JP2020020563A - 廃棄物処理設備及びその非常運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】焼却炉における廃棄物の焼却処理を継続しつつ過給機でのサージングを速やかに解消させることが可能な廃棄物処理設備及びその非常運転方法を提供する。【解決手段】廃棄物処理設備は、廃棄物を焼却処理する焼却炉と、焼却炉に供給される燃焼用空気を加熱する予熱器と、圧縮部とタービン部とを含む過給機と、圧縮部とタービン部との間の燃焼用空気の経路に配置された切替弁と、経路における切替弁よりも上流側の位置からの空気の放出を許容する開状態と当該放出を阻止する閉状態とを切り替える放風弁と、経路における切替弁よりも下流側の位置に空気を送る送風部と、圧縮部においてサージングを検知した時に、送風部を作動させると共に切替弁を閉状態とし且つ放風弁を開状態とする制御を行う制御部と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、廃棄物処理設備及びその非常運転方法に関する。

従来、特許文献１に記載されているように、下水汚泥などの廃棄物を焼却処理する廃棄物処理設備が知られている。特許文献１には、汚泥を焼却処理する焼却炉と、焼却炉の後段に配置され且つ焼却炉から排出された排ガスが流入する予熱器と、焼却炉に燃焼用空気を送る過給機と、を備えた廃棄物処理設備が記載されている。この廃棄物処理設備では、過給機の圧縮部から吐出された圧縮空気が予熱器において排ガスとの熱交換により加熱され、その後、過給機のタービン部を通過して焼却炉内に供給される。

特開２００７−１７０７０３号公報

特許文献１の廃棄物処理設備では、過給機の圧縮部においてサージングが発生する場合があり、当該サージングが続くと過給機の故障や破損を招くことがある。ここで、過給機の駆動を停止させてサージングを解消させようとすると、焼却炉への空気の供給が断たれるため、廃棄物の焼却処理が停止してしまうという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、焼却炉における廃棄物の焼却処理を継続しつつ過給機でのサージングを速やかに解消させることが可能な廃棄物処理設備及びその非常運転方法を提供することである。

本発明の一局面に係る廃棄物処理設備は、廃棄物を焼却処理する焼却炉と、前記焼却炉に供給される燃焼用空気を加熱する予熱器と、前記予熱器に供給される燃焼用空気を圧縮する圧縮部と、前記予熱器で加熱された燃焼用空気によって回転することにより前記圧縮部を駆動させるタービン部と、を含む過給機と、前記圧縮部と前記タービン部との間の燃焼用空気の経路に配置された切替弁であって、前記切替弁よりも上流側と下流側との間で空気の流通を許容する開状態と当該流通を阻止する閉状態とを切り替える前記切替弁と、前記経路における前記切替弁よりも上流側の位置からの空気の放出を許容する開状態と当該放出を阻止する閉状態とを切り替える放風弁と、前記経路における前記切替弁よりも下流側の位置に空気を送る送風部と、前記圧縮部においてサージングを検知した時に、前記送風部を作動させると共に前記切替弁を前記閉状態とし且つ前記放風弁を前記開状態とする制御を行う制御部と、を備えている。

この廃棄物処理設備は、圧縮部におけるサージングを検知した時に、切替弁を閉状態とし且つ放風弁を開状態とした状態で運転することができる（非常運転）。これにより、切替弁よりも上流側から経路内の空気が放出され、圧縮部の出口側における圧力が低下するため、圧縮部でのサージングを速やかに解消させることができる。そして、この非常運転の間に送風部を作動させることにより、当該切替弁よりも下流側の経路内に空気を送ることができる。これにより、非常運転中にも焼却炉に空気が供給され続けるため、非常運転中においても焼却炉内での廃棄物の焼却処理を継続することができる。しかも、非常運転中にタービン部にも空気が流れ続けるため、過給機（圧縮部）の駆動状態を維持することもできる。これにより、サージングの要因が解消された後、切替弁及び放風弁をそれぞれ開状態及び閉状態に戻すだけで、非常運転から通常運転へスムーズに復旧させることができる。

上記廃棄物処理設備において、前記切替弁は、前記経路における前記予熱器よりも下流側の位置に配置され、前記放風弁は、前記経路における前記予熱器よりも下流側の位置から空気を放出するように配置され、前記送風部は、前記経路における前記タービン部よりも上流側の位置に空気を送るように配置されていてもよい。

この構成によれば、放風弁を開状態とした時に、圧縮部から吐出された空気が予熱器を通過した後に放出されるため、非常運転中においても予熱器内に空気を流し続けることができる。これにより、予熱器の温度が上がり過ぎるのを防ぎ、予熱器を保護することができる。

上記廃棄物処理設備において、前記切替弁は、前記経路における前記予熱器よりも上流側の位置に配置され、前記放風弁は、前記経路における前記圧縮部よりも下流側の位置から空気を放出するように配置され、前記送風部は、前記経路における前記予熱器よりも上流側の位置に空気を送るように配置されていてもよい。

この構成によれば、非常運転中において送風部から予熱器内に空気を流し続けることができる。これにより、上記同様に予熱器の温度が上がり過ぎるのを防ぎ、予熱器を保護することができる。

上記廃棄物処理設備は、前記圧縮部に吸入される燃焼用空気の温度を測定する温度測定部をさらに備えていてもよい。前記制御部は、前記温度測定部により測定された温度に基づいて、前記圧縮部におけるサージングの発生の有無を検知してもよい。

この構成によれば、圧縮部の入口における圧力や圧縮部での振動及び騒音をサージング検知の指標とする場合に比べて、より簡単で且つ正確にサージングを検知することができる。したがって、サージングの誤検知を防止することができる。

本発明の他局面に係る廃棄物処理設備の非常運転方法は、廃棄物を焼却処理する焼却炉と、前記焼却炉に供給される燃焼用空気を加熱する予熱器と、前記予熱器に供給される燃焼用空気を圧縮する圧縮部と前記予熱器で加熱された燃焼用空気によって回転することにより前記圧縮部を駆動させるタービン部とを含む過給機と、を備えた廃棄物処理設備において、前記圧縮部でサージングを検知した時の非常運転を行う方法である。この方法は、上流側と下流側との間で空気の流通を許容する開状態と当該流通を阻止する閉状態とを切り替える切替弁を、前記圧縮部と前記タービン部との間の燃焼用空気の経路に設けることと、前記圧縮部におけるサージングの発生の有無を検知することと、前記圧縮部におけるサージングを検知した時に、前記切替弁を前記閉状態にすると共に前記経路における前記切替弁よりも上流側の位置から空気を放出し且つ前記経路における前記切替弁よりも下流側の位置に空気を送りつつ前記廃棄物処理設備を運転する非常運転を行うこと、を備えている。

この廃棄物処理設備の非常運転方法によれば、圧縮部におけるサージングを検知した時に、切替弁を閉状態にすると共に当該切替弁よりも上流側から経路内の空気を放出する非常運転を行うことができる。これにより、圧縮部の出口側における圧力が低下し、圧縮部の入口側と出口側との間の圧力差が小さくなるため、圧縮部でのサージングを解消させることができる。そして、この非常運転中に切替弁よりも下流側の経路内に空気を送ることにより、焼却炉に空気が供給され続けるため、非常運転中においても焼却炉内での廃棄物の焼却処理を継続することができる。しかも、非常運転中にタービン部にも空気が流れ続けるため、過給機（圧縮部）の駆動状態を維持することもできる。したがって、サージングの要因が解消された後、切替弁及び放風弁をそれぞれ開状態及び閉状態に戻すだけで、非常運転から通常運転へスムーズに復旧させることができる。

上記廃棄物処理設備の非常運転方法において、前記経路における前記予熱器よりも下流側の位置に前記切替弁を設け、前記非常運転において、前記経路における前記予熱器よりも下流側の位置から空気を放出すると共に、前記経路における前記タービン部よりも上流側の位置に空気を送ってもよい。

この方法によれば、圧縮部から吐出された空気を予熱器に通過させた後に放出することができるため、非常運転中においても予熱器内に空気を流し続けることができる。これにより、非常運転中に予熱器の温度が上がり過ぎるのを防ぎ、予熱器を保護することができる。

上記廃棄物処理設備の非常運転方法において、前記経路における前記予熱器よりも上流側の位置に前記切替弁を設け、前記非常運転において、前記経路における前記圧縮部よりも下流側の位置から空気を放出すると共に、前記経路における前記予熱器よりも上流側の位置に空気を送ってもよい。

この方法によれば、非常運転中に経路内に送られた空気を予熱器内に流し続けることができる。これにより、上記同様に予熱器の温度が上がり過ぎるのを防止し、予熱器を保護することができる。

上記廃棄物処理設備の非常運転方法において、前記圧縮部に吸入される燃焼用空気の温度を測定すると共に、当該測定温度に基づいて前記圧縮部におけるサージングの発生の有無を検知してもよい。

この方法によれば、圧縮部の入口における圧力や圧縮部での振動及び騒音をサージング検知の指標とする場合に比べて、より簡単で且つ正確にサージングを検知することができる。したがって、サージングの誤検知を防止することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、焼却炉における廃棄物の焼却処理を継続しつつ過給機でのサージングを速やかに解消させることが可能な廃棄物処理設備及びその非常運転方法を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る廃棄物処理設備の構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態２に係る廃棄物処理設備の構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態３に係る廃棄物処理設備の構成を模式的に示す図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る廃棄物処理設備及びその非常運転方法について詳細に説明する。

（実施形態１）
＜廃棄物処理設備＞
まず、本発明の実施形態１に係る廃棄物処理設備１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、廃棄物処理設備１の全体構成を模式的に示している。廃棄物処理設備１は、下水汚泥などの廃棄物Ｗ１を焼却処理するものであり、焼却炉２と、空気予熱器３と、白煙防止予熱器４と、ガス冷却器５と、バグフィルタ６と、排煙処理塔７と、煙突８と、過給機９と、温度測定部１０と、切替弁１１と、放風弁１２と、送風部１３と、制御部１４と、を主に備えている。

図１に示すように、廃棄物処理設備１には、焼却炉２から排出される排ガスＧ１を煙突８まで導くための排ガス経路２１が設けられている。この排ガス経路２１上において、空気予熱器３、白煙防止予熱器４、ガス冷却器５、バグフィルタ６及び排煙処理塔７が、排ガスＧ１の流れ方向の上流側から下流側に向かって順に配置されている。以下、廃棄物処理設備１の各構成要素について説明する。

焼却炉２は、下水汚泥などの廃棄物Ｗ１を焼却処理するものであり、例えば流動床式焼却炉である。図１に示すように、焼却炉２には第１空気経路２２の下流端が接続されており、当該第１空気経路２２を通じて燃焼用空気Ａ１が焼却炉２内に供給される。また焼却炉２から排出された排ガスＧ１は、排ガス経路２１を通じて空気予熱器３に流入する。なお、焼却炉２は、流動床式焼却炉に限定されるものではない。

空気予熱器３は、排ガスＧ１と燃焼用空気Ａ１との間で間接的に熱交換を行うことにより、当該燃焼用空気Ａ１を加熱する熱交換器である。図１に示すように、空気予熱器３は、焼却炉２の後段において排ガス経路２１に配置されると共に、過給機９の圧縮部９１とタービン部９２との間の燃焼用空気Ａ１の経路（第２空気経路２３）に配置されている。空気予熱器３には、排ガス経路２１を通じて高温の排ガスＧ１が流入すると共に、第２空気経路２３を通じて燃焼用空気Ａ１が流入し、排ガスＧ１の熱により燃焼用空気Ａ１が加熱される。燃焼用空気Ａ１との熱交換により温度が下がった排ガスＧ１は、空気予熱器３から排出された後、排ガス経路２１を通じて白煙防止予熱器４に流入する。

白煙防止予熱器４は、排ガスＧ１の熱により白煙防止空気Ａ２を加熱するための熱交換器である。具体的には、白煙防止ファン４１により圧送された白煙防止空気Ａ２が白煙防止予熱器４内に流入し、排ガスＧ１との熱交換により加熱される。そして、加熱された後の白煙防止空気Ａ２は、白煙防止予熱器４から排出された後、図１に示すように白煙防止経路２４を通じて煙突８まで導かれる。

排ガスＧ１は、白煙防止予熱器４から流出した後ガス冷却器５において冷却され、その後バグフィルタ６を通過することによりダストが除去される。その後、排ガスＧ１は、排煙処理塔７においてＳＯｘなどが除去され、煙突８から大気中に放出される。この時、白煙防止予熱器４において加熱された白煙防止空気Ａ２が煙突８において排ガスＧ１に合流することにより、排ガスＧ１が加温される。これにより、排ガスＧ１に含まれる水蒸気の凝縮が抑制され、白煙の発生を防ぐことができる。

過給機９は、空気予熱器３に供給される燃焼用空気Ａ１を圧縮する圧縮部９１と、空気予熱器３で加熱された燃焼用空気Ａ１によって回転するタービン部９２と、を含む。圧縮部９１は、例えば遠心圧縮機により構成されており、羽根車とそれを収容するケーシングとをそれぞれ含む。

図１に示すように、圧縮部９１の入口９１Ａには第３空気経路２５の下流端が接続されており、当該第３空気経路２５を通じて外気（燃焼用空気Ａ１）が圧縮部９１に吸い込まれる。そして、燃焼用空気Ａ１は、羽根車の回転により所定の圧力まで昇圧される。

また圧縮部９１の出口９１Ｂには、第２空気経路２３の上流端が接続されている。出口９１Ｂから吐出された昇圧後の燃焼用空気Ａ１は、第２空気経路２３を通じて空気予熱器３内に流入する。

タービン部９２の入口９２Ａには第２空気経路２３の下流端が接続されており、タービン部９２の出口９２Ｂには第１空気経路２２の上流端が接続されている。空気予熱器３から流出した燃焼用空気Ａ１は、第２空気経路２３を通じてタービン部９２に流入し、当該燃焼用空気Ａ１によりタービン翼が回転する。このタービン翼の回転により圧縮部９１の羽根車（タービン翼に対してシャフトにより接続されている）が回転し、圧縮部９１が駆動する。タービン部９２から流出した燃焼用空気Ａ１は、第１空気経路２２を通じて焼却炉２内に供給される。

温度測定部１０は、圧縮部９１に吸入される燃焼用空気Ａ１の温度を測定する温度センサである。図１に示すように、温度測定部１０は、第３空気経路２５に設けられている。この温度測定部１０により、第３空気経路２５内を流れる外気（燃焼用空気Ａ１）の温度を測定することが可能となり、この測定結果の情報が制御部１４に送信される。

切替弁１１は、当該切替弁１１よりも上流側と下流側との間で燃焼用空気Ａ１の流通を許容する開状態と当該流通を阻止する閉状態とを切り替える弁である。図１に示すように、切替弁１１は、第２空気経路２３（圧縮部９１とタービン部９２との間の燃焼用空気Ａ１の経路）に配置されており、より具体的には、第２空気経路２３における空気予熱器３よりも下流側の位置に配置されている。切替弁１１は、開状態と閉状態とを自動で切り替え可能な開閉弁であり、制御部１４により制御される。

放風弁１２は、第２空気経路２３における切替弁１１よりも上流側の位置からの燃焼用空気Ａ１の放出を許容する開状態と当該放出を阻止する閉状態とを切り替える弁である。図１に示すように、第２空気経路２３における切替弁１１よりも上流側で且つ空気予熱器３よりも下流側の位置Ｐ１から放風経路２６が分岐しており、この放風経路２６に放風弁１２が配置されている。

放風弁１２を開状態に切り替えることにより、第２空気経路２３の位置Ｐ１から放風経路２６内に燃焼用空気Ａ１を流入させることができる。これにより、第２空気経路２３における切替弁１１よりも上流側で且つ空気予熱器３よりも下流側の位置から、燃焼用空気Ａ１を第２空気経路２３の外に放出することができる。放風弁１２は、切替弁１１と同様に、開状態と閉状態とを自動で切り替え可能な開閉弁であり、制御部１４により制御される。

送風部１３は、第２空気経路２３における切替弁１１よりも下流側の位置に空気を送るためのものである。図１に示すように、送風部１３は、空気を圧送するブロワ１３Ａと、ブロワ１３Ａに接続されると共に第２空気経路２３における切替弁１１よりも下流側で且つタービン部９２よりも上流側の位置Ｐ２に接続された送風経路１３Ｂと、を有している。この構成によれば、ブロワ１３Ａを起動させることにより、送風経路１３Ｂを通じて第２空気経路２３における切替弁１１よりも下流側で且つタービン部９２よりも上流側の位置に空気を送ることができる。ブロワ１３Ａの作動のオン／オフは、制御部１４により制御される。

制御部１４は、廃棄物処理設備１の各種動作を制御するコンピュータにより構成されている。具体的に、本実施形態における制御部１４は、温度測定部１０により測定された温度に基づいて圧縮部９１におけるサージングの発生の有無を検知し、圧縮部９１においてサージングを検知した時に、送風部１３を作動させると共に切替弁１１を閉状態とし且つ放風弁１２を開状態とする制御を行う。

ここで、圧縮部９１におけるサージングの検知について詳細に説明する。まず、圧縮部９１でサージングが発生する前の通常状態では、入口９１Ａから圧縮部９１内に吸い込まれた燃焼用空気Ａ１が羽根表面に沿って流れ、昇圧された後に出口９１Ｂから第２空気経路２３に吐出される。一方、圧縮部９１でサージングが発生すると、圧縮部９１内において燃焼用空気Ａ１が羽根表面から剥離し、その剥離した燃焼用空気Ａ１が圧縮部９１の入口９１Ａに向かって逆流する。これにより、圧縮部９１で振動や騒音が起こり、機器の故障や破損をもたらす。

圧縮部９１の入口９１Ａに向かって逆流する燃焼用空気Ａ１は、圧縮部９１での昇圧により温度が上昇している（例えば１００℃程度）。このため、サージング発生時には、サージング発生前に比べて、圧縮部９１の入口側における温度が上昇する。したがって、温度測定部１０により測定される燃焼用空気Ａ１の温度を指標とすることにより、圧縮部９１におけるサージングの発生の有無を簡単に検知することができる。

なお、他のサージング検知方法としては、圧縮部９１の入口９１Ａにおける圧力を検知する方法や、圧縮部９１における振動や騒音を検知する方法も考えられる。しかし、圧縮部９１では、数万ｒｐｍを超える速度で羽根車が高速回転しているため、圧力検知の周期を極めて短くしなければ（例えば１／１０秒）、サージングの発生を確実に検知することができない。また圧力検知の周期を短くすれば、ノイズによる誤検知も起こりやすくなる。また振動検知については、回転体である羽根車の振動を検知すること自体が難しく、しかも通常時の回転による振動と混同することにより誤検知を招くことも考えられる。また騒音検知については、廃棄物処理設備１内に他の騒音源が多く存在しているため、サージング由来の騒音以外の騒音により誤検知が起こる可能性が高い。

これに対し、圧縮部９１の入口側における空気温度は、サージング発生時において、羽根車の高速回転によらず緩やかに変動（上昇）する。このため、本実施形態のように圧縮部９１の入口側における空気温度をサージング検知の指標とすることにより、検知周期（サンプリング周期）を長くした場合でも（例えば１秒）、サージング発生の有無を確実に検知することができる。なお、圧縮部９１の入口側における空気温度は、サージング発生の要因以外では変化しにくい。

制御部１４は、温度測定部１０による測定温度が基準温度を超える状態が所定時間継続した時に、圧縮部９１においてサージングが発生したと判定する。この時、制御部１４は、送風部１３（ブロワ１３Ａ）を作動させると共に、切替弁１１を閉状態に切り替え且つ放風弁１２を開状態に切り替える制御を行う。一方、温度測定部１０による測定温度が基準温度以下に維持されている時には、制御部１４は、圧縮部９１においてサージングが発生していないと判定する。この時は、切替弁１１が開状態で且つ放風弁１２が閉状態のまま運転が継続される。なお、圧縮部９１に吸い込まれる前の外気（燃焼用空気Ａ１）の温度は、大気温度もしくは圧縮部９１の周辺環境温度程度であるため、「基準温度」はたとえば大気温度＋１０℃に設定することができる。

＜廃棄物処理設備の非常運転方法＞
次に、本発明の実施形態に係る廃棄物処理設備の非常運転方法について説明する。この方法は、上記廃棄物処理設備１において、過給機９の圧縮部９１でサージングを検知した時の非常運転を行う方法である。

まず、圧縮部９１でサージングが発生する前の、廃棄物処理設備１の通常運転について説明する。通常運転時には、切替弁１１が開状態で且つ放風弁１２が閉状態とされると共に、送風部１３（ブロワ１３Ａ）が停止状態とされる。そして、第３空気経路２５内に取り込まれた外気（燃焼用空気Ａ１）が圧縮部９１で昇圧され、昇圧後の燃焼用空気Ａ１が空気予熱器３において排ガスＧ１との熱交換により加熱される。そして、加熱後の燃焼用空気Ａ１が、タービン部９２を通過した後、第１空気経路２２を通じて焼却炉２に供給される。

また通常運転時には、圧縮部９１に吸入される燃焼用空気Ａ１の温度を温度測定部１０により測定すると共に、当該測定温度に基づいて圧縮部９１におけるサージングの発生の有無を検知する。具体的には、圧縮部９１の入口側における空気温度を所定の時間間隔（たとえば１秒間隔）で継続的に測定し、当該測定温度が基準温度を超える状態が所定時間（たとえば１秒から１０秒）継続するか否かを制御部１４で判定する。そして、当該測定温度が基準温度を超える状態が所定時間継続すると判定され、圧縮部９１におけるサージングが検知された時は、非常運転に切り替わる。一方、当該測定温度が基準温度以下に維持されており、圧縮部９１におけるサージングが検知されていない時は、通常運転がそのまま継続される。

次に、圧縮部９１でサージングが発生した時の、廃棄物処理設備１の非常運転について説明する。この時、制御部１４は、切替弁１１を閉状態に切り替えると共に放風弁１２を開状態に切り替え、且つ送風部１３（ブロワ１３Ａ）の作動をオンにする。これにより、第２空気経路２３の位置Ｐ１から放風経路２６に流入した燃焼用空気Ａ１が放出されると共に、ブロワ１３Ａから圧送した空気が送風経路１３Ｂを通じて第２空気経路２３内に流入する。したがって、第２空気経路２３における切替弁１１よりも上流側で且つ空気予熱器３よりも下流側の位置Ｐ１から燃焼用空気Ａ１が放出されると共に、第２空気経路２３における切替弁１１よりも下流側で且つタービン部９２よりも上流側の位置Ｐ２に空気を送りつつ、廃棄物処理設備１を運転することができる。なお、この非常運転の間は、焼却炉２への廃棄物Ｗ１の供給も停止される。

このように、廃棄物処理設備１を通常運転から非常運転に切り替えることにより、過給機９の圧縮部９１の出口側（圧縮部９１の出口９１Ｂから切替弁１１までの経路内）における圧力が低下し、圧縮部９１の入口側と出口側との間の圧力差が小さくなるため、圧縮部９１でのサージングを解消させることができる。そして、この非常運転中に切替弁１１よりも下流側の第２空気経路２３内にブロワ１３Ａから空気を送ることにより、焼却炉２に空気が供給され続けるため、非常運転中においても焼却炉２内での廃棄物Ｗ１の焼却処理を継続することができる。これにより、焼却炉２内に残った廃棄物Ｗ１を全て焼却することができる（燃やしきり）。そして、焼却炉２内の廃棄物Ｗ１が全て焼却された後もサージングの要因が解消されない場合には、廃棄物処理設備１を停止させる。

また非常運転中には、タービン部９２にも空気が流れ続けるため、過給機９（圧縮部９１）の駆動状態を維持することもできる。このため、非常運転中にサージングの要因が解消された場合には、切替弁１１及び放風弁１２をそれぞれ開状態及び閉状態に戻すだけで、非常運転から通常運転へスムーズに復旧させることができる。

また本実施形態では、空気予熱器３よりも下流側の位置Ｐ１から燃焼用空気Ａ１を経路外に放出することにより、非常運転中においても圧縮部９１から吐出された燃焼用空気Ａ１を空気予熱器３内に流し続けることができる。したがって、非常運転中において空気予熱器３内に排ガスＧ１の熱が溜まるのを防ぎ、空気予熱器３を保護することが可能になる。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係る廃棄物処理設備１Ａ及びその非常運転方法について、図２を参照して説明する。実施形態２に係る廃棄物処理設備１Ａ及びその非常運転方法は、基本的に実施形態１と同様であるが、第２空気経路２３における切替弁１１の位置、第２空気経路２３から空気を放出する位置及び第２空気経路２３に空気を送る位置が実施形態１と異なっている。以下、実施形態１と異なる点についてのみ説明する。

図２に示すように、切替弁１１は、第２空気経路２３における空気予熱器３よりも上流側の位置に配置されている。放風経路２６は、第２空気経路２３における切替弁１１よりも上流側で且つ圧縮部９１よりも下流側の位置から分岐しており、当該放風経路２６に放風弁１２が配置されている。したがって、放風弁１２を開状態とすることにより、第２空気経路２３における切替弁１１よりも上流側で且つ圧縮部９１よりも下流側の位置から、燃焼用空気Ａ１を第２空気経路２３の外に放出することができる。

送風経路１３Ｂは、第２空気経路２３における切替弁１１よりも下流側で且つ空気予熱器３よりも上流側に接続されている。これにより、ブロワ１３Ａから圧送される空気を、第２空気経路２３における切替弁１１よりも下流側で且つ空気予熱器３よりも上流側の位置に送ることができる。

上記廃棄物処理設備１Ａの非常運転では、実施形態１と同様に、切替弁１１を閉状態に切り替えると共に放風弁１２を開状態に切り替え、且つ送風部１３（ブロワ１３Ａ）の作動をオンにする。これにより、第２空気経路２３における切替弁１１よりも上流側で且つ圧縮部９１よりも下流側の位置から燃焼用空気Ａ１が放出され、圧縮部９１の出口側の圧力が下がることによりサージングが解消される。一方、第２空気経路２３における切替弁１１よりも下流側で且つ空気予熱器３よりも上流側の位置に空気を送ることにより、タービン部９２及び焼却炉２に空気が供給され続ける。この時、ブロワ１３Ａから第２空気経路２３内に送られた空気が空気予熱器３内を流れ続けるため、実施形態１と同様に空気予熱器３内に排ガスＧ１の熱が溜まるのを防ぐことができる。

（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３に係る廃棄物処理設備１Ｂ及びその非常運転方法について、図３を参照して説明する。実施形態３に係る廃棄物処理設備１Ｂ及びその非常運転方法は、基本的に実施形態２と同様であるが、送風部１３の構成において実施形態２と異なっている。以下、実施形態２と異なる点についてのみ説明する。

図３に示すように、送風部１３は、第３空気経路２５に配置された補助ブロワ１３Ｃと、第３空気経路２５における補助ブロワ１３Ｃよりも下流側の位置から第２空気経路２３における切替弁１１よりも下流側で且つ空気予熱器３よりも上流側の位置まで延びる補助送風経路１３Ｄと、補助送風経路１３Ｄに設けられた開閉弁１３Ｅと、を含む。補助ブロワ１３Ｃは、廃棄物処理設備１Ｂの立ち上げ時などにおいて、圧縮部９１に空気を送るために用いられるものである。

非常運転時には、制御部１４は、開閉弁１３Ｅを開くと共に、補助ブロワ１３Ｃの作動をオンにする制御を行う。これにより、補助ブロワ１３Ｃから圧送される空気を、補助送風経路１３Ｄを通じて、第２空気経路２３における切替弁１１よりも下流側で且つ空気予熱器３よりも上流側の位置に送ることができる。したがって、実施形態２と同様に、非常運転中に空気予熱器３内に空気を流し続けることができると共に、タービン部９２に空気を供給し続けることができる。

（その他実施形態）
最後に、本発明のその他実施形態について説明する。

実施形態１では、圧縮部９１に吸入される燃焼用空気Ａ１の温度に基づいてサージングの発生の有無を検知する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、圧縮部９１の入口側における燃焼用空気Ａ１の流量や圧力、圧縮部９１での振動や騒音に基づいてサージングの発生の有無を検知してもよい。しかし、圧縮部９１の入口側における温度がサージング検知の指標として特に好ましいことは、上述したとおりである。

実施形態１の廃棄物処理設備の非常運転方法では、切替弁１１及び放風弁１２の開閉並びにブロワ１３Ａの作動を自動制御する場合について説明したがこれに限定されず、手動制御してもよい。すなわち、切替弁１１及び放風弁１２は、それぞれ手動弁であってもよい。

実施形態１では、放風弁１２が二方弁である場合について説明したがこれに限定されず、第２空気経路２３と放風経路２６とが繋がる位置Ｐ１に配置される三方弁であってもよい。

実施形態１では、廃棄物Ｗ１の一例として下水汚泥を焼却処理する場合を説明したがこれに限定されず、例えば都市ごみなどの他の廃棄物の焼却処理に本発明が適用されてもよい。

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ，１Ｂ 廃棄物処理設備
２ 焼却炉
３ 空気予熱器
１０ 温度測定部
１１ 切替弁
１２ 放風弁
１３ 送風部
１４ 制御部
２３ 第２空気経路
９ 過給機
９１ 圧縮部
９２ タービン部
Ａ１ 燃焼用空気
Ｗ１ 廃棄物

本発明の一局面に係る廃棄物処理設備は、廃棄物を焼却処理する焼却炉と、前記焼却炉に供給される燃焼用空気を加熱する予熱器と、前記予熱器に供給される燃焼用空気を圧縮する圧縮部と、前記予熱器で加熱された燃焼用空気によって回転することにより前記圧縮部を駆動させるタービン部と、を含む過給機と、前記圧縮部と前記タービン部との間の燃焼用空気の経路に配置された切替弁であって、前記切替弁よりも上流側と下流側との間で空気の流通を許容する開状態と当該流通を阻止する閉状態とを切り替える前記切替弁と、前記経路における前記切替弁よりも上流側の位置からの空気の放出を許容する開状態と当該放出を阻止する閉状態とを切り替える放風弁と、前記経路における前記切替弁よりも下流側の位置に空気を送る送風部と、前記圧縮部においてサージングを検知した時に、前記送風部を作動させると共に前記切替弁を前記閉状態とし且つ前記放風弁を前記開状態とする制御を行う制御部と、を備えている。上記廃棄物処理設備において、前記切替弁は、前記経路における前記予熱器よりも上流側の位置に配置され、前記放風弁は、前記経路における前記圧縮部よりも下流側の位置から空気を放出するように配置され、前記送風部は、前記経路における前記予熱器よりも上流側の位置に空気を送るように配置されている。

この廃棄物処理設備は、圧縮部におけるサージングを検知した時に、切替弁を閉状態とし且つ放風弁を開状態とした状態で運転することができる（非常運転）。これにより、切替弁よりも上流側から経路内の空気が放出され、圧縮部の出口側における圧力が低下するため、圧縮部でのサージングを速やかに解消させることができる。そして、この非常運転の間に送風部を作動させることにより、当該切替弁よりも下流側の経路内に空気を送ることができる。これにより、非常運転中にも焼却炉に空気が供給され続けるため、非常運転中においても焼却炉内での廃棄物の焼却処理を継続することができる。しかも、非常運転中にタービン部にも空気が流れ続けるため、過給機（圧縮部）の駆動状態を維持することもできる。これにより、サージングの要因が解消された後、切替弁及び放風弁をそれぞれ開状態及び閉状態に戻すだけで、非常運転から通常運転へスムーズに復旧させることができる。また上記構成によれば、非常運転中において送風部から予熱器内に空気を流し続けることができる。これにより、予熱器の温度が上がり過ぎるのを防ぎ、予熱器を保護することができる。

本発明の他局面に係る廃棄物処理設備の非常運転方法は、廃棄物を焼却処理する焼却炉と、前記焼却炉に供給される燃焼用空気を加熱する予熱器と、前記予熱器に供給される燃焼用空気を圧縮する圧縮部と前記予熱器で加熱された燃焼用空気によって回転することにより前記圧縮部を駆動させるタービン部とを含む過給機と、を備えた廃棄物処理設備において、前記圧縮部でサージングを検知した時の非常運転を行う方法である。この方法は、上流側と下流側との間で空気の流通を許容する開状態と当該流通を阻止する閉状態とを切り替える切替弁を、前記圧縮部と前記タービン部との間の燃焼用空気の経路に設けることと、前記圧縮部におけるサージングの発生の有無を検知することと、前記圧縮部におけるサージングを検知した時に、前記切替弁を前記閉状態にすると共に前記経路における前記切替弁よりも上流側の位置から空気を放出し且つ前記経路における前記切替弁よりも下流側の位置に空気を送りつつ前記廃棄物処理設備を運転する非常運転を行うこと、を備えている。上記廃棄物処理設備の非常運転方法において、前記経路における前記予熱器よりも上流側の位置に前記切替弁を設け、前記非常運転において、前記経路における前記圧縮部よりも下流側の位置から空気を放出すると共に、前記経路における前記予熱器よりも上流側の位置に空気を送る。

この廃棄物処理設備の非常運転方法によれば、圧縮部におけるサージングを検知した時に、切替弁を閉状態にすると共に当該切替弁よりも上流側から経路内の空気を放出する非常運転を行うことができる。これにより、圧縮部の出口側における圧力が低下し、圧縮部の入口側と出口側との間の圧力差が小さくなるため、圧縮部でのサージングを解消させることができる。そして、この非常運転中に切替弁よりも下流側の経路内に空気を送ることにより、焼却炉に空気が供給され続けるため、非常運転中においても焼却炉内での廃棄物の焼却処理を継続することができる。しかも、非常運転中にタービン部にも空気が流れ続けるため、過給機（圧縮部）の駆動状態を維持することもできる。したがって、サージングの要因が解消された後、切替弁及び放風弁をそれぞれ開状態及び閉状態に戻すだけで、非常運転から通常運転へスムーズに復旧させることができる。またこの方法によれば、非常運転中に経路内に送られた空気を予熱器内に流し続けることができる。これにより、予熱器の温度が上がり過ぎるのを防止し、予熱器を保護することができる。

Claims (8)

1. 廃棄物を焼却処理する焼却炉と、
   前記焼却炉に供給される燃焼用空気を加熱する予熱器と、
   前記予熱器に供給される燃焼用空気を圧縮する圧縮部と、前記予熱器で加熱された燃焼用空気によって回転することにより前記圧縮部を駆動させるタービン部と、を含む過給機と、
   前記圧縮部と前記タービン部との間の燃焼用空気の経路に配置された切替弁であって、前記切替弁よりも上流側と下流側との間で空気の流通を許容する開状態と当該流通を阻止する閉状態とを切り替える前記切替弁と、
   前記経路における前記切替弁よりも上流側の位置からの空気の放出を許容する開状態と当該放出を阻止する閉状態とを切り替える放風弁と、
   前記経路における前記切替弁よりも下流側の位置に空気を送る送風部と、
   前記圧縮部においてサージングを検知した時に、前記送風部を作動させると共に前記切替弁を前記閉状態とし且つ前記放風弁を前記開状態とする制御を行う制御部と、を備えた、廃棄物処理設備。
2. 前記切替弁は、前記経路における前記予熱器よりも下流側の位置に配置されており、
   前記放風弁は、前記経路における前記予熱器よりも下流側の位置から空気を放出するように配置されており、
   前記送風部は、前記経路における前記タービン部よりも上流側の位置に空気を送るように配置されている、請求項１に記載の廃棄物処理設備。
3. 前記切替弁は、前記経路における前記予熱器よりも上流側の位置に配置されており、
   前記放風弁は、前記経路における前記圧縮部よりも下流側の位置から空気を放出するように配置されており、
   前記送風部は、前記経路における前記予熱器よりも上流側の位置に空気を送るように配置されている、請求項１に記載の廃棄物処理設備。
4. 前記圧縮部に吸入される燃焼用空気の温度を測定する温度測定部をさらに備え、
   前記制御部は、前記温度測定部により測定された温度に基づいて、前記圧縮部におけるサージングの発生の有無を検知する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の廃棄物処理設備。
5. 廃棄物を焼却処理する焼却炉と、前記焼却炉に供給される燃焼用空気を加熱する予熱器と、前記予熱器に供給される燃焼用空気を圧縮する圧縮部と前記予熱器で加熱された燃焼用空気によって回転することにより前記圧縮部を駆動させるタービン部とを含む過給機と、を備えた廃棄物処理設備において、前記圧縮部でサージングを検知した時の非常運転を行う方法であって、
   上流側と下流側との間で空気の流通を許容する開状態と当該流通を阻止する閉状態とを切り替える切替弁を、前記圧縮部と前記タービン部との間の燃焼用空気の経路に設けることと、
   前記圧縮部におけるサージングの発生の有無を検知することと、
   前記圧縮部におけるサージングを検知した時に、前記切替弁を前記閉状態にすると共に前記経路における前記切替弁よりも上流側の位置から空気を放出し且つ前記経路における前記切替弁よりも下流側の位置に空気を送りつつ前記廃棄物処理設備を運転する非常運転を行うこと、を備えた、廃棄物処理設備の非常運転方法。
6. 前記経路における前記予熱器よりも下流側の位置に前記切替弁を設け、
   前記非常運転において、前記経路における前記予熱器よりも下流側の位置から空気を放出すると共に、前記経路における前記タービン部よりも上流側の位置に空気を送る、請求項５に記載の廃棄物処理設備の非常運転方法。
7. 前記経路における前記予熱器よりも上流側の位置に前記切替弁を設け、
   前記非常運転において、前記経路における前記圧縮部よりも下流側の位置から空気を放出すると共に、前記経路における前記予熱器よりも上流側の位置に空気を送る、請求項５に記載の廃棄物処理設備の非常運転方法。
8. 前記圧縮部に吸入される燃焼用空気の温度を測定すると共に、当該測定温度に基づいて前記圧縮部におけるサージングの発生の有無を検知する、請求項５〜７のいずれか１項に記載の廃棄物処理設備の非常運転方法。