JP5804748B2 - Steam supply system and steam supply method - Google Patents

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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Description

本発明は、生成した蒸気を外部へ送気する蒸気送気システム及び蒸気送気方法に関するものである。   The present invention relates to a steam supply system and a steam supply method for supplying generated steam to the outside.

工場における製造設備等には、蒸気が用いられるものがある。製造設備等へ供給される蒸気は、専用のボイラ(例えば油焚きボイラ)で生成されたり、蒸気タービン発電システムの蒸気タービンから抽気されたりして、工場へ送気される。   Some manufacturing facilities in factories use steam. Steam supplied to a production facility or the like is generated by a dedicated boiler (for example, an oil fired boiler) or extracted from a steam turbine of a steam turbine power generation system and sent to a factory.

例えば、特許文献1には、熱供給ガスタービンコンバインドプラントにおいて、蒸気タービンから蒸気を抽気しつつ、抽気ラインの途中に設けられたボイラからも工場その他のプロセスへ蒸気を供給する技術が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a technique for supplying steam to a factory or other process from a boiler provided in the middle of a bleed line while extracting steam from a steam turbine in a heat supply gas turbine combined plant. Yes.

特開平10−266812号公報JP-A-10-266812

従来、蒸気供給のために設けられた専用の油焚きボイラは、重油燃料の価格変動が大きく、また老朽化も進んでおり、単独で運用した場合の熱効率が悪い。   Conventionally, a dedicated oil fired boiler provided for steam supply has a large fluctuation in the price of heavy oil fuel, and is aging, resulting in poor thermal efficiency when operated alone.

また、蒸気タービン発電システムにて、蒸気タービンから抽気される蒸気は、蒸気タービンを通過した後の蒸気であり、ボイラから出た直後の主蒸気に比べて低温低圧である。更に、蒸気タービン発電システムにて、再熱サイクルが採用される場合に、高圧タービンから再熱器へ供給される蒸気が抽気される場合もある。しかし、上記と同様に、抽気される蒸気は、高圧タービンを通過した後の蒸気であり、低温低圧である。   In the steam turbine power generation system, the steam extracted from the steam turbine is steam after passing through the steam turbine, and has a lower temperature and pressure than the main steam immediately after coming out of the boiler. Furthermore, when a reheat cycle is employed in the steam turbine power generation system, steam supplied from the high pressure turbine to the reheater may be extracted. However, similarly to the above, the extracted steam is the steam after passing through the high-pressure turbine, and has a low temperature and a low pressure.

また更に、工場へ送気される蒸気量は、製造設備等の使用に応じて変動があるため、蒸気送気システムは、送気量の変動に対応している必要がある。   Furthermore, since the amount of steam sent to the factory varies depending on the use of the manufacturing equipment or the like, the steam supply system needs to cope with the variation in the amount of air supply.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、外部へ送気される蒸気の送気量の変動に適切に対応しながら、高圧蒸気を外部へ送気することが可能な蒸気送気システム及び蒸気送気方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and is capable of supplying high-pressure steam to the outside while appropriately dealing with fluctuations in the amount of steam supplied to the outside. It is an object to provide a steam supply system and a steam supply method.

上記課題を解決するために、本発明の蒸気送気システム及び蒸気送気方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る蒸気送気システムは、過熱器及び再熱器を有するボイラと、過熱器にて加熱された蒸気の一部を外部へ送気する送気管と、過熱器にて加熱された蒸気のうち送気管へ供給された蒸気以外の蒸気によって駆動される第1タービンと、第1タービンを通過し再熱器にて再加熱された蒸気によって駆動される第2タービンと、第1タービン及び第2タービンの回転出力によって発電する発電機とを備え、ボイラに投入される燃料の流量が、送気管を通過する蒸気の送気量の変化幅及び変化率と、発電機において要求される発電量の変化幅及び変化率に基づくフィードフォワード制御によって調整され、再熱器において再加熱される蒸気の再熱温度が、送気管を通過する蒸気の送気量と、発電機において要求される発電量に基づいて調整される。
In order to solve the above-described problems, the steam supply system and the steam supply method of the present invention employ the following means.
That is, a steam supply system according to the present invention is heated by a boiler having a superheater and a reheater, an air supply pipe for supplying a part of the steam heated by the superheater to the outside, and the superheater. A first turbine that is driven by steam other than the steam supplied to the air supply pipe, a second turbine that is driven by steam that passes through the first turbine and is reheated by the reheater, A generator that generates electric power by the rotational output of the turbine and the second turbine, and the flow rate of the fuel that is input to the boiler is required in the generator and the change width and change rate of the amount of steam supplied through the air supply pipe. The reheat temperature of the steam, which is adjusted by feedforward control based on the change width and rate of change of the generated power, and is reheated in the reheater, is required in the generator and the amount of steam that passes through the feed pipe. Power generation It is adjusted have.

この発明によれば、ボイラには過熱器と再熱器が設けられ、過熱器は、蒸気を所定の温度まで加熱して、加熱した蒸気を送気管と第1タービンへ送る。送気管を通過する蒸気は、外部、例えば工場等に設置された蒸気を使用する各設備へ送気される。また、過熱器にて加熱された蒸気のうち、送気管へ供給された蒸気以外の蒸気は、第1タービンへ供給され、第1タービンを駆動する。そして、第1タービンを通過した蒸気は、ボイラの再熱器へ供給され、再熱器にて再加熱される。再熱器にて再加熱された蒸気は、第2タービンへ供給され、第2タービンを駆動する。第1タービン及び第2タービンが駆動することで生じた回転出力によって、発電機が発電する。   According to the present invention, the boiler is provided with the superheater and the reheater, and the superheater heats the steam to a predetermined temperature and sends the heated steam to the air supply pipe and the first turbine. The steam passing through the air supply pipe is supplied to each facility that uses the steam installed outside, for example, a factory. Further, of the steam heated by the superheater, steam other than the steam supplied to the air supply pipe is supplied to the first turbine and drives the first turbine. And the steam which passed the 1st turbine is supplied to the reheater of a boiler, and is reheated with a reheater. The steam reheated by the reheater is supplied to the second turbine and drives the second turbine. The generator generates electricity by the rotational output generated by driving the first turbine and the second turbine.

このとき、過熱器にて加熱された蒸気のうち送気管へ送気される蒸気の流量は、送気先の外部において必要となる蒸気流量によって変動し、過熱器にて加熱された蒸気のうち第1タービンへ送られる蒸気の流量は、発電機において要求される発電量によって変動する。そのため、再熱器へ供給される蒸気の流量は、送気管を通過する蒸気の送気量と、発電機において要求される発電量によって変動するが、蒸気の再熱温度は、送気管を通過する蒸気の送気量と、発電機において要求される発電量に基づいて調整されるため、再熱器は、流量の変動に対応して適切に蒸気を加熱できる。   At this time, of the steam heated by the superheater, the flow rate of the steam supplied to the air supply pipe fluctuates depending on the steam flow required outside the air supply destination, and among the steam heated by the superheater The flow rate of the steam sent to the first turbine varies depending on the amount of power generation required in the generator. For this reason, the flow rate of the steam supplied to the reheater varies depending on the amount of steam that passes through the air pipe and the amount of power generated in the generator, but the reheat temperature of the steam passes through the air pipe. Therefore, the reheater can appropriately heat the steam in response to the fluctuation of the flow rate.

上記発明において、再熱器における蒸気の再熱温度は、ボイラにおける燃焼域の位置調整、ボイラの排ガスをボイラへ導入する排ガス再循環量の調整及び再熱器の入口に設置された過熱低減器によるスプレイ水量の調整の少なくともいずれかによって温度調整されてもよい。   In the above invention, the reheat temperature of the steam in the reheater is the position adjustment of the combustion zone in the boiler, the adjustment of the exhaust gas recirculation amount for introducing the exhaust gas of the boiler into the boiler, and the superheat reducer installed at the inlet of the reheater The temperature may be adjusted by at least one of the adjustment of the spray water amount.

この発明によれば、再熱器にて再加熱される蒸気は、ボイラにおける燃焼域の位置が調整されて、再熱器入口のガス温度が調整されたり、ボイラの排ガスをボイラへ導入する排ガス再循環量が調整されて、再熱器を通過する排ガス量が増減されたり、再熱器の入口に設置された過熱低減器によるスプレイ水量が調整されて、再熱蒸気温度が抑制されたりすることによって、温度調整がされる。   According to this invention, the steam reheated by the reheater is adjusted in the position of the combustion zone in the boiler, the gas temperature at the inlet of the reheater is adjusted, or the exhaust gas that introduces the boiler exhaust gas into the boiler The amount of exhaust gas passing through the reheater is adjusted by adjusting the recirculation amount, or the amount of spray water by the superheat reducer installed at the inlet of the reheater is adjusted, and the reheat steam temperature is suppressed. Therefore, the temperature is adjusted.

上記発明において、再熱器の容量は、送気管を通過する蒸気の送気量と、発電機において要求される発電量に基づいて決定されてもよい。   In the above invention, the capacity of the reheater may be determined based on the amount of steam supplied through the air supply pipe and the amount of power required in the generator.

この発明によれば、再熱器へ供給される蒸気の流量は、送気管を通過する蒸気の送気量と、発電機において要求される発電量によって変動するが、再熱器の容量は、送気管を通過する蒸気の送気量と、発電機において要求される発電量に基づいて決定されるため、再熱器は、流量の変動に対応して適切に蒸気を加熱できる。   According to the present invention, the flow rate of the steam supplied to the reheater varies depending on the amount of steam supplied through the air supply pipe and the amount of power required in the generator, but the capacity of the reheater is Since it is determined on the basis of the amount of steam supplied through the air supply pipe and the amount of power required by the generator, the reheater can appropriately heat the steam in response to the fluctuation of the flow rate.

上記発明において、送気管には、通過する蒸気を大気へ放散する大気放散弁が設けられてもよい。   In the above invention, the air supply pipe may be provided with an air diffusion valve for releasing the passing steam to the atmosphere.

この発明によれば、送気管に設けられた大気放散弁が、通過する蒸気を大気へ放散することによって、ボイラが過度に昇圧されることを防止できる。また、システム起動時に、外部側から蒸気を逆流させて大気へ放散することによって、外部側までの送気管を暖管させることもできる。   According to this invention, it is possible to prevent the pressure of the boiler from being excessively increased by the atmospheric radiation valve provided in the air pipe being diffused to the atmosphere. In addition, when the system is activated, the air supply pipe to the outside can be warmed by causing the steam to flow backward from the outside and dissipate into the atmosphere.

また、本発明に係る蒸気送気方法は、ボイラに設けられた過熱器にて加熱された蒸気の一部を、送気管を介して外部へ送気するステップと、過熱器にて加熱された蒸気のうち送気管へ供給された蒸気以外の蒸気によって第1タービンが駆動するステップと、第1タービンを通過しボイラの再熱器にて再加熱された蒸気によって第2タービンが駆動するステップと、第1タービン及び第2タービンの回転出力によって発電機が発電するステップと、送気管を通過する蒸気の送気量の変化幅及び変化率と、発電機において要求される発電量の変化幅及び変化率に基づくフィードフォワード制御によって、ボイラに投入される燃料の流量を調整するステップと、送気管を通過する蒸気の送気量と、発電機において要求される発電量に基づいて、再熱器において再加熱される蒸気の再熱温度を調整するステップを備える。 Further, the steam supply method according to the present invention includes a step of supplying a part of the steam heated by the superheater provided in the boiler to the outside through the air supply pipe, and the heating by the superheater. A step in which the first turbine is driven by steam other than the steam supplied to the air supply pipe among the steam; a step in which the second turbine is driven by the steam that passes through the first turbine and is reheated by the reheater of the boiler; The step of generating power by the rotational output of the first turbine and the second turbine, the change width and change rate of the amount of steam supplied through the air supply pipe, the change width of the power generation amount required in the generator, and the feedforward control based on the change rate, on the basis and adjusting the flow rate of fuel introduced into the boiler, the feed amount of steam passing through the air line, the power generation amount required in the generator, reheat Comprising the step of adjusting the reheating temperature of the steam is reheated in.

この発明によれば、ボイラには過熱器と再熱器が設けられ、過熱器は、蒸気を所定の温度まで加熱して、加熱した蒸気を送気管と第1タービンへ送る。送気管を通過する蒸気は、外部、例えば工場等に設置された蒸気を使用する各設備へ送気される。また、過熱器にて生成された蒸気のうち、送気管へ供給された蒸気以外の蒸気は、第1タービンへ供給され、第1タービンを駆動する。そして、第1タービンを通過した蒸気は、ボイラの再熱器へ供給され、再熱器にて再加熱される。再熱器にて再加熱された蒸気は、第2タービンへ供給され、第2タービンを駆動する。第1タービン及び第2タービンが駆動することで生じた回転出力によって、発電機が発電する。   According to the present invention, the boiler is provided with the superheater and the reheater, and the superheater heats the steam to a predetermined temperature and sends the heated steam to the air supply pipe and the first turbine. The steam passing through the air supply pipe is supplied to each facility that uses the steam installed outside, for example, a factory. Of the steam generated by the superheater, steam other than the steam supplied to the air supply pipe is supplied to the first turbine and drives the first turbine. And the steam which passed the 1st turbine is supplied to the reheater of a boiler, and is reheated with a reheater. The steam reheated by the reheater is supplied to the second turbine and drives the second turbine. The generator generates electricity by the rotational output generated by driving the first turbine and the second turbine.

このとき、過熱器にて加熱された蒸気のうち送気管へ送気される蒸気の流量は、送気先の外部において必要となる蒸気流量によって変動し、過熱器にて加熱された蒸気のうち第1タービンへ送られる蒸気の流量は、発電機において要求される発電量によって変動する。そのため、再熱器へ供給される蒸気の流量は、送気管を通過する蒸気の送気量と、発電機において要求される発電量によって変動するが、蒸気の再熱温度は、送気管を通過する蒸気の送気量と、発電機において要求される発電量に基づいて調整されるため、再熱器は、流量の変動に対応して適切に蒸気を加熱できる。   At this time, of the steam heated by the superheater, the flow rate of the steam supplied to the air supply pipe fluctuates depending on the steam flow required outside the air supply destination, and among the steam heated by the superheater The flow rate of the steam sent to the first turbine varies depending on the amount of power generation required in the generator. For this reason, the flow rate of the steam supplied to the reheater varies depending on the amount of steam that passes through the air pipe and the amount of power generated in the generator, but the reheat temperature of the steam passes through the air pipe. Therefore, the reheater can appropriately heat the steam in response to the fluctuation of the flow rate.

本発明によれば、外部へ送気される蒸気の送気量の変動に適切に対応しながら、高圧蒸気を外部へ送気することができる。   According to the present invention, it is possible to supply high-pressure steam to the outside while appropriately dealing with fluctuations in the amount of steam supplied to the outside.

本発明の一実施形態に係る蒸気送気システムを示す構成図である。It is a lineblock diagram showing the steam supply system concerning one embodiment of the present invention. ボイラを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows a boiler. 蒸気送気システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows a vapor | steam air supply system. 蒸気送気システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows a vapor | steam air supply system. 工場送気量とボイラ負荷の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between factory air supply and boiler load. 工場送気量とボイラ負荷の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between factory air supply and boiler load. 大気放出システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows an atmospheric release system.

以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明の一実施形態に係る蒸気送気システム1の構成について、図1を用いて説明する。図1は、本実施形態に係る蒸気送気システム1を示す構成図である。
Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, the structure of the vapor | steam air supply system 1 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated using FIG. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a steam supply system 1 according to the present embodiment.

蒸気送気システム1は、蒸気タービンシステムと、蒸気タービンシステムの主蒸気管10から主蒸気を抽気し、工場等の外部へ蒸気を送気する工場送気管17を備える。以下、本明細書では、外部へ送気される蒸気を「工場蒸気」ともいう。   The steam supply system 1 includes a steam turbine system and a factory supply pipe 17 that extracts the main steam from the main steam pipe 10 of the steam turbine system and supplies the steam to the outside of the factory or the like. Hereinafter, in the present specification, steam sent to the outside is also referred to as “factory steam”.

蒸気タービンシステムは、過熱器9及び再熱器12を有する石炭焚ボイラ2と、蒸気タービン3と、発電機6と、復水器7と、給水ポンプ8などからなる。   The steam turbine system includes a coal fired boiler 2 having a superheater 9 and a reheater 12, a steam turbine 3, a generator 6, a condenser 7, a feed water pump 8, and the like.

石炭焚ボイラ2は、燃料である石炭を燃焼して燃焼ガスを発生させる。石炭焚ボイラ2は、図2に示すように、バーナ20、火炉14、過熱器9、再熱器12、エコノマイザ21、過熱器スプレイ22、再熱器スプレイ23、排ガス再循環(GR:Gas Recirculation)ダンパ24などを有する。図2は、石炭焚ボイラ2を示す概略構成図である。また、蒸気タービン3は、図1に示すように、高圧タービン4と、低圧タービン5などからなる。   The coal fired boiler 2 burns coal as fuel to generate combustion gas. As shown in FIG. 2, the coal fired boiler 2 includes a burner 20, a furnace 14, a superheater 9, a reheater 12, an economizer 21, a superheater spray 22, a reheater spray 23, and an exhaust gas recirculation (GR). ) A damper 24 is provided. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the coal fired boiler 2. The steam turbine 3 includes a high-pressure turbine 4 and a low-pressure turbine 5 as shown in FIG.

蒸気タービンシステムは、高圧タービン4から再熱器12へ蒸気を供給し、供給された蒸気を再熱器12で再加熱し、再加熱された蒸気を低圧タービン5に供給し膨張させる再熱サイクルを適用している。   The steam turbine system supplies steam from the high pressure turbine 4 to the reheater 12, reheats the supplied steam in the reheater 12, and supplies the reheated steam to the low pressure turbine 5 for expansion. Has been applied.

石炭焚ボイラ2の過熱器9は、燃料燃焼によって生じる輻射伝熱によって、給水ポンプ8から供給された水を加熱して蒸発器などで生成された蒸気を所定の温度まで加熱する。過熱器9によって加熱された蒸気は、主蒸気管10を介して高圧タービン4と工場送気管17へ供給される。   The superheater 9 of the coal fired boiler 2 heats the water supplied from the feed water pump 8 by radiant heat transfer generated by fuel combustion and heats the steam generated by the evaporator or the like to a predetermined temperature. The steam heated by the superheater 9 is supplied to the high-pressure turbine 4 and the factory air supply pipe 17 through the main steam pipe 10.

高圧タービン4は、第1タービンの一例であり、過熱器9から供給された主蒸気によって駆動される。過熱器9から高圧タービン4へ供給される蒸気は、工場送気管17へ供給された蒸気以外の蒸気の一部又は全てである。高圧タービン4へ供給される蒸気の流量は、発電機6において要求される発電量に応じて変動する。高圧タービン4は、高圧タービン4を通過し膨張した蒸気を、低温再熱蒸気管11を介して再熱器12へ供給する。   The high-pressure turbine 4 is an example of a first turbine and is driven by main steam supplied from the superheater 9. The steam supplied from the superheater 9 to the high-pressure turbine 4 is a part or all of the steam other than the steam supplied to the factory air supply pipe 17. The flow rate of the steam supplied to the high-pressure turbine 4 varies according to the amount of power generated in the generator 6. The high-pressure turbine 4 supplies the steam that has passed through the high-pressure turbine 4 and expanded to the reheater 12 via the low-temperature reheat steam pipe 11.

再熱器12は、燃料の燃焼排ガスによって生じる対流伝熱によって、高圧タービン4から供給された蒸気を再加熱して、再加熱した蒸気を、高温再熱蒸気管13を介して低圧タービン5へ供給する。   The reheater 12 reheats the steam supplied from the high pressure turbine 4 by convective heat transfer generated by the combustion exhaust gas of the fuel, and supplies the reheated steam to the low pressure turbine 5 via the high temperature reheat steam pipe 13. Supply.

低圧タービン5は、第2タービンの一例であり、再熱器12から供給された蒸気によって駆動される。低圧タービン5は、低圧タービン5を通過し膨張した蒸気を復水器7へ排出する。低圧タービン5へ供給される蒸気の流量は、高圧タービン4にて暖管などのための抽気が無ければ、高圧タービン4へ供給される蒸気の流量と等しい。高圧タービン4にて抽気がある場合は、低圧タービン5へ供給される蒸気の流量は、高圧タービン4へ供給される蒸気に比例する。   The low-pressure turbine 5 is an example of a second turbine and is driven by steam supplied from the reheater 12. The low pressure turbine 5 discharges the steam that has passed through the low pressure turbine 5 and expanded to the condenser 7. The flow rate of the steam supplied to the low-pressure turbine 5 is equal to the flow rate of the steam supplied to the high-pressure turbine 4 if there is no extraction for warm pipes or the like in the high-pressure turbine 4. When there is extraction in the high-pressure turbine 4, the flow rate of the steam supplied to the low-pressure turbine 5 is proportional to the steam supplied to the high-pressure turbine 4.

発電機6は、高圧タービン4及び低圧タービン5と同一軸で接続され、高圧タービン4及び低圧タービン5の回転出力によって発電する。   The generator 6 is connected to the high-pressure turbine 4 and the low-pressure turbine 5 on the same shaft, and generates electric power by the rotational outputs of the high-pressure turbine 4 and the low-pressure turbine 5.

復水器7は、低圧タービン5から排出された蒸気を冷却して水へ戻し、生成した水を給水ポンプ8へ供給する。給水ポンプ8は、水を圧縮して、圧縮した水を石炭焚ボイラ2へ供給する。   The condenser 7 cools the steam discharged from the low-pressure turbine 5 and returns it to water, and supplies the generated water to the feed water pump 8. The feed water pump 8 compresses the water and supplies the compressed water to the coal fired boiler 2.

工場送気管17は、主蒸気管10から分岐された管であり、工場等の外部へ蒸気を送気する。送気された蒸気は、工場等における製造設備、例えば真空装置などに使用される。工場送気管17へ送気される蒸気の流量(送気量)は、製造設備等の運転状況などに応じて変動する。   The factory air supply pipe 17 is a pipe branched from the main steam pipe 10 and supplies steam to the outside of the factory or the like. The supplied steam is used for manufacturing equipment such as a vacuum apparatus in a factory or the like. The flow rate (aeration amount) of the steam supplied to the factory air supply pipe 17 varies depending on the operating conditions of the manufacturing facility and the like.

工場送気管17には、工場蒸気圧力制御弁15、工場蒸気流量測定部16、大気放出管19などが設けられる。工場蒸気圧力制御弁15は、工場へ送気される蒸気の圧力を調整する。工場蒸気流量測定部16は、工場送気管17を流れる蒸気の流量を測定する。大気放出管19には、工場蒸気大気放出弁18が設けられ、大気放出管19は、工場蒸気大気放出弁18の開度に応じて、工場送気管17を流れる蒸気を大気へ放出する。   The factory air supply pipe 17 is provided with a factory steam pressure control valve 15, a factory steam flow measuring unit 16, an atmospheric discharge pipe 19, and the like. The factory steam pressure control valve 15 adjusts the pressure of steam supplied to the factory. The factory steam flow rate measuring unit 16 measures the flow rate of the steam flowing through the factory air supply pipe 17. The atmospheric discharge pipe 19 is provided with a factory steam atmospheric release valve 18, and the atmospheric discharge pipe 19 releases the steam flowing through the factory air supply pipe 17 to the atmosphere according to the opening degree of the factory steam atmospheric release valve 18.

なお、工場送気管17には、蒸気送気システム1に要求される能力に応じて、工場送気用油焚ボイラ50が別途設けられてもよい。一方、蒸気タービンシステムから供給される蒸気だけで工場等へ蒸気を十分に供給できる場合は、工場送気用油焚ボイラ50は不要である。   The factory air supply pipe 17 may be separately provided with a factory air supply oil fired boiler 50 according to the capacity required for the steam air supply system 1. On the other hand, when the steam can be sufficiently supplied to the factory or the like only with the steam supplied from the steam turbine system, the factory air supply oil fired boiler 50 is not necessary.

次に、図3を参照して、本実施形態に係る蒸気送気システム1における石炭焚ボイラ2及び蒸気タービン3の制御について説明する。   Next, with reference to FIG. 3, control of the coal fired boiler 2 and the steam turbine 3 in the steam supply system 1 which concerns on this embodiment is demonstrated.

制御部30は、例えばCPUやメモリを含むコンピュータ又は制御回路であり、図3に示すように、発電機出力指令部31、タービン制御部32、工場送気負荷算出部33、ボイラ負荷算出部34、BIR信号生成部35及びボイラ制御部36等を有する。   The control unit 30 is, for example, a computer or control circuit including a CPU and a memory. As shown in FIG. 3, the generator output command unit 31, the turbine control unit 32, the factory air supply load calculation unit 33, and the boiler load calculation unit 34. , A BIR signal generation unit 35, a boiler control unit 36, and the like.

操作部29は、例えば中央操作室等に設けられた監視盤に設けられ、ユーザ操作を受け付けて、入力内容に基づいて操作信号を生成する。操作部29は、ユーザによって入力された発電機6に対して要求する出力(発電量)を発電機出力指令部31に送る。発電機出力指令部31は、入力された要求出力を目標値として、変化率や最大値・最小値を考慮した出力指令(MWD: Mega Watt Demand)を生成する。発電機出力指令部31は、生成した出力指令(MWD)をタービン制御部32及びボイラ負荷算出部34へ送る。   The operation unit 29 is provided, for example, on a monitoring panel provided in a central operation room or the like, receives a user operation, and generates an operation signal based on the input content. The operation unit 29 sends an output (amount of power generation) requested to the generator 6 input by the user to the generator output command unit 31. The generator output command unit 31 generates an output command (MWD: Mega Watt Demand) taking into consideration the rate of change and the maximum / minimum values using the input request output as a target value. The generator output command unit 31 sends the generated output command (MWD) to the turbine control unit 32 and the boiler load calculation unit 34.

タービン制御部32は、発電機出力指令部31で生成された出力指令(MWD)と、発電機6における実際の出力値(実MW)に基づいて、例えばPI制御によってタービン制御信号を生成する。タービン制御部32は、生成したタービン制御信号をガバナ26へ送り、ガバナ26は、制御信号に基づいて蒸気タービン3の高圧タービン4へ流入する主蒸気の流量を調整する。   The turbine control unit 32 generates a turbine control signal by, for example, PI control based on the output command (MWD) generated by the generator output command unit 31 and the actual output value (actual MW) in the generator 6. The turbine control unit 32 sends the generated turbine control signal to the governor 26, and the governor 26 adjusts the flow rate of the main steam flowing into the high-pressure turbine 4 of the steam turbine 3 based on the control signal.

工場送気負荷算出部33は、工場蒸気流量測定部16で測定された工場送気管17における送気量に基づいて、送気量に相当する送気負荷信号を生成する。送気負荷信号は、石炭焚ボイラ2を制御するためのボイラマスタ指令(BM)の一部となる。工場送気負荷算出部33は、生成した送気負荷信号をボイラ負荷算出部34へ送る。   The factory air supply load calculation unit 33 generates an air supply load signal corresponding to the air supply amount based on the air supply amount in the factory air supply pipe 17 measured by the factory steam flow measurement unit 16. The air supply load signal is a part of a boiler master command (BM) for controlling the coal fired boiler 2. The factory air supply load calculation unit 33 sends the generated air supply load signal to the boiler load calculation unit 34.

主蒸気管10には、主蒸気圧力測定部27が設けられる。主蒸気圧力測定部27は、例えば圧力トランスミッタであり、主蒸気管10を流れる主蒸気の圧力を測定する。ボイラ負荷算出部34は、主蒸気圧力測定部27で測定された圧力と、予め設定された設定値を比較して、PI制御によって偏差信号を生成する。蒸気圧力が高ければ、石炭焚ボイラ2へ投入する燃料が絞られ、蒸気圧力が低ければ、石炭焚ボイラ2へ投入する燃料が増加される。   A main steam pressure measuring unit 27 is provided in the main steam pipe 10. The main steam pressure measuring unit 27 is a pressure transmitter, for example, and measures the pressure of the main steam flowing through the main steam pipe 10. The boiler load calculation unit 34 compares the pressure measured by the main steam pressure measurement unit 27 with a preset set value, and generates a deviation signal by PI control. If the steam pressure is high, the fuel to be input to the coal fired boiler 2 is throttled. If the steam pressure is low, the fuel to be charged to the coal fired boiler 2 is increased.

そして、ボイラ負荷算出部34は、発電機出力指令部31で生成された出力指令(MWD)と、工場送気負荷算出部33で生成された送気負荷信号と、主蒸気圧力測定部27で測定された主蒸気の圧力に基づく上述の偏差信号を加算して、ボイラマスタ指令(BM)を生成する。ボイラ負荷算出部34は、生成したボイラマスタ指令(BM)をボイラ制御部36へ送る。ボイラ制御部36は、ボイラマスタ指令(BM)を、石炭焚ボイラ2において必要な燃焼量に換算して燃焼量指令(FRD)を生成する。燃焼量指令(FRD)は、以上より、要求される発電量、工場への送気量、主蒸気の圧力に基づいている。   The boiler load calculation unit 34 includes an output command (MWD) generated by the generator output command unit 31, an air supply load signal generated by the factory air supply load calculation unit 33, and a main steam pressure measurement unit 27. The above-described deviation signal based on the measured main steam pressure is added to generate a boiler master command (BM). The boiler load calculation unit 34 sends the generated boiler master command (BM) to the boiler control unit 36. The boiler control unit 36 converts the boiler master command (BM) into a required combustion amount in the coal fired boiler 2 and generates a combustion amount command (FRD). From the above, the combustion amount directive (FRD) is based on the required power generation amount, the amount of air supplied to the factory, and the pressure of the main steam.

また、ボイラ負荷算出部34は、要求される発電量に基づいて、負荷指標(LD)を生成する。また、工場送気負荷算出部33は、蒸気流量測定部16で測定された送気管17における送気量に基づいて、送気指標(LNF)を生成する。   Moreover, the boiler load calculation part 34 produces | generates a load parameter | index (LD) based on the electric power generation amount requested | required. Further, the factory air supply load calculation unit 33 generates an air supply index (LNF) based on the air supply amount in the air supply pipe 17 measured by the steam flow rate measurement unit 16.

BIR信号生成部35は、負荷変化中又は工場送気変化中における石炭焚ボイラ2に投入する燃料の制御等をフィードフォワード制御するためのBIR信号を生成する。BIR信号は、例えば負荷指標(LD)に基づく第1BIR信号と、送気指標(LNF)に基づく第2BIR信号がある。第1BIR信号は、負荷変化率と予測される発電機6の発電量(負荷)の変化幅が考慮されて生成され、第2BIR信号は、工場送気流量変化率と予測される工場蒸気の送気量変化幅が考慮されて生成される。BIR信号は、石炭焚ボイラ2に投入する燃料の制御以外に、再熱器スプレイ23のスプレイ水量の制御、石炭焚ボイラ2の排ガス再循環流量の制御、石炭焚ボイラ2内の脱硝装置のアンモニア注入量制御などにも使用される。   The BIR signal generation unit 35 generates a BIR signal for feedforward control of the fuel to be input to the coal fired boiler 2 during a load change or a factory air supply change. The BIR signal includes, for example, a first BIR signal based on a load index (LD) and a second BIR signal based on an air supply index (LNF). The first BIR signal is generated in consideration of the load change rate and the change amount of the power generation amount (load) of the generator 6 that is predicted, and the second BIR signal is the factory steam transfer rate that is predicted to be the factory air supply flow rate change rate. It is generated taking into account the volume change. The BIR signal is used to control the amount of spray water in the reheater spray 23, control of the exhaust gas recirculation flow rate in the coal fired boiler 2, and ammonia in the denitration device in the coal fired boiler 2 in addition to the control of fuel input to the coal fired boiler 2. Also used for injection volume control.

ボイラ制御部36は、ボイラ負荷算出部34で生成されたボイラマスタ指令(BM)から変換した燃焼量指令(FRD)、BIR信号生成部35で生成された第1BIR信号、第2BIR信号を加算し、加算結果と石炭焚ボイラ2における実際の燃料流量に基づいて、例えばPI制御によって石炭焚ボイラ2に投入する燃料の流量を算出する。   The boiler control unit 36 adds the combustion amount command (FRD) converted from the boiler master command (BM) generated by the boiler load calculation unit 34, the first BIR signal and the second BIR signal generated by the BIR signal generation unit 35, Based on the addition result and the actual fuel flow rate in the coal fired boiler 2, the flow rate of fuel to be input into the coal fired boiler 2 is calculated by, for example, PI control.

以上により、要求される発電量に基づいて蒸気タービン3が駆動され、発電機6が蒸気タービン3の回転出力を受けることで、発電機6は、要求される発電量を出力するように駆動する。また、要求される発電量と、送気管17における送気量と、主蒸気の圧力に基づいて、石炭焚ボイラ2に投入される燃料が制御される。また、負荷変化中又は工場送気流量変化中の燃料制御においては、発電機6の発電量(負荷)の変化幅と負荷指標変化率や、予測される工場蒸気の送気量変化幅と工場送気流量変化率に基づくフィードフォワード制御が行われ、フィードバック制御のみによる場合よりも応答性が高い制御が行われる。   As described above, the steam turbine 3 is driven based on the required power generation amount, and the generator 6 is driven to output the required power generation amount by receiving the rotation output of the steam turbine 3. . Further, the fuel input to the coal fired boiler 2 is controlled based on the required power generation amount, the air supply amount in the air supply pipe 17, and the pressure of the main steam. Further, in fuel control during load change or factory air supply flow rate change, the amount of change in power generation amount (load) and load index change rate of the generator 6, the predicted change rate of factory steam air supply amount and factory The feedforward control based on the rate of change in the air supply flow rate is performed, and control with higher responsiveness than in the case of only feedback control is performed.

次に、本実施形態に係る蒸気送気システム1の蒸気タービンシステム1における石炭焚ボイラ2の動作について説明する。   Next, the operation of the coal fired boiler 2 in the steam turbine system 1 of the steam supply system 1 according to the present embodiment will be described.

石炭焚ボイラ2は、発電機出力の変化に対応できることに加えて、工場の製造装置等の使用に応じて変化する工場蒸気の送気量の変化に対応可能であることが求められる。石炭焚ボイラ2の運用範囲は、例えば図5及び図6に示すグラフのとおりになる。図5及び図6のグラフは、横軸をボイラ負荷(ボイラ最大連続蒸発量(MCR: Maximum Continuous Rating))を100%とした主蒸気、再熱蒸気の熱吸収量の合計比率)とし、縦軸を工場送気量としたものである。そして、図5及び図6のグラフに、定格出力が100MWである発電機6の運転範囲を重ねて表示した。本実施形態の蒸気送気システム1では、図5及び図6に示すように、ボイラ負荷は、発電機出力だけでなく、工場送気量に応じて変化する。   The coal fired boiler 2 is required to be able to cope with a change in the amount of air flow of factory steam that changes in accordance with the use of a manufacturing apparatus or the like of the factory, in addition to being able to cope with a change in generator output. The operating range of the coal fired boiler 2 is as shown in the graphs shown in FIGS. 5 and 6, for example. In the graphs of FIGS. 5 and 6, the horizontal axis is the boiler load (the total ratio of heat absorption of main steam and reheat steam with the boiler maximum continuous rating (MCR) being 100%) The shaft is the factory air supply. And the operation range of the generator 6 whose rated output is 100 MW is displayed on the graphs of FIGS. In the steam supply system 1 of the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the boiler load changes not only according to the generator output but also according to the factory supply amount.

以下、図5及び図6を参照して、実際の運転における工場送気量及び発電機出力と、ボイラ負荷の変動関係について説明する。   Hereinafter, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, the fluctuation relationship between the factory air supply amount and the generator output in the actual operation and the boiler load will be described.

1)発電機出力が一定の場合(図5の矢印A)
図5の矢印Aのように、発電機出力を保ちながら工場送気量を増減させる場合、工場送気量の増減に関わらず、発電機出力が一定であるため、蒸気タービン3の入口における蒸気流量は一定である。一方、工場送気量が増減することによって、石炭焚ボイラ2出口の主蒸気流量が増減する。ここで、低圧タービン5の入口における再熱蒸気流量も一定であるため、ボイラ負荷は、再熱器12による変化はなく、過熱器9の主蒸気の熱吸収量の増減分だけ変化する。
1) When the generator output is constant (arrow A in FIG. 5)
As shown by arrow A in FIG. 5, when the factory air supply amount is increased or decreased while maintaining the generator output, the generator output is constant regardless of the increase or decrease in the factory air supply amount. The flow rate is constant. On the other hand, the main steam flow rate at the coal fired boiler 2 outlet increases or decreases as the factory air supply amount increases or decreases. Here, since the flow rate of the reheat steam at the inlet of the low-pressure turbine 5 is also constant, the boiler load is not changed by the reheater 12 but is changed by an increase or decrease in the heat absorption amount of the main steam of the superheater 9.

2)発電機出力と送気蒸気流量が共に変化する場合(図5の矢印B)
図5の矢印Bのように、発電機出力を増加させつつ工場送気量を増加させる場合、発電機出力の増加によって、蒸気タービン3の入口における蒸気流量が増加すると共に、工場送気量の増加によって、石炭焚ボイラ2出口の主蒸気流量が増加する。このとき、低圧タービン5の入口における再熱蒸気流量は、高圧タービン4の入口における主蒸気流量の増加に合わせて増加する。ボイラ負荷は、過熱器9の主蒸気の熱吸収量と再熱器12の再熱蒸気量の熱吸収量の合計の増加分が増えることになる。
反対に、発電機出力を減少させつつ工場送気量を減少させる場合、逆の動きになり、ボイラ負荷は、過熱器9の主蒸気の熱吸収量と再熱器12の再熱蒸気量の熱吸収量の合計の減少分が減ることになる。
2) When both the generator output and the air flow rate change (arrow B in FIG. 5)
When the factory air supply amount is increased while increasing the generator output as indicated by the arrow B in FIG. 5, the steam flow rate at the inlet of the steam turbine 3 is increased due to the increase in the generator output, and the factory air supply amount is increased. With the increase, the main steam flow rate at the outlet of the coal fired boiler 2 increases. At this time, the reheat steam flow rate at the inlet of the low pressure turbine 5 increases as the main steam flow rate increases at the inlet of the high pressure turbine 4. The boiler load increases the total increase of the heat absorption amount of the main steam of the superheater 9 and the heat absorption amount of the reheat steam amount of the reheater 12.
On the other hand, when the factory air supply amount is reduced while reducing the generator output, the reverse movement occurs, and the boiler load is determined by the heat absorption amount of the main steam of the superheater 9 and the reheat steam amount of the reheater 12. The total decrease in heat absorption will be reduced.

3)工場送気量が無く一定の場合(図5の矢印C)
図5の矢印Cのように、工場送気を0にして一定に保ちながら発電機出力を増減させる場合、発電機出力の増減によって、蒸気タービン3の入口における蒸気流量が増減する。このとき、低圧タービン5の入口における再熱蒸気流量は、高圧タービン4の入口における主蒸気流量の増減に合わせて増減する。
3) When there is no factory air supply and is constant (arrow C in Fig. 5)
As shown by the arrow C in FIG. 5, when the generator output is increased or decreased while keeping the factory air supply at 0, the steam flow rate at the inlet of the steam turbine 3 increases or decreases as the generator output increases or decreases. At this time, the reheat steam flow rate at the inlet of the low pressure turbine 5 increases or decreases in accordance with the increase or decrease of the main steam flow rate at the inlet of the high pressure turbine 4.

4)ボイラ負荷を一定に保ちながら工場送気量を増加させる場合(図6の矢印D)
図6の矢印Dのように、ボイラ負荷を一定に保ちながら工場送気量を増加させ発電機出力を減少させる場合、石炭焚ボイラ2出口の主蒸気流量は一定である。しかし、工場送気量が増加するため、高圧タービン4の入口における主蒸気流量と低圧タービン5の入口における再熱蒸気流量は減少する。
このとき、ボイラ負荷は一定であるが、再熱器12に流れる再熱蒸気流量が減少するため、再熱蒸気温度が上昇する。
4) When increasing the factory air supply while keeping the boiler load constant (arrow D in FIG. 6)
As shown by the arrow D in FIG. 6, when the factory air supply amount is increased and the generator output is decreased while keeping the boiler load constant, the main steam flow rate at the outlet of the coal fired boiler 2 is constant. However, since the factory air supply amount increases, the main steam flow rate at the inlet of the high pressure turbine 4 and the reheat steam flow rate at the inlet of the low pressure turbine 5 decrease.
At this time, the boiler load is constant, but the flow rate of the reheat steam flowing through the reheater 12 decreases, so the reheat steam temperature rises.

5)工場送気量を一定に保ちながら発電機出力を減少させる場合(図6の矢印E)
図6の矢印Eのように、工場送気量を0以外の値で一定に保ちながら発電機出力を減少させる場合、発電機出力の減少に合わせて、高圧タービン4の入口における主蒸気流量と低圧タービン5の入口における再熱蒸気流量が減少する。しかし、工場送気量は一定のままであるため、高圧タービン4の入口における主蒸気流量の減少率よりも、低圧タービン5の入口における再熱蒸気流量の減少率のほうが大きい。その結果、再熱器12における再熱蒸気温度が上昇する。
5) When reducing the generator output while keeping the factory air flow constant (arrow E in Fig. 6)
As shown by the arrow E in FIG. 6, when the generator output is decreased while the factory air supply amount is kept constant at a value other than 0, the main steam flow rate at the inlet of the high-pressure turbine 4 is reduced in accordance with the decrease in the generator output. The reheat steam flow rate at the inlet of the low pressure turbine 5 decreases. However, since the factory air supply amount remains constant, the reduction rate of the reheat steam flow rate at the inlet of the low pressure turbine 5 is larger than the reduction rate of the main steam flow rate at the inlet of the high pressure turbine 4. As a result, the reheat steam temperature in the reheater 12 increases.

以上、4)と5)によれば、再熱蒸気温度は、工場送気量が多く発電機出力が低い場合(図5及び図6の網掛け範囲内の左上部分)において、高くなる傾向にあることが分かる。したがって、本実施形態の蒸気送気システム1における再熱器12は、再熱蒸気温度の上昇を考慮して容量や伝熱面積、材料などが決定されることで、運用範囲全てに耐えうる性能を確保できる。   According to 4) and 5) above, the reheat steam temperature tends to be high when the factory air supply is large and the generator output is low (upper left part in the shaded range in FIGS. 5 and 6). I understand that there is. Therefore, the reheater 12 in the steam supply system 1 of the present embodiment is capable of withstanding the entire operation range by determining the capacity, heat transfer area, material, etc. in consideration of the increase in the reheat steam temperature. Can be secured.

従来、蒸気タービン発電システムのボイラの再熱器は、工場送気量を考慮する必要が無いため、上記3)の場合における再熱蒸気温度の変化を予測すればよい。一方、本実施形態の再熱器12は、工場送気量を考慮しなければならない。そのため、図5及び図6の網掛け範囲に示すように、2次元的に運用範囲の全てにおいて、再熱蒸気温度の変化を予測する必要があり、再熱器12がその範囲で適正な性能を確保できるか否かを検討する必要がある。   Conventionally, the boiler reheater of the steam turbine power generation system does not need to consider the factory air supply amount, and therefore, the change in the reheat steam temperature in the case of the above 3) may be predicted. On the other hand, the reheater 12 of this embodiment must consider factory air supply. Therefore, as shown in the shaded range in FIGS. 5 and 6, it is necessary to predict the change in the reheat steam temperature two-dimensionally in the entire operation range, and the reheater 12 has an appropriate performance within the range. It is necessary to consider whether or not

次に、図4を参照して、再熱器12における再熱蒸気温度の調整について説明する。
再熱器12は、容量や伝熱面積、材料などの決定に加えて、再熱器12における温度制御によって再熱蒸気温度を調整して、再熱器12が運用範囲全てに耐えうる性能を確保できるようにしてもよい。
Next, adjustment of the reheat steam temperature in the reheater 12 will be described with reference to FIG.
In addition to determining capacity, heat transfer area, material, etc., the reheater 12 adjusts the reheat steam temperature by controlling the temperature in the reheater 12 so that the reheater 12 can withstand the entire operation range. It may be ensured.

再熱蒸気温度は、例えばバーナ20のバーナ角度調整、排ガス再循環ダンパ24による排ガス再循環量調整、再熱器スプレイ23からのスプレイ水投入、風箱AAダンパ25の開度調整などによって制御される。   The reheat steam temperature is controlled, for example, by adjusting the burner angle of the burner 20, adjusting the exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation damper 24, charging spray water from the reheater spray 23, adjusting the opening of the air box AA damper 25, and the like. The

高温再熱蒸気管13には、再熱蒸気温度測定部38が設けられており、再熱蒸気温度測定部38は、高温再熱蒸気管13を流れる再熱蒸気の温度を測定する。そして、再熱蒸気温度は、制御部30にて、高温再熱蒸気管13を流れる再熱蒸気の温度と、工場送気管17を流れる工場蒸気の送気量に基づいて調整される。例えば、図6の矢印Dのように、工場送気量が増加して発電機出力が低下し、再熱蒸気流量が減少することによって、再熱蒸気温度が上昇するような場合、再熱器12は、再熱蒸気温度を低下させるように制御される。   The high temperature reheat steam pipe 13 is provided with a reheat steam temperature measurement unit 38, and the reheat steam temperature measurement unit 38 measures the temperature of the reheat steam flowing through the high temperature reheat steam pipe 13. The reheat steam temperature is adjusted by the control unit 30 based on the temperature of the reheat steam flowing through the high temperature reheat steam pipe 13 and the amount of factory steam flowing through the factory air supply pipe 17. For example, as indicated by an arrow D in FIG. 6, when the reheat steam temperature rises due to an increase in the factory air supply amount and a decrease in the generator output and a decrease in the reheat steam flow rate, 12 is controlled to reduce the reheat steam temperature.

制御部30は、図4に示すように、バーナ角度調整部40、排ガス再循環流量調整部41、スプレイ量調整部42、開度調整部43などを有する。   As shown in FIG. 4, the control unit 30 includes a burner angle adjustment unit 40, an exhaust gas recirculation flow rate adjustment unit 41, a spray amount adjustment unit 42, an opening degree adjustment unit 43, and the like.

バーナ角度調整部40は、例えばボイラ負荷(LD)と工場蒸気の送気量に基づいて、バーナ20の角度を調整する。バーナ20の角度が調整されることによって、石炭焚ボイラ2における主燃焼域が火炉14上部側又は火炉14下部側へ移動されて、火炉14出口におけるガス温度が調整される。これによって、再熱器12入口側のガス温度が調整され、再熱蒸気温度を調整できる。   The burner angle adjustment unit 40 adjusts the angle of the burner 20 based on, for example, the boiler load (LD) and the amount of factory steam supplied. By adjusting the angle of the burner 20, the main combustion area in the coal fired boiler 2 is moved to the upper side of the furnace 14 or the lower side of the furnace 14, and the gas temperature at the outlet of the furnace 14 is adjusted. Thereby, the gas temperature at the inlet side of the reheater 12 is adjusted, and the reheat steam temperature can be adjusted.

排ガス再循環流量調整部41は、例えばボイラ負荷(LD)と再熱蒸気の温度と工場蒸気の送気量に基づいて、エコノマイザ(節炭器)21から排出された排ガスを火炉14底部から石炭焚ボイラ2内へ再導入する量(排ガス再循環流量)を調整する。排ガス再循環ダンパ24は、開度によって排ガス再循環流量を調整する。排ガス再循環流量が調整されることによって、再熱器12を通過する排ガス量を増減でき、再熱蒸気温度を調整できる。   For example, the exhaust gas recirculation flow rate adjustment unit 41 converts the exhaust gas discharged from the economizer 21 from the bottom of the furnace 14 to the coal based on the boiler load (LD), the temperature of reheat steam, and the amount of factory steam supplied. Adjust the amount (exhaust gas recirculation flow rate) to be reintroduced into the boiler 2. The exhaust gas recirculation damper 24 adjusts the exhaust gas recirculation flow rate according to the opening degree. By adjusting the exhaust gas recirculation flow rate, the amount of exhaust gas passing through the reheater 12 can be increased or decreased, and the reheat steam temperature can be adjusted.

スプレイ量調整部42は、例えばボイラ負荷(LD)と再熱蒸気の温度と工場蒸気の送気量に基づいて、再熱器スプレイ23による再熱器12へのスプレイ水の投入を調整する。再熱蒸気温度が規定の温度を上回る場合にスプレイ水が投入されることによって、再熱蒸気温度を抑制できる。   The spray amount adjusting unit 42 adjusts the supply of spray water to the reheater 12 by the reheater spray 23 based on, for example, the boiler load (LD), the reheat steam temperature, and the factory steam supply amount. When the reheat steam temperature exceeds the specified temperature, the reheat steam temperature can be suppressed by introducing the spray water.

開度調整部43は、例えばボイラ負荷(LD)に基づいて、風箱AAダンパ25の開度を調整する。風箱AAダンパ25の開度が調整されることによって、火炉14出口におけるガス温度が調整される。これによって、再熱器12入口側のガス温度が調整され、再熱蒸気温度を調整できる。   The opening adjustment unit 43 adjusts the opening of the wind box AA damper 25 based on, for example, a boiler load (LD). The gas temperature at the outlet of the furnace 14 is adjusted by adjusting the opening degree of the air box AA damper 25. Thereby, the gas temperature at the inlet side of the reheater 12 is adjusted, and the reheat steam temperature can be adjusted.

以上、本実施形態によれば、工場送気管17を流れる蒸気の送気量を参照しながら、再熱蒸気温度が調整される。その結果、再熱器12は、再熱蒸気温度を過度に上昇させることなく、工場送気量の変動に対応して適切に蒸気を加熱できる。   As described above, according to the present embodiment, the reheat steam temperature is adjusted while referring to the amount of steam supplied through the factory air supply pipe 17. As a result, the reheater 12 can appropriately heat the steam in response to fluctuations in the factory air supply without excessively increasing the reheat steam temperature.

次に、図4に示すように、主蒸気温度の調整について説明する。
主蒸気温度は、過熱器スプレイ22からのスプレイ水の投入などによって制御される。主蒸気管10には、主蒸気温度測定部37が設けられており、主蒸気温度測定部37は、主蒸気管10を流れる主蒸気の温度を測定する。主蒸気温度は、制御部30にて、主蒸気管10を流れる主蒸気の温度に基づいて調整される。
Next, as shown in FIG. 4, the adjustment of the main steam temperature will be described.
The main steam temperature is controlled by charging spray water from the superheater spray 22 or the like. The main steam pipe 10 is provided with a main steam temperature measuring unit 37, and the main steam temperature measuring unit 37 measures the temperature of the main steam flowing through the main steam pipe 10. The main steam temperature is adjusted by the control unit 30 based on the temperature of the main steam flowing through the main steam pipe 10.

スプレイ量調整部39は、過熱器スプレイ22による過熱器9間へのスプレイ水の投入を調整する。過熱器9間にスプレイ水が常時投入されることによって、主蒸気温度が調整される。主蒸気温度が低くなる場合には、スプレイ水投入量を減少させ、主蒸気温度が高くなる場合には、スプレイ水投入量を増加させて温度調整をする。   The spray amount adjusting unit 39 adjusts the injection of spray water between the superheaters 9 by the superheater spray 22. The main steam temperature is adjusted by constantly supplying spray water between the superheaters 9. When the main steam temperature decreases, the spray water input amount is decreased, and when the main steam temperature increases, the spray water input amount is increased to adjust the temperature.

次に、図7を参照して、大気放出弁18の制御について説明する。
石炭焚ボイラ2には、ボイラ圧測定部44が設けられ、ボイラ圧測定部44は、石炭焚ボイラ2内の圧力を測定する。大気放出弁制御部45は、測定された圧力に基づいて、工場蒸気大気放出弁18の開度を調整する。大気放出管19には、放出量測定部46が設けられて、大気放出管19を通過する蒸気流量を測定するようにしてもよい。大気放出弁制御部45は、放出量測定部46によって測定された蒸気流量に基づいて、工場蒸気大気放出弁18の開度を調整する。
Next, the control of the atmospheric release valve 18 will be described with reference to FIG.
The coal fired boiler 2 is provided with a boiler pressure measuring unit 44, and the boiler pressure measuring unit 44 measures the pressure in the coal fired boiler 2. The atmospheric release valve control unit 45 adjusts the opening degree of the factory steam atmospheric release valve 18 based on the measured pressure. The atmospheric discharge pipe 19 may be provided with a discharge amount measuring unit 46 to measure the flow rate of steam passing through the atmospheric discharge pipe 19. The atmospheric release valve control unit 45 adjusts the opening degree of the factory vapor atmospheric release valve 18 based on the steam flow rate measured by the release amount measuring unit 46.

これによって、工場蒸気大気放出弁18が、工場送気管17を通過する蒸気を大気へ放散することによって、石炭焚ボイラ2が過度に昇圧されることを防止できる。また、システム起動時に、外部側から蒸気を逆流させて大気へ放散することによって、外部側までの工場送気管17を暖管させることもできる。   As a result, the factory steam atmosphere release valve 18 can prevent the coal fired boiler 2 from being excessively pressurized by releasing the steam passing through the factory air supply pipe 17 to the atmosphere. In addition, when the system is activated, the factory air supply pipe 17 to the outside can be warmed by causing the steam to flow backward from the outside and dissipate into the atmosphere.

以上、本発明の実施形態によれば、工場蒸気として、石炭焚ボイラ2に接続された主蒸気管10から主蒸気を抽気することで、高圧高温の条件が良い蒸気を工場等へ供給することができる。また、蒸気タービン発電システムで使用される石炭焚ボイラ2が使用されることで、工場送気用油焚ボイラ50に比べて、高効率で蒸気を工場等へ供給できる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, steam having good high-pressure and high-temperature conditions is supplied to a factory or the like by extracting the main steam from the main steam pipe 10 connected to the coal fired boiler 2 as factory steam. Can do. Further, by using the coal fired boiler 2 used in the steam turbine power generation system, it is possible to supply steam to the factory or the like with higher efficiency than the factory air supply oil fired boiler 50.

更に、従来の石炭焚ボイラは、圧力や温度等の蒸気条件の変動性に対する追従性が悪く、動特性の面での制御も困難であったが、本実施形態では、発電機出力や工場送気の運用を考慮することによって、再熱器12における再熱蒸気温度が適正になり、発電機6による発電量や工場送気量を同時に変化させることが可能である。   Furthermore, conventional coal fired boilers have poor followability with respect to variability in steam conditions such as pressure and temperature, and are difficult to control in terms of dynamic characteristics. By considering the operation of the air, the reheat steam temperature in the reheater 12 becomes appropriate, and the amount of power generated by the generator 6 and the amount of air supplied to the factory can be changed simultaneously.

1 蒸気送気システム
2 石炭焚ボイラ(ボイラ)
3 蒸気タービン
4 高圧タービン(第1タービン)
5 低圧タービン(第2タービン)
6 発電機
7 復水器
8 給水ポンプ
9 過熱器
10 主蒸気管
11 低温再熱蒸気管
12 再熱器
13 高温再熱蒸気管
14 火炉
15 工場蒸気圧力制御弁
16 工場蒸気流量測定部
17 工場送気管(送気管)
18 工場蒸気大気放出弁
19 大気放出管
20 バーナ
21 エコノマイザ
22 過熱器スプレイ
23 再熱器スプレイ(過熱低減器)
24 排ガス再循環ダンパ
25 風箱AAダンパ
26 ガバナ
27 主蒸気圧力測定部
29 操作部
30 制御部
50 工場送気用油焚ボイラ
1 Steam supply system 2 Coal fired boiler
3 Steam turbine 4 High-pressure turbine (first turbine)
5 Low pressure turbine (second turbine)
6 Generator 7 Condenser 8 Water supply pump 9 Superheater 10 Main steam pipe 11 Low-temperature reheat steam pipe 12 Reheater 13 High-temperature reheat steam pipe 14 Furnace 15 Factory steam pressure control valve 16 Factory steam flow measurement unit 17 Factory feed Trachea (airpipe)
18 Factory Steam Atmospheric Release Valve 19 Atmospheric Release Pipe 20 Burner 21 Economizer 22 Superheater Spray 23 Reheater Spray (Overheat Reducer)
24 Exhaust gas recirculation damper 25 Wind box AA damper 26 Governor 27 Main steam pressure measurement unit 29 Operation unit 30 Control unit 50 Oil supply boiler for factory air supply

Claims (5)

過熱器及び再熱器を有するボイラと、
前記過熱器にて加熱された蒸気の一部を外部へ送気する送気管と、
前記過熱器にて加熱された前記蒸気のうち前記送気管へ供給された前記蒸気以外の蒸気によって駆動される第1タービンと、
前記第1タービンを通過し前記再熱器にて再加熱された前記蒸気によって駆動される第2タービンと、
前記第1タービン及び前記第2タービンの回転出力によって発電する発電機と、
を備え、
前記ボイラに投入される燃料の流量が、前記送気管を通過する前記蒸気の送気量の変化幅及び変化率と、前記発電機において要求される発電量の変化幅及び変化率に基づくフィードフォワード制御によって調整され、
前記再熱器において再加熱される前記蒸気の再熱温度が、前記送気管を通過する前記蒸気の送気量と、前記発電機において要求される発電量に基づいて調整される蒸気送気システム。
A boiler having a superheater and a reheater;
An air supply pipe for supplying a part of the steam heated by the superheater to the outside;
A first turbine driven by steam other than the steam supplied to the air supply pipe among the steam heated by the superheater;
A second turbine driven by the steam passing through the first turbine and reheated by the reheater;
A generator for generating electric power by rotational output of the first turbine and the second turbine;
With
Feed forward based on the flow rate and rate of change of the amount of steam supplied through the air supply pipe and the rate of change and rate of change in the amount of power required by the generator. Adjusted by control,
A steam supply system in which the reheat temperature of the steam reheated in the reheater is adjusted based on the amount of steam supplied through the air supply pipe and the amount of power generation required in the generator .
前記再熱器における前記蒸気の再熱温度は、前記ボイラにおける燃焼域の位置調整、前記ボイラの排ガスを前記ボイラへ導入する排ガス再循環量の調整及び前記再熱器の入口に設置された過熱低減器によるスプレイ水量の調整の少なくともいずれかによって温度調整される請求項1に記載の蒸気送気システム。   The reheat temperature of the steam in the reheater is the position adjustment of the combustion zone in the boiler, the adjustment of the exhaust gas recirculation amount for introducing the exhaust gas of the boiler into the boiler, and the superheat installed at the inlet of the reheater The steam supply system according to claim 1, wherein the temperature is adjusted by at least one of adjustment of the spray water amount by the reducer. 前記再熱器の容量は、前記送気管を通過する前記蒸気の送気量と、前記発電機において要求される発電量に基づいて決定される請求項1又は2に記載の蒸気送気システム。   3. The steam supply system according to claim 1, wherein a capacity of the reheater is determined based on an amount of the steam that passes through the air supply pipe and a power generation amount required in the generator. 前記送気管には、通過する前記蒸気を大気へ放散する大気放散弁が設けられる請求項1から3のいずれか1項に記載の蒸気送気システム。 The steam supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein the air supply pipe is provided with an atmospheric emission valve for releasing the passing vapor to the atmosphere. ボイラに設けられた過熱器にて加熱された蒸気の一部を、送気管を介して外部へ送気するステップと、
前記過熱器にて加熱された前記蒸気のうち前記送気管へ供給された前記蒸気以外の蒸気によって第1タービンが駆動するステップと、
前記第1タービンを通過し前記ボイラの再熱器にて再加熱された前記蒸気によって第2タービンが駆動するステップと、
前記第1タービン及び前記第2タービンの回転出力によって発電機が発電するステップと、
前記送気管を通過する前記蒸気の送気量の変化幅及び変化率と、前記発電機において要求される発電量の変化幅及び変化率に基づくフィードフォワード制御によって、前記ボイラに投入される燃料の流量を調整するステップと、
前記送気管を通過する前記蒸気の送気量と、前記発電機において要求される発電量に基づいて、前記再熱器において再加熱される前記蒸気の再熱温度を調整するステップと、
を備える蒸気送気方法。
A step of supplying a part of the steam heated by a superheater provided in the boiler to the outside through an air supply pipe;
A step in which the first turbine is driven by steam other than the steam supplied to the air supply pipe among the steam heated by the superheater;
A second turbine is driven by the steam passing through the first turbine and reheated by the boiler reheater;
A step of generating power by a rotational output of the first turbine and the second turbine;
The feedforward control based on the change width and change rate of the amount of steam supplied through the air supply pipe, and the change width and change rate of the power generation amount required in the generator, allows the fuel to be fed into the boiler. Adjusting the flow rate;
Adjusting the reheat temperature of the steam reheated in the reheater based on the amount of steam supplied through the air supply pipe and the amount of power required in the generator;
A steam insufflation method.
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