(57)【要約】【課題】低圧給水系統の薬品濃度を常に適正値に維持させることのできるコンバインドサイクル発電設備およびその水質管理方法を提供する。【解決手段】本発明に係る給水処理方法は、蒸気タービンプラントから復水給水管３２を介して低圧ドラム２５に供給される給水の水質を管理するために、前記低圧ドラム２５に直接ｐＨ調整剤と脱酸素剤を注入する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低圧蒸気タービンと、
この低圧蒸気タービンの排気蒸気が凝縮した復水を低圧ドラムに供給する復水給水管と、
ポンプを介してこの復水給水管に接続され、水質管理のためのｐＨ調整剤と脱酸素剤とを前記復水に注入する薬品注入系統と、
を有するコンバインドサイクル発電設備において、
前記低圧ドラムに直接、または前記低圧ドラムに接続される配管のいずれか１箇所に水質管理のためのｐＨ調整剤と脱酸素剤とを注入する注入口を設けたこと
を特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項２】
請求項１記載のコンバインドサイクルプラント設備において、
前記低圧ドラムに接続される配管は低圧ドラムの降水管であること
を特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項３】
請求項１記載のコンバインドサイクル発電設備において、
前記低圧ドラムに接続される配管は低圧ドラム下流側に接続される中高圧給水管であること
を特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項４】
請求項１記載のコンバインドサイクル発電設備において、
前記低圧ドラム上流側に脱気器を設けるとともに、
前記低圧ドラムに接続される配管はこの脱気器と低圧ドラムとを接続される配管であること
を特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項５】
請求項１記載のコンバインドサイクル発電設備において、
前記低圧ドラム上流側に脱気器を設けるとともに、
前記低圧ドラムに接続される配管はこの脱気器と
低圧ドラムとを接続される配管と、前記脱気器に接続させる復水給水管とであること
を特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項６】
請求項５記載のコンバインドサイクル発電設備において、
前記復水給水管は、低圧節炭器を備えたこと
を特徴とするコンバインドサイクル発電設備。
【請求項７】
低圧蒸気タービンの排気蒸気が凝縮した復水にｐＨ調整剤および脱酸素剤を加えてその水質管理を行う際に、
低圧タービンから低圧ドラムに前記復水を供給する復水給水管に設けた薬品注入系統を介して注入するのに加え、
前記低圧ドラムに直接、または前記低圧ドラムに接続される配管のいずれか１箇所に設けた注入口から前記ｐＨ調整剤と脱酸素剤とを注入すること
を特徴とするコンバインドサイクル発電設備の水質管理方法。
【請求項８】
請求項７記載のコンバインドサイクル発電設備の水質管理方法において、
前記低圧ドラムに接続される配管は低圧ドラムの降水管であること
を特徴とするコンバインドサイクル発電設備の水質管理方法。
【請求項９】
請求項７記載のコンバインドサイクル発電設備の水質管理方法において、
前記低圧ドラムに接続される配管は低圧ドラム下流側に接続される中高圧給水管であること
を特徴とするコンバインドサイクル発電設備の水質管理方法。
【請求項１０】
請求項７記載のコンバインドサイクル発電設備の水質管理方法において、
前記低圧ドラム上流側に脱気器を設けるとともに、
前記低圧ドラムに接続される配管はこの脱気器と低圧ドラムとを接続される配管であること
を特徴とするコンバインドサイクル発電設備の水質管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバインドサイクル発電設備の排熱回収ボイラの給水に注入するｐＨ調整剤、脱酸素剤等の給水調整剤を適正な管理値に維持させ、プラント構成機器の腐食等を防止するための手段を有するコンバインドサイクル発電設備およびコンバインドサイクル発電設備の水質管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電プラント、例えばコンバインドサイクル発電プラントに適用する排熱回収ボイラでは、給水中の溶存酸素濃度やｐＨ値に制限値を設け、この制限値以下に維持させるよう水質管理を行い、系統、構成機器の腐食等を未然に防止している。
【０００３】
これら溶存酸素やｐＨの水質管理のうち、溶存酸素濃度を制限値以下に維持させるには、排熱回収ボイラの低圧給水系統にヒドラジン等の脱酸素剤を注入し、給水に溶解している溶存酸素と化学反応させ、その濃度を低く抑えていた。
【０００４】
また、ｐＨ値については、アンモニアを主流とするｐＨ調整剤を、脱酸素剤と同様に低圧給水系統に注入し、ｐＨ値の調整を行っていた。
【０００５】
また、排熱回収ボイラのドラム内の水質管理は、缶水にリン酸ソーダを清缶剤として注入し、缶水の硬度を低下させるとともに、缶水のｐＨ値の調整を行っていた。
【０００６】
もっとも、缶水の清缶剤として注入できるリン酸ソーダは、排熱回収ボイラの高圧ドラムおよび中圧ドラムまでであり、低圧ドラムの缶水に注入していなかった。低圧ドラムの缶水にリン酸ソーダを注入しなかったのは、以下の理由に基づく。
【０００７】
リン酸ソーダは、元来、不揮発性物質であり、缶水中のミネラル分と反応して堆積物を生成するものである。
【０００８】
このため、低圧ドラムから出た缶水は、途中で中圧用、高圧用の熱交換器を経て蒸気タービンに流れるルートと、減温器を経て直接蒸気タービンに流れるルートとがあり、熱交換器や蒸気タービンに堆積物が流れると、堆積物の影響を受けて蒸気の流れが悪くなり、この結果、熱交換器の伝熱管の損傷や蒸気タービンの効率低下を招くことを恐れたものである。
【０００９】
このような事象から、排熱回収ボイラの低圧ドラムでは、従来から揮発性の高いヒドラジンを脱酸素剤として使用し、またアンモニアをｐＨ調整剤として専ら使用していた。
【００１０】
なお、火力発電プラントの水質調整にアンモニアやヒドラジン等を使用した技術には、特許文献１、特許文献２等が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１８０８０４号公報
【特許文献２】特開２００５−３１３１１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述の事情に基づいて、排熱回収ボイラの低圧ドラムは、専らアンモニア、ヒドラジン等の揮発性物質による水質管理に依存していたが、揮発性物質には幾つかの問題があり、その一つにアンモニアによる構成機器の腐食、減肉がある。
【００１２】
すなわち、排熱回収ボイラの低圧ドラムから出た蒸気は、揮発性物質とともに、途中で数多くの熱交換器を経て蒸気タービンに至る。この場合、薬品の特性上、蒸気中の薬品濃度は、水の薬品濃度に較べて高くなっている。特に、アンモニア濃度は、ｐＨと密接な関係があり、ｐＨ値が制限値を超えたまま長期間に亘って運転を続けると、いわゆるアンモニアアタックと称して構成機器を腐食させ、減肉させる要因になっていた。
【００１３】
このため、給水中に含まれるアンモニア濃度の制限値を超えることなく十分に水質の管理をしておく必要がある。
【００１４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、大きく配管系統を変えることなくて低圧給水系統の薬品濃度を常に適正値に維持させることができるコンバインドサイクル発電設備およびコンバインドサイクル発電設備の水質管理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】
【００１５】
本発明に係るコンバインドサイクル発電設備は、上述の目的を達成するため、低圧蒸気タービンと、この低圧蒸気タービンの排気蒸気が凝縮した復水を低圧ドラムに供給する復水給水管と、ポンプを介してこの復水給水管に接続され、水質管理のためのｐＨ調整剤と脱酸素剤とを前記復水に注入する薬品注入系統と、を有するコンバインドサイクル発電設備において、前記低圧ドラムに直接、または前記低圧ドラムに接続される配管のいずれか１箇所に水質管理のためのｐＨ調整剤と脱酸素剤とを注入する注入口を設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明に係るコンバインドサイクル発電設備の水質管理方法は、上述の目的を達成するため、低圧蒸気タービンの排気蒸気が凝縮した復水にｐＨ調整剤および脱酸素剤を加えてその水質管理を行う際に、低圧タービンから低圧ドラムに前記復水を供給する復水給水管に設けた薬品注入系統を介して注入するのに加え、前記低圧ドラムに直接、または前記低圧ドラムに接続される配管のいずれか１箇所に設けた注入口から前記ｐＨ調整剤と脱酸素剤とを注入することを特徴とする方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るコンバインドサイクル発電設備は、蒸気タービンプラントから復水給水管を介して低圧ドラムに供給する給水の水質を調整するとき、復水給水管に加え、低圧ドラムに直接、または低圧ドラムに接続される配管のいずれか１箇所にｐＨ調整剤と脱酸素剤とを注入するので、揮発性の高いｐＨ調整剤および脱酸素剤であっても、常に補充することができ、水質の濃度を常に適正値に維持させて系統、構成機器の腐食等を抑制してプラントの安定運転を行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係るコンバインドサイクル発電設備およびコンバインドサイクル発電設備の水質管理方法の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係るコンバインドサイクル発電プラントの概略系統図である。
【００２０】
このコンバインドサイクル発電プラントは、ガスタービンプラント１と蒸気タービンプラント２とを共通の回転軸３で結合させるとともに、排熱回収ボイラ４を別置き配置としている。
【００２１】
ガスタービンプラント１は、空気圧縮機６、燃焼器７、ガスタービン８を備え、空気圧縮機６で吸い込んだ大気ＡＲを高圧の圧縮空気にして燃焼器７に案内し、ここで燃料Ｆを加えて燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスをガスタービン８で膨張させ、その際発生する動力で同軸に接続された発電機５を駆動する。
【００２２】
蒸気タービンプラント２は、高圧タービン９、中圧タービン１０、低圧タービン１１、復水器１２をそれぞれ備え、高圧タービン９で膨張後の排気蒸気を排熱回収ボイラ４の再熱器１３に案内して過熱させ、再熱蒸気として中圧タービン１０に案内して膨張させ、この排気蒸気を低圧タービン１１で再び膨張させた後、復水器１２で復水に凝縮させ、給水としてポンプ１３ａを介して排熱回収ボイラ４に供給している。
【００２３】
一方、排熱回収ボイラ４は、ガスタービンプラント１の排ガスＧの流れに沿ってその上流側から下流側に向って順に、第１高圧過熱器１４、再熱器１３、第２高圧過熱器１５、第３高圧過熱器１６、高圧ドラム１７を備えた高圧蒸発器１８、中圧過熱器１９、高圧節炭器２０、低圧過熱器２１、中圧ドラム２２を備えた中圧蒸発器２３、中圧節炭器２４、低圧ドラム２５を備えた低圧蒸発器２６、低圧節炭器２７をそれぞれ収容し、各熱交換器と排ガスＧとの熱交換により蒸気を発生させている。
【００２４】
また、排熱回収ボイラ４は、蒸気タービンプラント２の復水器１２からポンプ１３ａを介して供給される復水・給水を低圧節炭器２７で予熱させて低圧ドラム２５に案内し、ここで缶水の密度差を利用して低圧蒸発器２６に循環させて蒸気を生成し、この蒸気を低圧過熱器２１を介して低圧タービン１１に供給している。
【００２５】
また、低圧節炭器２７は、出口側で分流させその一部を低圧ポンプ２８、中圧節炭器２４を介して中圧ドラム２２に案内し、ここでも缶水の密度差を利用して中圧蒸発器２３に循環させて蒸気を生成し、この蒸気を中圧過熱器１９を介して低温再熱管２８ａに供給している。
【００２６】
低温再熱管２８ａは、高圧タービン９からの排熱蒸気および中圧過熱器１９からの蒸気を第２高圧過熱器１５を介して再熱器減温器３０に案内し、ここで低圧ポンプ２８からの給水をスプレーさせて再熱蒸気を減温し、再熱器１３に供給している。
【００２７】
また、低圧節炭器２７は、その出口側で分流させた残りを高圧ポンプ２９、高圧節炭器２０を介して高圧ドラム１７に案内し、高圧蒸発器１８で循環させて蒸気を生成し、この蒸気を第３高圧過熱器１６に案内している。
【００２８】
第３高圧過熱器１６は、高圧過熱器減温器３１を備えており、高圧ポンプ２９からの給水をスプレーさせて過熱蒸気を減温し、第１高圧過熱器１４を介して蒸気タービンプラント２の高圧タービン９に案内している。
【００２９】
また、蒸気タービンプラント２の復水器１２と排熱回収ボイラ４の低圧節炭器２７とを結ぶ復水給水管３２には、薬品注入系統としてｐＨ調整剤を注入するｐＨ調整剤注入ポンプ３３とリン酸ソーダを注入するリン酸ソーダ注入ポンプ３４とを介して、薬品が復水給水に注入される。
【００３０】
また、高圧ドラム１７および中圧ドラム２２のそれぞれには、リン酸ソーダを注入する高圧ドラムリン酸ソーダ注入ポンプ３５、中圧ドラムリン酸ソーダ注入ポンプ３６のそれぞれが設けられている。
【００３１】
このような構成を備えたコンバインドサイクル発電において、本実施形態は、図２に示すように排熱回収ボイラ４の低圧ドラム２５にｐＨ調整剤（アンモニア）および脱酸素剤（ヒドラジン）のそれぞれを直接注入するｐＨ調整剤注入口３７、脱酸素剤注入口３８を設けたものである。なお、ｐＨ調整剤注入口３７および脱酸素剤注入口３８のそれぞれにはポンプ（図示せず）が設けられている。
【００３２】
このように、本実施形態は、低圧ドラム２５にｐＨ調整剤および脱酸素剤を直接注入し、揮発性の高い薬品を補う手段を講じているので、適正濃度に維持させて給水の水質管理を十分に行うことができる。
【００３３】
なお、本実施形態は、低圧ドラム２５に直接ｐＨ調整剤と脱酸素剤を注入させているが、この例に限らず、図３に示すように、低圧ドラム２５と低圧蒸発器２６とを結ぶ降水管４０にｐＨ調整剤注入口３７および脱酸素剤注入口３８をそれぞれ設けポンプ（図示せず）の圧送力を利用してｐＨ調整剤および脱酸素剤のそれぞれを注入してもよく、図４に示すように、低圧ドラム２５と中圧ポンプ２８および高圧ポンプ２９とを結ぶ中高圧給水管４１にｐＨ調整剤注入口３７および脱酸素剤注入口３８をそれぞれ設け、ポンプの圧送力を利用してｐＨ調整剤と脱酸素剤を注入してもよい。
【００３４】
また、本実施形態は、図５に示すように、低圧節炭器２７と低圧ドラム２５とを結ぶ中間位置に脱気器４２を設けるとともに、低圧ドラム２５にｐＨ調整剤注入口３７および脱酸素剤注入口３８を設けポンプの圧送力を利用してｐＨ調整剤と脱酸素剤を投入させてもよく、図６に示すように、低圧ドラム２５と脱気器４２との間のｐＨ調整剤注入口３７および脱酸素剤注入口３８を設けそれぞれにポンプの圧送力を利用してｐＨ調整剤と脱酸素剤を注入させてもよく、図７に示すように、低圧ドラム２５を介して脱気器４２と低圧蒸発器２６を結ぶ降水管４０にｐＨ調整剤注入口３７および脱酸素剤注入口３８を設けそれぞれにポンプの圧送力を利用してｐＨ調整剤と脱酸素剤を注入させてもよく、図８に示すように、低圧ドラム２５を介して脱気器４２と接続する中高圧給水管４１にｐＨ調整剤注入口３７および脱酸素剤注入口３８を設けそれぞれにポンプの圧送力を利用してｐＨ調整剤と脱酸素剤を注入してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る給水処理方法および給水処理装置を組み込んだコンバインドサイクル発電プラントの全体概略系統図。
【図２】本発明に係る水質管理方法および水質管理装置を組み込んだ第１実施形態を示すコンバインドサイクル発電設備の部分概略系統図。
【図３】本発明に係る水質管理方法および水質管理装置を組み込んだ第２実施形態を示すコンバインドサイクル発電設備の部分概略系統図。
【図４】本発明に係る水質管理方法および水質管理装置を組み込んだ第３実施形態を示すコンバインドサイクル発電設備の部分概略系統図。
【図５】本発明に係る水質管理方法および水質管理装置を組み込んだ第４実施形態を示すコンバインドサイクル発電設備の部分概略系統図。
【図６】本発明に係る水質管理方法および水質管理装置を組み込んだ第５実施形態を示すコンバインドサイクル発電設備の部分概略系統図。
【図７】本発明に係る水質管理方法および水質管理装置を組み込んだ第６実施形態を示すコンバインドサイクル発電設備の部分概略系統図。
【図８】本発明に係る水質管理方法および水質管理装置を組み込んだ第７実施形態を示すコンバインドサイクル発電設備の部分概略系統図。
【符号の説明】
【００３６】
１  ガスタービンプラント
２  蒸気タービンプラント
３  回転軸
４  排熱回収ボイラ
５  発電機
６  空気圧縮機
７  燃焼器
８  ガスタービン
９  高圧タービン
１０  中圧タービン
１１  低圧タービン
１２  復水器
１３  再熱器
１３ａ  ポンプ
１４  第１高圧過熱器
１５  第２高圧過熱器
１６  第３高圧過熱器
１７  高圧ドラム
１８  高圧蒸発器
１９  中圧過熱器
２０  高圧節炭器
２１  低圧過熱器
２２  中圧ドラム
２３  中圧蒸発器
２４  中節炭器
２５  低圧ドラム
２６  低圧蒸発器
２７  低圧節炭器
２８  低圧ポンプ
２８ａ  低温再熱管
２９  高圧ポンプ
３０  再熱器減温器
３１  高圧過熱器減温器
３２  復水給水管
３３  ｐＨ調整剤注入ポンプ
３４  リン酸ソーダ注入ポンプ
３５  高圧ドラムリン酸ソーダ注入ポンプ
３６  中圧ドラムリン酸ソーダ注入ポンプ
３７  ｐＨ調整剤注入口
３８  脱酸素剤注入口
３９  ポンプ
４０  降水管
４１  中高圧給水管
４２  脱気器
【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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【図８】
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