JP6564427B2 - ごみ焼却炉における貫流型ボイラの運転方法及びこれを用いた発電システム - Google Patents
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- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
Description
特許文献1には、ごみ焼却ボイラとガスタービンの排ガスボイラとを組み合わせ、ごみ焼却ボイラで発生した飽和蒸気と排ガスボイラの高圧蒸発器で発生した飽和蒸気とを、ともに排ガスボイラの高圧過熱器に導入することが記載されている。
このようにすることにより、蒸気タービンの入口温度を高めることができ、また蒸気量を増加させることができるので、発電できる。
ボイラの立上げ(暖機)に時間を要するため、発電設備を付帯させても、発電時間が短く、せいぜい1700kW/日程度の発電量しか得ることができない。
貫流型ボイラは、ごみ焼却施設の運転が停止され、熱源がなくなって、長時間停止状態にあり、完全に冷却状態になった状態から立ち上げると、ほかのボイラに比べれば立ち上げに時間がかからないのは確かであるが、それでも、冷却状態になった状態から、立ち上げると起動時間は長くなる為、実質的なゴミ処理時間は減ってしまう。
そうすると、タービン発電を開始して発電しようとしても、発電時間も短くなってしまうという問題があった。
筒状の貫流型ボイラ本体の側面の一方に、ごみ焼却炉排ガスを導入する排ガス導入口が形成され、該筒状本体の側面の他方に、該排ガスを排出する排ガス排出口が形成され、
該貫流型ボイラ本体の内部に、複数の水管を上下方向に設け、該複数の水管の各々で、下方から上方にワンパスで流れる水が、前記排ガス導入口から該貫流型ボイラ本体内部に導入されたごみ焼却炉排ガスの熱を吸収して飽和蒸気が生成される構造を有する貫流型ボイラ(但し、バーナによる燃焼器が一体に設けられているものを除く)を備え、
前記貫流型ボイラで生成された蒸気を、生成蒸気ライン(I)を介して導入して、該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蒸気ライン(II)を介して送られる蒸気は、直接タービンに送られることなく、脱気器を経由してタービンに送られる構成になっており、
前記タービンから排出された蒸気は、復水器によって復水された後、該復水は、前記脱気器に送られ、該脱気器に貯留された水を、前記脱気器に送られた蒸気により予熱して予熱水を生成し、
前記貫流型ボイラから、前記生成蒸気ライン(I)、前記汽水分離器、前記蒸気ライン(II)、前記脱気器及び前記タービンまでに、蒸気供給系が形成されると共に、前記脱気器から前記貫流型ボイラに至るまでに、前記脱気器内の予熱水を、前記貫流型ボイラ内の複数の水管の各々の下方に、給水ポンプ及び水供給管(III)によって供給する水供給系が形成され、
前記蒸気供給系と水供給系によって、蒸気と水の循環系が形成された、貫流型ボイラの運転方法であって、
前記ごみ焼却炉の立ち下げ運転開始から立ち下げ完了までに、前記脱気器から前記タービンへと繋がる流路を脱気器調整弁によって閉じて閉鎖循環系を形成し、立ち下げ完了後から立ち上げ直前の前記閉鎖循環系の蒸気圧力を、通常運転中の蒸気圧力の−10%〜+15%とすることを特徴とするごみ焼却炉における貫流型ボイラの運転方法。
(請求項2)
前記予熱水を前記水供給系を介して前記貫流型ボイラに送るに際して、蒸気ライン(II)から送られる蒸気によって、該予熱水を150℃以上の高温となるように予熱することを特徴とする請求項1記載の貫流型ボイラの運転方法。
(請求項3)
請求項1、又は2記載の貫流型ボイラの運転方法を用いたごみ焼却施設における発電システム。
このシステムにおいて、ごみ焼却炉1に投入されたごみを焼却した際に、ごみ焼却炉1から排出された排ガスは、誘引送風機6の駆動によって、ガス冷却塔2、貫流型ボイラ3、減温塔4及びバグフィルタ5の順に経由した後、煙突7から放出される。
図2に示すように、貫流型ボイラ3は、筒状の貫流型ボイラ本体30の側面の一方に、ごみ焼却炉排ガスを導入する排ガス導入口3dが形成され、貫流型ボイラ本体30の側面の他方に、排ガスを排出する排ガス排出口3eが形成されている。
(2)立ち下げ完了後、立ち上げ直前まで
(3)立ち上げ中から通常運転開始まで
この運転を実現するために、以下のような処理を経て、立ち下げ運転を完了させる。
まず、ごみ投入を停止し、同時にごみ焼却炉1に設けられた一次送風機、二次送風機の運転を停止する。
次いで、誘引送風機6を停止する。この時、例えば、立ち下げ運転中であるため、まだ、ごみ焼却炉1で発生した燃焼ガスがあることから、入口弁60を10%程度の開度を保ち、煙突7へ誘引して気体の流れを作っておくことが好ましい。
また、給水ポンプ14の停止と同時に、復水器11を停止する。これにより、形成された閉鎖循環系の蒸気圧力の圧力保持操作を完了する。
閉鎖循環系の蒸気圧力を0.72〜0.92MPaの範囲で維持するように、閉鎖循環系の蒸気圧力の制御を行う。具体的には、閉鎖循環系の蒸気圧力を0.72〜0.92MPaの範囲で維持するように、生成蒸気ライン(I)に設けられた圧力調整弁80の弁開度を調整する。
上記(1)の立ち下げ運転開始から立ち下げ完了の処理と同様の処理を行うことで通常運転を開始できる。
例えば、ごみ投入開始、一次送風機、二次送風機、誘引送風機(6)の運転を開始し、ボイラ定常運転中となる。その後、タービン(10)運転を開始し、発電を行う。
したがって、貫流型ボイラ3内の水位が、満水の80%程度の水位を保持するように制御することが好ましい。これによって、保有水量の少ない貫流型ボイラの長所をさらに有効に適用することができ、准連続運転式のごみ焼却炉で必要な短時間の停止、起動が可能となる。
<確認事項>
本実施例においては、以下のことを確認した。
ごみ供給停止間隔が8時間となっていること
30分で立ち下げから停止まで完了できること
停止期間中は通常運転時以上の圧力で保持できること
停止期間中の貫流型ボイラの水位が80%程度に保たれていること
停止後も脱気器内に十分な水量を保持していること
図1及び図2に示す装置を用いて、表1に示すタイムサイクルで、以下の運転を行った。
1.立ち下げ運転開始から立ち下げ完了まで
2.立ち下げ完了後、立ち上げ直前まで
3.立ち上げ中から通常運転開始まで
この保持されていた蒸気圧力は、運転停止前の閉鎖循環系の蒸気圧力が、通常、0.8MPa(800kPa)であるので、+12.5%であった。すなわち、閉鎖循環系の蒸気圧力が、運転停止前の−10%〜+15%の範囲に制御されていた。このことは、再起動時に速やかに蒸気発生が可能にする。
2:ガス冷却塔
3:貫流型ボイラ
3a:下部ヘッダー管
3b:水管(伝熱管)
3c:上部ヘッダー管
30:貫流型ボイラ本体
3d:排ガス導入口
3e:排ガス排出口
3f:水位計
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:脱気器
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
(I):生成蒸気ライン
(II):蒸気ライン
(III):水供給管
Claims (3)
- 筒状の貫流型ボイラ本体の側面の一方に、ごみ焼却炉排ガスを導入する排ガス導入口が形成され、該筒状本体の側面の他方に、該排ガスを排出する排ガス排出口が形成され、
該貫流型ボイラ本体の内部に、複数の水管を上下方向に設け、該複数の水管の各々で、下方から上方にワンパスで流れる水が、前記排ガス導入口から該貫流型ボイラ本体内部に導入されたごみ焼却炉排ガスの熱を吸収して飽和蒸気が生成される構造を有する貫流型ボイラ(但し、バーナによる燃焼器が一体に設けられているものを除く)を備え、
前記貫流型ボイラで生成された蒸気を、生成蒸気ライン(I)を介して導入して、該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蒸気ライン(II)を介して送られる蒸気は、直接タービンに送られることなく、脱気器を経由してタービンに送られる構成になっており、
前記タービンから排出された蒸気は、復水器によって復水された後、該復水は、前記脱気器に送られ、該脱気器に貯留された水を、前記脱気器に送られた蒸気により予熱して予熱水を生成し、
前記貫流型ボイラから、前記生成蒸気ライン(I)、前記汽水分離器、前記蒸気ライン(II)、前記脱気器及び前記タービンまでに、蒸気供給系が形成されると共に、前記脱気器から前記貫流型ボイラに至るまでに、前記脱気器内の予熱水を、前記貫流型ボイラ内の複数の水管の各々の下方に、給水ポンプ及び水供給管(III)によって供給する水供給系が形成され、
前記蒸気供給系と水供給系によって、蒸気と水の循環系が形成された、貫流型ボイラの運転方法であって、
前記ごみ焼却炉の立ち下げ運転開始から立ち下げ完了までに、前記脱気器から前記タービンへと繋がる流路を脱気器調整弁によって閉じて閉鎖循環系を形成し、立ち下げ完了後から立ち上げ直前の前記閉鎖循環系の蒸気圧力を、通常運転中の蒸気圧力の−10%〜+15%とすることを特徴とするごみ焼却炉における貫流型ボイラの運転方法。 - 前記予熱水を前記水供給系を介して前記貫流型ボイラに送るに際して、蒸気ライン(II)から送られる蒸気によって、該予熱水を150℃以上の高温となるように予熱することを特徴とする請求項1記載の貫流型ボイラの運転方法。
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