示す。図15
から容易に理解できるように、Pmin /PMAXOが約50
%以下では殆んど両設備費の和の値は変わらず、また、
この傾向はアキュムレータ設備費とタービン設備費との
比率が多少変化しても、また変化係数であるα,βの値
を〔0027〕の範囲でかえても殆んど変化はない。一
方、平均発電出力はPmin /PMAXOが大きい程増加し、
発生電力の変動幅も小さくなる故、設備費が増えない範
囲で大きい程望ましいことがわかる。
Taking the point of Pmin / PMAXO = 60% as a reference, the turbine power generation equipment cost in this state is set to 1.0 and the accumulator equipment cost is set to 0.2, and the sum of the equipment costs of these two equipments is set to Pmin / PMAXO . What I asked for was [002
FIG. 15 shows the result obtained by using the relationship [7]. Figure 15
As can be easily understood from, Pmin / PMAXO is about 50
If it is less than%, the value of the sum of both equipment costs remains almost unchanged, and
This tendency does not change even if the ratio between the accumulator equipment cost and the turbine equipment cost changes to some extent, or when the values of the change coefficients α and β are changed within the range of [0027]. On the other hand, the average power output increases as Pmin / PMAXO increases,
Since the fluctuation range of the generated power is also small, it is understood that the larger the cost is, the more preferable it is.
【0029】実際の発電プラントの計画に当たっては、
Pmin /PMAXOを与えるより、アキュムレータ容量を定
め発生電力変動割合Pmin /P max、吹錬完了時発電出
力Pmax を求める方が便利がよい。いま、図14からP
min /PMAXOに対するアキュムレータ容量Vの値は次の
ようになる。 Pmin /PMAXO=40%:V=100m3 Pmin /PMAXO=50%:V=150m3 但し、上記の値は満水時の容量をアキュムレータ内容積
の80%とした値である。また、この容量はボイラ発生
蒸気量=100,000Kg/hrとし、上記の値を求めた
ものであるので、発生蒸気量100Ton /hrの場合、ア
キュムレータ保有有効容量80〜120m3のアキュムレ
ータを設け発電設備を計画すれば、設備費の上からも、
転炉1チャージ中で得られる総発電量からも最適といえ
る。即ち、ドラム発生蒸気量をTon /hrで表したと同じ
値の保有水量を満水時に有するアキュムレータを設け発
電設備を計画すればよいといえる。
In planning an actual power plant,
Pmin / PMAXORather than give
Generated power fluctuation ratio Pmin / P max, power generation when blowing is completed
It is more convenient to obtain the force Pmax. Now from FIG. 14 to P
min / PMAXOThe value of the accumulator capacity V for
Like Pmin / PMAXO= 40%: V = 100m3 Pmin / PMAXO= 50%: V = 150m3 However, the above value is the capacity when the water is full and the internal volume of the accumulator.
The value is 80%. In addition, this capacity is
The above value was determined with the amount of steam = 100,000 kg / hr.
Therefore, if the generated steam amount is 100 Ton / hr,
Cumulator holding effective capacity 80-120m3Accumulation of
If you set up a power plant and plan a power generation facility, even from the viewpoint of equipment cost,
It can be said that it is optimal from the total power generation amount obtained in one charge of converter
It That is, the same as the amount of steam generated in the drum expressed in Ton / hr
Established an accumulator that has the value of water holding when full
It can be said that the electrical equipment should be planned.
【0030】次に、転炉1基のみの運転となった場合に
ついて説明する。
Next, a case where only one converter is operated will be described.
【0031】吹錬完了と共にアキュムレータ6の器内圧
が下がりはじめ、転炉2基操業時よりも当然、非吹錬時
間が長くなるため非吹錬終了、即ち次の吹錬開始時にお
ける器内圧は2炉操業時のときよりも低い値となる。従
って、吹錬開始と共に蒸気ドラム3から流入する蒸気の
もつエネルギーは、2炉操業時と同じであっても器内圧
は低くなっているため、2炉操業時程吹錬完了時の圧力
は高くならない。即ち、アキュムレータ6の器内圧は、
2炉操業時よりも低い値で図16の実線(図16のa)
のように上下する。ちなみに、図16の一点鎖線(図1
6のb)は2炉操業時の値である。
When the blowing is completed, the internal pressure of the accumulator 6 starts to decrease, and naturally the non-blowing time becomes longer than when operating two converters, so the internal pressure at the end of non-blowing, that is, at the start of the next blowing is The value is lower than that when operating two furnaces. Therefore, the energy of the steam flowing in from the steam drum 3 at the start of blowing is low even though it is the same as during the operation of the two furnaces. I won't. That is, the internal pressure of the accumulator 6 is
A solid line in Fig. 16 (a in Fig. 16) at a value lower than that during dual furnace operation
Up and down like. By the way, the alternate long and short dash line in FIG. 16 (see FIG.
6 b) is a value when operating two furnaces.
【0032】上述のように、1炉のみの操業時のアキュ
ムレータ6の器内圧、即ち、タービン入口圧pto(図9
のg)は2炉操業時の値より低くなるが故に、タービン
加減弁8を全開とした変圧運転をしても、タービン通過
流量もタービン内部の断熱熱落差Ht(図9のj)も2
炉操業時より少なくなるため、タービン発電機の出力は
2炉操業時程にはならない。
As described above, the internal pressure of the accumulator 6 during the operation of only one furnace, that is, the turbine inlet pressure pto (FIG. 9)
Since g) becomes lower than the value at the time of operating the two furnaces, even if the variable pressure operation in which the turbine control valve 8 is fully opened, both the turbine passage flow rate and the adiabatic heat drop Ht inside the turbine (j in FIG. 9) are 2
The output of the turbine generator will not be the same as when operating two reactors because it will be less than when operating two furnaces.
【0033】前述したように1つの転炉の製鋼時間Tは
30〜40分で吹錬時間t1は15分程度であるので、
非吹錬時間は15〜25分となる。万一の場合を考えて
非吹錬時間が最大35分(製鋼時間50分)となった場
合も検討する。
As described above, the steelmaking time T of one converter is 30 to 40 minutes and the blowing time t 1 is about 15 minutes.
The non-blowing time is 15 to 25 minutes. In case of emergency, consider a case where the maximum non-blowing time is 35 minutes (steel making time 50 minutes).
【0034】上述のように、吹錬15分,非吹錬15分
〜35分とした場合における非吹錬終了時点のアキュム
レータ6の器内圧、および、この時点のタービン通過流
量(最小流量Gmin )と吹錬完了時のタービン通過流量
(最大流量Gmax )との比Gmin /Gmax を求めたもの
を図17に示す。
As described above, the internal pressure of the accumulator 6 at the end of non-blowing in the case of blowing for 15 minutes and non-blowing for 15 to 35 minutes, and the turbine flow rate at this time (minimum flow rate Gmin) FIG. 17 shows the calculated ratio Gmin / Gmax between the turbine passing flow rate (maximum flow rate Gmax) at the completion of blowing.
【0035】アキュムレータ容量としては前述したよう
に、ドラム発生平均蒸気量をTon /hrで表した値を満水
時保有水量とするアキュムレータ容量を100%とし
た。この容量より小さいアキュムレータを設けて発電設
備を建設するとした場合のアキュムレータ設備、およ
び、タービン発電機設備の設備費は殆んど変わらないこ
とは既に述べた。図17にはアキュムレータ容量を80
%,65%とした場合、上記の器内圧タービン流量比G
min /Gmax が、どのようになるかをも示した。尚、図
17にはタービン無負荷流量を斜線で示した。
As described above, as the accumulator capacity, the accumulator capacity at which the value of the average amount of steam generated in the drum expressed in Ton / hr is the amount of water held at full water is 100%. It has already been stated that the facility cost of the accumulator facility and the turbine generator facility when the power generation facility is constructed by providing the accumulator smaller than this capacity is almost the same. In Figure 17, the accumulator capacity is 80
%, 65%, the above internal pressure turbine flow rate ratio G
It also showed how min / Gmax would be. In FIG. 17, the turbine no-load flow rate is indicated by diagonal lines.
【0036】タービン発電機を無負荷、定格回転数で駆
動するための蒸気流量を無負荷流量と称し、30〜40
Kg/cm2Gの蒸気条件の復水タービンでは定格最大負荷
時流量の7〜10%である。タービン通過流量比Gmin
/Gmax の特性と無負荷流量とを合わせ考えると、図1
7から容易に理解できるように、通常の最大製鋼時間で
ある40分の場合、アキュムレータ容量が80%を採用
しても無負荷流量以上であるが、製鋼時間が5分程延長
すれば無負荷流量以下となり発電機はモータリング状態
となる。一方、アキュムレータ容量を100%とすれ
ば、製鋼時間が50分になっても、無負荷流量よりも余
裕をもった値である。即ち、前述〔0029〕で述べた
ような容量のアキュムレータをもつことは、設備費上か
らも転炉操業からも、さらには、発電出力の変動幅から
も適したものであると結論付けされる。
The steam flow rate for driving the turbine generator at no load and at the rated speed is referred to as the no load flow rate, and is 30 to 40.
In the condensing turbine under the steam condition of Kg / cm 2 G, the flow rate is 7 to 10% of the rated maximum load flow rate. Turbine flow rate ratio Gmin
Considering the characteristics of / Gmax and the no-load flow rate together,
As can be easily understood from 7, when the normal maximum steelmaking time is 40 minutes, even if the accumulator capacity is 80%, the flow rate is no load or more, but if the steelmaking time is extended by about 5 minutes, no load will occur. Below the flow rate, the generator is in the motoring state. On the other hand, when the accumulator capacity is 100%, the value is more than the no-load flow rate even if the steelmaking time reaches 50 minutes. That is, it is concluded that having the accumulator with the capacity as described in [0029] is suitable from the viewpoint of equipment cost, converter operation, and fluctuation range of power generation output. ..
【0037】[0037]
【転炉1基運転時の出力変動幅減少方法】転炉1基運転
時の非吹錬工程においても変圧運転を実施する場合は、
前述した通りである。このとき、アキュムレータ器内圧
は2基運転時程上昇せず、これに従って発電出力も2基
運転時に比して、小さい出力で且つ変動幅が大きくなる
ことは既に説明した通りである。変圧運転は発生エネル
ギーを最大限使用しうるメリットがあるが、タービン発
電機を低い負荷で使用することは効率の悪い状態で使用
することにもなる。次に転炉1基運転で非吹錬となった
場合、タービンを出力制御に切りかえることで出力変動
幅を小さくとり、かつ、1チャージ間の発生電力総量が
変圧運転時と殆んど変わらぬ運転方法について説明す
る。
[How to reduce the fluctuation range of the output when operating one converter] When performing the transformer operation even in the non-blowing process when operating one converter,
As described above. At this time, the accumulator internal pressure does not rise as much as during the two-unit operation, and accordingly, the power generation output is smaller than the two-unit operation and the fluctuation range becomes large as described above. The variable voltage operation has the advantage of maximizing the use of generated energy, but using the turbine generator with a low load also results in inefficient use. Next, in the case of non-blown operation with one converter operation, the output fluctuation range is reduced by switching the turbine to output control, and the total amount of electric power generated during one charge is almost the same as that during variable voltage operation. The driving method will be described.
【0038】吹錬が完了し非吹錬になれば、OG装置2
のフード内に転炉1からの排ガスは流れず、この部分の
温度は下がり、蒸気ドラム3からの発生蒸気量が減少す
るとともに、蒸気ドラム出口圧力も低下する。この結
果、圧力調節弁5は閉じ、アキュムレータ6への流入蒸
気量はなくなる。非吹錬工程の始まりは、このようにフ
ード内のガス温度,蒸気ドラム出口圧力,発生蒸気量,
圧力調節弁開度などの値で知ることができる。
When the blowing is completed and the blowing is stopped, the OG device 2
Exhaust gas from the converter 1 does not flow into the hood, the temperature of this portion decreases, the amount of steam generated from the steam drum 3 decreases, and the steam drum outlet pressure also decreases. As a result, the pressure control valve 5 closes, and the amount of steam flowing into the accumulator 6 disappears. In this way, the non-blowing process begins with the gas temperature in the hood, the steam drum outlet pressure, the amount of steam generated,
It can be known from values such as the pressure control valve opening.
【0039】上記の何れか、例えば、蒸気ドラム3の出
口圧力が、ある値以下になったことを検出し、タービン
ガバナー11に発電機10からの出力信号(図1の10
a)を送り、発電機出力がある値になるように負荷を下
げる。
Any one of the above, for example, it is detected that the outlet pressure of the steam drum 3 is below a certain value, and the turbine governor 11 outputs an output signal from the generator 10 (10 in FIG. 1).
a) is sent and the load is lowered so that the generator output has a certain value.
【0040】非吹錬開始当初は、アキュムレータ6の内
圧paは最大値pamax であり、当然、タービン9の入
口圧力ptoも殆んどこの値に近い。しかるに、蒸気流量
は設定出力に見合う値となって、加減弁8が開時より少
なくなるため、加減弁後の圧力pt1はこの蒸気流量に比
例した低い値となり、入口圧力ptoから加減弁後圧pt1
の間は加減弁8で絞られた状態となる。非吹錬工程の経
過と共に、アキュムレータ6の器内圧は低下するが、タ
ービン通過流量Gtは一定であるので、加減弁後圧pt1
は一定のままである。即ち、タービン入口圧ptoの低下
と共に、加減弁8の開度は大きくなり、絞りは少なくな
って、通常では非吹錬工程完了時に加減弁8は全開とな
る。
At the beginning of non-blowing, the internal pressure pa of the accumulator 6 has the maximum value pamax, and the inlet pressure pto of the turbine 9 is naturally close to almost any value. However, the steam flow rate becomes a value commensurate with the set output, and the regulator valve 8 becomes less than when it was opened. Therefore, the pressure pt1 after the regulator valve becomes a low value proportional to this steam flow rate, and the pressure after the regulator valve ptto pt1
During the period, the state is restricted by the regulator valve 8. Although the internal pressure of the accumulator 6 decreases with the progress of the non-blowing process, the turbine passage flow rate Gt is constant, so the post-control valve pressure pt1
Remains constant. That is, as the turbine inlet pressure pto decreases, the opening degree of the regulator valve 8 increases and the throttle decreases, and normally the regulator valve 8 is fully opened when the non-blowing process is completed.
【0041】吹錬開始信号、例えば、蒸気ドラム3の出
口圧力が、ある値以上になった信号により、タービンガ
バナー11への出力設定信号として全負荷信号を送り加
減弁8を全開状態とすれば変圧運転となる。
When a blowing start signal, for example, a signal indicating that the outlet pressure of the steam drum 3 has exceeded a certain value, a full load signal is sent as an output setting signal to the turbine governor 11 to fully open the control valve 8. It will be a transformer operation.
【0042】具体例として、蒸気ドラム3から吹錬時間
中100,000Kg/hrの蒸気が発生し、製鋼時間が3
0分の場合(即ち、非吹錬15分)と、40分の場合
(即ち、非吹錬25分)について、変圧運転した場合と
上述したような非吹錬開始で出力制御運転をした場合に
ついて計算した結果を図18と図19に示す。ちなみ
に、図18,図19におけるa(一点鎖線)は変圧運
転,b(実線)は出力制御運転を示す。
As a specific example, 100,000 kg / hr of steam is generated from the steam drum 3 during the blowing time, and the steelmaking time is 3
In the case of 0 minutes (that is, non-blowing 15 minutes) and the case of 40 minutes (that is, non-blowing 25 minutes), the case of performing the variable voltage operation and the case of performing the output control operation with the non-blowing start as described above. The results of the calculation for are shown in FIGS. 18 and 19. By the way, in FIGS. 18 and 19, a (dashed line) indicates a transformation operation, and b (solid line) indicates an output control operation.
【0043】両運転方法による具体的な値を表2に示
す。
Table 2 shows specific values according to both operating methods.
【表2】 [Table 2]
【0044】即ち、転炉1基単独運転時には、上記で説
明したように、吹錬完了と同時に非吹錬中を出力制御に
切りかえることにより総発電量は殆んど変わらず、か
つ、出力変動幅も小さくすることができる。尚、表2、
および、図18,図19から容易にわかるように、出力
制御運転をとることにより最小出力は増加し、非吹錬時
間が予定より延長しても出力に余裕が生じ、発電機10
がモータリングするおそれはなくなる。従って、転炉1
基運転等で非吹錬時間が延長することが予定できる場
合、吹錬完了と同時に出力制御運転に切りかえる運転方
法を提案する。
That is, in the single operation of one converter, as described above, by switching to the output control during the non-blowing at the same time as the completion of the blowing, the total power generation amount hardly changes and the output fluctuation. The width can also be reduced. In addition, Table 2,
Further, as can be easily understood from FIGS. 18 and 19, the minimum output increases due to the output control operation, and there is a margin in the output even if the non-blowing time is extended beyond the scheduled time.
There is no risk of motoring. Therefore, converter 1
If it is possible to extend the non-blowing time by basic operation, we propose an operation method that switches to output control operation at the same time as the completion of blowing.
【0045】製鋼時間は鋼鉄の生産量より1日当り何回
チャージするかが予め定まる。例えば、製鋼時間30分
の場合は1日48チャージ,40分の場合は1日36チ
ャージとなる。一方、上記の表2に示した具体例におけ
る転炉2基操業時の最大出力は15,500KWであるの
で、48チャージ操業の場合は非吹錬時の出力設定値を
約30%出力、36チャージ操業の場合は約20%出力
とすればよい。但し、この設定値も厳密なものでなく、
これより高い値に設定したとしてもアキュムレータ6よ
りこの出力に見合う蒸気を取り出しえない場合は、図2
0のcのように変圧運転が自動的に行われるだけであ
る。
The steelmaking time is determined in advance how many times the steel is to be charged per day based on the amount of steel produced. For example, when the steelmaking time is 30 minutes, the charge is 48 days a day, and when the steelmaking time is 40 minutes, the charge is 36 days a day. On the other hand, the maximum output during operation of two converters in the specific example shown in Table 2 above is 15,500 KW, so in the case of 48 charge operation, the output set value during non-blowing is about 30% output, 36 In the case of charge operation, the output may be about 20%. However, this setting value is not strict,
Even if it is set to a value higher than this, if the steam corresponding to this output cannot be taken out from the accumulator 6,
The variable voltage operation is automatically performed as in 0 c.
【0046】図2に基いて飽和蒸気使用のタービンを説
明する。通常の火力発電プラントでは、熱効率向上のた
めボイラに過熱器を設け、過熱蒸気としてタービンに蒸
気を供給する。しかし、他熱タービン,原子力タービン
は飽和蒸気が使用される。転炉のOG装置内に過熱器を
設け飽和蒸気を過熱蒸気として使用することが当然考え
られる。
A turbine using saturated steam will be described with reference to FIG. In a normal thermal power plant, a superheater is provided in a boiler to improve thermal efficiency, and steam is supplied to a turbine as superheated steam. However, saturated steam is used for other heat turbines and nuclear turbines. It is naturally conceivable to provide a superheater in the OG device of the converter and use saturated steam as superheated steam.
【0047】しかし、前述したように転炉は間欠的に排
ガスを出し、この排ガスは1400〜1500℃の高熱
で、かつ、吹錬開始と同時に急激に発生する。即ち、高
温排ガスが発生した時点では、過熱蒸気管には飽和蒸気
が通過しておらず、この過熱蒸気管は高温ガスにより焼
損するおそれがある。この排ガス発生時期と過熱蒸気管
の冷却とのタイミングを合わすために、いくつかの提案
がなされているが、何れも多くの課題を抱えており、実
現しているものはない。本発明では、従来多くの課題を
抱えている過熱器を設置することなく、原子力タービン
や地熱タービンのように飽和蒸気のままで使用した場合
の運転手段を提案する。
However, as described above, the converter discharges exhaust gas intermittently, and this exhaust gas has a high heat of 1400 to 1500 ° C. and is rapidly generated at the same time as the start of blowing. That is, when high-temperature exhaust gas is generated, saturated steam has not passed through the superheated steam pipe, and the superheated steam pipe may be burned by the high-temperature gas. Several proposals have been made in order to match the timing of generation of the exhaust gas with the timing of cooling the superheated steam pipe, but all of them have many problems and none have been realized. The present invention proposes an operating means in the case where a saturated steam is used as it is in a nuclear power turbine or a geothermal turbine without installing a superheater which has conventionally been problematic.
【0048】以下にこの運転手段を説明する。原子力タ
ービン,地熱タービンは飽和蒸気であっても連続的な蒸
気であり、前述したように、非吹錬工程中も円滑に運転
を継続しうるに必要なアキュムレータを設置する。飽和
蒸気を使用するタービンの膨張線を図21に示す。入口
蒸気圧が地熱タービンのように、4〜6Kg/cm2G程度
の場合、タービン出口圧Peが0.1ataとしても、この出
口での蒸気湿り度は12%程であるが、原子力タービン
のように、40〜60Kg/cm2Gの入口蒸気圧力の場
合、タービン出口圧力Peを0.1ataとすると、20%以
上の蒸気湿り度となる。このような蒸気湿り度では、タ
ービン動翼の水滴による損傷が著しく、一般には許容湿
り度を12〜13%として抑えるのが普通である。
The operation means will be described below. The nuclear turbine and the geothermal turbine are continuous steam even if they are saturated steam, and as mentioned above, the accumulators necessary for smooth continuous operation during the non-blowing process are installed. The expansion line of a turbine using saturated steam is shown in FIG. When the inlet steam pressure is about 4 to 6 kg / cm 2 G like a geothermal turbine, even if the turbine outlet pressure Pe is 0.1ata, the steam wetness at this outlet is about 12%, but like a nuclear turbine. In the case of an inlet steam pressure of 40 to 60 kg / cm 2 G, when the turbine outlet pressure Pe is 0.1ata, the steam wetness is 20% or more. With such a steam wetness, damage to the turbine rotor blade due to water droplets is significant, and it is common to keep the allowable wetness at 12 to 13%.
【0049】一方、転炉排ガス顕熱回収発電設備の蒸気
圧力は、40Kg/cm2G程度であるので、当然このまま
ではタービン出口においては許容湿り度をこえることと
なる。従って、本発電設備においては、図22の膨張線
で示すように、タービンの途中段(4〜6Kg/cm2G)
で蒸気を抽出し、ミスト分離器(例えば、サイクロン式
ミストセパレータ)に入れて水滴分離を行い、飽和蒸気
として再びタービンに入れる。このシステムにより、タ
ービン出口においても許容湿り度以下とすることができ
る。この手段は、原子力タービンでも行われることであ
る。
On the other hand, since the steam pressure of the converter exhaust gas sensible heat recovery power generation equipment is about 40 kg / cm 2 G, naturally, the steam pressure exceeds the allowable wetness at the turbine outlet. Therefore, in this power generation facility, as shown by the expansion line in FIG. 22, the intermediate stage of the turbine (4 to 6 kg / cm 2 G)
The steam is extracted with, and put into a mist separator (for example, cyclone type mist separator) to separate water droplets, and then put into the turbine again as saturated steam. With this system, even at the turbine outlet, the wetness can be kept below the allowable level. This measure is also to be done in nuclear turbines.
【0050】本発明の発電プラントの場合、吹錬中であ
ってもタービン9の通過流量、即ち、復水器16へ入る
蒸気量は常に大きく変動し、転炉1基運転時の非吹錬時
は、定格最大出力の50%以下の蒸気量が復水器に入る
こととなる。このような運転状態で、大きな動力を必要
とする冷却水ポンプ17や、冷却塔ファン19を定格最
大流量と同じように全負荷で運転することは電力の浪費
となり好ましいものでない。
In the case of the power plant of the present invention, the flow rate passing through the turbine 9, that is, the amount of steam entering the condenser 16 always fluctuates greatly even during blowing, and non-blowing when one converter is operating. At this time, 50% or less of the rated maximum output of steam will enter the condenser. In such an operating state, it is not preferable to operate the cooling water pump 17 requiring a large amount of power and the cooling tower fan 19 at full load in the same manner as the rated maximum flow rate because it wastes electric power.
【0051】一方、冷却水ポンプ17の動力を減じて冷
却水量GWを減少させても、復水器真空Peを保持する
ことができる。冷却水温度twは、冷却塔18の容量が
決まっている場合、冷却塔18に入る水温,外気湿球温
度twb,通風空気量(冷却塔ファン19の容量)で決
まる。転炉排ガス顕熱回収発電設備に用いられる冷却塔
18のセル数は、4〜5個以上のセルをもつ大きなもの
になることが予測される。即ち、1〜2個のセルの冷却
塔ファンを作動させ、他の冷却塔ファンを止めても、計
画の冷却水温は十分得られることが期待しうる。前述し
たように蒸気タービンにおいて、タービンの入口蒸気圧
力,温度(正確には加減弁後の蒸気圧力,温度)が同一
の場合、タービン出口圧力(復水器真空)を下げること
は、動翼に対するドレンエロージョンから好ましくな
い。従って、冷却水温twが低くなった場合、タービン
出口圧力Peがあまり下がらないよう、冷却水量Gwを
加減することは一般に行われている。
On the other hand, even if the power of the cooling water pump 17 is reduced to reduce the cooling water amount GW, the condenser vacuum Pe can be maintained. When the capacity of the cooling tower 18 is determined, the cooling water temperature tw is determined by the water temperature entering the cooling tower 18, the outside air wet bulb temperature twb, and the amount of ventilation air (the capacity of the cooling tower fan 19). It is predicted that the number of cells of the cooling tower 18 used in the converter exhaust gas sensible heat recovery power generation facility will be large with 4 to 5 or more cells. That is, even if the cooling tower fans of one or two cells are operated and the other cooling tower fans are stopped, it can be expected that the planned cooling water temperature can be sufficiently obtained. As described above, in the steam turbine, when the turbine inlet steam pressure and temperature (to be exact, the steam pressure and temperature after the regulator valve) are the same, lowering the turbine outlet pressure (condenser vacuum) is Not preferred due to drain erosion. Therefore, it is generally performed to adjust the cooling water amount Gw so that the turbine outlet pressure Pe does not decrease so much when the cooling water temperature tw becomes low.
【0052】タービン6の通過流量とタービン内部の圧
力は比例する故、当然、蒸気量の減少に伴ってミスト分
離のために抽出する圧力、即ち、湿分除去後再びタービ
ンに流入する圧力も低下する。従って、図22からも容
易に理解できるようにタービン出口圧力が一定の時、タ
ービン通過流量の減少に伴いタービン6の出口蒸気湿り
度は小さくなり、許容湿り度に対して余裕が生じる。
Since the flow rate through the turbine 6 is proportional to the pressure inside the turbine, the pressure extracted for mist separation, that is, the pressure that flows into the turbine again after the moisture is removed, naturally decreases as the amount of steam decreases. To do. Therefore, as can be easily understood from FIG. 22, when the turbine outlet pressure is constant, the outlet steam wetness of the turbine 6 becomes smaller as the turbine passing flow rate decreases, and a margin is given to the allowable wetness.
【0053】タービン通過蒸気量が減少した場合、蒸気
湿り度に余裕が生じ、冷却水ポンプ,冷却塔ファンにも
余裕が生じるが故に、冷却水量を制御することにより復
水器16の真空を上昇させタービン出口における蒸気湿
り度が限度値に見合う値までタービン出口圧peを下げ
ることにより、発電出力を増加させることが考えられ
る。
When the amount of steam passing through the turbine decreases, there is a margin in the degree of wetness of the steam, and there is a margin in the cooling water pump and the cooling tower fan. Therefore, the vacuum of the condenser 16 is increased by controlling the amount of cooling water. Then, it is possible to increase the power generation output by lowering the turbine outlet pressure pe to a value at which the steam wetness at the turbine outlet corresponds to the limit value.
【0054】今迄説明した過程における計算は、簡単な
ためタービン出口圧力pe=0.1ataとしたが、蒸気湿り
度を許容限度となるように出口圧力peを下げると約3
00〜400KWの出力増加となる。図23に計算結果を
示す。図23のa(一点鎖線)はタービン出口圧力pe
=0.1ataの場合でb(実線)はタービン出口圧力を変え
た場合である。
The calculation in the process described so far is simple because the turbine outlet pressure pe = 0.1ata, but if the outlet pressure pe is lowered so that the steam wettability is within the allowable limit, it will be about 3.
The output increases from 00 to 400KW. FIG. 23 shows the calculation result. In FIG. 23, a (dashed line) indicates the turbine outlet pressure pe.
= 0.1ata, b (solid line) is when the turbine outlet pressure is changed.
【0055】従って、本発明の発電プラントの運転方法
として次の案を提案し、以下に制御手段を説明する。
Therefore, the following method is proposed as a method of operating the power plant of the present invention, and the control means will be described below.
【0056】タービン6に入る蒸気流量Gtと、許容タ
ービン出口圧力peとの関係を予め計算し、この出口圧
力peとなるように冷却水量、冷却水温を調整する運転
方法を採用する。
The relationship between the steam flow rate Gt entering the turbine 6 and the allowable turbine outlet pressure pe is calculated in advance, and the operating method is adopted in which the cooling water amount and the cooling water temperature are adjusted so as to reach this outlet pressure pe.
【0057】図24は、タービン通過流量Gtとタービ
ン出口の蒸気湿り度が許容限度値になるまで、タービン
出口圧力peを下げた場合の関係である。
FIG. 24 shows the relationship when the turbine outlet pressure pe is lowered until the turbine passage flow rate Gt and the steam wetness at the turbine outlet reach the allowable limit value.
【0058】次に、本提案に対する具体的な制御方法の
一例を図25でもって説明する。タービン蒸気流量指示
計7aからの蒸気流量値Gtがタービン出口圧力調節計
37aに入力されると、当該調節計37a内部で予め設
定されている蒸気流量と、タービン出口圧力の関数(図
24で示されたような関係)によってタービン出口圧力
peoが設定値となり、検出されたタービン出口圧力値
40aとの偏差値がタービン出口圧力調節計37aから
操作信号として出てゆき、冷却塔ファン19、および、
冷却水ポンプ17用電動モータ32の発停装置38,回
転数制御装置39に上記出力信号が与えられる。冷却塔
ファン19、および、冷却水ポンプ17の運転台数、お
よび、回転数を制御することにより、復水器16に入る
冷却水の温度、および、流量を調節し、タービン出口圧
力を設定値に見合うようになる運転を行う。
Next, an example of a concrete control method for the present proposal will be described with reference to FIG. When the steam flow rate value Gt from the turbine steam flow rate indicator 7a is input to the turbine outlet pressure regulator 37a, a preset steam flow rate inside the controller 37a and a function of the turbine outlet pressure (shown in FIG. 24). The turbine outlet pressure peo becomes a set value according to the above relationship), and a deviation value from the detected turbine outlet pressure value 40a is output as an operation signal from the turbine outlet pressure regulator 37a, and the cooling tower fan 19 and
The output signal is given to the starting / stopping device 38 and the rotation speed control device 39 of the electric motor 32 for the cooling water pump 17. The temperature and flow rate of the cooling water entering the condenser 16 are adjusted by controlling the operating numbers and the rotational speeds of the cooling tower fan 19 and the cooling water pump 17, and the turbine outlet pressure is set to the set value. Do the driving that will make you feel right.
【0059】次に、図3に示す独立上記過熱器を使用し
た発電設備の詳細を説明する。蒸気原動所の熱効率は、
蒸気温度を上げる程向上することはよく知られている。
また、タービン入口蒸気温度が上がることで、タービン
出口蒸気湿り度も減少し、許容湿り度以下にすることが
できる。しかし、OG装置2内に過熱器を設置すること
は、前述したように多くの課題があり、技術的信頼性か
らは、過熱器を別置し、燃料を燃焼させる独立蒸気過熱
器方式が推奨される。しかしながらこの燃料は、転炉か
ら発生するガスであっても有価ガスであり、極力節約す
ることが好ましい。
Next, details of power generation equipment using the independent superheater shown in FIG. 3 will be described. The thermal efficiency of a steam power plant is
It is well known that the higher the steam temperature, the higher the improvement.
Further, as the turbine inlet steam temperature rises, the turbine outlet steam wetness also decreases and can be kept below the allowable wetness. However, installing the superheater in the OG device 2 has many problems as described above, and from the technical reliability, the independent steam superheater method in which the superheater is separately installed and the fuel is burned is recommended. To be done. However, this fuel is a valuable gas even if it is a gas generated from the converter, and it is preferable to save it as much as possible.
【0060】タービンのような速度形の回転機械を各負
荷において最高効率の状態で運転するには、各段落を流
れる体積流量が常に同一となるようにすることである。
即ち、タービンの流量が減少した場合、設計点と同じ体
積流量となるまでタービン出口圧peを下げ変圧運転を
行えば、各段落における体積流量が定格負荷時と同一に
なり、効率のよい状態で運転されることとなる。
In order to operate a speed type rotary machine such as a turbine at the maximum efficiency at each load, the volumetric flow rate flowing through each paragraph is always the same.
That is, when the flow rate of the turbine is reduced, if the turbine outlet pressure pe is lowered and the variable pressure operation is performed until the volume flow rate becomes the same as the design point, the volume flow rate in each paragraph becomes the same as that at the rated load, and the efficiency is improved. Will be driven.
【0061】タービン入口の圧力ptoと温度tto及び、
タービン出口圧力peが定まった場合、タービン出口に
おける蒸気湿り度が決まることは前に述べた。このこと
はタービン出口圧力を変化させて、タービン出口湿り度
を許容限度値にとった場合、タービン入口の蒸気圧力に
見合う入口蒸気温度が存在することを意味する。
The turbine inlet pressure pto and temperature tto, and
As described above, when the turbine outlet pressure pe is determined, the steam wettability at the turbine outlet is determined. This means that when the turbine outlet pressure is changed to set the turbine outlet wetness to an allowable limit value, there is an inlet steam temperature commensurate with the turbine inlet steam pressure.
【0062】飽和蒸気を用いて変圧運転をした場合、タ
ービン通過流量の減少に対応して、タービン出口湿り度
が許容値となるようにタービン出口圧力を下げることが
できることも既に述べたが、過熱蒸気を用いて変圧運転
した場合にも同様のことはいえる。
When the variable pressure operation is performed using the saturated steam, it has already been described that the turbine outlet pressure can be lowered so that the turbine outlet wetness becomes an allowable value in response to the decrease in the turbine passage flow rate. The same can be said when the transformer operation is performed using steam.
【0063】即ち、アキュムレータ器内圧が低く、ター
ビン通過流量が減少した場合、発電出力を増加さすべ
く、タービン出口蒸気湿り度が許容値となるまでタービ
ン出口圧力を下げた運転を行うと同時に、このタービン
入口及び出口圧力に対応するタービン入口蒸気温度とな
るように、独立過熱器への投入燃料量を制御する運転方
法を採用することができる。
That is, when the internal pressure of the accumulator is low and the flow rate through the turbine is decreased, in order to increase the power generation output, the turbine outlet pressure is lowered until the turbine outlet steam wetness reaches an allowable value, and at the same time, this It is possible to adopt an operating method in which the amount of fuel input to the independent superheater is controlled so that the turbine inlet steam temperature corresponds to the turbine inlet and outlet pressures.
【0064】図26は、タービン出口圧力をタービン出
口蒸気湿り度が許容値となるようにした場合、タービン
流量に対するタービン入口蒸気圧力,蒸気温度の関係を
示したものである。図26からタービン通過流量の減少
に応じて温度を下げることができ、独立過熱器への投入
燃料量をタービン入口温度一定の場合より減少しうるこ
とができるのが理解できる。
FIG. 26 shows the relationship between the turbine inlet steam pressure and the steam temperature with respect to the turbine flow rate when the turbine outlet pressure is set so that the turbine outlet steam wetness becomes an allowable value. From FIG. 26, it can be understood that the temperature can be reduced in accordance with the decrease in the turbine passage flow rate, and the amount of fuel injected into the independent superheater can be reduced as compared with the case where the turbine inlet temperature is constant.
【0065】タービン通過流量に拘わらず、タービン入
口蒸気温度を一定にした場合の独立蒸気過熱器28への
投入燃料量Gf1の変化(図27のa)と本提案の運転方
法を行った場合の投入燃料量Gf2の変化(図27の
b)、および、両者運転方法の投入燃料量割合Gf2/G
f1の変化(図27−C)を図27に示す。即ち、本提案
の運転方法を採用することにより、燃料量は大幅に削減
できることがわかる。
Regardless of the flow rate through the turbine, a change in the fuel amount Gf1 input to the independent steam superheater 28 when the turbine inlet steam temperature is kept constant (a in FIG. 27) and the operation method proposed in this case are performed. Change in input fuel amount Gf2 (b in FIG. 27), and input fuel amount ratio Gf2 / G for both operating methods
The change in f1 (FIG. 27-C) is shown in FIG. That is, it can be seen that the fuel amount can be significantly reduced by adopting the proposed operation method.
【0066】次に、本提案の制御方式の一例を図28を
用いて具体的に説明する。独立過熱器28の通過蒸気量
とタービン入口蒸気温度の関係(図27のbで示した関
係)を、予め蒸気温度制御装置36aに設定値として入
力しておく。独立過熱器28通過蒸気量を検出し蒸気温
度調節計36aに入力すれば、予め設定された蒸気流量
と蒸気温度の関係により蒸気温度が設定され、この設定
値と独立過熱器出口蒸気温度の検出値とがつき合わされ
て偏差値が独立過熱器28への燃料供給流量調節計34
a、および、燃焼空気量調節計35aへ送られ、夫々燃
料供給弁30、および、押込通風機出口弁31の開度、
および、押込通風機29用駆動モータ32の回転数を調
節し、所定の蒸気温度となるように制御する。
Next, an example of the proposed control method will be specifically described with reference to FIG. The relationship between the amount of steam passing through the independent superheater 28 and the turbine inlet steam temperature (the relationship shown by b in FIG. 27) is input to the steam temperature control device 36a in advance as a set value. If the amount of steam passing through the independent superheater 28 is detected and input to the steam temperature controller 36a, the steam temperature is set according to the relationship between the preset steam flow rate and the steam temperature, and the set value and the independent superheater outlet steam temperature are detected. The deviation value is correlated with the value and the fuel supply flow rate controller 34 for the independent superheater 28 is supplied.
a and the combustion air amount controller 35a, the fuel supply valve 30 and the opening degree of the forced draft fan outlet valve 31, respectively,
Also, the rotation speed of the drive motor 32 for the forced draft fan 29 is adjusted to control the steam temperature to a predetermined value.
【0067】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)発明の技術的背景で述べた理論展開のように、巨
大なアキュムレータを設備することなく、かつ、円滑な
運転を持続させることができ、特に、冶金炉から間欠的
に発生する排ガスの顕熱は、現在、その大部分が回収さ
れずに放置されていたが、この多量の熱エネルギーを付
加価値の高い電力として回収し得られ、経済的効果は大
きい。 (b)従来の冶金炉排ガス顕熱回収設備に、タービン発
電機の負荷制御手段、この負荷に見合う蒸気量の制御手
段,ミスト分離手段,独立蒸気過熱手段などを付設する
ことにより、従来技術ではなし得られなかったアキュム
レータを有する冶金炉排ガス顕熱回収発電が可能とな
る。
As described above, according to the configuration of the present invention, the following effects can be obtained. (A) Like the theoretical development described in the technical background of the invention, smooth operation can be maintained without installing a huge accumulator, and in particular, exhaust gas generated intermittently from a metallurgical furnace Most of the sensible heat has been left unrecovered at present, but this large amount of heat energy can be recovered as high-value-added electric power, which has a large economic effect. (B) In the conventional technique, by providing a conventional metallurgical furnace exhaust gas sensible heat recovery facility with a load control means for the turbine generator, a control means for controlling the amount of steam corresponding to this load, a mist separating means, an independent steam superheating means, etc. None The metallurgical furnace exhaust gas sensible heat recovery power generation with the accumulator that could not be obtained becomes possible.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明発電設備の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a power generation facility of the present invention.
【図2】本発明発電設備の別実施例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of another embodiment of the power generation equipment of the present invention.
【図3】本発明発電設備の別実施例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of another embodiment of the power generation equipment of the present invention.
【図4】想定される従来技術の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a supposed conventional technique.
【図5】回収電力−タービン入口圧力の特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram of recovered power-turbine inlet pressure.
【図6】アキュムレータ容積−アキュムレータ最低器内
圧の特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram of accumulator volume-minimum accumulator internal pressure.
【図7】OG装置蒸気ドラム発生蒸気量−時間の特性図
である。
FIG. 7 is a characteristic diagram of the amount of steam generated by the OG device steam drum versus time.
【図8】転炉2基運転時OG装置蒸気ドラム発生蒸気量
−時間の特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram of the amount of steam generated in the steam drum of the OG device during operation of two converters versus time.
【図9】i−s特性図である。FIG. 9 is an is characteristic diagram.
【図10】要部の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a main part.
【図11】アキュムレータ器内圧力−時間の特性図であ
る。
FIG. 11 is a characteristic diagram of pressure-time in accumulator device.
【図12】アキュムレータ発生蒸気量−時間の特性図で
ある。
FIG. 12 is a characteristic diagram of accumulator generated vapor amount-time.
【図13】発電出力−時間の特性図である。FIG. 13 is a characteristic diagram of power generation output-time.
【図14】発電出力,アキュムレータ容量−最小発電出
力/可能最大発電量特性図である。
FIG. 14 is a characteristic diagram of power generation output, accumulator capacity-minimum power generation output / maximum possible power generation amount.
【図15】(発電設備費)+(アキュムレータ設備費)
−最小発電出力/可能最大発電量特性図である。
[Figure 15] (Power generation equipment cost) + (Accumulator equipment cost)
FIG. 6 is a characteristic diagram of minimum power generation output / maximum possible power generation amount.
【図16】アキュムレータ器内圧−時間特性図である。FIG. 16 is an accumulator internal pressure-time characteristic diagram.
【図17】アキュムレータ器内圧,タービン通過流量比
−製鋼時間特性図である。
FIG. 17 is a characteristic diagram of accumulator internal pressure, turbine passing flow rate-steel making time.
【図18】発電出力−時間特性図である。FIG. 18 is a power generation output-time characteristic diagram.
【図19】発電出力−時間特性図である。FIG. 19 is a power generation output-time characteristic diagram.
【図20】発電出力−時間特性図である。FIG. 20 is a power generation output-time characteristic diagram.
【図21】i−s特性図である。FIG. 21 is an is characteristic diagram.
【図22】i−s特性図である。FIG. 22 is an is characteristic diagram.
【図23】発電出力−時間特性図である。FIG. 23 is a power generation output-time characteristic diagram.
【図24】タービン出口圧力−タービン通過量特性図で
ある。
FIG. 24 is a turbine outlet pressure-turbine passage amount characteristic diagram.
【図25】本発明発電設備実施例の説明図である。FIG. 25 is an explanatory diagram of an embodiment of the power generation equipment of the present invention.
【図26】タービン入口蒸気圧力、タービン入口蒸気温
度−タービン通過流量特性図である。
FIG. 26 is a turbine inlet steam pressure / turbine inlet steam temperature-turbine passing flow rate characteristic diagram.
【図27】燃料消費量変化−タービン通過量特性図であ
る。
FIG. 27 is a fuel consumption change-turbine passage amount characteristic diagram.
【図28】本発明発電設備実施例の説明図である。FIG. 28 is an explanatory diagram of an embodiment of the power generation equipment of the present invention.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1 転炉(冶金炉) 2 OG装置 3 蒸気ドラム 4 飽和蒸気管 5 圧力調節弁 5a 圧力調節計 6 アキュムレータ 7 蒸気管 7a 蒸気流量指示計 8 タービン加減弁 9 タービン 9a 回転数検出装置 10 発電機 10a 発電出力検出装置 11 タービンガバナー 12 電力ケーブル 13 発電遮断器 14 受電遮断器 15 外電ライン 16 復水器 17 冷却水ポンプ 18 冷却塔 19 冷却塔ファン 20 ボイラ循環ポンプ 21 ボイラ給水ポンプ 22 ミスト分離器 23 湿り蒸気管 24 中圧飽和蒸気管 25 復水ポンプ 26 給水タンク 27 圧力調節弁 27a 圧力調節計 28 独立蒸気過熱器 29 押込通風機 30 燃料供給弁 31 押込通風機出口弁 32 電動モータ 33a 圧力調節計 34 燃料流量計 34a 燃料流量調節計 35a 燃焼空気調節計 36a 蒸気温度調節計 37a タービン出口圧力調節計 38 モータ発停装置 39 モータ回転数制御装置 40a タービン出口圧力検出器 1 Converter (metallurgical furnace) 2 OG device 3 Steam drum 4 Saturated steam pipe 5 Pressure control valve 5a Pressure regulator 6 Accumulator 7 Steam pipe 7a Steam flow indicator 8 Turbine control valve 9 Turbine 9a Rotation speed detector 10 Generator 10a Generator output detector 11 Turbine governor 12 Power cable 13 Power breaker 14 Power breaker 15 External power line 16 Condenser 17 Cooling water pump 18 Cooling tower 19 Cooling tower fan 20 Boiler circulation pump 21 Boiler feed pump 22 Mist separator 23 Wetness Steam pipe 24 Medium pressure saturated steam pipe 25 Condensate pump 26 Water tank 27 Pressure control valve 27a Pressure regulator 28 Independent steam superheater 29 Push fan 30 Fuel supply valve 31 Push fan outlet valve 32 Electric motor 33a Pressure regulator 34 Fuel flowmeter 34a Fuel flowmeter 35a Combustion air Controller 36a steam temperature controller 37a turbine outlet pressure adjusting meter 38 motor onset stop device 39 motor speed controller 40a turbine outlet pressure detector

Claims (3)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 溶融還元炉,転炉などの冶金炉から間欠
    的に発生する排ガスの顕熱を排ガス処理装置で回収して
    飽和蒸気を発生せしめ、この飽和蒸気をアキュムレータ
    を介して蒸気タービンに供給してタービン発電機を駆動
    する発電設備において、吹錬時に発生する平均蒸発量
    を、アキュムレータ満水時有効保有水量を上記平均発生
    蒸発量の数値にほぼ等しくとったアキュムレータを設置
    し、種々理由により非吹錬時間が延長した場合において
    も蒸気タービンが無負荷以下の状態となり、外部から電
    力の逆送電により発電機がモータリングとならず円滑に
    運転を継続しうる制御手段を設けたことを特徴とするア
    キュムレータを有する冶金炉排ガス顕熱回収発電設備。
    1. A sensible heat of exhaust gas intermittently generated from a metallurgical furnace such as a smelting reduction furnace or a converter is recovered by an exhaust gas treatment device to generate saturated steam, and this saturated steam is passed through an accumulator to a steam turbine. In a power generation facility that supplies and drives a turbine generator, an accumulator that sets the average amount of evaporation generated during blowing to the accumulator effective retained water volume to be approximately equal to the value of the average amount of generated evaporation is installed for various reasons. Even if the non-blowing time is extended, the steam turbine will be under no-load condition and the control means will be provided so that the generator will not be motored due to reverse power transmission from the outside and the generator can continue operating smoothly. Metallurgical furnace exhaust gas sensible heat recovery power generation equipment having an accumulator.
  2. 【請求項2】 タービンの途中段で蒸気を抽出し、この
    蒸気を分離手段によりミストを除去した許容湿り度の飽
    和蒸気としてタービンに再投入する手段を設けた請求項
    1記載のアキュムレータを有する冶金炉排ガス顕熱回収
    発電設備。
    2. A metallurgy having an accumulator according to claim 1, further comprising means for extracting steam at an intermediate stage of the turbine and re-injecting the steam into the turbine as saturated steam having an allowable wetness by removing mist by a separating means. Reactor exhaust gas sensible heat recovery power generation facility.
  3. 【請求項3】 アキュムレータと蒸気タービンを連絡す
    る管路に、独立蒸気過熱手段を設けた請求項1記載のア
    キュムレータを有する冶金炉排ガス顕熱回収発電設備。
    3. A metallurgical furnace exhaust gas sensible heat recovery power generation facility having an accumulator according to claim 1, wherein an independent steam superheating means is provided in a pipe line connecting the accumulator and the steam turbine.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007238985A (en) * 2006-03-07 2007-09-20 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Cooling system for exhaust gas in converter and method for driving cooling system of exhaust gas in converter
EP2562270A4 (en) * 2010-04-20 2018-07-04 JP Steel Plantech Co. Waste heat recovery facility for arc furnace for steel making, arc furnace facility for steel making, and waste heat recovery method for arc furnace for steel making

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