JP2019214772A - Corrosion suppression method and device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転ストーカ式焼却炉におけるストーカ炉本体の腐食抑制に用いる腐食抑制方法および装置に関するものである。 The present invention relates to a method and an apparatus for controlling corrosion of a stoker furnace main body in a rotary stoker type incinerator.
廃棄物などの処理対象物を焼却処理する焼却炉の一つとして、回転ストーカ式焼却炉がある(たとえば、特許文献1参照)。 As one of the incinerators for incinerating wastes or other objects to be treated, there is a rotary stoker type incinerator (for example, see Patent Document 1).
回転ストーカ式焼却炉は、リング状に形成された入口側ヘッダー管および出口側ヘッダー管と、周方向に一定間隔で配置されて各ヘッダー管の間に接続された複数の水管と、各水管の間の隙間に取り付けられたフィンと、各フィンに穿設された空気孔とを備えた構成の円筒状のストーカ炉本体を有している。ストーカ炉本体は、カバーケーシング内に、入口側ヘッダー管よりも出口側ヘッダー管の方が低くなる傾斜姿勢で、回転可能に横置きされている。 The rotary stoker type incinerator has an inlet header pipe and an outlet header pipe formed in a ring shape, a plurality of water pipes arranged at regular intervals in the circumferential direction and connected between the header pipes, and a plurality of water pipes. It has a cylindrical stoker furnace main body having a configuration including fins mounted in gaps between the fins and air holes formed in each fin. The stalker furnace main body is rotatably placed in the cover casing in an inclined posture in which the outlet header tube is lower than the inlet header tube.
また、回転ストーカ式焼却炉は、ストーカ炉本体を回転駆動する駆動装置と、ストーカ炉本体の下方から一次燃焼空気を供給する風箱と、投入ホッパ内の廃棄物をストーカ炉本体内へ装入する給じん装置とを備えて、回転するストーカ炉本体の内側が一次燃焼室となる構成とされている。 In addition, the rotary stoker type incinerator has a driving device that rotates the stoker furnace main body, a wind box that supplies primary combustion air from below the stoker furnace main body, and loads waste in the input hopper into the stoker furnace main body. And the inside of the rotating stoker furnace main body becomes a primary combustion chamber.
更に、回転ストーカ式焼却炉は、ストーカ炉本体の出口側の下流に、二次燃焼室と、廃熱ボイラとを備えると共に、ストーカ炉本体の出口側ヘッダー管に連結されたロータリージョイントと、ロータリージョイントの冷却水入口と廃熱ボイラとを接続する冷却水供給ラインと、冷却水供給ラインに設けられた循環ポンプと、ロータリージョイントの冷却水出口と廃熱ボイラとを接続する冷却水戻りラインとを備えた構成とされている。 Furthermore, the rotary stoker type incinerator includes a secondary combustion chamber and a waste heat boiler downstream of the outlet side of the stoker furnace main body, and a rotary joint connected to an outlet header pipe of the stoker furnace main body, and a rotary. A cooling water supply line connecting the cooling water inlet of the joint and the waste heat boiler, a circulating pump provided in the cooling water supply line, and a cooling water return line connecting the cooling water outlet of the rotary joint and the waste heat boiler; Is provided.
これにより、回転ストーカ式焼却炉は、循環ポンプの運転により廃熱ボイラから導かれるボイラ水をストーカ炉本体の水管に循環流通させることにより、ストーカ炉本体の冷却と、熱回収を行う構成とされている。 Thus, the rotary stoker type incinerator is configured to cool the stoker furnace main body and recover heat by circulating boiler water guided from the waste heat boiler by operating the circulation pump through the water pipe of the stoker furnace main body. ing.
回転ストーカ式焼却炉の廃熱ボイラで発生させる蒸気は、発電機を駆動する蒸気タービンにて動作流体として使用されることが多い。 Steam generated in a waste heat boiler of a rotary stoker type incinerator is often used as a working fluid in a steam turbine that drives a generator.
なお、ボイラ水は、ボイラ圧力下での飽和水であり、廃熱ボイラのボイラ圧力が3MPaの場合は、飽和水の温度は約230度となる。 The boiler water is saturated water under the boiler pressure. When the waste heat boiler has a boiler pressure of 3 MPa, the temperature of the saturated water is about 230 degrees.
回転ストーカ式焼却炉は、焼却処理する処理対象物の質や性状によっては、ストーカ炉本体内に、金属塩化物、硫酸塩などの金属塩が生じる場合があり、更に、ストーカ炉本体内に複数の金属塩が存在する場合は、単体の金属塩よりも低温で溶融する共晶塩が生じることがある。回転ストーカ式焼却炉では、ストーカ炉本体内にこれらの金属塩や共晶塩が溶融状態で存在すると、ストーカ炉本体の水管、フィンなどの金属表面に対する腐食性が高まる。 In the rotary stoker type incinerator, depending on the quality and properties of the object to be incinerated, metal salts such as metal chlorides and sulfates may be generated in the stoker furnace main body. In some cases, a eutectic salt that melts at a lower temperature than a simple metal salt may be produced. In the rotary stoker type incinerator, when these metal salts and eutectic salts exist in a molten state in the stoker furnace main body, the corrosiveness to metal surfaces such as water tubes and fins of the stoker furnace main body increases.
そこで、従来の回転ストーカ式焼却炉では、ストーカ炉本体の水管、フィンの表面の温度が、ストーカ炉本体内で生じると想定される金属塩や共晶塩が溶融する温度領域まで上昇しないように、ストーカ炉本体の水管へ供給されるボイラ水の温度が設定され、更に、そのボイラ水の温度に対応して廃熱ボイラのボイラ圧力が定められている。 Therefore, in the conventional rotary stoker type incinerator, the temperature of the water pipe of the stoker furnace main body and the surface of the fin are not raised to a temperature range in which metal salts and eutectic salts that are assumed to be generated in the stoker furnace main body are melted. The temperature of the boiler water supplied to the water pipe of the stoker furnace body is set, and the boiler pressure of the waste heat boiler is determined in accordance with the temperature of the boiler water.
ところで、回転ストーカ式焼却炉は、近年では、蒸気タービンの駆動による発電の効率を向上させることが望まれ、このような発電効率の向上化を目的として、回転ストーカ式焼却炉の廃熱ボイラで発生させる蒸気の高圧化が望まれている。 By the way, in recent years, rotary stoker type incinerators have been desired to improve the efficiency of power generation by driving a steam turbine, and for the purpose of improving such power generation efficiency, a rotary stoker type incinerator has a waste heat boiler. There is a demand for higher pressure of generated steam.
しかし、廃熱ボイラで発生させる蒸気の高圧化を図る場合は、廃熱ボイラよりストーカ炉本体の水管へ循環供給されるボイラ水の温度が、従来よりも上昇する。たとえば、廃熱ボイラのボイラ圧力を4MPaにする場合は、ボイラ水の温度は約250度に上昇する。廃熱ボイラのボイラ圧力をより高める場合は、ボイラ水の温度は更に上昇する。 However, when increasing the pressure of the steam generated in the waste heat boiler, the temperature of the boiler water circulated and supplied from the waste heat boiler to the water pipe of the stoker furnace body rises more than before. For example, when the boiler pressure of the waste heat boiler is set to 4 MPa, the temperature of the boiler water rises to about 250 degrees. When the boiler pressure of the waste heat boiler is further increased, the temperature of the boiler water further increases.
そのため、回転ストーカ式焼却炉は、廃熱ボイラで発生させる蒸気の高圧化を図る場合は、ストーカ炉本体の水管、フィンの表面温度が、従来の腐食を避けた温度領域よりも高い温度領域となる。よって、その温度領域で溶融する金属塩や共晶塩がストーカ炉本体内で生じる場合は、ストーカ炉本体の水管、フィンの金属表面に腐食が生じやすくなる。 Therefore, when increasing the pressure of steam generated in a waste heat boiler, the rotating stoker type incinerator requires a temperature range in which the surface temperature of the water pipes and fins of the stoker furnace body is higher than the temperature range in which conventional corrosion was avoided. Become. Therefore, when a metal salt or a eutectic salt that melts in the temperature range is generated in the stoker furnace main body, corrosion is likely to occur on the metal surface of the water tube and the fin of the stoker furnace main body.
したがって、回転ストーカ式焼却炉は、廃熱ボイラで発生させる蒸気の高圧化を図る場合には、ストーカ炉本体の腐食を抑制するための対策を施すことが望まれる。 Therefore, in the rotary stoker type incinerator, it is desired to take measures for suppressing corrosion of the stoker furnace main body when increasing the pressure of steam generated in the waste heat boiler.
そこで、本発明は、回転ストーカ式焼却炉における廃熱ボイラで発生させる蒸気の高圧化を図る場合に、ストーカ炉本体の腐食を抑制することができる腐食抑制方法および装置を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention seeks to provide a corrosion suppression method and apparatus capable of suppressing corrosion of a stoker furnace body when increasing the pressure of steam generated in a waste heat boiler in a rotary stoker type incinerator. is there.
本発明は、前記課題を解決するために、回転ストーカ式焼却炉のストーカ炉本体の水管へ廃熱ボイラからボイラ水を供給する冷却水供給ラインに設けられた熱交換器と、前記熱交換器に、前記ボイラ水との熱交換に用いる前記ボイラ水よりも低温の流体を供給する供給ラインと、前記供給ラインから前記熱交換器へ供給する前記流体の供給量を調節する流量調節部と、前記回転ストーカ式焼却炉より排出される排ガス中の腐食性成分の濃度の情報を取得する濃度情報取得装置と、制御器と、を備え、前記制御器は、前記濃度情報取得装置より前記排ガス中の腐食性成分の濃度の情報を受け取る機能と、前記濃度の情報を基に、前記水管へ供給する前記ボイラ水の目標温度を設定する目標温度設定機能と、設定された前記ボイラ水の前記目標温度を基に、前記流量調節部へ指令を与える機能と、を備えた構成を有する腐食抑制装置とする。 The present invention provides a heat exchanger provided in a cooling water supply line for supplying boiler water from a waste heat boiler to a water pipe of a stoker furnace main body of a rotary stoker type incinerator, A supply line that supplies a fluid having a lower temperature than the boiler water used for heat exchange with the boiler water, and a flow rate adjustment unit that adjusts a supply amount of the fluid that is supplied from the supply line to the heat exchanger. A concentration information acquisition device that acquires information on the concentration of corrosive components in the exhaust gas discharged from the rotary stoker type incinerator, and a controller, wherein the controller is configured to control the concentration information in the exhaust gas from the concentration information acquisition device. A function of receiving the concentration information of the corrosive component, a target temperature setting function of setting a target temperature of the boiler water supplied to the water pipe based on the concentration information, and the target of the set boiler water. Warm Based on, a corrosion inhibiting device having a structure and a function of providing an instruction to the flow rate regulator.
前記制御器は、前記目標温度設定機能として、前記濃度情報取得装置より受け取る前記濃度の情報における前記排ガス中の前記腐食性成分の濃度が低い状態から高くなるにつれて、前記ストーカ炉本体の前記水管へ供給する前記ボイラ水の目標温度を、前記廃熱ボイラのボイラ圧力に応じた飽和水の温度から、順次引き下げた温度に設定する機能を備えた構成としてもよい。 The controller, as the target temperature setting function, as the concentration of the corrosive component in the exhaust gas in the concentration information received from the concentration information acquisition device increases from a low state to a high state, to the water pipe of the stoker furnace body. A configuration may be provided having a function of setting the target temperature of the supplied boiler water to a temperature sequentially lowered from the temperature of the saturated water corresponding to the boiler pressure of the waste heat boiler.
前記制御器は、前記熱交換器を通過した後の前記ボイラ水の温度を、前記目標温度設定機能で設定された前記目標温度に一致させるために必要とされる、前記熱交換器に供給する前記流体の流量を求めて、目標流量として設定する目標流量設定機能と、前記目標流量設定機能で設定された前記目標流量を、前記流量調節部へ指令として与える機能と、を備えた構成としてもよい。 The controller supplies the temperature of the boiler water after passing through the heat exchanger to the heat exchanger, which is required to match the target temperature set by the target temperature setting function. A configuration having a target flow rate setting function of obtaining the flow rate of the fluid and setting the target flow rate, and a function of giving the target flow rate set by the target flow rate setting function as a command to the flow rate adjusting unit may be provided. Good.
前記濃度情報取得装置は、前記排ガス中の前記腐食性成分として、塩化水素の濃度と、硫黄酸化物の濃度の情報を取得する機能を備えた構成としてもよい。 The concentration information acquisition device may be configured to have a function of acquiring information on the concentration of hydrogen chloride and the concentration of sulfur oxide as the corrosive components in the exhaust gas.
前記熱交換器の下流側の前記冷却水供給ラインに、温度計を備え、前記制御器は、前記温度計より受け取る前記ボイラ水の温度の実測値が、前記目標温度設定機能で設定された前記ボイラ水の前記目標温度に一致するように、前記熱交換器に供給する前記流体の前記目標流量に対するフィードバック制御を行う機能を備えた構成としてもよい。 The cooling water supply line on the downstream side of the heat exchanger includes a thermometer, and the controller is configured to set an actual measurement value of the temperature of the boiler water received from the thermometer by the target temperature setting function. It may be configured to have a function of performing feedback control on the target flow rate of the fluid supplied to the heat exchanger so as to match the target temperature of the boiler water.
また、回転ストーカ式焼却炉に、ストーカ炉本体の水管へ廃熱ボイラからボイラ水を供給する冷却水供給ラインと、前記冷却水供給ラインに設けられた熱交換器と、前記熱交換器に前記ボイラ水よりも低温の流体を供給する供給ラインと、前記供給ラインから前記熱交換器へ供給する前記流体の供給量を調節する流量調節部と、を備え、前記回転ストーカ式焼却炉の排ガス中の腐食性成分の濃度の情報を取得する処理と、前記排ガス中の腐食性成分の前記濃度の情報を基に、該腐食性成分の濃度が低い状態から高くなるにつれて、前記ストーカ炉本体の前記水管へ供給する前記ボイラ水の目標温度を、前記廃熱ボイラのボイラ圧力に応じた飽和水の温度から、順次引き下げた温度に設定する処理と、前記熱交換器を通過した後の前記ボイラ水の温度を、前記目標温度に一致させるために必要とされる、前記熱交換器に供給する前記流体の流量を求めて、目標流量として設定する処理と、設定された前記目標流量を、前記流量調節部へ指令として与える処理と、を行う腐食抑制方法とする。 Further, in a rotary stoker type incinerator, a cooling water supply line for supplying boiler water from a waste heat boiler to a water pipe of the stoker furnace main body, a heat exchanger provided in the cooling water supply line, and the heat exchanger A supply line for supplying a fluid having a temperature lower than that of the boiler water, and a flow rate adjusting unit for adjusting a supply amount of the fluid to be supplied from the supply line to the heat exchanger, wherein exhaust gas of the rotary stoker type incinerator is provided. The process of acquiring the concentration information of the corrosive component, and, based on the information of the concentration of the corrosive component in the exhaust gas, as the concentration of the corrosive component increases from low to high, the stoker furnace body A process for setting the target temperature of the boiler water to be supplied to the water pipe from a temperature of the saturated water corresponding to the boiler pressure of the waste heat boiler to a temperature that is sequentially reduced; and a process of setting the boiler water after passing through the heat exchanger. A process of determining the flow rate of the fluid to be supplied to the heat exchanger, which is required to match the temperature to the target temperature, and setting the target flow rate; and setting the set target flow rate to the flow rate adjustment. And a process for giving a command to a part.
本発明の腐食抑制方法および装置によれば、回転ストーカ式焼却炉における廃熱ボイラで発生させる蒸気の高圧化を図る場合に、ストーカ炉本体の腐食を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the corrosion suppression method and apparatus of this invention, when increasing the pressure of the steam generated in the waste heat boiler in the rotary stoker type incinerator, the corrosion of the stoker furnace main body can be suppressed.
以下、本開示の腐食抑制方法及び装置について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a method and an apparatus for controlling corrosion of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本開示の腐食抑制方法の実施に用いる腐食抑制装置の第1実施形態を示す概略図である。図2は、回転ストーカ式焼却炉の基本構成を示すもので、図2(a)は、切断側面図、図2(b)は、図2(a)のA−A方向矢視図、図2(c)は、図2(b)のB部を拡大して示す図である。図3は、排ガス中の腐食性成分の濃度と、水管へ供給するボイラ水の目標温度との関係の一例を示す図である。図4は、腐食抑制装置の制御器による処理を示すフロー図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a first embodiment of a corrosion suppression device used for performing the corrosion suppression method of the present disclosure. 2A and 2B show a basic configuration of a rotary stoker type incinerator. FIG. 2A is a cut side view, and FIG. 2B is a view taken in the direction of arrows AA in FIG. 2A. FIG. 2C is an enlarged view of a portion B in FIG. 2B. FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the concentration of corrosive components in exhaust gas and the target temperature of boiler water supplied to a water pipe. FIG. 4 is a flowchart showing processing by the controller of the corrosion suppression device.
本実施形態の腐食抑制装置は、図2(a)(b)(c)に示す如き回転ストーカ式焼却炉1に適用される。
The corrosion suppression device of the present embodiment is applied to a rotary
ここで、回転ストーカ式焼却炉1の基本的な構成について説明する。
Here, a basic configuration of the rotary
回転ストーカ式焼却炉1は、図2(a)(b)(c)に示すように、内部空間が一次燃焼室となる円筒状のストーカ炉本体2を備えている。
As shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C, the rotary stoker-
ストーカ炉本体2は、リング状に形成された入口側ヘッダー管3および出口側ヘッダー管4と、各ヘッダー管3,4の間に周方向に一定間隔で配置されて、両端側が各ヘッダー管3,4に連通接続された複数の水管5と、隣接する水管5同士の間の隙間に取り付けられたフィン6と、フィン6に穿設された空気孔7とを備えた構成とされている。これにより、ストーカ炉本体2は、炉壁が、水管5と空気孔7を備えたフィン6とによって形成されたストーカとなっている。
The stoker furnace
ストーカ炉本体2は、カバーケーシング8内に、入口側ヘッダー管3よりも出口側ヘッダー管4の方が低くなる傾斜姿勢で、回転可能に横置きされている。
The stalker furnace
回転ストーカ式焼却炉1は、更に、ストーカ炉本体2を回転駆動する駆動装置9と、ストーカ炉本体2の下方から一次燃焼空気11を供給する風箱10と、処理対象物としての廃棄物13用の投入ホッパ12と、投入ホッパ12内の廃棄物13をストーカ炉本体2の内側へ装入する給じん装置14とを備えた構成とされている。
The rotary
回転ストーカ式焼却炉1は、ストーカ炉本体2の下流側には、カバーケーシング8に接続された二次燃焼室15と、熱回収を行う廃熱ボイラ16とを備えた構成とされている。二次燃焼室15には、二次燃焼空気18を供給するノズル17が設けられている。
The rotary
これにより、回転ストーカ式焼却炉1は、駆動装置9によりストーカ炉本体2を回転駆動させた状態にて、投入ホッパ12内の廃棄物13を給じん装置14でストーカ炉本体2内へ装入することができ、更に、ストーカ炉本体2内で、廃棄物13を、風箱10からフィン6の空気孔7を通して下方より吹き込まれる一次燃焼空気11により燃焼させることができる。
Thus, the rotary stoker-
また、回転ストーカ式焼却炉1は、ストーカ炉本体2内における廃棄物13の燃焼時に発生する未燃ガスは、二次燃焼室15に導いて、ノズル17より吹き込む二次燃焼空気18により燃焼させることができ、この燃焼により発生する熱は、二次燃焼室15に連設した廃熱ボイラ16により熱回収するようにしてある。
In the rotary
本実施形態では、回転ストーカ式焼却炉1の廃熱ボイラ16の下流側には、図1に示すように、廃熱ボイラ16より排出される排ガス19の流通路20に、減温塔21と、集じん装置22と、誘引送風機23が順に設けられ、流通路20の下流側が煙突24に接続されている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, downstream of the
更に、流通路20における集じん装置22の上流側となる位置には、薬剤供給装置25が取り付けられている。薬剤供給装置25は、消石灰などの酸性ガス吸収用の薬剤26を、設定された供給量で、流通路20を流通する排ガス19中に分散させて供給する機能を備えている。これにより、流通路20を流通する排ガス19は、排ガス19中に含まれている塩化水素(HCl)や硫黄酸化物(SOx)などの酸性ガスが、薬剤供給装置25より供給された薬剤26により中和されて除去される。この薬剤26による酸性ガスの中和反応で生じる反応生成物は、流通路20を流通する排ガス19の流れにより集じん装置22へ送られて、集じん装置22における集じん処理により、飛灰や煤塵と共に排ガス19中から分離される。
Further, a
また、回転ストーカ式焼却炉1では、図1、図2(a)に示すように、ストーカ炉本体2の出口側ヘッダー管4に、ロータリージョイント27が接続されている。
In the rotary
更に、図1に示すように、ロータリージョイント27の冷却水入口27aには、循環ポンプ29を備えた冷却水供給ライン28の下流側端部となる一端側が接続されている。冷却水供給ライン28の上流側端部となる他端側は、廃熱ボイラ16に接続されている。
Further, as shown in FIG. 1, one end serving as a downstream end of a cooling
ロータリージョイント27の冷却水出口27bには、冷却水戻りライン30の上流側端部となる一端側が接続されている。冷却水戻りライン30の下流側端部となる他端側は、廃熱ボイラ16に接続されている。
One end, which is the upstream end of the cooling
これにより、回転ストーカ式焼却炉1は、循環ポンプ29の運転により、廃熱ボイラ16より冷却水供給ライン28を通して導かれるボイラ水31を、ロータリージョイント27を介してストーカ炉本体2の水管5へ冷却水として循環供給することができる。したがって、回転ストーカ式焼却炉1では、水管5に循環供給されるボイラ水31により、ストーカ炉本体2の炉壁における水管5およびフィン6を冷却することができると共に、熱回収を行うことができる。この水管5での熱回収に供されて昇温したボイラ水31は、ロータリージョイント27および冷却水戻りライン30を経て廃熱ボイラ16へ導かれ、廃熱ボイラ16における蒸気発生用の熱源として利用される。
Thereby, the rotating
なお、図2(a)(b)(c)における符号32は、回転ストーカ式焼却炉1に備えられた焼却灰の後燃焼装置、符号33は、風箱10から供給される一次燃焼空気11のカバーケーシング8内への吹き抜けを抑制するシール部材である。
2 (a), 2 (b) and 2 (c), a
以上の構成としてある回転ストーカ式焼却炉1に適用する本実施形態の腐食抑制装置は、図1に符号34で示すもので、回転ストーカ式焼却炉1より排出される排ガス19中の腐食性成分の濃度の情報を取得する濃度情報取得装置としての測定器35と、冷却水供給ライン28に設けられた熱交換器36と、ボイラ水31よりも低温の流体37(以下、低温流体37という)を供給する供給部38と、供給部38と熱交換器36を接続する供給ライン39と、供給ライン39に設けられた流量調節部としての流量調節弁40と、制御器41と、を備えた構成とされている。
The corrosion suppression device of the present embodiment applied to the rotary
測定器35は、本実施形態では、排ガス19の流通路20における減温塔21よりも下流側で、且つ薬剤供給装置25の取り付け個所よりも上流側となる位置に設けられている。この構成によれば、測定器35は、回転ストーカ式焼却炉1より排出される排ガス19であって、薬剤26による酸性ガスの中和の処理が行われる以前の排ガス19を対象として、排ガス19中の腐食性成分の濃度の測定を行うことができる。なお、測定器35が備える耐熱性能に応じて、測定器35は、流通路20における減温塔21よりも上流側となる位置に設けられていてもよい。
In the present embodiment, the measuring
ところで、測定器35が測定対象とする排ガス19は、腐食性成分を含んだ状態である。そのため、測定器35としては、排ガス19と非接触で腐食性成分の濃度の測定を行うことが可能な非接触式の測定器35、たとえば、レーザ分析計のような測定器35を用いることが好ましい。
By the way, the
本実施形態における測定器35は、たとえば、腐食性成分として、排ガス19中の塩化水素(HCl)の濃度CHCl[ppm]と、硫黄酸化物(SOx)の濃度CSOx[ppm]とを測定する機能を備えている。なお、測定器35が排ガス19中の塩化水素の濃度CHCl、および、硫黄酸化物の濃度CSOxを測定する機能を備えるものとしたのは、ストーカ炉本体2の腐食に関与する金属塩が、主として金属塩化物、硫酸塩、および、それらの共晶塩であるためである。
The measuring
更に、測定器35は、測定結果を、回転ストーカ式焼却炉1より排出される排ガス19中の塩化水素の濃度CHClと、硫黄酸化物の濃度CSOxの情報として、制御器41へ送る機能を備えている。
Furthermore, the
熱交換器36は、本実施形態では、冷却水供給ライン28における循環ポンプ29よりも下流側となる位置に設けられている。
In this embodiment, the
熱交換器36は、ボイラ水31の流路42と、低温流体37の流路43とを、伝熱面により仕切られた状態で備えた構成とされている。なお、伝熱面は、伝熱管の管壁や、平板など、任意の形式のものであってよいことは勿論である。
The
流路42は、入口42aに、上流側の冷却水供給ライン28の下流側端部が接続され、出口42bに、下流側の冷却水供給ライン28の上流側端部が接続されている。
The
流路43の入口43aには、供給ライン39の下流側端部が接続されている。この供給ライン39の上流側は、供給部38に接続されている。流路43の出口43bには、低温流体37の回収ライン44の上流側が接続されている。回収ライン44の下流側は、低温流体37の保有する熱を利用する熱利用部45に接続されている。
The downstream end of the
これにより、熱交換器36は、循環ポンプ29の運転により廃熱ボイラ16から冷却水供給ライン28を通して導かれるボイラ水31を流路42に流通させ、且つ供給部38から供給ライン39を通して導かれる低温流体37を流路43に流通させる状態で、ボイラ水31と低温流体37との熱交換を行わせることができる。低温流体37は、廃熱ボイラ16から飽和水として供給されるボイラ水31よりも温度が低い。このため、熱交換器36では、ボイラ水31と低温流体37との熱交換により、ボイラ水31から低温流体37へ熱の移動を行わせることができて、ボイラ水31の温度を低下させることができる。
Thereby, the
ところで、廃熱ボイラ16から冷却水供給ライン28へ導かれるボイラ水31は、飽和水であるため、廃熱ボイラ16に設定されているボイラ圧力に応じて温度が決まっている。また、ストーカ炉本体2の炉壁における水管5およびフィン6を冷却する必要上、循環ポンプ29の運転によりストーカ炉本体2の水管5に循環供給するボイラ水31の供給量は決まっている。よって、熱交換器36では、流路42を流通するボイラ水31の流量はほぼ一定となっている。
By the way, since the
本実施形態の腐食抑制装置34は、供給ライン39に、熱交換器36へ供給する低温流体37の供給量を調節する流量調節部として、流量調節弁40を備えているので、流量調節弁40を閉止操作すると、熱交換器36の流路43へ供給される低温流体37の流量はゼロになる。この場合は、流路43内に留まる低温流体37と、流路42を流通するボイラ水31との間での熱の移動が平衡になり、ボイラ水31は、温度低下することなしに熱交換器36を通過するようになる。よって、この場合は、ストーカ炉本体2の水管5に対して、廃熱ボイラ16より冷却水供給ライン28へ導かれるボイラ水31を、温度を低下させずに供給することができる。
The
また、本実施形態の腐食抑制装置34は、流量調節弁40を閉止状態から開方向に操作して、熱交換器36の流路43へ供給される低温流体37の流量を次第に増加させると、熱交換器36では、ボイラ水31から低温流体37への熱の移動を促進することができる。
In addition, the
このため、本実施形態の腐食抑制装置34は、流量調節弁40の操作により流路43に流通させる低温流体37の流量の増減に応じて、熱交換器36にて、ボイラ水31から低温流体37への熱の移動量を増減させることができて、熱交換器36を通過する際のボイラ水31の温度の低下量を増減させることができる。
For this reason, the
したがって、本実施形態の腐食抑制装置34は、循環ポンプ29を運転した状態で、流量調節弁40の操作により熱交換器36の流路43への低温流体37の供給を停止した状態では、廃熱ボイラ16より飽和水の状態で冷却水供給ライン28へボイラ水31を、温度を保持したままストーカ炉本体2の水管5へ供給することができる。よって、この場合は、ストーカ炉本体2では、水管5の温度が、飽和水としてのボイラ水31の温度に応じた温度に冷却される。
Accordingly, the
これに対し、本実施形態の腐食抑制装置34は、循環ポンプ29を運転した状態で、流量調節弁40の操作により熱交換器36の流路43への低温流体37の供給量を増加させると、低温流体37の供給量の増加に従い、熱交換器36の流路42を通過する際に、より低い温度とされるボイラ水31を、ストーカ炉本体2の水管5へ供給することができる。よって、この場合は、ストーカ炉本体2では、水管5の温度が、ボイラ水31の低下した温度に応じた温度に冷却される。
On the other hand, the
なお、このように、ボイラ水31の温度が低下した状態でストーカ炉本体2の水管5に供給される場合であっても、廃熱ボイラ16のボイラ圧力、廃熱ボイラ16からストーカ炉本体2の水管5へボイラ水31を循環供給する経路の圧力の条件は、特に変更する必要はない。
As described above, even when the temperature of the
本実施形態の腐食抑制装置34では、熱交換器36でボイラ水31との熱交換に供された後の昇温した低温流体37は、回収ライン44を介して熱利用部45に導かれて、この熱利用部45で、低温流体37の保有する熱の利用が図られる。なお、本実施形態の腐食抑制装置34は、前記したように、熱交換器36への低温流体37の供給量を、変化させる場合があり、ゼロとする場合もある。したがって、熱交換器36から回収ライン44を通る低温流体37によって熱利用部45へ送られる熱の量は、状況に応じて変化し、ゼロとなる場合もある。よって、熱利用部45は、低温流体37より受け取る熱の量が変化することや、ゼロとなることにも対応可能な機能、構成を備えるものとすればよい。この種の熱利用部45の例としては、たとえば、バイナリー発電装置がある。
In the
次に、制御器41の機能について説明すると共に、本実施形態の腐食抑制装置34により実施する腐食抑制方法について説明する。
Next, the function of the
制御器41は、図1に示すように、測定器35より、排ガス19中の塩化水素の濃度CHCl、および、硫黄酸化物の濃度CSOxの情報を受け取る機能を備えている。
As shown in FIG. 1, the
更に、制御器41は、目標温度設定機能と、目標流量設定機能と、該目標流量設定機能で設定された目標流量を流量調節弁40へ指令する機能とを備えた構成とされている。
Further, the
ここで、制御器41の前記各機能を実施する際に前提となる条件を説明する。
Here, conditions that are presupposed when performing each of the functions of the
回転ストーカ式焼却炉1は、実機では、ストーカ炉本体2の水管5を含む構成は既知であり、ストーカ炉本体2における熱交換に関する性能は決まっている。よって、回転ストーカ式焼却炉1では、運転中にストーカ炉本体2の水管5を流通させるボイラ水31の温度と、水管5を含むストーカ炉本体2の炉壁の温度との相関性が、設計情報、あるいは、実機を用いた試験などにより既知となっている。
The configuration of the rotary
また、回転ストーカ式焼却炉1では、前記したように、廃熱ボイラ16に設定されているボイラ圧力に応じて、廃熱ボイラ16から冷却水供給ライン28へ導かれるボイラ水31の温度は、決まっている。更に、循環ポンプ29の運転によりストーカ炉本体2の水管5に循環供給されるボイラ水31の供給量は決まっている。この供給量は、廃熱ボイラ16から冷却水供給ライン28を介して熱交換器36の流路42に供給されるボイラ水31の供給量と同様である。
Further, in the rotary
また、熱交換器36は、仕様により、流路42を流通するボイラ水31と、流路43を流通する低温流体37との熱交換に関する性能は決まっている。
Further, the performance of the
更に、供給部38から供給ライン39を介して熱交換器36の流路43に供給される低温流体37の温度は、或る一定の温度に保持されているものとする。
Further, it is assumed that the temperature of the low-
これにより、熱交換器36では、流路42に供給されるボイラ水31の温度と流量が決まっており、流路43に流通させる低温流体37の温度が決まっているため、ボイラ水31と低温流体37との熱交換量は、流路43に流通する低温流体37の流量と相関性を有するようになる。
Thus, in the
したがって、熱交換器36では、流路43に供給する低温流体37の流量の変化に応じて、流路42を通過した後に冷却水供給ライン28を介してストーカ炉本体2の水管5へ送られるボイラ水31の温度を変化させることができる。そこで、制御器41は、流路43に供給される低温流体37の流量と、流路42を通過した後に冷却水供給ライン28を介してストーカ炉本体2の水管5へ送られるボイラ水31の温度との関係の情報を、予め記憶している。
Therefore, in the
また、回転ストーカ式焼却炉1では、廃棄物13の一次燃焼室となるストーカ炉本体2の内側に、金属塩化物、硫酸塩のような金属塩が生じる場合があり、更には、複数の金属塩から、より低温で溶融する共晶塩が生じることがある。このように、ストーカ炉本体2の内側で金属塩化物や硫酸塩、および、共晶塩が生じる状況の場合は、回転ストーカ式焼却炉1では、回転ストーカ式焼却炉1より排出される排ガス19中の塩化水素の濃度CHCl、および、硫黄酸化物の濃度CSOxが高まる。
Further, in the rotary
そこで、回転ストーカ式焼却炉1については、排ガス19中の塩化水素の濃度CHCl、および、硫黄酸化物の濃度CSOxを基に、次の(1)式で示されるように、塩化水素の濃度CHCl、および、硫黄酸化物の濃度CSOxに重みを与える濃度係数の演算を行うと、ストーカ炉本体2の内側での金属塩、共晶塩の発生量、および、発生する種類を推定することができる。
Therefore, for the rotary
(濃度係数)=η(α×CHCl+β×CSOx) ・・・(1) (Concentration coefficient) = η (α × C HCl + β × C SOx ) (1)
ここで、α、βおよびηは、金属塩、共晶塩の発生の推定に際して、塩化水素の濃度CHCl、硫黄酸化物の濃度CSOx、および、その双方の濃度に重みを与える定数であり、実験や経験則から定めるようにすればよい。 Here, α, β and η are constants that give weight to the concentration of hydrogen chloride C HCl , the concentration of sulfur oxide C SOx , and both concentrations when estimating the generation of metal salts and eutectic salts. It may be determined from experiments and rules of thumb.
ところで、前記濃度係数からは、ストーカ炉本体2の内側での金属塩、共晶塩の発生量、および、発生する種類を推定することができる。この発生が推定された金属塩や共晶塩がストーカ炉本体2の内側に存在する状況で、ストーカ炉本体2の腐食を抑制するための対策としては、ストーカ炉本体2の温度を、前記金属塩や共晶塩が溶融しない温度領域まで引き下げるようにすればよい。
By the way, from the concentration coefficient, it is possible to estimate the amount of generated metal salt and eutectic salt inside the stoker furnace
なお、或る金属塩や共晶塩が溶融しない温度領域の情報は、該金属塩や共晶塩の融点から既知である。また、前記したように、ストーカ炉本体2の水管5を流通させるボイラ水31の温度と、水管5を含むストーカ炉本体2の炉壁の温度との相関性は、既知である。
The information of the temperature range in which a certain metal salt or eutectic salt does not melt is known from the melting point of the metal salt or eutectic salt. Further, as described above, the correlation between the temperature of the
そこで、本実施形態における制御器41は、図3に示すように、濃度係数と、ストーカ炉本体2の水管5に供給するボイラ水31の目標温度Tsとの関係を定めた情報を、予め記憶している。
Therefore, as shown in FIG. 3, the
図3では、一例として、濃度係数の値がy1よりも大となる場合は、ボイラ水31の目標温度Tsを、x1からx2までの温度領域とし、濃度係数の値がy1以下で且つy2よりも大となる場合は、ボイラ水31の目標温度Tsを、x2からx3までの温度領域とし、濃度係数の値がy2以下の場合は、ボイラ水31の目標温度Tsを、x3からx4までの温度領域とする場合を示している。ここで、x1<x2<x3<x4である。なお、図1では、濃度係数と、ボイラ水31の目標温度Tsについて、3つの区分を設定した例を示したが、2区分、あるいは、4区分以上の複数区分を設定してもよいことは勿論である。また、ボイラ水31の目標温度Tsの最も高温側の温度領域は、たとえば、廃熱ボイラ16のボイラ圧力に応じた飽和水としてのボイラ水31の温度に設定してよいことは勿論である。
In FIG. 3, as an example, when the value of the concentration coefficient is larger than y1, the target temperature Ts of the
次に、制御器41が実施する処理について、図4を用いて説明する。
Next, a process performed by the
回転ストーカ式焼却炉1の運転を開始すると、制御器41は処理を開始し、先ず、測定器35より、回転ストーカ式焼却炉1より排出される排ガス19中の塩化水素の濃度CHCl、および、硫黄酸化物の濃度CSOxの情報を受け取る(ステップS1)。
When the operation of the rotary
次に、制御器41は、受け取った濃度CHCl、および、濃度CSOxの情報を基に、前記(1)式により、濃度係数を演算する(ステップS2)。
Next, the
更に、制御器41は、目標温度設定機能として、前記ステップS2で求めた濃度係数を基に、記憶してある図3の情報を使用して、その濃度係数の区分に応じたボイラ水31の目標温度を求める(ステップS3)。
Further, as a target temperature setting function, the
次いで、制御器41は、濃度係数が、同一区分にて、設定された時間、継続したか否かを判断する判断処理を行う(ステップS4)。
Next, the
前記ステップS4の判断処理により、濃度係数が同一区分にて設定された時間継続していないと判断される場合は、制御器41は、前記ステップS1に戻り、ステップS1からの処理を再び実施する。
If it is determined by the determination processing in step S4 that the density coefficient has not continued for the time set in the same section, the
一方、前記ステップS4の判断処理により、濃度係数が同一区分にて設定された時間継続したと判断される場合は、制御器41は、ステップS5に進む。
On the other hand, when it is determined that the density coefficient has continued for the time set in the same section by the determination processing in step S4, the
制御器41は、ステップS5では、目標流量設定機能として、記憶している熱交換器36の流路43に供給する低温流体37の流量と、流路42を通過した後のボイラ水31の温度との関係の情報を基に、ボイラ水31の温度を、前記ステップS3で求めたボイラ水31の目標温度に一致させるために必要とされる、熱交換器36の流路43に供給する低温流体37の流量を求めて、流量目標として設定する。
In step S5, the
その後、制御器41は、前記ステップS5で設定した目標流量を、流量調節弁40へ指令として与える処理を行う(ステップS6)。
Thereafter, the
これにより、本実施形態の腐食抑制装置34では、供給ライン39に備えた流量調節弁40が、制御器41からの指令に応じて操作される。このため、廃熱ボイラ16から熱交換器36の流路42へ供給されたボイラ水31は、流路42を通過する間に、低温流体37との熱交換が行われて、制御器41のステップS3で設定された目標温度Tsに対応する温度とされる。
Thus, in the
この際、本実施形態の腐食抑制装置34は、図1に示すように、熱交換器36の流路42の出口42bに接続された下流側の冷却水供給ライン28に、熱交換器36を経た後、ストーカ炉本体2の水管5へ供給されるボイラ水31の温度を測定する温度計46を備えた構成として、この温度計46によるボイラ水31の温度の実測値の情報を、制御器41に入力する構成とすることがより好ましい。この構成によれば、制御器41は、温度計46より受け取るボイラ水31の温度の実測値が、前記ステップS3で設定された目標温度Tsに一致するように、熱交換器36の流路43に供給する低温流体37の目標流量に対するフィードバック制御を行うことができる。よって、この構成の場合は、ストーカ炉本体2の水管5へ供給されるボイラ水31の温度を、目標温度Tsに制御する場合の制御性の向上化を図ることができる。
At this time, as shown in FIG. 1, the
したがって、本実施形態の腐食抑制装置34を備えた回転ストーカ式焼却炉1では、ストーカ炉本体2の水管5へ供給されるボイラ水31の温度が、前記目標温度Tsに対応する温度となっているので、ストーカ炉本体2の温度が、その時点でストーカ炉本体2の内側で生じていると推定される金属塩や共晶塩が溶融しない温度領域に制御される。
Therefore, in the rotary
これにより、ストーカ炉本体2は、溶融した金属塩や共晶塩による腐食の発生が抑制される。
Thereby, the stoker furnace
制御器41は、前記ステップS6の処理が終了すると、前記ステップS1に戻り、ステップS1からの処理を再び実施する。
When the processing in step S6 is completed, the
以上の構成としてある本実施形態の腐食抑制装置34は、回転ストーカ式焼却炉1より排出される排ガス19中の腐食性成分としての塩化水素の濃度CHCl、および、硫黄酸化物の濃度CSOxの情報を取得する処理と、その情報を基に、前記(1)式による濃度係数を演算する処理と、得られた濃度係数を基に、ストーカ炉本体2の水管5に供給するボイラ水31の目標温度Tsを求める処理と、冷却水供給ライン28に備えた熱交換器36を通過した後のボイラ水31の温度を、目標温度Tsに一致させるために必要とされる、熱交換器36に供給する低温流体37の流量を求めて、流量目標として設定する処理と、設定された流量目標を、熱交換器36に低温流体37を供給する供給ライン39に備えた流量調節弁40へ、指令として与える処理と、を行う腐食抑制方法を実施することができる。
The
これにより、本実施形態の腐食抑制装置34は、制御器41により、回転ストーカ式焼却炉1について、排ガス19中の塩化水素の濃度CHCl、および、硫黄酸化物の濃度CSOxが低い状態から高くなるにつれて、ストーカ炉本体2の水管5へ供給するボイラ水31の温度を、廃熱ボイラ16のボイラ圧力に応じた飽和水の温度から、順次引き下げた目標温度に設定する制御を行うことができる。
Thereby, the
回転ストーカ式焼却炉1は、廃熱ボイラ16で発生させる蒸気の高圧化を図る場合、廃熱ボイラ16より冷却水供給ライン28へ導かれる飽和水としてのボイラ水31は高温化する。これに対し、本実施形態の腐食抑制方法および装置は、排ガス19中の腐食性成分である塩化水素の濃度CHCl、および、硫黄酸化物の濃度CSOxが低い状態から高くなるにつれて、すなわち、ストーカ炉本体2の内側で、金属塩化物や硫酸塩などの金属塩や、共晶塩の発生が推定される場合は、ストーカ炉本体2の水管5へ供給するボイラ水31の温度を、予め、熱交換器36にて、廃熱ボイラ16のボイラ圧力に応じた飽和水の温度から順次引き下げることができる。よって、本実施形態の腐食抑制方法および装置は、ストーカ炉本体2の水管5とフィン6とを備える炉壁の温度を、ストーカ炉本体2の内側で発生していると推定される金属塩や共晶塩が溶融しない温度領域に制御することができるため、ストーカ炉本体2の炉壁に腐食が発生する虞を抑制することができる。
In the rotary stoker-
本実施形態の腐食抑制装置34は、従来と同様の形式の回転ストーカ式焼却炉1に対しては、冷却水供給ライン28における循環ポンプ29の下流側に、熱交換器36を備え、廃熱ボイラ16よりも下流側の排ガス19の流通路20に、排ガス19中の腐食性成分の濃度を測定する測定器35を接続する点以外は、特に構造変更を要することはない。よって、本実施形態の腐食抑制装置34は、従来と同様の形式の回転ストーカ式焼却炉1に、容易に適用することができる。
The
[第2実施形態]
図5は腐食抑制装置の第2実施形態を示す概略図である。
[Second embodiment]
FIG. 5 is a schematic diagram showing a second embodiment of the corrosion suppression device.
なお、図5において、第1実施形態と同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。 In FIG. 5, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
本実施形態の腐食抑制装置34は、第1実施形態と同様の構成において、排ガス19の流通路20における薬剤供給装置25の取り付け個所よりも上流側に測定器35を設けた構成に代えて、回転ストーカ式焼却炉1より排出される排ガス19中の腐食性成分の濃度の情報を取得する濃度情報取得装置が、排ガス19の流通路20における集じん装置22よりも下流側となる位置に設けられた測定器47と、計算装置48とを備える構成としたものである。
The
測定器47は、本実施形態では、排ガス19の流通路20における誘引送風機23の下流側となる位置に設けられている。この構成によれば、測定器47は、集じん装置22を通過した後の排ガス19を対象として、腐食性成分の濃度の測定を行うことができる。したがって、この構成では、回転ストーカ式焼却炉1(図2(a)(b)(c)参照)より排出される排ガス19中に含まれている飛灰や煤塵が、測定器47に付着したり、測定器47におけるガスの通路に詰まったりして、測定器47の測定結果に影響を及ぼす虞を抑制することができる。
In the present embodiment, the measuring
測定器47は、第1実施形態における測定器35と同様に、腐食性成分として、排ガス19中の塩化水素の濃度CHCl[ppm]と、硫黄酸化物の濃度CSOx[ppm]とを測定する機能を備えている。
The measuring
また、測定器47は、流通路20を流通する排ガス19の流量Qg[m3N/h]を測定する機能も備えている。
The measuring
更に、測定器47は、前記各機能による測定結果を、計算装置48へ送る機能を備えている。
Further, the measuring
ところで、測定器47の測定結果として得られる排ガス19中の塩化水素の濃度CHClと、硫黄酸化物の濃度CSOxは、薬剤供給装置25より供給された薬剤26によって処理された後の排ガス19中に残る塩化水素と硫黄酸化物に関する濃度である。
Incidentally, the measuring instrument measurement results and the concentration C HCl hydrogen chloride in the
なお、排ガス19の処理に用いられる薬剤26については、薬剤26の単位重量当たりの塩化水素除去反応による塩化水素の除去量δHCl[m3N/kg]と、薬剤26の単位重量当たりの硫黄酸化物除去反応による硫黄酸化物の除去量δSOx[m3N/kg]は、既存の回転ストーカ式焼却炉や、その他の形式の焼却炉の排ガス処理などで得られた過去の実績データから、求めることができる。なお、便宜上、以下の説明では、δHClは、薬剤26の単位重量当たりの塩化水素除去量といい、δSOxは、薬剤26の単位重量当たりの硫黄酸化物除去量という。
In addition, regarding the chemical 26 used for the treatment of the
具体的には、薬剤供給装置25より排ガス19の流通路20へ供給される薬剤26のうち、塩化水素の除去反応に寄与する割合、および、硫黄酸化物の除去反応に寄与する割合は、過去の実績データから求まる。これを、薬剤26の塩化水素除去反応の寄与率εHCl[%]、硫黄酸化物除去反応の寄与率εSOx[%]とする。
Specifically, of the
また、薬剤26については、分子量MCは公知であり、薬剤26による塩化水素の中和反応の反応式、および、薬剤26による硫黄酸化物の中和反応の反応式も公知である。この分子量MCと反応式からは、1molの薬剤26と反応する塩化水素の体積MHCl[m3N]、および、1molの薬剤26と反応する硫黄酸化物の体積MSOx[m3N]を、求めることができる。
As for the
よって、薬剤26の単位重量当たりの塩化水素除去量δHCl[m3N/kg]の値は、MHCl÷MC×εHCl÷100の計算で算出することができる。 Accordingly, the value of the amount of removed hydrogen chloride δ HCl [m 3 N / kg] per unit weight of the chemical 26 can be calculated by the calculation of M HCl ÷ M C × ε HCl ÷ 100.
同様に、薬剤26の単位重量当たりの硫黄酸化物除去量δSOx[m3N/kg]の値は、MSOx÷MC×εSOx÷100の計算で算出することができる。 Similarly, the value of the sulfur oxide removal amount δ SOx [m 3 N / kg ] per unit weight of the pharmaceutical 26 can be calculated in the calculation of M SOx ÷ M C × ε SOx ÷ 100.
そこで、計算装置48は、測定器47より濃度CHCl、濃度CSOx、および、排ガス19の流量Qgの測定結果を受け取る機能と、薬剤26の単位重量当たりの塩化水素除去量δHCl[m3N/kg]および硫黄酸化物除去量δSOx[m3N/kg]の情報を記憶する機能と、薬剤供給装置25より薬剤供給量WCの情報を受け取る機能とを備え、更に、以下の(2)式および(3)式を用いた計算により、薬剤26と反応した塩化水素の流量QRHCl[m3N/h]と、薬剤26と反応した硫黄酸化物の流量QRSOx[m3N/h]とを算出する機能を備えている。
QRHCl[m3N/h]=δHCl[m3N/kg]×WC[kg/h]・・・(2)
QRSOx[m3N/h]=δSOx[m3N/kg]×WC[kg/h]・・・(3)
Therefore, the calculating
Q RHCl [m 3 N / h] = δ HCl [m 3 N / kg] × W C [kg / h] (2)
Q RSOx [m 3 N / h] = δ SOx [m 3 N / kg] × W C [kg / h] (3)
更に、計算装置48は、以下の(4)式に示すように、前記(2)式で求めた流量QRHClを排ガス流量Qgで割ることにより、薬剤26と反応した塩化水素の濃度を算出し、その濃度に、測定器47より受け取った濃度CHCl[ppm]の測定結果の値を足すことで、回転ストーカ式焼却炉1より排出される排ガス19であって、薬剤26による処理が行われる以前の排ガス19中の塩化水素の濃度CHCl[ppm]の情報を取得する機能を備えている。
CiHCl[ppm]=QRHCl÷Qg+CoHCl ・・・(4)
ここで、前記(4)式では、薬剤処理の前後の濃度を識別するために、CiHCl:薬剤処理前の塩化水素の濃度、CoHCl:薬剤処理後の塩化水素の濃度としている。
Further, the
Ci HCl [ppm] = Q RHCl ÷ Qg + Co HCl (4)
Here, the (4) In the formula, in order to identify the density before and after the drug treatment, Ci HCl: concentration of hydrogen chloride before drug treatment, Co HCl: is the concentration of hydrogen chloride after the treatment.
また、計算装置48は、以下の(5)式に示すように、前記(3)式で求めた流量QRSOxを排ガス流量Qgで割ることにより、薬剤26と反応した硫黄酸化物の濃度を算出し、その濃度に、測定器47より受け取った濃度CSOx[ppm]の測定結果の値を足すことで、回転ストーカ式焼却炉1より排出される排ガス19であって、薬剤26による処理が行われる以前の排ガス19中の硫黄酸化物の濃度CSOx[ppm]の情報を取得する機能を備えている。
CiSOx[ppm]=QRSOx÷Qg+CoSOx ・・・(5)
ここで、前記(5)式では、薬剤処理の前後の濃度を識別するために、CiSOx:薬剤処理前の硫黄酸化物の濃度、CoSOx:薬剤処理後の硫黄酸化物の濃度としている。
Further, as shown in the following equation (5), the
Ci SOx [ppm] = Q RSOx ÷ Qg + Co SOx (5)
Here, in the above equation (5), in order to identify the concentrations before and after the chemical treatment, Ci SOx : the concentration of the sulfur oxide before the chemical treatment, and Co SOx : the concentration of the sulfur oxide after the chemical treatment.
なお、前記(4)式および(5)式では、最終的に算出するCiHClとCiSOxの濃度の単位がppmである点を考慮して、簡略化した計算手法を示している。 Incidentally, the (4) and Equation (5) is finally calculated for the concentration of Ci HCl and Ci SOx units in consideration is ppm, it indicates a calculation method simplified.
よって、回転ストーカ式焼却炉1より排出される排ガス19であって、薬剤26による処理が行われる以前の排ガス19中の塩化水素の濃度CHCl、および、硫黄酸化物の濃度CSOxの情報を、より正確に取得する場合は、計算装置48は、以下の計算手法を実施するようにしてもよい。
Therefore, the information of the concentration C HCl of hydrogen chloride and the concentration C SOx of sulfur oxides in the
すなわち、計算装置48は、測定器47より受け取る濃度CHClと濃度CSOx、及び、排ガス流量Qgの測定結果を基に、薬剤処理後の塩化水素の濃度と硫黄酸化物の濃度を流量に換算する計算を行い、その計算結果を、薬剤処理前の塩化水素の流量と、硫黄酸化物の流量にそれぞれ足し、次いで、その合計を排ガス流量で割ることで、薬剤26による処理が行われる以前の排ガス19中の塩化水素の濃度CHCl、および、硫黄酸化物の濃度CSOxの情報を取得する。
That is, the calculating
計算装置48は、前記(4)式で算出されたCiHClの値と、前記(5)式で算出されたCiSOxの値を、回転ストーカ式焼却炉1より排出される排ガス19中の塩化水素の濃度CHClと、硫黄酸化物の濃度CSOxの情報として、制御器41へ送る機能を備えている。
したがって、制御器41は、計算装置48から受け取る情報を基に、第1実施形態における制御器41と同様に、図4に示した処理を行うことができる。
Therefore, the
よって、本実施形態の腐食抑制装置34によっても、第1実施形態と同様の腐食抑制方法を実施することができて、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
Therefore, the same corrosion suppression method as that of the first embodiment can be performed by the
なお、本開示の腐食抑制方法および装置は、前記各実施形態にのみ限定されるものではない。 In addition, the corrosion suppression method and apparatus of the present disclosure are not limited to the above embodiments.
図1、図5に示した各機器のサイズや配置は、図示するための便宜上のもので、実際の機器の配置やサイズを反映したものではない。 The sizes and arrangements of the devices shown in FIGS. 1 and 5 are for convenience of illustration and do not reflect the actual arrangements and sizes of the devices.
制御器41は、図4に示したステップS2の処理に続いて、ステップS4の判断処理を行い、この判断処理により、濃度係数が同一区分にて設定された時間継続したと判断される場合に、ステップS3の処理を行い、その後、ステップS5の処理に進むようにしてもよい。
The
前記各実施形態は、熱交換器36の流路43へ供給する低温流体37の流量の調節は、流量調節弁40の操作によって行う例を示した。これに対し、本開示の腐食抑制装置は、たとえば、低温流体37の供給部として、ポンプの運転の制御により低温流体37の送出量を可変とする形式の供給部を備えた構成として、この供給部のポンプの運転を、制御器41からの指令で制御することで、熱交換器36の流路43へ供給する低温流体37の流量の調節を行うようにしてもよい。この構成では、前記供給部が、熱交換器36へ供給する低温流体37の供給量を調節する流量調節部として機能する。この構成によっても、本開示の腐食抑制装置は、前記各実施形態と同様の効果を得ることができる。
In the above embodiments, the flow rate of the low-
本開示の腐食抑制方法および装置は、廃熱ボイラのボイラ水をストーカ炉本体の水管に冷却水として供給する形式の回転ストーカ式焼却炉であれば、従来、実施されているか、または、提案されている、いかなる形式の回転ストーカ式焼却炉に適用してもよい。 The corrosion suppression method and apparatus of the present disclosure are conventionally implemented or proposed as long as a rotary stoker-type incinerator of a type that supplies boiler water of a waste heat boiler to a water pipe of a stoker furnace body as cooling water is used. And any type of rotary stoker-type incinerator.
本開示の腐食抑制方法および装置を適用する回転ストーカ式焼却炉は、廃棄物13以外の処理対象物を焼却処理するものであってもよい。
The rotary stoker-type incinerator to which the corrosion suppression method and apparatus of the present disclosure is applied may be one that incinerates an object to be treated other than the
回転ストーカ式焼却炉1で焼却処理する処理対象物の性状に応じて、ストーカ炉本体2の内側で、金属塩化物、硫酸塩以外の別の金属塩が生じることが想定される場合は、本開示の腐食抑制装置は、測定器を、前記別の金属塩に関連する排ガス中の塩化水素および硫黄酸化物以外の腐食性成分の濃度を測定する機能を備えるものとし、更に、制御器は、前記別の金属塩も溶融しない温度領域に、ストーカ炉本体の温度を制御する機能を備えるものとしてもよい。
If it is expected that other metal salts other than metal chlorides and sulfates are generated inside the
第2実施形態では、測定器47が、排ガス19中の腐食性成分である塩化水素の濃度CHCl[ppm]、硫黄酸化物の濃度CSOx[ppm]を測定する機能と、流通路20を流通する排ガス19の流量Qg[m3N/h]を測定する機能とを備えるものとしたが、腐食性成分の濃度測定機能を備えた測定器と、排ガス19の流量測定機能を備えた測定器とを別々に備える構成としてもよい。
In the second embodiment, the measuring
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。 In addition, it goes without saying that various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.
1 回転ストーカ式焼却炉
2 ストーカ炉本体
5 水管
16 廃熱ボイラ
19 排ガス
28 冷却水供給ライン
31 ボイラ水
35 測定器(濃度情報取得装置)
36 熱交換器
37 低温流体(流体)
39 供給ライン
40 流量調節弁(流量調節部)
41 制御器
46 温度計
47 測定器(濃度情報取得装置)
48 計算装置(濃度情報取得装置)
CHCl 塩化水素の濃度(腐食性成分の濃度)
CSOx 硫黄酸化物の濃度(腐食性成分の濃度)
Ts 目標温度
DESCRIPTION OF
36
39
41
48 Calculation device (concentration information acquisition device)
C HCl concentration of hydrogen chloride (concentration of corrosive components)
C SOx sulfur oxide concentration (concentration of corrosive components)
Ts target temperature
Claims (6)
前記熱交換器に、前記ボイラ水との熱交換に用いる前記ボイラ水よりも低温の流体を供給する供給ラインと、
前記供給ラインから前記熱交換器へ供給する前記流体の供給量を調節する流量調節部と、
前記回転ストーカ式焼却炉より排出される排ガス中の腐食性成分の濃度の情報を取得する濃度情報取得装置と、
制御器と、を備え、
前記制御器は、
前記濃度情報取得装置より前記排ガス中の腐食性成分の濃度の情報を受け取る機能と、
前記濃度の情報を基に、前記水管へ供給する前記ボイラ水の目標温度を設定する目標温度設定機能と、
設定された前記ボイラ水の前記目標温度を基に、前記流量調節部へ指令を与える機能と、を備えたこと
を特徴とする腐食抑制装置。 A heat exchanger provided in a cooling water supply line for supplying boiler water from a waste heat boiler to a water pipe of a stoker furnace main body of a rotary stoker type incinerator;
A supply line that supplies a fluid having a lower temperature than the boiler water used for heat exchange with the boiler water to the heat exchanger;
A flow rate adjustment unit that adjusts a supply amount of the fluid supplied from the supply line to the heat exchanger,
A concentration information acquisition device that acquires information on the concentration of corrosive components in exhaust gas discharged from the rotary stoker type incinerator,
And a controller,
The controller is
A function of receiving information on the concentration of corrosive components in the exhaust gas from the concentration information acquisition device,
A target temperature setting function for setting a target temperature of the boiler water to be supplied to the water pipe based on the concentration information;
A function of giving a command to the flow rate controller based on the set target temperature of the boiler water.
請求項1に記載の腐食抑制装置。 The controller, as the target temperature setting function, as the concentration of the corrosive component in the exhaust gas in the concentration information received from the concentration information acquisition device increases from a low state to a high state, to the water pipe of the stoker furnace body. The corrosion suppression device according to claim 1, further comprising a function of setting a target temperature of the supplied boiler water to a temperature that is sequentially reduced from a temperature of saturated water corresponding to a boiler pressure of the waste heat boiler.
前記熱交換器を通過した後の前記ボイラ水の温度を、前記目標温度設定機能で設定された前記目標温度に一致させるために必要とされる、前記熱交換器に供給する前記流体の流量を求めて、目標流量として設定する目標流量設定機能と、
前記目標流量設定機能で設定された前記目標流量を、前記流量調節部へ指令として与える機能と、を備えた
請求項1または2に記載の腐食抑制装置。 The controller is
The flow rate of the fluid supplied to the heat exchanger, which is required to match the temperature of the boiler water after passing through the heat exchanger with the target temperature set by the target temperature setting function, A target flow rate setting function for determining and setting the target flow rate;
The corrosion suppression device according to claim 1, further comprising: a function of giving the target flow rate set by the target flow rate setting function to the flow rate adjustment unit as a command.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の腐食抑制装置。 The concentration information acquisition device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a function of acquiring information on a concentration of hydrogen chloride and a concentration of a sulfur oxide as the corrosive component in the exhaust gas. The corrosion control device as described.
前記制御器は、前記温度計より受け取る前記ボイラ水の温度の実測値が、前記目標温度設定機能で設定された前記ボイラ水の前記目標温度に一致するように、前記熱交換器に供給する前記流体の前記目標流量に対するフィードバック制御を行う機能を備えた
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の腐食抑制装置。 The cooling water supply line downstream of the heat exchanger includes a thermometer,
The controller supplies the measured value of the temperature of the boiler water received from the thermometer to the heat exchanger so as to match the target temperature of the boiler water set by the target temperature setting function. The corrosion suppression device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a function of performing feedback control on the target flow rate of the fluid.
前記回転ストーカ式焼却炉の排ガス中の腐食性成分の濃度の情報を取得する処理と、
前記排ガス中の腐食性成分の前記濃度の情報を基に、該腐食性成分の濃度が低い状態から高くなるにつれて、前記ストーカ炉本体の前記水管へ供給する前記ボイラ水の目標温度を、前記廃熱ボイラのボイラ圧力に応じた飽和水の温度から、順次引き下げた温度に設定する処理と、
前記熱交換器を通過した後の前記ボイラ水の温度を、前記目標温度に一致させるために必要とされる、前記熱交換器に供給する前記流体の流量を求めて、目標流量として設定する処理と、
設定された前記目標流量を、前記流量調節部へ指令として与える処理と、を行うこと
を特徴とする腐食抑制方法。 A rotating stoker type incinerator, a cooling water supply line for supplying boiler water from a waste heat boiler to a water pipe of the stoker furnace main body, a heat exchanger provided in the cooling water supply line, and the boiler water in the heat exchanger. A supply line that supplies a fluid having a lower temperature, and a flow rate adjustment unit that adjusts a supply amount of the fluid that is supplied from the supply line to the heat exchanger,
A process of obtaining information on the concentration of corrosive components in the exhaust gas of the rotary stoker type incinerator,
Based on the information on the concentration of the corrosive component in the exhaust gas, as the concentration of the corrosive component increases from low to high, the target temperature of the boiler water to be supplied to the water pipe of the stoker furnace body is set to the waste temperature. A process of setting the temperature of the saturated water according to the boiler pressure of the heat boiler to a temperature gradually lowered,
A process of obtaining a flow rate of the fluid supplied to the heat exchanger, which is required to match the temperature of the boiler water after passing through the heat exchanger with the target temperature, and setting the flow rate as a target flow rate When,
Providing the set target flow rate as a command to the flow rate control unit.
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