特許 7515778 ボイラ運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-05

(45)【発行日】2024-07-16

(54)【発明の名称】ボイラ運転方法

(51)【国際特許分類】

   F22B 37/56 20060101AFI20240708BHJP

   F22D 11/00 20060101ALI20240708BHJP

【ＦＩ】

F22B37/56 A

F22D11/00 G

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020022017

(22)【出願日】2020-02-13

(65)【公開番号】P2021127848

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2023-01-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100128277

【弁理士】

【氏名又は名称】專徳院 博

(72)【発明者】

【氏名】原 貴治

【審査官】大谷 光司

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－０９３８０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０６－０２２７０６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００６－０５７８６８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２２Ｂ３５／１４，３７／５６

Ｆ２２Ｄ１１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１運転方法又は第２運転方法のいずれか１方が択一的に選択され実行される発電プラントのボイラ運転方法であって、
発電プラントは、復水器と低圧ヒータとを結ぶ復水系統と、前記低圧ヒータと脱気器とを結ぶ復水系統と、前記脱気器と高圧ヒータとを結ぶ給水系統と、前記高圧ヒータとボイラとを結ぶ給水系統と、前記脱気器の出口と前記復水器とを結ぶ循環ラインと、前記ボイラと前記復水器とを結ぶ循環ラインとを有し、
前記第１運転方法及び前記第２運転方法は、
前記復水器より復水系統及び給水系統を経由し前記ボイラに水を送り、当該水を前記ボイラ出口でブローし、その後、前記ボイラに送られる水を前記ボイラと前記復水器とを結ぶ循環ラインを通じて前記復水器に返送する循環系統運転を、水質が管理値を満足するまで継続するボイラクリーンアップ工程と、
前記ボイラクリーンアップ工程後に行われるボイラの点火準備を経て実施されるボイラ点火工程と、
を含み、
前記第１運転方法は、前記ボイラの点火準備中、前記復水器と前記低圧ヒータとを結ぶ復水系統、前記低圧ヒータと前記脱気器とを結ぶ復水系統、及び前記脱気器の出口と前記復水器とを結ぶ循環ラインを用い、前記復水器と前記脱気器との間で水の循環運転を実施し、
前記第２運転方法は、前記ボイラの点火準備中、前記復水器と前記ボイラとを結ぶ復水系統及び給水系統、及び前記ボイラと前記復水器とを結ぶ循環ラインを用い、前記復水器と前記ボイラとの間で水の循環運転を実施することを特徴とするボイラ運転方法。

【請求項2】

前記第２運転方法は、前記第１運転方法ではボイラ点火時にボイラ水の水質が管理値を満たさないとき選択されることを特徴とする請求項１に記載のボイラ運転方法。

【請求項3】

前記第２運転方法は、発電設備が長期起動停止（ＬＳＳ）時であるとき選択されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のボイラ運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ボイラの運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

発電プラントにおいて、起動時にはボイラ給水の水質確認、ボイラ循環系統の洗浄を目的にクリーンアップが行われ、その後ボイラ点火に移行する。クリーンアップは、通常、復水クリーンアップ、低圧クリーンアップ、高圧クリーンアップ、ボイラクリーンアップで構成され、これらが順次実行されることでボイラ循環系統の洗浄等を行うことができる（例えば特許文献１参照）。

【0003】

発電プラントにおいて、各系統の水に含まれる不純物は一様ではなく、水質は発電プラントの運転状況により異なる。クリーンアップの各工程には、それぞれ水質についての管理値が定められており、水に含まれる不純物が多くなるとクリーンアップの時間も長くなる。また水に含まれる不純物が多くなるとアンモニアやヒドラジン等の薬品の注入量も多くする必要がある。これについては発電プラント停止時に停止時間を予測し、予測した停止時間に対応して予め定めた薬品量を給水に注入する方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実開平６－２２７０６号公報

【文献】特開２００８－７５９８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のボイラクリーンアップから点火までの手順は、次のとおりである。所定時間ボイラ系外ブローが実行され、その後所定時間ボイラ循環工程が実行され、水質が管理値を満足することが確認されボイラクリーンアップが完了となる。その後、ボイラ点火準備に移行し、点火準備完了後にボイラ点火となる。ボイラ点火準備が実行されている間、ボイラ給水系統は、待機状態である。

【0006】

発電プラントによっては、ボイラクリーンアップが完了し水質が管理値を満足しているにもかかわらず、ボイラ点火時点でボイラ水の水質が管理値を超過する可能性があることが分かった。しかしながらこれまでにこのような指摘はなく、発電プラントの状況によらずボイラクリーンアップから点火まで同じ手順で行われている。ボイラ水の水質が管理値を超過する状態でボイラを起動することが好ましくないことはいうまでもない。

【0007】

本発明の目的は、発電プラントの状況に対応しボイラ水の水質が管理値を満足した状態でボイラ点火を可能とするボイラ運転方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、第１運転方法又は第２運転方法のいずれか１方が択一的に選択され実行される発電プラントのボイラ運転方法であって、発電プラントは、復水器と低圧ヒータとを結ぶ復水系統と、前記低圧ヒータと脱気器とを結ぶ復水系統と、前記脱気器と高圧ヒータとを結ぶ給水系統と、前記高圧ヒータとボイラとを結ぶ給水系統と、前記脱気器の出口と前記復水器とを結ぶ循環ラインと、前記ボイラと前記復水器とを結ぶ循環ラインとを有し、前記第１運転方法及び前記第２運転方法は、前記復水器より復水系統及び給水系統を経由し前記ボイラに水を送り、当該水を前記ボイラ出口でブローし、その後、前記ボイラに送られる水を前記ボイラと前記復水器とを結ぶ循環ラインを通じて前記復水器に返送する循環系統運転を、水質が管理値を満足するまで継続するボイラクリーンアップ工程と、前記ボイラクリーンアップ工程後に行われるボイラの点火準備を経て実施されるボイラ点火工程と、を含み、前記第１運転方法は、前記ボイラの点火準備中、前記復水器と前記低圧ヒータとを結ぶ復水系統、前記低圧ヒータと前記脱気器とを結ぶ復水系統、及び前記脱気器の出口と前記復水器とを結ぶ循環ラインを用い、前記復水器と前記脱気器との間で水の循環運転を実施し、前記第２運転方法は、前記ボイラの点火準備中、前記復水器と前記ボイラとを結ぶ復水系統及び給水系統、及び前記ボイラと前記復水器とを結ぶ循環ラインを用い、前記復水器と前記ボイラとの間で水の循環運転を実施することを特徴とするボイラ運転方法である。

【0010】

本発明のボイラ運転方法において、前記第２運転方法は、前記第１運転方法ではボイラ点火時にボイラ水の水質が管理値を満たさないとき選択されることを特徴とする。

【0011】

本発明のボイラ運転方法において、前記第２運転方法は、発電設備が長期起動停止（ＬＳＳ）時であるとき選択されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、発電プラントの状況に対応しボイラ水の水質が管理値を満足した状態でボイラ点火を可能とするボイラ運転方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明のボイラ運転方法で使用される第１運転方法及び第２運転方法の手順を示すフローチャートである。

【図2】発電プラントの復水クリーンアップの系統図である。

【図3】発電プラントの低圧クリーンアップの系統図である。

【図4】発電プラントの高圧クリーンアップの系統図である。

【図5】発電プラントのボイラクリーンアップの系統図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１は、本発明のボイラ運転方法で使用される第１運転方法及び第２運転方法の手順を示すフローチャートである。図２から図５は、発電プラントのボイラ循環系統のクリーンアップの系統図であり、図２は復水クリーンアップ、図３は低圧クリーンアップ、図４は高圧クリーンアップ、図５はボイラクリーンアップに関する。

【0015】

本発明のボイラ運転方法は、発電プラントのボイラの起動方法に関し、ボイラクリーンアップ工程からボイラ点火までの運転方法に関する。ボイラの起動は、ボイラ点火に先立ちボイラ循環系統のクリーンアップが行われ、その後、ボイラ点火となる。まず、ボイラクリーンアップ工程を含むボイラ循環系統のクリーンアップについて説明する。

【0016】

ボイラ循環系統のクリーンアップは、復水クリーンアップ、低圧クリーンアップ、高圧クリーンアップ、ボイラクリーンアップの各工程で構成され、これらが順次実行される。

【0017】

復水クリーンアップは、復水器１１のクリーンアップを主に行うものであり、図２で示されるように復水器１１から低圧ヒータ２５入口までの復水系統２１をクリーンアップする。復水系統２１は、復水器１１、復水ポンプ１３、脱塩装置１５、復水昇圧ポンプ１７を結ぶように構成され、復水系統２１には、復水昇圧ポンプ１７の出口部と復水器１１とを結ぶ循環ライン２３が連結する。

【0018】

復水クリーンアップでは、まず復水ポンプ１３の出口で系外ブローが実施される。系外ブローにおいて水質が管理値を満足すると、循環ライン２３を通じた循環系統のクリーンアップに移行する。循環系統のクリーンアップにより水質が管理値を満足することが確認されると復水クリーンアップが終了し、低圧クリーンアップに移行する。復水クリーンアップにおける水質規準の一例を示せば、復水ポンプ１３の出口において鉄の含有量が５００μｇ／Ｌ以下である。

【0019】

低圧クリーンアップは、図３で示されるように低圧ヒータ２５から脱気器２７までの復水系統２９を主にクリーンアップする。復水系統２９は、復水系統２１に繋がり、低圧ヒータ２５、脱気器２７を結ぶように構成され、復水系統２９には、脱気器２７の出口部と復水器１１とを結ぶ循環ライン３１が連結する。

【0020】

低圧クリーンアップでは、脱気器２７の出口で系外ブローが実施される。系外ブローにおいて水質が管理値を満足すると、循環ライン３１を通じた循環系統のクリーンアップに移行する。循環系統のクリーンアップにより水質が管理値を満足することが確認されると低圧クリーンアップが終了し、高圧クリーンアップに移行する。低圧クリーンアップにおける水質規準の一例を示せば、脱気器循環ポンプ（図示省略）の出口において鉄の含有量が５０μｇ／Ｌ以下である。

【0021】

高圧クリーンアップは、図４で示されるように脱気器２７～給水ポンプ３３～高圧ヒータ３５までの給水系統３７を主にクリーンアップする。給水系統３７は、復水系統２１～復水系統２９に繋がり、脱気器２７、給水ポンプ３３、高圧ヒータ３５を結ぶように構成され、給水系統３７には、高圧ヒータ３５の出口部と復水器１１とを結ぶ循環ライン３９が連結する。

【0022】

高圧クリーンアップでは、高圧ヒータ３５の出口で系外ブローが実施される。系外ブローにおいて水質が管理値を満足すると、循環ライン３９を通じた循環系統のクリーンアップに移行する。循環系統のクリーンアップにより水質が管理値を満足することが確認されると高圧クリーンアップが終了し、ボイラクリーンアップに移行する。高圧クリーンアップにおける水質規準の一例を示せば、高低圧クリーンアップ管（図示省略）において鉄の含有量が５０μｇ／Ｌ以下である。

【0023】

ボイラクリーンアップは、図５で示されるように高圧ヒータ３５～ボイラ４１までの給水系統４３を主にクリーンアップする。給水系統４３は、給水系統３７に繋がり、給水系統４３には、ボイラ４１の出口部に配置されるフラッシュタンク４５を経由して復水器１１と繋がる循環ライン４７が設けられている。

【0024】

ボイラクリーンアップでは、フラッシュタンク４５より系外ブローが実施される。系外ブローにおいて水質が管理値を満足すると、循環ライン４７を通じた循環系統のクリーンアップに移行する。循環系統のクリーンアップにより水質が管理値を満足することが確認されるとボイラクリーンアップが終了する。ボイラクリーンアップにおける水質規準の一例を示せば、節炭器入口において鉄の含有量が５０μｇ／Ｌ以下である。

【0025】

本発明のボイラ運転方法で使用される第１運転方法は、図１（Ａ）に示すようにボイラクリーンアップ工程（ステップＳ１）と、待機工程（ステップＳ２）と、ボイラ点火工程（ステップＳ３）を含む。

【0026】

ステップＳ１のボイラクリーンアップ工程は、大略は先に説明の通りであり、計算機で管理されている。規定時間系外ブローが実施された後（ステップＳ１－ａ）、水質確認が行われ、水質が管理値を満たすことが計算機に入力されると、系外ブローから循環系統運転（ステップＳ１－ｂ）に移行する。循環系統運転に移行し規定時間経過後、水質確認が行われ、水質が管理値を満たすことが計算機に入力されるとボイラクリーンアップが完了する。

【0027】

ボイラクリーンアップ完了後、待機工程に移行する（ステップＳ２）。待機工程において、ボイラの復水・給水系統は、低圧クリーンアップの循環ライン３１を通じた循環運転、具体的には復水系統２１～復水系統２９～循環系統３１を使用した循環運転である（図３参照）。待機工程（ステップＳ２）において、ボイラ４１の点火準備が実行される。待機工程（ステップＳ２）完了後、節炭器入口において水質確認が行われ、水質が管理値を満足することが確認され、ボイラ点火となる（ステップＳ３）。

【0028】

本発明のボイラ運転方法で使用される第２運転方法は、図１（Ｂ）に示すようにボイラクリーンアップ工程（ステップＳ１１）と、ボイラ点火工程（ステップＳ１２）を含む。

【0029】

ステップＳ１１のボイラクリーンアップ工程は、大略は先に説明の通りであり、計算機で管理されている。規定時間系外ブローが実施された後（ステップＳ１１－ａ）、水質確認が行われ、水質が管理値を満たすことが計算機に入力されると、系外ブローから循環系統運転（ステップＳ１１－ｂ）に移行する。循環系統運転に移行し規定時間経過後、水質確認が行われ、水質が管理値を満たすことが計算機に入力されるとボイラクリーンアップが完了する。第２運転方法の系外ブロー工程（ステップＳ１１－ａ）と第１運転方法の系外ブロー工程（ステップＳ１－ａ）とは基本的に同じである。

【0030】

第２運転方法では、ステップＳ１１－ｂの循環系統運転は、ボイラ４１の点火準備が完了するまで継続され、ボイラクリーンアップ完了後、ボイラ点火となる（ステップＳ１２）。ステップＳ１１－ｂの循環系統運転は、概ね第１運転方法のステップＳ１－ｂの循環系統運転（ステップＳ１－ｂ）と待機工程（ステップＳ２）とを合算した時間実行される。

【0031】

循環系統運転（ステップＳ１－ｂ）の時間は、循環ライン４７を通じた循環系統のクリーンアップに要する時間、つまり循環ライン４７を通じた循環系統のクリーンアップの開始から完了までの時間となる。具体的には、系外ブロー完了後に実施される、予め設定された規定時間の循環系統のクリーンアップ、水質確認、水質の計算機入力までの時間である。待機工程（ステップＳ２）の時間は、ボイラクリーンアップ完了からボイラ４１の点火準備が完了するまでの時間である。

【0032】

第１運転方法及び第２運転方法を備える本発明のボイラ運転方法は、発電設備の状況に対応しボイラ水の水質の基準値を満足するように第１運転方法又は第２運転方法のいずれか一方が選択され実行される。

【0033】

第１運転方法と第２運転方法とを比較すると、第１運転方法の待機工程が、第２運転方法では、循環系統運転に置換されているといえる。換言すれば第１運転方法では、ボイラの復水・給水系統に対し、低圧クリーンアップの循環ライン３１を通じた循環運転が実行されながらボイラ４１の点火準備が行われ、第２運転方法では、ボイラの復水・給水系統に対し、ボイラの循環系統の運転が実行されながらボイラ４１の点火準備が行われる。

【0034】

第１運転方法の待機工程で実行される低圧クリーンアップの循環ライン３１を通じた循環運転では、ボイラ水（ボイラ保有水）は、脱塩装置１５を通過しないためボイラ保有水の不純物を除去することはできない。一方、第２運転方法では、第１運転方法の待機工程に対応する工程において、ボイラの循環系統の運転が実行されるのでボイラ保有水は、脱塩装置１５を通過し不純物は除去される。

【0035】

以上のことからボイラクリーンアップ工程後に待機工程を有する第１運転方法は、待機工程中にボイラ保有水の水質が悪化する場合には好ましくない。一方、第２運転方法は、待機工程を有していないため待機工程中にボイラ保有水の水質が悪化することはない。このためボイラの点火直前の手分析による水質確認を省略することができる。一方で、第２運転方法は、第１運転方法に比較してポンプの運転費用が高くなる。

【0036】

以上のことから通常、ボイラ運転においては基本形である第１運転方法が選択される。第２運転方法は、第１運転方法では、ボイラ点火時において水質が管理値を満足しないときに選択される。第１運転方法ではボイラ点火時に水質が管理値を満足しない状況としては、発電設備が長期起動停止（ＬＳＳ）時であるときが該当する。長期起動停止（ＬＳＳ）のように発電設備の停止時間が長い場合には、系統の水に含まれる不純物が多くなり易い。

【0037】

以上、本発明に係るボイラ運転方法を説明したが、本発明に係るボイラ運転方法は、上記実施形態に限定されるものではない。また図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更及び修正を容易に想定するであろう。従って、そのような変更及び修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。

【符号の説明】

【0038】

１１ 復水器
１３ 復水ポンプ
１５ 脱塩装置
１７ 復水昇圧ポンプ
２１ 復水系統
２３ 循環ライン
２５ 低圧ヒータ
２７ 脱気器
２９ 復水系統
３１ 循環ライン
３３ 給水ポンプ
３５ 高圧ヒータ
３７ 給水系統
３９ 循環ライン
４１ ボイラ
４３ 給水系統
４５ フラッシュタンク
４７ 循環ライン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】