排熱回収ボイラおよび発電プラント
【課題】助燃装置の各バーナでの燃焼状態を良好に保ち、助燃装置から排出される一酸化炭素等の有ガスの排出を低減する。
【解決手段】ガスタービン１４からの排ガスの流れ方向にそって過熱器２８、３０、蒸発器３２、節炭器３４を有する複数の熱交換器がダクト２７内に配置され、ガスタービン１４の排ガス２５を利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラであり、いずれかの熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて排ガスを加熱する助燃装置５０、５２を設け、助燃装置５２の複数のバーナのそれぞれに、ダクトの外部から空気を供給する空気供給装置を設ける。
【解決手段】ガスタービン１４からの排ガスの流れ方向にそって過熱器２８、３０、蒸発器３２、節炭器３４を有する複数の熱交換器がダクト２７内に配置され、ガスタービン１４の排ガス２５を利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラであり、いずれかの熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて排ガスを加熱する助燃装置５０、５２を設け、助燃装置５２の複数のバーナのそれぞれに、ダクトの外部から空気を供給する空気供給装置を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、助燃装置を有する排熱回収ボイラおよび発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の火力発電プラントでは、プラントの熱効率の向上を図るため、コンバインドサイクル発電が主流になりつつある。コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン、蒸気タービンに排熱回収ボイラを組み合わせた発電プラントである。ガスタービンには燃焼器から高温高圧の燃焼ガスが送られ、燃焼ガスの膨張によりガスタービンを回転させ発電機を回す。その後、排ガスは排熱回収ボイラに導入され、この排熱回収ボイラで排ガスのもつ熱エネルギーによって蒸気を発生させる。蒸気は蒸気タービンに送られ、ガスタービンとともに発電機を回すことになる。
【０００３】
一般に、排熱回収ボイラは、ガスタービンから排出される排ガスの熱に応じた蒸気を発生して蒸気タービンに蒸気を供給するボイラであるが、最近では、排気ガスを加熱する助燃装置を付加した排熱回収ボイラが増えている。これは、夏季にはガスタービンの出力が低下し排ガス量の減少に伴い排熱回収ボイラでの蒸気発生量低下を補填する必要があること、またコジェネレーションプラントや造水プラント等、蒸気タービン以外にも蒸気を供給するためである。
【０００４】
最近の排熱回収ボイラにおいては、蒸気供給量を増やすために助燃装置が大型化してきている。これに伴い排熱回収ボイラ内の排ガス温度が高くなり、ボイラ構成部材の耐久性・信頼性が下がるのを防止するために、助燃装置を複数箇所に設置することが行われている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１６２０８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数台の助燃装置を設置した排熱回収ボイラで、複数台の助燃装置を同時に燃焼させた場合、排ガスの流れ方向に対して最も上流側に配置されている第１段目の助燃装置で排ガス中に含まれる酸素の多くが消費されるため、それより下流の第２段目以降の助燃装置に供給される酸素量が不足しがちになる。第２段目以降の助燃装置のバーナでは不完全燃焼が発生することがあり、一酸化炭素、窒素酸化物などの有害物質濃度が増加する、という問題があった。
【０００７】
また、ガスタービンの出力が高くなってくる場合には、排熱回収ボイラに供給される排ガス流量が増大するので、助燃装置への燃料投入量を減らしていくことがある。この場合、助燃装置は複数のバーナを備えているところ、燃料投入量を絞っていくと、各バーナでの燃焼状態が不安定になり易く、排ガス中の一酸化炭素等の有害ガスの濃度が極端に高くなる、という問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、助燃装置の各バーナでの燃焼状態を良好に保ち、助燃装置から排出される一酸化炭素等の有ガスの排出を低減できるようにした排熱回収ボイラおよび発電プラントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、ガスタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラにおいて、いずれかの前記熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、前記助燃装置の複数のバーナのそれぞれに、前記ダクトの外部から空気を供給する空気供給装置と、を具備したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明は、スタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラにおいて、いずれかの前記熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、前記助燃装置の備えるバーナのうち、いずれかのバーナ若しくは複数のバーナを消火する手段と、を具備したことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明は、高温、高圧の燃焼ガスによってタービンを回転駆動するガスタービンと、ガスタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラで発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、前記ガスタービンおよび蒸気タービンによって駆動される発電機と、を備え、前記排熱回収ボイラは、いずれかの前記熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、前記助燃装置の複数のバーナのそれぞれに、前記ダクトの外部から空気を供給する空気供給装置と、を具備したことを特徴とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態による排熱回収ボイラが適用される発電プラントの系統図である。
【図２】本発明の一実施形態による排熱回収ボイラの構成を示す模式図である。
【図３】図２の排熱回収ボイラに設置される第１段目の助燃装置のバーナ配置を示す模式図である。
【図４】図２の排熱回収ボイラに設置される第２段目の助燃装置のバーナ配置を示す模式図である。
【図５】図４の助燃装置において、ガスタービンの負荷と、空気調整弁の弁開度との関係を示すグラフである。
【図６】図４の助燃装置において、燃料投入量と空気調整弁の弁開度との関係を示すグラフである。
【図７】図４の助燃装置において、燃料投入量と一酸化炭素濃度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明による排熱回収ボイラの一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態による排熱回収ボイラが適用されるコンバインドサイクル型の発電プラントの系統図である。
【００１４】
この図１において、参照番号１０は発電機を示し、１２は蒸気タービン、１４はガスタービンを示している。参照番号１６は、排熱回収ボイラを示す。
【００１５】
発電機１０は、蒸気タービン１２とガスタービン１４と同一の駆動軸１８によって連結されている。また駆動軸１８には空気圧縮機２０が連結されている。この空気圧縮機２０は、外部から吸入された空気Ａを高温高圧に圧縮して燃焼器２２に供給する。この燃焼器２２では、燃料系統２４から供給される燃料に圧縮された空気が混合されて燃焼し、高温高圧の燃焼ガスがガスタービン１４に送られる。この燃焼ガスが膨張仕事をすることによりガスタービン１４のタービンが回転駆動され、発電機１０は回転する。ガスタービン１４から排出された排ガス２５は排気ダクト２６を通って排熱回収ボイラ１６に導かれる。
【００１６】
図１に示されるように、排熱回収ボイラ１６のダクト２７の内部には、ガスタービン１４から排出された排ガス２５の流れ方向にそって上流側から順に高温過熱器２８、低温過熱器３０、蒸発器３２、節炭器３４といった４種類の熱交換器が設置されている。蒸発器３２には蒸気ドラム３６が設置されている。節炭器３４は、ボイラ給水を排ガス２５の熱で加熱してから蒸気ドラム３６に供給する。蒸気ドラム３６では、蒸発器３２で発生した飽和蒸気の気液分離を行うとともに、その内部を所定の水位に保つことで飽和蒸気とのバランスが保たれるようになっている。蒸気ドラム３６で気液分離された水は蒸発器３２に再導入される。
【００１７】
蒸気ドラム３６内部の飽和蒸気は、飽和蒸気管３８を通って低温過熱器３０に送られ、ここで過熱されてから、さらに高温過熱器２８に導かれ、ここで蒸気はさらに過熱される。低温過熱器３０と高温過熱器２８の間には、蒸気温度を調節するための減温器４０が設置されている。
【００１８】
高温過熱器２８のボイラ出口には出口配管４２が接続されており、高温過熱器２８で過熱された過熱蒸気は、出口配管４２を通って蒸気タービン１２に送られ、膨張仕事を行って蒸気タービン１２を回転させることになる。仕事を終えた蒸気は、復水器４３に導かれて水に戻され、復水ポンプ４６によって復水戻り配管４５を通って給水ポンプ４６で加圧されて節炭器３４に還流される。燃料系統２４からは、助燃装置５０、５２にそれぞれ燃料を供給する燃料供給配管５４、５５が分岐している。
【００１９】
本実施形態による排熱回収ボイラ１６では、次のように助燃装置５０、５２は設置されている。
このうち、第１段目の助燃装置５０は、排ガス２５の流れ方向において最上流の位置に配置され、この実施形態の排熱回収ボイラ１６の場合、高温過熱器２８の上流側に設置されている。この第１段目の助燃装置５０には、複数のバーナ５１が下流側の高温過熱器２８に向けて設置されている。第１の燃料供給配管５４には、燃料調整弁５６と燃料遮断弁５７が配設されており、バーナ５１で燃焼させる燃料投入量を燃料調整弁５６の開度を調整することで制御している。すべてのバーナ５１を消火するときには燃料遮断弁５７が閉じるようになっている。
【００２０】
図３は、第１段目の助燃装置５０でのバーナ５１の配置および各バーナ５１への燃料供給配管を示す図である。第１の燃料供給配管５４は、燃料調整弁５６の下流で燃料供給配管５８ａ、５８ｂに分岐しており、この実施形態では、燃料供給配管５８ａ、５８ｂにはそれぞれ４つのバーナ５１が燃料遮断弁５９を介して並列に接続されている。燃料遮断弁５９が閉じると、各バーナ５１は個別に消火される。
【００２１】
次に、図２において、第２段目の助燃装置５２は、第１段目の助燃装置５０より下流位置、この実施形態の場合、蒸発器３２の上流側に配置されている。この第２段目の助燃装置５２には複数のバーナ５３が下流側の蒸発器３２に向けて設置されている。第２の燃料供給配管５５には、燃料投入量を調整する燃料調整弁６０とすべてのバーナ５３を消火するときに閉じる燃料遮断弁６１が配設されている。
【００２２】
図４は、第２段目の助燃装置５２でのバーナ５３の配置および各バーナ５３への燃料供給配管、空気ダクトを示す図である。第１段目の助燃装置５０と同様に、第２の燃料供給配管５５は、燃料調整弁６０の下流で燃料供給配管６３ａ、６３ｂに分岐しており、この実施形態では、燃料供給配管６３ａ、６３ｂにはそれぞれ４つのバーナ５３が燃料遮断弁６４を介して並列に接続されている。燃料遮断弁６４が閉じると、各バーナ５１は個別に消火される。
【００２３】
また、ファン６５から送られてくる空気は、空気ダクト６６ａ、６６ｂを流れて各バーナ５３に導入される。各バーナ５３の空気流入部分には、空気量調整弁６８が設けられている。この空気量調整弁６８では、弁の開度はアクチュエータ６９で調整されるようになっている。
【００２４】
次に、図２において、参照番号７０は、第１段目の助燃装置５０と第２段目の助燃装置５２の点火、消火操作および空気供給量を制御する制御装置を示す。燃料系統２４を流れる燃料の流量は、流量計６２により検出され、制御装置７０に入力される。また、排熱回収ボイラ１６から排出される排ガスを煙突に導く排気ダクトには、排ガス中の一酸化炭素や窒素酸化物などの有害ガスの濃度を検出するガスセンサ７２が設けられており、このガスセンサ７２のガス濃度検出信号は、制御装置７０に導入される。
【００２５】
本実施形態による排熱回収ボイラは、以上のように構成されるものであり、次に、その作用について説明する。
まず、第１段目の助燃装置５０と第２段目の助燃装置５２の排熱回収ボイラ１６における作用について説明する。
【００２６】
図１において、第２段目の助燃装置５２は、蒸発器３２の上流に配置されていることから、バーナ５３から噴き出される火炎で排ガス２５が加熱されると、主に、蒸発器３２での蒸発量を増大させることができる。
【００２７】
これに対して、第１段目の助燃装置５０は、高温過熱器２８、低温過熱器３０の上流に配置されていることから、バーナ５１から噴き出される火炎で排ガス２５が加熱されると、これら高温過熱器２８、低温過熱器３０での蒸気の過熱度を上昇させることができる。
【００２８】
助燃装置５０、５２に点火せずに排熱回収ボイラ１６を運転している時に、蒸気量が足りなくなり、蒸気タービン１２に供給すべき蒸気量を増やす場合には、最初に第２段目の助燃装置５２のバーナ５３に点火して、燃料投入量を増加させていく。最初の段階から第１段目の助燃装置５０を運転していると、蒸発量が十分でない状態のまま高温の排ガス２５で高温過熱器２８と低温過熱器３０を過熱しすぎることなり、好ましくない。
【００２９】
このように第２段目の助燃装置５２だけに燃料を投入して、バーナ５３で燃料を燃焼させている間は、排ガス２５中に十分な酸素があるため、燃焼状態は安定する。
【００３０】
次に、蒸気タービン１２に供給すべき蒸気量をさらに増やす場合には、第１段目の助燃装置５０にも燃料を供給してバーナ５１で燃料を燃焼させる。第１段目の助燃装置５０で加熱して排ガス２５の温度を上昇させないと、高温過熱器２８、低温過熱器３０での蒸気の過熱が十分でなくなり、ボイラ出口での蒸気温度が低下してしまうおそれがあるからである。
【００３１】
こうして、第１段目の助燃装置５０と第２段目の助燃装置５２の双方で燃料を燃焼させていると、第１段目の助燃装置５０では、排ガス２５によって酸素が十分に供給されるので、燃焼状態は安定する。これに対して、第２段目の助燃装置５２には、第１段目の助燃装置５０で酸素が消費されてしまっている排ガス２５が供給されるため、酸素不足になりがちであり、燃焼状態が不安定になることがある。
【００３２】
本実施形態では、第２段目の助燃装置５２に酸素不足が生じないように、図４に示すように、ファン６５を回転させ、空気ダクト６６ａ、６６ｂに空気を流して各バーナ５３に供給している。こうすることによって、第２段目の助燃装置５２の各バーナ５３には酸素を追加供給することができるので、安定した燃焼状態を確保することが可能になり、第２段目の助燃装置５２からの一酸化炭素等の有害ガスの排出を未然に抑制することができる。
【００３３】
この間、ファン６５で供給する空気量は多すぎても少なすぎても、第２段目の助燃装置５２の燃焼状態は安定しないので、空気量調整弁６８の弁の開度を調整しながら、適正量の空気を各バーナ５３に供給する。空気量調整弁６８の弁の開度は、制御装置７０がアクチュエータ６９に弁開度を指令して調整される。制御装置７０は、ガスセンサ７２の出力信号に基づいて、第２段目の助燃装置５２から排出される一酸化炭素等の有害ガスの濃度を監視しながら、空気量調整弁６８の弁開度を自動で制御し、常に最適な燃焼状態を維持する。
【００３４】
第２段目の助燃装置５２にファン６５で空気を追加供給する場合、安定した燃焼状態を確保するためには、空気量以外にも、ガスタービン１４の負荷や燃料投入量も関係してくる。第２段目の助燃装置５２で燃焼状態が不安定になり一酸化炭素等の排出量が増加するのは、ガスタービン１４が高負荷で運転され、かつ第２段目の助燃装置５２への燃料投入が少ない時に顕著である。
【００３５】
そこで、図５は、ガスタービン１４の負荷と空気量調整弁６８の弁開度の関係を示すグラフである。
図５において、ガスタービン１４が低負荷領域で運転されているときは、このガスタービン１４から排熱回収ボイラ１６に供給される排ガス２５の流量は少ないので、空気量調整弁６８の弁開度は全開に設定されている。ガスタービン１４の負荷が次第に増大していくと、それに伴って排ガス２５の流量も増大していくので、予め設定した負荷Ｌ1に達したら、第２段目の助燃装置５２の各バーナ５３に空気が過剰にならないように、制御装置７０は空気調整弁６８の弁開度を絞っていく。このとき弁開度は、第２段目の助燃装置５２から排出されるガス中の一酸化炭素等の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、負荷に対する最適な開度をあらかじめ設定しておき、例えば、図５に示すように直線的減少に減少させる。
このように、ガスタービン１４の負荷増大に応じて空気量調整弁６８の弁開度は絞られていくので、第２段目の助燃装置５２の各バーナ５３には、空気調整弁６８により最適量の空気が供給され、燃焼状態を安定させることができる。
【００３６】
次に、図６は、第２段目の助燃装置５２への燃料投入量と空気量調整弁６８の弁開度の関係を示すグラフである。
図６において、第２段目の助燃装置５２への燃料投入量が少ない領域では、空気調整弁６８の開度が大きいと、各バーナ５３への空気量が過剰になってしまうので、あらかじめ適正な弁開度を設定おき、各バーナ５３での燃焼を安定させる。燃料投入量が増大していくと、燃焼に必要な空気量も増えるので、排出ガス中の一酸化炭素等の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、制御装置７０は、流量計６２により燃料投入量を監視しながら、予め設定した燃料投入量Ｆ1を超えてから、空気調整弁６８の開度を大きくしていって、供給する空気量を増やしていく。
【００３７】
なお、図５に示した弁開度の変化パターンと図６に示した弁開度の変化パターンを組み合わせて、ガスタービン１４の負荷と燃料投入量を同時に監視しながら空気調整弁６８の開度を自動調整するようにしてもよい。
【００３８】
これまで説明したのは、第２段目の助燃装置５２の各バーナ５３にファン６５により空気を送って燃焼状態を安定させる場合であるが、以下のように、第２段目の助燃装置５２に設けている８台のバーナ５３うち、任意の一台若しくは複数台のバーナ５３を消火するようにしてもよい。
【００３９】
例えば、ガスタービン１４の出力が高くなっている場合には、排熱回収ボイラ１６に供給される排ガス量は増大してくるので、第２段目の助燃装置５２に同じ量の燃料が投入されたとしても、ガスタービン１４の出力が高くなるほど蒸気発生量は増えることになる。このような場合、蒸気発生量が最大値以上にならないようにするために、第２段目の助燃装置５２への燃料投入量を減らしていく場合がある
第２段目の助燃装置５２への燃料投入量を減らしていくと、各バーナ５３での燃焼状態が不安定になり易く、一酸化炭素等の有害ガスの濃度が極端に高くなる特性を示す場合がある。このような場合、一酸化炭素等の有害ガスの濃度が所定の制限値を超えないように、図７に示すように、いくつかのバーナ５３を消火することになる。
【００４０】
図７において、横軸は第２段目の助燃装置５２への燃料投入量を示し、縦軸は第２段目の助燃装置５２から排出されるガス中の一酸化炭素濃度を示している。一酸化炭素の濃度Ｃmaxが制限値である。
【００４１】
曲線Ａは、第２段目の助燃装置５２のバーナ５３が全台点火されているときの一酸化炭素濃度の変化を示す。燃料投入量が減っていくにつれて、一酸化炭素濃度は次第に高まっていく。制御装置７０は、ガスセンサ７２の出力信号に基づいて、第２段目の助燃装置５２から排出される一酸化炭素の濃度を監視しており、一酸化炭素濃度が制限値Ｃmaxに近づいていくと、その手前で、例えば、半数、この場合４台のバーナ５３の燃料遮断弁６４を閉じて消火する。
【００４２】
この結果、曲線Ｂで示すように、残りの４台のバーナ５３は点火しており、一台あたりの燃料投入量は増加するので、燃料といっしょにバーナ５３に導入される酸素量が増えて燃焼状態が安定する結果、一酸化炭素濃度を大きく減少させることができる。
【００４３】
複数のバーナ５３を消火する場合には、図４において、水平方向の同じ平面上にあるバーナ５３を同時に消火することが好ましい。これにより、バーナ５３により加熱される排ガス２５が水平方向に温度不均一となる状態を低減することができる。
【００４４】
以上、第２段目の助燃装置５２のバーナ５３のうちの一部を消火されることにより、残りの点火したままのバーナ５３の燃焼状態を安定させる実施形態を説明したが、第１段目の助燃装置５０についても、燃料投入量を減らす場合には、図３において、任意の燃料遮断弁５９を閉じて、８台あるバーナ５１のうちの一部を消火するようにしてもよい。
【００４５】
以上、本発明に係る排熱回収ボイラについて、第１段目の助燃装置、第２段目の助燃装置を設けた排熱回収ボイラの実施形態を挙げて説明したが、この実施形態は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。
【００４６】
また、本発明の排熱回収ボイラは、蒸気タービンだけに限らずに、例えば、造水プラント等に蒸気を供給するプラントにも適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０…発電機、１２…蒸気タービン、１４…ガスタービン、１６…排熱回収ボイラ、２０…空気圧縮機、２２…燃焼機、２５…排ガス、２７…ダクト、２８…高温過熱器、３０…低温過熱器、３２…蒸発器、３４…節炭器、３６…蒸気ドラム、４３…復水器、４６…給水ポンプ、５０…第１段目の助燃装置、５１…バーナ、５２…第２段目の助燃装置、５３…バーナ、６５…ファン、６８…空気量調整弁、
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、助燃装置を有する排熱回収ボイラおよび発電プラントに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の火力発電プラントでは、プラントの熱効率の向上を図るため、コンバインドサイクル発電が主流になりつつある。コンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービン、蒸気タービンに排熱回収ボイラを組み合わせた発電プラントである。ガスタービンには燃焼器から高温高圧の燃焼ガスが送られ、燃焼ガスの膨張によりガスタービンを回転させ発電機を回す。その後、排ガスは排熱回収ボイラに導入され、この排熱回収ボイラで排ガスのもつ熱エネルギーによって蒸気を発生させる。蒸気は蒸気タービンに送られ、ガスタービンとともに発電機を回すことになる。
【０００３】
一般に、排熱回収ボイラは、ガスタービンから排出される排ガスの熱に応じた蒸気を発生して蒸気タービンに蒸気を供給するボイラであるが、最近では、排気ガスを加熱する助燃装置を付加した排熱回収ボイラが増えている。これは、夏季にはガスタービンの出力が低下し排ガス量の減少に伴い排熱回収ボイラでの蒸気発生量低下を補填する必要があること、またコジェネレーションプラントや造水プラント等、蒸気タービン以外にも蒸気を供給するためである。
【０００４】
最近の排熱回収ボイラにおいては、蒸気供給量を増やすために助燃装置が大型化してきている。これに伴い排熱回収ボイラ内の排ガス温度が高くなり、ボイラ構成部材の耐久性・信頼性が下がるのを防止するために、助燃装置を複数箇所に設置することが行われている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１１６２０８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数台の助燃装置を設置した排熱回収ボイラで、複数台の助燃装置を同時に燃焼させた場合、排ガスの流れ方向に対して最も上流側に配置されている第１段目の助燃装置で排ガス中に含まれる酸素の多くが消費されるため、それより下流の第２段目以降の助燃装置に供給される酸素量が不足しがちになる。第２段目以降の助燃装置のバーナでは不完全燃焼が発生することがあり、一酸化炭素、窒素酸化物などの有害物質濃度が増加する、という問題があった。
【０００７】
また、ガスタービンの出力が高くなってくる場合には、排熱回収ボイラに供給される排ガス流量が増大するので、助燃装置への燃料投入量を減らしていくことがある。この場合、助燃装置は複数のバーナを備えているところ、燃料投入量を絞っていくと、各バーナでの燃焼状態が不安定になり易く、排ガス中の一酸化炭素等の有害ガスの濃度が極端に高くなる、という問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、前記従来技術の有する問題点を解消し、助燃装置の各バーナでの燃焼状態を良好に保ち、助燃装置から排出される一酸化炭素等の有ガスの排出を低減できるようにした排熱回収ボイラおよび発電プラントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、ガスタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラにおいて、いずれかの前記熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、前記助燃装置の複数のバーナのそれぞれに、前記ダクトの外部から空気を供給する空気供給装置と、を具備したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明は、スタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラにおいて、いずれかの前記熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、前記助燃装置の備えるバーナのうち、いずれかのバーナ若しくは複数のバーナを消火する手段と、を具備したことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明は、高温、高圧の燃焼ガスによってタービンを回転駆動するガスタービンと、ガスタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラと、前記排熱回収ボイラで発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、前記ガスタービンおよび蒸気タービンによって駆動される発電機と、を備え、前記排熱回収ボイラは、いずれかの前記熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、前記助燃装置の複数のバーナのそれぞれに、前記ダクトの外部から空気を供給する空気供給装置と、を具備したことを特徴とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態による排熱回収ボイラが適用される発電プラントの系統図である。
【図２】本発明の一実施形態による排熱回収ボイラの構成を示す模式図である。
【図３】図２の排熱回収ボイラに設置される第１段目の助燃装置のバーナ配置を示す模式図である。
【図４】図２の排熱回収ボイラに設置される第２段目の助燃装置のバーナ配置を示す模式図である。
【図５】図４の助燃装置において、ガスタービンの負荷と、空気調整弁の弁開度との関係を示すグラフである。
【図６】図４の助燃装置において、燃料投入量と空気調整弁の弁開度との関係を示すグラフである。
【図７】図４の助燃装置において、燃料投入量と一酸化炭素濃度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明による排熱回収ボイラの一実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態による排熱回収ボイラが適用されるコンバインドサイクル型の発電プラントの系統図である。
【００１４】
この図１において、参照番号１０は発電機を示し、１２は蒸気タービン、１４はガスタービンを示している。参照番号１６は、排熱回収ボイラを示す。
【００１５】
発電機１０は、蒸気タービン１２とガスタービン１４と同一の駆動軸１８によって連結されている。また駆動軸１８には空気圧縮機２０が連結されている。この空気圧縮機２０は、外部から吸入された空気Ａを高温高圧に圧縮して燃焼器２２に供給する。この燃焼器２２では、燃料系統２４から供給される燃料に圧縮された空気が混合されて燃焼し、高温高圧の燃焼ガスがガスタービン１４に送られる。この燃焼ガスが膨張仕事をすることによりガスタービン１４のタービンが回転駆動され、発電機１０は回転する。ガスタービン１４から排出された排ガス２５は排気ダクト２６を通って排熱回収ボイラ１６に導かれる。
【００１６】
図１に示されるように、排熱回収ボイラ１６のダクト２７の内部には、ガスタービン１４から排出された排ガス２５の流れ方向にそって上流側から順に高温過熱器２８、低温過熱器３０、蒸発器３２、節炭器３４といった４種類の熱交換器が設置されている。蒸発器３２には蒸気ドラム３６が設置されている。節炭器３４は、ボイラ給水を排ガス２５の熱で加熱してから蒸気ドラム３６に供給する。蒸気ドラム３６では、蒸発器３２で発生した飽和蒸気の気液分離を行うとともに、その内部を所定の水位に保つことで飽和蒸気とのバランスが保たれるようになっている。蒸気ドラム３６で気液分離された水は蒸発器３２に再導入される。
【００１７】
蒸気ドラム３６内部の飽和蒸気は、飽和蒸気管３８を通って低温過熱器３０に送られ、ここで過熱されてから、さらに高温過熱器２８に導かれ、ここで蒸気はさらに過熱される。低温過熱器３０と高温過熱器２８の間には、蒸気温度を調節するための減温器４０が設置されている。
【００１８】
高温過熱器２８のボイラ出口には出口配管４２が接続されており、高温過熱器２８で過熱された過熱蒸気は、出口配管４２を通って蒸気タービン１２に送られ、膨張仕事を行って蒸気タービン１２を回転させることになる。仕事を終えた蒸気は、復水器４３に導かれて水に戻され、復水ポンプ４６によって復水戻り配管４５を通って給水ポンプ４６で加圧されて節炭器３４に還流される。燃料系統２４からは、助燃装置５０、５２にそれぞれ燃料を供給する燃料供給配管５４、５５が分岐している。
【００１９】
本実施形態による排熱回収ボイラ１６では、次のように助燃装置５０、５２は設置されている。
このうち、第１段目の助燃装置５０は、排ガス２５の流れ方向において最上流の位置に配置され、この実施形態の排熱回収ボイラ１６の場合、高温過熱器２８の上流側に設置されている。この第１段目の助燃装置５０には、複数のバーナ５１が下流側の高温過熱器２８に向けて設置されている。第１の燃料供給配管５４には、燃料調整弁５６と燃料遮断弁５７が配設されており、バーナ５１で燃焼させる燃料投入量を燃料調整弁５６の開度を調整することで制御している。すべてのバーナ５１を消火するときには燃料遮断弁５７が閉じるようになっている。
【００２０】
図３は、第１段目の助燃装置５０でのバーナ５１の配置および各バーナ５１への燃料供給配管を示す図である。第１の燃料供給配管５４は、燃料調整弁５６の下流で燃料供給配管５８ａ、５８ｂに分岐しており、この実施形態では、燃料供給配管５８ａ、５８ｂにはそれぞれ４つのバーナ５１が燃料遮断弁５９を介して並列に接続されている。燃料遮断弁５９が閉じると、各バーナ５１は個別に消火される。
【００２１】
次に、図２において、第２段目の助燃装置５２は、第１段目の助燃装置５０より下流位置、この実施形態の場合、蒸発器３２の上流側に配置されている。この第２段目の助燃装置５２には複数のバーナ５３が下流側の蒸発器３２に向けて設置されている。第２の燃料供給配管５５には、燃料投入量を調整する燃料調整弁６０とすべてのバーナ５３を消火するときに閉じる燃料遮断弁６１が配設されている。
【００２２】
図４は、第２段目の助燃装置５２でのバーナ５３の配置および各バーナ５３への燃料供給配管、空気ダクトを示す図である。第１段目の助燃装置５０と同様に、第２の燃料供給配管５５は、燃料調整弁６０の下流で燃料供給配管６３ａ、６３ｂに分岐しており、この実施形態では、燃料供給配管６３ａ、６３ｂにはそれぞれ４つのバーナ５３が燃料遮断弁６４を介して並列に接続されている。燃料遮断弁６４が閉じると、各バーナ５１は個別に消火される。
【００２３】
また、ファン６５から送られてくる空気は、空気ダクト６６ａ、６６ｂを流れて各バーナ５３に導入される。各バーナ５３の空気流入部分には、空気量調整弁６８が設けられている。この空気量調整弁６８では、弁の開度はアクチュエータ６９で調整されるようになっている。
【００２４】
次に、図２において、参照番号７０は、第１段目の助燃装置５０と第２段目の助燃装置５２の点火、消火操作および空気供給量を制御する制御装置を示す。燃料系統２４を流れる燃料の流量は、流量計６２により検出され、制御装置７０に入力される。また、排熱回収ボイラ１６から排出される排ガスを煙突に導く排気ダクトには、排ガス中の一酸化炭素や窒素酸化物などの有害ガスの濃度を検出するガスセンサ７２が設けられており、このガスセンサ７２のガス濃度検出信号は、制御装置７０に導入される。
【００２５】
本実施形態による排熱回収ボイラは、以上のように構成されるものであり、次に、その作用について説明する。
まず、第１段目の助燃装置５０と第２段目の助燃装置５２の排熱回収ボイラ１６における作用について説明する。
【００２６】
図１において、第２段目の助燃装置５２は、蒸発器３２の上流に配置されていることから、バーナ５３から噴き出される火炎で排ガス２５が加熱されると、主に、蒸発器３２での蒸発量を増大させることができる。
【００２７】
これに対して、第１段目の助燃装置５０は、高温過熱器２８、低温過熱器３０の上流に配置されていることから、バーナ５１から噴き出される火炎で排ガス２５が加熱されると、これら高温過熱器２８、低温過熱器３０での蒸気の過熱度を上昇させることができる。
【００２８】
助燃装置５０、５２に点火せずに排熱回収ボイラ１６を運転している時に、蒸気量が足りなくなり、蒸気タービン１２に供給すべき蒸気量を増やす場合には、最初に第２段目の助燃装置５２のバーナ５３に点火して、燃料投入量を増加させていく。最初の段階から第１段目の助燃装置５０を運転していると、蒸発量が十分でない状態のまま高温の排ガス２５で高温過熱器２８と低温過熱器３０を過熱しすぎることなり、好ましくない。
【００２９】
このように第２段目の助燃装置５２だけに燃料を投入して、バーナ５３で燃料を燃焼させている間は、排ガス２５中に十分な酸素があるため、燃焼状態は安定する。
【００３０】
次に、蒸気タービン１２に供給すべき蒸気量をさらに増やす場合には、第１段目の助燃装置５０にも燃料を供給してバーナ５１で燃料を燃焼させる。第１段目の助燃装置５０で加熱して排ガス２５の温度を上昇させないと、高温過熱器２８、低温過熱器３０での蒸気の過熱が十分でなくなり、ボイラ出口での蒸気温度が低下してしまうおそれがあるからである。
【００３１】
こうして、第１段目の助燃装置５０と第２段目の助燃装置５２の双方で燃料を燃焼させていると、第１段目の助燃装置５０では、排ガス２５によって酸素が十分に供給されるので、燃焼状態は安定する。これに対して、第２段目の助燃装置５２には、第１段目の助燃装置５０で酸素が消費されてしまっている排ガス２５が供給されるため、酸素不足になりがちであり、燃焼状態が不安定になることがある。
【００３２】
本実施形態では、第２段目の助燃装置５２に酸素不足が生じないように、図４に示すように、ファン６５を回転させ、空気ダクト６６ａ、６６ｂに空気を流して各バーナ５３に供給している。こうすることによって、第２段目の助燃装置５２の各バーナ５３には酸素を追加供給することができるので、安定した燃焼状態を確保することが可能になり、第２段目の助燃装置５２からの一酸化炭素等の有害ガスの排出を未然に抑制することができる。
【００３３】
この間、ファン６５で供給する空気量は多すぎても少なすぎても、第２段目の助燃装置５２の燃焼状態は安定しないので、空気量調整弁６８の弁の開度を調整しながら、適正量の空気を各バーナ５３に供給する。空気量調整弁６８の弁の開度は、制御装置７０がアクチュエータ６９に弁開度を指令して調整される。制御装置７０は、ガスセンサ７２の出力信号に基づいて、第２段目の助燃装置５２から排出される一酸化炭素等の有害ガスの濃度を監視しながら、空気量調整弁６８の弁開度を自動で制御し、常に最適な燃焼状態を維持する。
【００３４】
第２段目の助燃装置５２にファン６５で空気を追加供給する場合、安定した燃焼状態を確保するためには、空気量以外にも、ガスタービン１４の負荷や燃料投入量も関係してくる。第２段目の助燃装置５２で燃焼状態が不安定になり一酸化炭素等の排出量が増加するのは、ガスタービン１４が高負荷で運転され、かつ第２段目の助燃装置５２への燃料投入が少ない時に顕著である。
【００３５】
そこで、図５は、ガスタービン１４の負荷と空気量調整弁６８の弁開度の関係を示すグラフである。
図５において、ガスタービン１４が低負荷領域で運転されているときは、このガスタービン１４から排熱回収ボイラ１６に供給される排ガス２５の流量は少ないので、空気量調整弁６８の弁開度は全開に設定されている。ガスタービン１４の負荷が次第に増大していくと、それに伴って排ガス２５の流量も増大していくので、予め設定した負荷Ｌ1に達したら、第２段目の助燃装置５２の各バーナ５３に空気が過剰にならないように、制御装置７０は空気調整弁６８の弁開度を絞っていく。このとき弁開度は、第２段目の助燃装置５２から排出されるガス中の一酸化炭素等の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、負荷に対する最適な開度をあらかじめ設定しておき、例えば、図５に示すように直線的減少に減少させる。
このように、ガスタービン１４の負荷増大に応じて空気量調整弁６８の弁開度は絞られていくので、第２段目の助燃装置５２の各バーナ５３には、空気調整弁６８により最適量の空気が供給され、燃焼状態を安定させることができる。
【００３６】
次に、図６は、第２段目の助燃装置５２への燃料投入量と空気量調整弁６８の弁開度の関係を示すグラフである。
図６において、第２段目の助燃装置５２への燃料投入量が少ない領域では、空気調整弁６８の開度が大きいと、各バーナ５３への空気量が過剰になってしまうので、あらかじめ適正な弁開度を設定おき、各バーナ５３での燃焼を安定させる。燃料投入量が増大していくと、燃焼に必要な空気量も増えるので、排出ガス中の一酸化炭素等の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、制御装置７０は、流量計６２により燃料投入量を監視しながら、予め設定した燃料投入量Ｆ1を超えてから、空気調整弁６８の開度を大きくしていって、供給する空気量を増やしていく。
【００３７】
なお、図５に示した弁開度の変化パターンと図６に示した弁開度の変化パターンを組み合わせて、ガスタービン１４の負荷と燃料投入量を同時に監視しながら空気調整弁６８の開度を自動調整するようにしてもよい。
【００３８】
これまで説明したのは、第２段目の助燃装置５２の各バーナ５３にファン６５により空気を送って燃焼状態を安定させる場合であるが、以下のように、第２段目の助燃装置５２に設けている８台のバーナ５３うち、任意の一台若しくは複数台のバーナ５３を消火するようにしてもよい。
【００３９】
例えば、ガスタービン１４の出力が高くなっている場合には、排熱回収ボイラ１６に供給される排ガス量は増大してくるので、第２段目の助燃装置５２に同じ量の燃料が投入されたとしても、ガスタービン１４の出力が高くなるほど蒸気発生量は増えることになる。このような場合、蒸気発生量が最大値以上にならないようにするために、第２段目の助燃装置５２への燃料投入量を減らしていく場合がある
第２段目の助燃装置５２への燃料投入量を減らしていくと、各バーナ５３での燃焼状態が不安定になり易く、一酸化炭素等の有害ガスの濃度が極端に高くなる特性を示す場合がある。このような場合、一酸化炭素等の有害ガスの濃度が所定の制限値を超えないように、図７に示すように、いくつかのバーナ５３を消火することになる。
【００４０】
図７において、横軸は第２段目の助燃装置５２への燃料投入量を示し、縦軸は第２段目の助燃装置５２から排出されるガス中の一酸化炭素濃度を示している。一酸化炭素の濃度Ｃmaxが制限値である。
【００４１】
曲線Ａは、第２段目の助燃装置５２のバーナ５３が全台点火されているときの一酸化炭素濃度の変化を示す。燃料投入量が減っていくにつれて、一酸化炭素濃度は次第に高まっていく。制御装置７０は、ガスセンサ７２の出力信号に基づいて、第２段目の助燃装置５２から排出される一酸化炭素の濃度を監視しており、一酸化炭素濃度が制限値Ｃmaxに近づいていくと、その手前で、例えば、半数、この場合４台のバーナ５３の燃料遮断弁６４を閉じて消火する。
【００４２】
この結果、曲線Ｂで示すように、残りの４台のバーナ５３は点火しており、一台あたりの燃料投入量は増加するので、燃料といっしょにバーナ５３に導入される酸素量が増えて燃焼状態が安定する結果、一酸化炭素濃度を大きく減少させることができる。
【００４３】
複数のバーナ５３を消火する場合には、図４において、水平方向の同じ平面上にあるバーナ５３を同時に消火することが好ましい。これにより、バーナ５３により加熱される排ガス２５が水平方向に温度不均一となる状態を低減することができる。
【００４４】
以上、第２段目の助燃装置５２のバーナ５３のうちの一部を消火されることにより、残りの点火したままのバーナ５３の燃焼状態を安定させる実施形態を説明したが、第１段目の助燃装置５０についても、燃料投入量を減らす場合には、図３において、任意の燃料遮断弁５９を閉じて、８台あるバーナ５１のうちの一部を消火するようにしてもよい。
【００４５】
以上、本発明に係る排熱回収ボイラについて、第１段目の助燃装置、第２段目の助燃装置を設けた排熱回収ボイラの実施形態を挙げて説明したが、この実施形態は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。
【００４６】
また、本発明の排熱回収ボイラは、蒸気タービンだけに限らずに、例えば、造水プラント等に蒸気を供給するプラントにも適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１０…発電機、１２…蒸気タービン、１４…ガスタービン、１６…排熱回収ボイラ、２０…空気圧縮機、２２…燃焼機、２５…排ガス、２７…ダクト、２８…高温過熱器、３０…低温過熱器、３２…蒸発器、３４…節炭器、３６…蒸気ドラム、４３…復水器、４６…給水ポンプ、５０…第１段目の助燃装置、５１…バーナ、５２…第２段目の助燃装置、５３…バーナ、６５…ファン、６８…空気量調整弁、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラにおいて、
いずれかの前記熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、
前記助燃装置の複数のバーナのいずれかに、前記ダクトの外部から空気を供給する空気供給装置と、
を具備したことを特徴とする排熱回収ボイラ。
【請求項２】
前記助燃装置は、前記過熱器の上流側で前記排ガスを過熱する第１の助燃装置と、前記蒸発器の上流側で前記排ガスを過熱する第２の助燃装置と、を有し、前記空気供給装置は、前記第２の助燃装置の各バーナに空気を供給することを特徴とする請求項１に記載の排熱回収ボイラ。
【請求項３】
前記空気供給装置は、前記第２の助燃装置の各バーナに供給する空気量を調整する空気量調整手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の排熱回収ボイラ。
【請求項４】
前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度を検出する手段をさらに備え、前記有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項３に記載の排熱回収ボイラ
【請求項５】
前記ガスタービンの負荷に応じて、有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項４に記載の排熱回収ボイラ。
【請求項６】
前記第２の助燃装置への燃料投入量に応じて、有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項４に記載の排熱回収ボイラ。
【請求項７】
前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、前記第２の助燃装置の備えるバーナのうち、いずれかのバーナを消火する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の排熱回収ボイラ
【請求項８】
ガスタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラにおいて、
いずれかの前記熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、
前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、前記助燃装置の備えるバーナのうち、いずれかのバーナを消火する手段と、
を具備したことを特徴とする排熱回収ボイラ。
【請求項９】
高温、高圧の燃焼ガスによってタービンを回転駆動するガスタービンと、
ガスタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラで発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、
前記ガスタービンおよび蒸気タービンによって駆動される発電機と、を備え、
前記排熱回収ボイラは、
いずれかの前記熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、
前記助燃装置の複数のバーナのいずれかに、前記ダクトの外部から空気を供給する空気供給装置と、
を具備したことを特徴とする発電プラント。
【請求項１０】
前記助燃装置は、前記過熱器の上流側で前記排ガスを過熱する第１の助燃装置と、前記蒸発器の上流側で前記排ガスを過熱する第２の助燃装置と、を有し、前記空気供給装置は、前記第２の助燃装置の各バーナに空気を供給することを特徴とする請求項９に記載の発電プラント。
【請求項１１】
前記空気供給装置は、前記第２の助燃装置の各バーナに供給する空気量を調整する空気量調整手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載の発電プラント。
【請求項１２】
前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度を検出する手段をさらに備え、前記有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項１１に記載の発電プラント
【請求項１３】
前記ガスタービンの負荷に応じて、有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項１２に記載の発電プラント。
【請求項１４】
前記第２の助燃装置への燃料投入量に応じて、有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項１２に記載の発電プラント。
【請求項１５】
前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、前記第２の助燃装置の備えるバーナのうち、いずれかのバーナを消火する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載の発電プラント。
【請求項１】
ガスタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラにおいて、
いずれかの前記熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、
前記助燃装置の複数のバーナのいずれかに、前記ダクトの外部から空気を供給する空気供給装置と、
を具備したことを特徴とする排熱回収ボイラ。
【請求項２】
前記助燃装置は、前記過熱器の上流側で前記排ガスを過熱する第１の助燃装置と、前記蒸発器の上流側で前記排ガスを過熱する第２の助燃装置と、を有し、前記空気供給装置は、前記第２の助燃装置の各バーナに空気を供給することを特徴とする請求項１に記載の排熱回収ボイラ。
【請求項３】
前記空気供給装置は、前記第２の助燃装置の各バーナに供給する空気量を調整する空気量調整手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の排熱回収ボイラ。
【請求項４】
前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度を検出する手段をさらに備え、前記有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項３に記載の排熱回収ボイラ
【請求項５】
前記ガスタービンの負荷に応じて、有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項４に記載の排熱回収ボイラ。
【請求項６】
前記第２の助燃装置への燃料投入量に応じて、有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項４に記載の排熱回収ボイラ。
【請求項７】
前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、前記第２の助燃装置の備えるバーナのうち、いずれかのバーナを消火する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の排熱回収ボイラ
【請求項８】
ガスタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラにおいて、
いずれかの前記熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、
前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、前記助燃装置の備えるバーナのうち、いずれかのバーナを消火する手段と、
を具備したことを特徴とする排熱回収ボイラ。
【請求項９】
高温、高圧の燃焼ガスによってタービンを回転駆動するガスタービンと、
ガスタービンからの排ガスの流れ方向にそって過熱器、蒸発器、節炭器を有する複数の熱交換器がダクト内に配置され、前記ガスタービンの排ガスを利用して蒸気を発生する排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラで発生した蒸気により駆動される蒸気タービンと、
前記ガスタービンおよび蒸気タービンによって駆動される発電機と、を備え、
前記排熱回収ボイラは、
いずれかの前記熱交換器の上流側で、複数のバーナを燃焼させて前記排ガスを加熱する助燃装置と、
前記助燃装置の複数のバーナのいずれかに、前記ダクトの外部から空気を供給する空気供給装置と、
を具備したことを特徴とする発電プラント。
【請求項１０】
前記助燃装置は、前記過熱器の上流側で前記排ガスを過熱する第１の助燃装置と、前記蒸発器の上流側で前記排ガスを過熱する第２の助燃装置と、を有し、前記空気供給装置は、前記第２の助燃装置の各バーナに空気を供給することを特徴とする請求項９に記載の発電プラント。
【請求項１１】
前記空気供給装置は、前記第２の助燃装置の各バーナに供給する空気量を調整する空気量調整手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載の発電プラント。
【請求項１２】
前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度を検出する手段をさらに備え、前記有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項１１に記載の発電プラント
【請求項１３】
前記ガスタービンの負荷に応じて、有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項１２に記載の発電プラント。
【請求項１４】
前記第２の助燃装置への燃料投入量に応じて、有害ガスの特定成分濃度が制限値を超えないように前記空気量調整手段を操作し空気量を制御することを特徴とする請求項１２に記載の発電プラント。
【請求項１５】
前記排熱回収ボイラから排出される排ガス中の有害ガスの濃度が制限値を超えないように、前記第２の助燃装置の備えるバーナのうち、いずれかのバーナを消火する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１１に記載の発電プラント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２５１６７１（Ｐ２０１２−２５１６７１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２２４２０（Ｐ２０１１−１２２４２０）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]