(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油を燃料とする発電用ボイラにおいて、小型ボイラを設置し、発電用ボイラあるいは所内ボイラあるいは前記小型ボイラを切り替えてスチームを発生させ、燃料の加熱用スチーム配管に接続することを特徴とする発電用ボイラの燃料加熱システム。
【請求項２】
前記小型ボイラとして、移動式の小型ボイラを用いることを特徴とする請求項１に記載の発電用ボイラの燃料加熱システム。
【請求項３】
油を燃料とする発電用ボイラにおいて、前記小型ボイラを設置し、前記発電用ボイラあるいは前記所内ボイラあるいは前記小型ボイラを切り替えてスチームを発生させ、燃料の加熱用スチーム配管に接続するにあたって、前記発電用ボイラの停止時で、前記所内ボイラの定期検査時に、前記発電用ボイラを稼働させスチームを発生させる代わりに、前記小型ボイラを用いてスチームを発生させ燃料を加熱することを特徴とする燃料の加熱方法。
【請求項４】
油を燃料とする発電用ボイラにおいて、前記小型ボイラを設置し、前記発電用ボイラあるいは前記所内ボイラあるいは前記小型ボイラを切り替えてスチームを発生させ、燃料の加熱用スチーム配管に接続するにあたって、前記発電用ボイラの停止時で、前記所内ボイラを稼働させスチームを発生させる代わりに、前記小型ボイラを用いてスチームを発生させ燃料を加熱することを特徴とする燃料の加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油を燃料とする発電用ボイラにおける燃料油の加熱システム、および燃料の加熱方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力の需要は季節により大きく変化する。夏は冷房などによる電力の需要が増大する。そのため、夏は１年を通じて最も電力の需要が多い時期である。冬は暖房などの需要があり、この時期も電力の需要が比較的増大する。この間の春と秋は、気温が安定していることから電力の需要が低下する。これらの季節による格差は、年々増大する傾向にある。
【０００３】
一方、電力を供給する設備では、石炭火力発電所、油火力発電所、原子力発電所、水力発電所など多様な発電方法が採用されている。これらの発電所からの電力は、配電システムにより各地域に有効に利用されている。そのため、電力の需要の季節変動に対し、経済性、応答性などが総合的に判断され、効率的な発電、配電が行われている。
【０００４】
一般に、原子力発電所や大型の石炭火力発電所は、効率は良いが、急速な負荷変化ができないことから、ベースロードの電力として運用され、油火力発電所、水力発電所が負荷変化に対応して発電する方法が取られている。
【０００５】
油火力発電所は応答が速いが、燃料費が比較的高い傾向にある。そのため、電力需要が少ない時期は発電所を停止させ、電力需要が増大すると、ピーク電力対応として運用される場合が多い。この様な電力需要の格差は年々増大しており、これに伴って、油火力発電所の休止期間も増加している。油火力発電所の稼動時期は、電力需要の多い夏および冬の期間であることが多い。具体的には、夏場の７月から９月と冬場の１月から３月ごろに油火力発電所を稼働し、他の月は電力需要が少ないため停止させる方法が取れている。
【０００６】
油火力発電所の主要機器は、燃料タンク、燃料ポンプ等の燃料系、油を燃焼しスチームを発生させる発電用ボイラ、発生したスチームで駆動させるスチームタービン、スチームタービンに直結した発電機、および配電設備から構成されている。また、発電用ボイラには、所内ボイラが設置されている。所内ボイラは、ボイラを起動、停止する時に使用する油バーナの噴霧用のスチームあるいはパージ用のスチーム、さらに、水ポンプの起動用のスチーム等を主に供給するスチーム供給設備である。
【０００７】
油火力発電所では、重油等の重質な油燃料が利用されているが、発電所の停止期間中は燃料油の粘度上昇あるいは固化が起こるため、燃料タンク、燃料ポンプ、燃料輸送配管などの燃料系を加熱し保管しておく必要がある。燃料系の加熱には、発電用ボイラおよび所内ボイラから発生するスチームを適時使い分け使用している。
【０００８】
図２は従来の油を燃料とした発電用ボイラの燃料加熱システムの一例である。発電用ボイラの燃料加熱システム１には、発電用ボイラとして１号機発電用ボイラ２および２号機発電用ボイラ３が設置されている。また、発電用ボイラの起動停止時のスチーム発生を主目的に設置された所内ボイラ４が配置されている。
【０００９】
燃料系には、重油などの燃料を貯蔵する第１燃料タンク５、第２燃料タンク６、第３燃料タンク７、第４燃料タンク８の４基の燃料タンクが設置されている。また、１号機発電用ボイラ２および２号機発電用ボイラ３に燃料を供給する第１補助燃料タンク９および第２補助燃料タンク１０が設置されている。これらの燃料タンクからは燃料ポンプで燃料が取り出され、燃料輸送配管１７に供給されている。各燃料タンクからの燃料は燃料輸送配管１７で連結される構成になっている。
【００１０】
発電用ボイラを起動する場合は、最初に所内ボイラ４を起動し、発電用ボイラのバーナに油燃料を噴霧するためのスチーム等を供給する。その後、バーナに燃料を供給し、燃焼させることになる。発電用ボイラが稼動している時の燃料系の加熱は、発電用ボイラで発生するスチームを一部取り出し利用する。
【００１１】
発電用ボイラが停止しているときは、所内ボイラ４を起動し発生するスチームを利用している。所内ボイラ４は１年あるいは２年に一度、定期検査を実施しており、約１月程度所内ボイラ４は停止する。この間は、１号機発電用ボイラ２あるいは２号機発電用ボイラ３を起動し、発生するスチームを燃料係の加熱に利用している。なお、本件に関する公知例は知られていない。
【特許文献１】該当なし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図２で示した従来の発電所のシステムでは、所内ボイラが定期検査で休止する場合、発電用ボイラを起動し、発生するスチームを燃料系の加熱源として利用している。燃料系の加熱に用いるスチーム量は、少量であり、発電用ボイラで発生するスチーム量の極一部しか利用しない。残りのスチームは発電用に利用される。
【００１３】
一方、前述したように、電力会社は電力需要と経済性等を考慮し、複数の発電所を適宜稼動させ、最適な電力供給システムを構築し実施している。従来法では、所内ボイラの定期検査時に、燃料系の加熱用スチームを確保するため、発電用ボイラを稼動し発電しなければならない。
【００１４】
発電用ボイラを運用し発電するためには、電力需要量が一定であるため、他の効率の高い発電所の負荷を低減する必要がある。その結果、電力会社は、最適な電力供給システムを取ることができず、当然ながら発電コストを高めることになる。
【００１５】
本発明は、油を燃料とする発電用ボイラにおいて、燃料系の加熱源として発電用ボイラあるいは所内ボイラあるいは小型ボイラを切り替えて、効果的にスチームを発生させる燃料加熱システムおよび燃料の加熱方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、油を燃料とする発電用ボイラに小型ボイラを設置し、発電用ボイラあるいは所内ボイラあるいは小型ボイラを切り替えてスチームを発生させ、燃料の加熱用スチーム配管に接続することを特徴とする発電用ボイラの燃料加熱システムである。また、本発明の小型ボイラとして、移動式の小型ボイラを用いることを特徴とする発電用ボイラの燃料加熱システムである。
【００１７】
また、本発明は、油を燃料とする発電用ボイラに小型ボイラを設置し、発電用ボイラあるいは所内ボイラあるいは小型ボイラを切り替えてスチームを発生させ、燃料の加熱用スチーム配管に接続するにあたって、発電用ボイラの停止時で所内ボイラの定期検査時に、発電用ボイラを稼働させスチームを発生させる代わりに、小型ボイラを用いてスチームを発生させ燃料を加熱することを特徴とする燃料の加熱方法である。
【００１８】
また、本発明は、油を燃料とする発電用ボイラに小型ボイラを設置し、発電用ボイラあるいは所内ボイラあるいは小型ボイラを切り替えてスチームを発生させ、燃料の加熱用スチーム配管に接続するにあたって、前記発電用ボイラの停止時で、前記所内ボイラを稼働させスチームを発生させる代わりに、前記小型ボイラを用いてスチームを発生させ燃料を加熱することを特徴とする燃料の加熱方法である。
【発明の効果】
【００１９】
油を燃料とする発電用ボイラにおいて、燃料系の加熱源として発電用ボイラから発生するスチーム、所内ボイラから発生するスチームの利用に加え、燃料系の加熱用の移動式の小型ボイラを設置し、運用条件に合わせ適宜切り替え利用することで、経済的な運用が達成できる。
【００２０】
所内ボイラが定期検査を実施している間は、発電用ボイラで燃料系の加熱用スチームを発生させ、同時に発電をする必要がある。前述したが、加熱用スチームを発生させるため発電する方法は、最適な発電システムを変更することになり経済的ではない。また、発電用ボイラで発生するスチームは高圧であり、燃料系の加熱用として用いるためには減圧する必要があり、減圧によるエネルギーは、回収が難しく損失となる。
【００２１】
そこで、所内ボイラの定期検査の時に、小型ボイラを稼働させ燃料系の加熱用スチームを供給することにより、発電用ボイラの立ち上げが不要になる。そのため、経済的な運用を図ることができる。なお、燃料系の加熱用スチームの使用量は、図２で示すシステムでは１時間に６トン程度の低圧スチームで十分であり、燃料系の加熱に必要なスチーム量を発生させる機種を選択することにより、効率の良い運転ができる。
【００２２】
また、移動式の１時間に２トン程度のスチーム発生量のボイラを３台程度使用する方法を採用することで、車載による輸送が容易になり、必要な時期に小型ボイラを借用し設置する方法、あるいは、小型ボイラが不要な時期には、他の発電所で利用する等の経済的な運用が可能になる。
【００２３】
発電用ボイラが停止しているときは、緊急対応を考慮し所内ボイラを稼働させており、発生するスチームを用いて燃料系の加熱用スチームを供給している。
【００２４】
所内ボイラで燃料系の加熱用スチームを発生させる場合は、所内ボイラのスチーム発生量が１時間に３５トン程度であるため、燃料系の加熱用スチームだけを取り出すには、２０％以下の低負荷で所内ボイラを運用しなければならない。
【００２５】
そのため、所内ボイラの運用は経済的ではない面がある。発電用ボイラを緊急に立ち上げる必要がない場合には、所内ボイラを停止し、小型ボイラを用いて燃料系の加熱用スチームを発生させることにより、経済的な運用が達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
発電所において、油を燃料とした発電用ボイラでは、温度が低下すると燃料油の粘度の上昇あるいは燃料油の固化が起こる。そのため、燃料タンク、燃料ポンプ、燃料輸送配管などの燃料系を、スチーム等を用いて常に加熱しておく必要がある。
【００２７】
一方、電力需要の負荷変化の対応として運用される油火力発電所は、発電用ボイラの停止期間も長く、この間、所内ボイラの定期検査による停止等が発生する。そのため、これらのボイラからのスチームの利用を含め、効率的な燃料系の加熱システムを確立する必要がある。
【００２８】
図１は本発明による油を燃料とした発電用ボイラの燃料加熱システムの一例である。図１は、油を燃料とした２基の発電用ボイラが設置された発電用ボイラの燃料加熱システム１であり、このシステムを例に説明する。
【００２９】
発電用ボイラは１号機発電用ボイラ２、および２号機発電用ボイラ３の２基が設置されている。また、１号機発電用ボイラ２あるいは２号機発電用ボイラ３を起動するための所内ボイラ４と、燃料系の加熱用の小型ボイラ３０が付設されている。小型ボイラは、所内ボイラ４の１０から３０％負荷に相当するボイラである。
【００３０】
燃料系統は、重油などの発電用ボイラの燃料を貯蔵する第１燃料タンク５、第２燃料タンク６、第３燃料タンク７、第４燃料タンク８の４基の燃料タンクを備えている。４基の燃料タンクからの燃料油は、それぞれ第１燃料ポンプ１１、第２燃料ポンプ１２、第３燃料ポンプ１３、第４燃料ポンプ１４を用いて取り出される。なお、これらの燃料タンクは逐次切り替えて利用することになる。
【００３１】
各燃料ポンプの出口は、燃料輸送配管１７が連結され、各燃料タンクから適時燃料油が供給できる構成になっている。この連結された燃料輸送配管１７は、一本の集合配管１８にまとめられ、その後、２本の燃料輸送配管１７に分岐され、２基の第１補助燃料タンク９および第２補助燃料タンク１０に供給されている。
【００３２】
第１補助燃料タンク９は、１号機発電用ボイラ２に燃料油を供給する燃料タンクで、第２補助燃料タンク１０は２号機発電用ボイラ３に燃料油を供給する燃料タンクである。
【００３３】
１号機発電用ボイラ２および２号機発電用ボイラ３を稼働する時には、第１補助燃料タンク９および第２補助燃料タンク１０から、それぞれ第１補助燃料ポンプ１５および第２補助燃料ポンプ１６を用いて燃料油を昇圧し、各発電用ボイラのバーナへ供給している。
【００３４】
重油などの燃料油は環境温度が低いと粘度が上昇し、あるいは燃料油が固化するため、ポンプでの輸送が困難になる。そのため、後述するが低圧スチームを用いて燃料輸送配管１７、燃料タンク、燃料ポンプ等の燃料系を加熱している。燃料系の加熱は、図示していないが加熱用スチーム配管を燃料輸送配管１７、燃料タンク、燃料ポンプに抱き合わせる方法を取っている。また、燃料系の加熱用スチームは、各ボイラからのスチームを切り替え供給している。
【００３５】
１号機発電用ボイラ２あるいは２号機発電用ボイラ３からのスチームは、それぞれ１号機発電用ボイラスチーム配管１９あるいは２号機発電用ボイラスチーム配管２０を用いて加熱用スチーム配管に供給されている。
【００３６】
すなわち、これらのスチームは、それぞれ第１補助燃料タンク９および第２補助燃料タンク１０の燃料油入口の燃料輸送配管１７に取り付けられた、燃料系の加熱用スチーム配管に供給されている。
【００３７】
所内ボイラ４からは起動、停止時に用いるスチームが、起動停止用スチーム配管２２を通り発電用ボイラへ供給されている。すなわち、起動時は、バーナに燃料を噴霧するためのアトマイズ用スチームとして供給されている。
【００３８】
また、所内ボイラスチーム配管２１を通り、集合配管１８の位置へ燃料油の加熱用としてスチームが供給されている。小型ボイラ３０からのスチームは小型ボイラスチーム配管３１を通り、所内ボイラスチーム配管２１へ供給され燃料系の加熱用として利用されている。
【００３９】
油火力発電所では、一般にピーク電力対応として活用され、電力需要の増大する夏場あるいは冬場に稼働し、他の季節は停止する運用を行っている。油を燃料とする１号機発電用ボイラ２あるいは２号機発電用ボイラ３が起動しているときは、１号機発電用ボイラスチーム配管１９あるいは２号機発電用ボイラスチーム配管２０を開け、発電用ボイラのスチームを一部抽気し、燃料油の加熱用スチームとして供給する。
【００４０】
発電用ボイラが停止しているときは、所内ボイラ４の負荷を１０から３０％程度まで低下させて、低圧のスチームを発生させ、燃料油の加熱用スチームとして所内ボイラスチーム配管２１を開け供給する。
【００４１】
所内ボイラ４は１年あるいは２年に一度、定期検査を実施しており、発電用ボイラが停止している時に実施される。定期検査は一般に約１ヶ月程度の期間が必要であり、この間、所内ボイラ４は停止することになる。発電用ボイラが停止し、所内ボイラ４が定期検査で停止している場合は、小型ボイラ３０を用いて、燃料油の加熱用スチームとして小型ボイラスチーム配管３１を開け、所内ボイラスチーム配管２１に供給することで、効率の良い燃料系の加熱が達成できる。
【００４２】
所内ボイラ４は、発電用ボイラの起動停止用のスチームを発生させるために設置されている。そのため、所内ボイラ４を用いて燃料油の加熱用スチームのみを供給する場合は、所内ボイラ４の負荷を１０から３０％程度まで低減し、スチームの圧力を低下させて供給することになる。この様な運転は所内ボイラ４にとって効率的な運転とは言えない。発電用ボイラにおいて緊急起動が要求されない場合は、小型ボイラ３０を運転しスチームを供給することで効率の良い燃料系の加熱が達成できる。
【００４３】
この様に、発電用ボイラの燃料加熱システム１の燃料系の加熱スチームとして、１号機発電用ボイラ２あるいは２号機発電用ボイラ３のスチーム、所内ボイラのスチーム、小型ボイラのスチームを状況に応じて効果的に利用することにより、経済的な運用を図ることができる。また、小型ボイラは移動式にすることにより、必要な時期に小型ボイラを借用し設置する方法、あるいは、小型ボイラが不要な時期には、他の発電所で利用する等の経済的な運用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明による油を燃料とした発電用ボイラの燃料加熱システムを説明する図である。
【図２】従来の油を燃料とした発電用ボイラの燃料加熱システムを説明する図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    発電用ボイラの燃料加熱システム
２    １号機発電用ボイラ
３    ２号機発電用ボイラ
４    所内ボイラ
５    第１燃料タンク
６    第２燃料タンク
７    第３燃料タンク
８    第４燃料タンク
９    第１補助燃料タンク
１０  第２補助燃料タンク
１１  第１燃料ポンプ
１２  第２燃料ポンプ
１３  第３燃料ポンプ
１４  第４燃料ポンプ
１５  第１補助燃料ポンプ
１６  第２補助燃料ポンプ
１７  燃料輸送配管
１８  集合配管
１９  １号機発電用ボイラスチーム配管
２０  ２号機発電用ボイラスチーム配管
２１  所内ボイラスチーム配管
２２  起動停止用スチーム配管
３０  小型ボイラ
３１  小型ボイラスチーム配管
【図１】
0004637691.tif 000002
【図２】
0004637691.tif 000003