JPS60159501A - 排熱回収ボイラ装置 - Google Patents

排熱回収ボイラ装置

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JPS60159501A
JPS60159501A JP1330484A JP1330484A JPS60159501A JP S60159501 A JPS60159501 A JP S60159501A JP 1330484 A JP1330484 A JP 1330484A JP 1330484 A JP1330484 A JP 1330484A JP S60159501 A JPS60159501 A JP S60159501A
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JP
Japan
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damper
superheater
heat recovery
inlet side
denitrification
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Application number
JP1330484A
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Inventor
祝迫 清隆
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ガスタービン装置の排気ガスを熱源として、
他の蒸気原動機の駆動蒸気を発生する排熱回収ボイラ装
置に係シー特にコンバインド発電プラントの起動時のN
Ox排出量を低減するために好適な排熱回収ボイラ装置
に関する。
〔発明の背景〕
第1図に、従来仮相によるガスタービン装置トその排気
ガスを熱源として蒸気を発生する排熱回収ボイラ装置と
、この発生蒸気を駆動蒸気とする蒸気タービンと、排気
ガス中のNOx成分を除去する脱硝装置とを備えたコン
バインド発電プラント(以下、プラントという)を示す
この図に示すプラントでは、空気取入窟4を通じて取り
入れられた空気は、空気圧縮機1で圧縮され、燃焼器3
で燃料を助燃し、高温高圧のガスとしてガスタービン2
内で膨張し、発II機5および空気圧縮機1を駆動する
ガスタービン2から排出された排気ガスは、排熱回収ボ
イラ装置17にて熱回収される。
排熱回収ボイラ装置17は、排気ガスの上流から下流に
沿って、過熱器10、前側高圧蒸発器11、後側高圧蒸
発器13、高圧節炭器14、低圧蒸発器15、低圧節炭
器16とを備えて構成されている。また、前側高圧蒸発
器11と後側高圧蒸発器130間には脱硝装置12が設
置されている。
そして、排熱回収ボイラ装置17から発生した蒸気は、
蒸気タービン6に導入され、熱回収が図られる。
また、蒸気タービン6および発を機5を駆動した蒸気は
、コンデンサ7、グランドコンデンサ8を経て復水とな
り、復水ポンプ9にて低圧節炭器16へ送水される。
前記構成のプラントにおいても、近年、環境規制が年々
強化されており、前述のようにガスタービン装置によシ
排出される排気ガスに含まれるNOx成分を脱硝装置1
2を通じて除去した後、大気放出することにより低減す
るようにしている。
第2図(a)、 (b)、 (e)に、ガスタービン装
置を通常起動させた場合のプラント排気ガス特性の一例
を示す。
プラント排出NOx値は、第2図(a)、 (b)、 
(c)から分かるように、定格負荷で安定するまでの過
程で最大値を発生する。これは、現在脱硝方式の一つと
して採用されているアンモニア接触法の基本反応式が 4 NO+ 4 NHs +Oi→4Ng+6HzO6
NOg+8NHs→7 Ng’+ 12kh Oであり
、この反+1>+晶吸は高効率の脱硝性能を得るために
は、280〜400Cの範囲、最低でも200Cである
ことVこよるものである。
、第3図に、脱硝入口ガス温度と脱硝効率の関係夕 を示し、イg4図(a)、 (b)、 (C)に、従来
技術によるプランドにおいてガスタービンを低負荷で持
続運転した時のプラント排気ガス特佳を示す。
前述の従来技術では、第2図(a)、 (b)、 (C
)から分かるように、最終的にはプラント排出NOxを
低減することができるが、プラント起動時におけるプラ
ント排出NOxは低減できないという問題がある。これ
は、ガスタービン装置から排出される排気ガスの温度に
対し、第1図に示すように、排気ガスが過熱器10、前
側高圧蒸発器11を通過する際、温度が降下して低温度
となり、かつ脱硝装置112の加熱温度上昇が追従でき
ず、加熱温度が低温なるため、脱硝能力が発揮できない
ことにちる。
また、脱硝装置12の性能は、排気ガス温度がQtAで
高効率を発揮するという特徴を利用し、従来8g4図(
a)、 (b)、 (C)に示すごとく、脱硝性能が上
昇するまでは、ガスタービンを低負荷で運転し、NOx
排出量を低く押さえ、脱硝性能が上昇した後、ガスター
ビン門衛を上昇させる方式とすることにより、プラント
NOx排出賞を低減することができる。しかし、この従
来技術の場合にはプラントNOX排出量は低減できるが
、プラント起動時間が長くなるという問題が発生する。
〔発明の目的〕 本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、プラ
ント起動時のプラ:/)NOx排出量を低減でき、かつ
プラント起動時間を短縮し得る排熱回収ボイラ装置を提
供するにあり、さらに他の目的は、脱硝装置が設定温度
寸で上昇するまでは排気ガスを脱硝装置側へ直接流し、
また脱硝装置が設定温度まで上昇した時は排気ガスを過
熱器側へ流し得るように、自動的にか?適確に制御し得
る排熱回収ボイ乏装置凌を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明の1番目の発明は、排熱回収ボイラ装置の過熱器
の入口側と脱硝装置の入口側とを結ぶバイパスダクトl
I:形成したこと、前記過熱器の入口側と、バイパスダ
クトとにそれぞれダンパを設けたことに特徴を有するも
ので、プラント起動時に過熱器の入口側に設けられたダ
ンパを閉、バイパスダクトに設けられたダンパを開とし
、バイパスタクトを通じて脱硝装置の入口側に排気ガス
を直接流し、脱硝装置を速やかに茄熱し、脱硝装置の脱
硝性能の立ち上がりをよくrることによって、プラント
起動時のプラン)NOx排出量を低減することができ、
またプラント起動時にガスタービンを低負荷運転する必
要金なくすことによってプラント起動時間の短縮化を図
ることができたものである。
さらに、本発明の2番目の発明は、前記1番目の発明に
おいて、前記過熱器の入口側に設けられたダンパと、バ
イパスダクトに設けられたダンパとをそれぞれダンパ駆
動装置に連結したこと、このダンパ駆gjIh装置をダ
ンパ制御装置に接続したこと、脱硝装置の入口側に温度
センサを設けるとと−もに、この温度センサを前i己ダ
ンパ制御装置に接続したことに特徴を有するもので、こ
の構成によりプラント起動時に脱硝装置が設定bKiに
上昇するまでは過熱器の入口側に設けられたダンパを閉
、バイパスダクトに設けられたダンパを開に制御し、つ
いで脱硝装置が設定温度まで上昇した時は過熱器の入口
側に設けられたダンパを開、バイパスダクトに設けられ
たダンパを閉に自動的にかつ適確に制御することができ
たものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第4図および第5図により説
明する。
その第4図に示すように、排熱回収ボイラ装置17には
過熱器100入口側と脱硝装置12の入口側とを結ぶバ
イパスダク)18が形成されている。
また、前記過熱器10の人口側にはルーツ(ダンパ19
がj非熱回収ボイラ≠9ft17の高さ方向に多段に設
けられ、r?iJ記バイパスダクト18の内部にはルー
バダンパ20が設けられている。
前記過熱器10の入口側に設けられたαルーツくダンパ
19はダンパ駆動装置21に連結され、前1(己バイパ
スダクト18に設けられたル−ツ(ダンノく20はダン
ハ駆’ ml ’tJfc i!i:22に連結されて
いる。
前記各ダンパ小動玖代21.22は、ダンノく制御装置
23に接続されている。
一方、脱硝装置12の入口側には温LWセンサ24が設
けられており、このr&M liセンサ24は前記ダン
パ制御’K 1iffi 23に接続されている。
そして、プラン) 起動時には過熱器10の入口側に設
けられた谷ルーバダンノく19が閉、ツクイノくスタン
ド18に設レフられたルーバダンパく20は圀に制御さ
れ、プラント起動後、脱硝装置12が設定温度まで上昇
した時は温IWセンサ24からダンパ制御装置23に温
度検出信号25が送られ、この温度検出信号25に基づ
いてダンノ(制御装置23から各ダンパ駆動装置21.
22に制御信号26.27が送られ、ダンパ座動装置2
1.22により前記過熱器10の入口側に設けられたル
ーバダンパ19が開、ig′IJ記バイノシバイノド1
8に設けられたルーバダンパ20が閉にそれぞれ自動的
に制御されるように構成されている。
なお、第5図に示す実施例の他の構成については、前記
第1図に示したプラントと同様であり、同じ部材には同
じ符号を付けて示し、これ以上の説明を省略する。
前記実施タリの排熱回収ボイラ装置17は、次のように
作用する。
すなわち、プラント起動時には過熱器10の入口側に設
けられたルーバダンパ19が閉、〕(イノくスタンド1
8に設けられたルーツくダン、)く20が開にセットさ
れている。したがって、ガスタービン2から排出された
排気ガス28は排熱回収ボイラ装置17内に入った後、
第5図に示すように、過熱器10の入口側からバイパス
ダクト18を通つて脱硝装置12の入口側に直接流れ、
この排気ガス28により脱硝装置12が直接加熱される
このように、脱硝装置:12がガスタービン2の出口排
気ガス+!+にとほぼ同じ温度の排気ガス28により直
接加熱される結果、第6図(a)、(b)から分力)る
よ5に、脱硝装置12を高効率の脱硝性能を発揮する温
度としての280〜400Cに速やかに上昇させること
ができる。しlヒがって、プラント起動時の脱硝装+1
t12の脱硝性能の立ち上がりをよくすることができる
ので、第6図(C)に示すように、プラント起動時のプ
ラントNOx排出虐を低減することができる。
また、プラント起動時にガスタービンを低負荷運転にす
る必要がないので、プラント起動時間を短縮することが
できる。
次に、バイパスダクト18を通じて流れてくる排気ガス
28により脱硝装置12が、例えば400C等の設定f
M I&に上昇すると、その温度は脱硝装置120入口
側に設けられた温度センサ24により検出され、この温
度センサ24からダンパ制御装置t23に温度検出信号
25が送られる。
ついで、前記温度検出信号25に基づいてダンパ制御装
置23から各ダンパ駆動装置121,22に制御信号2
6.27が送られ、ダンパ駆動装置21により、過熱器
100入口側に設けられたルーバダンパ19は開、また
ダンパ駆動装[22により、バイパスダクト18に設け
られたルーバダンパ20は閉にそれぞれ自動的に制御す
ることができる。
しかも、ルーバダンパ19.20の前記切り替え時には
、過熱器10側とバイパスダクト18側の両方から排気
ガス28が流れるので、この排気ガス28により一方で
は過熱−510と前[11高圧蒸発器11が予熱され、
他方では脱硝装置12が加熱される1ヒめ、急激な温度
変化によるトラブルを未然に防止することができる。
なお、この第5図に示す実施例の他の作用については、
前記第1図に示すプラントと同様である。
また、本発明では前記各ルーバダンパ19゜200切り
替えをタイマとリレーとを用いた制御手段で行うことも
できる。
〔発明の効果〕
以上説明し九本発明の1番目の発明によれば、排熱回収
ボイラ装置の過熱器の入口側と脱硝装置の入口側とを結
ぶバイパスダクトを形成し、前記過熱器の入口側と、バ
イパスダクトとにそれぞれダンパを設けているので、プ
ラント起動時には前記過熱器の入口側に設けられたダン
パを閉、前記バイパスダクトに設けられたダンパを開に
し、ガスタービン装置から排出された排気ガスをバイパ
スタクトを通じて脱硝装置の入口側に直接流し、この排
気ガスにより脱硝装置を直接加熱でき、したがって脱硝
装置の脱硝性能の立ち上がりをよくすることができる結
果、プラント起動時のプラン)NOX排出被を低減させ
得る効果を有する外、前述のごとくプラント起動時に脱
硝装置の脱硝性能を速やかに発(ボさせることができる
ため、プラント起動時にガスタービンを低負荷運転にす
る必要がなく、シlこがってプラント起動時間の短縮化
を図り得る効果もある。
さらに、本発明の24jr目の発明によれば、前記1番
目の発明において、前記谷ダンパをそれぞれダンハRI
A動装置に連結し、各ダンパ駆動装置をダンパ制御装置
に接続し、前記脱硝装置の入口側に温度センサを設ける
とともに、この温度センft前記ダンパ制御装置に接続
しているので、プラント起動時に脱硝装置が設定温度に
上昇するまでは過熱器の入口側に設けられたダンパを閉
、バイパスダクトに設けられたダンパを開に制御し、排
気ガスをバイパスダクトを通じて脱硝装置の入口側へ直
接流し、脱硝装置が設定温度まで上昇した時は温度セン
サからの温度検出信号に基づいて過熱器の入口側に設け
られたダンパを開、バイパスダクトに設けられたダンパ
全閉にそれぞれ自動的にかつ適確に制御し得る効果があ
る。
【図面の簡単な説明】 第1図は従来の排熱回収ボイラ装置を含むプラントの系
統図、第2図は従来のプラントにおいてガスタービンを
通常起動させた場合のプラント排気ガス特性図、第3図
は脱硝装置の入口ガス温度と脱硝効率との関係を示す図
、第4図は従来のプラントにおいてガスタービンを低負
荷で持続運転した場合のプラント排気ガス特性図、第5
図は本発明排熱回収ボイラ装装置を含むプラントの一実
施例の系統図、第6図(a) 、 (b) 、 (C)
は本発明におけるプラント排気ガス特注図である。 1・・・プラントを構成している空気圧縮器、2・・・
同ガスタービン、3・・・同燃焼器、4・・・同空気取
入室、5・・・四元flt機、6・・・同蒸気タービン
、7・・・同コンデンサ、8・・・同グランドコンデン
サ、9・・・同復水ポンプ、10・・・排熱回収ホイラ
装置を構成している過熱器、11.13・・・同前側、
後側高圧蒸発器、12・・・同脱硝装置、14.16・
・・同高圧、低圧節炭器、15・・・同低圧蒸発器、1
7・・・排熱回収ボイラ装置全体、18・・・バイパス
ダクト、19・・・過熱器の入口側に設けられたダンパ
であるルーバダンパ、20・・・バイパスダクトに設け
られたダンパであるルーバダンパ、21.22・・・ダ
ンパ駆動装置、23・・・ダンパ制御装置、24・・・
温度センサ、25・・・昌度検出信号、26.27・・
・制御信号、28・・・排気ガス。 代理人 弁理士 秋本正実 第 2 唄 2(a) 靜 7゛ラット起起動時間 (介ン 第3 固 脱功へ口刀”ス温友 (”C〕

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、ガスタービン装置から排出される排気ガスを熱源と
    して導−き、この排気ガスにより給水を予熱する節炭器
    と、予熱された給水を蒸発させる蒸発器と、蒸気化した
    給水を加熱して蒸気原動機の駆動蒸気を発生する過熱器
    と、排気ガス中のNOx成分を除去する脱硝装置とを備
    えた排熱回収ボイラ装置において、前記過熱器の入口側
    と脱硝装置の入口側とを結ぶバイパスダクi形成し、前
    記過熱器の入口側と、バイパスダクトとにそれぞれダン
    パを設けたことを特徴とする排熱回収ボイラ装置。 2、前記ダンパは、ルーバダンパであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の排熱回収ボイラ装置。 3、ガスタービン装置から排出される排気ガスを熱源と
    して導き、この排気ガスにより給水を予熱する節炭器と
    、予熱された給水を蒸発させる蒸発器と、蒸気化した給
    水を加熱して蒸気原動機の駆動蒸気を発生する過熱器と
    、排気ガス中のNOx成分を除去する脱硝装置とを備え
    た排熱回収ボイラ装置において、前記過熱器の入口側と
    脱硝装置の入口側とを結ぶバイパスダクトを形成し、前
    記過熱器の入口側と、バイパスダクトとにそれぞれダン
    パを設け、これらのダンパをそれぞれダンパ駆動装置に
    接続し、前記各ダンパ駆!flII装置をダンパ制御装
    置に接続し、前記脱硝装置の入口側に温度センサを設け
    るとともに、この温度センサを前記ダンパ制御装置に接
    続したことを特徴とする排熱回収ボイラ装置。 4mNNQダンパは、ルーバダンパであることを特徴と
    する特許請求の範囲第3項記載の排熱回収ボイラ装置。
JP1330484A 1984-01-30 1984-01-30 排熱回収ボイラ装置 Pending JPS60159501A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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