JP2017190929A - 廃棄物処理設備 - Google Patents

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Abstract

【課題】燃焼炉が必要とする空気量を適切に供給する。【解決手段】廃棄物処理設備1は、燃焼炉11と、コンプレッサ部12aと、タービン部12bと、一方の端部22aがコンプレッサ部12aに接続され、他方の端部22bがタービン部12bに接続される圧縮空気管22と、圧縮空気管22の中間箇所22cに設けられ、圧縮空気管22を流れる空気と排ガスとの熱交換を行う熱交換部13と、一方の端部28aがタービン部12bに接続され、他方の端部28bが燃焼炉11に接続される燃焼炉接続管28と、ブロア部14と、一方の端部34aがブロア部14に接続され、他方の端部34bが熱交換部13の上流側の圧縮空気管22に接続されるブロア送風管34と、一方の端部40aがブロア送風管34に接続され、他方の端部40bが燃焼炉接続管28に接続されるバイパス管40と、バイパス弁42と、バイパス弁42の開度を制御する制御部15と、を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、廃棄物処理設備に関する。
脱水汚泥などの廃棄物は、焼却、乾燥、炭化等の、汚泥の熱処理時の水分蒸発に多大なエネルギーが必要である。汚泥熱処理時の省エネルギーの観点から、そのエネルギーを有効に回収し、再利用することが期待されている。
エネルギーを再利用して廃棄物を処理する廃棄物処理設備として、特許文献1に示すような過給機を用いた廃棄物処理設備がある。この廃棄物処理設備は、燃焼炉と、過給機と、熱交換器と、始動用空気供給器とを備えている。燃焼炉は、廃棄物を燃焼する炉である。過給機が有するコンプレッサは、外気を取り込んで圧縮する。熱交換器は、コンプレッサの圧縮空気を燃焼炉からの排ガスと熱交換し、圧縮空気を加熱する。過給機が有するタービンは、加熱された圧縮空気のエネルギーを利用して回転軸を回転させ、その回転をコンプレッサに伝えて、コンプレッサを作動させる。タービンは、回転に利用した後の空気を、燃焼用の空気として、燃焼炉に供給する。
始動用空気供給器は、過給機の始動時に、タービン回転用の空気をタービンに供給する。タービン回転用の空気は、コンプレッサからの圧縮空気をタービンに導入するための配管に導かれる。
特許第4831309号公報
ここで、コンプレッサ及び始動用空気供給器の両方を作動させる場合、圧縮空気管には、コンプレッサからの圧縮空気と始動用空気供給器からの空気とが流れる。しかし、コンプレッサからの圧縮空気の圧力が、始動用空気供給器からの空気の圧力よりも高くなると、始動用空気供給器からの空気が圧縮空気管に流れこまなくなる。この場合、コンプレッサからの圧縮空気のみを燃焼炉に供給することとなるが、コンプレッサからの圧縮空気のみでは、燃焼炉が必要とする空気量に足りなくなるおそれがある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、燃焼炉が必要とする燃焼用空気量を適切に供給する廃棄物処理設備を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の廃棄物処理設備は、廃棄物を燃焼して排ガスを排出する燃焼炉と、取り込んだ外気を圧縮して圧縮空気を生成するコンプレッサ部と、前記コンプレッサ部に回転軸を介して接続されるタービン部と、
一方の端部が前記コンプレッサ部に接続され、他方の端部が前記タービン部に接続されて、前記コンプレッサ部からの圧縮空気が前記タービン部まで流れる圧縮空気管と、前記圧縮空気管の一方の端部と他方の端部との間の中間箇所に設けられ、前記圧縮空気管を流れる空気と前記排ガスとの熱交換を行う熱交換部と、一方の端部が前記タービン部に接続され、他方の端部が前記燃焼炉に接続されて、燃焼用空気が前記燃焼炉まで流れる燃焼炉接続管と、前記燃焼炉に補助空気を供給するブロア部と、一方の端部が前記ブロア部に接続され、他方の端部が前記圧縮空気管の前記一方の端部と前記中間箇所との間に接続されるブロア送風管と、一方の端部が前記ブロア送風管に接続され、他方の端部が前記燃焼炉接続管に接続され、前記ブロア部からの補助空気が、前記圧縮空気管とは別の経路で前記燃焼炉接続管まで流れるバイパス管と、前記バイパス管に設けられるバイパス弁と、前記バイパス弁の開度を制御する制御部と、を有する。
前記廃棄物処理設備は、前記ブロア送風管に設けられるブロア送風弁を更に有し、前記制御部は、オフライン運転時に、前記ブロア送風弁を開いて前記ブロア部からの補助空気を前記燃焼炉に供給し、オンライン運転時に、前記ブロア送風弁を閉じて前記コンプレッサ部からの圧縮空気を前記燃焼炉に供給し、前記オフライン運転と前記オンライン運転との切り替え時に、前記焼却炉が必要とする前記燃焼空気の空気量に基づき、前記バイパス弁の開度を制御することが好ましい。
前記廃棄物処理設備において、前記制御部は、前記切り替え時に、前記燃焼炉接続管を流れる前記圧縮空気及び前記補助空気の流量が所定の設定流量より少ない場合は、前記バイパス弁を開き、前記燃焼炉接続管を流れる前記圧縮空気及び前記補助空気の流量が前記設定流量以上である場合は、前記バイパス弁を閉じることが好ましい。
前記廃棄物処理設備は、一方の端部が前記圧縮空気管の前記中間箇所と前記他方の端部との間に接続され、他方の端部が前記燃焼炉接続管に接続されるブロア分岐管と、前記ブロア分岐管に設けられるブロア分岐弁とを更に有し、前記制御部は、前記オフライン運転時に、前記ブロア分岐弁を開いて、前記補助空気を、前記ブロア分岐管を介して前記燃焼炉に供給し、前記オンライン運転時に、前記ブロア分岐弁を閉じて、前記コンプレッサ部からの圧縮空気を、前記タービン部を介して前記燃焼炉に供給することが好ましい。
前記廃棄物処理設備は、一方の端部が前記ブロア送風管に接続され、他方の端部が前記コンプレッサ部に接続されるアシスト管を更に有することが好ましい。
前記廃棄物処理設備において、前記制御部は、前記コンプレッサ部が供給する圧縮空気が所定の流量より低い場合、前記ブロア部からの補助空気を、前記アシスト管を介して前記コンプレッサ部に供給することが好ましい。
本発明によれば、燃焼炉が必要とする燃焼用空気量を適切に供給することができる。
第1実施形態に係る廃棄物処理設備を示すブロック図である。 第1実施形態に係る廃棄物処理設備の制御を模式的に示すブロック図である。 第2実施形態に係る廃棄物処理設備を示すブロック図である。
以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。なお、以下の説明において、前段および後段、ならびに上流および下流はそれぞれ、空気または排ガスの流れに沿った前段および後段、ならびに上流および下流を意味する。
(第1実施形態)
(廃棄物処理設備の構成)
図1は、第1実施形態に係る廃棄物処理設備を示すブロック図である。図1に示すように、第1実施形態に係る廃棄物処理設備1は、燃焼炉11と、過給機12と、熱交換部13と、ブロア部14と、制御部15と、排ガス処理設備16とを備えて構成されている。なお、排ガス処理手段としての排ガス処理設備16は、図示省略した、集塵機、スクラバ、および誘引ファンを備えている。ここで、制御部15は、例えば、情報処理部および記憶領域、ならびに記録媒体を備えたコンピュータから構成される。また、排ガス処理設備16は、従来公知の構成を採用できる。そのため、排ガス処理設備16についての詳細な説明は省略する。
燃焼炉11は、例えば汚泥などの廃棄物を燃焼、焼却し、排ガスを発生させる炉である。この廃棄物は、例えば、水分含有率が65%〜80%、好適には75%以下程度の脱水ケーキである。なお、廃棄物は汚泥以外のものであっても良く、必ずしも汚泥に限定されるものではない。脱水ケーキは、燃焼炉11に投入されて焼却される。燃焼炉11としては各種形式があるが、ダイオキシンの発生防止や設備小型化の観点から、例えば流動焼却炉を採用するのが好ましい。なお、燃焼炉11内において廃棄物を自燃させることが困難である場合には、必要に応じて燃焼炉11内に補助燃料が供給される。
過給機12は、燃焼炉11に接続されており、コンプレッサ部12aとタービン部12bと回転軸12cとを有している。コンプレッサ部12aは、作動状態において、管20から外気を取り込み、その外気を圧縮し、圧縮空気を生成する。
コンプレッサ部12aには、圧縮空気管22が接続されている。圧縮空気管22は、一方の端部22aがコンプレッサ部12aの圧縮空気を排出する出口に接続される。圧縮空気管22は、他方の端部22bが、タービン部12bの圧縮空気を導入する入口に接続される。コンプレッサ部12aが生成した圧縮空気は、圧縮空気管22を流れ、熱交換部13を経由してタービン部12bに導入される。
熱交換部13は、圧縮空気管22の一方の端部22aと他方の端部22bとの間に設けられる。熱交換部13は、空気予熱器13aを有する。空気予熱器13aは、管31aに接続されており、管31aを介して、燃焼炉11が生成した排ガスが、内部に供給される。また、空気予熱器13aは、内部に圧縮空気管22の中間箇所22cが導入されている。中間箇所22cは、圧縮空気管22の一部の箇所であり、一方の端部22aと他方の端部22bとの間の箇所である。
熱交換部13は、空気予熱器13aの内部に供給された排ガスと、圧縮空気管22の中間箇所22cを流れる空気との熱交換を行う。さらに言えば、熱交換部13は、排ガスと中間箇所22cを流れる空気との間において混合することなく間接的に熱交換を行う。圧縮空気は、排ガスとの熱交換により加熱される。すなわち、熱交換部13は、燃焼炉11での燃焼に用いる空気を、より高温の排ガスによって加熱する。空気予熱器13aに供給されて熱交換を行った後の排ガスは、管31bを介して排ガス処理設備16に供給される。排ガス処理設備16は、この排ガスに対して排ガス処理を行う。なお、熱交換部13は、圧縮空気管22の中間箇所22cに設けられ、中間箇所22cを通る空気を、排ガスと熱交換するものであれば、その構造、及び熱交換方法は任意である。なお、圧縮空気管22(の中間箇所22c)を流れる空気は、圧縮空気管22を流れる圧縮空気と、後述する圧縮空気管22を流れる補助空気との、少なくともいずれかである。
タービン部12bは、回転軸12cを介してコンプレッサ部12aに接続されている。タービン部12bは、熱交換部13を経由して加熱された圧縮空気が、圧縮空気管22を介して供給される。タービン部12bは、この加熱された圧縮空気のエネルギーによって、回転軸12cを回転駆動する。コンプレッサ部12aは、この回転軸12cの回転駆動により、管20から外気を取り込み、その外気を圧縮し、圧縮空気を生成する。換言すると、過給機12は、燃焼炉11の廃熱を、熱交換部13を通じて駆動用の動力に変換している。
また、圧縮空気管22には、圧力計24、流量計25、及び温度計26が設けられている。圧力計24は、圧縮空気管22の一方の端部22aと中間箇所22cとの間に設けられる。より詳しくは、圧力計24は、圧縮空気管22の一方の端部22aと、後述するブロア送風管34との接続箇所との間に設けられる。圧力計24は、圧縮空気管22の内部の圧縮空気の圧力、より詳しくは、ブロア送風管34との接続箇所よりも圧縮空気の上流側における圧縮空気管22の内部の圧縮空気の圧力を計測する。制御部15は、圧力計24の圧力計測結果を取得する。
流量計25は、圧縮空気管22の一方の端部22aと中間箇所22cとの間に設けられる。より詳しくは、流量計25は、後述するブロア送風管34との接続箇所と、中間箇所22cとの間に設けられる。流量計25は、圧縮空気管22の内部を流れる圧縮空気の流量、より詳しくは、ブロア送風管34との接続箇所よりも圧縮空気の下流側を流れる圧縮空気管22の内部の圧縮空気の流量を計測する。制御部15は、流量計25の流量計測結果を取得する。
温度計26は、圧縮空気管22の中間箇所22cと他方の端部22bとの間に設けられる。温度計26は、圧縮空気管22の内部を流れる圧縮空気の温度、より詳しくは、熱交換部13を経由した後の、加熱された圧縮空気の温度を計測する。制御部15は、温度計26の温度計測結果を取得する。
タービン部12bに供給され、回転軸12cを駆動した後の圧縮空気は、燃焼用空気として、燃焼炉接続管28を介して燃焼炉11内に導入される。燃焼炉接続管28は、一方の端部28aがタービン部12bの圧縮空気の出口に接続され、他方の端部28bが、燃焼炉11に接続されている。燃焼炉接続管28は、タービン部12bからの圧縮空気が、燃焼用空気として、燃焼炉11まで流れる。燃焼炉11は、この燃焼用空気中の酸素を用いて、廃棄物を焼却する。なお、燃焼用空気とは、燃焼炉接続管28を流れて燃焼炉11に導入される空気であり、タービン部12bからの圧縮空気と、後述する補助空気との少なくともいずれかである。
燃焼炉接続管28には、流量計29が設けられている。流量計29は、燃焼炉接続管28を流れる燃焼用空気の流量を計測する。制御部15は、流量計29の流量計測結果を取得する。
ブロア部14は、管32を介して、外部から空気を取り込む。ブロア部14は、取り込んだ空気を補助空気として供給する送風機である。管32には、流量調整部33が設けられている。流量調整部33は、例えばダンパであり、制御部15の制御によって開度を調整されることで、取り込む外気の流量を制御する。また、ブロア部14の動作も、制御部15によって制御されている。このように、ブロア部14は、制御部15の制御により、供給量を変化可能に、燃焼炉11に補助空気を供給する。
ブロア部14には、ブロア送風管34が接続されている。ブロア送風管34は、一方の端部34aがブロア部14の空気吐出側に接続されている。ブロア送風管34は、他方の端部34bが、圧縮空気管22の一方の端部22aと中間箇所22cとの間に接続されている。ブロア送風管34には、ブロア部14からの補助空気が、圧縮空気管22まで流れる。
ブロア送風管34には、ブロア送風弁35が設けられている。ブロア送風弁35は、制御部15の制御により開閉し、圧縮空気管22へ流れる補助空気の量を制御する。また、ブロア送風管34には、圧力計36が設けられている。圧力計36は、ブロア送風管34の内部に流れる補助空気の圧力を計測する。制御部15は、圧力計36の圧力計測結果を取得する。
また、圧縮空気管22には、ブロア分岐管38が接続されている。ブロア分岐管38は、一方の端部38aが、圧縮空気管22の中間箇所22cと他方の端部22bとの間に接続される。ブロア分岐管38は、他方の端部38bが、燃焼炉接続管28の一方の端部28aと他方の端部28bとの間に設けられる。より詳しくは、ブロア分岐管38は、他方の端部38bが、燃焼炉接続管28の一方の端部28aと、燃焼炉接続管28の流量計29が設けられた箇所との間に接続されている。
ブロア分岐管38は、熱交換部13を経由した圧縮空気管22からの圧縮空気を、タービン部12bを介さずに、燃焼炉接続管28に流すことができる。ブロア分岐管38には、ブロア分岐弁39が設けられている。ブロア分岐弁39は、制御部15の制御により開閉し、圧縮空気管22から燃焼炉接続管28へ流れる空気量を制御する。
ブロア送風管34には、バイパス管40が接続されている。バイパス管40は、一方の端部40aが、ブロア送風管34の一方の端部34aと他方の端部34bとの間、より詳しくはブロア送風管34の一方の端部34aとブロア送風弁35が設けられている箇所との間に接続されている。バイパス管40は、他方の端部40bが、燃焼炉接続管28の一方の端部28aと他方の端部28bとの間に接続されている。
バイパス管40は、ブロア送風管34を流れるブロア部14からの補助空気を、燃焼炉接続管28に流す。さらに詳しくは、バイパス管40は、ブロア部14からの補助空気を、圧縮空気管22とは別の経路で、燃焼炉接続管28に流す。また、バイパス管40には、バイパス弁42が設けられている。バイパス弁42は、制御部15の制御により開閉し、圧縮空気管22とは別の経路で、ブロア部14から燃焼炉接続管28(燃焼炉11)へ流れる空気量を制御する。
(廃棄物処理設備の制御)
次に、廃棄物処理設備1の制御について説明する。図2は、第1実施形態に係る廃棄物処理設備の制御を模式的に示すブロック図である。以下の説明では、廃棄物処理設備1の制御として、オフライン運転からオンライン運転への切替プロセスを説明する。オフライン運転とは、ブロア送風弁35を開いてブロア部14からの補助空気を燃焼炉11に供給して、燃焼炉11が、ブロア部14からの補助空気を燃焼用空気として用いて廃棄物の処理(焼却)を行う運転である。より詳しくは、オフライン運転は、ブロア送風弁35及びブロア分岐弁39を全開として、コンプレッサ部12aを作動させず、ブロア部14を作動させる運転である。また、オンライン運転とは、ブロア送風弁35を閉じて、コンプレッサ部12aからの圧縮空気を燃焼炉11に供給して、燃焼炉11が、コンプレッサ部12aからの圧縮空気を燃焼用空気として用いて廃棄物を処理(焼却)する運転である。より詳しくは、オンライン運転は、ブロア送風弁35及びブロア分岐弁39を全閉として、コンプレッサ部12aを作動させる運転である。
最初に、制御部15は、ブロア送風弁35及びブロア分岐弁39を全開にし、ブロア部14から燃焼炉11に補助空気を供給して、オフライン運転を実行する。オフライン運転は、例えば廃棄物処理設備1の始動時に行われる運転である。さらに言えば、オフライン運転は、排ガスの温度が十分に高くなっていないため、コンプレッサ部12aからの圧縮空気だけでは燃焼炉11に必要な燃焼用空気を供給できない場合に行われるものである。
オフライン運転においては、制御部15は、ブロア部14を作動させ、流量調整部33を開いて、ブロア部14から補助空気A1を供給させる。ここで、ブロア送風弁35は全開になっているため、補助空気A1は、ブロア送風管34を通り、圧縮空気管22に導入される。また、ブロア分岐弁39も全開になっている。従って、圧縮空気管22に導入された補助空気A1は、熱交換部13を経由して、ブロア分岐管38に導入され、燃焼用空気として燃焼炉接続管28を通って、燃焼炉11内に導入される。燃焼炉11は、この燃焼用空気を用いて廃棄物を燃焼させる。
オフライン運転において、制御部15は、例えば、流量計25、29による空気流量の計測結果を取得し、流量調整部33の開度やブロア部14の回転数などを調整することで、燃焼炉11が必要とする流量の空気を供給する。
オフライン運転において、燃焼炉11は、ブロア部14からの補助空気A1により廃棄物を燃焼させ、排ガスを発生させる。従って、オフライン運転において、排ガス温度は、廃棄物の燃焼により、上昇する。従って、熱交換部13において排ガスと熱交換した補助空気A1も、温度が上昇する。
オフライン運転を実行中に、制御部15は、オンライン運転に切り替えるかを判断する。制御部15は、例えば、温度計26による熱交換部13を通った空気温度の計測結果に基づき、オンライン運転に切り替えるかを判断する。
制御部15は、オンライン運転に切り替えると判断した場合、ブロア分岐弁39を閉じ始めて、タービン部12bに空気を供給して、コンプレッサ部12aを作動させる。
オフライン運転からオンライン運転への切り替え時においては、制御部15は、ブロア分岐弁39を徐々に閉じる。従って、熱交換部13を通ったブロア部14からの補助空気A1は、一部がブロア分岐管38に導入され、燃焼用空気として、燃焼炉接続管28を通って、燃焼炉11内に導入される。また、熱交換部13を通ったブロア部14からの補助空気A1は、他の一部が、タービン部12bに導入される。タービン部12bは、この補助空気A1により回転軸12cを回転駆動させる。タービン部12bに導入された補助空気A1は、燃焼用空気として、燃焼炉接続管28を通って、燃焼炉11内に導入される。コンプレッサ部12aは、回転軸12cの回転駆動により作動を開始し、外気を取り込んで圧縮空気A2を生成し始める。圧縮空気A2は、圧縮空気管22を流れ、ブロア部14からの補助空気A1と合流する。圧縮空気管22に導入された圧縮空気A2は、ブロア部14からの補助空気A1と同様に、熱交換部13を通り、一部がブロア分岐管38に導入され、燃焼用空気として、燃焼炉接続管28を通って、燃焼炉11内に導入される。また、熱交換部13を通った圧縮空気A2は、他の一部が、タービン部12bに導入されて、回転軸12cを回転駆動後、燃焼用空気として、燃焼炉接続管28を通って、燃焼炉11内に導入される。
この切り替え時において、制御部15は、バイパス弁42の制御を開始する。制御部15は、焼却炉11が必要とする燃焼空気の空気量に基づき、バイパス弁42の開度を制御する。すなわち、制御部15は、焼却炉11が必要とする燃焼空気の空気量を供給できるように、バイパス弁42の開度を制御する。なお、焼却炉11が必要とする燃焼空気の空気量は、例えば、焼却炉11に投入される廃棄物の量に基づき、その廃棄物を十分に燃焼できる空気量である。
また、制御部15は、焼却炉11に供給される燃焼空気の空気量に基づき、バイパス弁42の開度を制御してもよい。例えば、制御部15は、流量計29による補助空気A1及び圧縮空気A2の流量計測結果、すなわち燃焼炉接続管28を流れる補助空気A1及び圧縮空気A2の流量に基づき、バイパス弁42の開度を制御する。制御部15は、燃焼炉接続管28を流れる補助空気A1及び圧縮空気A2の合計流量が、所定の設定流量より少ない場合は、バイパス弁42を開く制御を行う。制御部15は、燃焼炉接続管28を流れる補助空気A1及び圧縮空気A2の合計流量が、所定の設定流量以上である場合は、バイパス弁42を閉じる。なお、この設定流量は、例えば、焼却炉11が必要とする燃焼空気の空気量である。
制御部15は、切り替え時において、コンプレッサ圧、すなわちコンプレッサ部12aからの圧縮空気A2の圧力が、ブロア圧、すなわちブロア部14からの補助空気A1の圧力よりも高い場合は、ブロア送風弁35を閉じる。
このように、制御部15は、切り替え時において、ブロア送風弁35及びブロア分岐弁39を閉じる。ブロア送風弁35及びブロア分岐弁39を閉じることで、オンライン運転となる。制御部15は、オンライン運転においても、圧縮空気A2だけでは燃焼炉11に供給する燃焼空気量が不足している場合、バイパス弁42の開度を制御して(バイパス弁42を開き)、ブロア部14から補助空気A1を供給する。制御部15は、オンライン運転において、圧縮空気A2が設定流量に達した場合、バイパス弁42を閉じて、ブロア部14の作動を停止させる。オンライン運転において、ブロア部14の作動を停止させて過給機12を作動させる運転は、自立運転ということができる。
オンライン運転においては、タービン部12bには、コンプレッサ部12aからの圧縮空気A2が、熱交換部13を経由して供給される。タービン部12bは、この加熱された圧縮空気A2により回転軸12cを回転させ、コンプレッサ部12aの作動を続けさせる。タービン部12bで回転軸12cを回転させた後の圧縮空気A2は、燃焼炉接続管28を経由して燃焼炉11に導入される。また、オンライン運転(自立運転)においては、ブロア送風弁35、ブロア分岐弁39、及びバイパス弁42が全閉となっており、かつ、ブロア部14は作動せず、補助空気A1の供給を停止している。すなわち、オンライン運転(自立運転)においては、廃棄物処理設備1は、ブロア部14の作動なしに、排ガスのエネルギーにより燃焼炉11用の燃焼用空気を供給する。
なお、制御部15は、オンライン運転からオフライン運転へ切り替えると判断した場合、ブロア部14を作動させ、ブロア分岐弁39を徐々に開き、ブロワ送風弁35も開いて、切り替え時の制御を行う。制御部15は、この際、流量計29による補助空気A1及び圧縮空気A2の流量計測結果に基づき、上記説明と同様に、バイパス弁42の開閉制御を行う。最終的には、制御部15は、ブロア送風弁35及びブロア下流弁39を全開にし、バイパス弁42が閉になるとオフライン運転への切替が完了する。
この廃棄物処理設備1は、圧縮空気管22とは別の経路で、ブロア部14からの補助空気A1を、燃焼炉11まで供給するバイパス管40を有している。バイパス管40を流れる補助空気A1は、圧縮空気A2よりも圧力が低い場合であっても、燃焼炉11に供給される。従って、本実施形態における廃棄物処理設備1は、オンライン運転への切り替え時においても、燃焼炉11が必要とする量の燃焼用空気を適切に供給することができる。
また、廃棄物処理設備1は、ブロア送風管34に設けられるブロア送風弁35を更に有する。制御部15は、オフライン運転時に、ブロア送風弁35を開いてブロア部14からの補助空気A1を燃焼炉11に供給する。制御部15は、オンライン運転時に、ブロア送風弁35を閉じてコンプレッサ部12aからの圧縮空気A2を燃焼炉11に供給する。制御部15は、オフライン運転とオンライン運転との切り替え時に、焼却炉11が必要とする燃焼空気の空気量に基づき、バイパス弁42の開度を制御する。廃棄物処理設備1は、オフライン運転とオンライン運転との切り替え時には、ブロア部14からの補助空気A1とコンプレッサ部12aからの圧縮空気A2との両方を、燃焼炉11に供給している。制御部15は、この切り替え時に、燃焼炉11が必要とする燃焼空気量となるように、燃焼用空気の供給量を制御することが可能となる。従って、本実施形態における廃棄物処理設備1は、燃焼炉11が必要とする量の空気を適切に供給することができる。
また、制御部15は、切り替え時に、燃焼炉接続管28を流れる圧縮空気A2及び補助空気A1の流量が所定の設定流量より少ない場合は、バイパス弁42を開く。制御部15は、燃焼炉接続管28を流れる圧縮空気A2及び補助空気A1の流量が設定流量以上である場合は、バイパス弁42を閉じる。この制御部15は、燃焼炉接続管28を流れる圧縮空気A2及び補助空気A1の流量が設定流量より小さくなった場合は、バイパス弁42を開いて、燃焼炉接続管28を流れる補助空気A1の流量を増加させることができる。従って、本実施形態における廃棄物処理設備1は、燃焼炉11が必要とする量の空気を適切に供給することができる。
また、廃棄物処理設備1は、ブロア分岐管38とブロア分岐弁39とを有する。この廃棄物処理設備1は、ブロア分岐管38により、オフライン運転時に、タービン部12bを通らずに、補助空気A1を燃焼炉11に供給することができる。従って、この廃棄物処理設備1は、燃焼炉11に適切に空気を供給することができる。
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態に係る廃棄物処理設備1Aは、アシスト管50を有する点で、第1実施形態と異なる。第2実施形態において第1実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
図3は、第2実施形態に係る廃棄物処理設備を示すブロック図である。図3に示すように、第2実施形態に係る廃棄物処理設備1Aは、制御部15A及びアシスト管50を有している。
アシスト管50は、一方の端部50aが、ブロア送風管34の一方の端部34aと他方の端部34bとの間、より詳しくはブロア送風管34とバイパス管40との接点に接続されている。また、アシスト管50は、他方の端部50bが、管20を介して、コンプレッサ部12aの外気取り込み口に接続されている。アシスト管50は、ブロア部14からの補助空気A1を、コンプレッサ部12aまで導入することが可能である。
制御部15Aは、コンプレッサ部12aが供給する圧縮空気A2が所定の流量より低い場合、ブロア部14からの補助空気A1を、アシスト管50を介してコンプレッサ部12aに供給する。これにより、コンプレッサ部12aが供給する圧縮空気A2は、増加する。なお、より詳しくは、制御部15Aは、オンライン運転において、コンプレッサ部12aが供給する圧縮空気A2が所定の流量より低い場合、ブロア部14からの補助空気A1を、アシスト管50を介してコンプレッサ部12aに供給する。以下、この制御フローについて説明する。
制御部15Aは、オンライン運転(自立運転)において、通常、ブロア部14の作動を停止している。制御部15Aは、オンライン運転時に、流量計25、29などから圧縮空気A2の流量情報を取得する。制御部15Aは、圧縮空気A2の流量が所定の流量より低い場合、ブロア部14を作動して、ブロア部14からの補助空気A1をコンプレッサ部12aに供給する。
制御部15Aは、圧縮空気A2の流量が所定の流量以上である場合、ブロア部14を作動させず、オンライン運転(自立運転)を続ける。
第2実施形態に係る廃棄物処理設備1Aは、オンライン運転の場合に、コンプレッサ部12aを補助するために、ブロア部14を作動させて、アシスト管50を介して、補助空気A1をコンプレッサ部12aに供給する。従って、廃棄物処理設備1Aは、オンライン運転において燃焼炉11が必要とする量の空気を適切に供給することができる。なお、廃棄物処理設備1Aは、切り替え時においては、足りない分の補助空気A1を、バイパス管40を介して、コンプレッサ部12aを通さずに燃焼炉11へ供給している。切替時においては、コンプレッサ部12aは自立運転していないため、ブロア部14が供給するために必要な空気量は、大きくなる場合がある。このような場合に、廃棄物処理設備1Aは、コンプレッサ部12aを通さずに補助空気A1を供給することで、設備に係る負担を低減しつつ、適切に補助空気A1を供給することができる。一方、廃棄物処理設備1Aは、オンライン運転時には、足りない分の補助空気A1を、アシスト管50を介して、コンプレッサ部12aに供給している。オンライン運転時においては、そのコンプレッサ部12aに補助空気A1を供給することで、コンプレッサ部12aを安定して作動させつつ、燃焼炉11が必要とする量の空気を適切に供給することができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、これら実施形態の内容により本発明が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
1 廃棄物処理設備
11 燃焼炉
12 過給機
12a コンプレッサ部
12b タービン部
12c 回転軸
13 熱交換部
14 ブロア部
15 制御部
22 圧縮空気管
28 燃焼炉接続管
34 ブロア送風管
35 ブロア送風弁
38 ブロア分岐管
39 ブロア分岐弁
40 バイパス管
42 バイパス弁
50 アシスト管
A1 補助空気
A2 圧縮空気

Claims (6)

  1. 廃棄物を燃焼して排ガスを排出する燃焼炉と、
    取り込んだ外気を圧縮して圧縮空気を生成するコンプレッサ部と、
    前記コンプレッサ部に回転軸を介して接続されるタービン部と、
    一方の端部が前記コンプレッサ部に接続され、他方の端部が前記タービン部に接続されて、前記コンプレッサ部からの圧縮空気が前記タービン部まで流れる圧縮空気管と、
    前記圧縮空気管の一方の端部と他方の端部との間の中間箇所に設けられ、前記圧縮空気管を流れる空気と前記排ガスとの熱交換を行う熱交換部と、
    一方の端部が前記タービン部に接続され、他方の端部が前記燃焼炉に接続されて、燃焼用空気が前記燃焼炉まで流れる燃焼炉接続管と、
    前記燃焼炉に補助空気を供給するブロア部と、
    一方の端部が前記ブロア部に接続され、他方の端部が前記圧縮空気管の前記一方の端部と前記中間箇所との間に接続されるブロア送風管と、
    一方の端部が前記ブロア送風管に接続され、他方の端部が前記燃焼炉接続管に接続され、前記ブロア部からの補助空気が、前記圧縮空気管とは別の経路で前記燃焼炉接続管まで流れるバイパス管と、
    前記バイパス管に設けられるバイパス弁と、
    前記バイパス弁の開度を制御する制御部と、
    を有する、廃棄物処理設備。
  2. 前記ブロア送風管に設けられるブロア送風弁を更に有し、
    前記制御部は、オフライン運転時に、前記ブロア送風弁を開いて前記ブロア部からの補助空気を前記燃焼炉に供給し、オンライン運転時に、前記ブロア送風弁を閉じて前記コンプレッサ部からの圧縮空気を前記燃焼炉に供給し、前記オフライン運転と前記オンライン運転との切り替え時に、前記焼却炉が必要とする前記燃焼空気の空気量に基づき、前記バイパス弁の開度を制御する、請求項1に記載の廃棄物処理設備。
  3. 前記制御部は、前記切り替え時に、前記燃焼炉接続管を流れる前記圧縮空気及び前記補助空気の流量が所定の設定流量より少ない場合は、前記バイパス弁を開き、前記燃焼炉接続管を流れる前記圧縮空気及び前記補助空気の流量が前記設定流量以上である場合は、前記バイパス弁を閉じる、請求項2に記載の廃棄物処理設備。
  4. 一方の端部が前記圧縮空気管の前記中間箇所と前記他方の端部との間に接続され、他方の端部が前記燃焼炉接続管に接続されるブロア分岐管と、前記ブロア分岐管に設けられるブロア分岐弁とを更に有し、
    前記制御部は、前記オフライン運転時に、前記ブロア分岐弁を開いて、前記補助空気を、前記ブロア分岐管を介して前記燃焼炉に供給し、前記オンライン運転時に、前記ブロア分岐弁を閉じて、前記コンプレッサ部からの圧縮空気を、前記タービン部を介して前記燃焼炉に供給する、請求項2又は請求項3に記載の廃棄物処理設備。
  5. 一方の端部が前記ブロア送風管に接続され、他方の端部が前記コンプレッサ部に接続されるアシスト管を更に有する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の廃棄物処理設備。
  6. 前記制御部は、前記コンプレッサ部が供給する圧縮空気が所定の流量より低い場合、前記ブロア部からの補助空気を、前記アシスト管を介して前記コンプレッサ部に供給する、請求項5に記載の廃棄物処理設備。
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