(57)【要約】【課題】  ガス再循環通風機の運転費用を削減することにより、火力発電設備全体としてのランニングコストを削減する。【解決手段】押込通風機３１とガス再循環通風機３３とを備えた発電ユニット１を備える。発電ユニット１の起動後一定時間、及び発電ユニット１の停止前の一定時間、ガス再循環通風機３３を停止した状態とする。発電ユニット１の運転中、ガス再循環通風機３３を運転し続ける必要がないので、ガス再循環通風機３３の運転費用を削減でき、火力発電設備全体としてのランニングコストを削減することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼する火炉と、火炉で燃焼した燃料の熱で発生した蒸気により回転する蒸気タービン及び発電機と、前記火炉に外気を供給する押込通風機、及び前記火炉から排出される燃焼ガスの一部を抜き出し、前記火炉に戻すガス再循環通風機からなる通風系統とを有する発電ユニットを備えた火力発電設備の通風系統の運転方法であって、
前記発電ユニットの起動後一定時間、及び前記発電ユニットの停止前の一定時間、前記ガス再循環通風機を停止した状態とすることを特徴とする火力発電設備の通風系統の運転方法。
【請求項２】
前記発電ユニットは、前記ガス再循環通風機を複数備え、
前記発電ユニットの起動後一定時間、前記複数のガス再循環通風機のうちの一部のガス再循環通風機を停止した状態とし、
前記発電ユニットの停止前の一定時間、前記複数のガス再循環通風機のうちの一部のガス再循環通風機を停止した状態とすることを特徴とする請求項１に記載の火力発電設備の通風系統の運転方法。
【請求項３】
前記一定時間は、前記発電機の出力が零から所定値に達するまでの間、及び前記発電機の出力が所定値から零に達するまでの間であることを特徴とする請求項１又は２に記載の火力発電設備の通風系統の運転方法。
【請求項４】
前記発電機の所定値は、前記発電ユニットを起動し、前記蒸気タービンに蒸気を供給する蒸気系統が小弁から大弁に切り換わるとき、又は蒸気系統が大弁から小弁に切り換わるときであることを特徴とする請求項３に記載の火力発電設備の通風系統の運転方法。
【請求項５】
燃料を燃焼する火炉と、火炉で燃焼した燃料の熱で発生した蒸気により回転する蒸気タービン及び発電機と、前記火炉に外気を供給する押込通風機、及び前記火炉から排出される燃焼ガスの一部を抜き出し、前記火炉に戻すガス再循環通風機からなる通風系統とを有する発電ユニットを備えた火力発電設備の通風系統の運転装置であって、
前記発電ユニットの起動後一定時間、及び前記発電ユニットの停止前の一定時間、前記ガス再循環通風機を停止した状態とする制御手段を有することを特徴とする火力発電設備の通風系統の運転装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押込通風機とガス再循環通風機とを備えた発電ユニットを備えた火力発電設備の通風系統の運転方法及び運転装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、火力発電設備は、ボイラ、復水器、蒸気タービン、発電機等を備えた発電ユニットを備え、発電ユニットのボイラの火炉内で燃料を燃焼し、この熱を用いて火炉内壁の蒸発管で蒸気を発生させ、この蒸気を過熱器で加熱した後に蒸気タービン（高圧タービン）に導き、蒸気タービン（高圧タービン、中圧タービン、及び低圧タービン）及び発電機を回転させることにより電力を発生させている。
【０００３】
また、蒸気タービンで仕事をした蒸気を回収し、この蒸気を再熱器で加熱した後に蒸気タービン（中圧タービン及び低圧タービン）に戻し、蒸気タービン（高圧タービン、中圧タービン、及び低圧タービン）及び発電機を回転させている。
【０００４】
上記のような構成の火力発電設備の発電ユニットには、例えば、特許文献１に記載されているような通風系統が用いられている。この通風系統は、外気を取り込んで空気予熱器で加熱した後にボイラの火炉のバーナ部に供給する押込通風機と、火炉から排出される排ガスの一部を抜き出し、火炉の底部に戻すガス再循環通風機とを備えている。
【特許文献１】特開平１１−１０１４０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような構成の複数の発電ユニットを備えた火力発電設備は、発電ユニットの起動、停止と同時に押込通風機及びガス再循環通風機を起動、停止し、発電ユニットの運転中、押込通風機及びガス再循環通風機を運転し続けている。
【０００６】
しかし、火炉の内壁の蒸発管の保護、及び再熱器による加熱温度の調整を目的として用いられるガス再循環通風機は、各発電ユニットの起動後の一定時間、及び停止前の一定時間、必ずしも運転する必要はなく、必要以上にガス再循環通風機を運転することになり、ガス再循環通風機の運転費用が嵩み、火力発電設備全体としてのランニングコストが嵩んでいた。
【０００７】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、ガス再循環通風機の運転費用を削減することができ、これにより、火力発電設備全体としてのランニングコストを削減することができる火力発電設備の通風系統の運転方法及び運転装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、本発明は、燃料を燃焼する火炉と、火炉で燃焼した燃料の熱で発生した蒸気により回転する蒸気タービン及び発電機と、前記火炉に外気を供給する押込通風機、及び前記火炉から排出される燃焼ガスの一部を抜き出し、前記火炉に戻すガス再循環通風機からなる通風系統とを有する発電ユニットを備えた火力発電設備の通風系統の運転方法であって、前記発電ユニットの起動後一定時間、及び前記発電ユニットの停止前の一定時間、前記ガス再循環通風機を停止した状態とすることを特徴とする。
【０００９】
本発明の火力発電設備の通風系統の運転方法によれば、発電ユニットの起動後一定時間、及び発電ユニットの停止前の一定時間、ガス再循環通風機を停止した状態とするように構成したので、その間のガス再循環通風機の運転費用を削減することができ、火力発電設備全体としてのランニングコストを削減することができる。
【００１０】
また、本発明は、前記発電ユニットは、前記ガス再循環通風機を複数備え、前記発電ユニットの起動後一定時間、前記複数のガス再循環通風機のうちの一部のガス再循環通風機を停止した状態とし、前記発電ユニットの停止前の一定時間、前記複数のガス再循環通風機のうちの一部のガス再循環通風機を停止した状態とすることを特徴とすることとしてもよい。
【００１１】
本発明の火力発電設備の通風系統の運転方法によれば、発電ユニットの起動後一定時間、及び発電ユニットの停止前の一定時間、複数のガス再循環通風機のうちの一部のガス再循環通風機を停止した状態とするように構成したので、その間のガス再循環通風機の運転費用を削減することができ、火力発電設備全体としてのランニングコストを削減することができる。
【００１２】
さらに、本発明は、前記一定時間は、前記発電機の出力が零から所定値に達するまでの間、及び前記発電機の出力が所定値から零に達するまでの間であることを特徴とすることとしてもよい。
【００１３】
本発明の火力発電設備の通風系統の運転によれば、発電機の出力が零から所定値に達するまでの間、及び発電機の出力が所定値から零に達するまでの間、ガス再循環通風機を停止した状態とするように構成したので、その間のガス再循環通風機の運転費用を削減することができ、火力発電設備全体としてのランニングコストを削減することができる。
【００１４】
さらに、本発明は、前記発電機の所定値は、前記発電ユニットを起動し、前記蒸気タービンに蒸気を供給する蒸気系統が小弁から大弁に切り換わるとき、又は蒸気系統が大弁から小弁に切り換わるときであることを特徴とすることとしてもよい。
【００１５】
本発明の火力発電設備の通風系統の運転方法によれば、発電ユニットを起動し、蒸気系統が小弁から大弁に切り換わるまでの間、及び発電ユニットの停止前に、蒸気系統が大弁から小弁に切り換わり、蒸気系統からの蒸気の供給がなくなるまでの間、ガス再循環通風機を停止した状態とするように構成したので、その間のガス再循環通風機の運転費用を削減することができ、火力発電設備全体としてのランニングコストを削減することができる。
【００１６】
さらに、本発明は、燃料を燃焼する火炉と、火炉で燃焼した燃料の熱で発生した蒸気により回転する蒸気タービン及び発電機と、前記火炉に外気を供給する押込通風機、及び前記火炉から排出される燃焼ガスの一部を抜き出し、前記火炉に戻すガス再循環通風機からなる通風系統とを有する発電ユニットを備えた火力発電設備の通風系統の運転装置であって、前記発電ユニットの起動後一定時間、及び前記発電ユニットの停止前の一定時間、前記ガス再循環通風機を停止した状態とする制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上、説明したように、本発明の火力発電設備の通風系統の運転方法及び運転装置によれば、ボイラの火炉から排出される排ガスの一部を抜き出して火炉に戻すガス再循環通風機を、発電ユニットの運転中、運転し続ける必要がないので、ガス再循環通風機の運転費用を削減することができ、火力発電設備全体としてのランニングコストを削減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
図１には、本発明による火力発電設備の通風系統の運転方法の一実施の形態が示されている。この火力発電設備の通風系統の運転方法は、発電ユニット１を備えた火力発電設備に有効なものであって、発電ユニット１の起動後一定時間、及び発電ユニット１の停止前の一定時間、後述するガス再循環通風機３３を運転しないことにより、ガス再循環通風機３３の運転費用を削減し、火力発電設備全体としてのランニングコストを削減するように構成したものである。
【００１９】
発電ユニット１は、燃料（固体燃料、液体燃料、気体燃料、又はそれらを組み合わせた燃料）を燃焼し、その熱を用いて蒸気を発生させるボイラ２と、ボイラ２からの蒸気によって回転する蒸気タービン３５（高圧タービン３５ａ、中圧タービン３５ｂ、及び低圧タービン３５ｃ）と、蒸気タービン３５の回転によって発電する発電機４０とを備えている。
【００２０】
ボイラ２は、底部にアッシュ出口４が設けられるとともに、上部に燃焼ガス出口５が設けられた、内部で燃料を燃焼させる火炉３と、火炉３の下部側面に設けられたバーナ部１８と、上部が火炉３の燃焼ガス出口５に接続され、底部側面に排気ガス出口８が設けられた後部煙道７と、火炉３の内壁面６及び後部煙道７の内壁面９に所定のパターンで設けられた蒸発管１１と、火炉３と後部煙道７との接続部１０に横並びに設けられた過熱器２５及び再熱器２６と、後部煙道７の内部に縦並びに設けられた節炭器２８、再熱器２６及び過熱器２５と、バーナ部１８に燃焼空気を供給する押込通風機３１と、後部煙道７の排ガス出口８から排出される排ガスの一部を抜き出し、火炉３の底部のアッシュ出口４から火炉３の内部に戻す複数のガス再循環通風機３３と、押込通風機３１とガス再循環通風機３３との運転を制御する制御手段３４とを備え、押込通風機３１とガス再循環通風機３３と制御手段３４とによって通風系統３０が構成されている。
【００２１】
火炉３の内壁面６、及び後部煙道７の内壁面には蒸発管１１が所定のパターンで設けれ、この蒸発管１１内を水又は蒸気が流通するようになっている。
【００２２】
ボイラ２の外部には給水ポンプ１９が設けられ、この給水ポンプ１９の駆動により、脱気器（図示せず）に貯留されている水が高圧ヒータ２０（高圧給水加熱器）及び後部煙道７の節炭器２８を経て、予熱された後に火炉３の蒸発管１１に供給される。
【００２３】
火炉３の蒸発管１１に供給された水は、火炉３の蒸発管１１内を流通する際に、火炉３の内部で燃料を燃焼することによって発生した燃焼ガスにより加熱されて高圧蒸気となる。この高圧蒸気は、火炉３と後部煙道７との接続部１０、及び後部煙道７の内部に設けられた過熱器２５で加熱されることによって過熱蒸気となり、減温器２７で温度調整された後に蒸気系統を介して蒸気タービン３５（高圧タービン３５ａ）に導かれ、高圧タービン３５ａを介して蒸気タービン３５（高圧タービン３５ａ、中圧タービン３５ｂ、及び低圧タービン３５ｃ）を回転させる。
【００２４】
また、蒸気タービン３５（高圧タービン３５ａ）で仕事をして低温低圧となった蒸気は、再びボイラ２の後部煙道７に戻され、後部煙道８の再熱器２６で加熱されて過熱蒸気（再熱蒸気）となり、減温器２７で温度調整された後に蒸気タービン３５（中圧タービン３５ｂ）に導かれ、中圧タービン３５ｂを介して蒸気タービン３５（高圧タービン３５ａ、中圧タービン３５ｂ、及び低圧タービン３５ｃ）を回転させる。
【００２５】
通風系統３０の押込通風機３１は、ボイラ２の外部から外気を取り込み、空気予熱器３２で加熱した後に火炉３のバーナ部１８に供給するものであって、この押込通風機３１によって供給される外気を燃焼空気として用いることにより、火炉３の内部で燃料を効率良く燃焼させることができる。
【００２６】
通風系統３０のガス再循環通風機３３は、ボイラ３の後部煙道７の排ガス出口８から排出される排ガスの一部を抜き出し、この排ガスを火炉３の底部のアッシュ出口４から火炉３の内部に戻すものであって、このガス再循環通風機３３によって火炉３の内部に排ガスの一部を戻すことにより、火炉３の内壁面６及び後部煙道７の内壁面９の蒸発管１１（特に、火炉３の内壁面６の蒸発管１１）を冷却し、蒸発管１１が熱により損傷するのを防止することができる。また、蒸気タービン３５（高圧タービン３５ａ）から回収した蒸気を再熱器２６により加熱する際の温度を調整することができる。
【００２７】
通風系統３０の押込通風機３１及びガス再循環通風機３０は、制御手段３４よって運転が制御され、後述するように、押込通風機１３は、発電ユニット１の運転中、運転し続け、ガス再循環通風機３０は、発電ユニット１の起動後の一定時間、発電ユニット１の停止前の一定時間、運転が停止された状態に制御される。
【００２８】
従来、上記のような構成の発電ユニット１を備えた火力発電設備により電力を発生させる場合、発電ユニット１の起動時には、発電ユニット１の起動と同時に押込通風機３１及びガス再循環通風機３３を起動し、発電ユニット１の運転中、押込通風機３１及びガス再循環通風機３３を運転し続けていた。また、発電ユニット１の停止時には、発電ユニット１の停止まで押込通風機３１及びガス再循環通風機３３を運転し続け、発電ユニット１の停止と同時に押込通風機３１及びガス再循環通風機３３を停止させていた。
【００２９】
しかし、本願発明者らは、通風系統３０のガス再循環通風機３３は、ボイラ２の火炉３の内壁面６及び後部煙道７の内壁面９の蒸発管１１を保護するとともに、高圧タービン３５ａからの蒸気を加熱する再熱器２６の温度調整を目的として用いられるものであることから、発電ユニット１の起動から一定時間、及び発電ユニット１の停止前の一定時間は、運転しなくても十分に上記の目的を達成することが可能であることを見出した。
【００３０】
つまり、発電ユニット１の起動後一定時間（例えば、発電機４０の出力が０〜７０ＭＷまでの間）、及び発電ユニット１の停止前の一定時間（例えば、発電機４０の出力が７０〜０ＭＷの間）は、ガス再循環通風機３３を運転しなくても、火炉３及び後部煙道７の内部の温度が、蒸発管１１が熱により損傷を受ける温度まで上昇するようなことはなく、また、高圧タービン３５ａからの蒸気を加熱する再熱器２６の温度調整にも問題がないことを見出した。
【００３１】
ここで、発電ユニット１の起動とは発電機４０の並列を意味し、発電ユニット１の停止とは発電機４０の解列を意味する。また、発電機４０の出力が７０ＭＷとは、蒸気タービン３５（高圧タービン３５ａ）に蒸気を供給する蒸気系統が小弁から大弁に切り換わった時点を意味する。
【００３２】
具体的には、発電ユニット１の起動時には、発電ユニット１の起動（ボイラ２の火炉３での燃料の燃焼、蒸気タービン３５（高圧タービン３５ａ、中圧タービン３５ｂ、及び低圧タービン３５ｃ）の回転、発電機４０の並列、発電機４０の出力上昇後一定時間（例えば、発電機４０の出力が０〜７０ＭＷまでの間）、ガス再循環通風機３３を停止させたままの状態とし、発電機４０の出力が７０ＭＷに達した時点でガス再循環通風機３３を起動させ、発電機４０の出力が７０ＭＷ以上でガス再循環通風機３３を運転し続ける。
【００３３】
また、発電ユニット１の停止時には、発電ユニット１の発電機４０の出力が例えば７０ＭＷ以上ではガス再循環通風機３３を運転したままの状態とし、発電機４０の出力が７０ＭＷに達した時点でガス再循環通風機３３を停止させ、発電機４０の出力が７０〜０ＭＷでガス再循環通風機３３を停止させたままの状態とする。
【００３４】
これにより、ガス再循環通風機３３を必要以上に運転することなく、ガス再循環通風機３３による目的（火炉３の内壁面６及び後部煙道７の内壁面９の蒸発管１１の保護、再熱器２６による蒸気の加熱温度の調整）を達成することができる。
【００３５】
上記のように構成した本実施の形態による火力発電設備の通風系統の運転方法にあっては、発電ユニット１の起動後一定時間、及び発電ユニット１の停止前の一定時間、ガス再循環通風機３３を運転しないように構成したので、その間のガス再循環通風機３３の運転費用を削減することができ、火力発電設備全体としてのランニングコストを削減することができる。
【００３６】
なお、前記の説明においては、発電ユニット１の起動後一定時間、複数のガス再循環通風機３３の全部を停止させたままの状態とし、発電ユニット１の停止前の一定時間、複数のガス再循環通風機３３の全部を停止させるように構成したが、発電ユニット１の起動後一定時間、複数のガス再循環通風機３３の一部のガス再循環通風機３３のみを停止させ、発電ユニット１の停止前の一定時間、複数のガス再循環通風機３３の一部のガス再循環通風機３３のみを停止させるように構成してもよい。
【００３７】
また、前記の説明においては、複数のガス再循環通風機３３を備えた発電ユニット１を対象としたが、１つのガス再循環通風機３３を備えた発電ユニット１に本発明を適用してもよい。
【００３８】
さらに、前記の説明においては、１つの発電ユニット１からなる火力発電設備を対象としたが、２つ以上の発電ユニット１からなる火力発電設備に本発明を適用してもよい。
【００３９】
さらに、前記の説明においては、制御手段３４により、押込通風機３１及びガス再循環通風機３３の運転を制御するものとしたが、人手によって押込通風機３１及びガス再循環通風機３３の運転を制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による火力発電設備の通風系統の運転方法の一実施の形態の全体を示した系統図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  発電ユニット                        ２  ボイラ
３  火炉                                ４  アッシュ出口
５  燃焼ガス出口                        ６  内壁面
７  後部煙道                            ８  排ガス出口
９  内壁面                              １０  接続部
１１  蒸発管                            １６  天井壁
１８  バーナ部                          １９  給水ポンプ
２０  高圧ヒータ（高圧給水加熱器）      ２５  過熱器
２６  再熱器                            ２７  減温器
２８  節炭器                            ３０  通風系統
３１  押込通風機                        ３２  空気予熱器
３３  ガス再循環通風機                  ３４  制御手段
３５  蒸気タービン                      ３５ａ  高圧タービン
３５ｂ  中圧タービン                    ３５ｃ  低圧タービン
４０  発電機
【図１】
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