JP2014009877A - 排煙処理装置と方法 - Google Patents

Abstract

【課題】火力発電所のボイラ等から排出される燃焼排ガスを浄化する浄化システムにおける排出ガスの廃熱の有効利用を図り、かつ前記排ガスを効果的に利用する排煙脱硫装置と方法を提供すること。
【解決手段】排煙処理装置にはボイラ１からの排ガスの流路に脱硝装置２、空気予熱器３、ガス冷却器４、集塵装置５及び脱硫装置７を順次設け、ガス冷却器４には熱媒流量制御弁１９付きの熱媒循環ライン２９を設け、該ライン２９で回収した排ガスの熱を利用するバイナリー発電設備１７と制御弁１９と冷却器４を迂回して、熱媒をバイナリー発電設備１７との間で循環させる熱媒バイパスライン３０を熱媒循環ライン２９に接続し、冷却器４の出口の排ガス温度が所定値になるように冷却器４の出口の排ガス温度に応じて、冷却器４へ供給する熱媒循環ライン２９内の熱媒の供給量とバイパスライン３０内の熱媒の供給量を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、火力発電所や工場等に設置されるボイラ等の燃焼設備から排出される排ガスを浄化するための排煙処置装置と方法に関し、ボイラ等の燃焼設備からの廃熱を有効利用するバイナリー発電設備を有し、廃熱利用による発電を行いつつ、安定した運用が可能な排煙処理装置と方法に関するものである。

ボイラ等から排出される排ガスの廃熱回収手段として、ボイラからの排ガス系統にガス冷却器を設け、かつ、バイナリー発電設備を有する系統を図５に示す。なお、各図において同一機器には同一番号を付すこととする。

図５において、火力発電所や工場等に設置されるボイラ１等から排出される排ガスは、脱硝装置２とボイラ空気予熱器３を経て集塵装置５に流入する。集塵装置５に流入した排ガス中からダストを除去した後、排ガスは排ガスファン６により昇圧され、吸収塔７に導入される。その後、排ガスは廃熱回収用熱交換器８を通り、最終的に煙突９より大気中に排出される。なお、廃熱回収用熱交換器８はバイナリー発電用タービン１１と配管１２により閉ループを構成するように接続している。

ここで、ボイラ１等から排出した排ガス中に含まれる煤塵は、集塵装置５において除去された後、吸収塔７に流入する。吸収塔７では、吸収液が吸収塔内を循環しており、排ガスとの気液接触により排ガス中の硫黄酸化物や塩化水素、フッ化水素等の酸性ガスが除去される。ここで、吸収塔７内では排ガスは吸収液との気液接触により飽和ガス温度まで低下しており、吸収塔７から排出した排ガスは、一般には５０℃程度の温度を有する。

廃熱回収用熱交換器８には、例えば、間接式熱交換器が用いられ、廃熱回収用熱交換器８内を流れる熱交換媒体を吸収塔７の出口排ガスと間接接触させることにより蒸発させる。ここで蒸発した熱交換媒体は、バイナリー発電設備循環ライン１２を経由して、例えばベイパー加熱器２６において発電ボイラで得られる蒸気ライン１３の抽気を用いてさらに昇温されて過熱蒸気となり、この過熱蒸気はバイナリー発電用タービン１１に供給して発電機２７で利用される。なお、バイナリー発電用タービン１１を通過した熱交換媒体はコンデンサ１４に送られ、該コンデンサ１４において海水等の冷却水を水ライン１５等により冷却、凝縮され、バイナリー発電設備循環配管１２を経由してバイナリー発電熱媒循環ポンプ１６により昇圧された後、再び廃熱回収用熱交換器８に流入する。

図６には、他の従来技術のボイラ１等からの排ガス処理システムの構成を示す。
図６において、ボイラ１等から排出した排ガスは、脱硝装置２に導入されて排ガス中の窒素酸化物が除去された後、ボイラ空気予熱器３においてボイラ１へ送られる燃焼用空気と熱交換される。次に、排ガスはガス冷却器４に導入されて冷却された後、電気集塵装置５に導入され、排ガス中の煤塵の大半が除去される。その後、排ガスは排ガスファン６により昇圧されて吸収塔７に導入され、気液接触により排ガス中の硫黄酸化物や塩化水素、フッ化水素等の酸性ガスが除去される。吸収塔７において飽和ガス温度まで冷却された排ガスは、その後、ガス冷却器４において回収した廃熱を用いてガス再加熱器１０により昇温され、煙突９より大気中に排出される。

なお、ガス冷却器４とガス再加熱器１０は配管により閉ループで接続されており、内部を媒体として温水が循環している。ガス冷却器４により昇温された媒体は、ガス再加熱器１０に流入し、吸収塔７出口の低温ガスとの熱交換により温度が低下し、再度、ガス冷却器４に流入する。

上述の通り、ボイラ１等から排出される排ガスの廃熱を回収する手段として、例えば、図５に示す吸収塔７の出口排ガス煙道に廃熱回収用熱交換器８を設置し、かつ、ここで回収した熱をバイナリー発電設備１７の熱源とするシステム自体は公知であり、例えば特開平６−２６３１０号公報等で提案されている。

また、図６に示すガス冷却器４により回収した熱を、吸収塔７出口に設置されたガス再加熱器１０により排ガスの再加熱に再利用する技術は公知であり、既に実用化されている。

また、過熱蒸気の潜熱で間接加熱される低品位炭乾燥装置から発生する蒸気で間接加熱される熱媒を発電システムから排出する排ガスの予熱に用いて、予熱された熱媒をバイナリーサイクルの発電に有効利用し、発電効率を従来以上に向上させる技術が特開２０１１−２１４５５９号公報に記載されている。

さらに特開平５−１８２１２号公報には、熱水ポンプから送り出される熱水を熱水系統を通って複数の予熱器の一次側に流し、複数の予熱器の二次側に流れる媒体を熱水で間接加熱して媒体タービンで利用し、その後、前記予熱器の二次側に流れる媒体を冷却水が流れる凝縮器で凝縮して媒体ポンプへ循環させる構成が開示されており、媒体タービンの入口に設けられた温度検出器の検出値が規定値になるように、前記予熱器の一次側を流れる熱源を調節弁により流量が調節されることが記載されている。

特開平６−２６３１０号公報 特開２０１１−２１４５５９号公報 特開平５−１８２１２号公報

上記図５に示す従来技術においては、廃熱回収用熱交換器８の入口排気ガスは、比較的低温であるため、熱交換媒体のさらなる昇温のために、発電ボイラからの抽気１３を用いる必要があり、プラント効率が悪くなる等の問題があった。また、ボイラ１などから排出される排煙処理装置自体の性能向上につながるまでに至っていない。

また、図６に示すガス冷却器４にて回収した熱を吸収塔７の出口に設置したガス再熱器１０で排ガスの再加熱に利用する技術は既に実用化されているが、吸収塔７の出口ガスは腐食性ガスであり、ガス再加熱器１０に使用する材料は、耐腐食性を考慮した高価な材質の選定が必要となり、設備コストが増加する等の問題がある。

さらに、上記特許文献２には低品位炭の乾燥システムで発生する蒸気により予熱された熱媒をバイナリーサイクルの発電に有効利用し、発電効率を従来以上に向上させる技術が開示されているが、この技術は排煙浄化処理システムに用いられるものではない。また上記技術文献３には熱媒タービンに供給される熱媒の温度に応じて熱媒の予熱器への流量を調節することが開示されているが、この技術も排煙浄化処理システムに用いられるものではない。

本発明の課題は、火力発電所のボイラ等から排出される燃焼排ガスを浄化する浄化システムにおける排出ガスの廃熱の有効利用を図り、かつ前記排ガスを効果的に利用する排煙処理装置と方法を提供することである。

本発明の上記課題は次の解決手段で解決される。
請求項１記載の発明は、燃焼装置（１）から排出される排ガスを流す排ガス流路の上流側から下流側に向けて脱硝装置（２）、燃焼装置用空気予熱器（３）、ガス冷却器（４）、集塵装置（５）及び脱硫装置（７）を順次設けた排煙処理装置において、
前記ガス冷却器（４）には前記燃焼装置（１）から排出される排ガスの熱を回収する熱媒循環ライン（２９）を配置し、該熱媒循環ライン（２９）で回収した前記排ガスの熱を利用するバイナリー発電設備（１７）を熱媒循環ライン（２９）に接続し、前記熱媒循環ライン（２９）のバイナリー発電設備（１７）の入口部と出口部に熱媒温度を測定する温度測定手段（２４ａ，２４ｂ）をそれぞれ設け、前記ガス冷却器（４）の出口の排ガス流路にはガス冷却器（４）出口の排ガス温度を測定する温度測定手段（２１）を設け、前記熱媒循環ライン（２９）のガス冷却器（４）入口部には熱媒流量制御弁（１９）を設け、また該熱媒流量制御弁（１９）とガス冷却器（４）を迂回して熱媒をバイナリー発電設備（１７）との間で循環させるガス冷却器熱媒バイパスライン（３０）を熱媒循環ライン（２９）に接続したことを特徴とする排煙処理装置である。

請求項２記載の発明は、ガス冷却器熱媒バイパスライン（３０）とガス冷却器（４）を迂回してバイナリー発電設備（１７）に熱媒を循環するバイナリー発電設備熱媒循環ライン（２３）を熱媒循環ライン（２９）に接続し、該バイナリー発電設備熱媒循環ライン（２３）と接続される熱媒循環ライン（２９）の接続箇所よりバイナリー発電設備入口側の熱媒循環ライン（２９）に熱媒流量制御弁（２２）を設けたことを特徴とする請求項１記載の排煙処理装置である。

請求項３記載の発明は、熱媒循環ライン（２９）に冷却水供給ライン（１５）と蒸気供給ライン（１３）を有する熱媒温度調整用の熱交換器（２５）を配置したことを特徴とする請求項２記載の排煙処理装置である。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の排煙処理装置におけるガス冷却器（４）出口の排ガス温度が所定値になるように、ガス冷却器（４）出口の排ガス温度に応じて、ガス冷却器（４）へ供給する熱媒循環ライン（２９）内の熱媒の供給量とガス冷却器熱媒バイパスライン（３０）内の熱媒の供給量を制御することを特徴とした排煙処理方法である。

請求項５記載の発明は、請求項２記載の排煙処理装置におけるガス冷却器（４）出口の排ガス温度及び／又はバイナリー発電設備（１７）の入口部又は出口部の熱媒温度が所定値になるように、ガス冷却器（４）出口の排ガス温度及び／又はバイナリー発電設備（１７）の入口部又は出口部の熱媒温度に応じて、ガス冷却器（４）へ供給する熱媒循環ライン（２９）内の熱媒の供給量及び／又はバイナリー発電設備（１７）へ供給するバイナリー発電設備熱媒循環ライン（２３）内の熱媒量を制御することを特徴とした排煙処理方法である。

請求項６記載の発明は、請求項３記載の排煙処理装置におけるガス冷却器（４）出口の排ガス温度及び／又はバイナリー発電設備（１７）の入口部又は出口部の熱媒温度が所定値になるように、ガス冷却器（４）出口の排ガス温度及び／又はバイナリー発電設備（１７）の入口部又は出口部の熱媒温度に応じて、ガス冷却器（４）へ供給する熱媒循環ライン（２９）内の熱媒の供給量及び／又はバイナリー発電設備（１７）への熱媒の供給量を制御するか、又は熱媒温度調整用の熱交換器（２５）へ供給する水量又は蒸気量を調整することを特徴とした排煙処理方法である。

（作用）
一般に、電気集塵装置における集塵性能は、ダスト粒径、ダスト組成、ダストの電気抵抗値、電気集塵装置での荷電量等の複数の因子により決定されるが、ダスト粒径、ダスト組成は、使用する石炭等の燃料固有の特性に依存する。一方、ダストの電気抵抗値は、運転温度等によっても異なり、電気集塵装置の一般的な運転温度域においては、電気抵抗値の低下により電気集塵装置の集塵性能は向上する。

図３に、電気集塵装置におけるガス温度と排ガス中に含まれる煤塵の電気抵抗値の相関関係の一例（石炭種により数値は異なる）を示すが、石炭焚きボイラにおける電気集塵装置の一般的な運転温度域においては、ガス温度の低下により、煤塵の電気抵抗値が低下し、これにより電気集塵装置における集塵性能はガス温度が高い場合に比較して向上する。

但し、電気集塵装置入口のガス温度が低下すると、電気集塵装置内部へのダストの固着、詰まり及び回収した灰の搬送が困難になるといった問題があり、一般に、電気集塵装置入口のガス温度は８０℃〜８５℃以上で運用を行う必要がある。

図４には、バイナリー発電設備において外部熱源となる熱媒温度と発電量の相関関係の一例（石炭種により数値は異なる）を示す。バイナリー発電設備に供給される外部熱源温度が高い程、発電量も大きくなり、より効果的な廃熱利用が可能となる。

なお、バイナリー発電設備内を循環する熱交換媒体の特性にもよるが、外部熱源である熱媒は、例えば８０℃〜１２０℃の温度で供給することが望ましく、熱媒温度が８０℃程度以下となると、バイナリー発電設備内を循環する熱交換媒体の蒸発効率が悪く、設備の運用を停止する必要がある。逆に、外部熱媒温度が１２０℃程度以上となると、バイナリー発電設備内を循環する熱交換媒体が分解する等の問題が生じ、バイナリー発電設備の運用を停止する必要がある。

ボイラ等から排出される排ガスの廃熱回収を行う手段として、ガス冷却器を電気集塵装置上流側（前側）に設置し、かつ、バイナリー発電設備とを循環する熱媒循環ラインを設けたシステム構成において、本発明で採用するガス冷却器出口ガス温度（電気集塵装置入口ガス温度）と熱媒循環系内の熱媒温度に応じてガス冷却器及びバイナリー発電設備へ供給する熱媒量を制御可能な構成とすることにより、排煙処理装置自体の性能向上と廃熱有効利用による高性能で省エネ型のシステムの安定した運用が可能となる。

請求項１，４記載の発明によれば、排煙処理装置におけるガス冷却器４出口の排ガス温度が所定値になるように、ガス冷却器４出口の排ガス温度に応じて、ガス冷却器４へ供給する熱媒循環ライン２９内の熱媒の供給量とガス冷却器熱媒バイパスライン３０内の熱媒の供給量を制御することができるため、ボイラ１などの燃焼装置から排出される排ガスの環境規制、環境装置性能を十分満足しつつ、かつ、廃熱の有効利用による発電も行うことができるので、高排煙処理性能と省エネ型システムの安定した運用が可能となる。

請求項２，５記載の発明によれば、ガス冷却器４出口の排ガス温度及び／又はバイナリー発電設備１７の入口部又は出口部の熱媒温度が所定値になるように、ガス冷却器４出口の排ガス温度及び／又はバイナリー発電設備１７の入口部又は出口部の熱媒温度に応じて、ガス冷却器４へ供給する熱媒循環ライン２９内の熱媒の供給量及び／又はバイナリー発電設備１７へ供給するバイナリー発電設備熱媒循環ライン２３内の熱媒量を制御することができるので、前記請求項１，４記載の発明の効果に加えてより精度よく高排煙処理性能と省エネ型システムの安定した運用が可能となる。

より、具体的にはボイラ１等の燃焼装置の起動時における熱媒循環ライン２９内の熱媒温度が十分高くない場合、又はバイナリー発電設備１７が不具合の場合には、熱媒流量制御弁２２を閉じて熱媒をバイナリー発電設備１７内に熱媒を流さないようにし、さらにバイナリー発電設備１７出口の熱媒温度が低すぎる時には、熱媒流量制御弁２２の開度調整によりバイナリー発電設備１７への熱媒の流入量を調整することができる。

請求項３，６記載の発明によれば、ガス冷却器４出口の排ガス温度及び／又はバイナリー発電設備１７の入口部又は出口部の熱媒温度が所定値になるように、ガス冷却器４出口の排ガス温度及び／又はバイナリー発電設備１７の入口部又は出口部の熱媒温度に応じて、ガス冷却器４へ供給する熱媒循環ライン２９内の熱媒の供給量及び／又はバイナリー発電設備１７への熱媒の供給量を制御するか、又は熱媒温度調整用の熱交換器２５へ供給する水量又は蒸気量を調整するので、請求項２，５記載の発明の効果に加えてより精度よく高排煙処理性能と省エネ型システムの安定した運用が可能となる。

本発明の一実施例になるガス冷却器とバイナリー発電設備を循環する熱媒循環ラインを設けた排煙処理装置を示す構成図である。 本発明の一実施例になるガス冷却器とバイナリー発電設備を循環する熱媒循環ラインを設けた排煙処理装置を示す構成図である。 本発明の一実施例になる電気集塵装置におけるガス温度と排ガス中煤塵の電気抵抗値の相関の一例を示す図である。 本発明の一実施例になるバイナリー発電設備において外部熱源となる熱媒温度と発電量の相関の一例を示す図である。 従来技術における、ボイラ等から排出される排ガスの廃熱回収を行う手段としてボイラからの排ガス系統に廃熱回収用熱交換器とバイナリー発電設備を設けた構成図である。 従来技術における、ボイラ等から排出される排ガスの廃熱回収を行う手段としてボイラからの排ガス系統にガス冷却器を設け、かつ、回収した熱を吸収塔出口のガスの再加熱に使用する一例を示す図である。

本発明の実施例を図面と共に説明する。

図１はボイラ等の燃焼装置から排出される排ガスの廃熱回収を行う手段としてボイラ１からの排ガス流路にガス冷却器４を設け、かつバイナリー発電設備１７を有し、該ガス冷却器４とバイナリー発電設備１７を循環する熱媒循環ライン２９を設けたシステム構成において、ガス冷却器４の出口ガス温度と熱媒循環ライン２９内の熱媒温度に応じて循環する熱媒量の制御が可能である設備構成及びその流量制御（運用）に関する実施例を示すものである。

火力発電所や工場等に設置されるボイラ１から排出される排ガスは、脱硝装置２、ボイラ空気予熱器３を経てガス冷却器４に導入される。ガス冷却器４においてガス温度が低下した排ガスは電気集塵装置５に導入され、排ガス中のダストが除去される。その後、排ガスは排ガスファン６により昇圧され、吸収塔７を経て最終的に煙突９より排出される。

また、ガス冷却器４とバイナリー発電設備１７は、熱媒が循環する熱媒循環ライン２９により閉ループを形成して接続されており、熱媒循環ライン２９にはガス冷却器熱媒循環ポンプ１８を設けている。また、熱媒循環ライン２９の前記ガス冷却器４の入口側に熱媒流量制御弁１９を設け、さらに熱媒循環ライン２９には熱媒流量制御弁１９とガス冷却器４を迂回するガス冷却器熱媒バイパスライン３０を設け、該ガス冷却器熱媒バイパスライン熱媒流量制御弁２０を配置している。

前記熱媒流量制御弁１９とガス冷却器熱媒バイパスライン熱媒流量制御弁２０により、熱媒循環ライン２９からガス冷却器４への熱媒供給量を制御できる系統構成としている。また、バイナリー発電設備１７の入口側と出口側の熱媒循環ライン２９には熱媒循環温度計２４ａ，２４ｂをそれぞれ設ける。

図５に示す従来技術においては、廃熱回収用熱交換器８の入口排ガス温度は比較的低温であるため、熱交換媒体の更なる昇温のために発電ボイラ１からの抽気１３を用いる必要があり、プラント効率が悪くなる等の問題があった。また、ボイラ１等から排出される排煙処理装置自体の性能向上につながるまでには至っていない。

火力発電所や工場等に設置されるボイラ１等から排出される排ガス温度は、使用する燃料によっても異なるが、石炭焚きボイラの場合には電気集塵装置５の入口において、通常は１２０℃〜１６０℃と比較的高温である。電気集塵装置５での集塵性能は、図３に運転温度と煤塵の電気抵抗値の相関を示す通り、ガス温度が低くなることにより、煤塵の電気抵抗値が低減し、電機集塵装置５での集塵性能は向上する。

また、図１に例示されるバイナリー発電設備１７においては、バイナリー発電設備１７内を循環する熱交換媒体の特性にもよるが、外部熱源である熱媒は、例えば８０℃〜１２０℃の温度で供給することが望ましく、電気集塵装置５の入口にガス冷却器４を設置し、ここで回収した熱をバイナリー発電設備１７の熱源として利用することは効果的である。

図１において、火力発電所や工場等に設置されるボイラ１等から排出される排ガスは脱硝装置２とボイラ空気予熱器３を経てガス冷却器４に導入される。該ガス冷却器４は、例えば多管式の熱交換器で構成されており、管外面を排ガスが、管内面を熱媒（内部熱媒）が流れる構造としており、ボイラ１等からの排ガスは管内面を流れる熱媒との熱交換によりガス温度が低下し、電気集塵装置５に導入され、排ガス中のダストが除去される。

ガス冷却器４とバイナリー発電設備１７は熱媒循環ライン２９によって接続されており、熱媒循環ライン２９にはガス冷却器熱媒循環ポンプ１８を設け、閉ループで熱媒を循環させることで工業用水等の熱媒の連続的な使用は不要であり、かつ、熱媒として工業用水を使用することで、ガス冷却器４の熱交換器及び熱媒循環ライン２９は安価な炭素鋼材料を使うことができる。

ガス冷却器４においてボイラ１等の排ガスの廃熱を回収するが、電気集塵装置５の入口ガス温度が一定値以下に低下した場合には、電気集塵装置５内へのダストの固着及び電気集塵装置５で捕集されたダストの搬送が困難になる等の問題が挙げられる。

ボイラ１等の発電設備の運用状態によっては、ボイラ１等から排出される排ガス量、排ガス温度は変動するため、ガス冷却器４への熱媒量を制御しない場合、ガス冷却器４の出口の排ガス温度は排ガス量に応じて成り行きの温度となる。ガス冷却器４へ供給する熱媒循環量を制御することによって、ガス冷却器４の出口の排ガス温度（温度計２１で計測）を所定値に保つことができ、排煙処理装置の安定運用が可能となる。すなわち、ガス冷却器４の出口の排ガス温度が所定値以下になると、電気集塵装置５内での灰の固着、灰の湿潤化による灰の搬送（払い出し）ができなくなり、排煙処理装置の運転が困難になるので、このようなことのないように、ガス冷却器４の出口の排ガス温度を所定値に保つことが必要となる。

また、これらの設備に加えて熱媒循環ライン２９に設けたガス冷却器熱媒循環ポンプ１８を流量可変式とすることや、該ポンプ１８を複数台設置し、熱媒循環ライン２９の系内全体を流れる熱媒量をガス冷却器４の出口ガス温度に応じて制御する運用も有効な手段となる。

ガス冷却器４でボイラ１等の廃熱との間接接触により昇温された熱媒は、バイナリー発電設備１７へ供給され、バイナリー発電設備１７の熱源として利用され、その後、温度が低下した熱媒は、ガス冷却器熱媒循環ポンプ１８によって、ガス冷却器４へ供給される。

図２に本発明のその他の実施例を示す。図２に示す設備、部材で図１に示す設備、部材と同一機能を有するものは同一番号を付して、その説明を省略する。
ボイラ１等のプラント発電設備の運用状態によっては、ボイラ１等から排出される排ガス量、排ガス温度は変動するため、ガス冷却器４でボイラ１等の廃熱との間接接触により昇温された熱媒温度も、ボイラ１等のプラント発電設備の運用状態によっても異なっている。

上述した通り、バイナリー発電設備１７内を循環する熱交換媒体の特性にもよるが、外部熱源である熱媒温度としては、例えば８０℃〜１２０℃の温度で供給することが望ましく、熱媒温度が８０℃程度以下となると、バイナリー発電設備１７内を循環する熱交換媒体の蒸発性能が悪く、設備の運用を停止する必要がある。逆に、外部熱媒温度が１２０℃程度以上になると、熱交換媒体が分解する等の問題が生じ、設備の運用を停止する必要がある。

図２においては、ガス冷却器４とバイナリー発電設備１７とを循環する熱媒循環ライン２９を設けたシステム構成において、バイナリー発電設備１７の入口側の熱媒循環ライン２９とバイナリー発電設備１７の出口側の熱媒循環ライン２９の間に、ガス冷却器４を迂回するバイナリー発電設備熱媒バイパスライン２３を設ける。なお、バイナリー発電設備熱媒バイパスライン２３は、ガス冷却器熱媒バイパスライン３０と並列位置に配置されるが、ガス冷却器熱媒バイパスライン３０よりバイナリー発電設備１７により近い位置でバイナリー発電設備１７の入口側と出口側の各熱媒循環ライン２９とそれぞれ接続している。

また、バイナリー発電設備熱媒循環ライン２３と熱媒循環ライン２９の接続箇所よりバイナリー発電設備１７入口に近い側の熱媒循環ライン２９に熱媒流量制御弁２２を設け、さらにバイナリー発電設備熱媒バイパスライン２３には熱媒流量制御弁３２を設けてバイナリー発電設備１７への熱媒供給量を制御できる系統構成としている。

前記熱媒流量制御弁２２とバイナリー発電設備熱媒バイパスライン２３を設けることにより次のような機能が達成される。すなわち
（１）ボイラ起動時には、ボイラ１の出口排ガス温度が低く、ボイラ廃熱の回収ができないので、ガス冷却器４内の熱媒温度が低く、バイナリー発電設備１７に熱媒を供給する意味が無く、このような場合には熱媒流量制御弁２２を閉じてバイナリー発電設備熱媒バイパスライン２３を利用してバイナリー発電設備１７を迂回させて熱媒を循環させる。

（２）バイナリー発電設備１７で不具合が発生した場合にも熱媒流量制御弁２２を閉じて、排煙処理装置の運転を継続することができる。
（３）バイナリー発電設備１７出口の熱媒温度（熱媒温度計２４ｂにより計測）の温度が低くなりすぎた場合には、バイナリー発電設備１７への熱媒量（バイパス量）を熱媒流量制御弁２２の開閉制御により、容易に調整することができる。

また、熱媒循環ライン２９には熱媒温度制御用熱交換器２５を設けており、該熱媒温度制御用熱交換器２５には熱媒温度昇温用として蒸気ライン１３と熱媒温度冷却用として水ライン１５が接続している。

なお、熱媒温度制御用熱交換器２５に接続する水ライン１５に代えて、バイナリー発電設備１７の入口側の熱媒循環ライン２９に直接水を供給するライン（図示せず）を接続し、バイナリー発電設備１７の出口側の熱媒循環ライン２９から水を排出するライン（図示せず）を接続してもよい。

ここで、バイナリー発電設備１７の入口熱媒温度が、例えば８０℃程度以下となった場合には、熱媒温度制御用熱交換器２５に蒸気ライン１３から蒸気を供給し、バイナリー発電設備１７の運用に適した温度まで熱媒を昇温させることで運用が可能となる。なお、外部からの蒸気供給が困難な場合あるいは蒸気供給量を低減させる目的として、バイナリー発電設備１７への熱媒供給を止めることも一つの手段であるが、こうした場合には、ガス冷却器４で昇温した熱媒温度を低下させる手段がなくなり、ガス冷却器４でのガス温度の低下が不可能となり、電気集塵装置５の入口ガス温度が増加する。上述した通り、電気集塵装置５の集塵性能はガス温度に依存するため、要求の除塵性能が満足できなくなるといった問題が挙げられる。

図２に示す設備構成では、熱媒循環ライン２９には熱媒温度制御用熱交換器２５を設けており、該熱媒温度制御用熱交換器２５に水ライン１５から水を供給することで、ガス冷却器４へ供給する熱媒温度を所定値以下に低減することが可能となり、バイナリー発電設備１７の運転有無に関わらず、ボイラ１等から排出される排ガスの環境規制値を満足した、安定した運用が可能となる。

１ ボイラ ２ 脱硝装置
３ ボイラ空気予熱器 ４ ガス冷却器
５ 電気集塵装置 ６ 排ガスファン
７ 吸収塔 ８ 廃熱回収用熱交換器
９ 煙突 １０ ガス再加熱器
１１ バイナリー発電用タービン １２ 配管
１３ 蒸気ライン １４ コンデンサ
１５ 水ライン
１６ バイナリー発電熱媒循環ポンプ
１７ バイナリー発電設備 １８ 熱媒循環ポンプ
１９，２２ 熱媒循環ライン熱媒流量制御弁
２０ ガス冷却器熱媒バイパスライン熱媒流量制御弁
２１ 排ガス温度計
２３ バイナリー発電設備熱媒バイパスライン
２４ａ，２４ｂ 熱媒循環温度計 ２５ 熱媒温度制御用熱交換器
２６ ベイパー加熱器 ２７ 発電機
２９ 熱媒循環ライン ３０ ガス冷却器熱媒バイパスライン
３２ バイナリー発電設備熱媒バイパスライン熱媒流量制御弁

Claims (6)

1. 燃焼装置から排出される排ガスを流す排ガス流路の上流側から下流側に向けて脱硝装置、燃焼装置用空気予熱器、ガス冷却器、集塵装置及び脱硫装置を順次設けた排煙処理装置において、
   前記ガス冷却器には前記燃焼装置から排出される排ガスの熱を回収する熱媒循環ラインを配置し、該熱媒循環ラインで回収した前記排ガスの熱を利用するバイナリー発電設備を熱媒循環ラインに接続し、
   前記熱媒循環ラインのバイナリー発電設備の入口部と出口部に熱媒温度を測定する温度測定手段をそれぞれ設け、
   前記ガス冷却器の出口の排ガス流路にはガス冷却器出口の排ガス温度を測定する温度測定手段を設け、
   前記熱媒循環ラインのガス冷却器入口部には熱媒流量制御弁を設け、また該熱媒流量制御弁とガス冷却器を迂回して熱媒をバイナリー発電設備との間で循環させるガス冷却器熱媒バイパスラインを熱媒循環ラインに接続したことを特徴とする排煙処理装置。
2. ガス冷却器熱媒バイパスラインとガス冷却器を迂回してバイナリー発電設備に熱媒を循環するバイナリー発電設備熱媒循環ラインを熱媒循環ラインに接続し、該バイナリー発電設備熱媒循環ラインと接続される熱媒循環ラインの接続箇所よりバイナリー発電設備入口側の熱媒循環ラインに熱媒流量制御弁を設けたことを特徴とする請求項１記載の排煙処理装置。
3. 熱媒循環ラインに冷却水供給ラインと蒸気供給ラインを有する熱媒温度調整用の熱交換器を配置したことを特徴とする請求項２記載の排煙処理装置。
4. 請求項１記載の排煙処理装置におけるガス冷却器出口の排ガス温度が所定値になるように、ガス冷却器出口の排ガス温度に応じて、ガス冷却器へ供給する熱媒循環ライン内の熱媒の供給量とガス冷却器熱媒バイパスライン内の熱媒の供給量を制御することを特徴とした排煙処理方法。
5. 請求項２記載の排煙処理装置におけるガス冷却器出口の排ガス温度及び／又はバイナリー発電設備の入口部又は出口部の熱媒温度が所定値になるように、ガス冷却器出口の排ガス温度及び／又はバイナリー発電設備の入口部又は出口部の熱媒温度に応じて、ガス冷却器へ供給する熱媒循環ライン内の熱媒の供給量及び／又はバイナリー発電設備へ供給するバイナリー発電設備熱媒循環ライン内の熱媒量を制御することを特徴とした排煙処理方法。
6. 請求項３記載の排煙処理装置におけるガス冷却器出口の排ガス温度及び／又はバイナリー発電設備の入口部又は出口部の熱媒温度が所定値になるように、ガス冷却器出口の排ガス温度及び／又はバイナリー発電設備の入口部又は出口部の熱媒温度に応じて、ガス冷却器へ供給する熱媒循環ライン内の熱媒の供給量及び／又はバイナリー発電設備への熱媒の供給量を制御するか、又は熱媒温度調整用の熱交換器へ供給する水量又は蒸気量を調整することを特徴とした排煙処理方法。

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