JP2012167836A - 熱回収プラントおよびその運転制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ごみ焼却炉10の中央制御装置100の腐食環境監視部102がボイラ19内の腐食環境を監視し、腐食環境が過酷となったことを検知する。そして、腐食環境が過酷となったときには、方策決定部103が腐食環境が過酷化した要因を推定するとともに推定された要因に基づいて腐食環境を緩和させるための方策を決定する。さらに、運転制御部101が決定された方策を実行することにより、ごみ焼却炉10で腐食環境が緩和されるような運転を行う。
【選択図】図5
Description
図1に示すように、ごみ焼却炉10は、燃料であるごみを燃焼させる所謂ストーカ式の燃焼炉11と、燃焼炉11で発生する燃焼熱や燃焼排ガスの保有熱により高温・高圧の蒸気を生成するボイラ19とを一体的に備えている。このごみ焼却炉10には、ごみ焼却炉10の廃熱を利用して発電するための蒸気タービン71および発電機70と、ごみ焼却炉10へ投入されるごみが貯められたピット60とが並設されている。ピット60には、ピット60に貯められたごみを攪拌したり焼却炉10へ供給したりするためのクレーン61とその制御装置62が設けられている。
図2は、腐食検出装置30の構成を概略的に示す概略構成図である。図2に示すように、腐食検出装置30は、腐食センサ31と、電気化学測定器32と、端末機33と、送風機34と、流量調整器35と、バルブ36を備えている。送風機34と流量調整器35は電極を冷却する冷却機構37を構成している。
上記構成のごみ焼却炉10の運転は、中央制御装置100により制御されている。図5はごみ焼却炉の腐食環境監視に係る制御構成を示すブロック図である。なお、図5においては、後述するボイラ19の腐食環境の監視および腐食環境を緩和させるための方策を決定するための構成について詳細に記述してあり、他は省略されている。図5に示すように、中央制御装置100は、ごみ焼却炉10の運転を制御する運転制御部101と、後述する腐食環境監視部102および方策決定部103の各機能部、ならびにデータベース105を備えている。中央制御装置100はいわゆるコンピュータであって、所定のプログラムを実行することにより上記各機能部としての機能を備えることができる。中央制御装置100には、運転中の燃焼炉11の主燃焼室14、ボイラ19、ピット60および発電機70などの状況を常時把握してごみ焼却炉10の適切な運転を行うために、各種プロセス変量が提供されている。具体的には、主燃焼室14内の燃焼ガス層の温度や圧力を計測するための温度センサおよび圧力センサが設けられており、これらの検出信号が中央制御装置100へ出力される。また、ボイラ19の放射室20ならびに第2および第3煙道21,22の各部分の温度や圧力を計測するための温度センサおよび圧力センサが設けられており、これらの検出信号が中央制御装置100へ出力される。また、流量計68から一次空気供給量faが、流量計78から二次空気供給量が、蒸気流量計39からボイラ19で生成される主蒸気量Fが、それぞれ中央制御装置100へ出力される。さらに、腐食検出装置30から、腐食環境に関する情報(すなわち、過熱器管27の腐食速度及び腐食量)が中央制御装置100へ出力される。その他、フィーダ駆動装置42およびストーカ駆動装置16の操作量、ピット60からのごみの供給量、発電機70の発電量C、排気路28で検出されたばいじん量、排気路28に設けられた塩化水素センサ86で検出された塩化水素濃度、排気路28に設けられた酸素センサ87で検出された酸素濃度等が、中央制御装置100に入力される。
11 燃焼炉
12 ホッパ
13 シュート
14 主燃焼室
15 ストーカ
16 ストーカ駆動装置
18 排出シュート
19 ボイラ
20 放射室
21 第2煙道
22 第3煙道
23 水管
24 ボイラドラム
25 過熱器
27 過熱器管
30 腐食検出装置
31 腐食センサ
39 流量計
41 フィーダ
42 フィーダ駆動装置
65 一次空気供給路
68 一次空気流量計
75 二次空気供給路
78 二次空気流量計
100 中央制御装置
101 運転制御部
102 腐食環境監視部
103 方策決定部
Claims (14)
- 燃料を燃焼させる燃焼炉と、
前記燃焼炉から流入した燃焼排ガスの熱を回収するボイラと、
前記ボイラ内の排ガス通路に設置された一対の電極間の電気抵抗の変化に基づいて当該ボイラの金属部品の腐食を検知する腐食検知手段と、
前記腐食検知手段からの情報に基づいて前記ボイラの腐食環境を監視し、腐食環境が過酷になったことを検知する腐食環境監視手段と、
前記ボイラの腐食環境が過酷になったときに、前記燃焼炉の処理量、前記燃焼炉への燃焼空気供給量、前記ボイラで発生する蒸気量および燃料の発熱量のうち少なくとも1つに基づいて腐食環境が過酷化した要因を推定し、推定された要因に基づいて腐食環境を緩和させるための方策を決定する方策決定手段と、
決定された方策に基づいて腐食環境を緩和させるように前記燃焼炉の運転を制御する運転制御手段とを備える、熱回収プラント。 - 前記腐食検知手段の前記一対の電極は、前記排ガス通路において前記ボイラの金属部品よりも上流側に配置されており、
前記腐食検知手段は、前記一対の電極を冷却することにより前記一対の電極を前記金属部品の表面温度と同じ温度とする冷却機構を備えている、請求項1に記載の熱回収プラント。 - 前記腐食検知手段は、前記一対の電極の周囲に配設された1又は複数のダミー管を備えている、請求項1又は請求項2に記載の熱回収プラント。
- 前記腐食環境監視手段は、前記腐食検知手段からの情報に含まれる腐食速度が或しきい値を越える状態が継続したときに、腐食環境が過酷になったことを検知する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱回収プラント。
- 前記方策決定手段は、前記燃焼炉の処理量の増減、前記燃焼炉への燃焼空気供給量の増減および前記燃焼炉の処理速度の増減のうち1つ又は複数の組み合わせを方策として決定する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱回収プラント。
- 前記熱回収プラントは、前記燃焼炉に投入される燃料を貯めるピットと、前記ピットを攪拌する攪拌手段とを更に備え、
前記方策決定手段は、前記燃焼炉の処理量の増減、前記燃焼炉への燃焼空気供給量の増減、前記燃焼炉の処理速度の増減および前記ピットの攪拌頻度の増加のうち1つ又は複数の組み合わせを方策として決定する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱回収プラント。 - 前記方策決定手段は、前記処理量の変化、前記蒸気量の変化、および前記燃焼空気供給量と前記発熱量に基づいて算出される空気比とに基づいて、腐食環境が過酷化した要因を推定する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の熱回収プラント。
- 燃料を燃焼させる燃焼炉と、前記燃焼炉から流入した燃焼排ガスの熱を回収するボイラとを備えた熱回収プラントの運転制御方法であって、
前記ボイラ内の排ガス通路に設置された一対の電極間の電気抵抗の変化に基づいて当該ボイラの金属部品の腐食を検知する腐食検知ステップと、
前記腐食検知ステップで得られた情報に基づいて前記ボイラの腐食環境を監視し、腐食環境が過酷になったことを検知する腐食環境監視ステップと、
前記ボイラの腐食環境が過酷になったときに、前記燃焼炉の処理量、前記燃焼炉への燃焼空気供給量、前記ボイラで発生する蒸気量および燃料の発熱量のうち少なくとも1つに基づいて腐食環境が過酷化した要因を推定し、前記推定された要因に基づいて腐食環境を緩和させるための方策を決定する方策決定ステップと、
決定された方策に基づいて腐食環境を緩和させるように前記燃焼炉の運転を制御する運転制御ステップとを含む、方法。 - 前記腐食検知ステップにおいて、前記一対の電極は前記排ガス通路において前記ボイラの金属部品よりも上流側に配置されており、前記一対の電極は前記金属部品の表面温度と同じ温度に維持されている、請求項8に記載の熱回収プラントの運転制御方法。
- 前記腐食検知ステップにおいて、前記一対の電極の周囲に1又は複数のダミー管が配設されている、請求項8又は請求項9に記載の熱回収プラントの運転制御方法。
- 前記腐食環境監視ステップにおいて、前記ボイラの金属部品の腐食速度が或しきい値を越える状態が継続したときに、腐食環境が過酷になったことが検知される、請求項8〜10のいずれか一項に記載の熱回収プラントの運転制御方法。
- 前記方策決定ステップにおいて、前記燃焼炉の処理量の増減、前記燃焼炉への燃焼空気供給量の増減および前記燃焼炉の処理速度の増減のうち1つ又は複数の組み合わせが方策として決定される、請求項8〜11のいずれか一項に記載の熱回収プラントの運転制御方法。
- 前記熱回収プラントは、前記燃焼炉に投入される燃料を貯めるピットと、前記ピットを攪拌する攪拌手段とを更に備え、
前記方策決定ステップにおいて、前記燃焼炉の処理量の増減、前記燃焼炉への燃焼空気供給量の増減、前記燃焼炉の処理速度の増減および前記燃焼炉に投入される燃料を貯めるピットの攪拌頻度の増加のうち1つ又は複数の組み合わせが方策として決定される、請求項8〜11のいずれか一項に記載の熱回収プラントの運転制御方法。 - 前記方策決定ステップにおいて、前記処理量の変化、前記蒸気量の変化、および前記燃焼空気供給量と前記発熱量に基づいて算出される空気比とに基づいて、腐食環境が過酷化した要因を推定する、請求項8〜13のいずれか一項に記載の熱回収プラントの運転制御方法。
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