KR20240019302A - Operation method of ammonia fuel supply unit, power plant and boiler - Google Patents
Operation method of ammonia fuel supply unit, power plant and boiler Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240019302A KR20240019302A KR1020247000776A KR20247000776A KR20240019302A KR 20240019302 A KR20240019302 A KR 20240019302A KR 1020247000776 A KR1020247000776 A KR 1020247000776A KR 20247000776 A KR20247000776 A KR 20247000776A KR 20240019302 A KR20240019302 A KR 20240019302A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- ammonia
- hot air
- vaporizer
- boiler
- heat
- Prior art date
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 507
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 179
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 161
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 claims abstract description 140
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims abstract description 62
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 67
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 23
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
- 238000011017 operating method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 24
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 18
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 ammonia and urea Chemical class 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000008235 industrial water Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 description 1
- 238000009428 plumbing Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
- F23K5/02—Liquid fuel
- F23K5/14—Details thereof
- F23K5/22—Vaporising devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
- F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/10—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle with exhaust fluid of one cycle heating the fluid in another cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B35/00—Control systems for steam boilers
- F22B35/005—Control systems for instantaneous steam boilers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C1/00—Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air
- F23C1/12—Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air gaseous and pulverulent fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Feeding And Controlling Fuel (AREA)
- Combustion Of Fluid Fuel (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
보일러에 암모니아 연료를 공급하기 위한 암모니아 연료 공급 유닛은, 제1 기화기와 제2 기화기를 구비한다. 제1 기화기는, 액체 암모니아의 비점 이상의 온도의 열원을 사용하여 연료로서의 액체 암모니아를 기화 처리하도록 구성된다. 제2 기화기는, 제1 기화기와 보일러 사이에 마련되고, 보일러의 배열을 사용하여 생성된 열공기를 직접 또는 간접적인 열원으로 하여, 제1 기화기에서의 기화 처리에 있어서 잔존한 액체 암모니아를 기화 처리하도록 구성된다.An ammonia fuel supply unit for supplying ammonia fuel to a boiler includes a first vaporizer and a second vaporizer. The first vaporizer is configured to vaporize liquid ammonia as a fuel using a heat source at a temperature equal to or higher than the boiling point of liquid ammonia. The second vaporizer is provided between the first vaporizer and the boiler, and uses hot air generated using the arrangement of the boiler as a direct or indirect heat source to vaporize the liquid ammonia remaining in the vaporization process in the first vaporizer. It is composed.
Description
본 개시는, 암모니아 연료 공급 유닛, 발전 플랜트 및 보일러의 운전 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a method of operating an ammonia fuel supply unit, power plant and boiler.
본원은, 2021년 7월 21일에 일본 특허청에 출원된 특허 출원 제2021-120097호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority based on Patent Application No. 2021-120097 filed with the Japan Patent Office on July 21, 2021, and uses the content here.
종래, 보일러에 암모니아 연료를 공급하는 발전 플랜트가 알려져 있다. 예를 들어, 특허문헌 1에서 개시되는 발전 플랜트는, 액체 암모니아를 기화 처리하여 암모니아 가스를 생성하는 기화기를 구비한다. 기화기에 의해 생성된 암모니아 가스는, 보일러에 연료로서 공급된다. 기화기는, 배열 회수 보일러로부터 보내지는 온수를 열원으로 한다. 액체 암모니아와의 열교환을 종료한 온수는, 순환 유로를 경유하여 배열 회수 보일러로 되돌아간다.Conventionally, power plants that supply ammonia fuel to boilers are known. For example, the power plant disclosed in
상기 특허문헌에서는, 액체 암모니아를 기화 처리하는 열원으로서, 배열 회수 보일러와 기화기 사이에서 순환하는 온수가 이용되므로, 발전 플랜트의 터빈 및 복수기 등에 의해 구성되는 열 사이클의 효율에 영향을 미칠 우려가 있다. 또한, 상기 특허문헌에서는, 온수를 간접적인 열원으로 한 기화 처리가 1회 실행되는 것뿐이며, 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 열량을 확보할 수 없을 우려가 있다.In the above patent document, hot water circulating between a heat recovery boiler and a vaporizer is used as a heat source for vaporizing liquid ammonia, so there is a risk of affecting the efficiency of the heat cycle constituted by the turbine and condenser of the power plant. Additionally, in the above patent document, vaporization treatment using hot water as an indirect heat source is performed only once, and there is a risk that the amount of heat for vaporization treatment of liquid ammonia cannot be secured.
본 개시의 목적은, 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 열량을 확보하고, 또한 열 사이클의 열효율에 미치는 영향을 억제한 암모니아 연료 공급 유닛, 발전 플랜트 및 보일러의 운전 방법을 제공하는 것이다.The purpose of the present disclosure is to provide a method of operating an ammonia fuel supply unit, power plant, and boiler that secures the amount of heat required to vaporize liquid ammonia and suppresses the effect on the thermal efficiency of the heat cycle.
본 개시의 적어도 일 실시 형태에 따른 암모니아 연료 공급 유닛은,An ammonia fuel supply unit according to at least one embodiment of the present disclosure,
보일러에 암모니아 연료를 공급하기 위한 암모니아 연료 공급 유닛이며,It is an ammonia fuel supply unit to supply ammonia fuel to the boiler,
연료로서의 액체 암모니아를, 당해 액체 암모니아의 비점 이상의 온도의 열원에 의해 기화 처리하기 위한 제1 기화기와,a first vaporizer for vaporizing liquid ammonia as fuel using a heat source at a temperature equal to or higher than the boiling point of the liquid ammonia;
상기 제1 기화기와 상기 보일러 사이에 마련되고, 상기 보일러의 배열을 사용하여 생성된 열공기를 직접 또는 간접적인 열원으로 하여, 상기 제1 기화기에서의 기화 처리에 있어서 잔존한 상기 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 제2 기화기It is provided between the first vaporizer and the boiler, and uses hot air generated using the arrangement of the boiler as a direct or indirect heat source to vaporize the liquid ammonia remaining in the vaporization process in the first vaporizer. 2nd vaporizer for
를 구비한다.is provided.
본 개시의 적어도 일 실시 형태에 따른 발전 플랜트는,A power plant according to at least one embodiment of the present disclosure,
상기 암모니아 연료 공급 유닛과,The ammonia fuel supply unit,
상기 암모니아 연료 공급 유닛으로부터 공급되는 연료의 연소에 의해 발생하는 연소 가스를 열원으로 하여 증기를 생성하는 상기 보일러와,the boiler generating steam using combustion gas generated by combustion of fuel supplied from the ammonia fuel supply unit as a heat source;
상기 보일러로부터의 상기 증기를 구동원으로 하여 회전하기 위한 터빈과,a turbine for rotating using the steam from the boiler as a driving source;
상기 터빈의 회전에 의해 발전하기 위한 발전기Generator for generating power by rotation of the turbine
를 구비한다.is provided.
본 개시의 적어도 일 실시 형태에 따른 보일러의 운전 방법은,A method of operating a boiler according to at least one embodiment of the present disclosure,
암모니아 연료가 공급되는 보일러의 운전 방법이며,This is a method of operating a boiler supplied with ammonia fuel,
연료로서의 액체 암모니아를, 당해 액체 암모니아의 비점 이상의 온도의 열원에 의해 기화 처리하기 위한 제1 기화 처리 공정과,A first vaporization process for vaporizing liquid ammonia as a fuel using a heat source at a temperature equal to or higher than the boiling point of the liquid ammonia;
보일러의 배열을 사용하여 생성된 열공기를 직접 또는 간접적인 열원으로 하여, 상기 제1 기화 처리 공정에 있어서 잔존한 상기 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 제2 기화 처리 공정A second vaporization treatment process for vaporizing the liquid ammonia remaining in the first vaporization treatment process using hot air generated using an array of boilers as a direct or indirect heat source.
을 구비한다.Equipped with
본 개시에 의하면, 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 열량을 확보하고, 또한 열 사이클의 열효율에 미치는 영향을 억제한 암모니아 연료 공급 유닛, 발전 플랜트 및 보일러의 운전 방법을 제공할 수 있다.According to the present disclosure, it is possible to provide an ammonia fuel supply unit, a power plant, and a boiler operation method that secures the amount of heat for vaporizing liquid ammonia and suppresses the effect on the thermal efficiency of the heat cycle.
도 1은 본 개시의 일 실시 형태에 따른 보일러를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 발전 플랜트의 개략도이다.
도 3a는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 암모니아 연료 공급 유닛을 나타내는 개략도이다.
도 3b는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 암모니아 연료 공급 유닛을 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 형태에 따른 보일러의 운전 방법을 나타내는 흐름도이다.1 is a schematic diagram showing a boiler according to an embodiment of the present disclosure.
2 is a schematic diagram of a power plant according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 3A is a schematic diagram showing an ammonia fuel supply unit according to one embodiment of the present disclosure.
3B is a schematic diagram showing an ammonia fuel supply unit according to one embodiment of the present disclosure.
Figure 4 is a flowchart showing a method of operating a boiler according to an embodiment of the present disclosure.
이하, 본 개시에 따른 바람직한 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 또한 실시 형태가 복수 있는 경우에는, 각 실시 형태를 조합하여 구성하는 것도 포함하는 것이다. 이후의 설명에서, 위나 상방은 연직 방향 상측을 나타내고, 아래나 하방은 연직 방향 하측을 나타내는 것이며, 연직 방향은 엄밀하지 않고 오차를 포함하는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present disclosure will be described with reference to the drawings. In addition, the present invention is not limited to this embodiment, and when there are multiple embodiments, it also includes a configuration by combining each embodiment. In the following description, up or upward refers to the upper side in the vertical direction, and downward or downward refers to the lower side in the vertical direction, and the vertical direction is not exact and includes errors.
또한, 실시 형태로서 기재되어 있거나 또는 도면에 도시되어 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은, 본 개시의 범위를 이것으로 한정하는 취지가 아니라, 단순한 설명예에 불과하다.In addition, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of component parts described as embodiments or shown in the drawings are not intended to limit the scope of the present disclosure, but are merely illustrative examples.
예를 들어, 「어떤 방향으로」, 「어떤 방향을 따라」, 「평행」, 「직교」, 「중심」, 「동심」 혹은 「동축」 등의 상대적 혹은 절대적인 배치를 나타내는 표현은, 엄밀하게 그러한 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은 동일한 기능이 얻어질 정도의 각도나 거리를 갖고 상대적으로 변위되어 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.For example, expressions expressing relative or absolute arrangement such as “in a certain direction,” “along a certain direction,” “parallel,” “orthogonal,” “center,” “concentric,” or “coaxial,” are strictly such expressions. It not only indicates the arrangement, but also indicates the state of relative displacement with a tolerance or an angle or distance sufficient to obtain the same function.
예를 들어, 「동일」, 「동등하다」 및 「균질」 등의 사물이 동등한 상태임을 나타내는 표현은, 엄밀하게 동등한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 혹은 동일한 기능이 얻어질 정도의 차가 존재하고 있는 상태도 나타내는 것으로 한다.For example, expressions indicating that things are in an equal state, such as “same,” “equal,” and “homogeneous,” not only express a state of being strictly equal, but also indicate that there is a tolerance, or difference to the extent that the same function can be obtained. It should also indicate the status.
예를 들어, 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 표현은, 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 동일한 효과가 얻어지는 범위에서, 요철부나 모따기부 등을 포함하는 형상도 나타내는 것으로 한다.For example, expressions representing shapes such as a square shape or a cylindrical shape not only represent shapes such as a square shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also include uneven portions, chamfered portions, etc. to the extent that the same effect is obtained. The shape is also shown.
한편, 하나의 구성 요소를 「구비한다」, 「포함한다」 또는 「갖는다」라는 표현은, 다른 구성 요소의 존재를 제외한 배타적인 표현이 아니다.On the other hand, the expressions “to include,” “include,” or “to have” one component are not exclusive expressions that exclude the presence of other components.
또한, 마찬가지의 구성에 대해서는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략하는 경우가 있다.In addition, similar configurations may be given the same reference numerals and explanation may be omitted.
<보일러(10) 및 발전 플랜트(1)의 개요><Overview of boiler (10) and power plant (1)>
도 1은, 본 개시의 일 실시 형태에 따른 보일러를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a boiler according to an embodiment of the present disclosure.
본 개시의 일 실시 형태에 따른 보일러(10)는 석탄(탄소 함유 고체 연료)을 분쇄한 미분탄을 미분 연료로서 사용하고, 이 미분 연료를 버너에 의해 연소시키고, 이 연소에 의해 발생한 열을 급수나 증기와 열교환하여 과열 증기를 생성하는 것이 가능한 석탄 연소(미분탄 연소) 보일러이다. 본 실시 형태의 보일러(10)는 미분 연료 외에, 액체 암모니아를 기화 처리함으로써 생성되는 암모니아 가스를 버너에 의해 연소시킨다. 따라서, 본 실시 형태의 보일러(10)에서는, 미분탄과 암모니아 가스의 혼합 연소가 행해진다.The
이하의 설명에서는, 액체 암모니아 및 암모니아 가스를 총칭하는 경우 또는 구별하지 않는 경우에는, 암모니아 연료라고 칭하는 경우가 있다. 또한, 액체 암모니아는, 순물질로서의 액상의 암모니아여도 되고, 액상의 암모니아에 물이 미소 비율로 혼합된 혼합액이어도 된다.In the following description, liquid ammonia and ammonia gas may be referred to generically or, if no distinction is made, may be referred to as ammonia fuel. In addition, liquid ammonia may be liquid ammonia as a pure substance, or may be a mixed solution in which liquid ammonia and water are mixed in a very small proportion.
본 실시 형태에 있어서, 도 1에 도시한 바와 같이, 보일러(10)는 화로(11)와 연소 장치(12)와 연소 가스 통로(13)를 갖고 있다. 화로(11)는 사각통의 중공 형상을 이루어 연직 방향을 따라 설치되어 있다. 화로(11)를 구성하는 화로벽(101)은 복수의 전열관과 이들을 접속하는 핀으로 구성되고, 미분 연료 또는 암모니아 가스의 적어도 한쪽의 연소에 의해 발생한 열을 전열관의 내부를 유통하는 물이나 증기와 열교환하여, 화로벽(101)의 온도 상승을 억제하고 있다.In this embodiment, as shown in FIG. 1, the
연소 장치(12)는 화로(11)를 구성하는 화로벽(101)의 하부측에 마련되어 있다. 본 실시 형태에서는, 연소 장치(12)는 화로벽(101)에 장착된 복수의 버너(예를 들어 21, 22, 23, 24, 25)를 갖고 있다. 예를 들어 버너(21, 22, 23, 24, 25)는, 화로(11)의 둘레 방향을 따라 균등 간격으로 배치된 것이 1세트로서, 연직 방향을 따라 복수단(예를 들어, 도 1에서는 5단) 배치되어 있다. 단, 화로의 형상이나 하나의 단에 있어서의 버너의 수, 단수, 배치 등은 이 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.The
버너(21, 22, 23)에는, 보일러(10)에 암모니아 연료를 공급하기 위한 암모니아 연료 공급 유닛(60)이 암모니아 가스 공급관(69)을 통해 연결되어 있다. 암모니아 연료 공급 유닛(60)은 해수와, 보일러(10)의 배열을 사용하여 생성된 열공기를 사용하여, 연료로서의 액체 암모니아를 기화 처리하도록 구성된다. 본 실시 형태에서는, 기화 처리에 의해 생성된 암모니아 가스가 버너(21, 22, 23)에 공급된다. 또한, 열공기는 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 직접적인 열원이 되어도 되고, 간접적인 열원이 되어도 된다. 암모니아 연료 공급 유닛(60)의 상세는 후술한다.An ammonia
버너(24, 25)는 미분탄 공급관(29, 33)을 통해 복수의 분쇄기(밀)(34, 35)에 연결되어 있다(이하, 분쇄기(34, 35)를 총칭하여, 분쇄기(3)라고 하는 경우가 있음). 이 분쇄기(3)에서는, 예를 들어 하우징 내에 분쇄 테이블(도시생략)이 구동 회전 가능하게 지지되고, 이 분쇄 테이블의 상방에 복수의 분쇄 롤러(도시생략)가 분쇄 테이블의 회전에 연동 회전 가능하게 지지되어 구성되어 있다. 석탄이, 복수의 분쇄 롤러와 분쇄 테이블 사이에 투입되면, 분쇄되고, 반송용 가스(1차 공기, 산화성 가스)에 의해 분쇄기(3)의 하우징 내의 분급기(도시생략)로 반송되어, 소정의 입경 범위 내에 분급된 미분 연료를, 미분탄 공급관(29, 33)으로부터 버너(24, 25)에 공급할 수 있다. 또한, 반송용 가스는 미분 연료를 건조시키는 역할도 함께 담당한다.The
상술한 반송용 가스는, 외기를 도입하는 1차 공기 통풍기(31)(PAF: Primary Air Fan)로부터 공기관(30)을 통해 분쇄기(3)로 송출된다. 공기관(30)은 1차 공기 통풍기(31)로부터 송출된 공기 중 에어 히터(42)로 가열된 열공기가 흐르는 열공기 유도관(30A)과, 1차 공기 통풍기(31)로부터 송출된 공기 중 에어 히터(42)를 경유하지 않는 상온에 가까운 냉공기가 흐르는 냉공기 유도관(30B)과, 열공기와 냉공기가 합류하여 흐르기 위한 반송용 가스 유로(30C)를 구비한다. 열공기 유도관(30A)과 냉공기 유도관(30B)에는 각각, 열공기 댐퍼(30D)와 냉공기 댐퍼(30E)가 마련된다. 이들 댐퍼의 각각의 개방도가, 미분탄 연료의 공급 조건에 따라서 조정됨으로써, 반송용 가스 유로(30C)를 흐르는 반송용 가스의 유량 및 온도가 조정된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 반송용 가스 유로(30C)를 흐르는 반송용 가스에는, 열공기 유도관(30A)으로부터의 열공기가 포함된다. 즉, 열공기 유도관(30A)과 반송용 가스 유로(30C)는 연료로서의 석탄을 분쇄하는 분쇄기(3)에 에어 히터(42)에서 가열된 열공기를 유도하도록 구성된다. 이하의 설명에서는, 열공기 유도관(30A)과 반송용 가스 유로(30C)를 총칭하는 경우에 분쇄기용 열공기관(39)이라고 하는 경우가 있다.The above-described conveying gas is delivered to the
에어 히터(42)와 분쇄기(3)에 접속되는 분쇄기용 열공기관(39)은 암모니아 연료 공급 유닛(60)의 구성 요소인 열공기관(62)과 접속하는 부분인 분기부(63)를 포함한다. 분기부(63)와 분쇄기(3) 사이에 있어서의 분쇄기용 열공기관(39)에는 분쇄기용 조정 댐퍼(49)가 마련되고, 열공기관(62)에는 열원 조정 댐퍼(68)가 마련된다. 분쇄기용 조정 댐퍼(49)는 분쇄기(3)에 공급되는 반송용 가스의 유량(즉 열공기의 유량)을 조정하도록 구성되고, 열원 조정 댐퍼(68)는 암모니아 연료 공급 유닛(60)에 공급되는 열공기의 유량을 조정하도록 구성된다. 본 실시 형태의 분쇄기용 조정 댐퍼(49)와 열원 조정 댐퍼(68)는 모두, 개방도를 조정할 수 있는 댐퍼이다. 상세는 후술하지만, 암모니아 혼합 연소율 등 보일러(10)의 연소 조건에 따라서 분쇄기용 조정 댐퍼(49)와 열원 조정 댐퍼(68)의 각각의 개방도가 조정됨으로써, 분쇄기(3)에 공급할 필요가 없는 잉여분의 열공기가 암모니아 연료 공급 유닛(60)에 공급된다. 이에 의해, 암모니아 연료 공급 유닛(60)이 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 열원이 확보된다. 또한, 도 1에서 예시되는 실시 형태에서는, 열공기관(62)이 반송용 가스 유로(30C)에 접속되지만, 다른 실시 형태에서는, 열공기관(62)이 열공기 유도관(30A)에 접속되어도 되고, 에어 히터(42)의 출구에 접속되어도 된다.The
또한, 화로(11)는 버너(21, 22, 23, 24, 25)의 장착 위치에 풍상(36)이 마련되어 있으며, 이 풍상(36)에 공기 덕트(풍도)(37)의 일단부가 연결되어 있다. 공기 덕트(37)는 타단부에 압입 통풍기(FDF: Forced Draft Fan)(38)가 마련되어 있다.In addition, the
연소 가스 통로(13)는 도 1에 도시한 바와 같이, 화로(11)의 연직 방향 상부에 연결되어 있다. 연소 가스 통로(13)는 연소 가스의 열을 회수하기 위한 열교환기로서, 과열기(102, 103, 104), 재열기(105, 106), 절탄기(107)가 마련되어 있으며, 화로(11)에서 발생한 연소 가스와 각 열교환기의 내부를 유통하는 급수나 증기 사이에서 열교환이 행해진다.As shown in FIG. 1, the
연소 가스 통로(13)는 도 1에 도시한 바와 같이, 그 하류측에 열교환을 행한 연소 가스가 배출되는 연도(14)가 연결되어 있다. 연도(14)에는, 공기 덕트(37)와 공기관(30)의 각각을 흐르는 공기를 가열하기 위한 에어 히터(42)가 마련된다. 에어 히터(42)에 있어서, 공기 덕트(37)를 흐르는 외기와, 연도(14)를 흐르는 연소 가스 사이에서 열교환이 행해지고, 버너(21, 22, 23, 24, 25)에 공급하는 연소용 공기를 승온할 수 있다. 또한, 에어 히터(42)에 있어서, 열공기 유도관(30A)을 향해 흐르는 외기와, 연도(14)를 흐르는 연소 가스 사이에서 열교환이 행해지고, 외기는 열공기로 변화할 수 있다. 따라서, 에어 히터(42)는 보일러(10)의 배열을 사용하여 외기를 가열하도록 구성되어 있다고 이해된다.As shown in FIG. 1, the
또한, 연도(14)는, 에어 히터(42)보다 상류측의 위치에 탈질 장치(43)가 마련되어 있다. 탈질 장치(43)는 암모니아, 요소수 등의 질소산화물을 환원하는 작용을 갖는 환원제를 연도(14) 내에 공급하고, 환원제가 공급된 연소 가스 중의 질소산화물과 환원제의 반응을, 탈질 장치(43) 내에 설치된 탈질 촉매의 촉매 작용에 의해 촉진시킴으로써, 연소 가스 중의 질소산화물을 제거, 저감하는 것이다. 연도(14)에 연결되는 가스 덕트(41)는 에어 히터(42)보다 하류측의 위치에, 전기 집진기 등의 집진 장치(44), 유인 통풍기(IDF: Induced Draft Fan)(45), 탈황 장치(46) 등이 마련되고, 하류 단부에 연돌(50)이 마련되어 있다.Additionally, in the
한편, 복수의 분쇄기[34, 35(3)]가 구동되면, 생성된 미분 연료가 반송용 가스(1차 공기, 산화성 가스)와 함께 미분탄 공급관(29, 33)을 통해서 버너(24, 25)에 공급된다. 또한, 연도(14)로부터 배출된 배기 가스와 에어 히터(42)에서 열교환함으로써, 가열된 연소용 공기(2차 공기, 산화성 가스)가 공기 덕트(37)로부터 풍상(36)를 통해 버너(21, 22, 23, 24, 25)에 공급된다. 버너(24, 25)는 미분 연료와 반송용 가스가 혼합된 미분 연료 혼합기를 화로(11)에 불어넣음과 함께 연소용 공기를 화로(11)에 불어넣고, 이때에 미분 연료 혼합기가 착화함으로써 화염을 형성할 수 있다. 화로(11) 내의 하부에서 화염이 발생하고, 고온의 연소 가스가 이 화로(11) 내를 상승하고, 연소 가스 통로(13)로 배출된다. 미분 연료 혼합기의 불어넣기 개시와 동시에(또는 미분 연료 혼합기의 착화 후), 버너(21, 22, 23)가 암모니아 가스를 화로(11)에 불어넣음으로써 암모니아 가스의 연소가 일어나 미분탄과 암모니아의 혼합 연소가 행해진다. 또한, 산화성 가스로서, 본 실시 형태에서는 공기를 사용한다. 공기보다도 산소 비율이 많은 것이나 반대로 적은 것이어도 되며, 연료 유량과의 적정화를 도모함으로써 사용 가능해진다.On the other hand, when the plurality of pulverizers [34, 35(3)] are driven, the generated pulverized fuel flows to the
그 후, 연소 가스는, 도 1에 도시한 바와 같이, 연소 가스 통로(13)에 배치되는 제2 과열기(103), 제3 과열기(104), 제1 과열기(102)(이하 단순히 과열기라고 기재하는 경우도 있음), 제2 재열기(106), 제1 재열기(105)(이하 단순히 재열기라고 기재하는 경우도 있음), 절탄기(107)에서 열교환한 후, 탈질 장치(43)에 의해 질소산화물이 환원 제거되고, 집진 장치(44)에서 입자상 물질이 제거되며, 탈황 장치(46)에서 황 산화물이 제거된 후, 연돌(50)로부터 대기 중으로 배출된다. 또한, 각 열교환기는 연소 가스 흐름에 대하여 반드시 상기 기재순으로 배치되지는 않아도 된다.After that, as shown in FIG. 1, the combustion gas is supplied to the
또한, 도 1에서는 연소 가스 통로(13) 내의 각 열교환기(과열기(102, 103, 104), 재열기(105, 106), 절탄기(107))의 위치를 정확하게 나타내고 있는 것은 아니며, 각 열교환기의 연소 가스 흐름에 대한 배치순도 도 1의 기재에 한정되는 것은 아니다.In addition, Figure 1 does not accurately show the position of each heat exchanger (
도 2는, 본 개시의 일 실시 형태에 따른 발전 플랜트의 개략도이다. 본 실시 형태의 발전 플랜트(1)는 일례로서 상술한 각 열교환기를 포함하는 보일러(10)와, 보일러(10)로부터의 증기를 동력원으로 하여 회전하기 위한 터빈(110)과, 터빈(110)의 회전에 의해 발전하기 위한 발전기(115)와, 터빈(110)으로부터 배출되는 증기를 복수 처리하기 위한 복수기(114)와, 복수기(114)에 의해 복수 처리된 응축수를 보일러(10)에 보내기 위한 보일러 급수 펌프(123)와, 암모니아 연료 공급 유닛(60)을 구비한다. 보일러(10), 터빈(110), 복수기(114) 및 보일러 급수 펌프(123)는 규정의 열 사이클(예를 들어 랭킨 사이클)을 형성한다. 이 열 사이클에서 터빈(110)으로부터 취출됨으로써, 발전기(115)는 전력을 생성한다. 이 열 사이클에 있어서의 순환 열 매체는, 삼중점 이상의 압력과 온도에서 순환하는 물이다.Figure 2 is a schematic diagram of a power plant according to an embodiment of the present disclosure. As an example, the
일 실시 형태에서는, 암모니아 연료 공급 유닛(60)을 제외한 발전 플랜트(1)의 상술한 구성 요소는 모두 기존의 설비이며, 암모니아 연료 공급 유닛(60)은 이들 기존의 설비에 대하여 추가 설치된다.In one embodiment, all of the above-described components of the
본 실시 형태의 터빈(110)은, 예를 들어 고압 터빈(111)과 중압 터빈(112)과 저압 터빈(113)으로 구성되고, 연소 가스 통로(13)(도 1 참조)를 흐르는 연소 가스로부터 열 회수하는 재열기(105, 106)를 통해 고압 터빈(111)과 중압 터빈(112)은 서로 접속된다. 저압 터빈(113)에는, 복수기(114)가 연결되어 있다. 복수기(114)는 냉각수가 내부를 흐르도록 구성된 전열관(117)을 수용한다. 냉각수는, 예를 들어 해수, 담수, 또는 기수 등이다. 저압 터빈(113)을 회전 구동한 증기는, 복수기(114)에 유입되고 냉각수에 의해 냉각되어 응축수가 된다.The
복수기(114)는 급수 라인 L1을 통해 절탄기(107)에 연결되어 있다. 급수 라인 L1에는, 예를 들어 복수 펌프(CP)(121), 저압 급수 히터(122), 보일러 급수 펌프(BFP)(123), 고압 급수 히터(124)가 마련되어 있다. 저압 급수 히터(122)와 고압 급수 히터(124)에는, 터빈[111, 112, 113(110)]을 구동하는 증기의 일부가 추기되어, 추기 라인(도시생략)을 통해 고압 급수 히터(124)와 저압 급수 히터(122)에 열원으로서 공급되고, 절탄기(107)에 공급되는 급수가 가열된다.The
보일러(10)에서 사용되는 연료로서는, 바이오매스 연료나 석유 정제 시에 발생하는 PC(석유 코크스: Petroleum Coke) 연료, 석유 잔사 등의 고체 연료여도 된다. 또한, 연료로서 고체 연료에 한정되지 않고, 중유, 경유, 중질유 등의 석유류나 공장 폐액 등의 액체 연료도 사용할 수 있으며, 나아가, 연료로서 기체 연료(천연가스, 부생 가스 등)도 사용할 수 있다. 또한, 이들 연료를 조합하여 사용하는 혼합 연소 연소 보일러에도 적용할 수 있다.The fuel used in the
<일 실시 형태에 따른 암모니아 연료 공급 유닛(60)의 상세의 예시><Example of details of ammonia
도 3a는, 본 개시의 일 실시 형태에 따른 암모니아 연료 공급 유닛[60A(60)]을 나타내는 개략도이다. 암모니아 연료 공급 유닛(60A)은 상술한 열공기를 직접적인 열원으로 하여 액체 암모니아를 기화 처리하도록 구성된다. 또한, 도 3a에서는, 도 1에서 개념적으로 예시한 열공기 댐퍼(30D), 냉공기 유도관(30B) 및 냉공기 댐퍼(30E)의 도시를 생략한다(도 3b도 마찬가지임).Figure 3A is a schematic diagram showing an ammonia fuel supply unit [60A (60)] according to one embodiment of the present disclosure. The ammonia
암모니아 연료 공급 유닛(60A)은 해수를 사용하여 연료로서의 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 제1 기화기(81)와, 제1 기화기(81) 및 보일러(10)의 사이에 마련된 제2 기화기[82A(82)]를 구비한다. 해수는, 액체 암모니아의 비점 이상의 온도의 열원의 일례이다. 해당 열원은, 보일러(10)를 구성 요소로서 포함하는 열 사이클의 계외에 있다. 본 실시 형태의 암모니아 연료 공급 유닛(60)은, 제1 기화기(81)의 상류측에 마련된 암모니아 탱크(71)를 더 구비한다. 암모니아 탱크(71)에 저류되는 액체 암모니아는, 암모니아 공급 펌프(75)의 구동에 의해 제1 기화기(81)에 공급된다. 이때의 공급압은 압력 조정 밸브(109)에 의해 조정된다.The ammonia
본 실시 형태의 제1 기화기(81)는 상하로 연장되는 복수의 제1 전열관(도시생략)을 수용한 제1 용기(91)를 포함한다. 제1 전열관의 내부에는, 제1 기화기(81)에 유입된 액체 암모니아가 흐른다. 또한, 제1 용기(91)에는, 도시 외의 해수 펌프에 의해 해수가 공급된다. 제1 용기(91)에 유입된 해수는, 제1 전열관의 내부를 흐르는 액체 암모니아와 열교환한다. 이에 의해, 액체 암모니아는 기화 처리되어 암모니아 가스가 생성된다. 단, 해수의 온도는 액체 암모니아의 비점을 상회하지만, 액체 암모니아의 노점 온도를 하회하는 경우가, 액체 암모니아에 수분이 혼합된 경우에는 있기 때문에, 제1 기화기(81)의 기화 처리에서는 액체 암모니아가 잔존한다. 제1 기화기(81)로부터 배출되는 암모니아 연료(암모니아 가스와 액체 암모니아)는 연결관(89)을 경유하여 제2 기화기(82A)에 공급된다. 또한, 제1 기화기(81)에서 잔존하는 액체 암모니아에는, 제1 전열관을 흐르는 과정에서 기화하지 않은 액체 암모니아와, 제1 전열관을 흐르는 과정에서 기화한 후에 재응축한 액체 암모니아가 포함된다.The
또한, 제1 기화기(81)의 열원은 액체 암모니아의 비점 이상의 온도이면 해수 이외여도 되고, 예를 들어 물(공업용수)이나 증기여도 된다. 이들도, 보일러(10)를 구성 요소로서 포함하는 열 사이클의 계외에 있는 열원인 것이 바람직하다.Additionally, the heat source of the
제2 기화기(82A)는 보일러(10)의 배열을 사용하여 생성된 열공기를 직접적인 열원으로 하여, 제1 기화기(81)의 기화 처리에서 잔존한 액체 암모니아를 기화 처리하도록 구성된다. 본 실시 형태의 제2 기화기(82A)는 암모니아 연료가 흐르기 위한 제2 전열관(도시생략)을 수용한 제2 용기(92)를 포함한다. 제2 기화기(82A)에는, 암모니아 연료 공급 유닛(60)의 구성 요소인 열공기관[62A(62)]이 접속되어 있다. 열공기관(62A)에 의해 제2 기화기(82)의 내부로 유도된 열공기는, 제2 전열관을 흐르는 암모니아 연료와 열교환한다. 열공기의 온도는, 액체 암모니아의 증발 온도 및 노점 온도보다도 충분히 높다. 따라서, 제2 기화기(82A)에 유입되는 암모니아 연료 중에서, 제1 기화기(81)에서 잔존하고 있던 액체 암모니아가 기화 처리됨과 함께, 유입 시에 이미 기화되어 있는 나머지의 암모니아 가스는 승온한다. 본 실시 형태의 제2 기화기(82A)로부터 배출되는 암모니아 가스는, 일정한 과열도를 갖는 상태에서, 암모니아 가스 공급관(69)을 경유하여 보일러(10)에 공급된다. 또한, 제2 기화기(82A)의 제2 용기(92)는 열공기의 흐름을 촉진하기 위한 팬(도시생략)을 수용해도 된다. 이에 의해, 열공기와 암모니아 연료의 열교환은 촉진된다.The
다른 실시 형태에서는, 암모니아 연료 공급 유닛(60A)은 암모니아 탱크(71), 암모니아 공급 펌프(75) 및 압력 조정 밸브(109)를 구비하지 않아도 된다. 예를 들어, 암모니아 탱크(71) 대신에, 액체 암모니아를 저류하는 대형 탱크로리 또는 선박 등으로부터 액체 암모니아가 제1 기화기(81)에 공급되어도 된다. 또한, 제2 기화기(82)로부터 배출되는 암모니아 가스에 암모니아 미스트 등의 액체 암모니아가 혼입되어도 된다.In another embodiment, the ammonia
상기 구성에 의하면, 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 복수의 열원인 해수(또는 액체 암모니아의 비점 이상의 온도의 기타 열원)와 열공기가 이용되므로, 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 열량이 확보되기 쉽다. 또한, 열원으로서의 해수와 열공기는, 보일러(10), 터빈(110), 복수기(114) 및 보일러 급수 펌프(123) 등에 의해 구성되는 규정의 열 사이클의 계외에 있으므로, 열 사이클의 열효율에 미치는 영향이 억제된다. 이상의 점에서, 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 열량을 확보하고, 또한 열 사이클의 열효율에 미치는 영향을 억제한 암모니아 연료 공급 유닛(60A)이 실현된다.According to the above configuration, a plurality of heat sources for vaporizing liquid ammonia, such as seawater (or other heat sources with a temperature above the boiling point of liquid ammonia) and hot air, are used, so the amount of heat for vaporizing liquid ammonia can be easily secured. In addition, seawater and hot air as heat sources are outside the system of the specified heat cycle constituted by the
또한, 열공기관(62A)이 제2 기화기(82A)에 접속됨으로써, 제2 기화기(82A)는 열공기를 직접적인 열원으로 하여 액체 암모니아를 기화 처리한다. 열공기에 포함되는 열이 제2 기화기(82A)에 있어서 직접적으로 액체 암모니아에 전달되므로, 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 열량이 더욱 확보되기 쉽다.Additionally, the
본 실시 형태의 암모니아 탱크(71)는 액상의 암모니아에 물이 규정 비율로 혼합된 액체 암모니아를 저류한다. 물은 액상의 암모니아에 대하여 예를 들어 수 mol%의 비율로 혼합된다. 상기 구성에 의하면, 액체 암모니아가 물을 포함함으로써, 암모니아 탱크(71)를 구성하는 강재 등의 응력 부식 깨짐을 억제할 수 있다. 이에 의해, 암모니아 탱크(71)로부터 액체 암모니아가 누출되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 물을 포함하는 액체 암모니아의 노점 온도는, 예를 들어 순물질로서의 액상의 암모니아에 비하여 높아지는 경향이 있지만, 제1 기화기(81)와 제2 기화기(82A)에 의한 충분한 기화 처리에 의해, 제2 기화기(82A)로부터 배출되는 암모니아 연료에 암모니아 미스트가 포함되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 암모니아 혼합 연소 시에 있어서의 보일러(10)에서의 실화를 억제할 수 있다.The
암모니아 연료 공급 유닛(60A)은 에어 히터(42)로부터의 열공기를 제2 기화기(82A)로 유도하는 열공기관(62A)과, 열공기관(62A)에 마련되는 열원 조정 댐퍼(68)를 구비한다. 열원 조정 댐퍼(68)는 열공기관(62A)을 흐르는 열공기의 유량(즉, 도 3a에서 예시되는 실시 형태에서는 제2 기화기(82A)가 직접적인 열원)을 조정하도록 구성된다. 열공기량의 조정은, 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도의 조정에 의해 실행된다. 이 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도는, 제2 기화기(82A)에 공급되는 암모니아 연료의 공급량에 따라서 변경되면 된다. 이에 의해, 암모니아 연료의 기화 처리를 실행하기 위해서 제2 기화기(82A)가 필요로 하는 열원이 확보된다. 또한, 제2 기화기(82A)에 공급되는 암모니아 연료의 공급량은 암모니아 혼합 연소율과 상관한다.The ammonia
다른 실시 형태에서는, 공급되는 암모니아 연료의 유량에 더하여(혹은 공급되는 암모니아 연료의 유량 대신에), 제2 기화기(82)에서의 압력에 따라서, 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도가 조정되어도 된다. 제2 기화기(82A)에서의 압력에 따라서, 액체 암모니아의 증발 온도 등은 정해지고, 액체 암모니아의 기화 처리에 필요한 열량이 정해진다. 이 제2 기화기(82A)에서의 압력은, 제2 기화기(82A)의 입구 또는 출구에 마련된 압력계(도시생략)에 의해 특정되어도 되고, 암모니아 탱크(71)의 내부 압력과 압력 조정 밸브(109)의 개방도에 의해 특정되어도 된다. 또한, 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도 조정은 후술하는 컨트롤러(90)가 실행해도 되고, 작업자에 의해 행해져도 된다.In another embodiment, in addition to the flow rate of the supplied ammonia fuel (or instead of the flow rate of the supplied ammonia fuel), the opening degree of the heat
상기 구성에 의하면, 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도가 조정됨으로써, 공급되는 암모니아 연료의 유량에 따른 열공기를 제2 기화기(82A)는 열원으로서 이용할 수 있다. 또한, 열공기관(62A)은 에어 히터(42)로부터의 열공기를 유도하므로, 보일러(10) 및 에어 히터(42)를 포함하는 설비가 비록 기설비여도, 이 기설비의 설비에 추가 설치 작업을 행함으로써, 제2 기화기(82A)가 열공기를 열원으로서 이용하기 위한 구성을 실현할 수 있다.According to the above configuration, the opening degree of the heat
또한, 제2 기화기(82A)는 제1 기화기(81)로부터 배출되는 암모니아 연료를 노점 온도 이상으로 가열하여 암모니아 가스를 생성하도록 구성된다. 구체적인 일례로서, 분쇄기용 열공기관(39)에 마련된 분쇄기용 조정 댐퍼(49)와, 열공기관(62A)에 마련된 열원 조정 댐퍼(68)의 각각의 개방도가 조정됨으로써, 열공기관(62A)을 흐르는 열공기의 유량이 조정되고, 제2 기화기(82A)를 이용할 수 있는 열원을 조정할 수 있다. 이때, 도 1에서 도시된 열공기 댐퍼(30D)와 냉공기 댐퍼(30E)의 각각의 개방도가 함께 조정되어, 열공기의 온도가 제어되어도 된다.Additionally, the
또한, 제2 기화기(82A)에 있어서의 압력에 따라서, 분쇄기용 조정 댐퍼(49)와 열원 조정 댐퍼(68)의 각각의 개방도가 조정되어도 된다(압력의 특정 방법은 상술한 바와 같음). 또한, 분쇄기용 조정 댐퍼(49)와 열원 조정 댐퍼(68)의 각각의 개방도 조정은 후술하는 컨트롤러(90)가 실행해도 되고, 작업자에 의해 행해져도 된다.Additionally, the respective opening degrees of the
상기 구성에 의하면, 제2 기화기(82A)로부터 배출되는 암모니아 가스에 암모니아 미스트가 혼입되는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 보일러(10)에서의 실화를 억제할 수 있다.According to the above configuration, mixing of ammonia mist into the ammonia gas discharged from the
암모니아 연료 공급 유닛(60)은 제2 기화기(82A)에 공급되는 암모니아 연료의 유량에 따라서, 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도를 제어하도록 구성된 컨트롤러(90)를 구비한다. 제2 기화기(82)에 공급되는 암모니아 연료의 유량은 암모니아 혼합 연소율에 기초하여 취득되어도 된다.The ammonia
컨트롤러(90)는 각종 연산 처리를 실행하는 프로세서와, 프로세서에 의해 처리되는 각종 데이터를 비일시적 또는 일시적으로 기억하는 메모리를 구비한다. 프로세서는, CPU, GPU, MPU, DSP, 이들 이외의 각종 연산 장치, 또는 이들의 조합 등에 의해 실현된다. 메모리는, ROM, RAM, 플래시 메모리 또는 이들의 조합 등에 의해 실현된다.The
본 실시 형태의 컨트롤러(90)는 암모니아 연료 공급 유닛(60)뿐만 아니라 발전 플랜트(1)를 제어하도록 구성되어 있고, 보일러(10)에 있어서의 암모니아 혼합 연소율을 나타내는 지령을 취득한다. 이 암모니아 혼합 연소율에 기초하여, 보일러(10)에 대한 암모니아 연료의 공급량을 컨트롤러(90)는 특정한다. 특정한 암모니아 연료의 공급량은, 제2 기화기(82A)에 공급해야 할 암모니아 연료의 유량으로 간주할 수 있다. 이 암모니아 연료의 유량에 기초하여, 컨트롤러(90)는 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도를 조정한다.The
상기 구성에 의하면, 암모니아 연료의 공급량에 따라서, 제2 기화기(82A)가 열원으로서 이용되는 열공기의 유량을 자동적으로 조정할 수 있다.According to the above configuration, the flow rate of hot air used as a heat source by the
또한, 컨트롤러(90)는 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도를 조정할 때에, 분쇄기용 조정 댐퍼(49)의 개방도도 함께 조정해도 된다. 이 경우, 에어 히터(42)에서 생성되는 열공기를, 분쇄기(3)에 공급하는 열공기와 제2 기화기(82A)에서 직접적으로 사용되는 열공기에, 암모니아 연료의 공급량에 따라서 적정하고도 자동적으로 배분할 수 있다.Additionally, when adjusting the opening degree of the heat
본 실시 형태에서는, 열공기관(62A)은 분쇄기용 열공기관(39)으로부터 분기되어 마련된다. 상기 구성에 의하면, 보일러(10), 에어 히터(42) 및 분쇄기(3)를 포함하는 설비가 기설비여도, 분쇄기용 열공기관(39)으로부터 열공기관(62A)이 분기되므로, 기설비의 설비에 암모니아 연료 공급 유닛(60B)을 추가 설치하는 작업을 용이화할 수 있다.In this embodiment, the
이상, 암모니아 연료 공급 유닛(60A)의 상세를 예시하였지만, 제1 기화기(81), 제2 기화기[82A(82)]의 각각의 개수는 단수 또는 복수 중 어느 것이어도 된다(도 3b에서 예시되는 후술하는 암모니아 연료 공급 유닛(60B)도 마찬가지임). 구체적인 일례로서, 복수의 제1 기화기(81)가 직렬 또는 병렬로 배치되어도 되고, 복수의 제2 기화기[82A(82)]도 직렬 또는 병렬로 배치되어도 된다. 이에 의해, 보다 많은 액체 암모니아를 기화 처리할 수 있으므로, 보일러(10)에 대한 암모니아 가스의 공급량을 증대시킬 수 있다.Although the details of the ammonia
<다른 실시 형태에 따른 암모니아 연료 공급 유닛(60B)의 예시><Example of ammonia
도 3b는, 본 개시의 다른 실시 형태에 따른 암모니아 연료 공급 유닛[60B(60)]을 나타내는 구성도이다. 암모니아 연료 공급 유닛(60B)은 상술한 열공기를 간접적인 열원으로 하여 액체 암모니아를 기화 처리하도록 구성된다. 이하에서는, 암모니아 연료 공급 유닛(60A)과 마찬가지의 구성에 대해서는, 도면 중에서 마찬가지의 부호를 붙이고, 그 설명을 일부 또는 전부를 생략한다.FIG. 3B is a configuration diagram showing an ammonia fuel supply unit [60B (60)] according to another embodiment of the present disclosure. The ammonia
암모니아 연료 공급 유닛(60B)은 열공기관[62B(62)]과, 열교환기(65)와, 배관(66)과, 제2 기화기[82B(82)]를 구비한다. 열공기관(62B)은 분기부(63)와 열교환기(65)에 접속되어 있고, 열공기관(62B)은 열공기를 열교환기(65)의 내부로 유도한다.The ammonia
열교환기(65)의 내부로 유도된 열공기는, 열교환기(65) 및 제2 기화기(82) 사이를 순환하는 열매체액과의 사이에서 열교환을 행하고, 열매체액이 가열된다. 배관(66)은 열매체액의 순환로(77)의 일부를 구성한다. 순환로(77)에 마련된 펌프(55)의 구동에 의해 열교환기(65)로부터 배출되는 열매체액을, 배관(66)은 제2 기화기(82B)로 유도한다. 제2 기화기[82B(82)]는 가열된 열매체액을 직접적인 열원으로 하여, 제1 기화기(81)에서의 기화 처리에 있어서 잔존한 액체 암모니아를 기화 처리하도록 구성된다. 즉, 제2 기화기(82B)는 보일러(10)의 배열을 사용하여 생성되는 열공기를 간접적인 열원으로 하여, 액체 암모니아를 기화 처리하도록 구성된다. 제2 기화기(82B)는 일례로서 온수 배스식 기화기이며, 제2 기화기(82B)에 유입되는 열 매체로서의 온수의 온도는, 액체 암모니아의 증발 온도 및 노점 온도보다도 높다. 제2 기화기(82B)로부터 배출되는 암모니아 가스는 암모니아 가스 공급관(69)을 경유하여 보일러(10)에 공급된다.The hot air introduced into the
상기 구성에 의하면, 암모니아 연료 공급 유닛(60B)은 암모니아 연료 공급 유닛(60A)과 마찬가지로, 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 열량을 확보하고, 또한 열 사이클의 열효율에 미치는 영향을 억제할 수 있다.According to the above configuration, the ammonia
또한, 열교환기(65)에 있어서 열공기에 의해 가열된 열매체액이, 배관(66)을 경유하여 제2 기화기(82B)에 유입된다. 제2 기화기(82B)는 가열된 열매체액을 사용하여, 즉, 간접적인 열원으로서의 열공기를 사용하여, 액체 암모니아를 기화 처리한다. 열공기에 비하여 열매체액의 비체적은 작기 때문에, 제2 전열관을 수용하는 제2 기화기(82)를 소형화할 수 있다. 따라서, 제2 기화기(82B)를 소형화할 수 있다.Additionally, the heat medium liquid heated by hot air in the
열공기관(62B)에 마련된 열원 조정 댐퍼(68)는 열공기관(62B)을 흐르는 열공기의 유량(즉, 도 3b에서 예시되는 실시 형태에서는 제2 기화기(82A)의 간접적인 열원)을 조정하도록 구성된다. 본 실시 형태에서는, 컨트롤러(90)가 제2 기화기(82A)에 공급되는 암모니아 연료의 유량에 따라서(즉, 보일러(10)의 암모니아 혼합 연소율에 따라서), 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도를 조정한다. 이때, 본 실시 형태에 따른 컨트롤러(90)는 분쇄기용 열공기관(39)에 마련된 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도를 함께 조정한다. 상기 구성이 채용됨에 따른 이점은, 도 3a를 참조하여 전술한 바와 같기 때문에, 설명의 중복을 피하기 위해서 상세한 설명을 생략한다.The heat
<보일러(10)의 운전 방법의 예시><Example of operating method of
도 4는, 본 개시의 일 실시 형태에 따른 보일러의 운전 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4에서 도시된 흐름도는, 일례로서 컨트롤러(90)에 의해 실행된다. 도 4의 흐름도에는, 암모니아 연료 공급 유닛(60A, 60B)(도 3a 참조, 도 3b 참조) 모두가 적용 가능하다.Figure 4 is a flowchart showing a boiler operation method according to an embodiment of the present disclosure. The flowchart shown in FIG. 4 is executed by the
처음에, 보일러(10)의 석탄 전소가 실행된다(S11). 예를 들어, 컨트롤러(90)는 분쇄기(3), 열공기 댐퍼(30D), 냉공기 댐퍼(30E), 분쇄기용 조정 댐퍼(49), 1차 공기 통풍기(31) 및 압입 통풍기(38) 등에 제어 신호를 송신한다. 버너(24, 25)는 미분 연료와 반송용 가스가 혼합된 미분 연료 혼합기를 화로(11)에 불어넣음과 함께 연소용 공기를 화로(11)에 불어넣는다. 미분 연료 혼합기가 착화되고, 보일러(10) 내에서 화염이 형성된다. 또한, 본 실시 형태에서는 이때, 버너(21, 22, 23)는 가동하지 않고, 열원 조정 댐퍼(68)는 폐쇄되어 있으며, 암모니아 연료 공급 유닛(60)에 열공기는 공급되지 않는다.Initially, coal burning of the
계속해서, 암모니아 혼합 연소를 개시할 것인지 여부가 판정된다(S13). 예를 들어, 컨트롤러(90)는 혼합 연소 개시 조건이 충족되었는지 여부를 판정한다. 혼합 연소 개시 조건은, 화로(11) 내의 온도가 일정 온도 이상이 된 것, 오퍼레이터로부터 혼합 연소 개시 지령이 입력된 것, 또는 이들의 조합 등이다. 본 실시 형태에서는, 혼합 연소 개시 조건이 충족될 때까지(S13: "아니오"), 석탄의 전소가 행해진다.Subsequently, it is determined whether to start ammonia mixed combustion (S13). For example, the
혼합 연소 개시 조건이 충족되면(S13: "예"), 암모니아 혼합 연소율이 취득된다(S15). 혼합 연소율은, 프로그램에 미리 기입된 지령이 나타내는 값이어도 되고, 오퍼레이터가 지령으로서 입력하는 값이어도 된다.When the mixed combustion start condition is met (S13: “Yes”), the ammonia mixed combustion rate is obtained (S15). The mixed combustion rate may be a value indicated by a command previously written in the program, or may be a value input by the operator as a command.
다음으로, 해수를 사용하여 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 제1 기화 처리 공정이 실행된다(S17). 예를 들어, 컨트롤러(90)는 S13에서 취득된 암모니아 혼합 연소율에 기초하여, 암모니아 탱크(71)로부터 공급해야 할 액체 암모니아의 유량을 특정한다. 특정된 액체 암모니아가 제1 기화기(81)에서 기화 처리되도록, 컨트롤러(90)는 암모니아 공급 펌프(75), 해수 펌프 및 압력 조정 밸브(109)를 제어한다. 해수가 제1 기화기(81)에 유입됨과 함께, 암모니아 탱크(71)로부터 제1 기화기(81)에 액체 암모니아가 유입되고, 액체 암모니아와 해수가 열교환을 행한다. 이에 의해, 제1 기화 처리 공정은 실행된다. 또한, 제1 기화 처리 공정에서의 열원으로서의 해수가 충분히 확보되어 있으면, 해수 펌프는, S15에서 취득된 암모니아 혼합 연소율에 관계없이 일정 유량의 해수를 제1 기화기(81)에 공급해도 된다.Next, a first vaporization treatment process for vaporizing liquid ammonia using seawater is performed (S17). For example, the
다음으로, 보일러(10)의 배열을 사용하여 생성된 열공기를 직접 또는 간접적인 열원으로 하여, 제1 기화 처리 공정에 있어서 잔존한 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 제2 기화 처리 공정이 실행된다(S19).Next, a second vaporization treatment process for vaporizing the liquid ammonia remaining in the first vaporization treatment process is performed using the hot air generated using the arrangement of the
본 실시 형태의 제2 기화 처리 공정(S19)에서는, S15에서 취득된 암모니아 혼합 연소율에 따라서(즉, 제2 기화기(82)에 공급되는 암모니아 연료에 따라서), 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도를 컨트롤러(90)가 제어한다. 이에 의해, 암모니아 혼합 연소율에 따른 열공기가 열원으로서 제2 기화기(82)에 의해 이용된다. 이 결과, 제1 기화기(81)에서 잔존한 액체 암모니아가 기화됨과 함께, 제1 기화기(81)에 있어서 기화된 암모니아 가스가 승온한다. 제2 기화기(82)로부터 배출되는 암모니아 가스는 암모니아 가스 공급관(69)을 경유하여 버너(21, 22, 23)에 공급된다. 이들 버너가 암모니아 가스를 화로(11)에 불어넣음으로써 암모니아 가스의 연소가 일어나 석탄과 암모니아의 혼합 연소가 개시된다.In the second vaporization treatment step (S19) of the present embodiment, the opening degree of the heat
상기 구성에 의하면, 암모니아 혼합 연소율에 따라서 제2 기화 처리 공정의 열원으로서 이용되는 열공기량의 유량을 조정할 수 있다. 따라서, 암모니아 혼합 연소율에 따른 암모니아 가스를 보일러(10)에 공급할 수 있다.According to the above configuration, the flow rate of the amount of hot air used as a heat source in the second vaporization treatment process can be adjusted according to the ammonia mixing combustion rate. Therefore, ammonia gas according to the ammonia mixed combustion rate can be supplied to the
또한, 본 실시 형태의 제2 기화 처리 공정(S19)에서는, S15에서 취득된 암모니아 혼합 연소율에 따라서 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도를 컨트롤러(90)가 제어한다. 암모니아 혼합 연소율이 상승할수록, 보일러(10)에 대한 석탄의 공급량은 저감되므로, 분쇄기(3)에 공급해야 할 열공기량이 저감되고, 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도를 작게 할 수 있다. 그 결과, 에어 히터(42)에 의해 생성되는 열공기의 적어도 일부가 잉여가 된다. 본 실시 형태의 컨트롤러(90)는 이 잉여분의 열공기가 열공기관(62)을 흐르도록, 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도의 제어를 실행한다. 즉, 에어 히터(42)에서 생성된 열공기량으로부터, 분쇄기(3)에 공급해야 할 열공기량을 차감한 열공기량이, 열공기관(62)을 흘러 제2 기화기(82)의 열원으로서 직접 또는 간접적으로 이용된다. 이와 같은 암모니아 혼합 연소율에 따라서 정해지는 잉여분의 열공기량은, 암모니아 연료의 공급량에 기초하여 정해지는 제2 기화기(82)에서 이용되어야 할 열공기량의 필요 최저값을 충분히 상회한다. 즉, 제2 기화 처리 공정에 필요한 열공기가 충분히 확보되고, 제2 기화기(82)로부터 배출되는 암모니아 가스에 암모니아 미스트가 포함되는 것을 억제할 수 있다.Furthermore, in the second vaporization treatment step (S19) of this embodiment, the
상기 구성에 의하면, 에어 히터(42)에서 생성되는 열공기를, 분쇄기(3)에 공급하는 열공기와 제2 기화기(82)에서 직접 또는 간접적으로 사용되는 열공기에, 암모니아 혼합 연소율에 따라서 적정하고도 자동적으로 배분할 수 있다.According to the above configuration, the hot air generated by the
또 다른 실시 형태에서는, 열공기관(62)과 분쇄기용 열공기관(39)이 따로따로 에어 히터(42)에 접속되어도 되며, 이 경우, 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도는, 분쇄기용 열공기관(39)의 개방도와는 무관하게 설정되어도 된다.In another embodiment, the
S19의 실행 후, 암모니아 혼합 연소율이 변경되는지 여부가 판정된다(S21). 예를 들어, 컨트롤러(90)는 실행하는 프로그램에 암모니아 혼합 연소율 변경 지령이 포함되는지 여부, 또는 오퍼레이터에 의해 암모니아 혼합 연소율의 변경 지령이 입력되었는지 여부 등을 판정한다. 암모니아 혼합 연소율이 변경되는 경우(S21: "예"), 컨트롤러(90)는 S15 내지 S21을 반복한다.After execution of S19, it is determined whether the ammonia mixture combustion rate is changed (S21). For example, the
암모니아 혼합 연소율이 변경되지 않은 경우(S21: "아니오"), 보일러(10)에 공급되는 암모니아 가스의 온도가 규정값을 하회하였는지 여부가 판정된다(S23). 예를 들어, 컨트롤러(90)는 암모니아 가스 공급관(69)에 마련된 온도 센서(88)(도 3a, 도 3b 참조)의 검출 결과에 기초하여 암모니아 가스의 온도를 취득하고, 취득된 온도가 규정값을 하회한 것인지 여부를 판정한다. 규정값은, 액체 암모니아의 증발 온도 및 노점 온도보다도 높은 값이다. 암모니아 가스의 온도가 규정값 이상인 경우(S23: "아니오"), 후술하는 S27이 실행된다.If the ammonia mixture combustion rate is not changed (S21: "No"), it is determined whether the temperature of the ammonia gas supplied to the
한편, 암모니아 가스가 규정값을 하회하는 경우(S23: "예"), 제2 기화기(82)에서 이용되는 열원이 어떠한 요인으로 장래적으로 부족하고, 제2 기화기(82)로부터 암모니아 미스트가 배출될 가능성이 있다. 이 경우, 통보 처리가 실행된다(S25). 예를 들어, 컨트롤러(90)는 오퍼레이터를 향해 암모니아 가스의 온도가 규정값을 하회하였음을 통보한다. 오퍼레이터는 보일러(10)의 운전을 종료시킬지 여부 등을 판단할 수 있다.On the other hand, when the ammonia gas is below the specified value (S23: "Yes"), the heat source used in the
그 후, 보일러(10)의 운전을 종료할지 여부가 판정된다(S27). 예를 들어, 컨트롤러(90)는 보일러(10)의 운전 종료 지령이 오퍼레이터로부터 입력되었는지 여부를 판정한다. 종료 지령이 입력되지 않은 경우(S27: "아니오"), 컨트롤러(90)는 처리를 S21로 되돌아간다. 종료 지령이 입력된 경우(S27: "예"), 컨트롤러(90)는 규정의 처리를 실행한 후, 보일러(10)의 운전을 종료한다.Afterwards, it is determined whether to end operation of the boiler 10 (S27). For example, the
또한, 다른 실시 형태에 따른 S11에서는, 석탄의 전소 대신에, 예를 들어 석탄과 석유의 연소가 행해져도 된다. 또는, 보일러(10)의 운전 개시 시부터 암모니아 가스와 그 밖의 연료의 혼합 연소가 실행되어도 되며, S11, S13이 실행되지 않아도 된다.Additionally, in S11 according to another embodiment, combustion of coal and oil, for example, may be performed instead of combustion of coal. Alternatively, mixed combustion of ammonia gas and other fuels may be performed from the start of operation of the
<정리><Organization>
상술한 몇몇 실시 형태에 기재된 내용은, 예를 들어 이하와 같이 파악되는 것이다.The contents described in some of the above-described embodiments are understood as follows, for example.
1) 본 개시의 적어도 일 실시 형태에 따른 암모니아 연료 공급 유닛(60)은,1) The ammonia
보일러(10)에 암모니아 연료를 공급하기 위한 암모니아 연료 공급 유닛(60)이며,An ammonia
연료로서의 액체 암모니아를, 당해 액체 암모니아의 비점 이상의 온도의 열원에 의해 기화 처리하기 위한 제1 기화기(81)와,A first vaporizer (81) for vaporizing liquid ammonia as fuel using a heat source at a temperature equal to or higher than the boiling point of the liquid ammonia;
상기 제1 기화기(81)와 상기 보일러(10) 사이에 마련되고, 상기 보일러(10)의 배열을 사용하여 생성된 열공기를 직접 또는 간접적인 열원으로 하여, 상기 제1 기화기(81)에서의 기화 처리에 있어서 잔존한 상기 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 제2 기화기(82)It is provided between the
를 구비한다.is provided.
액체 암모니아가 보일러(10)의 연료로서 공급되는 경우의 공급량은, 예를 들어 보일러(10)로부터 배출되는 질소산화물을 제거 또는 저감하기 위한 환원제에 액체 암모니아가 사용되는 경우에 비하여 많아지는 경향이 있다. 또한, 암모니아에 있어서의 발열량에 대한 증발 잠열의 비율은 약 6%이며, 예를 들어 프로판(발열량에 대한 증발 잠열의 비율은 약 0.8%) 등의 연료와 비교해도 높다. 따라서, 연료로서 사용되는 액체 암모니아를 기화 처리하기 위해서 필요한 열량은 커지는 경향이 있다. 이러한 점에서, 상기 1)의 구성에 의하면, 액체 암모니아를 기화 처리하기 위해서 복수의 열원으로서, 액체 암모니아의 비점 이상의 온도의 열원과 열공기가 이용되므로, 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 열량이 확보되기 쉽다. 또한, 상기 열원은 모두, 보일러(10)를 구성 요소로서 포함하는 열 사이클의 계외에 있으므로, 열 사이클의 열효율에 미치는 영향이 억제된다. 이상의 점에서, 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 열량을 확보하고, 또한 열 사이클의 열효율에 미치는 영향을 억제한 암모니아 연료 공급 유닛(60)이 실현된다.When liquid ammonia is supplied as fuel for the
2) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 1)에 기재된 암모니아 연료 공급 유닛(60)이며,2) In some embodiments, the ammonia
상기 보일러(10)의 상기 배열을 사용하여 외기를 가열하는 에어 히터(42)로부터의 상기 열공기를 유도하기 위한 열공기관(62)과,a heat air pipe (62) for guiding the hot air from an air heater (42) that heats the outside air using the arrangement of the boiler (10);
상기 열공기관(62)에 마련되고, 상기 제2 기화기(82)의 상기 열원으로서의 상기 열공기의 유량을 조정하기 위한 열원 조정 댐퍼(68)A heat
를 더 구비한다.It is further provided with
상기 2)의 구성에 의하면, 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도가 조정됨으로써, 공급되는 암모니아 연료의 유량에 따른 열공기를 열원으로서 이용할 수 있다. 또한, 열공기관(62)은 에어 히터(42)로부터의 열공기를 유도하므로, 보일러(10) 및 에어 히터(42)를 포함하는 설비가 비록 기설비였다고 해도, 이 기설비의 설비를 추가 설치 작업함으로써, 제2 기화기(82)가 열공기를 열원으로서 이용하기 위한 구성을 실현할 수 있다.According to the configuration of 2) above, the opening degree of the heat
3) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 2)에 기재된 암모니아 연료 공급 유닛(60)이며,3) In some embodiments, an ammonia
상기 제2 기화기(82)에 공급되는 암모니아 연료의 유량에 따라서, 상기 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도를 제어하도록 구성된 컨트롤러(90)를 더 구비한다.It further includes a
상기 3)의 구성에 의하면, 암모니아 연료의 공급량에 따라서, 제2 기화기(82)의 열원으로서 이용되는 열공기의 유량을 자동적으로 조정할 수 있다.According to the configuration of 3) above, the flow rate of hot air used as a heat source of the
4) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 2) 또는 3)에 기재된 암모니아 연료 공급 유닛(60)이며,4) In some embodiments, an ammonia
상기 열공기관(62)은 연료로서의 석탄을 분쇄하는 분쇄기(3)에 상기 에어 히터(42)에서 가열된 상기 열공기를 유도하기 위한 분쇄기용 열공기관(35)으로부터 분기되어 마련된다.The
상기 4)의 구성에 의하면, 보일러(10), 에어 히터(42) 및 분쇄기(3)를 포함하는 설비가 기존의 설비여도, 분쇄기용 열공기관(35)으로부터 열공기관(62)이 분기된다. 따라서, 기존의 설비에 암모니아 연료 공급 유닛(60)을 추가 설치하는 작업을 용이화할 수 있다.According to the configuration of 4) above, even if the equipment including the
5) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 2) 내지 4) 중 어느 것에 기재된 암모니아 연료 공급 유닛(60)이며,5) In some embodiments, an ammonia fuel supply unit (60) as described in any of 2) to 4) above,
상기 열공기관(62)은 상기 제2 기화기(82)에 접속되고,The
상기 제2 기화기(82)는 상기 열공기를 직접적인 상기 열원으로 하여, 상기 액체 암모니아를 기화 처리하도록 구성된다.The
상기 5)의 구성에 의하면, 열공기에 포함되는 열이 직접적으로 액체 암모니아에 전해지므로, 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 열량이 또한 확보되어 쉽다.According to the configuration of 5) above, since the heat contained in the hot air is directly transferred to the liquid ammonia, the amount of heat for vaporizing the liquid ammonia can easily be secured.
6) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 2) 내지 4) 중 어느 것에 기재된 암모니아 연료 공급 유닛(60)이며,6) In some embodiments, an ammonia fuel supply unit (60) as described in any of 2) to 4) above,
상기 열공기관(62)에 의해 유도되는 상기 열공기와 열매체액의 열교환에 의해 상기 열매체액이 가열되도록 구성된 열교환기(65)와,A heat exchanger (65) configured to heat the heating medium liquid by heat exchange between the hot air induced by the hot air pipe (62) and the heating medium liquid,
상기 열교환기(65)로부터 배출되는 상기 열매체액을 상기 제2 기화기(82)로 유도하기 위한 배관(66)A
을 더 구비하고,It is further provided with,
상기 제2 기화기(82)는 상기 열공기를 간접적인 상기 열원으로 하여 상기 액체 암모니아를 기화 처리하도록 구성된다.The
상기 6)의 구성에 의하면, 열교환기(65)에 있어서 열공기에 의해 가열된 열매체액이, 배관을 경유하여 제2 기화기(82)에 유입된다. 제2 기화기(82)는 가열된 열매체액을 사용하여 액체 암모니아를 기화 처리한다. 열공기에 비하여 열매체액의 비체적은 작기 때문에, 제2 기화기(82)를 소형화할 수 있다.According to the configuration of 6) above, the heat medium liquid heated by hot air in the
7) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 1) 내지 6) 중 어느 것에 기재된 암모니아 연료 공급 유닛(60)이며,7) In some embodiments, an ammonia fuel supply unit (60) as described in any of 1) to 6) above,
상기 제1 기화기(81)의 상류측에 마련되고, 액상의 암모니아에 물이 규정 비율로 혼합된 상기 액체 암모니아를 저류하는 암모니아 탱크(71)를 더 구비한다.An
상기 7)의 구성에 의하면, 액체 암모니아가 물을 포함함으로써, 암모니아 탱크(71)에서의 응력 부식 깨짐을 억제할 수 있어, 암모니아 탱크(71)로부터 액체 암모니아가 누출되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 물을 포함하는 액체 암모니아의 노점 온도는, 예를 들어 순물질로서의 액상의 암모니아에 비하여 높아지는 경향이 있지만, 제1 기화기(81)와 제2 기화기(82)에 의한 충분한 기화 처리에 의해, 제2 기화기(82)로부터 배출되는 암모니아 연료에 암모니아 미스트가 포함되는 것을 억제할 수 있다.According to the configuration of 7) above, since the liquid ammonia contains water, stress corrosion cracking in the
8) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 1) 내지 7) 중 어느 것에 기재된 암모니아 연료 공급 유닛(60)이며,8) In some embodiments, an ammonia fuel supply unit (60) as described in any of 1) to 7) above,
상기 제2 기화기(82)는 상기 제1 기화기(81)로부터 배출되는 암모니아 연료를 노점 온도 이상까지 가열하여 암모니아 가스를 생성하도록 구성된다.The
상기 8)의 구성에 의하면, 제2 기화기(82)로부터 배출되는 암모니아 연료에 암모니아 미스트가 포함되는 것을 억제할 수 있다.According to the configuration of 8), it is possible to suppress ammonia mist from being included in the ammonia fuel discharged from the
9) 본 개시의 적어도 일 실시 형태에 따른 발전 플랜트(1)는,9) The
상기 1) 내지 8) 중 어느 것에 기재된 암모니아 연료 공급 유닛(60)과,The ammonia
상기 암모니아 연료 공급 유닛(60)으로부터 공급되는 연료의 연소에 의해 발생하는 연소 가스를 열원으로 하여 증기를 생성하는 상기 보일러(10)와,The boiler (10) generates steam using combustion gas generated by combustion of fuel supplied from the ammonia fuel supply unit (60) as a heat source;
상기 보일러(10)로부터의 상기 증기를 구동원으로 하여 회전하기 위한 터빈(110)과,A
상기 터빈(110)의 회전에 의해 발전하기 위한 발전기(115)
를 구비한다.is provided.
상기 9)의 구성에 의하면, 상기 1)과 마찬가지의 이유에 의해, 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 열량을 확보하고, 또한 열 사이클의 열효율에 미치는 영향을 억제한 발전 플랜트가 실현된다.According to the configuration of 9) above, for the same reason as 1) above, a power plant is realized that secures the amount of heat for vaporizing liquid ammonia and suppresses the influence of the heat cycle on the thermal efficiency.
10) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 9)에 기재된 발전 플랜트(1)이며,10) In some embodiments, the power plant (1) described in 9) above,
상기 보일러(10)의 상기 배열을 사용하여 외기를 가열하는 에어 히터(42)와,an
연료로서의 석탄을 분쇄하도록 구성된 분쇄기(3)와,A crusher (3) configured to crush coal as fuel;
상기 에어 히터(42)에서 생성된 상기 열공기를 상기 분쇄기(3)로 유도하기 위한 분쇄기용 열공기관(39)에 마련되고, 상기 분쇄기(3)에 공급되는 상기 열공기의 유량을 조정하기 위한 분쇄기용 조정 댐퍼(49)A pulverizer provided in a pulverizer
를 더 구비하고,It is further provided with,
상기 암모니아 연료 공급 유닛(60)은,The ammonia
상기 분쇄기용 조정 댐퍼(49)보다도 상류측에서 상기 분쇄기용 열공기관(39)으로부터 분기되는 열공기관(62)에 마련되고, 상기 제2 기화기(82)의 상기 열원으로서의 상기 열공기의 유량을 조정하기 위한 열원 조정 댐퍼(68)를 더 포함하고,It is provided in a hot air pipe (62) branching from the hot air pipe (39) for a pulverizer on an upstream side of the pulverizer adjustment damper (49), and adjusts the flow rate of the hot air as the heat source of the second vaporizer (82). It further includes a heat source adjustment damper (68) for
상기 발전 플랜트(1)는,The power plant (1),
상기 보일러(10)에 있어서의 암모니아 혼합 연소율에 기초하여 상기 분쇄기용 열공기관(39)과 상기 열공기관(62)의 각각에 있어서의 상기 열공기의 유량이 조정되도록, 상기 분쇄기용 조정 댐퍼(49)와 상기 열원 조정 댐퍼(68)의 각각을 제어하도록 구성되는 컨트롤러(90)를 더 구비한다.The
상기 10)의 구성에 의하면, 암모니아 혼합 연소율이 상승할수록, 보일러(10)에 대한 석탄의 공급량은 저감되므로, 분쇄기(3)가 필요로 하는 열공기량은 저감되고, 분쇄기용 조정 댐퍼(49)의 개방도는 작아진다. 이에 의해, 잉여분의 열공기가 발생한다. 한편으로, 암모니아 혼합 연소율이 상승할수록, 제2 기화기(82)가 필요로 하는 열량은 증가되므로, 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도는 커지게 된다. 이에 의해, 상술한 잉여분의 열공기가 제2 기화기(82)의 열원으로서 유효하게 이용된다. 따라서, 에어 히터(42)에서 생성되는 열공기를, 분쇄기(3)에 공급하는 열공기와, 제2 기화기(82)에서 사용되는 열공기에, 암모니아 혼합 연소율에 따라서 적정하고도 자동적으로 배분할 수 있다.According to the configuration of 10), as the ammonia mixed combustion rate increases, the amount of coal supplied to the
11) 본 개시의 적어도 일 실시 형태에 따른 보일러(10)의 운전 방법은,11) A method of operating the
암모니아 연료가 공급되는 보일러(10)의 운전 방법이며,This is a method of operating the
연료로서의 액체 암모니아를, 당해 액체 암모니아의 비점 이상의 온도의 열원에 의해 기화 처리하기 위한 제1 기화 처리 공정(S17)과,A first vaporization process (S17) for vaporizing liquid ammonia as a fuel using a heat source at a temperature equal to or higher than the boiling point of the liquid ammonia;
보일러(10)의 배열을 사용하여 생성된 열공기를 직접 또는 간접적인 열원으로 하여, 상기 제1 기화 처리 공정(S17)에 있어서 잔존한 상기 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 제2 기화 처리 공정(S19)A second vaporization treatment process (S19) for vaporizing the liquid ammonia remaining in the first vaporization treatment process (S17) using the hot air generated using the arrangement of the
을 구비한다.Equipped with
상기 11)의 구성에 의하면, 상기 1)과 마찬가지의 이유에 의해, 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 열량을 확보하고, 또한 열 사이클의 열효율에 미치는 영향을 억제한 보일러(10)의 운전 방법이 실현된다.According to the configuration of 11) above, for the same reason as 1) above, a method of operating the
12) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 11)에 기재된 보일러(10)의 운전 방법이며,12) In some embodiments, a method of operating the
상기 제2 기화 처리 공정(S19)에서는,In the second vaporization treatment process (S19),
상기 보일러(10)의 상기 배열을 사용하여 외기를 가열하는 에어 히터(42)로부터의 상기 열공기를 유도하기 위한 열공기관(62)에 마련되고, 상기 열공기의 유량을 조정하기 위한 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도를, 상기 보일러(10)에 있어서의 암모니아 혼합 연소율에 따라서 제어한다.A heat source adjustment damper ( The opening degree of 68) is controlled according to the ammonia mixed combustion rate in the
상기 12)의 구성에 의하면, 암모니아 혼합 연소율에 따라서, 제2 기화 처리 공정(S19)의 열원으로서 이용되는 열공기량의 유량을 조정할 수 있다. 따라서, 암모니아 혼합 연소율에 따른 암모니아 연료를 보일러(10)에 공급할 수 있다.According to the configuration of 12), the flow rate of the amount of hot air used as a heat source in the second vaporization treatment process (S19) can be adjusted according to the ammonia mixed combustion rate. Therefore, ammonia fuel according to the ammonia mixed combustion rate can be supplied to the
13) 몇몇 실시 형태에서는, 상기 12)에 기재된 보일러(10)의 운전 방법이며,13) In some embodiments, a method of operating the
상기 제2 기화 처리 공정(S19)에서는,In the second vaporization treatment process (S19),
상기 열공기관(62)과의 접속부인 분기부(63)를 포함하는 분쇄기용 열공기관(39)이며, 연료로서의 석탄을 분쇄하도록 구성된 분쇄기(3)와 상기 에어 히터(42)에 접속되는 분쇄기용 열공기관(39)에 있어서, 상기 분기부(63)와 상기 분쇄기(3) 사이에 마련된 분쇄기용 조정 댐퍼(49)의 개방도를, 상기 암모니아 혼합 연소율에 따라서 제어한다.A heat air pipe (39) for a pulverizer including a branch portion (63) that is a connection portion with the hot air pipe (62), and is connected to a pulverizer (3) configured to pulverize coal as fuel and the air heater (42). In the
상기 13)의 구성에 의하면, 암모니아 혼합 연소율이 상승할수록, 보일러(10)에 대한 석탄의 공급량은 저감되므로, 분쇄기(3)가 필요로 하는 열공기량은 저감되고, 분쇄기용 조정 댐퍼(49)의 개방도는 작아진다. 이에 의해, 잉여분의 열공기가 발생한다. 한편으로, 암모니아 혼합 연소율이 상승할수록, 제2 기화기(82)가 필요로 하는 열량은 증가되므로, 열원 조정 댐퍼(68)의 개방도는 커지게 된다. 이에 의해, 상술한 잉여분의 열공기가 제2 기화기(82)가 열원으로서 유효하게 이용된다. 따라서, 에어 히터(42)에서 생성되는 열공기를, 분쇄기(3)에 공급하는 열공기와, 제2 기화기(82)로 사용되는 열공기에, 암모니아 혼합 연소율에 따라서 적정하게 배분할 수 있다.According to the configuration of 13), as the ammonia mixed combustion rate increases, the amount of coal supplied to the
1: 발전 플랜트
3: 분쇄기
10: 보일러
30: 공기관
34: 분쇄기
39: 분쇄기용 열공기관
42: 에어 히터
49: 분쇄기용 조정 댐퍼
60: 암모니아 연료 공급 유닛
62: 열공기관
63: 분기부
65: 열교환기
66: 배관
68: 열원 조정 댐퍼
71: 암모니아 탱크
81: 제1 기화기
82: 제2 기화기
90: 컨트롤러
110: 터빈
115: 발전기1: Power plant
3: Grinder
10: Boiler
30: air pipe
34: Grinder
39: Heat air pipe for grinder
42: Air heater
49: Adjustable damper for grinder
60: Ammonia fuel supply unit
62: Heat pipe
63: bifurcation
65: heat exchanger
66: Plumbing
68: Heat source adjustment damper
71: Ammonia tank
81: first vaporizer
82: second vaporizer
90: controller
110: turbine
115: Generator
Claims (13)
연료로서의 액체 암모니아를, 당해 액체 암모니아의 비점 이상의 온도의 열원에 의해 기화 처리하기 위한 제1 기화기와,
상기 제1 기화기와 상기 보일러 사이에 마련되고, 상기 보일러의 배열을 사용하여 생성된 열공기를 직접 또는 간접적인 열원으로 하여, 상기 제1 기화기에서의 기화 처리에 있어서 잔존한 상기 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 제2 기화기
를 구비하는, 암모니아 연료 공급 유닛.It is an ammonia fuel supply unit to supply ammonia fuel to the boiler,
a first vaporizer for vaporizing liquid ammonia as fuel using a heat source at a temperature equal to or higher than the boiling point of the liquid ammonia;
It is provided between the first vaporizer and the boiler, and uses hot air generated using the arrangement of the boiler as a direct or indirect heat source to vaporize the liquid ammonia remaining in the vaporization process in the first vaporizer. 2nd vaporizer for
An ammonia fuel supply unit comprising:
상기 보일러의 상기 배열을 사용하여 외기를 가열하는 에어 히터로부터의 상기 열공기를 유도하기 위한 열공기관과,
상기 열공기관에 마련되고, 상기 제2 기화기의 상기 열원으로서의 상기 열공기의 유량을 조정하기 위한 열원 조정 댐퍼를 더 구비하는, 암모니아 연료 공급 유닛.According to paragraph 1,
a heat air pipe for guiding the hot air from an air heater that heats the outside air using the arrangement of the boiler;
The ammonia fuel supply unit is provided in the hot air pipe and further includes a heat source adjustment damper for adjusting a flow rate of the hot air as the heat source of the second vaporizer.
상기 제2 기화기에 공급되는 암모니아 연료의 유량에 따라서, 상기 열원 조정 댐퍼의 개방도를 제어하도록 구성된 컨트롤러를 더 구비하는, 암모니아 연료 공급 유닛.According to paragraph 2,
The ammonia fuel supply unit further includes a controller configured to control an opening degree of the heat source adjustment damper according to the flow rate of the ammonia fuel supplied to the second vaporizer.
상기 열공기관은, 연료로서의 석탄을 분쇄하는 분쇄기에 상기 에어 히터에서 가열된 상기 열공기를 유도하기 위한 분쇄기용 열공기관으로부터 분기되어 마련되는, 암모니아 연료 공급 유닛.According to paragraph 2 or 3,
The ammonia fuel supply unit, wherein the hot air pipe is provided by branching from a hot air pipe for a pulverizer to guide the hot air heated by the air heater to a pulverizer that crushes coal as fuel.
상기 열공기관은, 상기 제2 기화기에 접속되고,
상기 제2 기화기는, 상기 열공기를 직접적인 상기 열원으로 하여, 상기 액체 암모니아를 기화 처리하도록 구성되는, 암모니아 연료 공급 유닛.According to paragraph 2 or 3,
The hot air pipe is connected to the second vaporizer,
The ammonia fuel supply unit wherein the second vaporizer is configured to vaporize the liquid ammonia using the hot air as a direct heat source.
상기 열공기관에 의해 유도되는 상기 열공기와 열매체액의 열교환에 의해 상기 열매체액이 가열되도록 구성된 열교환기와,
상기 열교환기로부터 배출되는 상기 열매체액을 상기 제2 기화기로 유도하기 위한 배관
을 더 구비하고,
상기 제2 기화기는, 상기 열공기를 간접적인 상기 열원으로 하여 상기 액체 암모니아를 기화 처리하도록 구성되는, 암모니아 연료 공급 유닛.According to paragraph 2 or 3,
a heat exchanger configured to heat the heat medium liquid by heat exchange between the heat air induced by the heat air pipe and the heat medium liquid;
Piping for guiding the heat medium liquid discharged from the heat exchanger to the second vaporizer
It is further provided with,
The ammonia fuel supply unit is configured to vaporize the liquid ammonia using the hot air as the indirect heat source.
상기 제1 기화기의 상류측에 마련되고, 액상의 암모니아에 물이 규정 비율로 혼합된 상기 액체 암모니아를 저류하는 암모니아 탱크를 더 구비하는, 암모니아 연료 공급 유닛.According to claim 1 or 2,
An ammonia fuel supply unit provided on an upstream side of the first vaporizer and further comprising an ammonia tank storing the liquid ammonia mixed with liquid ammonia and water at a specified ratio.
상기 제2 기화기는, 상기 제1 기화기로부터 배출되는 암모니아 연료를 노점 온도 이상까지 가열하여 암모니아 가스를 생성하도록 구성되는, 암모니아 연료 공급 유닛.According to claim 1 or 2,
The second vaporizer is configured to generate ammonia gas by heating the ammonia fuel discharged from the first vaporizer to a dew point temperature or higher.
상기 암모니아 연료 공급 유닛으로부터 공급되는 연료의 연소에 의해 발생하는 연소 가스를 열원으로 하여 증기를 생성하는 상기 보일러와,
상기 보일러로부터의 상기 증기를 구동원으로 하여 회전하기 위한 터빈과,
상기 터빈의 회전에 의해 발전하기 위한 발전기
를 구비하는, 발전 플랜트.The ammonia fuel supply unit according to claim 1,
the boiler generating steam using combustion gas generated by combustion of fuel supplied from the ammonia fuel supply unit as a heat source;
a turbine for rotating using the steam from the boiler as a driving source;
Generator for generating power by rotation of the turbine
A power plant equipped with a.
상기 보일러의 상기 배열을 사용하여 외기를 가열하는 에어 히터와,
연료로서의 석탄을 분쇄하도록 구성된 분쇄기와,
상기 에어 히터에서 생성된 상기 열공기를 상기 분쇄기로 유도하기 위한 분쇄기용 열공기관에 마련되고, 상기 분쇄기에 공급되는 상기 열공기의 유량을 조정하기 위한 분쇄기용 조정 댐퍼
를 더 구비하고,
상기 암모니아 연료 공급 유닛은,
상기 분쇄기용 조정 댐퍼보다도 상류측에서 상기 분쇄기용 열공기관으로부터 분기되는 열공기관에 마련되고, 상기 제2 기화기의 상기 열원으로서의 상기 열공기의 유량을 조정하기 위한 열원 조정 댐퍼를 더 포함하고,
상기 발전 플랜트는,
상기 보일러에 있어서의 암모니아 혼합 연소율에 기초하여 상기 분쇄기용 열공기관과 상기 열공기관의 각각에 있어서의 상기 열공기의 유량이 조정되도록, 상기 분쇄기용 조정 댐퍼와 상기 열원 조정 댐퍼의 각각을 제어하도록 구성되는 컨트롤러를 더 구비하는, 발전 플랜트.According to clause 9,
an air heater that heats outdoor air using the arrangement of the boiler;
a crusher configured to crush coal as fuel;
An adjustment damper for the pulverizer is provided in a hot air pipe for the pulverizer to guide the hot air generated by the air heater to the pulverizer, and adjusts the flow rate of the hot air supplied to the pulverizer.
It is further provided with,
The ammonia fuel supply unit,
It is provided in a hot air pipe branching from the hot air pipe for a pulverizer on an upstream side of the pulverizer adjustment damper, and further includes a heat source adjustment damper for adjusting the flow rate of the hot air as the heat source of the second vaporizer,
The power plant,
Configured to control each of the pulverizer adjustment damper and the heat source adjustment damper so that the flow rate of the hot air in each of the pulverizer hot air pipe and the hot air pipe is adjusted based on the ammonia mixed combustion rate in the boiler. A power generation plant further comprising a controller.
연료로서의 액체 암모니아를, 당해 액체 암모니아의 비점 이상의 온도의 열원에 의해 기화 처리하기 위한 제1 기화 처리 공정과,
보일러의 배열을 사용하여 생성된 열공기를 직접 또는 간접적인 열원으로 하여, 상기 제1 기화 처리 공정에 있어서 잔존한 상기 액체 암모니아를 기화 처리하기 위한 제2 기화 처리 공정
을 구비하는, 보일러의 운전 방법.This is a method of operating a boiler supplied with ammonia fuel,
A first vaporization process for vaporizing liquid ammonia as a fuel using a heat source at a temperature equal to or higher than the boiling point of the liquid ammonia;
A second vaporization treatment process for vaporizing the liquid ammonia remaining in the first vaporization treatment process using hot air generated using an array of boilers as a direct or indirect heat source.
A method of operating a boiler provided with.
상기 제2 기화 처리 공정에서는,
상기 보일러의 상기 배열을 사용하여 외기를 가열하는 에어 히터로부터의 상기 열공기를 유도하기 위한 열공기관에 마련되고, 상기 열공기의 유량을 조정하기 위한 열원 조정 댐퍼의 개방도를, 상기 보일러에 있어서의 암모니아 혼합 연소율에 따라서 제어하는, 보일러의 운전 방법.According to clause 11,
In the second vaporization treatment process,
The opening degree of the heat source adjustment damper provided in the heat air pipe for guiding the hot air from the air heater that heats the outside air using the arrangement of the boiler, and adjusting the flow rate of the hot air, is determined by the boiler. A boiler operation method controlled according to the ammonia mixture combustion rate.
상기 제2 기화 처리 공정에서는,
상기 열공기관과의 접속부인 분기부를 포함하는 분쇄기용 열공기관이며, 연료로서의 석탄을 분쇄하도록 구성된 분쇄기와 상기 에어 히터에 접속되는 분쇄기용 열공기관에 있어서, 상기 분기부와 상기 분쇄기 사이에 마련된 분쇄기용 조정 댐퍼의 개방도를, 상기 암모니아 혼합 연소율에 따라서 제어하는, 보일러의 운전 방법.According to clause 12,
In the second vaporization treatment process,
A hot air pipe for a pulverizer including a branch portion that is a connection portion with the hot air pipe, the hot air pipe for a pulverizer being connected to a pulverizer configured to pulverize coal as fuel and the air heater, wherein the hot air pipe for a pulverizer is provided between the branch portion and the pulverizer. A boiler operating method in which the opening degree of the adjustment damper is controlled according to the ammonia mixture combustion rate.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021120097A JP2023016065A (en) | 2021-07-21 | 2021-07-21 | Ammonia fuel supply unit, power generation plant, and operating method for boiler |
JPJP-P-2021-120097 | 2021-07-21 | ||
PCT/JP2022/025823 WO2023002814A1 (en) | 2021-07-21 | 2022-06-28 | Ammonia fuel supply unit, power generation plant, and method for operating boiler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20240019302A true KR20240019302A (en) | 2024-02-14 |
Family
ID=84979935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020247000776A KR20240019302A (en) | 2021-07-21 | 2022-06-28 | Operation method of ammonia fuel supply unit, power plant and boiler |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023016065A (en) |
KR (1) | KR20240019302A (en) |
TW (1) | TWI818615B (en) |
WO (1) | WO2023002814A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6245404Y2 (en) | 1981-07-31 | 1987-12-04 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61173005A (en) * | 1985-01-24 | 1986-08-04 | 石川島播磨重工業株式会社 | Method of controlling flow rate of air of coal burning boiler |
US5296206A (en) * | 1992-07-31 | 1994-03-22 | Foster Wheeler Energy Corporation | Using flue gas energy to vaporize aqueous reducing agent for reduction of NOx in flue gas |
US6065280A (en) * | 1998-04-08 | 2000-05-23 | General Electric Co. | Method of heating gas turbine fuel in a combined cycle power plant using multi-component flow mixtures |
DE10001997A1 (en) * | 2000-01-19 | 2001-07-26 | Alstom Power Schweiz Ag Baden | Composite power plant and method for operating such a composite power plant |
US8028511B2 (en) * | 2007-05-30 | 2011-10-04 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Integrated gasification combined cycle power generation plant |
JP2010249407A (en) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Coal burning boiler and plant equipped with the same |
JP5863885B2 (en) * | 2014-06-06 | 2016-02-17 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Boiler system and power plant including the same |
JP2016183641A (en) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 一般財団法人電力中央研究所 | Power generating facility |
JP2016183839A (en) * | 2015-03-26 | 2016-10-20 | 一般財団法人電力中央研究所 | Pulverized coal firing boiler and power generation facility |
JP6763520B2 (en) * | 2016-05-20 | 2020-09-30 | 三菱パワー株式会社 | Carbon-containing solid fuel gasification power generation facility and its carbon-containing solid fuel drying gas adjustment method |
JP6819323B2 (en) * | 2017-01-31 | 2021-01-27 | 株式会社Ihi | Thermal cycle equipment |
WO2020115822A1 (en) * | 2018-12-04 | 2020-06-11 | 中国電力株式会社 | Ammonia vaporizer |
US11199113B2 (en) * | 2018-12-21 | 2021-12-14 | General Electric Company | Combined cycle power plant and method for operating the combined cycle power plant |
JP7251225B2 (en) * | 2019-03-11 | 2023-04-04 | 株式会社Ihi | power generation system |
-
2021
- 2021-07-21 JP JP2021120097A patent/JP2023016065A/en active Pending
-
2022
- 2022-06-28 KR KR1020247000776A patent/KR20240019302A/en unknown
- 2022-06-28 WO PCT/JP2022/025823 patent/WO2023002814A1/en active Application Filing
- 2022-07-05 TW TW111125059A patent/TWI818615B/en active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6245404Y2 (en) | 1981-07-31 | 1987-12-04 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023002814A1 (en) | 2023-01-26 |
TW202309391A (en) | 2023-03-01 |
JP2023016065A (en) | 2023-02-02 |
TWI818615B (en) | 2023-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6400779B1 (en) | Power plant and operation method thereof | |
KR20140024335A (en) | Exhaust heat recovery boiler, and power generation plant | |
KR20240017924A (en) | Ammonia supply unit for power plant, ammonia vaporization treatment method for power plant, and power plant | |
KR20240019302A (en) | Operation method of ammonia fuel supply unit, power plant and boiler | |
US20220325888A1 (en) | Combustion system comprising an annular shroud burner | |
JP2020106012A (en) | Bypass control system of power generation plant, its control method and control program, and power generation plant | |
JP5766527B2 (en) | Method and apparatus for controlling once-through boiler | |
CN104832899B (en) | A kind of Water pipe heating pipe afterheat boiler system being built on sintering machine flue | |
JP2021046989A (en) | Feedwater heating system, power generation plant equipped with the same, and operation method of feedwater heating system | |
WO2023120404A1 (en) | Ammonia fuel boiler system | |
WO2023120397A1 (en) | Ammonia fuel boiler system | |
WO2024143132A1 (en) | Boiler control device, boiler, boiler control method, and boiler control program | |
JP7494340B1 (en) | Boiler system and method for operating the boiler system | |
JP7229796B2 (en) | BFG burner device, boiler provided with same, and method of operating BFG burner device | |
JP2022144706A (en) | Boiler control system, power generation plant, and boiler control method | |
WO2024101074A1 (en) | Denitration controller and denitration device | |
JP7237601B2 (en) | Boiler, heat exchanger, and boiler operation method | |
WO2023095690A1 (en) | Ammonia fuel supply unit and boiler system | |
JP7319769B2 (en) | Exhaust heat recovery system, ship, and exhaust heat recovery device operating method | |
JP7150670B2 (en) | BOILER, POWER PLANT INCLUDING THE SAME, AND BOILER CONTROL METHOD | |
JP2022129031A (en) | Boiler storage device, boiler provided therewith and boiler storage method | |
Vishwakarma et al. | To Improve Thermal Efficiency of 27mw Coal Fired Power Plant | |
JP2022112859A (en) | Operational state improvement system, power generation plant, operational state improvement method and operational state improvement program | |
JP6707058B2 (en) | Waste heat boiler, waste heat recovery system, and waste heat recovery method | |
KR20230005953A (en) | Operation control device of once-through boiler, operation control method, and once-through boiler |