JP6683531B2 - 廃棄物処理設備 - Google Patents

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及びブロア分岐弁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 (7)

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、
   前記ブロア送風管の前記バイパス管との接続部と、前記ブロア送風管の圧縮空気管との接続部の間に設けられるブロア送風弁と、
   前記コンプレッサ部からの圧縮空気の流量を検出する流量計と、
   前記バイパス弁の開度を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記ブロア送風弁を閉じたオンライン運転時において、前記流量計が検出した前記圧縮空気の流量が設定流量に達しない場合に、前記バイパス弁を開いて、前記ブロア部からの補助空気を前記バイパス管を介して前記燃焼炉に供給し、前記流量計が検出した前記圧縮空気の流量が設定流量に達した場合に、前記バイパス弁を閉じる、
   廃棄物処理設備。
2. 前記制御部は、前記流量計が検出した前記圧縮空気の流量が設定流量に達した場合に、前記ブロア部を停止させる、請求項１に記載の廃棄物処理設備。
3. 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、前記燃焼炉が必要とする前記燃焼用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又は請求項２に記載の廃棄物処理設備。
4. 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３に記載の廃棄物処理設備。
5. 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３又は請求項４に記載の廃棄物処理設備。
6. 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５のいずれか１項に記載の廃棄物処理設備。
7. 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６に記載の廃棄物処理設備。

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