(57)【要約】【課題】  発電と洗浄を同時に並行して実施することができ、しかも、高炉ガスを冷却することがない高炉炉頂圧発電設備および高炉炉頂圧発電設備におけるタービン翼の洗浄方法を提供することを目的とする。【解決手段】  高炉ガス配管２と、タービン３と、発電機４と、高炉ガス配管２に設けられ、高炉ガスに蒸気を注入するための蒸気注入手段６とを有し、蒸気注入手段６から注入された蒸気によって生成されたミストがタービン３の翼３２に衝突して翼３２に付着したダストを除去する。このとき、高炉ガスは昇温されタービン３の回収エネルギ量が向上する。また、高炉ガス配管２に湿式集塵機８が設置され、高炉ガスが降温および加湿される。さらに、注入される蒸気の注入量が高炉ガスの供給量に対して質量比で７％以下である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炉から排出された高炉ガスを後記タービンに供給するための高炉ガス配管と、
該高炉ガス配管に接続され、前記高炉ガスによって回転されるタービンと、
該タービンに連結された発電機と、
前記高炉ガス配管に設けられ、前記高炉ガスに蒸気を注入するための蒸気注入手段とを有し、
該蒸気注入手段から注入された蒸気によって生成されたミストが、前記タービンの翼に衝突して該翼に付着したダストを除去することを特徴とする高炉炉頂圧発電設備。
【請求項２】
前記高炉ガス配管に湿式集塵機が設置され、前記高炉ガスが降温および加湿されることを特徴とする請求項１記載の高炉炉頂圧発電設備。
【請求項３】
前記注入される蒸気の量が前記タービンに供給される高炉ガスの供給量に対して質量比で７％以下であることを特徴とする請求項１または２記載の高炉炉頂圧発電設備。
【請求項４】
高炉から排出された高炉ガスを後記タービンに供給するための高炉ガス配管と、該高炉ガス配管に接続され、前記高炉ガスによって回転されるタービンと、該タービンに連結された発電機と、前記高炉ガス配管に設けられ、前記高炉ガスに蒸気を注入するための蒸気注入手段とを有す高炉炉頂圧発電設備において、
前記蒸気注入手段から蒸気を注入し、該注入した蒸気によって生成されたミストを前記タービンの翼に衝突させることによって、該翼に付着したダストを除去することを特徴とする、高炉炉頂圧発電設備におけるタービン翼の洗浄方法。
【請求項５】
前記高炉ガスを、あらかじめ降温および加湿することを特徴とする請求項４記載の、高炉炉頂圧発電設備におけるタービン翼の洗浄方法。
【請求項６】
前記注入される蒸気の量が前記タービンに供給される高炉ガスの供給量に対して質量比で７％以下であることを特徴とする請求項４または５記載の、高炉炉頂圧発電設備におけるタービン翼の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高炉から排出される高炉ガスによって駆動される高炉炉頂圧発電設備、および高炉炉頂圧発電設備を構成するタービンの翼を洗浄するタービン翼の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスタービンに連結された空気圧縮機の翼に付着した塵芥（以下、ダストと称す）を除去するため、翼に洗浄水を間歇的に直接噴射して衝突水によって洗浄する洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１４１９６号公報（３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記洗浄装置は、ガスタービンを空転状態、すなわち、起動装置（補助回転装置）によって回転駆動されている状態において洗浄をするものであるため、高炉炉頂圧発電設備が起動装置（補助回転装置）を具備しない場合、これを適用することができないという問題があった。
あるいは、高炉炉頂圧発電設備を連続的に稼働する必要があるため、空転時間を設けることが困難な場合には、これを適用することができないという問題があった。
さらに、高炉炉頂圧発電設備において発電と洗浄を同時に並行して実施しようとする場合、噴射される水（衝突して飛散する水を含む）によって高炉ガスが冷却され、回収エネルギー量が低下するという問題があった。
【０００５】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、発電と洗浄を同時に並行して実施することができ、しかも、高炉ガスを冷却することがない高炉炉頂圧発電設備および高炉炉頂圧発電設備におけるタービン翼（本発明において、回転翼と固定翼をまとめて「翼」または「タービン翼」と総称する）の洗浄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】
【０００６】
（１）本発明に係る高炉炉頂圧発電設備は、
高炉から排出された高炉ガスを後記タービンに供給するための高炉ガス配管と、
該高炉ガス配管に接続され、前記高炉ガスによって回転されるタービンと、
該タービンに連結された発電機と、
前記高炉ガス配管に設けられ、前記高炉ガスに蒸気を注入するための蒸気注入手段とを有し、
該蒸気注入手段から注入された蒸気によって生成されたミストが、前記タービンの翼に衝突して該翼に付着したダストを除去することを特徴とする。
【０００７】
（２）また、前記高炉ガス配管に湿式集塵機が設置され、前記高炉ガスが降温および加湿されることを特徴とする。
【０００８】
（３）また、前記注入される蒸気の量が前記タービンに供給される高炉ガスの供給量に対して質量比で７％以下であることを特徴とする。
【０００９】
（４）さらに、本発明に係る高炉炉頂圧発電設備におけるタービン翼の洗浄方法は、
高炉から排出された高炉ガスを後記タービンに供給するための高炉ガス配管と、該高炉ガス配管に接続され、前記高炉ガスによって回転されるタービンと、該タービンに連結された発電機と、前記高炉ガス配管に設けられ、前記高炉ガスに蒸気を注入するための蒸気注入手段とを有す高炉炉頂圧発電設備において、
前記蒸気注入手段から蒸気を注入し、該注入した蒸気によって生成されたミストを前記タービンの翼に衝突させることによって、該翼に付着したダストを除去することを特徴とする。
【００１０】
（５）また、前記高炉ガスを、あらかじめ降温および加湿することを特徴とする。
【００１１】
（６）また、前記注入される蒸気の量が前記タービンに供給される高炉ガスの供給量に対して質量比で７％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
したがって、注入した蒸気によって生成されたミスト（本発明において、液化した水からなる「微小水滴」をミストと称す）がタービン翼に衝突して、これに付着したダストを除去するから、発電と洗浄を同時に並行して実施することができる。また、注入した蒸気によって高炉ガスの温度が上昇するから、タービンによる回収エネルギー量が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明の実施形態に係る高炉炉頂圧発電設備の構成を示す模式図である。
図１において、高炉炉頂圧発電設備１は、図示しない高炉に接続され、高炉から排出された高炉ガスをタービン３に供給するための高炉ガス配管２と、高炉ガス配管２に接続され、高炉ガスによって回転されるタービン３と、タービン３の回転駆動軸３１に連結された回転従動軸４１を具備する発電機４と、タービン３に接続され、図示しないガスホルダー（各需要先に燃料ガスとして供給するために高炉ガスを蓄えている）に至る第２の高炉ガス配管５と、高炉ガス配管２に設けられ、高炉ガスに蒸気を注入（噴霧に同じ）するための蒸気注入手段６とを有している。
【００１４】
なお、蒸気注入手段６には、図示しない蒸気発生源（たとえば、転炉ボイラー、焼結ボイラー等）から蒸気を受け入れるための蒸気配管７が接続され、流量調整装置および噴霧ノズルが設置されている。
また、高炉ガス配管２の途中には湿式集塵機８が設置されている。したがって、湿式集塵機８において、高炉ガスに含まれたダストは略除去され、同時に、高炉ガスの温度は低下し、且つ湿度が高くなっている（たとえば、蒸気が略飽和している）。
図中、２１、２２および２３は、それぞれ流量調整弁、緊急遮断弁および調速弁である。
【００１５】
高炉から排出された高炉ガスの温度は２００℃程度であったものが、湿式集塵機８を通過した後は、略６０℃に降下して圧力は２．０〜２．５ｋｇ／ｃｍ2程度になり、蒸気は略飽和している（湿度が略１００％に同じ）。
一方、製鉄所内における一般的なプロセス用蒸気（例えば、転炉ボイラー、焼結ボイラー等から発生する）の温度は２００℃程度、圧力は１０ｋｇ／ｃｍ2程度である。
【００１６】
したがって、前記プロセス用蒸気を前記高炉ガス中に噴霧すると、該蒸気の圧力が低下する（たとえば、１０ｋｇ／ｃｍ2から３ｋｇ／ｃｍ2に低下する）と同時に、温度が低下する（たとえば、略１３０℃以下に低下する）。
このとき、３ｋｇ／ｃｍ2における飽和蒸気温度は１３３℃であるから、噴霧した蒸気は高炉ガス配管２内において湿り蒸気となってミスト（液化した水からなる微小水滴）が生成される。よって、該ミストがタービン３の翼３２（回転翼（動翼）３２ｒと固定翼（静翼）３２ｓとをまとめて翼３２と総称する）に衝突するから、翼３２に付着したダストが除去されるという効果を奏する。
なお、高炉ガスが略飽和しているため、前記蒸気の噴霧をしない場合であっても、タービン３の後段においてはミストが発生する。よって、前記蒸気の噴霧によるミストは、特にタービン３の前段に配置された翼３２の洗浄に有効であるといえる。
一方、高炉ガスは、蒸気の潜熱およびミスト生成時（蒸気から水への相変化）に放出される気化熱によって加熱されるから、タービン３に供給される時点およびタービン３内において温度が高くなり、タービン３による回収エネルギー量が向上するという効果を奏する。
【００１７】
つまり、蒸気の有する熱エネルギーが電力に変換され、且つ、熱エネルギーを放出した後に生成されたミストの運動エネルギーが洗浄に供されるため、蒸気は有効に利用されると換言することができる。
なお、蒸気の注入は連続でも間歇でもよい。また、過剰にミストが発生した場合には、ミストによる翼表面の磨耗等が懸念されるため、蒸気の注入量をタービン３に供給される高炉ガスの供給量に対して質量比で７％以下、好ましくは２ないし５％程度に抑えるとよい。
さらに、蒸気注入手段６に、蒸気の性状を調整する蒸気調整装置を設け、注入する蒸気として好適な温度、圧力または乾き度に調整してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は以上の構成であるから、高炉炉頂圧発電設備のみならず、蒸気タービンを有する各種発電装置や回転装置、および各種発電装置や回転装置における蒸気タービンのタービン翼の洗浄方法に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る高炉炉頂圧発電設備の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２０】
１ 高炉炉頂圧発電設備
２ 高炉ガス配管
３ タービン
４ 発電機
５ 第２の高炉ガス配管
６ 蒸気注入手段
７ 蒸気配管
８ 湿式集塵機
【図１】
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