(57)【要約】【課題】  ボイラ点火前の準備にかかる時間を短縮でき、発電プラント起動時におけるボイラ点火に要するコストの低減を図れるボイラ点火前の準備方法を提供する。【解決手段】  本発明のボイラ点火前の準備方法は、発電プラント起動時において、ボイラ内に水を供給する第１のステップと、ボイラ内に所定量の空気を流通させる第２のステップと、ボイラ内のパージ及び燃料のリークチェックを行う第３のステップとを含むボイラ点火前の準備方法であって、前記第１のステップにおいて、所定条件が成立すると該第１のステップが終了する前に前記第２のステップを実行し、所定時間経過後、前記第３のステップを実行することを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電プラント起動時において、ボイラ内に水を供給する第１のステップと、ボイラ内に所定量の空気を流通させる第２のステップと、ボイラ内のパージ及び燃料のリークチェックを行う第３のステップとを含むボイラ点火前の準備方法であって、
前記第１のステップにおいて、所定条件が成立すると該第１のステップが終了する前に前記第２のステップを実行し、所定時間経過後、前記第３のステップを実行することを特徴とするボイラ点火前の準備方法。
【請求項２】
前記第１のステップにおいて、ボイラ内の水圧が安定状態であると認められた場合に上記条件が成立することを特徴とする請求項１に記載のボイラ点火前の準備方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントの起動時におけるボイラ点火前の準備方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の発電プラントは、一般に、ボイラ、タービン、発電機等で構成され、ボイラにて重油やＬＮＧ（液化天然ガス）等の燃料を燃やして高温高圧の蒸気を作り、該蒸気をタービンの羽根車に吹き付けてタービンを高速に回転させ、タービンの回転軸と連結した発電機にて電気を起こすものである。
【０００３】
当該プラント起動時において、この種のボイラを点火（起動）させるには、いくつかの要件をクリアしておく必要がある。具体的には、（１）ボイラ内（の配管）に所定量・所定圧の水が封入されていること、（２）ボイラ内に燃料を燃やすための新鮮な空気が充満していること、（３）ボイラ内が安全に燃焼できる状態であること、などの各要件を満たしている必要がある。
【０００４】
通常、上記（１）〜（３）の各要件を成立させるため、それぞれ（１）給水プロセス（ボイラ内の配管に水を供給するプロセス）、（２）通風プロセス（ボイラ内に所定量の空気を流通させるプロセス）、（３）ボイラ（火炉）内パージ及び燃料リークテストプロセス、の各プロセスが、ボイラ点火前に実行されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記（２）及び（３）プロセスは、（１）のプロセスの終了後に実行するのが従来からの慣例となっている。これは、（２）及び（３）のプロセスでは、ボイラ内に空気を流入させているが、この場合、ボイラ内の配管が、外気に当たることで冷やされてしまうことになり、仮に（１）の給水プロセス実行中に（２）及び（３）のプロセスを実行しても、配管が冷やされることで水圧の上昇が妨げられ、結果的には給水プロセスの終了時間が遅れてしまうのではないか、また同様に配管が冷やされることで水温が予想より大きく低下して、次工程のボイラ点火による水温上昇時間に遅れが出てしまうのではないか、との予測がある等の理由による。
【０００６】
上記理由等から、従来では、ボイラ点火の準備は、上記（１）〜（３）をその順番で直列的に実行するため、ボイラ点火の準備開始からその完了までに要する時間は、上記各プロセスの実行時間を加算したものに等しいものであった。
【０００７】
本発明は、上記ボイラ点火前の各プロセスの実行を効率的に行うことで、ボイラ点火前の準備にかかる時間を短縮し、発電プラント起動時におけるボイラ点火に要するコストの低減を図ることをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るボイラ点火前の準備方法は、発電プラント起動時において、ボイラ内に水を供給する第１のステップと、ボイラ内に所定量の空気を流通させる第２のステップと、ボイラ内のパージ及び燃料のリークチェックを行う第３のステップとを含むボイラ点火前の準備方法であって、前記第１のステップにおいて、所定条件が成立すると該第１のステップが終了する前に前記第２のステップを実行し、所定時間経過後、前記第３のステップを実行することを特徴とする。
【０００９】
上記ボイラ点火前の準備方法によれば、ボイラヘの給水中（第１のステップ）に、所定の条件が成立すると、給水プロセスが終了していない状態であっても、通風系統（例えば、押込通風機）を起動させ、ボイラ内に空気を流入（流通）させる（第２のステップ）。そして、所定時間（例えば、従来の通風プロセス実行時間）経過後、ボイラ内のパージ及び燃料のリークチェックを行う（第３のステップ）ため、従来のように、給水プロセスが終了するまで他のプロセス（通風プロセス、ボイラ内パージ及び燃料リークテストプロセス）が待たされることがなく、ボイラ点火前の準備時間が短縮できる。
【００１０】
上記「ボイラ内のパージ」とは、火炉（ボイラ）内の未燃成分（未燃物）を押込通風機等の風力により吹き飛ばし、除去するプロセスをいう。
【００１１】
また、「燃料リークテスト」とは、燃料系統の漏れ（例えば、バーナ弁から火炉内への漏れ込み）がないか否かをチェックするプロセスである。具体的には、軽油等の燃料ポンプを起動し、所定のしゃ断弁と閉止したバーナ弁の間に一定時間燃料を封じ込め、圧力低下の有無を調べるなどをして行う。
【００１２】
また、上記所定の条件は、通風系統を起動させ空気を流入させても水圧上昇への影響が極力小さくなるように様々な要因（給水量、温度、圧力、空気の流入量等）を考慮して決定されるものであるが、現状では、前記第１のステップにおいて、ボイラ内の水圧が安定状態であると認められた場合に上記条件が成立する、とするのが簡易に実現でき且つ効果的であるといえる。
【００１３】
具体的には、ボイラ内の配管の所定位置に設けられた水圧計（一般に常設されている）により配管内の圧力をチェックし、これが所定範囲の値（例えば、２３．６３ＭＰａ〜２４．６１ＭＰａ）に落ち着いた状態を安定状態とみなし、所定条件が成立したとする。
【００１４】
尚、本発明に係るボイラ点火前の準備方法は、その適用について特定の発電プラントや運転態様を意図するものではないが、火力発電プラントにおけるＤＳＳ（Daily Start and Stop）運転で用いられるのが好適である。
【００１５】
その理由として、ＤＳＳ運転におけるボイラ水圧上昇時間にはばらつきが少なく、またボイラ水の温度も高い状態を維持していることから、本発明におけるボイラヘの影響が最も小さくなる、という点が挙げられる。
【発明の効果】
【００１６】
以上の如く、本発明は、発電プラントの起動時におけるボイラ点火前の準備に要する時間を短縮できるため、かかる分の動力エネルギーの節約ができ、コストの低減が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について図面を参酌しつつ説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係る発電プラントの全体構成を示す概略図である。図１に示す発電プラントにおいて、１は燃料を燃やして高温・高圧の蒸気を生成するボイラ、２はボイラ１内に空気を供給するＦＤＦ（押込通風機）、３は図示しない燃料タンクから軽油、重油等の燃料を供給する燃料ポンプ、４は供給された燃料を燃やすバーナ、５はボイラ１で生成した高温高圧の蒸気が吹き付けられることで高速回転するタービン、６はタービン５に連結し、その回転力で起電する発電機、７はタービン６を回転させた高温高圧の蒸気を海水を用いて冷却する復水器、８は復水器７によって冷却した水を再びボイラ１に供給するＢＦＰ（給水ポンプ）である。
【００１９】
以上の構成からなる本実施形態の発電プラントは、一般的な火力発電プラントであり、その構成や運用（起動）時における発電のシステム等に特徴を持つものではない。本発明の本実施形態に係る発電プラントは、そのプラント起動におけるボイラ点火前の準備手順（方法）に特徴を有する。
【００２０】
ところで、一般に、ボイラへの点火（起動）が可能となるには、（１）ボイラ内（の配管）に所定量の水が所定圧力で封入されていること（給水プロセスの終了）、（２）ボイラ内が新鮮な空気が満たされていること（通風プロセスの終了）、（３）ボイラ内に燃料の未燃成分（未燃物）がないこと及び燃料漏れ（リーク）が発生していないこと（ボイラ内パージ及び燃料リークテストプロセスの終了）、の全ての条件が成立する必要がある。
【００２１】
従来のボイラ点火前の準備は、これら各プロセスを、上記（１）〜（３）の順番に行うものであった。従って、例えば、給水プロセス、通風プロセス並びにボイラ内パージ及び燃料リークテストプロセスの各必要時間をそれぞれ３８分、５分及び７分とすると、ボイラ点火前の準備に５０分かかることになる。
【００２２】
本発明は、通常、一番長い時間を要する給水プロセスと並行して、通風プロセス並びにボイラ内パージ及び燃料リークテストプロセスを実行するという新たな方法を採用することで、従来と比較してボイラ点火前の準備時間を短縮できるという特徴を有する。
【００２３】
以下、かかる特徴点について図２を参照しつつ図３のフローチャートに沿って説明する。
【００２４】
まず、ＢＦＰ８を起動し、復水器７からボイラ１の配管内に水を供給する（ステップＳ１０１）。尚、この状態においては、ボイラ１とタービン５との間を連結する蒸気加減弁２１は閉まっている状態であり、供給した水はボイラ１内の配管２２を介して、タービン５を通さずに図示しない別系統から復水器７に戻り、再度ボイラ内に送り出させるという循環状態となる。
【００２５】
給水が続けられると、配管２２内の水圧は上昇する（ステップＳ１０２）。そして、配管２２の所定箇所に設けられた圧力検出器２３によって検出された圧力値が、所定の範囲内（例えば、２３．６３ＭＰａ〜２４．６１ＭＰａ）になると（ステップＳ１０３でＹＥＳ）、ボイラ内圧力が安定状態であるとみなし、ＦＤＦ２を起動し、ボイラ１内に空気を流入させる（ステップＳ１０４）。
【００２６】
そして、ＦＤＦ２の起動後、所定時間が経過すると（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、ボイラ内パージが行われる（ステップＳ１０６）。ここでの所定時間は、ボイラ内が新鮮な空気に置換されるまでの時間となるが、従来の時間（通風プロセスの実行時間）をそのまま採用することができる（例えば、５分程度）。
【００２７】
ボイラ内パージは、前回のプラント運転時での燃料の燃えかす（未燃物）がボイラ（火炉）内に残存すると、これが原因で炉内爆発等の事故につながる虞があることから、火炉内の未燃成分を除去するために行うものである。具体的には、ＦＤＦ２のパワーを調整したりあるいはダンパの開度を上げる等して風力を上げ、当該未燃成分を吹き飛ばし、図示しない煙突を介して外部に排出する。
【００２８】
続いて（あるいは並行して）、燃料リークテストを行う（ステップＳ１０７）。具体的には、所定のしゃ断弁（図示せず）とバーナ４の閉止した弁（図示せず）との間に一定時間燃料（例えば軽油）を封じ込め、圧力低下の有無を調べることで燃料のリーク（漏れ）が発生していないことを確認する。
【００２９】
尚、発電プラント一般において、ボイラ内パージと燃料リークテストはひとまとめのプロセスとして扱われ、システムに組み込まれているのが常識であり、当該ボイラ内パージ及び燃料リークテストプロセス実行時には両者が略並列して行われるのが通常となっている。
【００３０】
そして、上記プロセス終了後、給水プロセスが終了していると（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、ボイラ点火前の準備は完了することになる。
【００３１】
準備が完了すると、蒸気加減弁２１を閉じ、燃料タンクから重油等の燃料を燃料ポンプ３から供給し、バーナ点火を行う。
【００３２】
図４は、本実施形態に係るボイラ点火前の準備方法によって行われた各プロセスの起動タイミングの一例を示す図である。図４には、ＢＦＰ８の起動開始後、２６分でボイラ内の圧力が安定状態となってＦＤＦ２が起動し、所定時間（５分）経過後、ボイラ内パージ及び燃料リークテストプロセスが開始され、７分経過後に該プロセスが完了し、また、これと同時に給水プロセスも完了し、ボイラ点火前の準備が完了したことが示されている。
【００３３】
尚、本発明に係るボイラ点火前の準備方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３４】
例えば、上記実施形態では、ボイラ配管内を循環する水の圧力をチェックし、それが安定状態とみなされたタイミングで通風プロセスを起動させているが、通風プロセスを起動させるタイミング（所定条件の成立）はこれに限定されず、空気を流入させても、給水プロセスの予定所要時間が超過しなければ、如何なるタイミングであっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る発電プラントの概略構成を示す図である。
【図２】同実施形態に係るボイラの拡大側面図を示す。
【図３】同実施形態において、ボイラ点火前の各準備の流れを示すフローチャートである。
【図４】同実施形態において、各プロセスの起動タイミングの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  ボイラ
２  ＦＤＦ（押込通風機）
３  燃料ポンプ
４  バーナ
５  タービン
６  発電機
７  復水器
８  ＢＦＰ（給水ポンプ）
２１  蒸気加減弁
２２  （ボイラ内）配管
２３  圧力検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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