JP2007170704A - 加圧流動焼却設備及びその立上げ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】起動用ブロアを小型化して製造コストやランニングコストを低減させると共に、加圧流動炉内に供給する圧縮空気を生成するコンプレッサのサージングを避ける加圧流動焼却設備及びその立上げ方法を提供する。
【解決手段】被処理物Ｐを燃焼させる加圧流動炉１と、この燃焼により発生した排ガスＧによって駆動されるタービン２及びこのタービン２によって駆動され、加圧流動炉１内に供給する圧縮空気Ａを生成するコンプレッサ３を有する過給機１１を備えると共に、加圧流動炉１内に空気を供給するブロア４と、燃焼により発生する排ガス量を増加させる排ガス増量装置１０と、を備え、加圧流動炉１の立上げの際に、ブロア４と排ガス増量装置１０を稼動させる構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、加圧流動焼却設備及びその立上げ方法に関し、詳しくは被処理物を加圧下で燃焼し、この燃焼により発生した排ガスにより駆動されるタービンを備え、該タービンによってコンプレッサが駆動され、このコンプレッサの駆動によって生成された圧縮空気を加圧流動炉内に供給する構成とされた加圧流動焼却設備及びその立上げ方法に関するものである。

加圧流動炉では石炭を燃料とする加圧流動床複合発電プラントが実用化され、通常、立上げ時において、タービンの過給機を電動機として使用して所定の圧力、温度まで起動している。ここで、過給機を使用するシステムでは過給機を起動時にブロワとして利用できないため大型の容量の起動用ブロアを使用する場合が多い。
特開平９−８９２３２号公報

しかしながら、起動用にしか使用しない起動用ブロアを大型化することは製造コストが掛かるだけでなく、契約電源コストが大きくなるという問題があった。
そこで、本発明の主たる課題は、起動用ブロアを小型化して製造コストやランニングコストを低減させると共に、加圧流動炉内に供給する圧縮空気を生成するコンプレッサのサージングを避ける加圧流動焼却設備及びその立上げ方法を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は、次のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
請求項１記載の発明は、被処理物を燃焼させる加圧流動炉と、この燃焼により発生した排ガスによって駆動されるタービン及びこのタービンによって駆動され前記加圧流動炉内に供給する圧縮空気を生成するコンプレッサを有する過給機と、を備えた加圧流動焼却設備であって、前記加圧流動炉内に空気を供給するブロアと、燃焼により発生する排ガス量を増加させる排ガス増量装置と、を備え、前記加圧流動炉の立上げの際に、前記ブロアと排ガス増量装置を稼動させる構成とした、ことを特徴とする加圧流動焼却設備である。

＜請求項２記載の発明＞
請求項２記載の発明は、前記排ガス増量装置は、加圧流動炉及び／又は前記タービンよりも加圧流動炉側の排ガス流路に連結された、請求項１記載の加圧流動焼却設備である。

＜請求項３記載の発明＞
請求項３記載の発明は、前記排ガス増量装置は、水噴霧装置、スチーム供給装置又は空気圧縮機から選択される１以上の装置である、請求項１又は２記載の加圧流動焼却設備である。

＜請求項４記載の発明＞
請求項４記載の発明は、被処理物を燃焼させる加圧流動炉と、この燃焼により発生した排ガスによって駆動されるタービン及びこのタービンによって駆動され前記加圧流動炉内に供給する圧縮空気を生成するコンプレッサを有する過給機と、を備えた加圧流動焼却設備の立上げ方法であって、加圧流動炉の立上げの際に、ブロアによって加圧流動炉内に空気を供給すると共に、燃焼により発生する排ガスに、少なくとも噴霧された水分、スチーム又は圧縮空気のいずれかを供給することで排ガス量を増加させる、ことを特徴とする加圧流動焼却設備の立上げ方法である。

（作用効果）
加圧流動炉内に空気を供給するブロアと、燃焼により発生する排ガス量を増加させる排ガス増量装置と、を備え、加圧流動炉の立上げの際に、ブロアと排ガス増量装置を稼動させる構成とすることにより、排出される排ガスの容量を増加させることができ、ブロアを小型化してもタービン効率を落すことなくタービンを駆動させることができる。その結果、ブロアの小型化を実現できることで製造コストやランニングコストを低減させることが可能となる。また、ブロアの小型化によって、加圧流動炉内に供給する圧縮空気を生成するコンプレッサのサージングを起こし難い条件で昇温ができ、加圧流動焼却設備の制御の余裕を増すことができる。
また、排ガス増量装置を加圧流動炉及び／又は前記タービンよりも加圧流動炉側の排ガス流路に連結させることにより、排ガスの容量を増加させることができる。排ガス増量装置としては、噴霧装置、スチーム供給装置又は空気圧縮機から選択される１以上の装置を好適に用いることができる。高温の加圧流動炉に噴霧された少なくとも水分、スチームや圧縮空気のいずれかを供給することにより炉内から排出される排ガスの容量を効率よく増加させることができる。
そして、加圧流動炉の立上げの際に、ブロアによって加圧流動炉内に空気を供給すると共に、燃焼により発生する排ガスに、少なくとも噴霧された水分、スチーム又は圧縮空気のいずれかを供給することで排ガス量を増加させる立上げ方法によれば、加圧流動焼却設備におけるブロアの小型化を実現でき、製造コストやランニングコストを低減させることが可能となる。

本発明によれば、起動用ブロアを小型化して製造コストやランニングコストを低減させると共に、加圧流動炉内に供給する圧縮空気を生成するコンプレッサのサージングを避けることができる等の利点がもたらされる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
本発明に係る加圧流動焼却装置は、被処理物Ｐを燃焼させる加圧流動炉１と、この燃焼により発生した排ガスＧによって駆動されるタービン２及びこのタービン２によって駆動され、加圧流動炉１内に供給する圧縮空気Ａを生成するコンプレッサ３を有する過給機１１を備えている。

加圧流動炉１には、バイオマス、都市ゴミや下水汚泥の脱水ケーキ等の被処理物Ｐが供給口（図示せず）から供給されると共に、下部の燃料供給口（図示せず）から燃焼のための燃料が供給されるようになっている。また、圧縮空気Ａが下部の調整弁２１を介して１次空気用として炉内に吹き込まれ、その残部が上部の調整弁２２を介して２次空気用として吹込まれるようになっており、圧縮空気Ａの充填により、加圧流動炉１内は、加圧されるようになっている。この加圧下で、被処理物Ｐが投入されると、吹き上げられる圧縮空気Ａに起因して高速で流動する砂などの流動媒体によって激しく混合・攪拌され、被処理物Ｐは焼却されるものである。なお、調整弁２１と調整弁２２により加圧流動炉１内に供給する圧縮空気Ａの量が調節されている。

加圧流動炉１では被処理物Ｐは加圧下で燃焼され、この燃焼により発生した排ガスＧを駆動ガスとしてタービン２を駆動させるようになっている。タービン２には、コンプレッサ３が連結されており、タービン２の駆動にともなって、駆動されるようになっており、コンプレッサ３には空気が供給されるようになっている。そして、このタービン２によって駆動されたコンプレッサ３の駆動によって生成された圧縮空気Ａは、排ガス流路３３の途中に設けた熱交換器からなる空気予熱器５に送られる。この空気予熱器５において、圧縮空気Ａは予熱され、高温・高圧の圧縮空気（燃焼用空気）Ａとして空気供給路３１から調整弁２１と調整弁２２とに分岐する供給路に送られる。このようにして加圧流動炉１内には、コンプレッサ３によって加圧された高圧の圧縮空気Ａが供給されるので、炉内では常圧よりも高圧の状態（加圧下）で被処理物Ｐが燃焼されることになる。なお、本実施の形態において、圧縮空気Ａの空気予熱器５への圧送は、空気供給路３２に取付けられた調整弁２４によって制御されている。調整弁２５は加圧流動炉１の運転終了時等の際に、圧縮空気Ａを大気中に排出するための弁である。

加圧流動炉１内は高圧・高温であることから高圧・高温状態のまま排ガスＧが排気される。この排ガスＧは、前述した空気予熱器５で熱エネルギーが回収（熱交換）され、その後、後述する混合室６に送られる。そして、混合室６に送られた排ガスＧは集塵装置７に送られる。この集塵装置７は、排ガスＧ中の煤塵を除去するためのものである。この集塵装置７を設置しないと、排ガスＧ中の煤塵がタービン２に入り込み、タービンを損傷させ又はタービンに付着し、安定した運転を妨げる虞があり、それを防ぐためのものである。

集塵装置７において煤塵の除去された清浄ガス（排ガス）Ｇは、駆動ガスとしてタービン２を駆動させ、圧力（膨張）エネルギーが回収される。その後、排ガス流路３３を介して排ガス処理設備８に送られ、排ガス処理設備８に送られた清浄ガス（排ガス）Ｇは煙突９から大気放出されるものである。

加圧流動炉１の立ち上げの際には、調整弁２３を開くと共に、起動用ブロア４を駆動させ、空気を空気供給路３１を介して調整弁２１と調整弁２２から炉内に送る。この空気は、炉内を所定の圧力・温度まで高めるよう、炉内に供給される燃料を燃焼させるために使用され、排出された排ガスＧは排ガス流路３３を通ってタービン２に送られ、このタービン２を徐々に駆動させるようになる。その後、調整弁２３を閉じると共に調整弁２４を開くことによって、起動用ブロア４からの空気をコンプレッサ３の駆動によって生成された圧縮空気Ａに供給を切り替える。この切替に前後して、炉内に供給される燃料を増量して、昇圧・昇温し、定格の圧力と温度にする。なお、起動用ブロア４から供給される圧縮空気Ａは、加圧流動炉１内で加熱されるが、炉外の燃焼器（図示せず）によって加熱してもよい。

加圧流動炉１には、排ガス増量装置１０に連結される流路３４が接続されている。排ガス増量装置１０は、例えば、水噴霧装置、スチーム供給装置又は空気圧縮機から選択される１以上の装置であり、高温の加圧流動炉に少なくとも噴霧された水分、スチーム又は圧縮空気を供給することにより炉内から排出される排ガスの容量を増加させるものである。排ガス増量装置１０としては、水噴霧装置、スチーム供給装置又は空気圧縮機を適宜組み合わせて用いればよく、例えば、水噴霧装置と空気圧縮機を組み合わせてもよいし、スチーム供給装置と空気圧縮機を組み合わせてもよい。

排ガス増量装置１０としては、これらに限らず様々なものを用いることができるが、水噴霧装置又はスチーム供給装置から供給される噴霧された水分やスチームによって、製造コストやランニングコストを増加させることなく排ガス量を効率よく増加させることができる。

また、これら排ガス増量装置１０に連結された流路３４は、タービン２よりも加圧流動炉１側の排ガス流路３３途中に設けられたチャンバー又はダクトからなる混合室６にも接続されており、この混合室６で高温の排ガスＧと供給された水分やスチームが混合することにより排ガスの容量がさらに増加されるものである。なお、排ガス増量装置１０は、加圧流動炉１及び混合室６の両方に連結される必要はなく、どちらか一方に連結されていればよい。

上記により、タービン２に送られる排ガスＧの量が増加され、起動用ブロア４を小型化してもタービン効率を落すことなく、タービン２を駆動させることができる。その結果、起動用ブロア４の小型化（例えば、最大静圧で通常４５ｋＰａＧのブロアが必要なところ、３０ｋＰａＧ以下のものを用いることができる。）を実現できることで製造コストやランニングコストを低減させることが可能となる。また、過給機のコンプレッサは、低流量、高圧力比でサージングを起こしやすいが、排ガス増加によりサージングを起こし難い条件で昇温ができ、加圧流動焼却設備の制御の余裕を増すことができる。

本発明に係る加圧流動焼却装置の構成例である。

符号の説明

１…加圧流動炉、２…タービン、３…コンプレッサ、４…起動用ブロア、５…空気予熱器、６…混合室、７…集塵装置、８…排ガス処理設備、９…煙突、１０…排ガス増量装置、１１…過給機、２１，２２，２３，２４，２５…調整弁、３１，３２…空気供給路、３３…排ガス流路、３４…流路、Ａ…圧縮空気、Ｐ…被処理物、Ｇ…排ガス。

Claims (4)

1. 被処理物を燃焼させる加圧流動炉と、この燃焼により発生した排ガスによって駆動されるタービン及びこのタービンによって駆動され前記加圧流動炉内に供給する圧縮空気を生成するコンプレッサを有する過給機と、を備えた加圧流動焼却設備であって、
   前記加圧流動炉内に空気を供給するブロアと、燃焼により発生する排ガス量を増加させる排ガス増量装置と、を備え、
   前記加圧流動炉の立上げの際に、前記ブロアと排ガス増量装置を稼動させる構成とした、
   ことを特徴とする加圧流動焼却設備。
2. 前記排ガス増量装置は、加圧流動炉及び／又は前記タービンよりも加圧流動炉側の排ガス流路に連結された、請求項１記載の加圧流動焼却設備。
3. 前記排ガス増量装置は、水噴霧装置、スチーム供給装置又は空気圧縮機から選択される１以上の装置である、請求項１又は２記載の加圧流動焼却設備。
4. 被処理物を燃焼させる加圧流動炉と、この燃焼により発生した排ガスによって駆動されるタービン及びこのタービンによって駆動され前記加圧流動炉内に供給する圧縮空気を生成するコンプレッサを有する過給機と、を備えた加圧流動焼却設備の立上げ方法であって、
   加圧流動炉の立上げの際に、ブロアによって加圧流動炉内に空気を供給すると共に、燃焼により発生する排ガスに、少なくとも噴霧された水分、スチーム又は圧縮空気のいずれかを供給することで排ガス量を増加させる、
   ことを特徴とする加圧流動焼却設備の立上げ方法。

Images