(57)【要約】【課題】抽気蒸気に加えて加熱蒸気を給水加熱器に供給する際に、ボイラや蒸気タービンに悪影響を及ぼすことがない発電プラントを提供する。【解決手段】蒸気を生成するボイラ３と、ボイラ３にて生成された蒸気によって駆動される蒸気タービン５と、蒸気タービン５から排気された蒸気を液化する復水器２５と、蒸気タービン５によって駆動される発電機１９と、蒸気タービン５から抽気した抽気蒸気によってボイラ３に供給する給水を加熱する給水加熱器２８と、給水加熱器２８へ供給する追加用の加熱蒸気を生成するバイオマスボイラ７と、給水加熱器２８をバイパスして追加用の加熱蒸気を復水器２５に導く追加蒸気バイパス配管４４とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気を生成するボイラと、
該ボイラにて生成された前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
該蒸気タービンから排気された蒸気を液化する復水器と、
前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、
前記蒸気タービンから抽気した抽気蒸気によって前記ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器と、
前記給水加熱器の前記抽気蒸気へ混入して供給する加熱蒸気を生成する加熱蒸気用ボイラと、
前記給水加熱器をバイパスして前記加熱蒸気を前記復水器に導く加熱蒸気用バイパス系統と、
を備えていることを特徴とする発電プラント。
【請求項２】
前記加熱蒸気用ボイラから導かれる加熱蒸気の流量に応じて、前記抽気蒸気の流量を制御する抽気蒸気制御弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発電プラント。
【請求項３】
前記復水器から前記加熱蒸気用ボイラへ給水する加熱蒸気用給水系統を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電プラント。
【請求項４】
前記給水加熱器にて凝縮したドレン水を前記加熱蒸気用ボイラに導くドレン水供給系統を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電プラント。
【請求項５】
前記ボイラに純水を供給する純水タンクと、
前記純水タンクから前記加熱蒸気用ボイラへ純水を供給する加熱蒸気用純水移送系統と、
を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の発電プラント。
【請求項６】
前記ボイラから排出される排水を処理する排水処理設備を備え、
前記加熱蒸気用ボイラから排出される排水を前記排水処理設備へ導く加熱蒸気用排水系統と、
を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の発電プラント。
【請求項７】
前記加熱蒸気用ボイラは、バイオマス燃料を主燃料として用いるバイオマスボイラとされていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の発電プラント。
【請求項８】
蒸気を生成するボイラと、
該ボイラにて生成された前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
該蒸気タービンから排気された蒸気を液化する復水器と、
前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、
前記蒸気タービンから抽気した抽気蒸気によって前記ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器と、
前記給水加熱器の前記抽気蒸気へ混入して供給する加熱蒸気を生成する加熱蒸気用ボイラと、
を備えた発電プラントの運転方法であって、
前記給水加熱器をバイパスして前記加熱蒸気を前記復水器に導くことを特徴とする発電プラントの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ給水を加熱する給水加熱器を備えた発電プラント及びその運転方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭や石油等の化石燃料を用いたボイラにより発生させた水蒸気を蒸気タービンに供給して蒸気タービンを回転駆動させ、この回転駆動により発電機により発電を行う発電プラントでは、発電効率の向上・化石燃料消費量の低減や、環境影響の更なる低減が求められている。環境影響の更なる低減とは、世界的に取り組みが行われている二酸化炭素排出量の削減などである。例えば、特許文献１には、他プラントの余剰蒸気等の外部蒸気を蒸気タービンから抽気した抽気蒸気とともに給水加熱器に導き、発電効率を向上させる発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１９０５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１では、他プラントから外部蒸気を導くことが開示されているものの、外部蒸気が蒸気タービンから導かれた抽気蒸気と混合することで、外部蒸気の状態が急変動等すると、ボイラや蒸気タービンに悪影響を及ぼすおそれがある。また、他プラントから外部蒸気を導く設備を導入する際の機器の増加に伴うコストが増大するおそれがある。
【０００５】
一方、木質系や農業系・汚泥系などのバイオマス由来のバイオマス燃料は、バイオマスの成育過程において二酸化炭素を取り込むことから、地球温暖化ガスとなる二酸化炭素を排出しないカーボンニュートラルとされるため、その利用が種々検討されている。例えば、化石燃料とバイオマス燃料とを用いてボイラで混焼を行う発電プラントが検討されている。
【０００６】
しかし、バイオマス燃料の良質なものは高価であり、化石燃料に対してコスト競争力の点で課題がある。また、バイオマス燃料の廉価なものは腐食成分を多く含むため実際にはボイラでは少量しか混焼ができない。さらに、ボイラの燃料供給設備や環境装置の技術的制約から混焼率には上限があり、ボイラの出力が低いときには一層にバイオマス燃料の投入量も少なくならざるを得ない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、抽気蒸気に加えて加熱蒸気を給水加熱器に供給する際に、加熱蒸気の状態の急変動等によってボイラや蒸気タービンに悪影響を及ぼすことがない発電プラント及びその運転方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、給水加熱器に加熱蒸気を供給する設備を導入するコストを抑えることができる発電プラント及びその運転方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、環境影響の低減からカーボンニュートラルなバイオマス燃料を用いる場合には、バイオマス燃料の使用比率を高めて化石燃料の消費量を削減し、カーボンニュートラルとならない二酸化炭素の排出量を削減させることができる発電プラント及びその運転方法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】
上記課題を解決するために、本発明の発電プラント及びその運転方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる発電プラントは、蒸気を生成するボイラと、該ボイラにて生成された前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと、該蒸気タービンから排気された蒸気を液化する復水器と、前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、前記蒸気タービンから抽気した抽気蒸気によって前記ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器と、前記給水加熱器の前記抽気蒸気へ混入して供給する加熱蒸気を生成する加熱蒸気用ボイラと、前記給水加熱器をバイパスして前記加熱蒸気を前記復水器に導く加熱蒸気用バイパス系統と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
加熱蒸気用ボイラで生成された加熱蒸気を給水加熱器に供給して給水温度を増大させ、加熱蒸気用ボイラによる給水の加熱量に応じて抽気蒸気の抽気量を減少させることで、蒸気タービン内を通過する蒸気流量を蒸気タービンの機械的限度の規定範囲内で増大させてタービン出力を増大させることができる。また、蒸気の抽気量を減少させる前と後とを比較するにあたり、同じタービン出力となるようにボイラから蒸気タービンへ供給される総蒸気量を調整した場合は、抽気量を減少することによって、総蒸気流量を減少させることができるので、タービン効率を向上させることができる。蒸気タービンのタービン効率を増大させて化石燃料エネルギに対する発電効率（以下「発電効率」と記載する）を向上させることができる。これにより、発電効率が向上する前の発電量と同等の発電する場合、ボイラに投入する化石燃料を減少でき、カーボンニュートラルとならない二酸化炭素の排出量が削減できる。
給水加熱器をバイパスして加熱蒸気を復水器に導く加熱蒸気用バイパス系統を設けることとした。これにより、給水加熱器に供給する加熱蒸気が不要な場合、例えば、加熱蒸気用ボイラの起動時や停止時（ボイラのトリップなどの緊急停止時も含む）に、加熱蒸気用バイパス系統を用いて加熱蒸気を復水器へと導くことができる。これにより、加熱蒸気の状態が急に変動等を生じてもボイラや蒸気タービンに悪影響を及ぼすことを回避できる。また、復水器にて加熱蒸気を回収することができるので、水・蒸気系統の全体水量の損失を抑制することができる。
【００１０】
さらに、本発明の発電プラントでは、前記加熱蒸気用ボイラから導かれる加熱蒸気の流量に応じて、前記抽気蒸気の流量を制御する抽気蒸気制御弁が設けられていることを特徴とする
【００１１】
加熱蒸気の流量に応じて抽気蒸気の流量を抽気蒸気制御弁で制御することで、抽気蒸気量を可及的に少なくして蒸気タービンの効率を向上させることができる。
【００１２】
さらに、本発明の発電プラントでは、前記復水器から前記加熱蒸気用ボイラへ給水する加熱蒸気用純水給水系統を備えていることを特徴とする。
【００１３】
加熱蒸気用給水系統によって復水器から加熱蒸気用ボイラへ給水することで、ボイラ及び蒸気タービンを流通する蒸気タービン用給水系統と、加熱蒸気用ボイラを流通する加熱蒸気用給水系統とを共通化することができる。これにより、復水系統を共有化することができ機器点数を低減することでコストを低減することができる。また、蒸気タービン用給水系統と加熱蒸気用給水系統とを共通の水質基準で管理することで、共通化した薬液注入設備を用いることで、機器点数を低減することによってコストを低減することができる。
【００１４】
さらに、本発明の発電プラントでは、前記給水加熱器にて凝縮したドレン水を前記加熱蒸気用ボイラに導くドレン水供給系統を備えていることを特徴とする。
【００１５】
給水加熱器にて凝縮したドレン水は、ドレン水供給系統を介して加熱蒸気用ボイラに導かれる。これにより、復水器から加熱蒸気用ボイラへの加熱蒸気用給水配管と追加蒸気用補給水ポンプを省略することができる。復水器から導かれる水を用いない場合には、蒸気タービン用給水系統に用いる薬液注入設備を共用化することができないので、加熱蒸気用給水系統に加熱蒸気用ボイラ用薬液注入設備を設けることが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明の発電プラントでは、前記ボイラに純水を供給する純水タンクと、前記純水タンクから前記加熱蒸気用ボイラへ純水を供給する加熱蒸気用純水移送系統と、を備えていることを特徴とする。
【００１７】
ボイラに純水を供給する純水タンクから加熱蒸気用純水移送系統を加熱蒸気用ボイラに接続することとして、純水タンクを共用化することとした。これにより、機器点数を低減することによってコストを低減することができる。
【００１８】
さらに、本発明の発電プラントでは、前記ボイラから排出される排水を処理する排水処理設備を備え、前記加熱蒸気用ボイラから排出される排水を前記排水処理設備へ導く加熱蒸気用排水系統と、を備えていることを特徴とする。
【００１９】
ボイラから排出される排水を処理する排水処理設備を加熱蒸気用ボイラに接続することとして、排水処理設備を共用化することとした。これにより、機器点数を低減することによってコストを低減することができる。
【００２０】
さらに、本発明の発電プラントでは、前記加熱蒸気用ボイラは、バイオマス燃料を主燃料として用いるバイオマスボイラとされていることを特徴とする。
【００２１】
加熱蒸気用ボイラを、バイオマス燃料を主燃料として用いるバイオマスボイラとすることで、ボイラにてバイオマス燃料を混焼させずに加熱蒸気用ボイラでバイオマス燃料を専焼させることができる。したがって、発電プラントとしてボイラで燃焼させる化石燃料に対するバイオマス燃料の使用比率を高めることができる。また、腐食成分を含む廉価なバイオマス燃料をボイラ本体での燃焼に影響を及ぼすことなく用いることができ、化石燃料エネルギに対して高効率な発電を行うことができる。また、カーボンニュートラルとならない二酸化炭素の排出量が削減できる。
【００２２】
また、本発明の発電プラントの運転方法は、蒸気を生成するボイラと、該ボイラにて生成された前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと、該蒸気タービンから排気された蒸気を液化する復水器と、前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、前記蒸気タービンから抽気した抽気蒸気によって前記ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器と、前記給水加熱器の前記抽気蒸気へ混入して供給する加熱蒸気を生成する加熱蒸気用ボイラと、を備えた発電プラントの運転方法であって、前記給水加熱器をバイパスして前記加熱蒸気を前記復水器に導くことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
給水加熱器をバイパスして加熱蒸気を復水器に導く加熱蒸気用バイパス系統を設けることとしたので、加熱蒸気の状態が急変動等してもボイラや蒸気タービンに悪影響を及ぼすことを回避できる。
また、共通の薬液注入設備や、純水タンク、排水処理設備を用いることとしたので、機器点数を低減してコストを低減することができる。
また、加熱蒸気用ボイラをバイオマスボイラとすることで、ボイラにてバイオマス燃料を混焼させずに加熱蒸気用ボイラでバイオマス燃料を専焼させることとしたので、バイオマス燃料の使用比率を高めることができ、化石燃料エネルギに対する発電効率を向上させることができる。また、ボイラに投入する化石燃料量を低減できることになり、カーボンニュートラルとならない二酸化炭素の排出量が削減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る発電プラントを示した概略構成図である。
【図２】バイオマスボイラから追加用の加熱蒸気を給水加熱器に投入する際の制御フローを示したフローチャートである。
【図３】ボイラに供給される給水の温度及び圧力の制御フローを示したフローチャートである。
【図４】バイオマスボイラから導かれた追加用の加熱蒸気の温度や圧力が大幅に高いときの制御フローを示したフローチャートである。
【図５】追加蒸気用補給水ポンプの制御フローを示したフローチャートである。
【図６】バイオマスボイラに供給される給水の水質管理の制御フローを示したフローチャートである。
【図７】追加蒸気用純水移送ポンプの制御フローを示したフローチャートである。
【図８】図１の発電プラントの変形例を示した概略構成図である。
【図９】図１の発電プラントの比較例を示した概略構成図である。
【図１０】実施形態、変形例及び比較例における構成機器の有無についての比較を示した図表である。
【図１１】バイオマスボイラを適用する前後での加熱量を示したグラフである。
【図１２】バイオマスボイラを適用する前後での化石燃料エネルギに対する発電効率を示したグラフである。
【図１３】バイオマスボイラを適用する前後でのエネルギ内訳を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、本実施形態に係る発電プラント１が示されている。発電プラント１は、ボイラ３と、蒸気タービン５と、バイオマスボイラ（加熱蒸気用ボイラ）７とを備えている。なお、図１では、水の状態の配管を実線で、蒸気の状態の配管を破線で示している。
【００２６】
ボイラ３は、いわゆるコンベンショナルボイラとされており、図示しない石炭や石油等の化石燃料を用いて火炉内に火炎を形成するバーナ（不図示）を備えている。図示しないバーナの火炎によって発生する燃焼排ガス（不図示）は、ボイラ３に配設された図示しない過熱器、再熱器、エコノマイザの伝熱配管の周囲を通り、熱交換を行った後に外部へと排出される。
【００２７】
ボイラ３には、水を供給するための給水配管１０が接続されている。給水配管１０には、ボイラ３へ供給される水の水質としてｐＨ値を計測するｐＨセンサ１１が設けられている。ｐＨセンサ１１の計測値は、制御部１２へと送られる。
【００２８】
ボイラ３には、排水配管９ａを介して排水処理設備９が接続されている。排水処理設備９は、ボイラ３のクリーンアップ時やブロー時に発生する排水を処理する。
【００２９】
給水配管１０を通る給水は、ボイラ３に設けられたエコノマイザ（不図示）や過熱器（不図示）を通過して過熱蒸気となる。過熱蒸気は、主蒸気配管１４を通り蒸気タービン５の高圧タービン１６へと導かれる。
【００３０】
蒸気タービン５は、高圧タービン１６と低圧タービン１７とを備えている。これらタービン１６，１７にて発生した回転動力によって発電機１９が回転駆動され、発電が行われる。なお、図１では発電機１９が高圧タービン１６と低圧タービン１７のそれぞれに設けられているが、高圧タービン１６と低圧タービン１７の出力軸を結合して１つの発電機１９としても良い。
【００３１】
高圧タービン１６の排気側には、高圧タービン出口配管２１が接続されている。高圧タービン出口配管２１の下流端はボイラ３に設けられた再熱器（不図示）に接続されており、高圧タービン１６で所定の膨張を行ってタービンを回転駆動させる仕事を終えた蒸気が再熱器へと導かれるようになっている。
【００３２】
再熱器の蒸気出口側と低圧タービン１７との間には、再熱蒸気を低圧タービン１７に供給する再熱蒸気供給配管２３が設けられている。なお、本実施形態では、蒸気タービン５を高圧タービン１６と低圧タービン１７で構成したが、高圧タービン１６と低圧タービン１７との間に中圧タービンを加えて３圧式としても良い。この場合、再熱器から導かれる再熱蒸気は中圧タービンに供給される。
【００３３】
低圧タービン１７の排気側には、復水器２５が接続されている。復水器２５では、図示しない冷却水によって蒸気が真空下へと冷却され凝縮液化する。復水器２５にて液化した復水は給水となって、給水ポンプ２６によって給水加熱器２８へと導かれる。
【００３４】
本実施形態では、復水器２５から導かれた給水を加熱する一例として、給水加熱器２８には、高圧タービン１６から抽気された高圧蒸気が高圧抽気配管２９を介して導かれる。これにより、復水器２５から導かれた給水が高圧抽気蒸気によって加熱される。高圧抽気配管２９には、高圧抽気制御弁（抽気蒸気制御弁）２９Ｖが設けられている。高圧抽気制御弁２９Ｖの弁開度は、制御部１２によって制御される。
なお、低圧タービン１７から抽気された低圧蒸気による給水加熱器が別途設けられていて、低圧蒸気で加熱された給水を給水加熱器２８で加熱することとしても良い。
【００３５】
給水ポンプ２６と給水加熱器２８との間の給水配管１０には、薬液注入設備３０が接続されている。薬液注入設備３０は、アンモニア、ヒドラジン、りん酸等の薬液を給水に注入するための設備であり、ボイラ３に供給される給水の水質を管理するために用いられる。薬液注入設備３０は、ｐＨセンサ１１の計測に基づいて制御部１２によって薬液の注入量が制御される。水質は、例えば、ＪＩＳ  Ｂ  ８２２３（ボイラの給水及びボイラ水の水質）に定められた規格値によって管理される。具体的には、ｐＨ８．０程度で鉄の溶出が顕著となるので、給水ラインに薬液を投入して給水をアルカリ性に調整し、ｐＨの管理値は８．５から１０．３の間の値であり、さらに好ましくは９．３から１０程度とされる。
【００３６】
給水加熱器２８にて加熱された後の給水は、給水配管１０を通り、ボイラ３へと導かれる。給水加熱器２８とボイラ３との間の給水配管１０には、給水温度センサ１０Ｔと給水圧力センサ１０Ｐとが設けられている。これら各センサ１０Ｔ，１０Ｐの計測値は、制御部１２へ送られる。
【００３７】
給水加熱器２８にて給水を加熱した後に凝縮したドレン水は、ドレン配管３２を通り復水器２５へと導かれる。ドレン配管３２には、ドレン水用制御弁３２Ｖが設けられている。ドレン水用制御弁３２Ｖの開度は、制御部１２によって制御される。
【００３８】
復水器２５には、純水を補給水として供給する純水供給設備８が設けられている。純水供給設備８は、純水を製造する純水装置３４と、純水装置３４で製造された純水を受け入れる純水タンク３５と、純水タンク３５から純水を供給するための純水供給ポンプ３６と、純水供給ポンプ３６から導かれた純水を受け入れる補給水タンク３７とを備えている。補給水タンク３７に貯留された純水が補給水として復水器２５へと供給される。補給水は、ボイラ３や蒸気タービン５を循環する水が系外に持ち去られた量に相当する量を補うために用いられる。純水タンク３５と復水器２５との間には、補給水タンク３７をバイパスする純水バイパス配管３８が設けられている。純水バイパス配管３８は、ボイラ３の起動時・保管時に純水を供給する際に用いられる。
【００３９】
復水器２５と主蒸気配管１４との間には、起動時や停止時に主蒸気を復水器２５へ導く主蒸気排出配管１５が設けられている。主蒸気排出配管１５には、主蒸気排出弁１５Ｖが設けられており、制御部１２によって開閉を制御されるようになっている。
【００４０】
バイオマスボイラ７は、バイオマス燃料を燃焼させて蒸気を発生する。バイオマスボイラ７の蒸気発生量である出力は、制御部１２によって制御される。具体的には、バイオマスボイラ７に投入するバイオマス燃料の供給量、燃焼用空気の流量、所定の温度と圧力の蒸気性状を備えて発生した蒸気の供給量等が制御部１２によって制御される。
【００４１】
バイオマスボイラ７で生成された追加用の加熱蒸気（加熱蒸気）は、追加蒸気供給配管４０を介して高圧抽気配管２９へと導かれる。追加蒸気供給配管４０には、追加蒸気流量を計測する追加蒸気用流量センサ４０Ｆと、追加用の加熱蒸気の性状を制御するための温度センサ４０Ｔと圧力センサ４０Ｐとが設けられている。追加蒸気用流量センサ４０Ｆおよび、温度センサ４０Ｔと圧力センサ４０Ｐの計測値は制御部１２へと送られ、この計測値に基づいてバイオマスボイラ７の蒸気発生量である出力制御が行われる。
【００４２】
追加蒸気供給配管４０には、追加蒸気用開閉弁４０Ｖ１と、追加蒸気用制御弁４０Ｖ２とが設けられている。これら弁４０Ｖ１の開閉と，４０Ｖ２の開度は、制御部１２によって制御される。追加蒸気用開閉弁４０Ｖ１は、バイオマスボイラ７から供給される追加用の加熱蒸気を使用しないときは全閉とされ、追加用の加熱蒸気を使用するときは全開とされる。追加蒸気用制御弁４０Ｖ２は、給水配管１０に設けた温度センサ１０Ｔ及び圧力センサ１０Ｐの計測値に基づき、制御部１２によって開度が制御される。
【００４３】
追加蒸気供給配管４０には、安全弁４２が設けられている。追加用の加熱蒸気の圧力が所定値以上になると安全弁４２が開となり、蒸気が系外に放出される。
【００４４】
安全弁４２の蒸気流れ上流側には、追加蒸気バイパス配管（加熱蒸気用バイパス系統）４４が設けられている。追加蒸気バイパス配管４４には、追加蒸気バイパス制御弁４４Ｖが設けられている。追加蒸気バイパス制御弁４４Ｖの開閉は、制御部１２によって制御される。追加蒸気バイパス配管４４によって、給水加熱器２８をバイパスして追加蒸気を復水器２５に導くようになっている。追加蒸気バイパス配管４４は、バイオマスボイラ７の起動時や停止時（ボイラトリップなどの緊急停止時も含む）に用いられる。
【００４５】
バイオマスボイラ７には、水を供給するための追加蒸気用給水配管（加熱蒸気用純水供給系統）４６が設けられている。追加蒸気用純水給水配管４６は、復水器２５とバイオマスボイラ７との間に設けられている。追加蒸気用純水給水配管４６には、給水流れ上流側から順に、追加蒸気用補給水ポンプ４７と、追加蒸気用補給水タンク４８と、追加蒸気用給水ポンプ４９と、バイオマスボイラ用ｐＨセンサ５０とが設けられている。
【００４６】
追加蒸気用補給水ポンプ４７は、追加蒸気供給配管４０に設けた追加蒸気用流量センサ４０Ｆの計測値に基づいて、追加蒸気用給水ポンプ４９は圧力センサ４０Ｐの計測値に基づいて、制御部１２によって追加蒸気用補給水タンク４８へ供給する給水の吐出流量およびバイオマスボイラ７への供給圧力が制御される。すなわち、追加蒸気用補給水ポンプ４７および追加蒸気用給水ポンプ４９は、バイオマスボイラ７の発生蒸気量に連動して運転制御される。
【００４７】
追加蒸気用補給水タンク４８と純水タンク３５との間には、純水供給設備８の純水を補給するための追加蒸気用純水移送配管（加熱蒸気用純水移送系統）５２が接続されている。追加蒸気用純水移送配管５２には、追加蒸気用純水移送ポンプ５４が設けられている。追加蒸気用補給水タンク４８には、タンク内の水位を計測するレベルセンサ４８Ｌが設けられている。レベルセンサ４８Ｌの計測値は、制御部１２へ送られる。制御部１２は、レベルセンサ４８Ｌの計測値に基づいて、追加蒸気用純水移送ポンプ５４の運転を制御する。すなわち、追加蒸気用給水ポンプ４９による給水流量に対して、追加蒸気用補給水ポンプ４７による給水流量が不足して、レベルセンサ４８Ｌの計測値によって水位が所定値以下と制御部１２が判断した場合には、追加蒸気用純水移送ポンプ５４を起動して、追加蒸気用補給水タンク４８へ純水を移送する。これにより、追加蒸気用補給水タンク４８内の水位が一定以上に保たれる。
【００４８】
バイオマスボイラ用ｐＨセンサ５０は、バイオマスボイラ７へ供給される水の水質としてのｐＨを計測して監視する。バイオマスボイラ用ｐＨセンサ５０の計測値は、制御部１２へ送られる。バイオマスボイラ用ｐＨセンサ５０の計測値に基づいて、薬液注入設備３０が制御される。薬液注入設備３０は、ボイラ３用のｐＨセンサ１１だけでなくバイオマスボイラ用ｐＨセンサ５０にも基づいて、ｐＨセンサ１１およびｐＨセンサ５０が所定の適正な設定値範囲にあるように制御される。すなわち、薬液注入設備３０は、ボイラ３とバイオマスボイラ７とで共用される。
【００４９】
追加蒸気用純水移送配管５２から分岐するとともに追加蒸気用補給水タンク４８をバイパスし、バイオマスボイラ７へ純水を供給する加熱蒸気用純水バイパス配管５６が設けられている。加熱蒸気用純水バイパス配管５６は、バイオマスボイラ７の起動時・保管時に純水を供給する際に用いられる。
【００５０】
バイオマスボイラ７には、バイオマスボイラ用排水配管（加熱蒸気用排水系統）５７を介して排水処理設備９が接続されている。排水処理設備９は、バイオマスボイラ７のクリーンアップ時やブロー時に発生する排水を処理する。また、ボイラ３からの排水配管９ａを介して排水処理設備９が接続されていて、排水処理設備９は、ボイラ３とバイオマスボイラ７の両方の排水処理を行うことができ、共用される。
【００５１】
制御部１２は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００５２】
上記構成の発電プラント１は、以下のように動作する。
ボイラ３にて生成された過熱蒸気は、蒸気タービン５の高圧タービン１６へと導かれ、高圧タービン１６を回転駆動させた後に、ボイラ３の再熱器（不図示）へと導かれる。再熱器へと導かれた蒸気はボイラ３によって再加熱され、再熱蒸気として低圧タービン１７へと導かれる。再熱蒸気は、低圧タービン１７を回転駆動させる。このように得た回転動力によって発電機１９が回転駆動され、発電が行われる。
【００５３】
低圧タービン１７にて所定の膨張を行ってタービンを回転駆動させる仕事を終えた蒸気は復水器２５にて復水となり、図示しない冷却水によって蒸気が真空下へと冷却され凝縮液化する。復水器２５にて液化した復水は給水となって、ボイラ３へ給水される。ボイラ３への給水は、給水加熱器２８を通過する際に加熱される。この給水加熱器２８での加熱は、バイオマスボイラ７が起動され、定常状態となった後は、高圧タービン１６から抽気された高圧蒸気の全てを用いずに、バイオマスボイラ７から追加蒸気供給配管４０を介して導かれた追加用の加熱蒸気によって加熱が行われる。バイオマスボイラ７の起動の後は、追加蒸気用開閉弁４０Ｖ１を開とされ、バイオマスボイラ７から導かれる追加用の加熱蒸気は、制御部１２によって追加蒸気用制御弁４０Ｖ２を用いて流量制御される。制御部１２は、給水温度センサ１０Ｔ及び給水圧力センサ１０Ｐの計測値に基づいて追加蒸気用制御弁４０Ｖ２を制御する。給水加熱器２８へ供給されたバイオマスボイラ７からの追加用の加熱蒸気は給水加熱器２８でドレン化して復水器２５へ復水として回収され、その後に復水の一部はボイラ３へ給水として供給される。
【００５４】
図２には、バイオマスボイラ７から追加用の加熱蒸気を給水加熱器２８に投入する際の制御フローが示されている。
同図に示すように、バイオマスボイラ７が起動する（ステップＳ１１）。このとき、追加蒸気用開閉弁４０Ｖ１及び追加蒸気用制御弁４０Ｖ２は閉とされている。次に、バイオマスボイラ７が定常状態となった後は、高圧抽気制御弁２９Ｖを閉じてゆき、全閉もしくは開度を小さくし、高圧タービン１６からの高圧蒸気の抽気を停止または抽気流量を減少する（ステップＳ１２）。そして、追加蒸気用開閉弁４０Ｖ１を開にするとともに、追加蒸気用制御弁４０Ｖ２を開いて開度制御を行う（ステップＳ１３）。これにより、バイオマスボイラ７から追加用の加熱蒸気が給水加熱器２８へと導かれる。
【００５５】
図３には、ボイラ３に供給される給水の温度及び圧力の制御フローが示されている。
給水用温度センサ１０Ｔで計測された給水温度または給水用圧力センサ１０Ｐで計測された給水圧力が設定値の範囲にあるように制御するにあたり、設定値の上限値よりも高いか否かを判断する（ステップＳ２１）。給水温度または給水圧力が設定値の範囲の上限値よりも高い場合には、ステップＳ２２へと進み、制御部１２は、追加蒸気用制御弁４０Ｖ２の開度を制御して給水加熱器２８での給水の加熱量を低減するとともに、バイオマスボイラ７の燃料投入量等を制御して、給水温度及び給水圧力が設定値の範囲の上限値以下となるように制御する。給水温度または給水圧力が設定値の範囲にあり、その上限値よりも低い場合には、ステップＳ２３へと進み、定常運転としてそのまま運転を継続する。
図３には図示していないが、バイオマスボイラ７の追加用の加熱蒸気の状況により、ボイラ３に供給される給水の給水温度または給水圧力が設定値の範囲の下限より低い状況が発生した場合には、制御部１２は、追加蒸気用制御弁４０Ｖ２の開度を制御して給水加熱器２８での給水の加熱量を増加するとともに、バイオマスボイラ７の燃料投入量等を制御して、給水温度及び給水圧力が設定値の範囲の下限値以上となるように制御する。給水温度または給水圧力が設定値の範囲にあり、その下限値よりも高い場合には、ステップＳ２３の定常運転としてそのまま運転を継続する。
また、図示していないが、バイオマスボイラ７の運転条件に制限が発生した際など、追加蒸気用制御弁４０Ｖ２の開度を制御しても給水温度または給水圧力が設定値の範囲の下限より低い場合には、高圧抽気制御弁２９Ｖの開度を若干開いて、高圧タービン１６からの高圧蒸気の抽気流量を若干増加することで、給水加熱器２８での給水の加熱量を増加することが可能となる。
【００５６】
図４には、バイオマスボイラ７から出力され導かれた追加用の加熱蒸気の性状を制御するための温度センサ４０Ｔと圧力センサ４０Ｐで計測された追加用の加熱蒸気の温度や圧力が大幅に高いときの制御フローが示されている。
バイオマスボイラ７から導かれた追加用の加熱蒸気の温度や圧力が設定温度及び設定圧力より大幅に高いか否かを判断する（ステップＳ３１）。この設定温度及び設定圧力は、予め制御部１２に格納されている。追加用の加熱蒸気が設定温度または設定圧力を超えた場合には、ステップＳ３２へ進む。追加用の加熱蒸気の圧力が高く追加蒸気供給配管４０の追加蒸気用圧力センサ４０Ｐの圧力が急速に上昇して、安全弁４２の設定値を更に所定量を超えた場合（例えば設定値の１．１倍程度）には、安全弁４２が開き、追加用の加熱蒸気が系外に放出される。追加用の加熱蒸気の発生量が増加して、追加蒸気供給配管４０の追加蒸気用圧力センサ４０Ｐの圧力が安全弁４２が開く設定値よりも低い場合で、設定温度または設定流量を更に所定量を超えた場合（例えば設定値の１．１倍程度）には、制御部１２の指令によって追加蒸気バイパス制御弁４４Ｖを一時的に全開とし、追加蒸気バイパス配管４４を介して追加用の加熱蒸気を復水器２５へと導くことで、追加用の加熱蒸気が系外へと放出しないようにする。追加蒸気用温度センサ４０Ｔの温度または追加蒸気用流量センサ４０Ｆの圧力が設定範囲の上限値よりも低い状態に戻った場合には、ステップＳ３３へと進み、定常運転としてそのまま運転を継続する。
【００５７】
図５には、追加蒸気用補給水ポンプ４７の制御フローが示されている。
ステップＳ４１に示すように、追加蒸気用流量センサ４０Ｆの計測値によって、制御部１２がバイオマスボイラ７の追加用の加熱蒸気発生量が増えたと判断した場合（ステップＳ４１）には、ステップＳ４２へと進み、追加蒸気用補給水ポンプ４７から追加蒸気用補給水タンク４８へ供給する純水が、追加用の加熱蒸気発生量の増加量に応じた給水量となるよう追加蒸気用補給水ポンプ４７の吐出流量を増加させる。これにより、増加した追加用の加熱蒸気発生量に見合う純水を復水器２５から供給する。一方、バイオマスボイラ７の追加用の加熱蒸気発生量が減少したと判断した場合（ステップＳ４１）には、ステップＳ４３へと進み、追加蒸気用補給水ポンプ４７から追加蒸気用補給水タンク４８へ供給する純水が、追加用の加熱蒸気発生量の減少量に応じた給水量となるよう追加蒸気用補給水ポンプ４７の吐出流量を減少させる。
【００５８】
図６には、バイオマスボイラ７に供給される給水の水質管理の制御フローが示されている。
バイオマスボイラ用ｐＨセンサ５０の計測値が設定値範囲の下限値以下となったと制御部１２が判断した場合（ステップＳ５１）には、ステップＳ５２へと進み、薬液注入設備３０から注入される薬液量を給水のｐＨ値と設定値範囲に設けた目標ｐＨ値の差から推定算出した薬液注入量に基づき増加させる。これにより、給水のｐＨ値を上昇させる。一方、バイオマスボイラ用ｐＨセンサ５０の計測値が設定値範囲の上限値よりも高い場合（ステップＳ５１）には、ステップＳ５３へと進み、薬液注入設備３０から注入される薬液量を維持または減少させる。これにより、給水のｐＨ値を設定値範囲内に保つことにより、水質を規格値内で維持する。
ここで、バイオマスボイラ用ｐＨセンサ５０だけでなく、ボイラ３用ｐＨセンサ１１の計測値も考慮することが好ましい。バイオマスボイラ用ｐＨセンサ５０の値は、通常はボイラ３用ｐＨセンサ１１とほぼ類似の値になる。しかし給水流量にアンバランスを生じた非定常状態などでは、薬液注入設備３０は、ボイラ３用ｐＨセンサ１１とバイオマスボイラ用ｐＨセンサ５０の両方に基づいて、ｐＨセンサ１１およびｐＨセンサ５０が設定値範囲にあるように制御される。
【００５９】
図７には、追加蒸気用純水移送ポンプ５４の制御フローが示されている。
追加蒸気用補給水タンク４８に設けたレベルセンサ４８Ｌにより、タンク４８内の水位が設定値以下と制御部１２が判断した場合（ステップＳ６１）には、ステップＳ６２へと進み、追加蒸気用純水移送ポンプ５４を起動し、純水を純水タンク３５から追加蒸気用補給水タンク４８に供給する。これにより、タンク４８内の水位を設定値以上に維持する。一方、タンク４８内の水位が設定値よりも高いと制御部１２が判断した場合（ステップＳ６１）には、ステップＳ６３へと進み、追加蒸気用純水移送ポンプ５４を停止させる。
【００６０】
図８には、上述した実施形態の変形例が示されている。
図１に示した実施形態では追加蒸気用純水給水配管４６が復水器２５から追加蒸気用補給水タンク４８へと接続されていたが、図８に示した本変形例では、追加蒸気用給水配管４６’が給水加熱器２８から導かれるドレン配管３２から追加蒸気用補給水タンク４８へ接続されている。追加蒸気用給水配管４６’には、追加蒸気用給水制御弁４６’Ｖ及びドレンポンプ５９が設けられている。これにより、給水加熱器２８から導かれるドレン水は、バイオマスボイラ７の追加用の加熱蒸気が給水加熱器２８に投入された後の定常運転時には、復水器２５へと導かれず（ドレン水用制御弁３２Ｖが全閉）、また、高圧抽気制御弁２９Ｖを全閉とし高圧タービン１６からの高圧蒸気の抽気を停止して、ドレン水の全量が追加蒸気用給水配管４６’を介して追加蒸気用補給水タンク４８へと導かれる。
【００６１】
また、本変形例では、追加蒸気用給水ポンプ４９の下流側に、バイオマスボイラ用薬液注入設備（加熱蒸気用ボイラ用薬液注入設備）６０が設けられている。これは、給水加熱器２８から流出するドレン水が復水器２５へ導かれず、復水器２５と給水加熱器２８との間に給水配管１０に設けた薬液注入設備３０による薬液の供給を受けないからである。
本変形例のその他の構成は、上述した本実施形態と同様であるので、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６２】
図９には、本実施形態及び変形例の比較例が示されている。図９に示した比較例は、バイオマスボイラ７で発生した蒸気を給水加熱器２８に追加用の加熱蒸気として供給するものではなく、給水加熱器２８とは別に設けた追設給水熱交換器６２へ加熱用の蒸気を供給するものである。追設給水熱交換器６２でボイラ３への給水と熱交換した加熱用の蒸気は、熱交換後にドレン化したドレン水としてバイオマスボイラ７へと導かれ循環するようになっている。したがって、バイオマスボイラ７の給水系統は、ボイラ３の給水系統とは別とされている。
また、比較例では、追設純水タンク６４がバイオマスボイラ７の給水系統に設けられている。
また、比較例では、バイオマスボイラ７の排水を処理する追設排水処理設備６６が設けられている。
また、比較例では、バイオマスボイラ７から起動時や非常時に蒸気を系外に排出し、水を有効利用するための蒸気回収設備６８と、追加蒸気供給配管４０から蒸気回収装置６８への排出する開閉弁６９が設けられている。これは、バイオマスボイラ７の給水系統が蒸気タービン５の給水系統と別とされているため、蒸気タービン５に接続された復水器２５を利用できないためである。
本比較例のその他の構成は、上述した本実施形態及び変形例と同様であるので、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
図１０には、本実施形態（図１）、変形例（図８）及び比較例（図９）における構成機器の有無についての比較が表にまとめられている。なお、表において、○印は機器が必要であることを意味し、×印は機器が不要であることを意味する。
【００６４】
項目番号（１）−１に示すように、追設給水熱交換器６２については、比較例は備えているものの、本実施形態及び変形例では備えていない。すなわち、本実施形態及び比較例では給水加熱器２８をボイラ３の給水系統と共用しているため、給水加熱器を追加する必要がない。
【００６５】
項目番号（１）−２に示すように、バイオマスボイラ用薬液注入設備６０の追設は、比較例及び変形例ではバイオマスボイラ用薬液注入設備６０が必要になるものの、本実施形態ではボイラ３の給水に用いられる薬液注入設備３０と共用できるので、バイオマスボイラ用薬液注入設備の追設は不要となる。
【００６６】
項目番号（１）−３に示すように、給水加熱器２８，追設給水熱交換器６２で生成したドレン水を流通させるためのドレンポンプ５９の追設は、比較例及び変形例では必要となるが、本実施形態では不要となる。
【００６７】
項目番号（２）−１に示すように、追加蒸気用補給水タンク４８に純水を移送する追加蒸気用純水移送ポンプ５４は、比較例だけでなく、本実施形態及び変形例でも必要となる。したがって、このポンプ５４については、バイオマスボイラ７での追加用の加熱蒸気または加熱用の蒸気発生には必要なものであり、本実施形態や変形例であっても省略できるものではない。
【００６８】
項目番号（３）−１に示すように、比較例では純水を純水装置３４から供給するにあたり、追設純水タンク６４がバイオマスボイラ７の給水系統に設けられているが、本実施形態及び比較例では不要とされている。すなわち、本実施形態及び比較例では、追加蒸気用補給水タンク４８への純水供給に当たり、復水器２５へ純水を供給するための純水タンク３５から純水の供給を受けるように構成しているからである。
【００６９】
項目番号（３）−２に示すように、追加蒸気用補給水タンク４８に補給水を供給するための追加蒸気用補給水ポンプ４７は、比較例及び本実施形態では必要とされているが、変形例では不要とされている。変形例では、ドレンポンプ５９によって補給水を供給する構成としているために追加蒸気用補給水ポンプ４７を代用するからである。
【００７０】
項目番号（３）−３に示すように、追加蒸気用補給水タンク４８は、比較例だけでなく、本実施形態及び変形例でも必要となる。したがって、このタンク４８については、本実施形態や変形例であってもバイオマスボイラ７での追加蒸気または加熱用の蒸気発生には必要なものであり、省略できるものではない。
【００７１】
項目番号（３）−４に示すように、追加蒸気用給水ポンプ４９は、比較例だけでなく、本実施形態及び変形例でも必要となる。したがって、この給水ポンプ４９については、本実施形態や変形例であってもバイオマスボイラ７での追加用の加熱蒸気または加熱用の蒸気発生には必要なものであり、省略できるものではない。
【００７２】
項目番号（４）−１に示すように、比較例では追設排水処理設備６６を必要としているのに対し、本実施形態及び変形例では、ボイラ３の排水処理設備９を共用しているので、別に排水処理設備を設ける必要がない。
【００７３】
項目番号（５）−１に示すように、比較例では起動時や非常停止時などに追加蒸気供給配管４０から余剰蒸気を排出して水として回収するための蒸気回収設備６８を必要としているのに対し、本実施形態及び変形例では、追加蒸気バイパス配管４４を介して復水器２５へ蒸気を排出できるようになっているので、比較例のような蒸気回収設備６８を必要としない。
【００７４】
図１１及び図１２には、本実施形態及び変形例のようにバイオマスボイラ７の発生蒸気を用いた給水加熱を行う場合（バイオマスボイラ追設後）と、参考例としてバイオマスボイラ７による給水加熱を行わない場合（バイオマスボイラ追設前）との効果について説明する。
【００７５】
図１１において、横軸は発電プラント１の出力、縦軸はバイオマスボイラ７から給水に与えられた加熱量を示す。図１１に示すように、バイオマスボイラ７による給水加熱によって、熱量は給水へ与えられる。同図では、発電プラント１の出力１００％のときに給水に与えられる熱量を１．０として相対値として表している。
バイオマスボイラ７からの追加用の加熱蒸気による加熱量は、参考例であるバイオマスボイラ追設前において高圧タービン１６から抽気された高圧蒸気の熱量に相当する熱量としている。すなわち、給水加熱器２８にて与える加熱量を参考例と本実施形態とで同等として評価している。
【００７６】
図１２において、横軸は発電プラント１の出力、縦軸である発電効率は、発電プラントへ投入する化石燃料エネルギに対する発電効率を示している。同図において、出力１００％のときのバイオマスボイラ追設前の発電効率を１．０として相対値として表している。同図から分かるように、発電プラント１の出力が変化しても、バイオマスボイラ追設後はバイオマスボイラ追設前よりも化石燃料エネルギに対する発電効率が高くなることが分かる。
なお図１２における発電効率とは、（得られる電気エネルギ）÷（投入する化石燃料のエネルギ）と定義している。また、タービン効率とは、（得られる電気エネルギ）÷［（タービンへ流入する蒸気のエネルギ）−（タービンから流出する蒸気のエネルギ）］と定義している。
【００７７】
図１３は、発電プラント１の発電により得られる電気エネルギと発電プラント１（ボイラ３およびバイオマスボイラ７）へ投入する燃料エネルギの関係と内訳を示している。ここでは、出力を例えば、中間の５０％とした場合を比較している。
図１３（ａ）及び（ｂ）の縦軸は、バイオマスボイラ追設前に投入する燃料エネルギを１．０としたものである。図１３（ａ）は、バイオマスボイラ７の追設前、（ｂ）がバイオマスボイラ７の追設後を示している。
バイオマスボイラ７の追設前と追設後の発電により得られる電気エネルギを同量とした場合、紙面下側の図（バイオマスボイラ７の追設後）に示されるように、バイオマスボイラ追設後の燃料エネルギは化石燃料の投入量が低減され、カーボンニュートラルとならない二酸化炭素の排出量が削減できる。
具体的には、バイオマスボイラ７で発生した追加用の加熱蒸気を給水加熱器２８に供給してボイラ３へ供給する給水を加熱することで利用し、蒸気タービン５からの蒸気の抽気量を停止または減少（抽気量低減）させることによるエネルギ変化分に相応して、ボイラ３に投入する化石燃料を低減でき、カーボンニュートラルとならない二酸化炭素の排出量をより削減できる。
【００７８】
上述したように、本実施形態及び変形例によれば、以下の作用効果を奏する。
【００７９】
バイオマスボイラ７で生成された追加用の加熱蒸気を給水加熱器２８に供給して給水温度を上昇させることで、化石燃料エネルギに対する発電効率を向上させることができる。バイオマスボイラ７による給水の加熱量に応じて蒸気タービン５の抽気蒸気の抽気量を停止または減少させることで、蒸気タービン５内を通過する蒸気流量を蒸気タービン５の機械的限度の規定範囲内で増大させてタービン出力が増大する。また、蒸気の抽気量を減少させる前と後とを比較するにあたり、同じタービン出力となるようにボイラ３から蒸気タービン５へ供給される総蒸気量を調整した場合は、抽気量を減少することによって、総蒸気流量を減少させることができるので、タービン効率を向上させることができる。蒸気タービン５のタービン効率を増大させて化石燃料エネルギに対する発電効率を向上させることができる。これにより、発電効率が向上する前の発電量と同等の発電する場合、ボイラ３に投入する化石燃料量を減少でき、カーボンニュートラルとならない二酸化炭素の排出量が削減できる。
【００８０】
給水加熱器２８をバイパスしてバイオマスボイラ７で発生した追加用の加熱蒸気を復水器２５に導く追加蒸気バイパス配管４４を設けることとした。これにより、給水加熱器２８に供給する追加用の加熱蒸気が不要な場合、例えば、バイオマスボイラ７の起動時や停止時（ボイラトリップなどの緊急停止時も含む）に、追加蒸気バイパス配管４４を用いて追加用の加熱蒸気を復水器２５へと導くことができる。これにより、ボイラ３や蒸気タービン５に悪影響を及ぼすことを回避できる。また、復水器２５にて追加用の加熱蒸気を回収することができるので、水・蒸気系統の全体水量の損失を抑制することができる。
【００８１】
追加蒸気用純水給水系統４６によって復水器２５からバイオマスボイラ７へ給水することで、ボイラ３及び蒸気タービン５を流通する蒸気タービン用給水系統と、バイオマスボイラ７を流通する加熱蒸気用純水給水系統４６とを共通化することができる。これにより、復水系統を共有化することができ機器点数を低減することでコストを低減することができる。また、蒸気タービン用給水系統と追加蒸気用給水系統とを共通の水質基準で管理することができるので、共通の薬液注入設備３０を用いることで、機器点数を低減することによってコストを低減することができる。
【００８２】
ボイラ３に純水を供給する純水タンク３５から加熱蒸気用純水移送系統をバイオマスボイラ７に接続することとして、純水タンク３５を共用化することとした。これにより、機器点数を低減することによってコストを低減することができる。
【００８３】
ボイラ３から排出される排水を処理する排水処理設備９をバイオマスボイラ７に接続することとして、排水処理設備９を共用化することとした。これにより、機器点数を低減することによってコストを低減することができる。
【００８４】
バイオマス燃料を主燃料として用いるバイオマスボイラ７を用いることで、ボイラ３にてバイオマス燃料を混焼させずにバイオマスボイラ７でバイオマス燃料を専焼させることができる。したがって、ボイラ３で燃焼させる化石燃料に対するバイオマス燃料の使用比率を高めることができる。また、腐食成分を含む廉価なバイオマス燃料をボイラ３での燃焼に影響を及ぼすことなく用いることができ、低い燃料コストで化石燃料使用量を低減した発電を行うことができる。ボイラ３に投入する化石燃料量を減少でき、カーボンニュートラルとならない二酸化炭素の排出量が削減できる。
【００８５】
また、変形例では、図８に示したように、給水加熱器２８にて凝縮したドレン水は、追加蒸気用給水配管４６’を介してバイオマスボイラ７に導かれる。これにより、復水器２５からバイオマスボイラ７への追加蒸気用純水供給系統４６による給水を省略することができる。
【００８６】
なお、給水を加熱する追加的な蒸気発生装置としてバイオマスボイラ７を用いることとしたが、燃料にバイオマスを用いなくても良い。燃料としては、例えばゴミや燃焼可能な廃棄物などを用いることができる。
【符号の説明】
【００８７】
１  発電プラント
３  ボイラ
５  蒸気タービン
７  バイオマスボイラ（加熱蒸気用ボイラ）
８  純水供給設備
９  排水処理設備
１０  給水配管
１０Ｔ  給水温度センサ
１０Ｐ  給水圧力センサ
１１  ｐＨセンサ
１２  制御部
１４  主蒸気配管
１５  主蒸気排出配管
１６  高圧タービン
１７  低圧タービン
１９  発電機
２１  高圧タービン出口配管
２３  再熱蒸気供給配管
２５  復水器
２６  給水ポンプ
２８  給水加熱器
２９  高圧抽気配管
２９Ｖ  高圧抽気制御弁（抽気蒸気制御弁）
３０  薬液注入設備
３２  ドレン配管
３４  純水装置
３５  純水タンク
３６  純水供給ポンプ
３７  補給水タンク
３８  純水バイパス配管
４０  追加蒸気供給配管
４０Ｆ  追加蒸気用流量センサ
４０Ｖ１  追加蒸気用開閉弁
４０Ｖ２  追加蒸気用制御弁
４２  安全弁
４４  追加蒸気バイパス配管（加熱蒸気用バイパス系統）
４４Ｖ  追加蒸気バイパス制御弁
４６，４６’  追加蒸気用給水配管（加熱蒸気用純水供給系統）
４６’Ｖ  追加蒸気用給水制御弁
４７  追加蒸気用補給水ポンプ
４８  追加蒸気用補給水タンク
４８Ｌ  レベルセンサ
４９  追加蒸気用給水ポンプ
５０  バイオマスボイラ用ｐＨセンサ
５２  追加蒸気用純水移送配管（加熱蒸気用純水移送系統）
５４  追加蒸気用純水移送ポンプ
５６  加熱蒸気用純水バイパス配管
５７  バイオマスボイラ用排水配管（加熱蒸気用排水系統）
５９  ドレンポンプ
６０  バイオマスボイラ用薬液注入設備（加熱蒸気用ボイラ用薬液注入設備）
６２  追設給水熱交換器
６４  追設純水タンク
６６  追設排水処理設備
６８  蒸気回収設備
【図１】
2018162739.tif 000003
【図２】
2018162739.tif 000004
【図３】
2018162739.tif 000005
【図４】
2018162739.tif 000006
【図５】
2018162739.tif 000007
【図６】
2018162739.tif 000008
【図７】
2018162739.tif 000009
【図８】
2018162739.tif 000010
【図９】
2018162739.tif 000011
【図１０】
2018162739.tif 000012
【図１１】
2018162739.tif 000013
【図１２】
2018162739.tif 000014
【図１３】
2018162739.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月29日(2018.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気を生成するボイラと、
該ボイラにて生成された前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
該蒸気タービンから排気された蒸気を液化する復水器と、
前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、
前記蒸気タービンから抽気した抽気蒸気によって前記ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器と、
前記給水加熱器の前記抽気蒸気へ混入して供給する加熱蒸気を生成する加熱蒸気用ボイラと、
前記給水加熱器をバイパスして前記加熱蒸気を前記復水器に導く加熱蒸気用バイパス系統と、
前記ボイラに純水を供給する純水タンクと、
前記純水タンクから前記加熱蒸気用ボイラへ純水を供給する加熱蒸気用純水移送系統と、
前記加熱蒸気用ボイラへ供給される純水のｐＨを計測するｐＨセンサと、
を備えていることを特徴とする発電プラント。
【請求項２】
前記加熱蒸気用ボイラから導かれる加熱蒸気の流量に応じて、前記抽気蒸気の流量を制御する抽気蒸気制御弁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の発電プラント。
【請求項３】
前記復水器から前記加熱蒸気用ボイラへ給水する加熱蒸気用給水系統を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電プラント。
【請求項４】
前記給水加熱器にて凝縮したドレン水を前記加熱蒸気用ボイラに導くドレン水供給系統を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の発電プラント。
【請求項５】
前記ボイラから排出される排水を処理する排水処理設備を備え、
前記加熱蒸気用ボイラから排出される排水を前記排水処理設備へ導く加熱蒸気用排水系統と、
を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の発電プラント。
【請求項６】
前記加熱蒸気用ボイラは、バイオマス燃料を主燃料として用いるバイオマスボイラとされていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の発電プラント。
【請求項７】
蒸気を生成するボイラと、
該ボイラにて生成された前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
該蒸気タービンから排気された蒸気を液化する復水器と、
前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、
前記蒸気タービンから抽気した抽気蒸気によって前記ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器と、
前記給水加熱器の前記抽気蒸気へ混入して供給する加熱蒸気を生成する加熱蒸気用ボイラと、
前記ボイラに純水を供給する純水タンクと、
前記純水タンクから前記加熱蒸気用ボイラへ純水を供給する加熱蒸気用純水移送系統と、
前記加熱蒸気用ボイラへ供給される純水のｐＨを計測するｐＨセンサと、
を備えた発電プラントの運転方法であって、
前記給水加熱器をバイパスして前記加熱蒸気を前記復水器に導き、
前記純水タンクから前記加熱蒸気用純水移送系統を介して前記加熱蒸気用ボイラへ純水を供給し、
前記ｐＨセンサによって、前記加熱蒸気用ボイラへ供給される純水のｐＨを監視することを特徴とする発電プラントの運転方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
さらに、本発明の発電プラントでは、前記ボイラに純水を供給する純水タンクと、前記純水タンクから前記加熱蒸気用ボイラへ純水を供給する加熱蒸気用純水移送系統と、前記加熱蒸気用ボイラへ供給される純水のｐＨを計測するｐＨセンサと、を備えていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
また、本発明の発電プラントの運転方法は、蒸気を生成するボイラと、該ボイラにて生成された前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと、該蒸気タービンから排気された蒸気を液化する復水器と、前記蒸気タービンによって駆動される発電機と、前記蒸気タービンから抽気した抽気蒸気によって前記ボイラに供給する給水を加熱する給水加熱器と、前記給水加熱器の前記抽気蒸気へ混入して供給する加熱蒸気を生成する加熱蒸気用ボイラと、前記ボイラに純水を供給する純水タンクと、前記純水タンクから前記加熱蒸気用ボイラへ純水を供給する加熱蒸気用純水移送系統と、前記加熱蒸気用ボイラへ供給される純水のｐＨを計測するｐＨセンサと、を備えた発電プラントの運転方法であって、前記給水加熱器をバイパスして前記加熱蒸気を前記復水器に導き、前記純水タンクから前記加熱蒸気用純水移送系統を介して前記加熱蒸気用ボイラへ純水を供給し、前記ｐＨセンサによって、前記加熱蒸気用ボイラへ供給される純水のｐＨを監視することを特徴とする。