JPS61223403A - 電力及び蒸気発生プラント及びその熱回収及び有害物質排出低減のための調節方法 - Google Patents

電力及び蒸気発生プラント及びその熱回収及び有害物質排出低減のための調節方法

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JPS61223403A
JPS61223403A JP61043934A JP4393486A JPS61223403A JP S61223403 A JPS61223403 A JP S61223403A JP 61043934 A JP61043934 A JP 61043934A JP 4393486 A JP4393486 A JP 4393486A JP S61223403 A JPS61223403 A JP S61223403A
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exhaust gas
boiler
control unit
emission control
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ジヤツク・ヘフリツチ
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ENERG SAABISHIIZU Inc
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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】 背景技術及び発明の概要 本発明は、電力を発生するためのガスタービンと、高温
排ガスから蒸気を発生ずるための熱回収蒸気ボイラーと
、エンジン排ガス中のNOx又は他の有害物質(大気汚
染の原因となる物質)を低減するための有害物質排出制
御システムとを通常のように用いる形式の電力及び蒸気
発生システムに係り、一層詳細には、予め確立された所
望の正規温度に於いて排ガス中の有害物質を低減するた
め排ガス温度を調節するための新規にして且つ改良され
た方法及び装置に係る。
電力及び蒸気を発生するために用いられるガスタービン
プラントのような電力及び蒸気発生プラントはますます
厳しいNOx排出規制を受けており、大気に排出される
望ましくない有害物質を最小化するため満足な有害物質
排出側?ff1lシステムが必要とされる。いくつかの
当局により現在、選択的触媒還元システム(SCRシス
テム)が電力及び蒸気発生プラントのυトガス中のNO
xを低減するための最良の利用可能な制御テクノロジー
であり、従って必要な装置であると考えられている。
NOxの低減のために用いられる現在利用可能なSCR
システムでは、窒素及び水蒸気を生成するべく触媒の存
在下でNOxと反応させるために排ガス流のなかへアン
モニアが噴射される。このようなSCRシステムは、排
ガス流の温度が約600〜700°F(316〜371
°C)の最適温度範囲内にある時には、80〜90%の
効率を有する。SCRシステムのNOx低減効率は、も
し温度が最適温度範囲外にあるならば、低下する。
加えて、通常のSCRシステムの触媒は一層高い温度で
は損傷され得る。
たいていのガスタービンによる電力及び蒸気発生プラン
トのエンジン出口温度は、ガスタービンエンジンの全負
荷又は定格負荷に於いて、通常約775°F(413@
C)と1050°F(566°C)との間である。排ガ
ス温度は通常のSCRシステムの最適温度範囲よりも高
いので、排ガス流がSCRシステムを通過する以前にそ
の温度を下げる必要がある。排ガス流がSCRシステム
を通過する以前に排ガスを予め選定された所望の正規温
度に冷却するべく排ガス流から熱を取出すためSCRシ
ステムの上流に蒸気過熱器及び(又は)蒸気発生管を設
けるのが一般的である。排ガス流は次いで、追加的な蒸
気の発生及び給水の加熱などのため廃熱回収ボイラー又
は他の熱伝達システムを通じて導かれる。上流熱交換器
では、排ガス流冷却のための熱伝達レートが、排ガス流
の温度及び流量ならびに熱交換器の内部作動流体の温度
及び流量を考慮に入れて、注意深く計算されなければな
らない、このようなことは、電力及び蒸気発生プラント
に作動上の制限を課する。すなわち、ガスタービンエン
ジンの作動範囲を厳しく制限し、もしくは、上流熱交換
器からの排ガス流の一部分をそらすため、望ましくない
排ガスバイパス、調節可能なダンパー又は他の機構を必
要とする。加えて、補足的な着火が蒸気発生の増大のた
めに行われる場合には、補足的着火システムはSCRシ
ステムの最適温度範囲を越える温度に排ガスを加熱する
ので、補足的着火システムは通常SCRシステムの下流
に配置される。このことは、蒸気発生効率を低下させ、
またSCRシステムにより除去されない追加的なNOx
を生ずるので、望ましくない、もし環境規制から補足的
着火システムをSCRシステムの上流に配置する必要が
あるならば、通常の上流熱交換器は補足的着火の全範囲
を通じて最適範囲内にSCR温度を維持しない。こうし
て、ガスタービン動力が全負荷蒸気需要の減少に適応す
るように減ぜられなければならず、もしくは過剰蒸気が
ダンプされなければならず、もしくは排ガスバイパス、
ダンパーなどが上流熱交換器から排ガスの一部分をそら
すために用いられなければならない、ガスタービンエン
ジンの動力出力の減少の不利はよく知られており、電力
発生の減少、比燃料消費の増大及び熱的サイクリングに
起因するガスタービン保守費用の増大を含んでいる。蒸
気ダンピングが時によっては例えば復水蒸気タービンを
駆動するために用いられ得るけれども、このような措置
は資本費及び蒸気タービン作動の観点からしばしば非実
際的である、これらの理由から、多くのガスタービンに
よる電力及び蒸気発生プラントは現在、熱回収システム
を通じて導かれる排ガス流の熱エネルギー含有量を制御
するため排ガスバイパス煙突を使用している。
本発明の主要な目的は、前記形式の電力及び蒸気発生シ
ステムに於いて、その作動の全範囲を通じて予め選定さ
れた所望の正規温度に於いて排ガスから有害物質を除去
するために排ガス温度を調節するための新規にして且つ
改良された方法お装置を提供することである。
本発明の他の目的は、ガスタービンによる電力及び蒸気
発生システムに於いて、いくつかの望ましくない有害物
質の排出を効率的に低減し、しかも最大効率での内燃エ
ンジンの作動と蒸気発生の増大のための補足的着火シス
テムの使用とを許すため、エンジン排ガス流の温度を調
節するための新規にして且つ改良された方法お装置を提
供することである。
本発明の別の目的は、いくつかの望ましくない有害物質
の排出を触媒作用により低減するための触媒使用の有害
物質排出制御システムを有する形式のガスタービン電力
及び蒸気発生プラントに於いて、排ガス流の一部分をそ
らすための通常の排ガスバイパス煙突、ダンパーまたは
他の機構を使用することなく、触媒プロセスの一般的に
最適な効率を生ずる予め選定された所望の正規温度に、
触媒を通過する排ガス流の温度を維持するための新規に
して且つ改良された方法お装置を提供することである。
本発明の他の目的は、高温の排ガス流から熱を回収し且
つ排ガス流のなかの有害物質を低減するために作動可能
な複合された熱回収及び有害物質排出制御システムに於
いて、有害物質を効率的に低減するために排ガス流の温
度を調節するための新規にして且つ改良された方法お装
置を提供することである。
本発明の他の目的及び利点は添付図面の簡単な説明から
明らかになろう。
好ましい実施例の説明 同−又は類似の部分に類似の参照符号が付されている図
面を詳細に参照すると、本発明の一つの実施例を取り入
れた電力及び蒸気発生プラント10が、通常の仕方で電
力を発生ずるための発電機14を駆動するべく連結され
たガスタービン内燃エンジンを含むものとして示されて
いる。最大の電力発生効率(すなわち最小の比燃料消費
)を得るためには、ガスタービンエンジン12はその定
格負荷で連続的に運転され、それによりガスタービン出
口16に予め定められた温度、速度及び質量流量率を存
する排ガス流を生ずることが好ましい。典型的には、定
格負荷でのガスタービン出口16に於ける排ガス温度は
、使用されるガスタービンエンジンとエンジン燃焼室へ
の水噴射率とに関係して775°F(413°C)と1
050゜F(566°C)との間の範囲内にある。
出口ダクト18はエンジン出口16を末広ダクト22を
介して一般に一定の大きな断面積を有する延長ダクト2
2に接続する。後者のダクト22は排ガス流を複合され
た熱回収及び有害物質排出制御システム24を通じて、
ガス流を大気に排出する鉛直煙突26に導く役割をする
電力及び蒸気発生プラン)10はここでは、3QQps
 ig (21kg/cm’ゲージ圧)の予め選定され
た圧力を有する高圧蒸気ヘッダー30とlOp s i
 g (0,71kg/cm 2ゲージ圧)の予め選定
された圧力を有する低圧蒸気ヘッダー32とを有する蒸
気コンジットシステム28に蒸気を供給するのに使用す
るものとして記載されている。通常の仕方で、高圧蒸気
ヘッダー30は高圧蒸気を製造設備及び(又は)補助蒸
気発生器に供給するのに使用され得るし、また低圧蒸気
ヘッダー32は低圧蒸気を製造設備及び(又は)給水脱
気器に供給するのに使用され得る。
熱回収システム36は、それぞれ上側の蒸気ドラム42
〜44と、底側の泥ドラム46〜48と、蒸気ドラムと
泥ドラムとの間に接続されている熱伝達又は蒸気発生管
のバンク50〜52とを有する三つの別個に制御される
蒸気ボイラー熱交換器38〜40を含むものとして示さ
れている0例えば、蒸気発生管の各バンク50〜52は
、各列内に10〜20本の管を有する10〜20列の管
を含んでいる。ガス流ダクト22は、三つの蒸気ボイラ
ーの各々により蒸気を発生するべくガス流を蒸気発生管
のバンク50〜52を通じて導く。
下流又は終陸蒸気ボイラー40は蒸気を低圧蒸気ヘッダ
ー32に供給し、また後記のようにヘッダー32を予め
選定された比較的低い正規圧力(例えばここに説明され
る実施例ではlOpsig(0,71kg/cn 2ゲ
ージ圧))ニ維持すルヘク制御される。上流又は初段蒸
気ボイラー38は、初段および中間段ボイラー38.3
9の蒸気発生管のバンク50.51の間に取付けられて
いる有害物質排出制御ユニットに於いて排ガス流の温度
を予め確立された所望の正規温度(ここに説明される実
施例では625°F(329°C)に維持する。中間段
ボイラー39は蒸気を高圧蒸気ヘッダー30に供給し、
また後記のようにヘッダー30を予め選定された比較的
高い正規圧力(例えばここに説明される実施例では“3
00psig (21kg / cm ’ゲージ圧))
に維持するべく制御される。
適当な止め/逆止め及び流量制御弁62.64゛が終段
蒸気ドラム44と低圧蒸気ヘッダー32との間に直列に
接続されている。同様に、止め/逆止め及び流量制御弁
62.64が中間段蒸気ドラム43と高圧ヘッダー30
との間に直列に接続されており、また止め/逆止め及び
流量制御弁62.64が初段蒸気ドラム42と高圧ヘッ
ダー30との間に直列に接続されている。低圧蒸気ヘッ
ダー32内の圧力を検出するための圧力センサ72を有
する適当な圧力制御システム70が、低圧蒸気ヘッダー
32を所望の正規圧力(例えばここに説明される実施例
では10psig (0,71kg/elll’ゲージ
圧))に維持するべく第三段流量制御弁64を操作する
。こうして、流量制御弁64は、低圧ヘッダー32内の
蒸気圧力がそのレベル以下に低下するにつれて圧力制御
システム70によりインクレメンタルに開かれ、また低
圧ヘッダー32内の蒸気圧力がそのレベル以上に上昇す
るにつれて圧力制御システム70によりインクレメンタ
ルに閉じられる。従って、第三段制御弁64はヘッダー
からの蒸気需要に従って低圧蒸気ヘッダー32への蒸気
の供給を調節するべく操作される。
同一の仕方で、高圧蒸気ヘッダー30内の圧力を検出す
るための圧力センサ76を有する中間段圧力制御システ
ム74は、高圧蒸気ヘッダー30内の圧力をその正規圧
力レベルに維持するべく中間段流量制御弁64をインク
レメンタルに開閉し、それによりそのヘッダーからの蒸
気需要に従って高圧蒸気ヘッダー30への蒸気の供給を
調節する。
ここに開示されるすべての三つのボイラー38〜40で
は、蒸気ドラム、泥ドラム及び蒸気発生管を含む全ボイ
ラーは高圧蒸気ヘッダー30の圧力よりも有意義に高い
最大圧力に対して、また少なくとも、それぞれの流量制
御弁64が閉じられている時に到達され得る最大ボイラ
ー圧力に等しく設計されている。すべての三つのボイラ
ー内で、流量制御弁64が閉じられている状態で、最大
圧力は有害物質排出制御ユニット60に於けるガス流温
度の関数である。例えば、有害物質排出制御ユニット6
0に於けるガス流温度が637°F(336°C)であ
る状態で、各ボイラー38〜40の最大圧力は、蒸気弁
64が閉じられている状態で、2,000ps ig 
(142kg/am’ゲージ圧)(すなわち637°F
(336°C)に於ける飽和圧力)である、こうして、
ここに説明される実施例では三つの蒸気ボイラーは、た
といこれらのボイラー38〜40の各々が実質的により
低い圧力で通常は作動するとしても、2.000 pS
 i g (142kg/am2ゲージ圧)に対して設
計されている。また、安全措置として、ボイラー圧力が
設計された圧力限界を越えないことを保証するべく、適
当な圧力逃がし弁(図示せず)が三つのボイラー38〜
40の各々に対して設けられている。
前記のように、中間段及び終段ボイラー39.40は需
要に応じて高圧及び低圧ヘッダー30.32に蒸気を供
給するように調節される。いずれのヘッダーからも需要
が存在しない時、又はその需要が比較的低い時には、対
応するボイラーから蒸気をダンプする必要はない。もち
ろん、設備によっては、第二段及び(又は)第三段ボイ
ラー39.40からの蒸気需要がボイラーの最大蒸気発
生レートを超過し得るしく超過分は別の源から供給され
る)、また第二段及び(又は)第三段ボイラー39.4
0は有害物質排出制御ユニットの温度に於ける飽和圧力
よりも実質的に低い最大圧力(例えば500 p s 
i g (36kg/am’ゲージ圧))で作動するよ
うに設計され得る。また、そのボイラーから排ガス流の
一部分をそらずことにより比較的低い圧力(例えば50
0psig (36kg / as ’ゲージ圧))に
第二段ボイラー39及び(又は)第三段ボイラー40の
圧力を維持するため、適当な排出バイパス煙突、ダンパ
ー又は他の機構(図示せず)がSCR有害物質排出制御
ユニットの下流に設けられていてよい。
ここに開示される実施例に於ける有害物質排出制御ユニ
ッ1−60は排ガス流内のNOx排出の選択的触媒還元
(SCR)を行う。NOx排出低減のための現在利用可
能なSCRシステムは第1B図中に線図で示されている
ようにアンモニア(NHs)を排ガス流と混合するため
のアンモニア噴射ユニット78を使用する。排ガス及び
アンモニア混合物は次いで、窒素及び水蒸気を生成する
べく触媒の存在下にアンモニアを窒素酸化物と反応させ
るため多孔性触媒床80を通じて導かれる。
このようなSCRシステムにより達成される典型的な効
率は、触媒床80を通過する排ガス流の温度がSCRシ
ステムによりにより必要とされる最適温度範囲、典型的
に600〜700°F(316〜372°C)の範囲内
にある時、80〜90%である。温度がその最適範囲外
にある時には効率は低下し、また温度がその範囲よりも
高い時には触媒が損傷され得る。従って、SCR有害物
質排出制御ユニット60の最適効率及び作動を達成する
ためには、又は厳しい有害物質排出規制を満足するため
には、SCRユニット60をfftJ温度範囲(例えば
ここに説明される実施例では600〜700°F(31
6〜372°C)の範囲)内に維持するととが重要であ
る。また、三つのボイラーの各々の設計された圧力限界
の超過を避けるためには、SCRユニット60に於ける
排ガス流の温度が設計された温度限界(ここに説明され
る実施例では637°F(336°C))を超過するの
を阻止する必要がある。
開示される実施例に説明されるように、初段ボイラー3
8は中間段及び終段ボイラー39.40と同一の最大圧
力(例えば2,000psig (142kg/am 
2ゲージ圧))に対して設計されている。SCR有害物
質排出制御ユニット60に於ける温度を検出するための
温度センサ8Gを有する温度;h制御システム84が、
予め選定された所望の温度レベル(例えば説明される実
施例でせ625°F(329°C))に排ガス流温度を
調節するべく初段ボイラー38から高圧ヘッダー30へ
の蒸気流を制御するために使用される。初段流量弁64
はインクレメンタルに開かれ、それにより、ボイラー3
8のボイラー圧力及び温度を下げ且つ熱交換レートを増
大するべく、高圧蒸気ヘッダー30への蒸気流を増大す
る。同様に、初段制御弁64はインクレメンタルに閉じ
られ、それにより、ボイラー38のボイラー圧力及び温
度を増大し且つ熱交換レートを減少するべく、高圧蒸気
ヘッダー30への蒸気流を減少する。ボイラー38の水
飽和温度は直接に圧力により変化するので、初段ボイラ
ー38の熱伝達レート及び蒸気発生管のバンク50に於
ける温度降下は初段ボイラー圧力により変化する。従っ
て、上流排ガス温度が増大するにつれて、初段ボイラー
圧力は、熱伝達レートを増大し且つ有害物質排出制御ユ
ニット60に於ける排ガス温度を予め選定された所望の
正規レベルに維持するべく減少される。逆に、上流排ガ
ス温度が減少するにつれて、初段ボイラー圧力は、熱伝
達レートを減少し且つ有害物質排出制御ユニット60に
於ける排ガス流温度を予め選定されたレベルに維持する
べ(増大される。
従って、初段ボイラー38の圧力は、有害物質排出1l
ilJ御ユニツ)60に於いて所望のガス流温度を維持
するべく自動的に調節される。初段ボイラーにより高圧
蒸気ヘッダー30に供給される蒸気′の量はそのヘッダ
ーからの蒸気需要に従って調節されない。その代わりに
、前記のように、第二段ボイラー39が高圧蒸気ヘッダ
ー30に蒸気を供給するための需要に応じて制御される
ボイラーとして使用される。第二段ボイラー39の最大
蒸気発生レートは、その流量制御弁64が完全に開かれ
ており且つボイラー圧力がその最小動作圧力にある時に
到達される。第二段ボイラー39の飽和温度は次いで、
その最大熱伝達及び蒸気発生レートを生ずるべく、その
最小レベル(300psig(21kg/cm2ゲージ
圧)に於いて422°F(217°C))にある。
同様に、第三段ボイラー40は、その流量制御弁64が
完全に開かれており且つボイラー圧力がその最小動作圧
力にある時に、最大蒸気発生レートを有する。その圧力
に於いて、終段ボイラー40は、その最大熱交換及び蒸
気発生レートを生ずるべく、その最小飽和温度(10p
sig(0,71kg/cm2ゲージ圧)に於いて24
0°F(116°C))にある。第二段ボイラー39の
圧力は第三段ボイラー40に於ける排ガス入口温度を決
定するので、第三段ボイラー40の最大可能な蒸気発生
レートは第二段ボイラー39の作動に関係する。
補足的な着火システム90が、第一段及び第二段ボイラ
38.39が蒸気需要を満足せず、高圧蒸気ヘッダー3
0内の蒸気圧力がボイラーの調節されるレベル(例えば
説明される実施例では300 pS i g (21k
g/am2ゲージ圧))よりも少し低いレベル(例えば
290ps ig (20,6kir/cI112ゲー
ジ圧))へ低下する時に高圧蒸気ヘッダー30に追加的
な蒸気を供給するために設けられている。補足的な着火
システム90はガスタービンと第一段ボイラー38との
間に取付けられた燃料ノズルのアレイを有する燃料噴射
ユニット92を含んでいる。燃料は下流側で排ガス流内
へ噴射され、またガス流の質量流量率を増大するべく(
排ガスは十分な酸素を含んでいるので、補足的な空気の
必要なしに)迅速且つ完全に燃焼する。
燃料噴射ユニット92に供給される燃料の量は高圧ヘッ
ダー30に対する圧力センサ96を有する圧力制御シス
テム94によりインクレメンタルに制御される。圧力制
御システム94は、その圧力レベルに高圧蒸気ヘッダー
30内の圧力を維持するべく補足的な加熱レベル(例え
ば説明される実施例では290ps ig (20,6
kg/cw+2ゲージ圧))で自動的に作動する。従っ
て、補足的な着火システムは、蒸気が補足的な着火なし
に第一段及び第二段ボイラー38.39により発生され
る最大レートを超過する蒸気需要を満足するべく使用さ
れる。また、第一段ボイラー38の広い利用可能な動作
範囲、従ってまた第一段ボイラー38への入口に於ける
実質的に許容可能な排ガス温度のために、その入口温度
は高圧蒸気ヘッダー30からの蒸気需要を満足するべく
変更され得る。同時に、SCR有害物質排出制御ユニッ
ト60に於ける排ガス温度は予め選定された所望の正規
温度に維持される0例えば、775°F(413°C)
に於いて1,000.000ボンド/h(454t/h
)の排ガス流量を有し定格負荷で作動する特定のガスタ
ービンでは、ボイラーシステムは蒸気を高圧及び低圧蒸
気ヘッダー30.32に補足的な着火なしでほぼ12.
000ボンド/h (54L/h)のレートで、また補
足的な着火ありで250.000ボンド/h (113
t/h)までのレートで供給し得る。
定格負荷に於ける且つ補足的着火なしのガスタービンエ
ンジン12により、SCR有害物質排出制御ユニット6
0に於いて625°F(329゜C)の排ガス温度を得
るため、初段ボイラー38は約33.000ボンド/h
 (15t/h)の蒸気を生ずる。従って、蒸気発生レ
ートは33,000ボンド/h (15L/h)の最小
値から25o、oooボンド/h (113L/h)の
最大値までの広い範囲内で制御可能であり、バイパス煙
突又は他のガスそらし機構を使用せずに、またガスター
ビンエンジン12の仕事出力を減少せずに、しかも有害
物質排出制御ユニット60に於ける排ガス温度を所望の
レベルに維持しつつ、7:1よりも大きいターン−ダウ
ン比が得られる。
ガスタービンエンジン12に対する圧力制御システム1
00は高圧蒸気ヘッダー30の圧力を検出するための圧
力センサ102を有する。圧力制御システム100は、
ヘッダー圧力が高圧ヘッダー30の予め選定された正規
圧力レベル(例えば説明される実施例では300ps 
ig (21kg/ea”ゲージ圧))よりも少し上の
予め選定された正規レベル(例えば310psig (
22kg/am2ゲージ圧))を超過するのを阻止する
べく、エンジン燃料消費(またそれにより発電機負荷)
を調節する。正常作動の間、ガスタービンエンジン12
は最大のガスタービン効率を生ずる全負荷又は定格負荷
で運転される。もし高圧蒸気ヘッダー30からの蒸気需
要が(補足的着火システム90が完全にオフの状態での
)初段ボイラー38の蒸気発生レートよりも小さいなら
ば、またその結果として高圧蒸気ヘッダー30内の蒸気
圧力がエンジン制御レベル(説明される実施例では31
0pSl g (22kg/am”ゲージ圧))へ少し
増大するならば、エンジンの燃料消費は、そのレベルに
蒸気ヘッダー圧力を維持するべくインクレメンタルに減
ぜられる。従って、ガスタービンエンジン12は、シス
テムが設計されている予め定められたレート(例えば説
明される実施例では33,000ボンド蒸気/h(15
を蒸気/h))よりも蒸気需要が上であるかぎりは、定
格負荷に維持される。
新鮮空気供給システム110が、ガスタービンが遮断さ
れている時に新鮮空気を補足的着火ユニット92に供給
するために設けられている。新鮮空気供給システム11
0は、補足的着火システム90により噴射された燃料の
燃焼のために十分な空気を供給するためのプロワ−11
2及び空気弁113を含んでいる。その作動モードでは
、新鮮空気供給システム110の上流でダクト18のな
かに取付けられている適当なダンパー114が閉じられ
ている。
始動の間、ガスタービンエンジン12は最初に比較的低
い質量流量率及び温度を有する排ガス流を生ずる。三つ
のボイラ一部分38〜40は比較的冷た(、また比較的
低い圧力にある。SCRユニット60に於ける入口温度
は最適温度以下であり、従って初段ボイラー38に対す
る温度応答流量制御弁64は完全に閉じられている。も
し高圧蒸気ヘッダー30が予め選定された正規圧力レベ
ル(例えば300ps kg (21kg/c+m”ゲ
ージ圧))以下であれば、第二段ボイラー39に対する
圧力応答流量制御弁64は完全に開かれている、もし低
圧蒸気ヘッダー32の圧力がその予め選定された正規レ
ベル(例えば10psig(Q、71kg/as2ゲー
ジ圧))以下であれば、第三段ボイラー40に対する蒸
気弁64は完全に開かれている。補足的着火システムに
対する制御システム94は始動の間は消勢されており、
また燃料噴射ユニット92に対する燃料弁96は閉じら
れている。
ガスタービン動力が適当な手動もしくは自動制御により
次第に増大するにつれて、排ガス流量率及び温度は三つ
のボイラー38〜40の各々の温度及び圧力を次第に増
大させるべく次第に増大される。°第二段ボイラー圧力
が高圧蒸気ヘッダー30の現存圧力に等しい時、蒸気は
第二段ボイラー39から高圧蒸気ヘッダー30へ流れ始
める。同様に、第三段ボイラー圧力が低圧蒸気ヘッダー
32の現存圧力に等しい時、蒸気は第三段ボイラー40
から低圧蒸気ヘッダー32へ流れ始める。SCRユニッ
ト60に於ける排ガス流の温度が予め選定された所望の
正規温度(例えば説明される実施例では625°F(3
29°C))に到達する時、初段ボイラー38に対する
蒸気弁64はSCR温度を維持するべくインクレメンタ
ルに制御される。ガスタービンエンジン12が全定格動
力にあり且つすべての三つのボイラー38〜40が正常
に作動している時、補足的着火システム90に対する制
御装置94は、必要とされる自動的な補足的着火をけう
へ(付勢されている。
第1B図中に破線で示されているように、初段ボイラー
3.8の蒸気ドラム42は高圧蒸気ヘッダー30に直接
にではなく第2YItボイラー39の蒸気ドラム43に
接続されていてよい、その変形により、初段ボイラー3
8は間接的に第2段ボイラー39の蒸気ドラム43を経
て高圧蒸気ヘッダー30に蒸気を供給する。初段ボイラ
ー38に対する温度制御システムは有害物質排出制御ユ
ニットに於ける排ガス温度を制御するべく前記の仕方で
機能し続ける。しかし、ガスタービンエンジン12に対
する圧力制御システム100は高圧蒸気ヘッダー30の
代わりに第1¥&蒸気ドラム42の圧力を検出するべく
取付けられた圧力センサを有する。圧力制御システム1
00は次いで、予め選定された最大圧力(説明される実
施例では2.0001) 5 i g (142kg/
cs+2ゲージ圧))に初段ボイラー38の圧力を制限
するべくガスタービン動力を調節する。この変形された
配置は、い(つかの設備に於いて蒸気ヘッダー30への
所要の接続を減少し且つ電力及び蒸気発生プラントの過
熱器及び過熱もどし器システム(図示せず)を簡単化す
る点で有利である。また、いくつかの蔭備に於いて、こ
の変形された配置は、初段ボイラー38に対して一層小
さい蒸気ドラムの使用を許し、またその内部蒸気分離器
(図示せず)を簡単化する。
所望であれば、三つのボイラー38〜40の各々は、ボ
イラーにより発生された蒸気を過熱するために取付けら
れた過熱器管の適当なバンクを有する過熱器(図示せず
)を有していてよい、排ガス流は有害物質排出制御ユニ
ット60に於いて一定の温度に維持されているので、過
熱器管は狭い範囲の蒸気過熱温度を維持するべく有害物
質排出制御ユニット60のすぐ下流に取付けられている
のが有利である。
【図面の簡単な説明】
第1A図及び第1B図は本発明の実施例を組入れた電力
及び蒸気発生プラントの概略構成図であり、追加的に破
線でその変形例を示している。 lO・・・電力及び蒸気発生プラント、12・・・ガス
タービン内燃エンジン、14・・・88+11.16・
・・カスタービン出口、18・・・出口ダクト、20・
・・末広ダクト、22・・・延長ダクト、24・・・複
合された熱回収及び有害物質排出制御システム、26・
・・鉛直煙突、28・・・蒸気コンジットシステム、3
0・・・高圧蒸気へラダー、32・・・低圧蒸気ヘッダ
ー、38・・・初段ボイラー、39・・・中間段ボイラ
ー、40・・・終段ボイラー1.42〜44・・・蒸気
ドラム、46〜48・・・泥ドラム、50〜52・・・
バンク、60・・・有害物質排出制御ユニット、62.
64・・・止め/逆止め及び流量制御弁、70・・・圧
力制御システム、74・・・中間段圧力制御システム、
76・・・圧力センサ、80・・・触媒床、90・・・
補足的着火システム、92・・・燃料噴射ユニット、9
4・−圧力制御システム、96・・・圧力センサ、98
・・・燃料弁、100・・・圧力制御システム、102
・・・圧力センサ、110・・・新鮮空気供給システム
、112・・・ブロワ−1l13・・・空気弁、114
・・・ダンパー特許出願人  エナジー・サービシーズ
・インコーホレイテッド

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数個の蒸気発生管の少なくとも一つのバンクを
    各々有する複数個の蒸気ボイラーと、第一の予め選定さ
    れた正規圧力で蒸気を供給するための第一の蒸気ヘッダ
    ーを有する蒸気コンジットシステムと、化学変換により
    排ガス流内の有害物質を低減するための有害物質排出制
    御ユニットと、蒸気発生管の前記バンク及び有害物質排
    出制御ユニットを通じて排ガス流を導くためのダクトと
    を含んでおり、複数個の蒸気ボイラーが、有害物質排出
    制御ユニットの上流側の蒸気発生管の前記バンクを有す
    る第一の蒸気ボイラーと、有害物質排出制御ユニットの
    下流側の蒸気発生管の前記バンクを有する第二の蒸気ボ
    イラーとを含んでおり、前記第一及び第二の蒸気ボイラ
    ーが蒸気コンジットシステムに蒸気を供給するために接
    続されている複合された熱回収及び有害物質排出制御シ
    ステムにより高温排ガス流から熱を回収し且つ排ガス流
    内の有害物質を低減する方法に於いて、前記第一の蒸気
    ボイラーの作動圧力を調節し、それにより前記第一の蒸
    気ボイラーの蒸気発生管の前記バンクの温度及び熱交換
    レートを変更し、前記化学変換のための予め確立された
    所望の正規温度に有害物質排出制御ユニットに於ける排
    ガス流を維持するべく、有害物質排出制御ユニットに於
    ける排ガス流の温度に従って前記第一の蒸気ボイラーか
    ら蒸気コンジットシステムへの蒸気の供給を調節する過
    程を含んでいることを特徴とする熱回収及び有害物質排
    出減少のための調節方法。
  2. (2)複数個の蒸気発生管の少なくとも一つのバンクを
    各々有する複数個の蒸気ボイラーと、第一の予め選定さ
    れた正規圧力で蒸気を供給するための第一の蒸気ヘッダ
    ーを有する蒸気コンジットシステムと、化学変換により
    排ガス流内の有害物質を低減するための有害物質排出制
    御ユニットと、蒸気発生管の前記バンク及び有害物質排
    出制御ユニットを通じて排ガス流を導くためのダクトと
    を含んでおり、複数個の蒸気ボイラーが、有害物質排出
    制御ユニットの上流側の蒸気発生管の前記バンクを有す
    る第一の蒸気ボイラーと、有害物質排出制御ユニットの
    下流側の蒸気発生管の前記バンクを有する第二の蒸気ボ
    イラーとを含んでおり、前記第一及び第二の蒸気ボイラ
    ーが蒸気コンジットシステムに蒸気を供給するために接
    続されている複合された熱回収及び有害物質排出制御シ
    ステムにより高温排ガス流から熱を回収し且つ排ガス流
    内の有害物質を低減する方法に於いて、前記第一の蒸気
    ボイラーの作動圧力を調節し、それにより前記第一の蒸
    気ボイラーの蒸気発生管の前記バンクの温度及び熱交換
    レートを変更し、前記化学変換のための予め確立された
    所望の正規温度に有害物質排出制御ユニットに於ける排
    ガス流を維持するべく、有害物質排出制御ユニットに於
    ける排ガス流の温度に従って前記第一の蒸気ボイラーか
    ら蒸気コンジットシステムへの蒸気の供給を調節する過
    程と、前記第一の予め選定された正規圧力に前記第一の
    蒸気ヘッダーを維持するべく前記第二の蒸気ボイラーか
    ら蒸気コンジットシステムへの蒸気の供給を調節する過
    程とを含んでいることを特徴とする熱回収及び有害物質
    排出低減のための調節方法。
  3. (3)複合された熱回収及び有害物質排出制御システム
    により、可変の入口温度を有する高温排ガス流から熱を
    回収し且つ排ガス流内の有害物質を低減する方法であっ
    て、複合された熱回収及び有害物質排出制御システムが
    、複数個の蒸気発生管の少なくとも一つのバンクを有す
    る第一の蒸気ボイラーと、蒸気コンジットシステムと、
    前記可変の入口温度よりも低い予め確立された所望の正
    規温度に於いて化学変換により排ガス流内の有害物質を
    低減するための有害物質排出制御ユニットと、蒸気発生
    管の前記バンク及び有害物質排出制御ユニットを通じて
    排ガス流を導くためのダクトとを含んでおり、前記第一
    の蒸気ボイラーが有害物質排出制御ユニットの上流側に
    蒸気発生管の前記バンクを有し、且つ蒸気コンジットシ
    ステムに蒸気を供給するために接続されている場合に用
    いられる方法に於いて、前記の予め確立された所望の正
    規温度に於ける飽和圧力よりも高くない予め定められた
    最大圧力を有する圧力範囲内で前記第一の蒸気ボイラー
    の作動圧力を調節し、それにより前記第一の蒸気ボイラ
    ーの蒸気発生管の前記バンクの温度及び熱交換レートを
    変更し、前記の予め確立された所望の正規温度に有害物
    質排出制御ユニットに於ける排ガス流を維持するべく、
    有害物質排出制御ユニットに於ける排ガス流の温度に従
    って前記第一の蒸気ボイラーから蒸気コンジットシステ
    ムへの蒸気の供給を調節する過程を含んでいることを特
    徴とする熱回収及び有害物質排出低減のための調節方法
  4. (4)ガスタービンエンジンと、前記エンジンにより駆
    動される発電機と、前記エンジンからの排ガス流から熱
    を回収し且つ排ガス流内の有害物質を低減するための複
    合された熱回収及び有害物質排出制御システムとを含ん
    でおり、前記複合された熱回収及び有害物質排出制御シ
    ステムが複数個の蒸気発生管の少なくとも一つのバンク
    を各々有する複数個の蒸気ボイラーと、第一の予め選定
    された正規圧力で蒸気を供給するための第一の蒸気ヘッ
    ダーを有する蒸気コンジットシステムと、化学変換によ
    り排ガス流内の有害物質を低減するための有害物質排出
    制御ユニットと、蒸気発生管の前記バンク及び有害物質
    排出制御ユニットを通じて排ガス流を導くためのダクト
    とを含んでおり、複数個の蒸気ボイラーが、有害物質排
    出制御ユニットの上流側の蒸気発生管の前記バンクを有
    する第一の蒸気ボイラーと、有害物質排出制御ユニット
    の下流側の蒸気発生管の前記バンクを有する第二の蒸気
    ボイラーとを含んでおり、前記第一及び第二の蒸気ボイ
    ラーが蒸気コンジットシステムに蒸気を供給するために
    接続されている電力及び蒸気発生プラントに於いて、前
    記第一の蒸気ボイラーが、前記第一の蒸気ボイラーの作
    動圧力を調節し、それにより前記第一の蒸気ボイラーの
    蒸気発生管の前記バンクの温度及び熱交換レートを変更
    し、前記化学変換のための予め確立された所望の正規温
    度に有害物質排出制御ユニットに於ける排ガス流を維持
    するべく、有害物質排出制御ユニットに於ける排ガス流
    の温度に従って前記第一の蒸気ボイラーから蒸気コンジ
    ットシステムへの蒸気の供給を調節するため、排ガス温
    度に応答する第一のボイラー制御システムを有する排ガ
    ス温度調節ボイラーであることを特徴とする電力及び蒸
    気発生プラント。
  5. (5)高温排ガス流から熱を回収し且つ排ガス流内の有
    害物質を低減するための複合された熱回収及び有害物質
    排出制御システムを含んでおり、前記複合されたシステ
    ムが複数個の蒸気発生管の少なくとも一つのバンクを各
    々有する複数個の蒸気ボイラーと、蒸気コンジットシス
    テムと、予め確立された所望の正規温度に於いて排ガス
    流の予め定められた処理により排ガス流内の有害物質を
    低減するための有害物質排出制御ユニットと、蒸気発生
    管の前記バンク及び有害物質排出制御ユニットを通じて
    排ガス流を導くためのダクトとを含んでおり、複数個の
    蒸気ボイラーが、有害物質排出制御ユニットの上流側の
    蒸気発生管の前記バンクを有する第一の蒸気ボイラーと
    、有害物質排出制御ユニットの下流側の蒸気発生管の前
    記バンクを有する第二の蒸気ボイラーとを含んでおり、
    前記第一及び第二の蒸気ボイラーが蒸気コンジットシス
    テムに蒸気を供給するために接続されている電力及び蒸
    気発生プラントに於いて、前記第一の蒸気ボイラーが、
    前記第一の蒸気ボイラーの作動圧力を調節し、それによ
    り前記第一の蒸気ボイラーの蒸気発生管の前記バンクの
    温度及び熱交換レートを変更し、前記化学変換のための
    予め確立された所望の正規温度に有害物質排出制御ユニ
    ットに於ける排ガス流を維持するべく、有害物質排出制
    御ユニットに於ける排ガス流の温度に従って前記第一の
    蒸気ボイラーから蒸気コンジットシステムへの蒸気の供
    給を調節するため、排ガス温度に応答する第一のボイラ
    ー制御システムを有する排ガス温度調節ボイラーである
    ことを特徴とする電力及び蒸気発生プラント。
JP61043934A 1985-03-01 1986-02-28 電力及び蒸気発生プラント及びその熱回収及び有害物質排出低減のための調節方法 Pending JPS61223403A (ja)

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