JP6453786B2 - ごみ焼却施設における発電システム - Google Patents
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Description
前記貫流型ボイラから蒸気ラインを介して送られた蒸気によりタービンを回転駆動させて発電する発電機とを有し、
前記貫流型ボイラで生成された飽和蒸気を導入して、該飽和蒸気中の凝縮水を除去する汽水分離器を備え、
前記汽水分離器から送られる蒸気は、直接タービンに送られることなく、給水予熱器を経由してタービンに送られる構成になっており、
該給水予熱器内に貯留された給水を排ガスの酸露点よりも高温に予熱して、前記貫流型ボイラへ供給することを特徴とするごみ焼却施設における発電システム。
2.ごみ焼却炉から排出された変動の大きい排ガスの熱量を利用して蒸気を発生させる急速起動可能な貫流型ボイラと、
前記貫流型ボイラから蒸気ラインを介して送られた蒸気によりタービンを回転駆動させて発電する発電機とを有し、
前記貫流型ボイラで生成された飽和蒸気を導入して、該飽和蒸気中の凝縮水を除去する汽水分離器を備え、
前記汽水分離器から送られる蒸気は、直接タービンに送られることなく、給水予熱器を経由してタービンに送られる構成になっており、
ごみ質やごみ量の変動による、前記給水予熱器に供給された蒸気の質と量の変動を調整して、前記タービンへ供給することを特徴とするごみ焼却施設における発電システム。
3.ガス冷却塔を備え、該ガス冷却塔は、輻射冷却室の代わりに前記焼却炉から排出されたガスを600℃以下に冷却することを特徴とする前記1又は2記載のごみ焼却施設における発電システム。
4.前記貫流型ボイラから排出された排ガス中の不純物を回収するバグフィルタと、
前記貫流型ボイラと前記バグフィルタとの間に設けられ、前記バグフィルタに送られるガスを200℃以下に減温する減温塔とを備えることを特徴とする前記1、2又は3記載のごみ焼却施設における発電システム。
5.前記貫流型ボイラを複数有し、
前記給水予熱器は、複数の前記貫流型ボイラに対して予熱水を共通に供給可能に設けられていることを特徴とする前記1〜4の何れかに記載のごみ焼却施設における発電システム。
6.前記ごみ焼却炉は、間欠運転式の焼却炉であることを特徴とする前記1〜5の何れかに記載のごみ焼却施設における発電システム。
詳細には後述するが、本発明によれば、間欠運転式の焼却炉を使用しても、従来よりも多くの発電量を得ることが可能であり、効率良い熱回収を行うことができる。
バグフィルタ5に導入される排ガスの温度を200℃以下にすると、ダイオキシン類の再合成を防止できる。
即ち、複数本の対流部伝熱管3b内をワンパスで、水が上昇する過程で、水温上昇→蒸気の生成を実現する。循環水を加熱する方式と異なって、ワンパスであるが故に、加熱対象となる水の量が少ないので、つまり、他のボイラ形式に比べて保有水量が少なくて済むため、間欠運転式のごみ焼却炉1を起動再開した際のボイラ3の急速起動が可能である。
これにより、貫流型ボイラ3には所定温度に予熱された水が供給されるため、保有水量が少ない貫流型のボイラ3による急速起動を可能にする。またごみ焼却炉1の立上げ時でも貫流型ボイラ3を瞬時に起動させて蒸気を発生させることができる。
従って、早期の発電が可能となり、それだけ発電量を多く確保(約2500〜3500kW/日)することができるため、小規模なごみ焼却施設であっても効率的な熱回収を行うことができる。
図1に示す発電システムに基づき実験した。
発電システムの主な部位における蒸気や液体などの圧力、温度、熱量、流量を図2に示した。
ごみ燃焼炉2炉で、以下の基準ごみを燃焼させた。基準ごみの組成及び熱量、排ガス量及び排ガス温度は以下の通りであった。
全水分 54%
可燃分 38.7%
灰分 7.3%
発熱量LHV 1700kcal/kg
排ガス量及び排ガス温度:
排ガス量 10400Nm3/Hr
排ガス温度 895℃
1系ボイラと2系ボイラを用いた。ボイラは、対流部伝熱管を複数備えた貫流型ボイラを用いた。
図2の符号A〜Gの運転データを、以下の表1に示す。図2に示す符号は、図1に示されている機器を示している。
表1において、1系及び2系の貫流型ボイラ3からの蒸気A、Bは、175℃でそれぞれ給水予熱器9に導入される。給水予熱器9によって、一旦、蒸気の質及び量の変動を緩和することができるため、変動が緩和された蒸気をタービン10に供給することができ、安定的に220kW/時の効率の良い発電を行うことができた。
復水タンク12から復水ポンプ13によって給水予熱器9に送られて貯留された水Eは、約90℃であったところ、貫流型ボイラ3から給水予熱器9に導入される蒸気A、Bの熱によって予熱され、174℃の予熱水Fとして1系及び2系の貫流型ボイラ3に戻される。
予熱水Fは、排ガスの酸露点(約130〜140℃)以上となる174℃であった。このため、貫流型ボイラ3内で硫酸の凝縮は認められず、硫酸による貫流型ボイラ3の伝熱管3bの腐食が防止されていることが確認された。
また、図2及び表1には記載しないが、ごみ焼却炉1から排出された排ガスは、895℃であり、貫流型ボイラ3に導入する前にガス冷却塔2によって525℃に冷却された。これによって、溶融不純物が貫流型ボイラ3の対流部伝熱管3bの表面での付着及び固化が防止されたことを確認した。
貫流ボイラ3から排出された蒸気は、272℃であり、バグフィルタ5に導入する前段階に設けられた減温塔4によって200℃程度に減温されて、バグフィルタ5に導入された。その結果、ダイオキシンの再合成は認められなかった。
2:ガス冷却塔
3:貫流型ボイラ
3a:下部ヘッダー管
3b:伝熱管
3c:上部ヘッダー管
4:減温塔
5:バグフィルタ
6:誘引送風機
7:煙突
8:汽水分離器
9:給水予熱器
10:タービン
11:復水器
12:復水タンク
13:復水ポンプ
14:給水ポンプ
15:発電機
Claims (6)
- ごみ焼却炉から排出された変動の大きい排ガスの熱量を利用して蒸気を発生させる急速起動可能な貫流型ボイラと、
前記貫流型ボイラから蒸気ラインを介して送られた蒸気によりタービンを回転駆動させて発電する発電機とを有し、
前記貫流型ボイラで生成された飽和蒸気を導入して、該飽和蒸気中の凝縮水を除去する汽水分離器を備え、
前記汽水分離器から送られる蒸気は、直接タービンに送られることなく、給水予熱器を経由してタービンに送られる構成になっており、
該給水予熱器内に貯留された給水を排ガスの酸露点よりも高温に予熱して、前記貫流型ボイラへ供給することを特徴とするごみ焼却施設における発電システム。 - ごみ焼却炉から排出された変動の大きい排ガスの熱量を利用して蒸気を発生させる急速起動可能な貫流型ボイラと、
前記貫流型ボイラから蒸気ラインを介して送られた蒸気によりタービンを回転駆動させて発電する発電機とを有し、
前記貫流型ボイラで生成された飽和蒸気を導入して、該飽和蒸気中の凝縮水を除去する汽水分離器を備え、
前記汽水分離器から送られる蒸気は、直接タービンに送られることなく、給水予熱器を経由してタービンに送られる構成になっており、
ごみ質やごみ量の変動による、前記給水予熱器に供給された蒸気の質と量の変動を調整して、前記タービンへ供給することを特徴とするごみ焼却施設における発電システム。 - ガス冷却塔を備え、該ガス冷却塔は、輻射冷却室の代わりに前記焼却炉から排出されたガスを600℃以下に冷却することを特徴とする請求項1又は2記載のごみ焼却施設における発電システム。
- 前記貫流型ボイラから排出された排ガス中の不純物を回収するバグフィルタと、
前記貫流型ボイラと前記バグフィルタとの間に設けられ、前記バグフィルタに送られるガスを200℃以下に減温する減温塔とを備えることを特徴とする請求項1、2又は3記載のごみ焼却施設における発電システム。 - 前記貫流型ボイラを複数有し、
前記給水予熱器は、複数の前記貫流型ボイラに対して予熱水を共通に供給可能に設けられていることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のごみ焼却施設における発電システム。 - 前記ごみ焼却炉は、間欠運転式の焼却炉であることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のごみ焼却施設における発電システム。
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