(57)【要約】【課題】排熱回収ボイラの運転時において、他系統にある加熱源等外部からの熱源を必要とせず、燃焼排ガス中のＳＯ２濃度が変化する条件においても給水温度を適切な温度に設定して、伝熱管の腐食を防止することができる排熱回収ボイラの給水方法を提供する。【解決手段】低圧節炭器３に、給水を供給する低圧節炭器給水供給工程と、低圧節炭器３に供給された給水を低圧節炭器３から排出する低圧節炭器給水排出工程と、ＳＯｘ濃度測定手段６１の測定結果に基づいて低圧節炭器３に供給される給水温度の目標給水温度を設定し、低圧節炭器給水供給工程において低圧節炭器３に供給される給水をバイパスする低圧節炭器バイパス工程と、を備える排熱回収ボイラ１の給水方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼排ガスで給水を加熱する少なくとも１つの節炭器と、該節炭器のうち前記燃焼排ガスが最も低温側となる位置に配置した低圧節炭器を通過した前記燃焼排ガス中のＳＯｘ濃度を測定するＳＯｘ濃度測定手段と、を備える排熱回収ボイラの給水方法において、
前記低圧節炭器に、前記給水を供給する低圧節炭器給水供給工程と、
前記低圧節炭器に供給された前記給水を前記低圧節炭器から排出する低圧節炭器給水排出工程と、
前記ＳＯｘ濃度測定手段の測定結果に基づいて前記低圧節炭器に供給される給水温度の目標給水温度を設定し、前記低圧節炭器給水供給工程において前記低圧節炭器に供給される前記給水をバイパスする低圧節炭器バイパス工程と、
を備えることを特徴とする排熱回収ボイラの給水方法。
【請求項２】
前記ＳＯｘ濃度測定手段の測定結果に基づいて設定した前記目標給水温度に対して、前記低圧節炭器に供給される給水温度の調整に当たり、前記低圧節炭器バイパス工程を行う前に、前記低圧節炭器から排出された前記給水を前記低圧節炭器に戻す低圧節炭器循環工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の排熱回収ボイラの給水方法。
【請求項３】
前記ＳＯｘ濃度測定手段の測定結果に基づいて酸露点温度を設定し、前記低圧節炭器に供給される給水温度の前記目標給水温度は前記酸露点温度に所定の余裕温度を加えて設定され、前記目標給水温度となるように前記低圧節炭器循環工程、及び／又は、前記低圧節炭器バイパス工程を行うことを特徴とする請求項２に記載の排熱回収ボイラの給水方法。
【請求項４】
前記目標給水温度を、前記燃焼排ガス中のＳＯｘ濃度に応じて段階的に変化させることを特徴とする請求項３に記載の排熱回収ボイラの給水方法。
【請求項５】
前記燃焼排ガス中のＳＯｘ濃度又は前記低圧節炭器に供給される前記給水の温度と前記目標給水温度との差に応じて、前記低圧節炭器バイパス工程において前記低圧節炭器をバイパスさせる前記給水のバイパス流量を段階的に増加させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の排熱回収ボイラの給水方法。
【請求項６】
燃焼排ガスで給水を加熱する少なくとも１つの節炭器と、
該節炭器のうち前記燃焼排ガスが最も低温側となる位置に配置した低圧節炭器を通過した前記燃焼排ガス中のＳＯｘ濃度を測定するＳＯｘ濃度測定手段と、
を備え、
前記低圧節炭器には、前記低圧節炭器に前記給水を供給する低圧節炭器給水供給ラインと、前記低圧節炭器に供給された前記給水を前記低圧節炭器から排出する低圧節炭器給水排出ラインと、前記低圧節炭器給水供給ラインから分岐して、前記低圧節炭器給水排出ラインに接続され、前記低圧節炭器に供給される前記給水をバイパスする低圧節炭器バイパスラインと、が設けられ、
前記ＳＯｘ濃度測定手段の出力に基づいて前記低圧節炭器に供給される給水温度の目標給水温度を設定し、前記低圧節炭器バイパスラインの使用を切り換える制御部が設けられることを特徴とする排熱回収ボイラ。
【請求項７】
前記低圧節炭器給水排出ラインから分岐して、前記低圧節炭器給水供給ラインに接続され、前記低圧節炭器から排出された前記給水を前記低圧節炭器に戻す低圧節炭器循環ラインがさらに設けられ、
前記制御部は、前記ＳＯｘ濃度測定手段の出力に基づいて設定した前記目標給水温度に対して、前記低圧節炭器に供給される給水温度の調整に当たり、前記低圧節炭器バイパスラインを使用したバイパス流量調整へ切り換える前に、前記低圧節炭器循環ラインを使用した循環流量調整へ切り換えることを特徴とする請求項６に記載の排熱回収ボイラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、排熱回収ボイラの給水方法及び排熱回収ボイラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、排熱回収ボイラは、例えばガスタービン等と組み合わせて構成されるコンバインドサイクル発電プラントに使用されている。コンバインドサイクル発電プラントでは、ガスタービンによって発電機を回転駆動して発電し、さらに、ガスタービンから排出される燃焼排ガスの排熱を利用して蒸気を発生させる。この蒸気を蒸気タービンへ供給することで発電機の回転駆動にさらに利用して、蒸気タービンによる発電を追加することができる。従って、コンバインドサイクル発電プラントは、高効率で環境に優しい発電プラントとして注目されている。
【０００３】
このようなコンバインドサイクル発電プラントにおける排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ：Ｈｅａｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｓｔｅａｍ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）は、ガスタービンや燃焼装置等の熱を発生させ利用する装置から排出される燃焼排ガスの排熱を利用して蒸気を発生させる装置として知られている。排熱回収ボイラの一例としては、例えば下記の特許文献１，２に記載のものが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９７９２号公報
【特許文献２】特許第５６１３９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
排熱回収ボイラは、ガスタービン等から排出される燃焼排ガスの熱エネルギーにより給水・蒸気系統を加熱することで熱回収を行う。排熱回収ボイラは、このような熱回収を行うに当たり、燃焼排ガスで給水を順次加熱する複数の熱交換器を備えている。このような排熱回収ボイラの燃焼排ガス流れにおける最下流に設けた熱交換器（低圧節炭器）においては、供給される給水の温度が酸露点温度以下になると、伝熱管表面も同程度の温度に低下して露結した燃焼排ガス中の水分が、燃焼排ガスに含まれるＳＯｘと反応してＨ２ＳＯ４を生じることがある。この場合、生じたＨ２ＳＯ４により伝熱管が腐食する可能性がある。従って、供給される給水の温度を酸露点温度以上に保つ必要がある。
【０００６】
このような伝熱管の腐食を防止するために、例えば特許文献１では、他系統にある加熱源（脱気器）を利用して排熱回収ボイラへの給水を加熱し、燃焼排ガス中のＳＯ２濃度に応じて低圧節炭器（燃焼排ガスが低温となる後流側）入口の給水温度が酸露点温度以下とならないよう温度制御を行っている。
【０００７】
一方、特許文献２では、ガスタービンが停止している期間に、伝熱管に付着した硫安又は酸性硫安が湿分を吸収して腐食が生じることを防止し、伝熱管の腐食を防ぐことを課題としている。この課題を解決するために、特許文献２は、低圧節炭器で加熱された給水を再度低圧節炭器の入口側へ循環される循環ライン、及び給水が低圧節炭器をバイパスして中圧／高圧節炭器の給水系統へ向かうバイパスラインを備え、低圧節炭器入口の給水温度が酸露点温度以下とならないよう温度制御している。
【０００８】
しかしながら、特許文献１では、給水温度の加熱のために、他系統にある加熱源を必要としていた。また、特許文献２では、ガスタービンが停止している期間における伝熱管の腐食防止を課題としており、ガスタービン運転時のような燃焼排ガス中のＳＯ２濃度が変化する条件における伝熱管の腐食への対策については考慮されていなかった。
【０００９】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、排熱回収ボイラの運転時において、他系統にある加熱源等外部からの熱源を必要とせず、燃焼排ガス中のＳＯ２濃度が変化する条件においても給水温度を適切な温度に設定して、伝熱管の腐食を防止することができる排熱回収ボイラの給水方法及び排熱回収ボイラ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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示の幾つかの実施形態に係る排熱回収ボイラの給水方法は、燃焼排ガスで給水を加熱する少なくとも１つの節炭器と、該節炭器のうち前記燃焼排ガスが最も低温側となる位置に配置した低圧節炭器を通過した前記燃焼排ガス中のＳＯｘ濃度を測定するＳＯｘ濃度測定手段と、を備える排熱回収ボイラの給水方法において、前記低圧節炭器に、前記給水を供給する低圧節炭器給水供給工程と、前記低圧節炭器に供給された前記給水を前記低圧節炭器から排出する低圧節炭器給水排出工程と、前記ＳＯｘ濃度測定手段の測定結果に基づいて前記低圧節炭器に供給される給水温度の目標給水温度を設定し、前記低圧節炭器給水供給工程において前記低圧節炭器に供給される前記給水をバイパスする低圧節炭器バイパス工程と、を備える。
【００１１】
本開示の幾つかの実施形態に係る排熱回収ボイラの給水方法は、ＳＯｘ濃度測定手段の測定結果に基づいて低圧節炭器に供給される給水温度の目標給水温度を設定し、低圧節炭器給水供給工程において低圧節炭器に供給される給水をバイパスする低圧節炭器バイパス工程を備えることを特徴とする。低圧節炭器に供給される給水をバイパスすることにより、低圧節炭器への温度の低い給水の供給流量を減らすことができる。これにより、低圧節炭器入口の給水温度を高くすることができる。また、ＳＯｘ濃度測定手段の測定結果に基づいて低圧節炭器に供給される給水温度の目標給水温度を設定して、給水のバイパスを行うことで、リアルタイムのＳＯｘ濃度に基づいて低圧節炭器入口の給水温度を変更することが可能となる。また、本開示の排熱回収ボイラの給水方法においては、低圧節炭器に供給される給水をバイパスするだけで低圧節炭器入口の給水温度を高くすることができる。従って、外部から蒸気等の熱を加えて給水温度を高くする必要がないため、新たな設備を設けることなく給水温度を制御することが可能となる。
【００１２】
上記実施形態において、前記ＳＯｘ濃度測定手段の測定結果に基づいて設定した前記目標給水温度に対して、前記低圧節炭器に供給される給水温度の調整に当たり、前記低圧節炭器バイパス工程を行う前に、前記低圧節炭器から排出された前記給水を前記低圧節炭器に戻す低圧節炭器循環工程を行うことが好ましい。
【００１３】
低圧節炭器循環工程により、低圧節炭器から排出された給水を低圧節炭器に戻すことが可能となる。これにより、設定した目標給水温度に対して、低圧節炭器に供給される給水温度の調整に当たって、低圧節炭器入口の給水温度を高くすることができる。また、低圧節炭器循環工程を低圧節炭器バイパス工程の前に行うことで、低圧節炭器循環工程を行っても低圧節炭器入口の給水温度が上がらなかった場合に低圧節炭器バイパス工程を行うという運用が可能となる。即ち、低圧節炭器循環工程のみでは目標給水温度まで熱量が不足している場合、不足した熱量を低圧節炭器バイパス工程で補うことができる。
【００１４】
本開示の幾つかの実施形態に係る排熱回収ボイラの給水方法においては、前記ＳＯｘ濃度測定手段の測定結果に基づいて酸露点温度を設定し、前記低圧節炭器に供給される給水温度の前記目標給水温度は前記酸露点温度に所定の余裕温度を加えて設定され、前記目標給水温度となるように前記低圧節炭器循環工程、及び／又は前記低圧節炭器バイパス工程を行う。
【００１５】
目標給水温度は、露点温度から余裕を持った温度（余裕温度）を加えて設定されるため、給水温度を適切な温度に設定することが可能となる。即ち、現在のＳＯｘ濃度から現在の酸露点温度を算出し、この酸露点温度から余裕を持たせた目標給水温度を設定し、この目標給水温度に基づいた給水温度の制御を行うことが可能となる。このように、排熱回収ボイラの運転時において、現在の酸露点温度に基づいた給水温度制御を行うことが可能となるため、給水温度を適切な温度に設定することが可能となる。これにより、伝熱管の腐食を防止しながら、ボイラの性能を可能な限り向上させることができる。
【００１６】
本開示の幾つかの実施形態に係る排熱回収ボイラの給水方法においては、前記目標給水温度を、前記燃焼排ガス中のＳＯｘ濃度に応じて段階的に変化させる。
【００１７】
これにより、各流調弁への開度指令によって開閉がチャタリングする（短い時間間隔で弁の開閉を繰り返す）ことを抑制できるため、系統全体の制御系を安定化させることができる。
【００１８】
前記燃焼排ガス中のＳＯｘ濃度又は前記低圧節炭器に供給される前記給水の温度と前記目標給水温度との差に応じて、前記低圧節炭器バイパス工程において前記低圧節炭器をバイパスさせる前記給水のバイパス流量を段階的に増加させる。
【００１９】
これにより、バイパス流量を調整する流調弁への開度指令によって開閉がチャタリングする（短い時間間隔で弁の開閉を繰り返す）ことを抑制できるため、安定化させることができる。
【００２０】
本開示の幾つかの実施形態に係る排熱回収ボイラは、燃焼排ガスで給水を加熱する少なくとも１つの節炭器と、該節炭器のうち前記燃焼排ガスが最も低温側となる位置に配置した低圧節炭器を通過した前記燃焼排ガス中のＳＯｘ濃度を測定するＳＯｘ濃度測定手段と、を備え、前記低圧節炭器には、前記低圧節炭器に前記給水を供給する低圧節炭器給水供給ラインと、前記低圧節炭器に供給された前記給水を前記低圧節炭器から排出する低圧節炭器給水排出ラインと、前記低圧節炭器給水供給ラインから分岐して、前記低圧節炭器給水排出ラインに接続され、前記低圧節炭器に供給される前記給水をバイパスする低圧節炭器バイパスラインと、が設けられ、前記ＳＯｘ濃度測定手段の出力に基づいて前記低圧節炭器に供給される給水温度の目標給水温度を設定し、前記低圧節炭器バイパスラインの使用を切り換える制御部が設けられる。
【００２１】
本開示の幾つかの実施形態に係る排熱回収ボイラにおいては、ＳＯｘ濃度測定手段の出力に基づいて設定した目標給水温度に対して、低圧節炭器に供給される給水温度の調整に当たり、低圧節炭器バイパスラインの使用を切り換える制御部が設けられることを特徴とする。低圧節炭器に供給される給水をバイパスすることにより、低圧節炭器への温度の低い給水の供給流量を減らすことができる。これにより、低圧節炭器入口の給水温度を高くすることができる。また、制御部がＳＯｘ濃度測定手段の出力に基づいて低圧節炭器に供給される給水温度の目標給水温度を設定し、給水のバイパスを行うことで、リアルタイムのＳＯｘ濃度に基づいて低圧節炭器入口の給水温度を変更することが可能となる。また、本開示の排熱回収ボイラにおいては、低圧節炭器バイパスラインにより低圧節炭器に供給される給水をバイパスするだけで低圧節炭器入口の給水温度を高くすることができる。従って、外部から蒸気等の熱を加えて給水温度を高くする必要がないため、新たな設備を設けることなく給水温度を制御することが可能となる。
【００２２】
上記実施形態において、前記低圧節炭器給水排出ラインから分岐して、前記低圧節炭器給水供給ラインに接続され、前記低圧節炭器から排出された前記給水を前記低圧節炭器に戻す低圧節炭器循環ラインがさらに設けられ、前記制御部は、前記ＳＯｘ濃度測定手段の出力に基づいて前記低圧節炭器に供給される給水温度の調整にあたり、前記低圧節炭器バイパスラインを使用したバイパス流量調整へ切り換える前に、前記低圧節炭器循環ラインを使用した循環流量調整へ切り換えることが好ましい。
【００２３】
低圧節炭器循環ラインにより、低圧節炭器から排出された給水を低圧節炭器に戻すことが可能となる。これにより、低圧節炭器入口の給水温度を高くすることができる。また、設定した目標給水温度に対して、低圧節炭器に供給される給水温度の調整に当たって、低圧節炭器バイパスラインの使用を切り換える前に、低圧節炭器循環ラインを使用した循環流量調整へ切り換えることで、低圧節炭器から排出された給水を低圧節炭器に戻しても低圧節炭器入口の給水温度が上がらなかった場合に、低圧節炭器バイパスラインを使用したバイパス流量調整をするという運用が可能となる。即ち、低圧節炭器循環ラインの使用のみでは目標給水温度まで熱量が不足している場合、不足した熱量を低圧節炭器バイパスラインの使用で補うことができる。このように、給水温度を適切な温度に設定することが可能となり、ボイラの性能を可能な限り向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本開示の排熱回収ボイラの給水方法及び排熱回収ボイラによれば、排熱回収ボイラの運転時において、外部から蒸気等の熱を加えずに給水温度を適切な温度に設定することができる。これにより、ボイラの性能を可能な限り向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本開示の一実施形態に係る排熱回収ボイラの構成を示す概略的な系統図である。
【図２】本開示の一実施形態に係る排熱回収ボイラの低圧節炭器及びその付近の具体的な構成を示す系統図である。
【図３】本開示の一実施形態に係る排熱回収ボイラの給水方法を示すフローチャートである。
【図４】酸露点温度、酸露点温度＋余裕温度、及び目標給水温度の関係を表すグラフである。
【図５】（ａ）低圧節炭器の入口給水温度と時間経過との関係、（ｂ）低圧節炭器の出口温度と時間経過との関係、及び（ｃ）バイパス流量と時間経過との関係をそれぞれ表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下に、本開示に係る排熱回収ボイラの給水方法及び排熱回収ボイラの一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下では、燃焼排ガスとしてガスタービンからの燃焼排ガスを適用した排熱回収ボイラを一例として説明するが、これに限定されない。即ち、燃焼排ガスとしてボイラ等からの燃焼排ガスを適用しても良い。
【００２７】
〔排熱回収ボイラ〕
以下、本開示の一実施形態に係る排熱回収ボイラについて、図１及び図２を用いて説明する。
図１は本開示の一実施形態に係る排熱回収ボイラの構成を示す概略的な系統図である。
【００２８】
ガスタービン（図示せず）からの燃焼排ガス（図中にガス流れとして示す）が導入される燃焼排ガス流路には、図１に示すような排熱回収ボイラ１が設けられている。排熱回収ボイラ１へ燃焼排ガスが流入する入口付近の燃焼排ガスの温度は例えば５５０℃〜６５０℃程度になっている。なお、排熱回収ボイラ１内の燃焼排ガス流路は本明細書では水平方向にガスが流れる燃焼排ガス流路として説明しているが、燃焼排ガス流路は鉛直方向に向いたものでも良い。
【００２９】
排熱回収ボイラ１で熱回収された後の燃焼排ガスは、排熱回収ボイラ１を介し、煙突２から大気に放出される。この煙突２の入口には、排熱回収ボイラ１から排出された燃焼排ガス中のＳＯｘ濃度を測定するＳＯｘ濃度測定手段６１が設けられている。このＳＯｘ濃度測定手段６１は、例えば燃焼排ガス中のＳＯ２濃度を測定する。ＳＯｘが水分と反応してＨ２ＳＯ４を生じる場合、ＳＯｘはＳＯ３になる。ＳＯ２からＳＯ３に変わる転換率は一般的に約５％であることが分かっているため、ＳＯ２の濃度を測定することで間接的にＳＯ３の濃度を把握することができる。なお、ＳＯｘ濃度測定手段６１が設けられる場所は、煙突２の入口に限らず、後述する低圧節炭器３を通過した燃焼排ガスのＳＯｘ濃度を計測できる場所であればよく限定するものではない。
【００３０】
排熱回収ボイラ１は、複数の熱交換器を備えており、例えば低圧節炭器３、低圧蒸発器４、中圧節炭器５、中圧蒸発器６、低圧過熱器７、高圧節炭器８、中圧過熱器９、脱硝装置１０、高圧蒸発器１１、高圧一次過熱器１２、一次再熱器１３、二次再熱器１４、及び高圧二次過熱器１５を備えている。これらは燃焼排ガス流路の最下流側から最上流に向けて順次配置されている。また、低圧蒸発器４、中圧蒸発器６、及び高圧蒸発器１１の鉛直上方には、それぞれ低圧汽水分離ドラム１６、中圧汽水分離ドラム１７、及び高圧汽水分離ドラム１８が配置されている。これら低圧、中圧及び高圧の汽水分離ドラム１６，１７，１８により、低圧蒸発器４、中圧蒸発器６、及び高圧蒸発器１１から供給される汽水混合物から蒸気と水が分離される。
【００３１】
低圧節炭器３、中圧節炭器５、及び高圧節炭器８には、それぞれ低圧給水流量調整弁２１、中圧給水流量調整弁２２、及び高圧給水流量調整弁２３を有する低圧、中圧及び高圧汽水分離ドラム給水管２５，２６，２７等がそれぞれ配置されている。これらにより、低圧節炭器３、中圧節炭器５、及び高圧節炭器８から低圧、中圧及び高圧の汽水分離ドラム１６，１７，１８に汽水混合物を供給する際の流量が調整される。
【００３２】
また、低圧節炭器３には、低圧節炭器３に供給された給水を低圧節炭器３から排出する低圧節炭器給水排出ライン（高中圧給水連絡管）４２が設けられており、この低圧節炭器給水排出ライン４２は高中圧給水ポンプ３７に接続されている。この低圧節炭器給水排出ライン４２の途中には、上記の低圧汽水分離ドラム給水管２５が接続されており、低圧汽水分離ドラム給水管２５を介して低圧蒸発器４に接続されている。高中圧給水ポンプ３７は、中圧節炭器入口連絡管３９を介して中圧節炭器５に接続され、高圧節炭器給水供給管４０を介して高圧節炭器８に接続される。また、高中圧給水ポンプ３７の設置部より上流側の低圧節炭器給水排出ライン４２には給水温度計５３が設けられている。
【００３３】
蒸気タービンで蒸気のエネルギを発電機（図示せず）の回転に変換することにより発電に利用された後の蒸気は、復水器２８に供給される。復水器２８で凝縮された水は、復水器２８出口から給水系統３２に設けられた復水ポンプ２９を経由する。その後、給水系統３２の後半部分に設けられた低圧給水ポンプ３３と低圧給水止め弁３４を順次経由して低圧節炭器給水供給ライン（低圧節炭器入口給水配管）４６から低圧節炭器３に給水として導入される。
【００３４】
起動時及び運転中は、低圧節炭器３ではガスタービンからの燃焼排ガスにより給水が加熱され、その一部は低圧給水流量調整弁２１を設けた低圧汽水分離ドラム給水管２５を経由して低圧汽水分離ドラム１６から低圧蒸発器４に供給される。また、低圧節炭器３で加熱された残りの給水は、低圧節炭器給水排出ライン４２を介して高中圧給水ポンプ３７に送られ、高中圧給水ポンプ３７で昇圧される。高中圧給水ポンプ３７の中段から抽出した給水は、中圧給水止め弁３８を設けた中圧節炭器入口連絡管３９から中圧節炭器５に送られる。また、高中圧給水ポンプ３７で高圧まで昇圧された給水は高圧給水止め弁４１を有する高圧節炭器給水供給管４０を経由して高圧節炭器８に供給される。
【００３５】
このような排熱回収ボイラ１においては、低圧蒸発器４で加熱された給水は低圧汽水分離ドラム１６で汽水分離され、分離された蒸気は低圧過熱器７に送られ、分離された水は再び低圧蒸発器４に送られる。低圧過熱器７で過熱された蒸気は蒸気タービンに供給される。
【００３６】
中圧節炭器５で加熱された給水は、中圧給水流量調整弁２２を設けた中圧汽水分離ドラム給水管２６を経由して中圧汽水分離ドラム１７から中圧蒸発器６に供給される。中圧蒸発器６で加熱された給水は、中圧汽水分離ドラム１７で汽水分離され、蒸気は中圧過熱器９に送られ、水は再び中圧蒸発器６に送られる。中圧過熱器９で過熱された蒸気は一次再熱器１３、二次再熱器１４に順次送られた後、蒸気タービンに供給される。高圧節炭器８に送られた高圧給水は、高圧給水流量調整弁２３を有する高圧汽水分離ドラム給水管２７を経由して高圧汽水分離ドラム１８から高圧蒸発器１１に供給される。高圧蒸発器１１で加熱された給水は、高圧汽水分離ドラム１８で汽水分離され、蒸気は高圧一次過熱器１２、高圧二次過熱器１５に送られて過熱された後に、蒸気タービンに供給される。高圧汽水分離ドラム１８で分離された水は、再び高圧蒸発器１１に送られる。
また、中圧過熱器９と高圧蒸発器１１の間には脱硝装置１０が配置されており、脱硝装置１０には排熱回収ボイラ１の運転中にガス流れの上流側からアンモニアが噴射される。
【００３７】
なお、高圧節炭器給水供給管４０における、高中圧給水ポンプ３７と高圧給水止め弁４１との間の部分には、流量計７０と逆止弁７５が設けられている。低圧汽水分離ドラム給水管２５と中圧節炭器入口連絡管３９には流量計７１，７２がそれぞれ設けられている。また、中圧節炭器入口連絡管３９と給水系統３２にも逆止弁７６，７８がそれぞれ設けられている。
【００３８】
低圧節炭器給水供給ライン４６と低圧節炭器給水排出ライン４２との間には、低圧節炭器３に供給される給水をバイパスする低圧節炭器バイパスライン５０と、低圧節炭器３から排出された給水を低圧節炭器３に戻す低圧節炭器循環ライン４３とが設けられている。
【００３９】
低圧節炭器バイパスライン５０には、復水器２８からの温度の低い給水が流入可能となっている。即ち、低圧節炭器バイパスライン５０には、復水器２８からの給水を供給する低圧給水止め弁３４を有する給水系統３２を接続している。低圧節炭器バイパスライン５０の途中には、バイパス弁５１が設けられている。
また、低圧節炭器循環ライン４３の途中には、低圧節炭器循環ポンプ４４及び調整弁４５が設けられている。
【００４０】
排熱回収ボイラ１には、ＳＯｘ濃度測定手段６１の出力に基づいて、低圧節炭器バイパスライン５０の使用や低圧節炭器循環ライン４３の使用を切り換える制御部６０が設けられる。低圧節炭器バイパスライン５０を使用したバイパス流量の調整や低圧節炭器循環ライン４３を使用した循環流量の調整への切り換えは、バイパス弁５１や調整弁４５の開閉及び開度制御により行われる。なお、図１中の制御部６０は、ＳＯｘ濃度測定手段６１の出力の他に、給水温度計５３の出力も受信している。
【００４１】
制御部６０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。
【００４２】
次に、図２を示して本実施形態に係る排熱回収ボイラの低圧節炭器及びその付近の系統についてより詳しく説明する。
図２は本実施形態に係る排熱回収ボイラの低圧節炭器及びその付近の具体的な構成を示す系統図である。なお、図１と同一の構成要素については、同一の符号を付してその重複した説明を省略する。
【００４３】
低圧節炭器３は、排熱回収ボイラ１が備える複数の節炭器のうちで通過する燃焼排ガスが最も低温側となる位置に設けられた節炭器である。排熱回収ボイラ１においては、図２に示すように、低圧節炭器給水供給ライン４６から分岐して、低圧節炭器給水排出ライン４２に接続され、低圧節炭器３に供給される給水をバイパスする低圧節炭器バイパスライン５０が設けられている。また、低圧節炭器給水排出ライン４２から分岐して、低圧節炭器給水供給ライン４６に接続され、低圧節炭器３から排出された給水を低圧節炭器３に戻す低圧節炭器循環ライン４３がさらに設けられている。
【００４４】
図２に示すように、低圧節炭器給水供給ライン４６と低圧節炭器バイパスライン５０との分岐点は、低圧節炭器給水供給ライン４６への低圧節炭器循環ライン４３の合流点に対して、低圧節炭器給水供給ライン４６の上流側に位置している。また、低圧節炭器給水排出ライン４２への低圧節炭器バイパスライン５０の合流点は、低圧節炭器給水排出ライン４２と低圧節炭器循環ライン４３との分岐点に対して、低圧節炭器給水排出ライン４２の下流側に位置している。
【００４５】
低圧節炭器給水供給ライン４６の低圧節炭器３への入口付近には、低圧節炭器３へ供給される給水の温度を測定する低圧節炭器入口給水温度計６２が設けられている。また、低圧節炭器給水排出ライン４２の低圧節炭器３からの出口付近には、低圧節炭器出口給水温度計６３が設けられている。低圧節炭器入口給水温度計６２及び低圧節炭器出口給水温度計６３の出力は、制御部６０に送られるように構成されている。制御部６０は、ＳＯｘ濃度測定手段６１の出力の他に、これらの温度計の出力に基づいて、低圧給水止め弁３４、調整弁４５、及びバイパス弁５１の開閉及び開度を制御する。本実施形態に係る排熱回収ボイラ１においては、低圧節炭器３の入口付近を流通する給水の温度は、例えば概ね８０〜１００℃程度に保たれ、低圧節炭器３の出口付近を流通する給水の温度は、例えば概ね１４０〜１６０℃程度に保たれる。
【００４６】
制御部６０は、ＳＯｘ濃度測定手段６１の出力に基づいて、低圧節炭器バイパスライン５０や低圧節炭器循環ライン４３を使用した循環流量の調整へ切り換える。なお、制御部６０は、ＳＯｘ濃度測定手段６１の出力に基づいて低圧節炭器３へ供給される給水の温度を調整する場合は、低圧節炭器バイパスライン５０を使用したバイパス流量の調整へ切り換える前に、低圧節炭器循環ライン４３を使用した循環流量の調整へ切り換えるように制御を行う。これにより、後述するように、低圧節炭器３の給水温度は、低圧節炭器循環ライン４３により低圧節炭器３内での熱バランスにより給水温度を精度よく制御できる。また、給水温度を大きな変化幅で変更して制御するには、低圧節炭器バイパスライン５０により低圧節炭器３を流通する給水流量を減少させることで、燃焼排ガスとの交換熱量に対して給水温度を上昇する効果が大きくなる。即ち、低圧節炭器３の給水温度は、まず低圧節炭器循環ライン４３により精度良く制御し、さらに給水温度の昇温が必要な際には、給水温度の昇温効果の大きな低圧節炭器バイパスライン５０により段階的に制御することで、効率的な制御が可能となる。
制御部６０による制御の詳細については、後述する排熱回収ボイラの給水方法にて説明する。
【００４７】
〔排熱回収ボイラの給水方法〕
次に、本開示の排熱回収ボイラの給水方法の一例について説明する。
本開示の幾つかの実施形態に係る排熱回収ボイラの給水方法は、燃焼排ガスで給水を順次加熱する少なくとも１つの節炭器と、該節炭器のうち燃焼排ガスが最も低温側となる位置に配置した低圧節炭器を通過した燃焼排ガス中のＳＯｘ濃度を測定するＳＯｘ濃度測定手段と、を備える排熱回収ボイラの給水方法である。また、本開示の幾つかの実施形態に係る排熱回収ボイラの給水方法は、低圧節炭器給水供給工程と、低圧節炭器給水排出工程と、低圧節炭器バイパス工程と、を有する。低圧節炭器給水供給工程においては、少なくとも１つの節炭器のうち通過する燃焼排ガスが最も低温側となる位置に設けられた低圧節炭器に、給水を供給する。低圧節炭器給水排出工程においては、低圧節炭器に供給された給水を低圧節炭器から排出する。低圧節炭器バイパス工程においては、ＳＯｘ濃度測定手段の測定結果に基づいて、低圧節炭器給水供給工程において低圧節炭器に供給される給水をバイパスする。
【００４８】
なお、以下では、図２に示す排熱回収ボイラ１において、本開示の排熱回収ボイラの給水方法を適用する場合を一例として説明するが、これに限定されない。
【００４９】
（低圧節炭器給水供給工程）
低圧節炭器給水供給工程においては、低圧節炭器３に給水を供給する。具体的には、給水系統３２に設けられた低圧給水止め弁３４を開くことにより、給水（例えば５０〜６０℃程度）が給水系統３２から低圧節炭器給水供給ライン４６に流入し、低圧節炭器３に供給される。
【００５０】
（低圧節炭器給水排出工程）
低圧節炭器給水排出工程においては、低圧節炭器給水供給工程において低圧節炭器３に供給された給水が低圧節炭器３から排出される。この給水の排出は、低圧節炭器３に供給された給水を低圧節炭器給水排出ライン４２に流すことによって行われる。
【００５１】
（低圧節炭器バイパス工程）
低圧節炭器バイパス工程においては、ＳＯｘ濃度測定手段６１の測定結果に基づいて（ＳＯｘ濃度測定手段６１の測定結果を見ながら）、低圧節炭器給水供給工程において低圧節炭器３に供給される給水をバイパスする。具体的には、ＳＯｘ濃度測定手段６１及び低圧節炭器入口給水温度計６２の測定結果に基づくと、低圧節炭器３に供給される給水の温度が酸露点温度以下もしくは後述する目標給水温度（ＴＩ０）以下であると判断される場合、低圧節炭器バイパス工程を行う。この低圧節炭器バイパス工程においては、バイパス弁５１を開いて開度を制御することにより、給水系統３２から低圧節炭器３に供給される給水の一部をバイパスして低圧節炭器給水排出ライン４２に送る。これにより、低圧節炭器３に供給される給水の流量が減少し、燃焼排ガスからの交換熱量に対して低圧節炭器３の給水温度を上昇させることが可能となる。
【００５２】
（低圧節炭器循環工程）
なお、上記の低圧節炭器バイパス工程を行う前に、ＳＯｘ濃度測定手段６１の測定結果に基づいて、低圧節炭器３から排出された給水を低圧節炭器３に戻す低圧節炭器循環工程が行われる。具体的には、ＳＯｘ濃度測定手段６１及び低圧節炭器入口給水温度計６２の測定結果に基づくと、低圧節炭器３に供給される給水の温度が酸露点温度以下もしくは後述する目標給水温度（ＴＩ０）以下になると判断される場合、上記の低圧節炭器バイパス工程を行う前に低圧節炭器循環工程を行う。この低圧節炭器循環工程においては、調整弁４５を開いて開度を制御することにより、低圧節炭器３から排出された給水を低圧節炭器循環ポンプ４４に送り、低圧節炭器循環ライン４３に流入させる。低圧節炭器循環ライン４３に流入した給水は、低圧節炭器給水供給ライン４６に送られて、再び低圧節炭器３に供給される。これにより、低圧節炭器３から排出された昇温された給水が低圧節炭器３の入口に供給される給水に混合されるので、低圧節炭器３の給水温度を上昇させることが可能となる。
【００５３】
以上説明した各工程は、制御部６０の制御により行われる。
【００５４】
ここで、図３のフローチャートを示して、低圧節炭器循環工程及び低圧節炭器バイパス工程の詳細についてより具体的に説明する。
【００５５】
図３に示されるステップＳ１では、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）１の出口（即ち、煙突２の入口）の燃焼排ガスに含まれるＳＯ２濃度をＳＯｘ濃度測定手段６１により検出する。このときのＳＯ２濃度は、排熱回収ボイラ１に燃焼排ガスを流通させるガスタービン（図示せず）の通常の稼働状態では、例えば０．７〜１．１ｐｐｍ程度の範囲で検出される。
【００５６】
次のステップＳ２では、ステップＳ１で測定されたＳＯ２濃度から、酸露点温度（ＴＡ）を算出する。酸露点温度の算出は既存の推算式により行う。このときの酸露点温度は、例えば９５℃〜１２０℃程度の範囲で算出される。
【００５７】
次のステップＳ３では、ステップＳ２で算出された酸露点温度（ＴＡ）から目標給水温度（ＴＩ０）を設定する。目標給水温度の設定は、例えばＴＡ＋αという式に基づいて行われる。この計算式において、αは酸露点温度から余裕を持った温度（余裕温度）を表す。αは、計測誤差も含めて例えば５〜１０℃の範囲で設定される。なお、目標給水温度（ＴＩ０）の設定は、一次関数的に設定するのではなく、燃焼排ガス中のＳＯ２濃度に応じて段階的に変化する、ある程度の幅を持たせた段階的な設定とする。
【００５８】
次のステップＳ４では、低圧節炭器入口給水温度計６２により給水温度（ＴＩ）を計測する。
【００５９】
次のステップＳ５では、上記のステップで得られた目標給水温度（ＴＩ０）と給水温度（ＴＩ）とに基づいて、調整弁４５（給水温度調整弁）で低圧節炭器循環ライン４３に流す給水の流量を制御する。具体的には、給水温度（ＴＩ）が目標給水温度（ＴＩ０）以上になるように流量制御を行う。
【００６０】
次のステップＳ６では、ステップＳ５を行った結果、給水温度（ＴＩ）が目標給水温度（ＴＩ０）未満かどうかを判定する。給水温度（ＴＩ）が目標給水温度（ＴＩ０）以上（即ち、Ｎｏ判定）の場合、低圧節炭器循環ライン４３の使用のみで給水温度（ＴＩ）を目標給水温度（ＴＩ０）以上にできることが分かる。従って、ステップＳ５に戻り、引き続き低圧節炭器循環ライン４３の使用のみで給水温度制御を行う。
【００６１】
一方、給水温度（ＴＩ）が目標給水温度（ＴＩ０）未満（即ち、Ｙｅｓ判定）の場合、低圧節炭器循環ライン４３の使用のみでは給水温度（ＴＩ）を目標給水温度（ＴＩ０）以上にできないことが分かる。従って、次のステップＳ７に進み、低圧節炭器バイパスライン５０を使用する。
【００６２】
次のステップＳ７では、低圧節炭器バイパスライン５０を使用し、低圧節炭器バイパスライン５０に流れる給水の流量を増加させる。低圧節炭器バイパスライン５０に流れる給水の流量制御は、バイパス弁５１の開度制御により行う。低圧節炭器バイパスライン５０に流れる給水の流量は、低圧節炭器３に供給され流通する給水流量を減少させることで、燃焼排ガスとの交換熱量に対する給水温度上昇への効果が大きくなる。これにより、燃焼排ガスからの交換熱量に対して低圧節炭器３の給水温度（ＴＩ）を上昇することが可能となる。この流量制御は、制御のハンチング（チャタリング）を防止して安定化させるため、急速な温度変化をさせず、温度が整定してから次の流量に変化するように段階的に行ってもよい。即ち、低圧節炭器バイパスライン５０に流れる給水の流量を、微量ずつ、段階的に増加させてもよい。また、低圧節炭器バイパスライン５０に流れる給水の流量は、チャタリングの抑制が可能となる範囲で増加させればよい。
【００６３】
次のステップＳ８では、低圧節炭器バイパスライン５０に流れる給水の流量（バイパスライン流量）が上限流量以上であるか否かを判定する。バイパスライン流量が上限流量未満（即ち、Ｎｏ判定）の場合、ステップＳ４に戻り、再び給水温度（ＴＩ）の計測を行う。一方、バイパスライン流量が上限流量以上（即ち、ＹＥＳ判定）の場合、次のステップＳ９に進む。なお、バイパスライン流量の上限流量の値は、バイパス弁５１の開度の制御性（ＣＶ値）より設定する。
【００６４】
次のステップＳ９では、給水温度（ＴＩ）が目標給水温度（ＴＩ０）未満かどうかを判定し、給水温度（ＴＩ）が目標給水温度（ＴＩ０）未満であった場合、制御部６０が警報を発して作業者に給水温度（ＴＩ）が目標給水温度（ＴＩ０）に調整できないことを通知する。
【００６５】
ここで、上記ステップＳ３における目標給水温度（ＴＩ０）の段階的な設定方法について、図４を示してより具体的に説明する。
図４は、酸露点温度を一点鎖線で、酸露点温度＋余裕温度を破線で、及び目標給水温度を実線で示し、これらと燃焼排ガス中のＳＯ２濃度との関係を表すグラフである。
【００６６】
図４に示すように、燃焼排ガス中のＳＯ２濃度が高くなるほど酸露点温度は高くなっていく。従って、酸露点温度に余裕温度を加えた温度（酸露点温度＋余裕温度）も燃焼排ガス中のＳＯ２濃度が高くなるほど高くなっていく。
【００６７】
目標給水温度は、酸露点温度＋余裕温度に基づいて、特定のＳＯ２濃度範囲においては一定温度となるように段階的に設定する。例えば図４に示すように、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の４段階の目標給水温度を設定すればよい。なお、目標給水温度の段階数は特に限定されない。
【００６８】
次に、上記ステップＳ７におけるバイパスライン流量の段階的な制御方法について、図５を示してより具体的に説明する。
図５（ａ）は低圧節炭器の入口給水温度と時間経過との関係、図５（ｂ）は低圧節炭器の出口温度と時間経過との関係、図５（ｃ）はバイパス流量と時間経過との関係をそれぞれ表すグラフである。図５はＳＯ２濃度が高く給水温度（ＴＩ）と目標給水温度（ＴＩ０）の差がある場合、もしくは時間経過とともにＳＯ２濃度が増加する場合に、バイパスライン流量を段階的に増加させる一例である。
【００６９】
低圧節炭器循環ライン４３を使用した循環流量の調整のみでは給水温度（ＴＩ）を目標給水温度（ＴＩ０）以上にできないことが分かったとき、バイパスライン流量（バイパス流量）を増加させる制御を行う。このとき、まず、図５（ｃ）の通り、ＳＯ２濃度に対して低圧節炭器３の入口給水温度（ＴＩ）を上昇する必要があると判断された際に（図３のステップＳ７に相当）、バイパス弁５１の開度を段階的に大きくしてバイパス流量を増加させる。バイパス流量の増加制御は、低圧節炭器３の入口給水温度（ＴＩ）が目標給水温度（ＴＩ０）に到達させるまで、上限流量を超えない範囲で、段階的に流量を増加させて一定流量となるように制御する（図３のステップＳ８に相当）。例えば、図５（ｃ）に示すように、５段階のバイパス流量に段階的に変更させる制御を行えばよい。なお、バイパス流量制御の段階数は特に限定されず、燃焼排ガス中のＳＯｘ濃度又は低圧節炭器３に供給される給水の温度と目標給水温度（ＴＩ０）との差に応じて、低圧節炭器バイパスライン５０に流れる給水の流量を段階的に制御すればよい。低圧節炭器バイパスライン５０に流れる給水の流量は、ＳＯ２濃度が低い又は給水温度（ＴＩ）と目標給水温度（ＴＩ０）との差が小さい場合には、チャタリングの抑制が可能となる範囲で増加させればよい。また、給水温度（ＴＩ）の昇温速度を上げたい場合には、チャタリングの抑制が可能となる範囲で低圧節炭器バイパスライン５０に流れる給水の流量を増加させてもよい。
【００７０】
低圧節炭器バイパスライン５０に流れるバイパス流量を増やすと、低圧節炭器３へ供給される温度の低い給水系統３２からの給水の供給が減少する。このため、低圧節炭器バイパスライン５０に流れる給水の流量に応じて、低圧節炭器３に供給され流通する給水流量を減少させることで、燃焼排ガスとの交換熱量に対して給水温度上昇の効果が大きくなる。これにより、燃焼排ガスからの交換熱量に対して低圧節炭器３の入口給水温度（ＴＩ）を上昇させることが可能となる。図５（ｃ）に示すように、時間の経過の最初では、低圧節炭器バイパスライン５０を使用したバイパス流量の調整は行わず、バイパス流量がゼロである。図５（ａ）の両矢印Ａの領域においては、低圧節炭器循環ライン４３を使用した循環流量の調整により給水温度（ＴＩ）の制御を行っている。しかしながら、低圧節炭器循環ライン４３を使用した循環流量の調整のみでは給水温度（ＴＩ）を目標給水温度（ＴＩ０）に到達させることができないことがある。このときは、不足熱量（図５（ａ）の両矢印Ｂで示す温度差）を低圧節炭器バイパスライン５０を使用したバイパス流量の調整により補う必要がある。
【００７１】
このとき、図５（ａ）の両矢印Ａの領域より以降の時間の経過に対しては、図５（ｃ）に示すように、時間の経過とともに段階的にバイパス流量が増加するような、低圧節炭器バイパスライン５０を使用してバイパス流量を増やす調整を行う。これにより、図５（ａ）に示すように、バイパス流量の増加に伴い、低圧節炭器３の入口の給水温度（ＴＩ）は上昇し、昇温速度も上昇する。即ち、給水温度を大きな変化幅で変更して制御するには、低圧節炭器バイパスライン５０により低圧節炭器３を流通する給水流量を減少させる方が、燃焼排ガスとの熱交換量に対して給水温度を上昇させる効果は、低圧節炭器循環ライン４３を使用した循環流量の調整よりも大きい。
【００７２】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、低圧節炭器３の入口の給水温度（ＴＩ）と出口の給水温度（Ｔ０）は連動して変化する。この理由としては、バイパス流量を増やすと低圧節炭器３へ流入する給水量が減少し、低圧節炭器３での燃焼排ガスとの交換熱量が大きく変わらないため、この交換熱量に対して低圧節炭器３の出口温度（Ｔ０）が上昇する。これにより、低圧節炭器循環ライン４３を流通する給水の温度が上昇し、温度が上昇した給水を低圧節炭器３に戻すこととなるからである。
【００７３】
なお、バイパス流量を増やしたタイミングから所定時間の遅れの後に低圧節炭器３の入口の給水温度（ＴＩ）と出口の給水温度（Ｔ０）が増加する。即ち、バイパス流量を増やした直後に低圧節炭器３の入口や出口の給水温度がすぐに上昇するわけではなく、時間遅れを伴う。このため低圧節炭器循環ライン４３を使用した循環流量の調整により給水温度（ＴＩ）の制御を先立って行っている。
【００７４】
以上に説明の構成により、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
上記したように、本実施形態の排熱回収ボイラ１においては、ＳＯｘ濃度測定手段６１の出力に基づいて、低圧節炭器循環ライン４３を使用した循環流量の調整と、低圧節炭器バイパスライン５０を使用したバイパス流量の調整とを切り換える制御部６０が設けられることを特徴とする。低圧節炭器３の給水温度は、低圧節炭器循環ライン４３により低圧節炭器３から排出された昇温された給水が、低圧節炭器３の入口に供給される給水に混合されるので、低圧節炭器３内での熱バランスにより給水温度を精度よく上昇させる制御が可能となる。また、給水温度をより大きな変化幅で変更して制御するには、低圧節炭器３に供給される給水をバイパスすることにより、低圧節炭器３への温度の低い給水の供給流量を減らすことができ、燃焼排ガスからの熱交換量に対して低圧節炭器３入口の給水温度を大きく上昇させることができ、段階的にバイパス流量を増加させることで安定した制御を行うことが可能となる。即ち、低圧節炭器３の給水温度は、まず低圧節炭器循環ライン４３により精度良く制御し、さらに給水温度の昇温が必要な際には、給水温度の昇温効果の大きな低圧節炭器バイパスライン５０により段階的に制御することで、効率的な制御が可能となる。
【００７５】
また、制御部６０がＳＯｘ濃度測定手段６１の出力に基づいて給水のバイパスを行うことで、リアルタイムのＳＯｘ濃度に基づいて低圧節炭器３入口の給水温度を変更することが可能となる。即ち、現在のＳＯｘ濃度から現在の酸露点温度を算出し、この酸露点温度から余裕を持たせた目標給水温度を設定し、この目標給水温度に基づいた給水温度の制御を行うことが可能となる。このように、現在の酸露点温度に基づいた給水温度制御を行うことが可能となるため、給水温度を適切な温度に設定することが可能となる。これにより、低圧節炭器３の伝熱管の腐食を防止することができ、その際の給水温度を適切にするのでボイラの性能を可能な限り向上させることができる。
【００７６】
また、本開示の排熱回収ボイラ１においては、低圧節炭器バイパスライン５０により低圧節炭器３に供給される給水をバイパスするだけで低圧節炭器３入口の給水温度を高くすることができる。従って、他系統にある加熱源等外部から蒸気等の熱源を加えて給水温度を高くする必要がないため、新たな設備を設けることなく、低圧節炭器３付近の既存の構成を利用して、低圧節炭器３内での熱バランスにより給水温度を制御することが可能となり、ボイラの性能を可能な限り向上させることができる。従って、本開示の排熱回収ボイラ１は他系統の応答の影響を受けないので制御応答性に優れている。
【００７７】
また、低圧節炭器循環ライン４３により、低圧節炭器３から排出された給水を低圧節炭器３に戻すことが可能となる。これにより、低圧節炭器３入口の給水温度を高くすることができる。また、低圧節炭器バイパスライン５０の使用を切り換える前に、低圧節炭器循環ライン４３の使用を切り換えることができる。これにより、低圧節炭器３から排出された給水を低圧節炭器３に戻しても低圧節炭器３入口の給水温度が上がらなかった場合に低圧節炭器バイパスライン５０を使用するという運用が可能となる。即ち、低圧節炭器循環ライン４３の使用のみでは目標給水温度まで熱量が不足している場合、不足した熱量を低圧節炭器バイパスライン５０の使用で補うことができる。
【００７８】
また、上記したように、本実施形態の排熱回収ボイラ１の給水方法においては、ＳＯｘ濃度測定手段６１の測定結果に基づいて、低圧節炭器給水供給工程において、低圧節炭器循環ライン４３を使用した低圧節炭器循環工程に加えて、低圧節炭器３に供給される給水をバイパスする低圧節炭器バイパス工程を有することを特徴とする。低圧節炭器３に供給される給水をバイパスすることにより、低圧節炭器３への温度の低い給水の供給を減らすことができる。これにより、低圧節炭器３入口の給水温度を高くすることができる。
【００７９】
ＳＯｘ濃度測定手段６１の測定結果に基づいて給水のバイパスを行うことで、リアルタイムのＳＯｘ濃度に基づいて低圧節炭器３入口の給水温度を変更することが可能となる。即ち、現在のＳＯｘ濃度から現在の酸露点温度を算出し、この酸露点温度から余裕を持たせた目標給水温度を設定し、この目標給水温度に基づいた給水温度の制御を行うことが可能となる。このように、現在の酸露点温度に基づいた給水温度制御を行うことが可能となるため、給水温度を適切な温度に設定することが可能となる。これにより、ボイラの性能を可能な限り向上させながら、低圧節炭器３の伝熱管の腐食を防止することができる。
【００８０】
特に、目標給水温度を段階的に設定することで、各流調弁への開度指令が開閉をチャタリングする（短い時間間隔で弁の開閉を繰り返す）ことを抑制できるため、系統全体の制御系を安定化させることができる。
【００８１】
本開示の排熱回収ボイラ１の給水方法においては、低圧節炭器３に供給される給水をバイパスするだけで低圧節炭器３入口の給水温度を高くすることができる。従って、外部から蒸気等の熱を加えて給水温度を高くする必要がないため、新たな設備を設けることなく給水温度を制御することが可能となる。また、バイパス流量を段階的に増加するよう制御することで、上記同様チャタリングの抑制が可能となる。
【００８２】
また、低圧節炭器循環工程により、低圧節炭器３から排出された給水を低圧節炭器３に戻すことが可能となる。これにより、低圧節炭器３入口の給水温度を高くすることができる。また、低圧節炭器循環工程を低圧節炭器バイパス工程の前に行うことで、低圧節炭器循環工程を行っても低圧節炭器３入口の給水温度が上がらなかった場合に低圧節炭器バイパス工程を行うという運用が可能となる。即ち、低圧節炭器循環工程のみでは目標給水温度まで熱量が不足している場合、不足した熱量を低圧節炭器バイパス工程で補うことができる。
【符号の説明】
【００８３】
１  排熱回収ボイラ
２  煙突
３  低圧節炭器
４  低圧蒸発器
５  中圧節炭器
６  中圧蒸発器
７  低圧過熱器
８  高圧節炭器
９  中圧過熱器
１０  脱硝装置
１１  高圧蒸発器
１２  高圧一次過熱器
１３  一次再熱器
１４  二次再熱器
１５  高圧二次過熱器
１６  低圧汽水分離ドラム
１７  中圧汽水分離ドラム
１８  高圧汽水分離ドラム
２１  低圧給水流量調整弁
２２  中圧給水流量調整弁
２３  高圧給水流量調整弁
２５  低圧汽水分離ドラム給水管
２６  中圧汽水分離ドラム給水管
２７  高圧汽水分離ドラム給水管
２８  復水器
２９  復水ポンプ
３２  給水系統
３３  低圧給水ポンプ
３４  低圧給水止め弁
３７  高中圧給水ポンプ
３８  中圧給水止め弁
３９  中圧節炭器入口連絡管
４０  高圧節炭器給水供給管
４１  高圧給水止め弁
４２  低圧節炭器給水排出ライン（高中圧給水連絡管）
４３  低圧節炭器循環ライン
４４  低圧節炭器循環ポンプ
４５  調整弁
４６  低圧節炭器給水供給ライン（低圧節炭器入口給水配管）
５０  低圧節炭器バイパスライン
５１  バイパス弁
５３  給水温度計
６０  制御部
６１  ＳＯｘ濃度測定手段
６２  低圧節炭器入口給水温度計
６３  低圧節炭器出口給水温度計
７０，７１，７２  流量計
７５，７６，７８  逆止弁
【図１】
2019124436.tif 000003
【図２】
2019124436.tif 000004
【図３】
2019124436.tif 000005
【図４】
2019124436.tif 000006
【図５】
2019124436.tif 000007