火力发电设备及火力发电设备的运转方法
【技术领域】
[0001] 本发明设计一种火力发电设备及火力发电设备的运转方法。
[0002] 本申请基于2013年5月23日于日本提出申请的日本特愿2013 - 109118号来主 张优先权，在此拨引其内容。
【背景技术】
[0003] 图3是非专利文献1所记载的表示通常的火力发电设备的结构的一个例子的系统 图。
[0004] 如图3所示，通常的火力发电设备通过具有锅炉2、蒸汽系统3、凝汽系统44、供水 系统4而简要地构成。锅炉2燃烧煤炭、石油等燃料而产生燃烧废气及燃烧热，利用该燃烧 热加热供水而生成蒸汽。蒸汽系统3具有多个汽轮机5、凝汽器6。各汽轮机5被锅炉2生 成的蒸汽驱动。从汽轮机5排出蒸汽进入凝汽器6,进行凝汽。凝汽器6的凝汽通过凝汽系 统44及供水系统4返回锅炉2。该凝汽系统44具有用于供给凝汽的凝结水累7、由多个换 热器构成的低压供水加热器8W及脱气器9。供水系统4具有锅炉供水累45及由多个换热 器构成的高压供水加热器10。
[00化]另外，图4是图3中所示的区域P的放大图，并且表示作为通常的火力发电设备的 一个例子的现有的煤炭火力发电设备的锅炉周边的结构的放大图。如图4所示，现有的煤 炭火力发电设备101具有锅炉102、蒸汽系统103、供水系统104、排气系统111、一次空气系 统112、二次空气系统113。
[0006] 排气系统111具有催化式的脱氮装置114、再生式的空气预热器115、集尘装置 116、诱导通风机117、脱硫装置118及烟画119。该排气系统111是将从锅炉102排出的燃 烧废气作为排气引导至烟画119的烟道。从锅炉102排出的排气在通过脱氮装置114后， 被送至再生式的空气预热器115。被送至该空气预热器115的排气在与一次空气系统112 的粉磨煤搬送用空气（W下称作"一次空气"）及二次空气系统113的燃烧用空气（W下称 作"二次空气"）热交换后，通过集尘装置116、诱导通风机117及脱硫装置118而通过烟画 119向大气排出。 阳007] -次空气系统112具有一次通风机120、热空气闽板121、绕过空气预热器115的 旁通路径122、设置于该旁通路径122的冷空气闽板123及煤炭粉磨机124。一次空气通过 分别调整热空气闽板121及冷空气闽板123的开度，将在空气预热器115中通过与锅炉102 的排气进行热交换而被加热的热空气、来自绕过空气预热器115的旁通路径122的冷空气 混合。由此，在将一次空气调整为粉磨煤的搬送所需的空气量、煤炭粉磨机124的入口所需 的溫度后，导入煤炭粉磨机124。导入到煤炭粉磨机124的一次空气在其潜势热的作用下 使粉磨煤中的水分蒸发，将干燥的粉磨煤搬送至设置于锅炉102的粉磨煤燃烧炉而使其燃 烧。虽然图中未记载，但是作为燃料的煤炭被供给到煤炭粉磨机124并被细磨至规定粒度。
[0008] 二次空气系统113具有二次通风机125。二次空气被导入空气预热器115,在与锅 炉102的排气进行热交换而被加热后，作为粉磨煤燃烧炉燃烧用空气及二级燃烧用空气导 入锅炉102。
[0009] 供水系统104具有脱气器109、锅炉供水累145、高压供水加热器110及节煤器 136。在中压汽轮机1051、脱气器109及高压供水加热器110之间，设置有供来自于中压汽 轮机1051的抽气蒸汽流动的抽气系统129、130。另外，在高压汽轮机10甜与高压供水加 热器110之间，设置有供来自于高压汽轮机10甜的抽气蒸汽流动的抽气系统131、132。而 且，排水配管133~135是供来自于高压供水加热器的排水流动的配管。
[0010] 高压供水加热器110由多个换热器构成。在此，为了方便说明，从位于脱气器109 侧的换热器依次称为高压第一供水加热器126、高压第二供水加热器127、高压第Ξ供水加 热器128。由高压供水加热器110加热的供水被送向锅炉102内的节煤器136。
[0011] 高压供水加热器110的各换热器通过从中压汽轮机1051及高压汽轮机10甜抽出 的蒸汽加热供水。抽气系统130向高压第一供水加热器126输送抽气蒸汽，抽气系统131 向高压第二供水加热器127输送抽气蒸汽，抽气系统132向高压第Ξ供水加热器128输送 抽气蒸汽。向高压第二供水加热器及高压第Ξ供水加热器127、128输送的抽气蒸汽在与供 水进行热交换后，称为排水。该排水通过排水配管135、134向高压第一供水加热器126输 送。在高压第一供水加热器126中，使用来自高压第二供水加热器127的排水W及从抽气 系统130抽出的抽气蒸汽加热供水。从高压第一供水加热器126排出的排水通过排水配管 133向脱气器109输送。
[0012] 蒸汽系统103具有蒸发器137、过热器138、高压汽轮机10甜、再热器139及中压汽 轮机1051。从供水系统104导入锅炉102内的节煤器136的供水通过蒸发器137及过热 器138而成为过热蒸汽，被导入高压汽轮机105H。高压汽轮机10甜的排气被再次导入锅炉 102,在再热器139被再度加热后，导入中压汽轮机1051。
[0013] 但是，W往，正在推进具有再生再热循环的火力发电设备的高效化（参照专利文 献1)。火力发电设备的蒸汽条件的高溫及高压化是有助于其效率提高的非常重要且基本的 原因。通常，为了提高发电效率，提高汽轮机入口的蒸汽溫度是有效的手段。在现在的状况 下，标准化为发电用火力设备的材料的材料下的蒸汽条件的高溫化考虑使63(TC前后为极 限。针对其W上的蒸汽溫度，需要使用化一Ni基合金钢、Ni基合金钢等。
[0014] 但是，在使用运些材料时，在制造性、材料特性等存在很多课题，目前作为下一代 的高溫材料而处于开发中的阶段。另外，运些材料与现在的标准化的材料相比价格高，在实 际的设备建设中，经济性也成为课题。因此，希望不依靠运样的高溫材料的火力发电设备的 高效率化。
[0015] 另外，如图4所示，在使用选择性接触还原方式的脱氮装置的情况下，如果脱氮装 置114的入口 114a的排气溫度低，则存在酸性硫酸锭析出而降低脱氮催化剂的性能的问 题。为了防止运些，脱氮装置114的入口 114a的排气溫度需要在酸性硫酸锭不析出的高溫 下进行运用。目P，为了降低锅炉排气溫度，由于使节煤器136的传热面积增加来加热供水会 引起因脱氮装置114的入口气体溫度的低下导致的脱氮性能的提前降低，因此存在节煤器 136的排气溫度的回收不能充分地进行的课题。
[0016] 而且，通过脱氮装置114后的排气在再生式的空气预热器115与一次空气及二次 空气进行热交换，但是，由于空气预热器115的溫度效率存在极限，所W实际上在不能充分 地回收锅炉排气的潜势热的情况下就从烟画向大气中排出。
[0017] 而且，另外，如图4所示，在现有的煤炭火力发电设备101中，通过调整热空气和冷 空气的混合量，在煤炭粉磨机124的入口将一次空气调整为所需要的溫度。但是，冷空气不 有助于与空气预热器115的排气进行热交换，存在燃烧用空气（一次空气及二次空气）与 锅炉排气之间的热交换不能W最大限度有效地进行的课题。
[0018] 现有技术文献
[0019] 专利文献 W20] 专利文献1 :日本国特开2001 - 082109号公报
[0021] 非专利文献
[0022] 非专利文献1:(社）火力原子力发电技术协会：满轮·发电机W及换热器（P.36， 图6)
【发明内容】
[0023] 发明所要解决的课题
[0024] 本发明是鉴于上述事情而做出的，提供一种满足最佳环境基准、并且有效利用来 自锅炉的排气的排热而能够提高发电效率（包含发电端效率及输电端效率）的火力发电设 备及火力发电设备的运转方法。
[00巧]用于解决课题的手段
[0026] 为了解决课题，本发明采用W下结构。
[0027] 本发明的火力发电设备的一个方式是火力发电设备，其具备：
[0028] 锅炉，其利用燃料燃烧的热使供水升溫并生成蒸汽；
[0029] 排气系统，其使从所述锅炉排出的所述燃料燃烧后的燃烧废气作为排气流动；
[0030] 供水系统，其向所述锅炉供给水；
[0031] 供水加热器，其设置于所述供水系统，并且利用抽气蒸汽使供水升溫；
[0032] 主节煤器，其设置于所述供水系统的所述供水加热器的供水的二次侧，并且利用 所述燃烧废气的余热使供水升溫；
[0033] 脱氮装置，其为催化剂式，设置于所述排气系统的所述主节煤器的排气的二次侧， 并且被供给所需要的溫度W上的所述排气；
[0034] 在所述供水系统的所述供水加热器与所述主节煤器之间，设置有利用所述脱氮装 置的二次侧的排气使供水升溫的