JP6668819B2

JP6668819B2 - Coal-fired power plant

Info

Publication number: JP6668819B2
Application number: JP2016037471A
Authority: JP
Inventors: 英嗣清永; 健治引野; 啓一郎盛田
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2016-02-29
Publication date: 2020-03-18
Anticipated expiration: 2036-02-29
Also published as: JP2017155970A

Description

本発明は、石炭火力発電設備に関する。より詳しくは、脱硫装置から排出される排水中の微量物質の量を抑制できる石炭火力発電設備に関する。 The present invention relates to a coal-fired power generation facility. More specifically, the present invention relates to a coal-fired power plant capable of suppressing the amount of trace substances in wastewater discharged from a desulfurization device.

石炭火力発電所では、石炭の燃焼に伴い硫黄酸化物が発生するが、大気汚染防止法等により、硫黄酸化物の排出は一定水準以下に抑えることが必要となっている。そこで発電所では、硫黄酸化物を除去する脱硫装置を設置している。この脱硫装置としては、湿式脱硫装置が一般的に用いられている。すなわち、排ガスに石灰石と水との混合液を吹き付けることにより、排ガスに含有されている硫黄酸化物を混合液に吸収させ、その後脱水処理することで脱硫を実現している。 In a coal-fired power plant, sulfur oxides are generated with the combustion of coal, but it is necessary to keep sulfur oxide emissions below a certain level by the Air Pollution Control Law and the like. Therefore, the power plant is equipped with a desulfurizer to remove sulfur oxides. As this desulfurization device, a wet desulfurization device is generally used. That is, by spraying a mixed solution of limestone and water on the exhaust gas, the sulfur oxides contained in the exhaust gas are absorbed in the mixed solution, and thereafter, the desulfurization is realized by performing a dehydration treatment.

この脱水処理において発生する排水には、微量のホウ素、セレン等の微量物質が含まれる。水質汚濁防止法等により、これらの微量物質の排出は一定水準以下に抑える事が必要となっている。そこで発電所では、脱硫装置から発生する排水を処理する排水処理装置を設けているが、排水中に微量物質が多量に含まれると、排水処理装置の負担が大きくなるため対策が必要となる。 The wastewater generated in this dehydration treatment contains trace amounts of trace substances such as boron and selenium. According to the Water Pollution Control Law, etc., it is necessary to keep the emission of these trace substances below a certain level. Therefore, a power plant is provided with a wastewater treatment device for treating wastewater generated from a desulfurization device. However, if a large amount of trace substances is contained in the wastewater, the burden on the wastewater treatment device increases, and measures must be taken.

例えば、下記の特許文献１には、ボイラから発生する排ガスから石炭灰を除去する集塵装置を含む排ガス処理システムにおいて、排ガス中の微量物質を計測し、微量物質の量が多いときには集塵効率を高くし、排ガス中の微量物質を集塵装置で除去することで排水処理装置の負担を軽減する排ガス処理システム及び方法が開示されている。 For example, Patent Literature 1 below discloses an exhaust gas treatment system including a dust collection device that removes coal ash from exhaust gas generated from a boiler, and measures a trace substance in the exhaust gas. An exhaust gas treatment system and a method for reducing the burden on a wastewater treatment device by increasing the pressure and removing a trace substance in the exhaust gas with a dust collector are disclosed.

特開２０１１−２５１０８号公報JP 2011-25108A

しかしながら、排ガス中に含まれる微量物質の量と、湿式脱硫装置からの排水中に含まれる微量物質の量がどのように相関するかについては不明である。従って湿式脱硫装置からの排水中に含まれる微量物質の量をより確実に抑制する方法については明らかではなかった。 However, it is unclear how the amount of the trace substance contained in the exhaust gas correlates with the quantity of the trace substance contained in the wastewater from the wet desulfurization device. Therefore, a method for more reliably suppressing the amount of trace substances contained in the wastewater from the wet desulfurization device has not been clarified.

本発明者らは、石炭灰に微量物質が含まれるメカニズムにつき鋭意検討した結果、従来の石炭灰の粒径である数十μｍ以上百μｍ以下程度の範囲に比べて遥かに小さい粒径の石炭灰に微量物質が含まれ、これらの微小な粒径の石炭灰が集塵装置よりも下流側の排ガス中に含まれる微量物質の主たるキャリアーとなっていることを見出した。 The present inventors have conducted intensive studies on the mechanism of the inclusion of trace substances in coal ash, and as a result, have found that coal ash having a particle size far smaller than the range of several tens μm to 100 μm, which is the conventional particle size of coal ash. Trace substances were contained in the ash, and it was found that the coal ash having such a small particle size was a main carrier of the trace substances contained in the exhaust gas downstream of the dust collector.

従って、本発明は、湿式脱硫装置からの排水中に含まれる微量物質の量を計測し、その測定結果に基づいて微小な粒径の石炭灰を除去できるように集塵装置を制御することで、湿式脱硫装置からの排水中に含まれる微量物質の量を確実かつ効率的に抑制できる石炭火力発電設備を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention measures the amount of trace substances contained in the wastewater from the wet desulfurization device, and controls the dust collection device so as to remove coal ash having a small particle size based on the measurement result. It is another object of the present invention to provide a coal-fired power plant capable of reliably and efficiently suppressing the amount of trace substances contained in wastewater from a wet desulfurization device.

本発明は、石炭を燃焼させる燃焼ボイラと、前記燃焼ボイラの下流側に配置され該燃焼ボイラにおいて石炭が燃焼されて発生した排ガス中に含まれる石炭灰を除去する集塵装置と、前記集塵装置の下流側に配置され前記燃焼ボイラにおいて石炭が燃焼されて発生した排ガス中に含まれる硫黄酸化物を湿式石灰−石膏法により吸収、分離する湿式脱硫装置と、前記湿式脱硫装置から排出される排水中の微量物質を計測する計測装置と、前記計測装置による結果に基づき、前記集塵装置の出力を制御する制御装置と、を備える石炭火力発電設備に関する。 The present invention relates to a combustion boiler for burning coal, a dust collection device disposed downstream of the combustion boiler for removing coal ash contained in exhaust gas generated by burning coal in the combustion boiler, and the dust collection device. A wet desulfurization device disposed downstream of the device for absorbing and separating sulfur oxides contained in exhaust gas generated by burning coal in the combustion boiler by a wet lime-gypsum method, and discharged from the wet desulfurization device The present invention relates to a coal-fired power plant including: a measuring device for measuring a trace substance in wastewater; and a control device for controlling an output of the dust collecting device based on a result of the measuring device.

また、前記集塵装置は、複数の捕集段を有し、前記制御装置は、前記複数の捕集段の出力を個別に制御することが好ましい。 Further, it is preferable that the dust collecting device has a plurality of collecting stages, and the control device individually controls outputs of the plurality of collecting stages.

また、前記制御装置は、前記計測装置による結果に基づき、微量物質の量が所定量以上である場合には、前記捕集段のうち排ガスの下流側の捕集段の出力を増加させる制御を行うことが好ましい。 Further, based on the result of the measurement device, the control device, when the amount of the trace substance is equal to or more than a predetermined amount, performs a control to increase the output of the collection stage on the downstream side of the exhaust gas among the collection stages. It is preferred to do so.

本発明によれば、湿式脱硫装置からの排水中に含まれる微量物質の量を計測し、その測定結果に基づいて微小な粒径の石炭灰を除去できるように集塵装置を制御することで、湿式脱硫装置からの排水中に含まれる微量物質の量を確実かつ効率的に抑制できる石炭火力発電設備を提供できる。 According to the present invention, by measuring the amount of trace substances contained in the wastewater from the wet desulfurization device, based on the measurement result, by controlling the dust collection device so as to remove coal ash of a small particle size In addition, it is possible to provide a coal-fired power plant capable of reliably and efficiently suppressing the amount of trace substances contained in wastewater from a wet desulfurization device.

本発明の一実施形態に係る石炭火力発電設備の構成を示す図である。It is a figure showing composition of a coal-fired power generation facility concerning one embodiment of the present invention. 図１に示す燃焼ボイラの付近を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the vicinity of the combustion boiler shown in FIG. 図１に示す電気集塵装置を部分的に破断して内部を見せた斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the interior of the electric dust collector shown in FIG. 同動作原理を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the same operation principle.

以下、本発明の石炭火力発電設備の好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態の石炭火力発電設備１は、図１に示すように、石炭バンカ２０と、給炭機２５と、微粉炭機３０と、燃焼ボイラ４０と、燃焼ボイラ４０の下流側に設けられた排気通路５０と、この排気通路５０に設けられた脱硝装置６０、空気予熱器７０、電気集塵装置９０、ガスヒータ（熱回収用）８０、誘引通風機２１０、湿式脱硫装置２２０と、ガスヒータ（再加熱用）２３０、脱硫通風機２４０、及び煙突２５０と、を備える。 Hereinafter, a preferred embodiment of a coal-fired power generation facility of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the coal-fired power plant 1 of the present embodiment is provided on a coal bunker 20, a coal feeder 25, a pulverized coal machine 30, a combustion boiler 40, and a downstream side of the combustion boiler 40. An exhaust passage 50, a denitration device 60, an air preheater 70, an electric precipitator 90, a gas heater (for heat recovery) 80, an induction ventilator 210, a wet desulfurization device 220, and a gas heater (reheater) provided in the exhaust passage 50 are provided. (For heating) 230, a desulfurization ventilator 240, and a chimney 250.

石炭バンカ２０は、石炭サイロ（図示しない）から運炭設備によって供給された石炭を貯蔵する。給炭機２５は、石炭バンカ２０から供給された石炭を所定の供給スピードで微粉炭機３０に供給する。
微粉炭機３０は、給炭機２５から供給された石炭を粉砕して微粉炭を製造する。微粉炭機３０においては、石炭は、平均粒径６０μｍ〜８０μｍに粉砕される。また、微粉炭の粒度分布は、１５０μｍ以上が１０〜１５％、７５μｍ〜１５０μｍが３０〜４０％、７５μｍ未満が４５〜６０％程度となる。
微粉炭機３０としては、ローラミル、チューブミル、ボールミル、ビータミル、インペラーミル等が用いられる。 The coal bunker 20 stores coal supplied by a coal transportation facility from a coal silo (not shown). The coal feeder 25 supplies the coal supplied from the coal bunker 20 to the pulverized coal machine 30 at a predetermined supply speed.
The pulverized coal machine 30 crushes the coal supplied from the coal feeder 25 to produce pulverized coal. In the pulverized coal machine 30, the coal is pulverized to an average particle size of 60 μm to 80 μm. The particle size distribution of pulverized coal is about 10 to 15% for 150 μm or more, about 30 to 40% for 75 μm to 150 μm, and about 45 to 60% for less than 75 μm.
As the pulverized coal machine 30, a roller mill, a tube mill, a ball mill, a beater mill, an impeller mill, or the like is used.

燃焼ボイラ４０は、微粉炭機３０から供給された微粉炭を、強制的に供給された空気と共に燃焼する。微粉炭を燃焼することによりクリンカアッシュ及びフライアッシュ等の石炭灰が生成されると共に、排ガスが発生する。
尚、クリンカアッシュとは、微粉炭を燃焼させた場合に発生する石炭灰のうち、燃焼ボイラ４０の底部に落下した塊状の石炭灰をいう。また、フライアッシュとは、微粉炭を燃焼させた場合に発生する石炭灰のうち、燃焼ガス（排ガス）と共に吹き上げられて排気通路５０側に流通する程度の粒径（粒径２００μｍ程度以下）の球状の石炭灰をいう。 The combustion boiler 40 burns the pulverized coal supplied from the pulverized coal machine 30 together with the forcedly supplied air. Combustion of the pulverized coal generates coal ash such as clinker ash and fly ash, and also generates exhaust gas.
The clinker ash refers to a lump of coal ash that has fallen to the bottom of the combustion boiler 40 among coal ash generated when pulverized coal is burned. The fly ash is a coal ash generated when pulverized coal is burned, and has a particle size (about 200 μm or less) that is blown up together with the combustion gas (exhaust gas) and flows to the exhaust passage 50 side. It refers to spherical coal ash.

図２を参照して、燃焼ボイラ４０について詳しく説明すると、図２において、燃焼ボイラ４０は全体として略逆Ｕ字状をなしており、図中矢印に沿って排ガス（燃焼ガス）が逆Ｕ字状に移動した後、２次節炭器４１ｅを通過後に、再度小さくＵ字状に反転する。 Referring to FIG. 2, the combustion boiler 40 will be described in detail. In FIG. 2, the combustion boiler 40 has a substantially inverted U-shape as a whole, and the exhaust gas (combustion gas) is inverted U-shaped along the arrow in the figure. After passing through the secondary economizer 41e, it is again inverted into a small U-shape.

燃焼ボイラ４０の下方には、燃焼ボイラ４０の内部のバーナーゾーン４１ａ’付近で微粉炭を燃焼するためのバーナ４１ａが配置されている。また、燃焼ボイラ４０の内部のＵ字頂部付近には、第一の過熱器４１ｂが配置されており、更にそこから第二の過熱器４１ｃが続いて配置されている。更に、第二の過熱器４１ｃの終端付近からは、１次節炭器４１ｄ、２次節炭器４１ｅが２段階に設けられている。ここで、節炭器（ＥＣＯとも呼ばれる）は、排ガスの保有する熱を利用してボイラ給水を予熱するために設けられた伝熱面群である。 Below the combustion boiler 40, a burner 41a for burning pulverized coal near the burner zone 41a 'inside the combustion boiler 40 is arranged. A first superheater 41b is arranged near the U-shaped top inside the combustion boiler 40, and a second superheater 41c is further arranged from there. Further, from the vicinity of the end of the second superheater 41c, a primary economizer 41d and a secondary economizer 41e are provided in two stages. Here, the economizer (also referred to as ECO) is a group of heat transfer surfaces provided for preheating boiler feedwater by using heat of exhaust gas.

以上の燃焼ボイラ４０によれば、バーナーゾーン４１ａ’において微粉炭が燃焼される。微粉炭の燃焼温度は、１３００℃から１５００℃に及び、燃焼によって生成される石炭灰は、矢印の方向に沿って上昇して排ガスと共に第一の過熱器４１ｂ、第二の過熱器４１ｃ、１次節炭器４１ｄ、及び２次節炭器４１ｅを順次通過する。燃焼ガスは、ボイラ給水を予熱するために設けられた伝熱面群を通過することによって熱交換され、４５０℃〜５００℃程度に温度が低下する。排ガスがバーナーゾーン４１ａ’から節炭器付近まで到達するまでに要する時間は、おおむね５秒から１０秒である。 According to the combustion boiler 40 described above, the pulverized coal is burned in the burner zone 41a '. The combustion temperature of the pulverized coal ranges from 1300 ° C. to 1500 ° C., and the coal ash generated by the combustion rises along the direction of the arrow, and together with the exhaust gas, the first superheater 41b, the second superheater 41c, 1 It sequentially passes through the next economizer 41d and the secondary economizer 41e. The combustion gas exchanges heat by passing through a group of heat transfer surfaces provided for preheating boiler feedwater, and the temperature is reduced to about 450 ° C to 500 ° C. The time required for the exhaust gas to reach the vicinity of the economizer from the burner zone 41a 'is approximately 5 to 10 seconds.

排気通路５０は、燃焼ボイラ４０の下流側に配置され、燃焼ボイラ４０で発生した排ガス及び生成された石炭灰を流通させる。この排気通路５０には、上述のように、脱硝装置６０、空気予熱器７０、ガスヒータ（熱回収用）８０、電気集塵装置９０、誘引通風機２１０、脱硫装置２２０と、ガスヒータ（再加熱用）２３０、脱硫通風機２４０、及び煙突２５０が配置される。 The exhaust passage 50 is disposed downstream of the combustion boiler 40, and allows exhaust gas generated by the combustion boiler 40 and generated coal ash to flow. As described above, the exhaust passage 50 includes a denitration device 60, an air preheater 70, a gas heater (for heat recovery) 80, an electric precipitator 90, an induction ventilator 210, a desulfurization device 220, and a gas heater (for reheating). ) 230, a desulfurization ventilator 240, and a chimney 250.

脱硝装置６０は、排ガス中の窒素酸化物を除去する。本実施形態では、脱硝装置６０は、比較的高温（３００℃〜４００℃）の排ガス中に還元剤としてアンモニアガスを注入し、脱硝触媒との作用により排ガス中の窒素酸化物を無害な窒素と水蒸気に分解する、いわゆる乾式アンモニア接触還元法により排ガス中の窒素酸化物を除去する。 The denitration device 60 removes nitrogen oxides in the exhaust gas. In the present embodiment, the denitration apparatus 60 injects ammonia gas as a reducing agent into exhaust gas at a relatively high temperature (300 ° C. to 400 ° C.), and converts nitrogen oxides in the exhaust gas into harmless nitrogen by the action of the denitration catalyst. Nitrogen oxides in the exhaust gas are removed by a so-called dry ammonia catalytic reduction method that decomposes into steam.

空気予熱器７０は、排気通路５０における脱硝装置６０の下流側に配置される。空気予熱器７０は、脱硝装置６０を通過した排ガスと押込式通風機７５から送り込まれる燃焼用空気とを熱交換させ、排ガスを冷却すると共に、燃焼用空気を加熱する。 The air preheater 70 is disposed downstream of the denitration device 60 in the exhaust passage 50. The air preheater 70 exchanges heat between the exhaust gas passing through the denitration device 60 and the combustion air sent from the push-type ventilator 75, thereby cooling the exhaust gas and heating the combustion air.

ガスヒータ８０は、排気通路５０における空気予熱器７０の下流側に配置される。ガスヒータ８０には、空気予熱器７０において熱回収された排ガスが供給される。ガスヒータ８０は、排ガスから更に熱回収する。 The gas heater 80 is disposed downstream of the air preheater 70 in the exhaust passage 50. The exhaust gas heat recovered in the air preheater 70 is supplied to the gas heater 80. The gas heater 80 further recovers heat from the exhaust gas.

電気集塵装置９０は、排気通路５０におけるガスヒータ８０の下流側に配置される。電気集塵装置９０には、ガスヒータ８０において熱回収された排ガスが供給される。電気集塵装置９０は、電極に電圧を印加することによって排ガス中の石炭灰（フライアッシュ）を収集する装置である。電気集塵装置９０に印加される電圧は、制御装置２２５によって制御される。電気集塵装置９０において捕集されるフライアッシュは、フライアッシュ回収装置１２０に回収される。 The electric precipitator 90 is disposed downstream of the gas heater 80 in the exhaust passage 50. The exhaust gas heat recovered by the gas heater 80 is supplied to the electric dust collector 90. The electric precipitator 90 is a device that collects coal ash (fly ash) in exhaust gas by applying a voltage to an electrode. The voltage applied to the electrostatic precipitator 90 is controlled by the controller 225. The fly ash collected by the electric dust collector 90 is collected by the fly ash collecting device 120.

図３を参照して、電気集塵装置９０について詳しく説明する。図３に示すように、電気集塵装置９０は、入口絞りダクト９２、出口絞りダクト９４を左右のそれぞれに形成した箱形の密閉チャンバ９６を有する。密閉チャンバ９６上には、一対の槌打装置１０４が配置され、密閉チャンバ９６の下部には、両極１０８，１１２の集合体からなる複数の静電極群の配列位置に対向して配置された４つの集塵ホッパ１１４，１１５，１１６，１１７（１１７は図示されず）が設けられ、更に各静電極群周囲における床面に点検用のフロア１１８が設けられる。
密閉チャンバ９６内には、入口絞りダクト９２に面して配置された多孔板１０６と、長方形の３つの捕集段９８ａ〜ｃと、が配置される。
捕集段９８ａ〜ｃ上には、図１に示す制御装置２２５にそれぞれ接続された複数の高圧変圧整流器１０２ａ〜ｃが配置される。捕集段９８ａ〜ｃの内部には、仕切り板状をなしてその面内方向が出入口方向に沿うように横列状態に多数配置された集塵極１０８と、各集塵極１０８の間に配設された放電極支持碍子１１０に接続された放電極１１２と、が設けられる。 With reference to FIG. 3, the electric precipitator 90 will be described in detail. As shown in FIG. 3, the electric precipitator 90 has a box-shaped closed chamber 96 in which an inlet throttle duct 92 and an outlet throttle duct 94 are formed on the left and right sides, respectively. A pair of hammering devices 104 is disposed on the closed chamber 96, and a lower portion of the closed chamber 96 is disposed opposite to an arrangement position of a plurality of static electrode groups composed of an assembly of both electrodes 108 and 112. Two dust collecting hoppers 114, 115, 116, 117 (117 is not shown) are provided, and a floor 118 for inspection is provided on the floor around each of the static electrode groups.
In the closed chamber 96, a perforated plate 106 arranged facing the inlet throttle duct 92 and three rectangular collecting stages 98a to 98c are arranged.
Arranged on the collecting stages 98a-c are a plurality of high voltage transformer rectifiers 102a-c respectively connected to the control device 225 shown in FIG. Inside the collecting stages 98a to 98c, a large number of dust collecting poles 108 are arranged between the dust collecting poles 108 in the form of a partition plate, the in-plane direction of which is in a row along the direction of the entrance and exit. And a discharge electrode 112 connected to the provided discharge electrode support insulator 110.

電気集塵装置９０の動作原理は、図４に示すように、高圧変圧整流器１０２ａ〜ｃによって作られた直流高圧電源の＋側に集塵極１０８が接続してプラスに帯電し、−側に放電極１１２が接続している。したがって、入口絞りダクト９２から排ガスが流入し、この排ガスに含まれているフライアッシュが集塵極１０８間を通過すると、放電極１１２から放出される−の電荷によりフライアッシュは−に帯電し、集塵極１０８の表面に吸着され、ここに堆積する。 As shown in FIG. 4, the operation principle of the electric dust collector 90 is as follows. As shown in FIG. 4, the dust collecting electrode 108 is connected to the + side of the DC high-voltage power supply formed by the high-voltage transformer rectifiers 102 a to 102 c and is positively charged. The discharge electrode 112 is connected. Therefore, when the exhaust gas flows from the inlet throttle duct 92 and the fly ash contained in the exhaust gas passes between the dust collection electrodes 108, the fly ash is charged to-by the-charge released from the discharge electrode 112, It is adsorbed on the surface of the dust collecting electrode 108 and is deposited here.

誘引通風機２１０は、排気通路５０における電気集塵装置９０の下流側に配置される。誘引通風機２１０は、電気集塵装置９０においてフライアッシュが除去された排ガスを、一次側から取り込んで二次側に送り出す。 The induction ventilator 210 is arranged downstream of the electric precipitator 90 in the exhaust passage 50. The induction ventilator 210 takes in the exhaust gas from which fly ash has been removed in the electric precipitator 90 from the primary side and sends it out to the secondary side.

湿式脱硫装置２２０は、排気通路５０における誘引通風機２１０の下流側に配置される。湿式脱硫装置２２０には、誘引通風機２１０から送り出された排ガスが供給される。湿式脱硫装置２２０は、燃焼ボイラ４０において石炭が燃焼されて発生した排ガス中に含まれる硫黄酸化物を湿式石灰−石膏法により吸収、分離する。具体的には、排ガスに石灰石と水との混合液を吹き付けることにより、以下の化学反応式に従って、排ガスに含有されている硫黄酸化物を混合液に吸収させて脱硫石膏（ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ）スラリーを生成させる。
ＣａＣＯ_３＋ＳＯ_２＋１／２Ｏ_２＋２Ｈ_２Ｏ→ＣａＳＯ_４・２Ｈ_２Ｏ＋ＣＯ_２ The wet desulfurization device 220 is arranged in the exhaust passage 50 on the downstream side of the induction ventilator 210. Exhaust gas sent from the induction ventilator 210 is supplied to the wet desulfurization device 220. The wet desulfurization device 220 absorbs and separates sulfur oxides contained in exhaust gas generated by burning coal in the combustion boiler 40 by a wet lime-gypsum method. Specifically, by spraying a mixed liquid of limestone and water on the exhaust gas, the sulfur oxides contained in the exhaust gas are absorbed in the mixed liquid according to the following chemical reaction formula, and desulfurized gypsum (CaSO ₄ .2H ₂₎ O) Generate slurry.
_{_{_{CaCO 3 + SO 2 + 1 /}}} 2O 2 + 2H 2 O → CaSO 4 · 2H 2 O + CO 2

この脱硫石膏スラリーを脱水処理することで脱硫石膏を生成する。湿式脱硫装置２２０において生成された脱硫石膏は、この装置に接続された脱硫石膏回収装置２２２に回収される。また、脱硫石膏スラリーを脱水した際の排水には、塩素やフッ素等の他、ホウ素やセレン等の微量物質が含まれているため、排水処理装置２２３によってこれらの微量物質を分離して沈殿し、更に中和等を行って処理する。湿式脱硫装置２２０からの排水が排水処理装置２２３に到る経路には、排水中の微量物質の濃度を測定可能な計測装置２２４が配置される。 The desulfurized gypsum slurry is subjected to a dehydration treatment to produce desulfurized gypsum. The desulfurized gypsum generated in the wet desulfurization device 220 is recovered by a desulfurized gypsum recovery device 222 connected to the device. In addition, since the wastewater obtained by dewatering the desulfurized gypsum slurry contains trace substances such as boron and selenium in addition to chlorine and fluorine, the wastewater treatment device 223 separates and precipitates these trace substances. , And then neutralize. A measuring device 224 capable of measuring the concentration of a trace substance in the wastewater is disposed on a route from which the wastewater from the wet desulfurization device 220 reaches the wastewater treatment device 223.

計測装置２２４は、湿式脱硫装置２２０から排出される排水中に含まれる、ホウ素、セレン等の微量物質の濃度を測定する装置であり、測定結果を自動的に制御装置２２５に送信する。
制御装置２２５は、計測装置２２４から自動的に送信された測定結果に基づき、ホウ素やセレン等の微量物質の濃度があらかじめ設定された濃度値を上回った場合には、自動的に高圧変圧整流器１０２ａ〜ｃの出力を増加させる制御を行う。また、高圧変圧整流器１０２ａ〜ｃの出力は、例えば、高圧変圧整流器１０２ａの出力は低くし、高圧変圧整流器１０２ｃの出力は高くする等、制御装置２２５により個別に制御可能である。かかる構成により、排水中に含まれる微量物質の濃度が一定値を超えた場合、電気集塵装置９０による石炭灰の捕集能力を自動的により高めるような制御が可能となる。 The measuring device 224 is a device for measuring the concentration of trace substances such as boron and selenium contained in the wastewater discharged from the wet desulfurization device 220, and automatically transmits the measurement result to the control device 225.
When the concentration of a trace substance such as boron or selenium exceeds a preset concentration value based on the measurement result automatically transmitted from the measuring device 224, the control device 225 automatically switches the high-voltage transformer rectifier 102a Ｃc is increased. The outputs of the high-voltage transformer rectifiers 102a to 102c can be individually controlled by the control device 225, for example, by lowering the output of the high-voltage transformer rectifier 102a and increasing the output of the high-voltage transformer rectifier 102c. With this configuration, when the concentration of the trace substance contained in the wastewater exceeds a certain value, it is possible to perform control to automatically increase the coal ash collection capability of the electrostatic precipitator 90.

ガスヒータ２３０は、排気通路５０における脱硫装置２２０の下流側に配置される。ガスヒータ２３０には、脱硫装置２２０において硫黄酸化物が除去された排ガスが供給される。ガスヒータ２３０は、排ガスを加熱する。ガスヒータ８０及びガスヒータ２３０は、排気通路５０における、空気予熱器７０と電気集塵装置９０との間を流通する排ガスと、脱硫装置２２０と脱硫通風機２４０との間を流通する排ガスと、の間で熱交換を行うガスガスヒータとして構成してもよい。 The gas heater 230 is disposed downstream of the desulfurization device 220 in the exhaust passage 50. The exhaust gas from which the sulfur oxides have been removed in the desulfurization device 220 is supplied to the gas heater 230. The gas heater 230 heats the exhaust gas. The gas heater 80 and the gas heater 230 are disposed between the exhaust gas flowing between the air preheater 70 and the electrostatic precipitator 90 and the exhaust gas flowing between the desulfurization device 220 and the desulfurization ventilator 240 in the exhaust passage 50. May be configured as a gas gas heater that performs heat exchange.

脱硫通風機２４０は、排気通路５０におけるガスヒータ２３０の下流側に配置される。脱硫通風機２４０は、ガスヒータ２３０において加熱された排ガスを一次側から取り込んで二次側に送り出す。
煙突２５０は、排気通路５０における脱硫通風機２４０の下流側に配置される。煙突２５０には、ガスヒータ２３０で加熱された排ガスが導入される。煙突２５０は、排ガスを排出する。 The desulfurization ventilator 240 is disposed downstream of the gas heater 230 in the exhaust passage 50. The desulfurization ventilator 240 takes in the exhaust gas heated by the gas heater 230 from the primary side and sends it to the secondary side.
The chimney 250 is arranged downstream of the desulfurization ventilator 240 in the exhaust passage 50. The exhaust gas heated by the gas heater 230 is introduced into the chimney 250. The chimney 250 discharges exhaust gas.

次に、本発明における微量物質の排出抑制方法について説明する。
上述した電気集塵装置９０における捕集段９８ａ〜ｃで捕集されるフライアッシュは、排ガスの上流側の捕集段９８ａから下流側の９８ｃに進むに従ってその平均粒径が小さくなることが明らかとなっている。
一方、本発明者らは、今般、石炭灰の平均的な粒径である数十μｍ以上百μｍ以下程度の範囲に比べて遥かに小さい粒径（１μｍ以下、より詳細には数十ｎｍ程度）の石炭灰にホウ素、セレン等の微量物質が含まれ、これらの微小な粒径の石炭灰が電気集塵装置９０よりも下流側の排ガス中に含まれる微量物質の主たるキャリアーとなっていることを見出した。このような微小な粒径の石炭灰は含有量が少ないため、これまで微量物質のキャリアーであるとは考えられていなかった。 Next, a method for suppressing emission of trace substances according to the present invention will be described.
It is apparent that the average particle size of the fly ash collected in the collecting stages 98a to 98c in the above-described electric dust collecting device 90 decreases as the exhaust ash goes from the upstream collecting stage 98a to the downstream 98c. It has become.
On the other hand, the present inventors have recently found that the particle size of coal ash (1 μm or less, more specifically about several tens nm) is much smaller than the average particle size of coal ash in the range of several tens μm to 100 μm. The coal ash of (1) contains trace substances such as boron and selenium, and the coal ash of these fine particle diameters is a main carrier of the trace substances contained in the exhaust gas downstream of the electrostatic precipitator 90. I found that. Because of the small content of coal ash having such a small particle size, it has not been considered as a carrier for trace substances until now.

そこで、本発明では、このような微小な粒径の石炭灰を電気集塵装置９０で効率よく除去するような制御、つまり、排ガスの下流側の捕集段９８ｃの出力を増大させる制御を行うことで、微量物質のキャリアーである微小な粒径の石炭灰の捕集能力を高めることができる。よって、電気集塵装置９０よりも下流側の排ガス中に含まれる微量物質の量を効果的に抑制することができる。
また、従来の電気集塵装置９０の下流の排ガス中に含まれる微量物質濃度に基づいた制御ではなく、湿式脱硫装置２２０の排水中に含まれる微量物質の量に基づく制御により、排水中の微量物質の量を効果的に抑制できる。具体的には、湿式脱硫装置２２０の排水中の微量物質の濃度が一定以上となった場合に電気集塵装置９０の出力を増加させるような制御を行うことで、電気集塵装置９０により微量物質を含む微小な粒径の石炭灰が除去される結果、湿式脱硫装置２２０の排水中に含まれる微量物質の量を効果的に抑制することができる。 Therefore, in the present invention, control is performed to efficiently remove such fine coal ash with the electrostatic precipitator 90, that is, control is performed to increase the output of the downstream exhaust gas collecting stage 98c. Thereby, the ability to collect the fine coal ash, which is a carrier of the trace substance, can be enhanced. Therefore, the amount of the trace substance contained in the exhaust gas downstream of the electrostatic precipitator 90 can be effectively suppressed.
Further, instead of the control based on the concentration of the trace substance contained in the exhaust gas downstream of the conventional electrostatic precipitator 90, the control based on the amount of the trace substance contained in the waste water of the wet desulfurization unit 220 is performed, so that the trace amount in the waste water is reduced. The amount of the substance can be effectively suppressed. Specifically, by controlling the output of the electrostatic precipitator 90 to increase when the concentration of the trace substance in the wastewater of the wet desulfurization device 220 becomes equal to or higher than a certain value, As a result of the removal of the coal ash having a small particle diameter containing the substance, the amount of the trace substance contained in the wastewater of the wet desulfurization device 220 can be effectively suppressed.

本実施形態では、石炭火力発電設備１を、電気集塵装置９０における複数の捕集段９８ａ〜ｃに電圧を印加する高圧変圧整流器１０２ａ〜ｃに接続され、高圧変圧整流器１０２ａ〜ｃの出力が個別に調整可能である制御装置２２５を含んで構成した。また、湿式脱硫装置２２０の排水中に含まれる微量物質濃度を測定し、測定結果を制御装置２２５に自動的に送信する計測装置２２４を含んで構成した。 In the present embodiment, the coal-fired power generation equipment 1 is connected to high-voltage transformer rectifiers 102a to 102c that apply voltages to a plurality of collecting stages 98a to 98c in the electric dust collector 90, and outputs of the high-voltage transformer rectifiers 102a to 102c are output. It comprises a control unit 225 that is individually adjustable. Further, the apparatus includes a measuring device 224 that measures the concentration of a trace substance contained in the wastewater of the wet desulfurization device 220 and automatically transmits the measurement result to the control device 225.

これにより、計測装置２２４により測定される、湿式脱硫装置２２０の排水中に含まれるホウ素、セレン等の微量物質の濃度があらかじめ設定された濃度値を上回った場合には、その結果は自動的に制御装置２２５に送信される。そして、制御装置２２５により、電気集塵装置９０に印加する電圧が自動的に増大され、微量物質を含む排ガス中の石炭灰が電気集塵装置９０により除去される。その結果、湿式脱硫装置２２０において排水に溶出する微量物質の量が少なくなり、排水中に含まれる微量物質濃度を一定濃度未満に保つことができる。 Accordingly, when the concentration of a trace substance such as boron or selenium contained in the wastewater of the wet desulfurization device 220 measured by the measurement device 224 exceeds the concentration value set in advance, the result is automatically set. It is transmitted to the control device 225. Then, the voltage applied to the electric precipitator 90 is automatically increased by the control device 225, and the coal ash in the exhaust gas containing trace substances is removed by the electric precipitator 90. As a result, the amount of the trace substance eluted in the waste water in the wet desulfurization device 220 decreases, and the concentration of the trace substance contained in the waste water can be kept below a certain concentration.

更に、制御装置２２５は、電気集塵装置９０において、より平均粒径の小さい石炭灰が捕集される排ガスの下流側の捕集段９８ｃにより高い電圧を印加する制御を行う。これにより、微量物質の主たるキャリアーである微細な粒径の石炭灰をより効率よく除去することができる。 Further, the control device 225 controls the electrostatic precipitator 90 to apply a higher voltage to the downstream collecting stage 98c of the exhaust gas from which coal ash having a smaller average particle size is collected. This makes it possible to more efficiently remove coal ash having a fine particle diameter, which is a main carrier of trace substances.

以上説明した本実施形態の石炭火力発電設備１によれば、以下のような効果を奏する。 According to the coal-fired power plant 1 of the present embodiment described above, the following effects can be obtained.

（１）石炭火力発電設備１を、湿式脱硫装置２２０から排出される排水中の微量物質を計測する計測装置２２４と、計測装置２２４による結果に基づき、電気集塵装置９０の出力を制御する制御装置２２５を含んで構成した。これにより、排水中の微量物質の濃度が高い場合、微量物質のキャリアーである微細な粒径の石炭灰を電気集塵装置９０で捕集することで微量物質の濃度を一定値未満に保つことができるので、脱硫装置２２０からの微量物質の排出を効果的に抑制できる。 (1) Control of the coal-fired power generation equipment 1 by controlling the output of the electrostatic precipitator 90 based on the measurement device 224 that measures a trace substance in the wastewater discharged from the wet desulfurization device 220 and the measurement device 224 An apparatus 225 was included. Thereby, when the concentration of the trace substance in the wastewater is high, the concentration of the trace substance is kept below a certain value by collecting the fine particle size coal ash, which is the carrier of the trace substance, with the electrostatic precipitator 90. Therefore, discharge of trace substances from the desulfurization device 220 can be effectively suppressed.

（２）電気集塵装置９０を、複数の捕集段９８ａ〜ｃを含んで構成し、制御装置２２５を、複数の捕集段９８ａ〜ｃに印加される電圧を個別に制御可能であるように構成した。これにより、微量物質のキャリアーである微細な粒径の石炭灰をより多く捕集可能な、排ガスの下流側の捕集段９８ｃの出力を選択的に増加させることが可能となり、より効果的に微量物質の排出を抑制することが可能となる。 (2) The electric precipitator 90 is configured to include a plurality of collecting stages 98a to 98c so that the control device 225 can individually control voltages applied to the plurality of collecting stages 98a to 98c. Configured. This makes it possible to selectively increase the output of the exhaust gas downstream collecting stage 98c, which is capable of collecting more fine-grained coal ash, which is a carrier of trace substances, and more effectively. It is possible to suppress the emission of trace substances.

（３）制御装置２２５を、計測装置２２４の結果に基づき、微量物質の量が所定量以上である場合には、排ガスの下流側の捕集段９８ｃの出力を増加させる制御を行うように構成した。これにより、より効果的に微量物質の排出を抑制できる。 (3) The control device 225 is configured to perform control to increase the output of the exhaust gas downstream collecting stage 98c when the amount of the trace substance is equal to or more than a predetermined amount based on the result of the measuring device 224. did. This makes it possible to more effectively suppress the emission of trace substances.

１石炭火力発電設備
３０微粉炭機
４０燃焼ボイラ
９０電気集塵装置
２２０湿式脱硫装置
２２４計測装置
２２５制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coal-fired power generation facility 30 Pulverized coal machine 40 Combustion boiler 90 Electric precipitator 220 Wet desulfurizer 224 Measuring device 225 Controller

Claims

石炭を燃焼させる燃焼ボイラと、
前記燃焼ボイラの下流側に配置され該燃焼ボイラにおいて石炭が燃焼されて発生した排ガス中に含まれる石炭灰を除去する集塵装置と、
前記集塵装置の下流側に配置され前記燃焼ボイラにおいて石炭が燃焼されて発生した排ガス中に含まれる硫黄酸化物を湿式石灰−石膏法により吸収、分離する湿式脱硫装置と、
前記湿式脱硫装置から排出される排水中の微量物質を計測する計測装置と、
前記計測装置による結果に基づき、前記集塵装置の出力を制御する制御装置と、を備え、
前記集塵装置は、複数の捕集段を有し、
前記制御装置は、前記複数の捕集段の出力を個別に制御し、
前記制御装置は、前記計測装置による結果に基づき、微量物質の量が所定量以上である場合には、前記捕集段のうち排ガスの下流側の捕集段の出力を増加させる制御を行う石炭火力発電設備。 A combustion boiler for burning coal,
A dust collector disposed downstream of the combustion boiler to remove coal ash contained in exhaust gas generated by burning coal in the combustion boiler;
A wet desulfurization device that is disposed downstream of the dust collecting device and absorbs and separates sulfur oxides contained in exhaust gas generated by burning coal in the combustion boiler by a wet lime-gypsum method,
A measuring device for measuring a trace substance in wastewater discharged from the wet desulfurization device,
A control device that controls an output of the dust collection device based on a result of the measurement device ,
The dust collecting device has a plurality of collecting stages,
The control device individually controls the outputs of the plurality of collecting stages,
The control device, based on the result of the measurement device, when the amount of the trace substance is equal to or more than a predetermined amount, the control unit performs control to increase the output of the downstream of the exhaust gas in the collecting stage. Thermal power plant.