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公開番号2024080906
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-17
出願番号2022194256
出願日2022-12-05
発明の名称排ガスバイパス装置及び排熱回収ボイラ並びに排ガスバイパス方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F22B 1/18 20060101AFI20240610BHJP(蒸気発生)
要約【課題】内燃機関から排出されて排ガス流路に流入する排ガスの圧力を低減することを目的とする。
【解決手段】排ガスバイパス装置20は、ガスタービンから排出された排ガスが流通する排ガス流路15を規定する排ガスダクト12と、内部に給水が流通する複数の伝熱管を有し排ガス流路15を流通する排ガスと伝熱管内を流通する給水とを熱交換させる伝熱部と、を備える排熱回収ボイラ42に設けられる。排ガスバイパス装置20は、排ガスダクト12に伝熱部をバイパスするように設けられるバイパスダクト21と、バイパスダクト21内を流通する排ガスの流量を調整する排ガスダンパ22と、ガスタービンから排出される排ガスの圧力が低減するように排ガスダンパ22を制御する制御装置と、を備える
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
内燃機関から排出された排ガスが流通する排ガス流路を規定する排ガスダクトと、内部に給水が流通する複数の伝熱管を有し前記排ガス流路を流通する排ガスと前記伝熱管内を流通する給水とを熱交換させる伝熱部と、を備える排熱回収ボイラに設けられる排ガスバイパス装置であって、
前記排ガスダクトに前記伝熱部をバイパスするように設けられるバイパスダクトと、
前記バイパスダクト内を流通する排ガスの流量を調整する調整部と、
前記内燃機関から排出される排ガスの圧力が低減するように前記調整部を制御する制御部と、を備える排ガスバイパス装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記内燃機関から排出される排ガスの圧力を検出する圧力検出部を備え、
前記制御部は、前記圧力検出部の検出結果に基づいて、前記調整部を制御する請求項１に記載の排ガスバイパス装置。
【請求項３】
前記内燃機関から排出される排ガスの流量を検出する流量検出部を備え、
前記制御部は、前記流量検出部の検出結果に基づいて、前記調整部を制御する請求項１に記載の排ガスバイパス装置。
【請求項４】
外気の温度を検出する温度検出部を備え、
前記制御部は、前記温度検出部の検出結果に基づいて、前記調整部を制御する請求項１に記載の排ガスバイパス装置。
【請求項５】
前記伝熱部の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧を検出する差圧検出部を備え、
前記制御部は、前記差圧検出部の検出結果に基づいて、前記調整部を制御する請求項１に記載の排ガスバイパス装置。
【請求項６】
前記バイパスダクトは、入口を開放した状態と閉鎖した状態とを切り替え可能な入口開閉部と、出口を開放した状態と閉鎖した状態とを切り替え可能な出口開閉部と、を有する請求項１に記載の排ガスバイパス装置。
【請求項７】
前記バイパスダクトは、前記排ガス流路に設けられる前記排ガス流路を流通する排ガスを脱硝する脱硝装置の下流側に設けられている前記伝熱部をバイパスするように設けられている請求項１に記載の排ガスバイパス装置。
【請求項８】
前記バイパスダクトは、前記排ガス流路に設けられる複数の前記伝熱部のうち最も下流側に配置されている前記伝熱部をバイパスするように設けられている請求項１に記載の排ガスバイパス装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の排ガスバイパス装置が設けられた排熱回収ボイラ。
【請求項１０】
内燃機関から排出された排ガスが流通する排ガス流路を規定する排ガスダクトと、内部に給水が流通する複数の伝熱管を有し前記排ガス流路を流通する排ガスと前記伝熱管内を流通する給水とを熱交換させる伝熱部と、を備える排熱回収ボイラにおける排ガスバイパス方法であって、
前記排ガスダクトに前記伝熱部をバイパスするように設けられるバイパスダクト内を流通する排ガスの流量を、前記内燃機関から排出される排ガスの圧力が低減するように制御する制御工程を備える排ガスバイパス方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、排ガスバイパス装置及び排熱回収ボイラ並びに排ガスバイパス方法に関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
火力発電プラント等において用いられる排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）の排ガスダクトの内部には、内燃機関から排出された燃焼ガスなどの熱回収可能な温度を有する排ガスが流通する排ガス流路が形成されている。排ガス流路には、流通する排ガスと熱交換を行うことで蒸気を生成する伝熱部が設けられている。このような排熱回収ボイラでは、排ガスの一部が伝熱部をバイパスするようにバイパスダクトが設けられる場合がある（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、排ガスダクトに１次蒸発器等が設けられている排熱回収ボイラが開示されている。この排熱回収ボイラは、１次蒸発器をバイパスするように設けられる１次蒸発器バイパスダクトを備えている。１次蒸発器バイパスダクトには、ダンパ装置が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開昭６３－２９０３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
排熱回収ボイラは、経年使用にともなって、伝熱管の表面や伝熱管フィン等に硫安等の異物や錆び等の付着物が付着することで、伝熱部を通過する排ガスが付着物によって阻害される場合がある。この場合には、伝熱部における排ガスの圧力損失が大きくなり伝熱部入口側の排ガスの圧力が上昇する。これに伴って、伝熱部の上流側である内燃機関の出口の排ガス圧力が上昇する可能性がある。ガスタービン等の内燃機関の出口の排ガス圧力が上昇すると、サージング等が発生し、火力発電プラントの運転に支障が生じる可能性があった。
【０００６】
内燃機関の出口の排ガス圧力を下げるためには、伝熱部で圧力損失が生じる主要因を抜本的に取り除くのが対策としては望ましい。しかしながら、対策の効果が小さい場合や効果の継続時間が短い場合、もしくは要因が不明な場合には、排ガスの一部について伝熱部を通過させずに下流側へ導き、伝熱部の上流側と下流側との差圧を低減させることで、内燃機関の出口の排ガス圧力を低下させることが考えられる。
【０００７】
特許文献１には、排ガスの一部について伝熱部を通過させずに下流側へ導く第１蒸発器バイパスダクトが開示されているが、当該バイパスダクトは脱硝装置へ流入する排ガスの温度を調整するもので、内燃機関の出口の排ガス圧力を低下させる目的で設けられていない。
【０００８】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、内燃機関から排出されて排ガス流路に流入する排ガスの圧力を低減することができる排ガスバイパス装置及び排熱回収ボイラ並びに排ガスバイパス方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本開示の排ガスバイパス装置及び排熱回収ボイラ並びに排ガスバイパス方法は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る排ガスバイパス装置は、内燃機関から排出された排ガスが流通する排ガス流路を規定する排ガスダクトと、内部に給水が流通する複数の伝熱管を有し前記排ガス流路を流通する排ガスと前記伝熱管内を流通する給水とを熱交換させる伝熱部と、を備える排熱回収ボイラに設けられる排ガスバイパス装置であって、前記排ガスダクトに前記伝熱部をバイパスするように設けられるバイパスダクトと、前記バイパスダクト内を流通する排ガスの流量を調整する調整部と、前記内燃機関から排出される排ガスの圧力が低減するように前記調整部を制御する制御部と、を備える。
【００１０】
本開示の一態様に係る排ガスバイパス方法は、内燃機関から排出された排ガスが流通する排ガス流路を規定する排ガスダクトと、内部に給水が流通する複数の伝熱管を有し前記排ガス流路を流通する排ガスと前記伝熱管内を流通する給水とを熱交換させる伝熱部と、を備える排熱回収ボイラにおける排ガスバイパス方法であって、前記排ガスダクトに前記伝熱部をバイパスするように設けられるバイパスダクト内を流通する排ガスの流量を、前記内燃機関から排出される排ガスの圧力が低減するように制御する制御工程を備える。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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