(57)【要約】【課題】排ガスの排熱を利用して発電を行いつつ、湿式脱硫装置の出口側の排ガスの昇温を図ることができる排熱利用発電システムを提供する。【解決手段】ボイラ１００から、集塵装置４３０、湿式脱硫装置４４０及び煙突１３０に順次流れる排ガスの排熱を利用して発電を行う排熱利用発電システム４００であって、ボイラ１００と集塵装置４３０との間に配置され、集塵装置４３０へ流れる排ガスを冷却するとともに第一熱媒体を加熱する第一熱交換器４１０と、第一熱交換器４１０から第一熱媒体が供給されるバイナリ発電設備４２０と、湿式脱硫装置４４０と煙突１３０との間に配置され、湿式脱硫装置４４０から流れる排ガスを加熱する第一加熱器４５０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラから、集塵装置、湿式脱硫装置及び煙突に順次流れる排ガスの排熱を利用して発電を行う排熱利用発電システムであって、
前記ボイラと前記集塵装置との間、または、前記集塵装置と前記湿式脱硫装置との間に配置され、前記集塵装置へ、または、前記集塵装置から流れる排ガスを冷却するとともに第一熱媒体を加熱する第一熱交換器と、
前記第一熱交換器から前記第一熱媒体が供給されるバイナリ発電設備と、
少なくとも一部が前記湿式脱硫装置と前記煙突との間に配置され、前記湿式脱硫装置から流れる排ガスを加熱する第一加熱器と
を備える排熱利用発電システム。
【請求項２】
前記第一加熱器は、
前記湿式脱硫装置と前記煙突との間に配置され、前記湿式脱硫装置から流れる排ガスを加熱するとともに第二熱媒体を冷却する第二熱交換器と、
前記第二熱交換器に流れる前記第二熱媒体を加熱する第二加熱器とを有する
請求項１に記載の排熱利用発電システム。
【請求項３】
前記第一加熱器は、さらに、
前記第一熱交換器及び前記集塵装置と前記湿式脱硫装置との間に配置され、前記湿式脱硫装置へ流れる排ガスを冷却するとともに前記第二熱媒体を加熱する第三熱交換器と、
前記第三熱交換器の前記第二熱媒体の出口と前記第二熱交換器の前記第二熱媒体の入口とを接続する第一ライン、及び、前記第二熱交換器の前記第二熱媒体の出口と前記第三熱交換器の前記第二熱媒体の入口とを接続する第二ラインを有する熱媒体循環ラインとを備える
請求項２に記載の排熱利用発電システム。
【請求項４】
前記第二加熱器は、前記第一ラインに配置される
請求項３に記載の排熱利用発電システム。
【請求項５】
さらに、前記第一加熱器と前記煙突との間の排ガスの温度である第一温度を第一所定範囲内の温度に調整する第一制御部を備える
請求項１〜４のいずれか１項に記載の排熱利用発電システム。
【請求項６】
前記第一制御部は、さらに、前記第三熱交換器の前記第二熱媒体の入口における前記第二熱媒体の温度である第二温度を第二所定範囲内の温度に調整する
請求項３または４を引用する請求項５に記載の排熱利用発電システム。
【請求項７】
前記第一制御部は、（ｉ）前記バイナリ発電設備の発電出力を調整する、または、（ｉｉ）前記バイナリ発電設備の発電量に応じて前記湿式脱硫装置から流れる排ガスへの前記第一加熱器の加熱量を調整することで、前記第一温度を前記第一所定範囲内の温度に調整するとともに前記第二温度を前記第二所定範囲内の温度に調整する
請求項６に記載の排熱利用発電システム。
【請求項８】
さらに、前記ボイラと前記集塵装置との間に配置される前記第一熱交換器の排ガスの出口における排ガスの温度である第三温度を第三所定範囲内の温度に調整するとともに、前記第一熱交換器の前記第一熱媒体の入口における前記第一熱媒体の温度である第四温度を第四所定範囲内の温度に調整する第二制御部を備える
請求項１〜７のいずれか１項に記載の排熱利用発電システム。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の排熱利用発電システムを制御する制御装置であって、
前記第一加熱器と前記煙突との間の排ガスの温度である第一温度を取得する温度取得部と、
前記第一温度を第一所定範囲内の温度に調整する温度調整部と
を備える制御装置。
【請求項１０】
前記温度取得部は、さらに、前記ボイラと前記集塵装置との間に配置される前記第一熱交換器の排ガスの出口における排ガスの温度である第三温度と、前記第一熱交換器の前記第一熱媒体の入口における前記第一熱媒体の温度である第四温度とを取得し、
前記温度調整部は、さらに、前記第三温度を第三所定範囲内の温度に調整するとともに、前記第四温度を第四所定範囲内の温度に調整する
請求項９に記載の制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の排熱利用発電システムを制御する制御方法であって、
前記第一加熱器と前記煙突との間の排ガスの温度である第一温度を取得する温度取得ステップと、
前記第一温度を第一所定範囲内の温度に調整する温度調整ステップと
を含む制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラから、集塵装置、湿式脱硫装置及び煙突に順次流れる排ガスの排熱を利用して発電を行う排熱利用発電システム、制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ボイラから、集塵装置、脱硫装置及び煙突に順次流れる排ガスの排熱を利用して発電を行う排熱利用発電システムが知られている。例えば、特許文献１には、集塵装置の排ガス経路の上流側（入口側）に冷却器を配置し、当該冷却器で回収した熱をバイナリ発電設備に供給する排熱処理装置（排熱利用発電システム）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−９８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、脱硫装置の出口側の排ガス温度が低いと、当該出口側の煙道設備が腐食したり、煙突による排ガスの拡散効果が得られなかったりするなどの不具合が生じる。特に、脱硫装置として湿式脱硫装置を用いる場合には、湿式脱硫装置の出口側の排ガス温度が低くなる。このため、通常、集塵装置の入口側の排ガスから熱を回収して、湿式脱硫装置の出口側の排ガスに当該熱を供給して、当該出口側の排ガスを昇温している。
【０００５】
しかしながら、上記従来のような構成の排熱利用発電システムでは、集塵装置の入口側に冷却器を配置し、当該入口側の排ガスから熱を回収してバイナリ発電設備に供給しているため、上記出口側の排ガスに熱を供給できない。このため、当該排熱利用発電システムにおいて、脱硫装置として湿式脱硫装置を用いる場合には、湿式脱硫装置の出口側の排ガス温度が低くなってしまい、当該出口側の煙道設備が腐食したり、煙突による排ガスの拡散効果が得られなかったりするなどの不具合が生じるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、排ガスの排熱を利用して発電を行いつつ、湿式脱硫装置の出口側の排ガスの昇温を図ることができる排熱利用発電システム、制御装置及び制御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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る排熱利用発電システムは、ボイラから、集塵装置、湿式脱硫装置及び煙突に順次流れる排ガスの排熱を利用して発電を行う排熱利用発電システムであって、前記ボイラと前記集塵装置との間、または、前記集塵装置と前記湿式脱硫装置との間に配置され、前記集塵装置へ、または、前記集塵装置から流れる排ガスを冷却するとともに第一熱媒体を加熱する第一熱交換器と、前記第一熱交換器から前記第一熱媒体が供給されるバイナリ発電設備と、少なくとも一部が前記湿式脱硫装置と前記煙突との間に配置され、前記湿式脱硫装置から流れる排ガスを加熱する第一加熱器とを備える。
【０００８】
これによれば、排熱利用発電システムは、ボイラと集塵装置との間、または、集塵装置と湿式脱硫装置との間で排ガスと第一熱媒体とを熱交換する第一熱交換器と、第一熱交換器から第一熱媒体が供給されるバイナリ発電設備と、湿式脱硫装置と煙突との間の第一加熱器とを備えている。これにより、第一熱交換器で排ガスの熱により加熱された第一熱媒体がバイナリ発電設備に供給されるとともに、第一加熱器で湿式脱硫装置と煙突との間の排ガスが加熱される。このため、当該排熱利用発電システムによれば、排ガスの排熱を利用して発電を行いつつ、湿式脱硫装置の出口側の排ガスの昇温を図ることができる。
【０００９】
また、前記第一加熱器は、前記湿式脱硫装置と前記煙突との間に配置され、前記湿式脱硫装置から流れる排ガスを加熱するとともに第二熱媒体を冷却する第二熱交換器と、前記第二熱交換器に流れる前記第二熱媒体を加熱する第二加熱器とを有することにしてもよい。
【００１０】
これによれば、排熱利用発電システムにおいて、第一加熱器は、湿式脱硫装置と煙突との間で排ガスと第二熱媒体とを熱交換する第二熱交換器と、第二熱媒体を加熱する第二加熱器とを有している。つまり、第二加熱器で第二熱媒体を加熱して、湿式脱硫装置と煙突との間の排ガスと第二熱媒体とを第二熱交換器で熱交換することで、湿式脱硫装置の出口側の排ガスの昇温を図ることができる。
【００１１】
また、前記第一加熱器は、さらに、前記第一熱交換器及び前記集塵装置と前記湿式脱硫装置との間に配置され、前記湿式脱硫装置へ流れる排ガスを冷却するとともに前記第二熱媒体を加熱する第三熱交換器と、前記第三熱交換器の前記第二熱媒体の出口と前記第二熱交換器の前記第二熱媒体の入口とを接続する第一ライン、及び、前記第二熱交換器の前記第二熱媒体の出口と前記第三熱交換器の前記第二熱媒体の入口とを接続する第二ラインを有する熱媒体循環ラインとを備えることにしてもよい。
【００１２】
これによれば、排熱利用発電システムにおいて、第一加熱器は、さらに、第一熱交換器及び集塵装置と湿式脱硫装置との間で排ガスと第二熱媒体とを熱交換する第三熱交換器と、第三熱交換器と第二熱交換器とを第二熱媒体が循環する熱媒体循環ラインとを備えている。これにより、第三熱交換器で第二熱媒体を加熱して、第二熱媒体を第二熱交換器に送り、湿式脱硫装置と煙突との間の排ガスと第二熱媒体とを第二熱交換器で熱交換することで、湿式脱硫装置の出口側の排ガスの昇温を図ることができる。
【００１３】
また、前記第二加熱器は、前記第一ラインに配置されることにしてもよい。
【００１４】
これによれば、排熱利用発電システムにおいて、第二加熱器を、熱媒体循環ラインの第三熱交換器から第二熱交換器に第二熱媒体が流れる第一ラインに配置する。これにより、第二熱交換器に向かう第二熱媒体を加熱することで、第二熱媒体の温度が低い場合でも、第二熱媒体を昇温することができ、湿式脱硫装置の出口側の排ガスの昇温を図ることができる。
【００１５】
また、さらに、前記第一加熱器と前記煙突との間の排ガスの温度である第一温度を第一所定範囲内の温度に調整する第一制御部を備えることにしてもよい。
【００１６】
これによれば、排熱利用発電システムは、第一加熱器と煙突との間の排ガス温度を所定範囲内の温度に調整する第一制御部を備えている。これにより、第一加熱器の出口側の排ガス温度を適切な温度に調整することで、湿式脱硫装置の出口側の煙道設備の腐食を抑制したり、煙突による排ガスの拡散効果を発揮させたりすることができる。
【００１７】
また、前記第一制御部は、さらに、前記第三熱交換器の前記第二熱媒体の入口における前記第二熱媒体の温度である第二温度を第二所定範囲内の温度に調整することにしてもよい。
【００１８】
これによれば、第一制御部は、さらに、第三熱交換器の入口側の第二熱媒体の温度を所定範囲内の温度に調整する。これにより、第三熱交換器の腐食を抑制することができる。
【００１９】
また、前記第一制御部は、（ｉ）前記バイナリ発電設備の発電出力を調整する、または、（ｉｉ）前記バイナリ発電設備の発電量に応じて前記湿式脱硫装置から流れる排ガスへの前記第一加熱器の加熱量を調整することで、前記第一温度を前記第一所定範囲内の温度に調整するとともに前記第二温度を前記第二所定範囲内の温度に調整することにしてもよい。
【００２０】
これによれば、排熱利用発電システムにおいて、第一制御部は、第一加熱器の出口側の排ガス温度と、第三熱交換器の入口側の第二熱媒体の温度とが所望の範囲内の温度になるように、バイナリ発電設備の発電出力を調整するか、バイナリ発電設備の発電量に応じて第一加熱器の加熱量を調整する。つまり、第一制御部は、排ガスの余剰な熱をバイナリ発電設備に供給するように、バイナリ発電設備の発電出力を調整する。または、バイナリ発電設備の発電出力によって排ガスの温度が変化するため、第一制御部は、第一加熱器による湿式脱硫装置の出口側の排ガスへの加熱量を調整する。これにより、第三熱交換器の入口側の第二熱媒体の温度と、湿式脱硫装置の出口側の排ガス温度とを、所定範囲内の温度に調整することができる。
【００２１】
また、さらに、前記ボイラと前記集塵装置との間に配置される前記第一熱交換器の排ガスの出口における排ガスの温度である第三温度を第三所定範囲内の温度に調整するとともに、前記第一熱交換器の前記第一熱媒体の入口における前記第一熱媒体の温度である第四温度を第四所定範囲内の温度に調整する第二制御部を備えることにしてもよい。
【００２２】
これによれば、排熱利用発電システムは、さらに、ボイラと集塵装置との間の第一熱交換器の出口側の排ガス温度と、第一熱交換器の入口側の第一熱媒体の温度とを、所定範囲内の温度に調整する第二制御部を備えている。これにより、第一熱交換器の出口側の排ガス温度を適切な温度に調整することで、集塵装置の入口側の排ガス温度を、集塵装置に対して最適な温度に調整することができる。また、第一熱交換器の入口側の第一熱媒体の温度を適切な温度に調整することで、第一熱交換器の腐食を抑制することができる。
【００２３】
また、本発明の一態様に係る制御装置は、上記の排熱利用発電システムを制御する制御装置であって、前記第一加熱器と前記煙突との間の排ガスの温度である第一温度を取得する温度取得部と、前記第一温度を第一所定範囲内の温度に調整する温度調整部とを備える。
【００２４】
これによれば、制御装置は、第一加熱器と煙突との間の排ガス温度を取得する温度取得部と、当該排ガス温度を所定範囲内の温度に調整する温度調整部とを備えている。これにより、第一加熱器の出口側の排ガス温度を適切な温度に調整することで、湿式脱硫装置の出口側の煙道設備の腐食を抑制したり、煙突による排ガスの拡散効果を発揮させたりすることができる。
【００２５】
また、前記温度取得部は、さらに、前記ボイラと前記集塵装置との間に配置される前記第一熱交換器の排ガスの出口における排ガスの温度である第三温度と、前記第一熱交換器の前記第一熱媒体の入口における前記第一熱媒体の温度である第四温度とを取得し、前記温度調整部は、さらに、前記第三温度を第三所定範囲内の温度に調整するとともに、前記第四温度を第四所定範囲内の温度に調整することにしてもよい。
【００２６】
これによれば、制御装置において、温度取得部は、ボイラと集塵装置との間の第一熱交換器の出口側の排ガス温度と、第一熱交換器の入口側の第一熱媒体の温度とを取得し、温度調整部は、これらの温度を所定範囲内の温度に調整する。これにより、第一熱交換器の出口側の排ガス温度を適切な温度に調整することで、集塵装置の入口側の排ガス温度を、集塵装置に対して最適な温度に調整することができる。また、第一熱交換器の入口側の第一熱媒体の温度を適切な温度に調整することで、第一熱交換器の腐食を抑制することができる。
【００２７】
また、本発明は、このような排熱利用発電システムを制御する制御装置として実現することができるだけでなく、当該制御装置が行う特徴的な処理をステップとする制御方法としても実現することができる。また、本発明は、当該制御装置に含まれる特徴的な処理部を備える集積回路としても実現することができる。また、本発明は、当該制御方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、当該プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録媒体として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明における排熱利用発電システム等によれば、排ガスの排熱を利用して発電を行いつつ、湿式脱硫装置の出口側の排ガスの昇温を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る火力発電所の概略構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る排熱利用発電システムの構成を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る制御装置の機能構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る制御装置が行う処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態の変形例１に係る排熱利用発電システムの構成を示す模式図である。
【図６】本発明の実施の形態の変形例２に係る排熱利用発電システムの構成を示す模式図である。
【図７】本発明の実施の形態の変形例３に係る排熱利用発電システムの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態及びその変形例に係る排熱利用発電システム、制御装置及び制御方法について説明する。なお、以下で説明する実施の形態及びその変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態及びその変形例で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、制御方法におけるステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態及びその変形例における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３１】
（実施の形態）
まず、排熱利用発電システムを備える火力発電所１の構成について、説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る火力発電所１の概略構成を示す模式図である。
【００３２】
火力発電所１は、ボイラで燃料を燃焼させて蒸気を発生し、蒸気タービンで発電を行うとともに、ボイラで発生した排ガスを排煙処理系統で処理して、煙突から放出する発電システムである。
【００３３】
具体的には、同図に示すように、火力発電所１は、ボイラ１００、蒸気タービン２００、発電機３００、及び、排熱利用発電システム４００を含む排煙処理系統を有する発電部１０と、発電部１０に含まれる機器を制御する制御装置２０とを備えている。ここで、当該排煙処理系統には、ボイラ１００と排熱利用発電システム４００との間に脱硝装置１１０及び空気予熱器１２０が設けられ、排熱利用発電システム４００の出口側に煙突１３０が設けられている。
【００３４】
ボイラ１００は、燃料を燃焼する燃焼装置（ボイラ）であり、本実施の形態では、定圧貫流ボイラである。ボイラ１００は、ボイラ１００に燃料を供給する燃料供給装置１０１を有している。本実施の形態では、燃料供給装置１０１は、ボイラ１００に供給する燃料として、化石燃料、具体的には石炭を貯蔵し、当該石炭をボイラ１００に供給する。
【００３５】
つまり、燃料供給装置１０１は、石炭を貯蔵する貯蔵設備（図示せず）を有しており、当該貯蔵設備に貯蔵された石炭を微粉炭に粉砕して、当該微粉炭を微粉炭搬送路１０２を通じてボイラ１００に供給する。そして、ボイラ１００は、燃料供給装置１０１から供給される石炭（微粉炭）を燃焼する。
【００３６】
また、ボイラ１００は、主蒸気管１０３を有しており、燃料を燃焼することで生成した蒸気（主蒸気）を、主蒸気管１０３を通じて蒸気タービン２００に送る。また、ボイラ１００には、煙道１０４が接続されており、燃料を燃焼した後の排ガスは、煙道１０４を通じて脱硝装置１１０、空気予熱器１２０、排熱利用発電システム４００及び煙突１３０へと送られる。また、ボイラ１００の底部にはボトムアッシュ処理設備１０５が設けられており、このボトムアッシュ処理設備１０５にて、ボイラ１００で燃料を燃焼して生成される灰（石炭灰）を処理する。
【００３７】
蒸気タービン２００は、ボイラ１００で生成された蒸気のエネルギーによって回転するタービンである。本実施の形態では、蒸気タービン２００は、高圧タービン２１０、中圧タービン２２０及び低圧タービン２３０を有している。
【００３８】
高圧タービン２１０は、高圧の蒸気によって回転するタービンであり、中圧タービン２２０は、当該高圧の蒸気よりも圧力の低い中圧の蒸気によって回転するタービンであり、低圧タービン２３０は、当該中圧の蒸気よりも圧力の低い低圧の蒸気によって回転するタービンである。本実施の形態では、発電機３００に近い側から、低圧タービン２３０、中圧タービン２２０、高圧タービン２１０の順に配置されている。
【００３９】
つまり、ボイラ１００で生成された高温高圧の蒸気（主蒸気）は、主蒸気管１０３を通って高圧タービン２１０に送られ、高圧タービン２１０を回転させる。また、高圧タービン２１０を出た蒸気は、中圧タービン２２０に送られて、中圧タービン２２０を回転させる。また、中圧タービン２２０を出た蒸気は、低圧タービン２３０に送られて、低圧タービン２３０を回転させる。
【００４０】
なお、蒸気タービン２００は、高圧タービン２１０、中圧タービン２２０及び低圧タービン２３０のうちのいずれかのタービンを有していない構成でもかまわない。または、蒸気タービン２００は、上述のタービン以外のタービンを有していてもかまわない。
【００４１】
発電機３００は、蒸気タービン２００の回転力を電力に変換することによって発電を行うタービン発電機である。具体的には、発電機３００は、低圧タービン２３０の側方（中圧タービン２２０と反対側）に配置されており、高圧タービン２１０、中圧タービン２２０及び低圧タービン２３０の回転力を電力に変換することによって発電を行う。
【００４２】
脱硝装置１１０は、ボイラ１００で燃料を燃焼することで発生した排ガスを脱硝する装置である。具体的には、脱硝装置１１０は、ボイラ１００と空気予熱器１２０との間に配置されている。つまり、脱硝装置１１０は、煙道１０４の空気予熱器１２０の入口側に配置されており、煙道１０４内の空気予熱器１２０に向かう排ガス中の窒素酸化物を除去する。
【００４３】
空気予熱器１２０は、空気を排ガスで予熱する装置、つまり、ボイラ１００の熱効率を高めるために燃焼用の空気をボイラ１００に送り込む前に加熱する装置である。つまり空気予熱器１２０は、脱硝装置１１０と排熱利用発電システム４００との間に配置されており、ボイラ１００へ送られる空気を加熱するとともに、排熱利用発電システム４００へ送られる排ガスを冷却する。
【００４４】
具体的には、空気予熱器１２０には、押込ファン（ＦＤＦ）１２１が接続されており、押込ファン１２１の駆動によって空気入口ダクト１２２を通じて空気が送り込まれる。そして、空気予熱器１２０は、当該空気を、煙道１０４内の脱硝装置１１０を出た排ガスと熱交換させて、高温空気として空気出口ダクト１２３に送り出す。そして、当該高温空気は、空気出口ダクト１２３を通じてボイラ１００に送られて、微粉炭の燃焼用空気として使用される。これにより、排熱利用発電システム４００へ送られる排ガスは、冷却される。
【００４５】
なお、空気予熱器１２０は、内部に伝熱体（エレメント）が配置されており、空気と排ガスとの熱交換を行う構成を有しているが、空気予熱器１２０は、空気と排ガスとの熱交換を行うことができるのであればどのような構成を有していてもかまわない。
【００４６】
排熱利用発電システム４００は、ボイラ１００から煙突１３０に流れる排ガスの排熱を利用して発電を行う発電システムであり、空気予熱器１２０と煙突１３０との間に配置されている。つまり、排熱利用発電システム４００は、ボイラ１００から煙道１０４を流れ、空気予熱器１２０で冷却された排ガス中の熱を用いて、発電を行う。この排熱利用発電システム４００の構成について、以下に詳細に説明する。
【００４７】
図２は、本発明の実施の形態に係る排熱利用発電システム４００の構成を示す模式図である。
【００４８】
同図に示すように、排熱利用発電システム４００は、第一熱交換器４１０と、バイナリ発電設備４２０と、集塵装置４３０と、湿式脱硫装置４４０と、第一加熱器４５０とを備えている。つまり、排熱利用発電システム４００は、ボイラ１００から、脱硝装置１１０、空気予熱器１２０、集塵装置４３０、湿式脱硫装置４４０及び煙突１３０に順次流れる排ガスの排熱を利用して発電を行う発電システムである。以下、排熱利用発電システム４００が備える各設備について、詳細に説明する。
【００４９】
第一熱交換器４１０は、ボイラ１００から集塵装置４３０に向けて流れる排ガスと、熱媒体（第一熱媒体）との熱交換を行う機器である。つまり、第一熱交換器４１０は、ボイラ１００と集塵装置４３０との間に配置され、ボイラ１００から集塵装置４３０へ流れる排ガスを冷却するとともに第一熱媒体を加熱する。具体的には、第一熱交換器４１０は、空気予熱器１２０と集塵装置４３０との間に配置され、空気予熱器１２０から集塵装置４３０に流れる排ガス（以下、排ガスｇともいう）を冷却するとともに第一熱媒体（以下、第一熱媒体ｗ１ともいう）を加熱する。
【００５０】
例えば、第一熱交換器４１０として、配管の中を第一熱媒体ｗ１が流れ、その周囲を排ガスｇが通過することで、排ガスｇを冷却するとともに第一熱媒体ｗ１を加熱するガスガスヒータ（ＧＧＨ熱回収器）を使用することができる。なお、第一熱媒体ｗ１とは、中高温の流体であり、本実施の形態では、中高温の水（純水）であるが、当該水以外の中高温もしくは高温の液体、または蒸気等の気体であってもかまわない。
【００５１】
これにより、第一熱交換器４１０は、例えば、排ガスの入口において排ガス温度Ｔｇ１＝１３５℃の排ガスｇ（空気予熱器１２０の出口側の排ガスｇ）を、排ガスの出口において排ガス温度Ｔｇ２＝９０℃の排ガスｇ（集塵装置４３０の入口側の排ガスｇ）に冷却する。また、第一熱交換器４１０は、例えば、熱媒体の入口において熱媒体温度Ｔｗ１＝７０℃の第一熱媒体ｗ１（後述のバイナリ発電設備４２０の出口側の第一熱媒体ｗ１）を、熱媒体の出口において熱媒体温度Ｔｗ２＝１１０℃の第一熱媒体ｗ１（後述のバイナリ発電設備４２０の入口側の第一熱媒体ｗ１）に加熱する。
【００５２】
バイナリ発電設備４２０は、第一熱交換器４１０から第一熱媒体ｗ１が供給されて発電を行う発電設備である。なお、バイナリ発電設備４２０は、１００℃〜１５０℃等の温度、圧力が比較的低い中高温熱水や蒸気を熱源として低沸点の媒体を加熱し、当該媒体を蒸発させてタービンを回して発電する方式の発電設備である。このバイナリ発電設備４２０が発電した電力は、火力発電所１の所内電力等に使用することができる。
【００５３】
具体的には、第一熱交換器４１０の熱媒体の出口側と、バイナリ発電設備４２０の熱媒体の入口側とを接続するバイナリ入口ライン４２１が配置されている。そして、第一熱交換器４１０で加熱された第一熱媒体ｗ１が、バイナリ入口ライン４２１を介して、バイナリ発電設備４２０に供給される。
【００５４】
なお、バイナリ入口ライン４２１には、調整弁４２１Ｖとポンプ４２１Ｐとが設けられている。この調整弁４２１Ｖによってポンプ４２１Ｐで送られる第一熱媒体ｗ１の量が調整されて、バイナリ発電設備４２０に供給される。例えば、第一熱交換器４１０の出口側から、熱媒体温度Ｔｗ２＝１１０℃程度の第一熱媒体ｗ１が、バイナリ発電設備４２０に供給される。これにより、バイナリ発電設備４２０で発電が行われる。
【００５５】
また、さらに、バイナリ発電設備４２０の熱媒体の出口側と、第一熱交換器４１０の熱媒体の入口側とを接続するバイナリ出口ライン４２２が配置されている。これにより、バイナリ発電設備４２０から排出された第一熱媒体ｗ１は、バイナリ出口ライン４２２を介して、第一熱交換器４１０に戻される。例えば、熱媒体温度Ｔｗ２＝１１０℃程度の第一熱媒体ｗ１がバイナリ発電設備４２０に供給された場合、熱媒体温度Ｔｗ１＝７０℃程度の第一熱媒体ｗ１が第一熱交換器４１０に戻される。
【００５６】
つまり、第一熱交換器４１０からバイナリ入口ライン４２１を介してバイナリ発電設備４２０に供給された第一熱媒体ｗ１は、発電のために低沸点の媒体を加熱してバイナリ発電設備４２０から排出された後、バイナリ出口ライン４２２を介して第一熱交換器４１０に戻される。そして、第一熱交換器４１０に戻された第一熱媒体ｗ１は、第一熱交換器４１０で加熱されて、バイナリ発電設備４２０に供給される。このようにして、第一熱媒体ｗ１は、第一熱交換器４１０とバイナリ発電設備４２０との間を循環する。
【００５７】
なお、バイナリ入口ライン４２１とバイナリ出口ライン４２２との間に、バイナリバイパスライン４２３が配置されている。そして、バイナリバイパスライン４２３には、調整弁４２３Ｖが設けられている。この調整弁４２３Ｖと、バイナリ入口ライン４２１の調整弁４２１Ｖ及びポンプ４２１Ｐとによって、バイナリ発電設備４２０に供給される第一熱媒体ｗ１の量が調整される。
【００５８】
集塵装置４３０は、排ガス中のばいじんを除去する装置である。つまり、集塵装置４３０は、第一熱交換器４１０と湿式脱硫装置４４０との間に配置され、第一熱交換器４１０から湿式脱硫装置４４０に流れる排ガスｇ中のばいじんを除去する。本実施の形態では、集塵装置４３０は、排ガスｇ中のばいじんを静電気力で引き付け除去する低低温型の乾式電気集じん器（ＥＰ）である。このため、集塵装置４３０の入口側の排ガスｇの温度（排ガス温度Ｔｇ２）は、９０℃程度であるのが好ましい。
【００５９】
また、集塵装置４３０の出口側には、吸込ファン（ＩＤＦ）４３１が設けられている。吸込ファン４３１は、集塵装置４３０の出口側の排ガスを吸い込み、湿式脱硫装置４４０に送るファンである。
【００６０】
湿式脱硫装置４４０は、排ガス中の硫黄酸化物を除去する装置である。つまり、湿式脱硫装置４４０は、集塵装置４３０と煙突１３０との間に配置され、集塵装置４３０から煙突１３０に流れる排ガスｇ中の硫黄酸化物を除去する。具体的には、湿式脱硫装置４４０には、調整弁４４１Ｖを有する補給水ライン４４１が接続されており、補給水ライン４４１から補給水が吸収塔（図示せず）に供給されて、湿式脱硫処理が行われる。このため、例えば、湿式脱硫装置４４０の入口側の排ガス温度Ｔｇ４＝７０℃程度に対し、湿式脱硫装置４４０の出口側の排ガス温度Ｔｇ５＝５０℃程度と、脱硫処理の過程で排ガスｇの温度が低下する。
【００６１】
第一加熱器４５０は、少なくとも一部が湿式脱硫装置４４０と煙突１３０との間に配置され、湿式脱硫装置４４０から流れる排ガスを加熱する。具体的には、第一加熱器４５０は、集塵装置４３０と湿式脱硫装置４４０との間、かつ、湿式脱硫装置４４０と煙突１３０との間、つまり、湿式脱硫装置４４０の周囲に配置され、湿式脱硫装置４４０の入口側の排ガスを冷却し、かつ、湿式脱硫装置４４０の出口側の排ガスを加熱する。以下、この第一加熱器４５０の構成の詳細について、説明する。
【００６２】
第一加熱器４５０は、第二熱交換器４６０と、第三熱交換器４７０と、熱媒体循環ライン４８０と、第二加熱器４９０とを備えている。
【００６３】
第二熱交換器４６０は、湿式脱硫装置４４０から煙突１３０に向けて流れる排ガスと、熱媒体循環ライン４８０を流れる熱媒体（第二熱媒体）との熱交換を行う機器である。つまり、第二熱交換器４６０は、湿式脱硫装置４４０と煙突１３０との間に配置され、湿式脱硫装置４４０から煙突１３０へ流れる排ガスｇを加熱するとともに第二熱媒体（以下、第二熱媒体ｗ２ともいう）を冷却する。例えば、第二熱交換器４６０として、第一熱交換器４１０と同様に、配管の中を第二熱媒体ｗ２が流れ、その周囲を排ガスｇが通過することで、排ガスｇを加熱するとともに第二熱媒体ｗ２を冷却するガスガスヒータ（ＧＧＨ再加熱器）を使用することができる。
【００６４】
これにより、第二熱交換器４６０は、例えば、排ガスの入口において排ガス温度Ｔｇ５＝５０℃の排ガスｇ（湿式脱硫装置４４０の出口側の排ガスｇ）を、排ガスの出口において排ガス温度Ｔｇ６＝９０℃の排ガスｇ（煙突１３０の入口側の排ガスｇ）に加熱する。また、第二熱交換器４６０は、例えば、熱媒体の入口において熱媒体温度Ｔｗ３＝１１０℃の第二熱媒体ｗ２（後述の第一ライン４８１の出口側の第二熱媒体ｗ２）を、熱媒体の出口において熱媒体温度Ｔｗ４＝７０℃の第二熱媒体ｗ２（後述の第二ライン４８２の入口側の第二熱媒体ｗ２）に冷却する。
【００６５】
また、第二熱交換器４６０の排ガスの出口側には、昇圧ファン（ＢＵＦ）４６１が設けられている。昇圧ファン４６１は、第二熱交換器４６０の出口側の排ガスを昇圧して煙突１３０に送るファンである。このようにして、排ガス中から、窒素酸化物、ばいじん（灰）、硫黄酸化物などが取り除かれて、煙突１３０から放出される。
【００６６】
第三熱交換器４７０は、集塵装置４３０から湿式脱硫装置４４０に向けて流れる排ガスと、熱媒体循環ライン４８０を流れる第二熱媒体との熱交換を行う機器である。つまり、第三熱交換器４７０は、第一熱交換器４１０及び集塵装置４３０と湿式脱硫装置４４０との間に配置され、湿式脱硫装置４４０へ流れる排ガスを冷却するとともに第二熱媒体を加熱する。
【００６７】
例えば、第三熱交換器４７０として、第一熱交換器４１０や第二熱交換器４６０と同様に、配管の中を第二熱媒体ｗ２が流れ、その周囲を排ガスｇが通過することで、排ガスｇを冷却するとともに第二熱媒体ｗ２を加熱するガスガスヒータ（ＧＧＨ熱回収器）を使用することができる。
【００６８】
これにより、第三熱交換器４７０は、例えば、排ガスの入口において排ガス温度Ｔｇ３＝９０℃の排ガスｇ（集塵装置４３０の出口側の排ガスｇ）を、排ガスの出口において排ガス温度Ｔｇ４＝７０℃の排ガスｇ（湿式脱硫装置４４０の入口側の排ガスｇ）に冷却する。また、第三熱交換器４７０は、例えば、熱媒体の入口において熱媒体温度Ｔｗ５＝７０℃の第二熱媒体ｗ２（後述の第二ライン４８２の出口側の第二熱媒体ｗ２）を、熱媒体の出口において熱媒体温度Ｔｗ６＝９０℃の第二熱媒体ｗ２（後述の第一ライン４８１の入口側の第二熱媒体ｗ２）に加熱する。
【００６９】
ここで、上述の第二熱媒体ｗ２は、熱媒体循環ライン４８０によって、第二熱交換器４６０と第三熱交換器４７０との間を循環している。具体的には、熱媒体循環ライン４８０は、第一ライン４８１と第二ライン４８２とを有している。第一ライン４８１は、第三熱交換器４７０の第二熱媒体ｗ２の出口と第二熱交換器４６０の第二熱媒体ｗ２の入口とを接続するライン（配管）である。また、第二ライン４８２は、第二熱交換器４６０の第二熱媒体ｗ２の出口と第三熱交換器４７０の第二熱媒体ｗ２の入口とを接続するライン（配管）である。
【００７０】
つまり、第一ライン４８１の入口側（第三熱交換器４７０側）の端部と、第二ライン４８２の出口側（第三熱交換器４７０側）の端部とが接続され、第一ライン４８１の出口側（第二熱交換器４６０側）の端部と、第二ライン４８２の入口側（第二熱交換器４６０側）の端部とが接続されて、熱媒体循環ライン４８０が構成されている。また、第二ライン４８２にはポンプ４８２Ｐが設けられており、熱媒体循環ライン４８０を第二熱媒体ｗ２が循環できるようになっている。
【００７１】
第二加熱器４９０は、第二熱交換器４６０に流れる第二熱媒体を加熱するヒータである。具体的には、第二加熱器４９０は、第一ライン４８１に配置されており、第一ライン４８１を流れる第二熱媒体ｗ２を加熱する。さらに具体的には、第二加熱器４９０には、調整弁４９１Ｖを有する蒸気ライン４９１が接続されており、蒸気ライン４９１から蒸気が供給されることで、第一ライン４８１を流れる第二熱媒体ｗ２が加熱される。
【００７２】
例えば、第二加熱器４９０は、熱媒体の入口側において熱媒体温度Ｔｗ６＝９０℃程度の第二熱媒体ｗ２を、熱媒体の出口側において熱媒体温度Ｔｗ３＝１１０℃程度の第二熱媒体ｗ２に加熱する。なお、蒸気ライン４９１から供給される蒸気としては、火力発電所１内で生成された補助蒸気等を使用することができる。
【００７３】
次に、火力発電所１が有する制御装置２０の構成及び制御装置２０が行う処理について、詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態に係る制御装置２０の機能構成を示すブロック図である。また、図４は、本発明の実施の形態に係る制御装置２０が行う処理を示すフローチャートである。
【００７４】
制御装置２０は、発電部１０に含まれる機器を制御する装置であり、具体的には、ボイラ１００、蒸気タービン２００、発電機３００、排熱利用発電システム４００などの種々の機器を制御し、発電を行う。ここで、制御装置２０は、ボイラ１００、蒸気タービン２００及び発電機３００等については、従来と同様の制御を行うため、詳細な説明は省略し、以下では、排熱利用発電システム４００の制御手法について、詳細に説明する。
【００７５】
図３に示すように、制御装置２０は、温度取得部２１と、温度調整部２２と、記憶部２３とを備えている。また、温度調整部２２は、第一制御部２２ａと第二制御部２２ｂとを備えている。
【００７６】
記憶部２３は、制御装置２０に含まれる各処理部が行う処理に必要なデータを記憶しているメモリである。記憶部２３は、例えば、排熱利用発電システム４００における各箇所の熱媒体及び排ガスの流量や温度（熱媒体温度Ｔｗ１〜Ｔｗ６、排ガス温度Ｔｇ１〜Ｔｇ６等）などを記憶している。
【００７７】
温度取得部２１は、第一加熱器４５０と煙突１３０との間の排ガスの温度である第一温度と、第三熱交換器４７０の第二熱媒体の入口における第二熱媒体の温度である第二温度とを取得する。つまり、温度取得部２１は、第一温度として排ガス温度Ｔｇ６を取得するとともに、第二温度として熱媒体温度Ｔｗ５を取得する。具体的には、温度取得部２１は、記憶部２３に記憶されているデータを参照し、記憶部２３から排ガス温度Ｔｇ６及び熱媒体温度Ｔｗ５を読み出すことで、第一温度及び第二温度を取得する。
【００７８】
また、温度取得部２１は、さらに、ボイラ１００と集塵装置４３０との間に配置される第一熱交換器４１０の排ガスの出口における排ガスの温度である第三温度と、第一熱交換器４１０の第一熱媒体の入口における第一熱媒体の温度である第四温度とを取得する。つまり、温度取得部２１は、第三温度として排ガス温度Ｔｇ２を取得するとともに、第四温度として熱媒体温度Ｔｗ１を取得する。具体的には、温度取得部２１は、記憶部２３に記憶されているデータを参照し、記憶部２３から排ガス温度Ｔｇ２及び熱媒体温度Ｔｗ１を読み出すことで、第三温度及び第四温度を取得する。
【００７９】
温度調整部２２の第一制御部２２ａは、第一温度を第一所定範囲内の温度に調整する。つまり、湿式脱硫装置４４０の出口側の煙道設備の腐食を抑制したり、煙突１３０による排ガスｇの拡散効果を発揮させたりするために、第一制御部２２ａは、第一温度（排ガス温度Ｔｇ６）を第一所定範囲内の温度に調整する。例えば、第一制御部２２ａは、第一所定範囲内の温度として９０℃程度の温度に設定し、第一温度が９０℃程度になるように調整する。
【００８０】
また、第一制御部２２ａは、さらに、第二温度を第二所定範囲内の温度に調整する。つまり、第二熱媒体が流れる熱媒体循環ライン４８０のうちで第二温度（熱媒体温度Ｔｗ５）が最も低い温度となるため、熱媒体循環ライン４８０内の機器（特に第三熱交換器４７０）が腐食するのを防ぐために、第一制御部２２ａは、第二温度を第二所定範囲内の温度に調整する。例えば、第一制御部２２ａは、第二所定範囲内の温度を６５℃以上の温度（好ましくは７０℃程度の温度）に設定し、第二温度が６５℃以上（好ましくは７０℃程度）になるように調整する。
【００８１】
具体的には、第一制御部２２ａは、（ｉ）バイナリ発電設備４２０の発電出力を調整する、または、（ｉｉ）バイナリ発電設備４２０の発電量に応じて湿式脱硫装置４４０から流れる排ガスへの第一加熱器４５０の加熱量を調整することで、第一温度を第一所定範囲内の温度に調整するとともに第二温度を第二所定範囲内の温度に調整する。
【００８２】
つまり、第一制御部２２ａは、バイナリ発電設備４２０まわりのポンプ４２１Ｐ、調整弁４２１Ｖ及び調整弁４２３Ｖを制御したり、蒸気ライン４９１の調整弁４９１Ｖを制御したりすることで、第一温度を第一所定範囲内の温度に調整するとともに第二温度を第二所定範囲内の温度に調整する。
【００８３】
また、温度調整部２２の第二制御部２２ｂは、第三温度を第三所定範囲内の温度に調整する。つまり、第二制御部２２ｂは、集塵装置４３０の入口側の排ガスｇの温度（排ガス温度Ｔｇ２）を、集塵装置４３０の性能を維持する上で最適な温度に調整する。例えば、第二制御部２２ｂは、第三所定範囲内の温度として９０℃程度に設定し、第三温度が９０℃程度になるように調整する。
【００８４】
また、第二制御部２２ｂは、さらに、第四温度を第四所定範囲内の温度に調整する。つまり、第一熱媒体ｗ１が流れるラインのうちで第四温度（熱媒体温度Ｔｗ１）が最も低い温度となるため、当該ライン内の機器（特に第一熱交換器４１０）が腐食するのを防ぐために、第二制御部２２ｂは、第四温度を第四所定範囲内の温度に調整する。例えば、第二制御部２２ｂは、第四所定範囲内の温度を６５℃以上の温度（好ましくは７０℃程度の温度）に設定し、第四温度が６５℃以上（好ましくは７０℃程度）になるように調整する。
【００８５】
具体的には、第二制御部２２ｂは、バイナリ発電設備４２０の発電出力を調整することで、第三温度を第三所定範囲内の温度に調整するとともに、第四温度を第四所定範囲内の温度に調整する。つまり、第二制御部２２ｂは、バイナリ発電設備４２０まわりのポンプ４２１Ｐ、調整弁４２１Ｖ及び調整弁４２３Ｖを制御することで、バイナリ発電設備４２０の発電出力を調整して、第三温度を第三所定範囲内の温度に調整するとともに第四温度を第四所定範囲内の温度に調整する。
【００８６】
例えば、第二制御部２２ｂは、夏場はバイナリ発電設備４２０の発電出力を大きくし、冬場はバイナリ発電設備４２０の発電出力を小さくするように調整する。この際、第二制御部２２ｂは、温度取得部２１が取得した第三温度及び第四温度を参照して、バイナリ発電設備４２０の発電出力を調整する。これにより、第二制御部２２ｂは、第三温度を第三所定範囲内の温度に調整するとともに、第四温度を第四所定範囲内の温度に調整することができる。
【００８７】
また、第一制御部２２ａは、例えば、夏場は第二加熱器４９０による第二熱媒体ｗ２への加熱量を小さくし、冬場は第二加熱器４９０による第二熱媒体ｗ２への加熱量を大きくする。この際、第一制御部２２ａは、温度取得部２１が取得した第一温度及び第二温度を参照して、第二加熱器４９０による第二熱媒体ｗ２への加熱量を調整する。これにより、第一制御部２２ａは、第一温度を第一所定範囲内の温度に調整するとともに、第二温度を第二所定範囲内の温度に調整することができる。なお、第一制御部２２ａが、バイナリ発電設備４２０の発電出力の調整を行ってもよい。
【００８８】
以上のように、制御装置２０において、温度取得部２１は、第一温度と、第二温度と、第三温度と、第四温度とを取得する（図４のＳ１０２：温度取得ステップ）。そして、温度調整部２２は、第一温度と第二温度と第三温度と第四温度とを、所定の範囲内の温度に調整する（図４のＳ１０４：温度調整ステップ）。具体的には、第一制御部２２ａは、第一温度を第一所定範囲内の温度に調整するとともに、第二温度を第二所定範囲内の温度に調整する（図４のＳ１０６）。また、第二制御部２２ｂは、第三温度を第三所定範囲内の温度に調整するとともに、第四温度を第四所定範囲内の温度に調整する（図４のＳ１０８）。
【００８９】
以上のように、本発明の実施の形態に係る排熱利用発電システム４００によれば、ボイラ１００と集塵装置４３０との間で排ガスと第一熱媒体とを熱交換する第一熱交換器４１０と、第一熱交換器４１０から第一熱媒体が供給されるバイナリ発電設備４２０と、湿式脱硫装置４４０と煙突１３０との間の第一加熱器４５０とを備えている。これにより、第一熱交換器４１０で排ガスの熱により加熱された第一熱媒体がバイナリ発電設備４２０に供給されるとともに、第一加熱器４５０で湿式脱硫装置４４０と煙突１３０との間の排ガスが加熱される。このため、排熱利用発電システム４００によれば、排ガスの排熱を利用して発電を行いつつ、湿式脱硫装置４４０の出口側の排ガスの昇温を図ることができる。
【００９０】
また、排熱利用発電システム４００において、第一加熱器４５０は、湿式脱硫装置４４０と煙突１３０との間で排ガスと第二熱媒体とを熱交換する第二熱交換器４６０と、第二熱媒体を加熱する第二加熱器４９０とを有している。つまり、第二加熱器４９０で第二熱媒体を加熱して、湿式脱硫装置４４０と煙突１３０との間の排ガスと第二熱媒体とを第二熱交換器４６０で熱交換することで、湿式脱硫装置４４０の出口側の排ガスの昇温を図ることができる。
【００９１】
また、排熱利用発電システム４００において、第一加熱器４５０は、第一熱交換器４１０及び集塵装置４３０と湿式脱硫装置４４０との間で排ガスと第二熱媒体とを熱交換する第三熱交換器４７０と、第三熱交換器４７０と第二熱交換器４６０とを第二熱媒体が循環する熱媒体循環ライン４８０とを備えている。これにより、第三熱交換器４７０で第二熱媒体を加熱して、第二熱媒体を第二熱交換器４６０に送り、湿式脱硫装置４４０と煙突１３０との間の排ガスと第二熱媒体とを第二熱交換器４６０で熱交換することで、湿式脱硫装置４４０の出口側の排ガスの昇温を図ることができる。
【００９２】
また、排熱利用発電システム４００において、第二加熱器４９０を、熱媒体循環ライン４８０の第三熱交換器４７０から第二熱交換器４６０に第二熱媒体が流れる第一ライン４８１に配置する。これにより、第二熱交換器４６０に向かう第二熱媒体を加熱することで、第二熱媒体の温度が低い場合でも、第二熱媒体を昇温することができ、湿式脱硫装置４４０の出口側の排ガスの昇温を図ることができる。
【００９３】
また、排熱利用発電システム４００は、第一加熱器４５０と煙突１３０との間の排ガス温度を所定範囲内の温度に調整する第一制御部２２ａを備えている。これにより、第一加熱器４５０の出口側の排ガス温度を適切な温度に調整することで、湿式脱硫装置４４０の出口側の煙道設備の腐食を抑制したり、煙突１３０による排ガスの拡散効果を発揮させたりすることができる。
【００９４】
また、第一制御部２２ａは、さらに、第三熱交換器４７０の入口側の第二熱媒体の温度を所定範囲内の温度に調整する。これにより、第三熱交換器４７０の腐食を抑制することができる。
【００９５】
また、排熱利用発電システム４００において、第一制御部２２ａは、第一加熱器４５０の出口側の排ガス温度と、第三熱交換器４７０の入口側の第二熱媒体の温度とが所望の範囲内の温度になるように、バイナリ発電設備４２０の発電出力を調整するか、バイナリ発電設備４２０の発電量に応じて第一加熱器４５０の加熱量を調整する。つまり、第一制御部２２ａは、排ガスの余剰な熱をバイナリ発電設備４２０に供給するように、バイナリ発電設備４２０の発電出力を調整する。または、バイナリ発電設備４２０の発電出力によって排ガスの温度が変化するため、第一制御部２２ａは、第一加熱器４５０による湿式脱硫装置４４０の出口側の排ガスへの加熱量を調整する。これにより、第三熱交換器４７０の入口側の第二熱媒体の温度と、湿式脱硫装置４４０の出口側の排ガス温度とを、所定範囲内の温度に調整することができる。
【００９６】
また、排熱利用発電システム４００は、さらに、ボイラ１００と集塵装置４３０との間の第一熱交換器４１０の出口側の排ガス温度と、第一熱交換器４１０の入口側の第一熱媒体の温度とを、所定範囲内の温度に調整する第二制御部２２ｂを備えている。これにより、第一熱交換器４１０の出口側の排ガス温度を適切な温度に調整することで、集塵装置４３０の入口側の排ガス温度を、集塵装置４３０に対して最適な温度に調整することができる。例えば、集塵装置４３０が低低温型の乾式電気集じん器であって入口側の排ガスの最適温度が９０℃の場合には、当該入口側の排ガス温度を９０℃に調整することができる。また、第一熱交換器４１０の入口側の第一熱媒体の温度を適切な温度に調整することで、第一熱交換器４１０の腐食を抑制することができる。
【００９７】
また、本発明の実施の形態に係る制御装置２０によれば、第一加熱器４５０と煙突１３０との間の排ガス温度を取得する温度取得部２１と、当該排ガス温度を所定範囲内の温度に調整する温度調整部２２とを備えている。これにより、第一加熱器４５０の出口側の排ガス温度を適切な温度に調整することで、湿式脱硫装置４４０の出口側の煙道設備の腐食を抑制したり、煙突１３０による排ガスの拡散効果を発揮させたりすることができる。
【００９８】
また、制御装置２０において、温度取得部２１は、ボイラ１００と集塵装置４３０との間の第一熱交換器４１０の出口側の排ガス温度と、第一熱交換器４１０の入口側の第一熱媒体の温度とを取得し、温度調整部２２は、これらの温度を所定範囲内の温度に調整する。これにより、第一熱交換器４１０の出口側の排ガス温度を適切な温度に調整することで、集塵装置４３０の入口側の排ガス温度を、集塵装置４３０に対して最適な温度に調整することができる。また、第一熱交換器４１０の入口側の第一熱媒体の温度を適切な温度に調整することで、第一熱交換器４１０の腐食を抑制することができる。
【００９９】
また、本発明は、このような排熱利用発電システム４００を制御する制御装置２０として実現することができるだけでなく、制御装置２０が行う特徴的な処理をステップとする制御方法としても実現することができる。また、本発明は、制御装置２０に含まれる特徴的な処理部を備える集積回路としても実現することができる。また、本発明は、当該制御方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、当該プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの記録媒体として実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができる。
【０１００】
（変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１について、説明する。図５は、本発明の実施の形態の変形例１に係る排熱利用発電システム４０１の構成を示す模式図である。
【０１０１】
同図に示すように、本変形例における排熱利用発電システム４０１は、上記実施の形態における排熱利用発電システム４００の第一加熱器４５０に代えて、第一加熱器４５１を備えている。そして、第一加熱器４５１は、第二熱交換器４６０と熱媒体循環ライン４８０と第二加熱器４９０とを備えているが、上記実施の形態における第一加熱器４５０が備えていた第三熱交換器４７０は備えていない。つまり、熱媒体循環ライン４８０を流れる第二熱媒体は、第二熱交換器４６０で冷却された後、第二加熱器４９０で加熱されて、第二熱交換器４６０に戻る。その他の構成は、上記実施の形態と同様である。
【０１０２】
以上のように、本変形例に係る排熱利用発電システム４０１によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、第一加熱器４５１は、第三熱交換器４７０を備えていないため、排熱利用発電システム４０１の設備構成を簡略化することができ、建設工程を短縮したり建設費用を低減したりすることができる。
【０１０３】
（変形例２）
次に、上記実施の形態の変形例２について、説明する。図６は、本発明の実施の形態の変形例２に係る排熱利用発電システム４０２の構成を示す模式図である。
【０１０４】
同図に示すように、本変形例における排熱利用発電システム４０２は、上記実施の形態における排熱利用発電システム４００の第一加熱器４５０に代えて、第一加熱器４５２を備えている。ここで、第一加熱器４５２は、上記実施の形態における第一加熱器４５０が備えていた構成（第二熱交換器４６０、第三熱交換器４７０、熱媒体循環ライン４８０及び第二加熱器４９０）を備えることなく排ガスを加熱できるヒータである。第一加熱器４５２は、例えば、電気式のヒータである。その他の構成は、上記実施の形態と同様である。
【０１０５】
以上のように、本変形例に係る排熱利用発電システム４０２によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、第一加熱器４５２は、上記実施の形態における第一加熱器４５０が備えていた構成を備えていないため、排熱利用発電システム４０２の設備構成をさらに簡略化することができ、建設工程をさらに短縮したり建設費用をさらに低減したりすることができる。
【０１０６】
（変形例３）
次に、上記実施の形態の変形例３について、説明する。図７は、本発明の実施の形態の変形例３に係る排熱利用発電システム４０３の構成を示す模式図である。
【０１０７】
同図に示すように、本変形例における排熱利用発電システム４０３は、上記実施の形態における排熱利用発電システム４００の第一熱交換器４１０と集塵装置４３０との位置が逆になっている。その他の構成は、上記実施の形態と同様である。
【０１０８】
具体的には、本変形例に係る第一熱交換器４１０は、集塵装置４３０から湿式脱硫装置４４０に向けて流れる排ガスと、熱媒体（第一熱媒体）との熱交換を行う機器となる。つまり、第一熱交換器４１０は、集塵装置４３０と湿式脱硫装置４４０との間に配置され、集塵装置４３０から湿式脱硫装置４４０へ流れる排ガスを冷却するとともに第一熱媒体を加熱する。具体的には、第一熱交換器４１０は、集塵装置４３０と第三熱交換器４７０との間に配置され、集塵装置４３０から第三熱交換器４７０に流れる排ガスを冷却するとともに第一熱媒体を加熱する。
【０１０９】
この場合、集塵装置４３０の入口側の排ガスの温度（排ガス温度Ｔｇ１）は、１３５℃程度となるため、集塵装置４３０は、低温型の乾式電気集じん器であるのが好ましい。なお、集塵装置４３０を出た排ガスは、第一熱交換器４１０によって、排ガス温度Ｔｇ７＝１３５℃程度から排ガス温度Ｔｇ８＝９０℃程度まで冷却されて、第三熱交換器４７０に送られる。
【０１１０】
以上のように、本変形例に係る排熱利用発電システム４０３によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、第一熱交換器４１０の手前に集塵装置４３０を配置することで、集塵装置４３０に比較的温度の高い排ガスを送ることができる。このため、集塵装置４３０が、比較的温度の高い排ガスを効率的に処理できる構成である場合には、本変形例の構成が適している。
【０１１１】
以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る排熱利用発電システムについて説明したが、本発明は、上記実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【０１１２】
例えば、上記実施の形態及びその変形例では、ボイラ１００は、燃料供給装置１０１によって供給される燃料である石炭（微粉炭）を燃焼することとした。しかし、燃料供給装置１０１が供給する燃料は、石炭には限定されず、重油、原油等の油燃料や液化天然ガス（ＬＮＧ）等の化石燃料、または、バイオマス燃料等の化石燃料以外の燃料など、どのような燃料であってもよい。つまり、ボイラ１００は、それらの燃料のいずれかを燃焼、または、それらの燃料のうち２つ以上の燃料を混焼することにしてもかまわない。
【０１１３】
また、上記実施の形態及びその変形例では、ボイラ１００は、定圧貫流ボイラであることとした。しかし、ボイラ１００の形式は、定圧貫流ボイラには限定されず、変圧貫流ボイラなど、どのような形式のボイラであってもかまわない。
【０１１４】
また、上記実施の形態及びその変形例では、排熱利用発電システムは、第一熱交換器４１０とバイナリ発電設備４２０と集塵装置４３０と湿式脱硫装置４４０と第一加熱器４５０とを備えている構成とした。しかし、排熱利用発電システムは、第一熱交換器４１０とバイナリ発電設備４２０と第一加熱器４５０とを備えていればよく、排熱利用発電システムの概念の中に集塵装置４３０及び湿式脱硫装置４４０は含まれていないことにしてもよい。
【０１１５】
また、上記実施の形態及びその変形例では、第一加熱器４５０において、第二加熱器４９０は第一ライン４８１に配置されていることとした。しかし、第二加熱器４９０は第二ライン４８２に配置されていることにしてもよい。
【０１１６】
また、上記実施の形態及びその変形例では、第一ライン４８１及び第二ライン４８２は熱媒体循環ライン４８０を構成し、第二熱媒体ｗ２は熱媒体循環ライン４８０を循環することとした。しかし、第一ライン４８１及び第二ライン４８２は、熱媒体循環ライン４８０を構成することなく、第二熱媒体ｗ２は第一ライン４８１及び第二ライン４８２を流れることにしてもよい。つまり、例えば、第二ライン４８２が第二熱交換器４６０または第三熱交換器４７０に接続されておらず、第一ライン４８１及び第二ライン４８２で循環ラインを形成していないことにしてもよい。
【０１１７】
また、上記実施の形態及びその変形例では、バイナリ入口ライン４２１とバイナリ出口ライン４２２とが循環ラインを構成し、第一熱媒体ｗ１は当該循環ラインを循環することとした。しかし、例えば、バイナリ出口ライン４２２が第一熱交換器４１０に接続されておらず、第一熱媒体ｗ１は、循環することなく、バイナリ入口ライン４２１とバイナリ出口ライン４２２とを流れることにしてもよい。
【０１１８】
また、上記実施の形態及びその変形例では、バイナリ入口ライン４２１とバイナリ出口ライン４２２との間に、バイナリバイパスライン４２３が配置されていることとした。しかし、バイナリバイパスライン４２３は配置されずに、バイナリ入口ライン４２１の調整弁４２１Ｖ等で第一熱媒体ｗ１の流量が調整されて、バイナリ発電設備４２０の発電出力が調整されることにしてもよい。
【０１１９】
また、上記実施の形態及びその変形例では、排熱利用発電システムは、火力発電所１の排煙処理系統に備えられていることとした。しかし、排熱利用発電システムは、火力発電所以外の例えば化学工場や製鉄所等の排煙処理系統に備えられていることにしてもよい。
【０１２０】
また、上記実施の形態及び上記変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明は、火力発電所等の排煙処理系統に備えられる排熱利用発電システム等に適用できる。
【符号の説明】
【０１２２】
１  火力発電所
１０  発電部
２０  制御装置
２１  温度取得部
２２  温度調整部
２２ａ  第一制御部
２２ｂ  第二制御部
２３  記憶部
１００  ボイラ
１０１  燃料供給装置
１０２  微粉炭搬送路
１０３  主蒸気管
１０４  煙道
１１０  脱硝装置
１２０  空気予熱器
１３０  煙突
２００  蒸気タービン
２１０  高圧タービン
２２０  中圧タービン
２３０  低圧タービン
３００  発電機
４００、４０１、４０２、４０３  排熱利用発電システム
４１０  第一熱交換器
４２０  バイナリ発電設備
４２１  バイナリ入口ライン
４２２  バイナリ出口ライン
４２３  バイナリバイパスライン
４３０  集塵装置
４４０  湿式脱硫装置
４４１  補給水ライン
４５０、４５１、４５２  第一加熱器
４６０  第二熱交換器
４７０  第三熱交換器
４８０  熱媒体循環ライン
４８１  第一ライン
４８２  第二ライン
４９０  第二加熱器
４９１  蒸気ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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