JP2007307477A - 排熱回収ボイラ用のアンモニア注入装置と方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】過熱器3などの伝熱管群と脱硝装置6と該脱硝装置6上流域に設けられたアンモニア注入ノズル5を有する排熱回収ボイラ1の起動時にはボイラ1の入口部から抜き出した比較的高温の排ガス2をエバポレータ15に導いて昇温させ、ボイラ1の入口部の排ガス温度又はエバポレータ15出口のガス温度が所定温度になると、エバポレータ15に導入するガスを脱硝装置6の入口部のガスに切り替え、前記所定温度以上でアンモニア水をエバポレータ15に導入し、ガス量を徐々に増やしながらガスで蒸発させて得られるアンモニアをボイラ1の脱硝装置6の入口部に供給する。
【選択図】図1
Description
すなわち、請求項1記載の発明は、燃焼装置から排出される燃焼排ガス(2)の熱を回収する伝熱管群と、前記排ガス(2)中に含まれる窒素酸化物を無害な窒素と水に還元する脱硝装置(6)と、該脱硝装置(6)の上流域に設けられたアンモニア噴霧部(5)とを前記排ガス(2)が流れる流路間に配置した排熱回収ボイラ(1)に対して、アンモニア源としてアンモニア水を使用し、そのアンモニア水の蒸発を行わせるための熱源として前記排熱回収ボイラ(1)内の排ガス(2)を用いることからなる排熱回収ボイラ用のアンモニア注入装置(21)であって、排熱回収ボイラ(1)の入口部と脱硝装置(6)の入口部から排ガス(2)をそれぞれ抜き出す第1配管(19a)と第2配管(19b)と前記各配管(19a,19b)にそれぞれ第1切替ダンパ(9a)と第2切替ダンパ(9b)を設け、前記2つの配管(19a,19b)を合流させて接続したガス循環配管(19c)を排熱回収ボイラ(1)の脱硝装置(6)の入口部に接続し、該ガス循環配管(19c)の中間部に前記排ガス(2)を熱源としてアンモニア水供給配管(17)から導入されるアンモニアを蒸発させるエバポレータ(15)を配置し、排熱回収ボイラ(1)の入口部と脱硝装置(6)の入口部とエバポレータ(15)の出口にそれぞれガス温度計(7,8,11)を配置し、前記3つのガス温度計(7,8,11)で測定される各ガス温度に基づき前記第1切替ダンパ(9a)と第2切替ダンパ(9b)の切替によりエバポレータ(15)に導入するガス(2)を切替制御を行い、また、脱硝装置(6)の入口部とエバポレータ(15)の出口の各ガス温度計(8,11)で測定される各ガス温度に基づきアンモニア水供給配管(17)からエバポレータ(15)にアンモニア水を導入する制御を行う制御装置(24)を設けた排熱回収ボイラ用のアンモニア注入装置である。
請求項1と請求項4記載の発明により、排熱回収ボイラ(1)を含むコンバインドサイクルドプラントの停止時(DSS及びWSS)において、任意の制御設定温度条件によりガス循環ファン(13)の起動および停止操作を行い、排熱回収ボイラ(1)内で高温に滞留させている燃焼排ガス(2)を排熱回収ボイラ(1)と脱硝装置(6)間で循環させることで、図3に示すボイラ(1)の停止後の従来技術のエバポレータ(15)出口温度カーブのように、ガス循環ファン(13)の停止中に大気放散により温度が下降していくエバポレータ(15)の出口ガス温度の低下を、図3で示すボイラ(1)停止後の本発明のエバポレータ(15)の出口ガス温度のカーブのように抑えることが可能になる。
これにより、次回のボイラ(1)の起動時においては、アンモニア注入許可条件との温度差が従来に比べて小さいため、短時間でのアンモニア注入が実現できる。
また、排熱回収ボイラ(1)の定常運転中または長期連続運転中には脱硝装置(6)の入口の燃焼排ガス(2)をアンモニア水の蒸発用熱源として用いることで、低出力維持の運転制御緩和の効果がある。
図1は本実施例の排熱回収ボイラ1を含むコンバインサイクルプラントにおいて、アンモニア水を利用した脱硝装置6用のアンモニア注入装置21において燃焼排ガス2を利用する系統図を示す。図1に示す系統図は図2に示した従来技術の系統図と同一機能を奏する部材は同一番号を付してその説明を省略する。
ボイラプラント1起動時には上記条件を短時間で達成でき、脱硝装置6の起動時間を短縮させるため、本実施例のアンモニア注入装置21においては以下の操作を行う。
排熱回収ボイラ1の通常運転時にはアンモニアの蒸発に対して充分な排ガス温度条件が得られる脱硝装置6の入口から排ガス2を吸引する系統、つまり抜出配管19bの切替ダンパ9aを全開とし、ガス循環配管19cの保護のため、排熱回収ボイラ1の入口の高温排ガス2をアンモニア注入装置21へ導入する抜出配管19aの切替ダンパ9aを全閉の状態にて運用する。
上記動作によって、エバポレータ15に高温排ガス2が循環されるため、排熱回収ボイラ1の運転停止時においてもエバポレータ15及び該エバポレータ15の後流側の排ガス流路の急激な温度低下を防ぐことができる。
以上のように、本実施例によれば、特に排熱回収ボイラプラント脱硝装置6に最適なアンモニア注入装置21を提供できる。
3 過熱器 4 煙突
5 アンモニア注入ノズル 6 脱硝装置
7、8、11、23 温度計 9a,9b 切替ダンパ
10 アンモニア遮断弁 12 切替ダンパ
13 ガス循環ファン 14 流量計
15 エバポレータ 16 二流体ノズル
17 アンモニア水配管 18 アトマイズ空気配管
19a、19b 排ガス抜出配管 19c ガス循環配管
21 アンモニア注入装置 24 制御装置
Claims (5)
- 燃焼装置から排出される燃焼排ガスの熱を回収する伝熱管群と、前記排ガス中に含まれる窒素酸化物を無害な窒素と水に還元する脱硝装置と、該脱硝装置の上流域に設けられたアンモニア噴霧部とを前記排ガスが流れる流路に配置した排熱回収ボイラに対して、アンモニア源としてアンモニア水を使用し、そのアンモニア水の蒸発を行わせるための熱源として前記排熱回収ボイラ内の排ガスを用いることからなる排熱回収ボイラ用のアンモニア注入装置であって、
排熱回収ボイラの入口部と脱硝装置入口部から排ガスをそれぞれ抜き出す第1配管と第2配管と前記各配管にそれぞれ第1切替ダンパと第2切替ダンパを設け、
前記2つの配管を合流させて接続したガス循環配管を排熱回収ボイラの脱硝装置入口部に接続し、
該ガス循環配管の中間部に前記排ガスを熱源としてアンモニア水供給配管から導入されるアンモニアを蒸発させるエバポレータを配置し、
排熱回収ボイラの入口部と脱硝装置入口部とエバポレータ出口にそれぞれガス温度計を配置し、
前記3つのガス温度計で測定される各ガス温度に基づき前記第1切替ダンパと第2切替ダンパの切替によりエバポレータに導入するガスを切替制御を行い、また、脱硝装置入口部とエバポレータ出口の各ガス温度計で測定される各ガス温度に基づきアンモニア水供給配管からエバポレータにアンモニア水を導入する制御を行う制御装置を設けたことを特徴とする排熱回収ボイラ用のアンモニア注入装置。 - ガス循環配管にもガス温度計を配置し、該排ガス温度計で測定される排ガス温度に基づき前記第1切替ダンパと第2切替ダンパを切り替えてエバポレータに導入する排ガスの温度調節を行う制御装置を設けたことを特徴とする請求項1記載の排熱回収ボイラ用のアンモニア注入装置。
- エバポレータ出口ガス温度が所定温度以下になった時又は排熱回収ボイラの起動時に起動させるガス循環ファンをガス循環配管に設けたことを特徴とする請求項1又は2記載の排熱回収ボイラ用のアンモニア注入装置。
- 燃焼装置から排出される燃焼排ガスの熱を回収する伝熱管群と、排ガス中に含まれる窒素酸化物を無害な窒素と水に還元する脱硝装置と、該脱硝装置上流域に設けられたアンモニア噴霧部を有する排熱回収ボイラに対して、排熱回収ボイラの入口部又は脱硝装置入口部から排ガスをそれぞれ抜き出した排ガスをエバポレータに導き、該エバポレータ内に供給されるアンモニア水を前記排ガスで蒸発させて得られるアンモニアを排熱回収ボイラの脱硝装置入口部に供給する排熱回収ボイラ用のアンモニア注入方法であって、
排熱回収ボイラの起動時には排熱回収ボイラの入口部から抜き出した比較的高温の排ガスをエバポレータに導いてエバポレータ内を昇温させ、
排熱回収ボイラの入口部の排ガスが所定温度になると又はエバポレータ出口のガス温度が所定温度になると、エバポレータに導入する排ガスを排熱回収ボイラの入口部の排ガスから脱硝装置の入口部の排ガスに切り替え、
脱硝装置入口部の排ガス温度とエバポレータ出口のガス温度がそれぞれ所定温度以上になるとアンモニア水をエバポレータに導入し、またエバポレータ出口のガス温度に基づきエバポレータに導く排ガス量を徐々に増やしながら前記排ガスで蒸発させて得られるアンモニアを排熱回収ボイラの脱硝装置入口部に供給し、
排熱回収ボイラの運転停止時には排熱回収ボイラの入口部の排ガスが、該排ガスをエバポレータへ導入する配管の耐熱温度以下になると、エバポレータへ導入する排ガスを脱硝装置入口部の排ガスから排熱回収ボイラの入口部の排ガスに切り替え、同時にエバポレータに導入する排ガス量を制御することを特徴とする排熱回収ボイラ用のアンモニア注入方法。 - 排熱回収ボイラの入口部又は脱硝装置入口部から抜き出した排ガスをエバポレータに導入する配管にはガス循環ファンを設け、排熱回収ボイラの運転停止時にはエバポレータ出口ガス温度が所定温度以下になった時又は次回の排熱回収ボイラの起動時に前記循環ファンを起動させて排熱回収ボイラの入口部から抜き出した排ガスを脱硝装置入口部の排熱回収ボイラ内に循環させることを特徴とする請求項4記載の排熱回収ボイラ用のアンモニア注入方法。
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