JP7089626B1

JP7089626B1 - Waste heat recovery device

Info

Publication number: JP7089626B1
Application number: JP2021180279A
Authority: JP
Inventors: 健治松田
Original assignee: Takuma KK
Current assignee: Takuma KK
Priority date: 2021-11-04
Filing date: 2021-11-04
Publication date: 2022-06-22
Anticipated expiration: 2041-11-04
Also published as: JP2023068871A

Abstract

【課題】排ガスと接触する伝熱面の酸露点腐食を防止することができ、これによって排ガスの熱を長期に亘って安定的に回収することができる排熱回収装置を提供する。【解決手段】排ガスと接触する伝熱面を有する排ガス熱交換器５１と、伝熱面の温度が酸露点より高くなるように排ガス熱交換器５１に通流される熱媒の温度を調整する熱媒温度調整手段５４とを備えるものとする。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust heat recovery device capable of preventing acid dew point corrosion of a heat transfer surface in contact with an exhaust gas, thereby stably recovering the heat of the exhaust gas for a long period of time. SOLUTION: A heat for adjusting the temperature of an exhaust gas heat exchanger 51 having a heat transfer surface in contact with exhaust gas and a heat medium flowing through the exhaust gas heat exchanger 51 so that the temperature of the heat transfer surface is higher than the acid dew point. It is assumed that the medium temperature adjusting means 54 is provided. [Selection diagram] Fig. 1

Description

特許法第３０条第２項適用第３０条第２項適用、令和３年５月１８日、株式会社タクマが、松江バイオマス発電株式会社が保有する木質バイオマス発電ボイラー設備に本件発明の「排熱回収装置」を設置する改造工事を行った。Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act, application of Article 30, Paragraph 2, on May 18, 1991, Takuma Co., Ltd. applied the present invention to the woody biomass power generation boiler equipment owned by Matsue Biomass Power Generation Co., Ltd. Remodeling work was carried out to install a "heat recovery device".

本発明は、バイオマス燃料等の被燃焼物の燃焼に伴い発生した排ガスから熱を回収する排熱回収装置に関する。 The present invention relates to an exhaust heat recovery device that recovers heat from exhaust gas generated by combustion of a combustible material such as biomass fuel.

廃棄物処理施設において、廃棄物の燃焼に伴い発生する排ガスから回収した熱を利用して発電するようにしたものがある（例えば、特許文献１を参照）。 In a waste treatment facility, there is a waste treatment facility that uses heat recovered from exhaust gas generated by combustion of waste to generate electricity (see, for example, Patent Document 1).

特許文献１に記載の廃棄物処理施設は、廃棄物を焼却処理する焼却炉と、焼却炉から排出される排ガスを処理する排ガス処理設備と、排ガスから回収した熱を利用して発電する発電設備とを備えている。排ガス処理設備は、焼却炉から排出される排ガスの流れ経路に沿って配設される、過熱器、節炭器、バグフィルタ、及び給水加熱器（潜熱回収装置）に排ガスを順次導入することにより、排ガスの熱を回収するとともに、排ガス中のダスト等を除去し、且つ大気に排出可能なレベルまで排ガスを無害化した後に、煙突を介して排ガスを大気中に放出するように構成されている。発電設備は、発電機が連結された蒸気タービンに、過熱器で発生した過熱蒸気を供給することで発電するように構成されている。 The waste treatment facility described in Patent Document 1 includes an incinerator that incinerates waste, an exhaust gas treatment facility that treats exhaust gas discharged from the incinerator, and a power generation facility that uses heat recovered from the exhaust gas to generate electricity. And have. The exhaust gas treatment facility sequentially introduces exhaust gas into a superheater, an economizer, a bag filter, and a water supply heater (latent heat recovery device) arranged along the flow path of the exhaust gas discharged from the incinerator. It is configured to recover the heat of the exhaust gas, remove dust in the exhaust gas, detoxify the exhaust gas to a level that can be discharged to the atmosphere, and then release the exhaust gas into the atmosphere through the chimney. .. The power generation facility is configured to generate electricity by supplying superheated steam generated by a superheater to a steam turbine to which a generator is connected.

発電設備には、復水器、復水タンク、及び脱気器が付設されている。復水器は、蒸気タービンを経て排出された蒸気を凝縮して復水を生成し、生成された復水が復水タンクに貯留される。復水タンクから給水加熱器に供給される復水（ボイラー給水）は、給水加熱器おいて排ガス中に含まれる蒸気の潜熱まで熱回収することで加熱される。加熱されたボイラー給水は、脱気器へと供給されるため、蒸気タービンから脱気器への抽気蒸気量が低減され、その結果、発電設備での発電量が増加される。 The power generation facility is equipped with a condenser, a condenser, and a deaerator. The condenser condenses the steam discharged through the steam turbine to generate condensate, and the generated condensate is stored in the condensate tank. The condensate (boiler water supply) supplied from the condensate tank to the feed water heater is heated by recovering the latent heat of the steam contained in the exhaust gas in the feed water heater. Since the heated boiler supply water is supplied to the deaerator, the amount of extracted steam from the steam turbine to the deaerator is reduced, and as a result, the amount of power generated by the power generation facility is increased.

給水加熱器は、過熱器及び節炭器で熱回収を行った後の比較的低温の排ガスから熱回収する排熱回収装置を構成するものである。この給水加熱器には、排ガス迂回ラインが付設されている。排ガス迂回ラインは、バグフィルタからの排ガスを給水加熱器に供給する排ガス供給ラインと、給水加熱器からの排ガスを煙突に供給する排ガス移送ラインとを給水加熱器を迂回するように接続する。 The feed water heater constitutes an exhaust heat recovery device that recovers heat from relatively low-temperature exhaust gas after heat recovery is performed by a superheater and an economizer. An exhaust gas detour line is attached to this feed water heater. The exhaust gas detour line connects the exhaust gas supply line that supplies the exhaust gas from the bag filter to the feed water heater and the exhaust gas transfer line that supplies the exhaust gas from the feed water heater to the chimney so as to bypass the feed water heater.

特許文献１に記載の廃棄物処理施設においては、バグフィルタの下流側の排ガスの全流量を流量（Ｆ）とした場合における、バグフィルタから給水加熱器に供給する排ガス供給ラインの排ガスの流量（Ｆ１）と、給水加熱器を迂回する排ガス迂回ラインの排ガスの流量（Ｆ－Ｆ１）とを制御することにより、排ガス移送ライン内の排ガスの温度を調整して、排ガス移送ラインの配管内と煙突とにおいて、酸露点腐食又は水蒸気凝縮が発生しないようにされている。 In the waste treatment facility described in Patent Document 1, when the total flow rate of the exhaust gas on the downstream side of the bag filter is set to the flow rate (F), the flow rate of the exhaust gas of the exhaust gas supply line supplied from the bag filter to the water supply heater ( By controlling F1) and the flow rate of exhaust gas (F-F1) of the exhaust gas bypass line that bypasses the water supply heater, the temperature of the exhaust gas in the exhaust gas transfer line is adjusted, and the inside of the exhaust gas transfer line piping and the chimney. In, acid dew point corrosion or steam condensation is prevented from occurring.

特開２０１３－２０４９７２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-204972

特許文献１に記載の廃棄物処理施設では、排ガス迂回ラインを介して給水加熱器を迂回させた排ガスで排ガス移送ラインの配管内を加温することにより、排ガス移送ラインの配管内、及びその下流側の煙突において酸露点以下にならないようされている。しかしながら、排ガス移送ラインの上流側に位置する給水加熱器においては、排ガス中に含まれる蒸気の潜熱まで熱回収することから、排ガスとの熱交換部における排ガスと接触する伝熱面（例えば、伝熱管の外表面）の温度が酸露点以下となり、伝熱面が局所的に酸露点腐食により損傷することがあり、排ガスの熱を長期に亘って安定的に回収することができない虞がある。 In the waste treatment facility described in Patent Document 1, the inside of the exhaust gas transfer line pipe and its downstream thereof are heated by heating the inside of the exhaust gas transfer line pipe with the exhaust gas bypassed by the water supply heater via the exhaust gas bypass line. The chimney on the side is designed so that it does not fall below the acid dew point. However, in the water supply heater located on the upstream side of the exhaust gas transfer line, heat is recovered up to the latent heat of the steam contained in the exhaust gas, so that the heat transfer surface in contact with the exhaust gas in the heat exchange section with the exhaust gas (for example, heat transfer). The temperature of the outer surface of the heat tube) becomes lower than the acid dew point, and the heat transfer surface may be locally damaged by the acid dew point corrosion, and the heat of the exhaust gas may not be stably recovered for a long period of time.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、排ガスと接触する伝熱面の酸露点腐食を防止することができ、これによって排ガスの熱を長期に亘って安定的に回収することができる排熱回収装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can prevent acid dew point corrosion of the heat transfer surface in contact with the exhaust gas, thereby stably recovering the heat of the exhaust gas for a long period of time. It is an object of the present invention to provide an exhaust heat recovery device capable of producing heat.

上記課題を解決するための本発明に係る排熱回収装置の特徴構成は、
排ガスと接触する伝熱面を有する排ガス熱交換器と、
前記伝熱面の温度が酸露点より高くなるように前記排ガス熱交換器に通流される熱媒の温度を調整する熱媒温度調整手段と、
を備えることにある。 The characteristic configuration of the waste heat recovery device according to the present invention for solving the above problems is
An exhaust gas heat exchanger that has a heat transfer surface that comes into contact with exhaust gas,
A heat medium temperature adjusting means for adjusting the temperature of the heat medium flowing through the exhaust gas heat exchanger so that the temperature of the heat transfer surface becomes higher than the acid dew point.
To prepare for.

本構成の排熱回収装置によれば、排ガスと接触する伝熱面を有する排ガス熱交換器において、伝熱面の温度が酸露点より高くなるように、排ガス熱交換器に通流される熱媒の温度が熱媒温度調整手段によって調整される。これにより、排ガスと接触する伝熱面の温度が酸露点より高くなるため、伝熱面の酸露点腐食を防止することができる。その結果、排ガスの熱を長期に亘って安定的に回収することができる。 According to the exhaust heat recovery device of this configuration, in an exhaust gas heat exchanger having a heat transfer surface in contact with exhaust gas, a heat medium passed through the exhaust gas heat exchanger so that the temperature of the heat transfer surface becomes higher than the acid dew point. The temperature of the heat transfer medium is adjusted by the heat transfer medium temperature adjusting means. As a result, the temperature of the heat transfer surface in contact with the exhaust gas becomes higher than the acid dew point, so that the acid dew point corrosion of the heat transfer surface can be prevented. As a result, the heat of the exhaust gas can be stably recovered over a long period of time.

本発明に係る排熱回収装置において、
タービン復水が導入される復水熱交換器と、
前記排ガス熱交換器と前記復水熱交換器との間で前記熱媒を循環させる熱媒循環路と、
をさらに備え、
前記復水熱交換器での前記熱媒と前記タービン復水との熱交換により前記タービン復水を加温するように構成されることが好ましい。 In the waste heat recovery device according to the present invention
With the condensate heat exchanger where the turbine condensate is introduced,
A heat medium circulation path for circulating the heat medium between the exhaust gas heat exchanger and the condensate heat exchanger,
Further prepare
It is preferable that the turbine condensate is heated by heat exchange between the heat medium and the turbine condensate in the condensate heat exchanger.

本構成の排熱回収装置によれば、排ガス熱交換器において排ガスから熱回収した熱媒が、排ガス熱交換器と復水熱交換器との間で循環され、復水熱交換器において熱媒とタービン復水との熱交換によりタービン復水が加温される。これにより、タービン復水中の溶存酸素を除去するために使用される、例えば、蒸気タービンからの抽気蒸気の抽出量を低減することができ、蒸気タービンによる発電量を増加させることができる、あるいは蒸気タービンを常時定格運転している場合（発電量が一定の場合）、蒸気タービンに供給される水蒸気を生成するための燃料等の消費量を低減することができる。 According to the exhaust heat recovery device of this configuration, the heat medium that recovers heat from the exhaust gas in the exhaust gas heat exchanger is circulated between the exhaust gas heat exchanger and the condensate heat exchanger, and the heat medium in the condensate heat exchanger. The heat exchange between the turbine and the turbine is heated. Thereby, for example, the amount of extracted steam extracted from the steam turbine, which is used to remove the dissolved oxygen in the condensate of the turbine, can be reduced, the amount of power generated by the steam turbine can be increased, or steam. When the turbine is always in rated operation (when the amount of power generation is constant), the consumption of fuel or the like for generating steam supplied to the steam turbine can be reduced.

本発明に係る排熱回収装置において、
前記熱媒循環路の圧力を調整する圧力調整手段をさらに備えることが好ましい。 In the waste heat recovery device according to the present invention
It is preferable to further provide a pressure adjusting means for adjusting the pressure in the heat medium circulation path.

本構成の排熱回収装置によれば、熱媒循環路の圧力を調整する圧力調整手段を備えることにより、熱媒循環路において循環される熱媒が、例えば、水等の液体である場合に、沸騰することがないように、圧力調整手段によって熱媒循環路の圧力を調整（この場合は加圧）することができる。その結果、水等の液体が沸騰することで液体から気体への相変化に伴う気泡の発生を防ぐことができる。これにより、気泡が発生した場合に、熱媒循環路において熱媒が循環されないといったような不具合の発生を確実に防ぐことができる。また、キャビテーションに起因する異常振動騒音の発生や、機器の損傷等も未然に防ぐことができる。 According to the exhaust heat recovery device of this configuration, when the heat medium circulated in the heat medium circulation path is, for example, a liquid such as water by providing the pressure adjusting means for adjusting the pressure in the heat medium circulation path. , The pressure in the heat medium circulation path can be adjusted (in this case, pressurized) by the pressure adjusting means so as not to boil. As a result, it is possible to prevent the generation of bubbles due to the phase change from the liquid to the gas due to the boiling of the liquid such as water. As a result, when bubbles are generated, it is possible to reliably prevent the occurrence of problems such as the heat medium not being circulated in the heat medium circulation path. In addition, it is possible to prevent the generation of abnormal vibration noise due to cavitation and damage to the equipment.

本発明に係る排熱回収装置において、
前記熱媒温度調整手段は、
前記復水熱交換器における前記熱媒の入口側と出口側とを短絡するバイパス管路を備え、
前記復水熱交換器に通流される前記熱媒の流量と前記バイパス管路に通流される前記熱媒の流量とを制御することにより、前記排ガス熱交換器に通流される前記熱媒の温度を調整することが好ましい。 In the waste heat recovery device according to the present invention
The heat medium temperature adjusting means is
A bypass pipeline for short-circuiting the inlet side and the outlet side of the heat medium in the condensate heat exchanger is provided.
By controlling the flow rate of the heat medium flowing through the condensate heat exchanger and the flow rate of the heat medium flowing through the bypass pipeline, the temperature of the heat medium flowing through the exhaust gas heat exchanger It is preferable to adjust.

例えば、被燃焼物の性状が変化した場合に、被燃焼物の燃焼に伴い発生した排ガスに含まれるＳＯｘやＨＣｌ等の酸性ガス成分（腐食性成分）の濃度が変化することがある。酸性ガス成分の濃度が変化すると、酸露点温度も変化する。本構成の排熱回収装置によれば、例えば、被燃焼物の性状変化等に起因して酸露点温度が変化したとしても、酸露点の変動に対応して伝熱面の温度が酸露点より高くなるように、熱媒温度調整手段が、復水熱交換器に通流される熱媒の流量とバイパス管路に通流される熱媒の流量との制御によって排ガス熱交換器に通流される熱媒の温度を調整することにより、伝熱面の酸露点腐食を確実に防止することができる。 For example, when the properties of the object to be burned change, the concentration of acid gas components (corrosive components) such as SOx and HCl contained in the exhaust gas generated by the combustion of the object to be burned may change. When the concentration of the acid gas component changes, the acid dew point temperature also changes. According to the exhaust heat recovery device of this configuration, even if the acid dew point temperature changes due to, for example, a change in the properties of the object to be burned, the temperature of the heat transfer surface is higher than the acid dew point in response to the change in the acid dew point. The heat transferred to the exhaust gas heat exchanger by the heat medium temperature adjusting means by controlling the flow rate of the heat medium flowing through the condensate heat exchanger and the flow rate of the heat medium flowing through the bypass pipeline so as to be high. By adjusting the temperature of the medium, acid dew point corrosion on the heat transfer surface can be reliably prevented.

図１は、本発明の一実施形態に係る排熱回収装置が適用されるバイオマス燃焼施設の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a biomass combustion facility to which the waste heat recovery device according to the embodiment of the present invention is applied.

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、発電設備を備えたバイオマス燃焼施設に本発明が適用された例を挙げて説明する。本発明が適用されるバイオマス燃焼施設において燃焼させるバイオマス燃料（被燃焼物）とは、化石燃料以外の植物や農産物等の自然界の有機性資源から抽出した生物由来の燃料である。バイオマス燃料としては、例えば、廃棄木材、間伐材、流木、草類、生活廃棄物、汚泥、家畜の糞尿、エネルギー作物（農作物）、これらを原料としたリサイクル燃料（ペレットやチップ）等が挙げられるが、以下の実施形態では、木質バイオマス燃料（廃棄木材、間伐材、木質チップ、木質ペレット等）や、ＰＫＳ（ＰａｌｍＫｅｒｎｅｌＳｈｅｌｌ）をはじめとした農作物残渣等の生物由来の有機性資源を含む燃料（植物系燃料）を燃焼するバイオマス燃焼施設、及び当該バイオマス燃料を燃焼したときに発生する排ガスから熱回収して有効利用を図る例を挙げて説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施形態や図面に記載される構成に限定されることは意図しない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, an example in which the present invention is applied to a biomass combustion facility equipped with a power generation facility will be described. The biomass fuel (combustible material) to be burned in the biomass combustion facility to which the present invention is applied is a biological fuel extracted from natural organic resources such as plants and agricultural products other than fossil fuels. Examples of the biomass fuel include waste wood, thinned wood, drifting wood, grass, domestic waste, sludge, livestock manure, energy crops (agricultural crops), and recycled fuels (pellets and chips) made from these. However, in the following embodiments, fuels containing bio-derived organic resources such as woody biomass fuels (waste wood, thinned wood, wood chips, wood pellets, etc.) and agricultural crop residues such as PKS (Palm Kernel Cell). An example of recovering heat from a biomass combustion facility that burns (vegetable fuel) and exhaust gas generated when the biomass fuel is burned for effective utilization will be described. However, the present invention is not intended to be limited to the configurations described in the embodiments and drawings described below.

図１は、本発明の一実施形態に係る排熱回収装置５０が適用されるバイオマス燃焼施設１の概略構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a biomass combustion facility 1 to which the waste heat recovery device 50 according to the embodiment of the present invention is applied.

＜全体構成＞
図１に示すバイオマス燃焼施設１は、図示されない搬送装置によって搬入されるバイオマス燃料を燃焼する燃焼炉２と、燃焼炉２から排出される排ガスを処理する排ガス処理設備３と、排ガスから回収した熱を利用して発電する発電設備４とを備えている。 <Overall configuration>
The biomass combustion facility 1 shown in FIG. 1 includes a combustion furnace 2 that burns biomass fuel carried in by a transfer device (not shown), an exhaust gas treatment facility 3 that treats exhaust gas discharged from the combustion furnace 2, and heat recovered from the exhaust gas. It is equipped with a power generation facility 4 that generates electricity using the above.

＜燃焼炉＞
燃焼炉２としては、バイオマス燃料を燃焼することができれば炉の形式は限定されるものではないが、例えば、ストーカ式燃焼炉や流動床式燃焼炉等を挙げることができる。 <Combustion furnace>
The type of the combustion furnace 2 is not limited as long as it can burn the biomass fuel, and examples thereof include a stoker type combustion furnace and a fluidized bed type combustion furnace.

ストーカ式燃焼炉は、炉内に配置されたストーカを動かし、ストーカ下部より燃焼空気を送り、バイオマス燃料を乾燥・燃焼・後燃焼させる形式の燃焼炉である。ここで、ストーカとしては、例えば、階段式ストーカとトラベリングストーカとがある。階段式ストーカは、可動火格子と固定火格子とが交互に階段状に配列されたものであり、乾燥段を形成する乾燥ストーカ、燃焼段を形成する燃焼ストーカ、及び後燃焼段を形成する後燃焼ストーカが、バイオマス燃料送り方向の上流側から下流側に向けて順に区分けされている。一方、トラベリングストーカは、炉内においてバイオマス燃料を移動させる方向に所定間隔を存して配される駆動輪及び従動輪に、複数の火格子を互いに回動自在に環状に連結してなる環状火格子体を巻き掛け装着して構成されている。トラベリングストーカにおいては、環状火格子体が周回運動するように駆動され、環状火格子体で受け止めた燃料投入機からのバイオマス燃料を移動させながら環状火格子体上で燃焼させるように構成されている。流動床式燃焼炉は、酸化マグネシウムを主成分とする流動砂（けい砂も含む）を堆積させた流動層の下部から加圧された空気を分散供給して、蓄熱した流動砂を流動させながら、その中でバイオマス燃料を燃焼させる形式の燃焼炉である。 The stalker type combustion furnace is a type of combustion furnace in which a stoker placed in the furnace is moved and combustion air is sent from the lower part of the stoker to dry, burn, and post-combust the biomass fuel. Here, examples of the stoker include a staircase type stoker and a traveling stoker. A stepped stoker is a set of movable grate and fixed grate arranged alternately in a stepped manner, and is a dry stoker that forms a dry stage, a combustion stoker that forms a combustion stage, and a post-combustion stage. The combustion stokers are divided in order from the upstream side to the downstream side in the biomass fuel feeding direction. On the other hand, the traveling stoker is an annular fire in which a plurality of grate is rotatably and annularly connected to the driving wheels and driven wheels arranged at predetermined intervals in the direction of moving the biomass fuel in the furnace. It is configured by winding and mounting a lattice body. In the traveling stoker, the annular grate is driven so as to orbit, and the biomass fuel from the fuel input machine received by the annular grate is moved and burned on the annular grate. .. In the fluidized bed type combustion furnace, pressurized air is dispersed and supplied from the lower part of the fluidized bed in which fluidized sand (including silica sand) containing magnesium oxide as a main component is deposited, and the accumulated fluidized sand is fluidized. , It is a type of combustion furnace that burns biomass fuel.

＜排ガス処理設備＞
排ガス処理設備３は、燃焼炉２から排出される排ガスの流れ経路に沿って配設される、ボイラ（過熱器）１１、節炭器１２、バグフィルタ（集塵装置）１３、誘引通風機１４、及び排気筒１５を備えている。これらの機器及び装置は、相互間がダクトによって接続されている。 <Exhaust gas treatment equipment>
The exhaust gas treatment equipment 3 is arranged along the flow path of the exhaust gas discharged from the combustion furnace 2, a boiler (superheater) 11, an economizer 12, a bag filter (dust collector) 13, and an attracting ventilator 14. , And an exhaust stack 15. These devices and devices are connected to each other by ducts.

ここで、バグフィルタ１３と誘引通風機１４とを接続するダクト３０は、上流側ダクト部２０、第一分岐ダクト部２１、第二分岐ダクト部２２、及び下流側ダクト部２３を含む。ダクト３０においては、第一分岐ダクト部２１と第二分岐ダクト部２２とが並列で配設されている。そして、ダクト３０においては、バグフィルタ１３からの排ガスを、上流側ダクト部２０、第一分岐ダクト部２１、及び下流側ダクト部２３を介して誘引通風機１４へと導く第一排ガス流路部３１と、バグフィルタ１３からの排ガスを、上流側ダクト部２０、第二分岐ダクト部２２、及び下流側ダクト部２３を介して誘引通風機１４へと導く第二排ガス流路部３２とが構成されている。 Here, the duct 30 connecting the bug filter 13 and the attracting ventilator 14 includes an upstream duct portion 20, a first branch duct portion 21, a second branch duct portion 22, and a downstream duct portion 23. In the duct 30, the first branch duct portion 21 and the second branch duct portion 22 are arranged in parallel. Then, in the duct 30, the first exhaust gas flow path portion that guides the exhaust gas from the bag filter 13 to the induced ventilator 14 via the upstream duct portion 20, the first branch duct portion 21, and the downstream duct portion 23. 31 and a second exhaust gas flow path portion 32 that guides the exhaust gas from the bag filter 13 to the induced ventilator 14 via the upstream duct portion 20, the second branch duct portion 22, and the downstream duct portion 23. Has been done.

排ガス処理設備３においては、燃焼炉２での燃焼に伴い発生した排ガスが、誘引通風機１４の作動による誘引作用により、ボイラ１１、節炭器１２、及びバグフィルタ１３に順次導入された後に、排気筒１５を介して大気中に放出される。 In the exhaust gas treatment facility 3, the exhaust gas generated by the combustion in the combustion furnace 2 is sequentially introduced into the boiler 11, the economizer 12, and the bug filter 13 by the attraction action by the operation of the attraction ventilator 14, and then. It is released into the atmosphere through the exhaust stack 15.

＜発電設備及びその付帯機器＞
発電設備４は、主として、蒸気タービン４１、及び蒸気タービン４１に連結される発電機４２により構成されている。発電設備４には、復水器４３、復水タンク４４、及び脱気器４５が付設されている。 <Power generation equipment and its ancillary equipment>
The power generation facility 4 is mainly composed of a steam turbine 41 and a generator 42 connected to the steam turbine 41. The power generation facility 4 is provided with a condenser 43, a condenser tank 44, and a deaerator 45.

蒸気タービン４１には、ボイラ１１で発生させた高温・高圧蒸気が供給される。これにより、蒸気タービン４１が高速で回転駆動され、蒸気タービン４１の回転に伴い発電機４２により発電される。復水器４３は、蒸気タービン４１を経て排出された蒸気を凝縮してタービン復水を生成し、生成されたタービン復水は復水タンク４４に貯留される。復水タンク４４に貯留されているタービン復水は、後述する排熱回収装置５０における復水熱交換器５２に導入されて加温される。加温されたタービン復水は、脱気器４５に導入される。脱気器４５は、加温された復水中の溶存酸素を除去する。脱気器４５でタービン復水の脱気を行う際の熱源には、ボイラ１１から蒸気タービン４１に送られる高温・高圧蒸気の一部や、蒸気タービン４１からの抽気蒸気が使用される。脱気器４５で脱気されたタービン復水は、節炭器１２を介してボイラ１１に導入される。 The high-temperature and high-pressure steam generated by the boiler 11 is supplied to the steam turbine 41. As a result, the steam turbine 41 is rotationally driven at high speed, and power is generated by the generator 42 as the steam turbine 41 rotates. The condenser 43 condenses the steam discharged through the steam turbine 41 to generate a turbine condensate, and the generated turbine condensate is stored in the condensate tank 44. The turbine condensate stored in the condensate tank 44 is introduced into the condensate heat exchanger 52 in the exhaust heat recovery device 50 described later and heated. The heated turbine condensate is introduced into the deaerator 45. The deaerator 45 removes the dissolved oxygen in the heated condensate. A part of the high-temperature / high-pressure steam sent from the boiler 11 to the steam turbine 41 and the extracted steam from the steam turbine 41 are used as a heat source for degassing the turbine condensate with the deaerator 45. The turbine condensate degassed by the deaerator 45 is introduced into the boiler 11 via the economizer 12.

＜排熱回収装置＞
次に、バイオマス燃料の燃焼に伴い発生した排ガスから熱を回収する排熱回収装置５０について説明する。排熱回収装置５０は、排ガスと接触する伝熱面を有する排ガス熱交換器５１と、復水タンク４４からのタービン復水が導入される復水熱交換器５２と、排ガス熱交換器５１と復水熱交換器５２との間で熱媒（本例では比較的温かい水であり、以下において「熱媒」を「温水」と称する。）を循環させる熱媒循環路５３と、排ガス熱交換器５１の伝熱面の温度が酸露点より高くなるように排ガス熱交換器５１に通流される温水の温度を調整する熱媒温度調整手段５４と、熱媒循環路５３の圧力を調整する圧力調整手段５５と、ダクト３０における排ガス流れを切り替える切替手段５６とを備えている。 <Exhaust heat recovery device>
Next, the waste heat recovery device 50 that recovers heat from the exhaust gas generated by the combustion of the biomass fuel will be described. The exhaust heat recovery device 50 includes an exhaust gas heat exchanger 51 having a heat transfer surface that comes into contact with the exhaust gas, a condensate heat exchanger 52 into which turbine condensate from the condensate tank 44 is introduced, and an exhaust gas heat exchanger 51. A heat medium circulation path 53 for circulating a heat medium (in this example, relatively warm water, hereinafter referred to as "hot water") with the condensate heat exchanger 52, and exhaust gas heat exchange. The heat medium temperature adjusting means 54 for adjusting the temperature of the hot water flowing through the exhaust gas heat exchanger 51 so that the temperature of the heat transfer surface of the device 51 is higher than the acid dew point, and the pressure for adjusting the pressure of the heat medium circulation path 53. The adjusting means 55 and the switching means 56 for switching the exhaust gas flow in the duct 30 are provided.

＜排ガス熱交換器＞
排ガス熱交換器５１は、第二分岐ダクト部２２の途中に介設されている。排ガス熱交換器５１は、金属等の熱伝導に優れる材料からなる伝熱管を備え、この伝熱管の内部に温水を流し、伝熱管の外表面（伝熱面）に排ガスを接触させることにより、伝熱管を介して排ガスの熱を温水に間接的に伝えて、第二分岐ダクト部２２の内部を流れる排ガスの熱を回収するように構成されている。なお、排ガス熱交換器５１は、バグフィルタ１３の下流側に配されており、排ガス熱交換器５１には、バグフィルタ１３でダスト等が除去された後の排ガスが導入される。このような条件で使用される排ガス熱交換器５１としては、装置構成のコンパクト化を図るために、伝熱管の表面にフィンが取り付けられたフィン付き伝熱管を用いた高熱交換率のフィン式熱交換器が採用されている。 <Exhaust gas heat exchanger>
The exhaust gas heat exchanger 51 is interposed in the middle of the second branch duct portion 22. The exhaust gas heat exchanger 51 is provided with a heat transfer tube made of a material having excellent heat conduction such as metal, and by flowing hot water inside the heat transfer tube and bringing the exhaust gas into contact with the outer surface (heat transfer surface) of the heat transfer tube, the exhaust gas is brought into contact with the outer surface (heat transfer surface) of the heat transfer tube. It is configured to indirectly transfer the heat of the exhaust gas to the hot water via the heat transfer tube and recover the heat of the exhaust gas flowing inside the second branch duct portion 22. The exhaust gas heat exchanger 51 is arranged on the downstream side of the bag filter 13, and the exhaust gas after dust and the like are removed by the bag filter 13 is introduced into the exhaust gas heat exchanger 51. As the exhaust gas heat exchanger 51 used under such conditions, a fin-type heat with a high heat exchange rate using a heat transfer tube with fins having fins attached to the surface of the heat transfer tube in order to make the device configuration compact. An exchanger is used.

＜復水熱交換器＞
復水熱交換器５２は、排ガス熱交換器５１と対をなすように設けられる。復水熱交換器５２としては、例えば、積層した伝熱プレート間に、熱媒循環路５３を循環する温水と、復水タンクからのタービン復水とを流して熱交換し、タービン復水を加温する構成のプレート式熱交換器を採用することができる。 <Condenser heat exchanger>
The condensate heat exchanger 52 is provided so as to be paired with the exhaust gas heat exchanger 51. As the condensate heat exchanger 52, for example, hot water circulating in the heat medium circulation path 53 and the turbine condensate from the condensate tank are flowed between the laminated heat transfer plates to exchange heat, and the turbine condensate is exchanged. A plate-type heat exchanger configured to heat can be adopted.

＜熱媒循環路＞
熱媒循環路５３は、排ガス熱交換器５１と復水熱交換器５２とを、熱媒往路配管６１及び熱媒復路配管６２によって接続することで構成されている。熱媒往路配管６１は、復水熱交換器５２における温水の出口側と排ガス熱交換器５１における温水の入口側とを接続する。熱媒復路配管６２は、排ガス熱交換器５１における温水の出口側と復水熱交換器５２における温水の入口側とを接続する。 <Heating medium circulation path>
The heat medium circulation path 53 is configured by connecting the exhaust gas heat exchanger 51 and the condensate heat exchanger 52 by a heat medium outbound path pipe 61 and a heat medium return path pipe 62. The heat medium outbound pipe 61 connects the hot water outlet side of the condensate heat exchanger 52 and the hot water inlet side of the exhaust gas heat exchanger 51. The heat medium return path pipe 62 connects the hot water outlet side of the exhaust gas heat exchanger 51 and the hot water inlet side of the condensate heat exchanger 52.

熱媒往路配管６１には、温水循環ポンプ６３が介設されている。温水循環ポンプ６３の吸込側と復水熱交換器５２の温水の出口側とは、第一往路配管部６４によって接続されている。温水循環ポンプ６３の吐出側と排ガス熱交換器５１の温水の入口側とは、第二往路配管部６５によって接続されている。温水循環ポンプ６３の作動により、温水循環ポンプ６３から高圧で押し出される温水が、熱媒循環路５３内で循環するように流れる。 A hot water circulation pump 63 is interposed in the heat medium outbound pipe 61. The suction side of the hot water circulation pump 63 and the hot water outlet side of the condensate heat exchanger 52 are connected by a first outbound piping section 64. The discharge side of the hot water circulation pump 63 and the hot water inlet side of the exhaust gas heat exchanger 51 are connected by a second outward piping section 65. By operating the hot water circulation pump 63, hot water extruded from the hot water circulation pump 63 at high pressure flows so as to circulate in the heat medium circulation path 53.

熱媒復路配管６２には、三方切替弁６６が介設されている。三方切替弁６６は、排ガス熱交換器５１の出口側からの温水が導入される入口ポートと、入口ポートから導入された温水を導出する第一出口ポート及び第二出口ポートとを有している。三方切替弁６６の入口ポートと排ガス熱交換器５１の温水の出口側とは、第一復路配管部６７によって接続されている。三方切替弁６６の第一出口ポートと復水熱交換器５２の温水の入口側とは、第二復路配管部６８によって接続されている。 A three-way switching valve 66 is interposed in the heat medium return path pipe 62. The three-way switching valve 66 has an inlet port into which hot water introduced from the outlet side of the exhaust gas heat exchanger 51 is introduced, and a first outlet port and a second outlet port for drawing out hot water introduced from the inlet port. .. The inlet port of the three-way switching valve 66 and the hot water outlet side of the exhaust gas heat exchanger 51 are connected by a first return piping section 67. The first outlet port of the three-way switching valve 66 and the hot water inlet side of the condensate heat exchanger 52 are connected by a second condensate piping section 68.

＜熱媒温度調整手段、バイパス管路＞
熱媒温度調整手段５４は、三方切替弁６６、バイパス配管７０、及び温水温度計７１を含む。バイパス配管７０は、三方切替弁６６の第二出口ポートと第一往路配管部６４とを接続する配管である。バイパス配管７０は、復水熱交換器５２における温水の入口側と出口側とを短絡するように復水熱交換器５２を迂回して熱媒往路配管６１と熱媒復路配管６２とに接続されており、本発明のバイパス管路を構成する。三方切替弁６６は、排ガス熱交換器５１の出口側から第一復路配管部６７を介して導入される温水を、第二復路配管部６８を介して復水熱交換器５２へと流す流路と、バイパス配管７０を介して第一往路配管部６４へと流す流路とを切り替える。温水温度計７１は、第二往路配管部６５の内部を流れる温水の温度を測定する。温水温度計７１の測定データは、後述する制御装置９０に送信される。 <Heat medium temperature control means, bypass pipeline>
The heat medium temperature adjusting means 54 includes a three-way switching valve 66, a bypass pipe 70, and a hot water thermometer 71. The bypass pipe 70 is a pipe that connects the second outlet port of the three-way switching valve 66 and the first outbound pipe portion 64. The bypass pipe 70 is connected to the heat medium outward path pipe 61 and the heat medium return path pipe 62 by bypassing the condensate heat exchanger 52 so as to short-circuit the inlet side and the outlet side of the hot water in the condensate heat exchanger 52. It constitutes the bypass pipeline of the present invention. The three-way switching valve 66 is a flow path in which hot water introduced from the outlet side of the exhaust gas heat exchanger 51 via the first return piping section 67 flows to the condensate heat exchanger 52 via the second return piping section 68. And the flow path to flow to the first outbound pipe portion 64 via the bypass pipe 70. The hot water thermometer 71 measures the temperature of hot water flowing inside the second outbound piping section 65. The measurement data of the hot water thermometer 71 is transmitted to the control device 90 described later.

＜圧力調整手段＞
圧力調整手段５５は、高圧水供給源７３、高圧水供給管７４、高圧水制御弁７５、膨張管７６、膨張タンク７７、及び圧力計７８を含む。 <Pressure adjusting means>
The pressure adjusting means 55 includes a high-pressure water supply source 73, a high-pressure water supply pipe 74, a high-pressure water control valve 75, an expansion pipe 76, an expansion tank 77, and a pressure gauge 78.

高圧水供給管７４おいて、一端側は、第一往路配管部６４における、バイパス配管７０が接続される位置と温水循環ポンプ６３が接続される位置との間の部分に接続され、他端側は、高圧水供給源７３に接続されている。高圧水制御弁７５は、高圧水供給管７４の途中に介設されている。 In the high-pressure water supply pipe 74, one end side is connected to a portion of the first outward piping portion 64 between the position where the bypass pipe 70 is connected and the position where the hot water circulation pump 63 is connected, and the other end side. Is connected to the high pressure water supply source 73. The high-pressure water control valve 75 is interposed in the middle of the high-pressure water supply pipe 74.

膨張管７６において、一端側は、第一往路配管部６４における、高圧水供給管７４が接続される位置と温水循環ポンプ６３が接続される位置との間の部分に接続され、他端側は、膨張タンク７７に接続されている。膨張タンク７７は、熱媒循環路５３を循環する温水の温度上昇及び下降による体積変化を吸収することを主な目的として設置されるが、結果として、熱媒循環路５３を循環する温水の余剰分も吸収することができる。圧力計７８は、膨張管７６を介して熱媒循環路５３内の圧力を測定できるように膨張管７６に付設されている。圧力計７８の測定データは、後述する制御装置９０に送信される。 In the expansion pipe 76, one end side is connected to a portion of the first outbound piping portion 64 between the position where the high pressure water supply pipe 74 is connected and the position where the hot water circulation pump 63 is connected, and the other end side is connected. , Is connected to the expansion tank 77. The expansion tank 77 is installed mainly for the purpose of absorbing the volume change due to the temperature rise and fall of the hot water circulating in the heat medium circulation path 53, but as a result, the surplus hot water circulating in the heat medium circulation path 53 is installed. It can also absorb minutes. The pressure gauge 78 is attached to the expansion pipe 76 so that the pressure in the heat medium circulation path 53 can be measured via the expansion pipe 76. The measurement data of the pressure gauge 78 is transmitted to the control device 90 described later.

＜切替手段＞
切替手段５６は、第一ダンパ８１、第二ダンパ８２、アクチュエータ８３，８４を含む。第一ダンパ８１は、第一分岐ダクト部２１の途中に介設され、第一分岐ダクト部２１の流路を開閉する。第二ダンパ８２は、第二分岐ダクト部２２の途中に介設され、第二分岐ダクト部２２の流路を開閉する。アクチュエータ８３，８４は、制御信号に応じてダンパ８１，８２を回動駆動する電動モータ等により構成されている。 <Switching means>
The switching means 56 includes a first damper 81, a second damper 82, and actuators 83, 84. The first damper 81 is interposed in the middle of the first branch duct portion 21 and opens and closes the flow path of the first branch duct portion 21. The second damper 82 is interposed in the middle of the second branch duct portion 22 and opens and closes the flow path of the second branch duct portion 22. The actuators 83 and 84 are configured by an electric motor or the like that rotationally drives the dampers 81 and 82 in response to a control signal.

熱媒温度調整手段５４、圧力調整手段５５、及び切替手段５６は、それぞれコンピュータを主体に構成される制御装置９０をさらに含む。 The heat medium temperature adjusting means 54, the pressure adjusting means 55, and the switching means 56 further include a control device 90 mainly composed of a computer.

熱媒温度調整手段５４においては、制御装置９０が、温水の目標温度として設定された設定目標温度と温水温度計７１の測定値とを比較し、温水温度計７１の測定値が設定目標温度となるように、三方切替弁６６に対して制御信号を送信して三方切替弁６６の弁開度を調整する。これにより、排ガス熱交換器５１を通流する温水の全流量を（ｑ）とした場合における、三方切替弁６６から第二復路配管部６８を介して復水熱交換器５２へと流れる温水の流量（ｑ１）と、三方切替弁６６からバイパス配管７０を介して第一往路配管部６４へと流れる温水の流量（ｑ－ｑ１）とを制御することができる。 In the heat medium temperature adjusting means 54, the control device 90 compares the set target temperature set as the target temperature of the hot water with the measured value of the hot water thermometer 71, and the measured value of the hot water thermometer 71 is the set target temperature. Therefore, a control signal is transmitted to the three-way switching valve 66 to adjust the valve opening degree of the three-way switching valve 66. As a result, when the total flow rate of the hot water flowing through the exhaust gas heat exchanger 51 is (q), the hot water flowing from the three-way switching valve 66 to the condensate heat exchanger 52 via the second return piping section 68. It is possible to control the flow rate (q1) and the flow rate (q−q1) of hot water flowing from the three-way switching valve 66 to the first outbound piping section 64 via the bypass pipe 70.

圧力調整手段５５においては、制御装置９０が、熱媒循環路５３を循環する温水が沸騰しないように膨張管７６の管内の目標圧力として設定された設定目標圧力と圧力計７８の測定値とを比較し、圧力計７８の測定値が設定目標圧力となるように、高圧水制御弁７５に対し制御信号を送信して高圧水制御弁７５の弁開度を調整する。これにより、高圧水供給源７３から高圧水供給管７４を介して第一往路配管部６４に供給される高圧水の供給量を制御することができる。 In the pressure adjusting means 55, the control device 90 sets the set target pressure set as the target pressure in the expansion tube 76 so that the hot water circulating in the heat medium circulation path 53 does not boil, and the measured value of the pressure gauge 78. By comparison, a control signal is transmitted to the high pressure water control valve 75 to adjust the valve opening degree of the high pressure water control valve 75 so that the measured value of the pressure gauge 78 becomes the set target pressure. As a result, it is possible to control the amount of high-pressure water supplied from the high-pressure water supply source 73 to the first outbound piping section 64 via the high-pressure water supply pipe 74.

切替手段５６においては、制御装置９０から各アクチュエータ８３，８４に対して送信される制御信号にて各ダンパ８１，８２を選択的に開閉する。これにより、上流側ダクト部２０、及び下流側ダクト部２３に対し選択的に排ガスを流すことができる。 In the switching means 56, the dampers 81 and 82 are selectively opened and closed by the control signal transmitted from the control device 90 to the actuators 83 and 84. As a result, the exhaust gas can be selectively flowed to the upstream duct portion 20 and the downstream duct portion 23.

下流側ダクト部２３には、当該ダクト部２３内を流れる排ガスに含まれる酸性ガス成分の濃度を検出する酸性ガス濃度分析計８５が付設されている。酸性ガス濃度分析計８５は、例えば、塩化水素濃度計やＳＯｘ濃度計等により構成可能である。塩化水素濃度計としては、例えば、下流側ダクト部２３から排ガスの一部を吸い出して当該排ガス中の塩化水素濃度を測定するイオン電極連続分析型の塩化水素濃度計や、レーザー出力部とこれに対応する受光部とを有し、吸収スペクトルから塩化水素濃度を測定するレーザー式の塩化水素濃度計等が挙げられる。ＳＯｘ濃度計としては、例えば、非分散型赤外線式の二酸化硫黄濃度計等が挙げられる。酸性ガス濃度分析計８５の検出データは、制御装置９０に送信される。 An acid gas concentration analyzer 85 for detecting the concentration of an acid gas component contained in the exhaust gas flowing in the duct portion 23 is attached to the downstream duct portion 23. The acid gas concentration analyzer 85 can be configured by, for example, a hydrogen chloride concentration meter, an SOx concentration meter, or the like. Examples of the hydrogen chloride concentration meter include an ion electrode continuous analysis type hydrogen chloride concentration meter that sucks out a part of the exhaust gas from the downstream duct section 23 and measures the hydrogen chloride concentration in the exhaust gas, and a laser output section and the like. Examples thereof include a laser type hydrogen chloride concentration meter having a corresponding light receiving unit and measuring the hydrogen chloride concentration from the absorption spectrum. Examples of the SOx densitometer include a non-dispersive infrared type sulfur dioxide densitometer. The detection data of the acid gas concentration analyzer 85 is transmitted to the control device 90.

以上に述べたように構成される排熱回収装置５０を備えるバイオマス燃焼施設１において、燃焼炉２でのバイオマス燃料の燃焼に伴い発生した高温の排ガスは、排ガス処理設備３に導入される。排ガス処理設備３において、ボイラ１１は、高温の排ガスから熱を回収して高温・高圧蒸気を発生する。節炭器１２は、ボイラ１１で熱回収された後の排ガスから更に熱を回収する。バグフィルタ１３は、節炭器１２で熱回収された後の排ガスに含まれるダスト等を除去する。バグフィルタ１３でダスト等が除去された後の低温の排ガスの熱は、排熱回収装置５０によって回収される。ダスト等が除去された熱回収後の排ガスは、排気筒１５を介して大気中に放出される。 In the biomass combustion facility 1 provided with the exhaust heat recovery device 50 configured as described above, the high-temperature exhaust gas generated by the combustion of the biomass fuel in the combustion furnace 2 is introduced into the exhaust gas treatment facility 3. In the exhaust gas treatment equipment 3, the boiler 11 recovers heat from the high-temperature exhaust gas to generate high-temperature and high-pressure steam. The economizer 12 further recovers heat from the exhaust gas after the heat is recovered by the boiler 11. The bug filter 13 removes dust and the like contained in the exhaust gas after the heat is recovered by the economizer 12. The heat of the low-temperature exhaust gas after the dust and the like are removed by the bag filter 13 is recovered by the exhaust heat recovery device 50. The exhaust gas after heat recovery from which dust and the like have been removed is released into the atmosphere through the exhaust stack 15.

バイオマス燃焼施設１において、排熱回収装置５０で排熱を回収する場合、制御装置９０は、各アクチュエータ８３，８４に対して所定の制御信号を送信し、各ダンパ８１，８２の回動角度を調整して、第一ダンパ８１を全閉とする一方で、第二ダンパ８２を全開とし、全ての排ガスが排ガス熱交換器５１に向かうようにする。これにより、排ガスから排熱を排ガス熱交換器５１で回収することができる。一方、排熱回収装置５０の保守・点検を行う場合や、万一、排熱回収装置５０に不具合が生じた場合、制御装置９０は、各アクチュエータ８３，８４に対して所定の制御信号を送信し、各ダンパ８１，８２の回動角度を調整して、第二ダンパ８２を全閉とする一方で、第一ダンパ８１を全開とし、全ての排ガスが第一分岐ダクト部２１を流れるようにする。これにより、バイオマス燃焼施設１の運転を継続しつつ、排熱回収装置５０の保守・点検を行ったり、排熱回収装置５０に生じた不具合を解消するための対策を施したりすることができる。 When the waste heat is recovered by the waste heat recovery device 50 in the biomass combustion facility 1, the control device 90 transmits a predetermined control signal to the actuators 83 and 84 to set the rotation angle of the dampers 81 and 82. By adjusting, the first damper 81 is fully closed, while the second damper 82 is fully opened so that all the exhaust gas goes to the exhaust gas heat exchanger 51. As a result, the exhaust heat can be recovered from the exhaust gas by the exhaust gas heat exchanger 51. On the other hand, when the exhaust heat recovery device 50 is maintained / inspected, or if a problem should occur in the exhaust heat recovery device 50, the control device 90 transmits a predetermined control signal to the actuators 83 and 84. Then, the rotation angles of the dampers 81 and 82 are adjusted so that the second damper 82 is fully closed while the first damper 81 is fully opened so that all the exhaust gas flows through the first branch duct portion 21. do. As a result, while continuing the operation of the biomass combustion facility 1, maintenance and inspection of the waste heat recovery device 50 can be performed, and measures can be taken to eliminate problems caused in the waste heat recovery device 50.

排熱回収装置５０では、バグフィルタ１３からの１９０～２００℃程度の排ガスから熱回収して１４５～１５０℃程度の排ガスを下流側へと送り出している。排熱回収装置５０において、排ガスの熱を長期に亘って安定的に回収するためには、排ガス熱交換器５１における伝熱面の酸露点腐食を防止する必要があり、そのために、伝熱面の温度が酸露点より高くなるように、排ガス熱交換器５１に通流される温水の温度が熱媒温度調整手段５４によって調整される。 The waste heat recovery device 50 recovers heat from the exhaust gas of about 190 to 200 ° C. from the bag filter 13 and sends out the exhaust gas of about 145 to 150 ° C. to the downstream side. In the exhaust heat recovery device 50, in order to stably recover the heat of the exhaust gas for a long period of time, it is necessary to prevent the acid dew point corrosion of the heat transfer surface in the exhaust gas heat exchanger 51, and therefore, the heat transfer surface. The temperature of the hot water flowing through the exhaust gas heat exchanger 51 is adjusted by the heat medium temperature adjusting means 54 so that the temperature of the hot water is higher than the acid dew point.

排ガス熱交換器５１を流れる排ガスの酸露点が例えば９０℃程度である場合、熱媒循環路５３を流れる温水の温度が例えば１１０℃程度となるように、熱媒温度調整手段５４により温水の温度調整動作が行われる。すなわち、熱媒温度調整手段５４において、制御装置９０は、温水の目標温度として設定された設定目標温度（本例の場合、１１０℃）と温水温度計７１の測定値とを比較し、温水温度計７１の測定値が設定目標温度となるように、三方切替弁６６に対して制御信号を送信して三方切替弁６６の弁開度を調整することにより、三方切替弁６６から第二復路配管部６８を介して復水熱交換器５２へと流れる温水の流量（ｑ１）と、三方切替弁６６からバイパス配管７０を介して第一往路配管部６４へと流れる温水の流量（ｑ－ｑ１）とを制御する。 When the acid dew point of the exhaust gas flowing through the exhaust gas heat exchanger 51 is, for example, about 90 ° C., the temperature of the hot water is set by the heat medium temperature adjusting means 54 so that the temperature of the hot water flowing through the heat medium circulation path 53 is, for example, about 110 ° C. The adjustment operation is performed. That is, in the heat medium temperature adjusting means 54, the control device 90 compares the set target temperature (110 ° C. in this example) set as the target temperature of the hot water with the measured value of the hot water thermometer 71, and the hot water temperature. By transmitting a control signal to the three-way switching valve 66 and adjusting the valve opening of the three-way switching valve 66 so that the measured value of the total 71 becomes the set target temperature, the second return path piping from the three-way switching valve 66 The flow rate of hot water flowing to the condensate heat exchanger 52 via the section 68 (q1) and the flow rate of hot water flowing from the three-way switching valve 66 to the first outbound piping section 64 via the bypass pipe 70 (q-q1). And control.

温水温度計７１の測定値が１１０℃よりも低い場合、制御装置９０は、設定目標温度（１１０℃）と温水温度計７１の測定値とを比較し、その差分に応じて、復水熱交換器５２へと流れる温水の流量（ｑ１）に対し、バイパス配管７０を介して第一往路配管部６４へと流れる温水の流量（ｑ－ｑ１）を相対的に増加させるように温水の流量（ｑ１、ｑ－ｑ１）を制御する。 When the measured value of the hot water thermometer 71 is lower than 110 ° C., the control device 90 compares the set target temperature (110 ° C.) with the measured value of the hot water thermometer 71, and exchanges the condensate heat according to the difference. The flow rate of hot water (q1) so as to relatively increase the flow rate of hot water (q−q1) flowing to the first outbound piping section 64 via the bypass pipe 70 with respect to the flow rate of hot water (q1) flowing to the vessel 52. , Q−q1) is controlled.

一方、温水温度計７１の測定値が１１０℃よりも高い場合、制御装置９０は、設定目標温度（１１０℃）と温水温度計７１の測定値とを比較し、その差分に応じて、バイパス配管７０を介して第一往路配管部６４へと流れる温水の流量（ｑ－ｑ１）に対し、復水熱交換器５２へと流れる温水の流量（ｑ１）を増加させるように温水の流量（ｑ－ｑ１、ｑ１）を制御する。 On the other hand, when the measured value of the hot water thermometer 71 is higher than 110 ° C., the control device 90 compares the set target temperature (110 ° C.) with the measured value of the hot water thermometer 71, and according to the difference, the bypass pipe. The flow rate of hot water (q-) so as to increase the flow rate (q1) of hot water flowing to the condensate heat exchanger 52 with respect to the flow rate (q−q1) of hot water flowing to the first outward piping portion 64 via 70. It controls q1 and q1).

燃焼炉２に供給されるバイオマス燃料の性状が変化した場合、燃焼炉２での燃焼に伴い発生した排ガスに含まれるＳＯｘやＨＣｌ等の酸性ガス成分（腐食性成分）の濃度が変化することがある。酸性ガス成分の濃度が変化すると、酸露点温度も変化する。そこで、酸性ガス濃度分析計８５により酸性ガス成分の濃度が変化したことが検出された場合、その濃度変化に応じて、温水の設定目標温度の設定値を変化させる。そして、制御装置９０は、変更後の設定目標温度と温水温度計７１の測定値とを比較し、温水温度計７１の測定値が設定目標温度となるように、三方切替弁６６に対して制御信号を送信して三方切替弁６６の弁開度を調整することにより、復水熱交換器５２へと流れる温水の流量（ｑ１）と、バイパス配管７０を介して第一往路配管部６４へと流れる温水の流量（ｑ－ｑ１）とを制御する。こうして、酸露点が変動しても、排ガス熱交換器５１の伝熱面の温度が酸露点より高くなるように、排ガス熱交換器５１に通流される温水の温度を調整することができる。 When the properties of the biomass fuel supplied to the combustion furnace 2 change, the concentration of acid gas components (corrosive components) such as SOx and HCl contained in the exhaust gas generated by the combustion in the combustion furnace 2 may change. be. When the concentration of the acid gas component changes, the acid dew point temperature also changes. Therefore, when the acid gas concentration analyzer 85 detects that the concentration of the acid gas component has changed, the set value of the hot water setting target temperature is changed according to the change in the concentration. Then, the control device 90 compares the changed set target temperature with the measured value of the hot water thermometer 71, and controls the three-way switching valve 66 so that the measured value of the hot water thermometer 71 becomes the set target temperature. By transmitting a signal to adjust the valve opening of the three-way switching valve 66, the flow rate of hot water flowing to the condensate heat exchanger 52 (q1) and the flow rate of hot water (q1) to the first outbound piping section 64 via the bypass pipe 70. The flow rate of the flowing hot water (q−q1) is controlled. In this way, even if the acid dew point fluctuates, the temperature of the hot water flowing through the exhaust gas heat exchanger 51 can be adjusted so that the temperature of the heat transfer surface of the exhaust gas heat exchanger 51 becomes higher than the acid dew point.

本実施形態の排熱回収装置５０によれば、排ガスと接触する伝熱面を有する排ガス熱交換器５１において、伝熱面の温度が酸露点より高くなるように、排ガス熱交換器５１に通流される温水の温度が熱媒温度調整手段５４によって調整される。これにより、排ガスと接触する伝熱面の温度が酸露点より高くなるため、伝熱面の酸露点腐食を確実に防止することができる。その結果、排ガスの熱を長期に亘って安定的に回収することができる。また、本実施形態のバイオマス燃焼施設１では、排熱回収装置５０で熱回収した後の排ガスが誘引通風機１４に導入されるので、排ガス温度の低下によるガス体積減少により誘引通風機１４の動力を削減することができ、省エネルギー化を図ることができる。 According to the exhaust heat recovery device 50 of the present embodiment, in the exhaust gas heat exchanger 51 having a heat transfer surface in contact with the exhaust gas, the heat transfer surface is passed through the exhaust gas heat exchanger 51 so that the temperature of the heat transfer surface is higher than the acid dew point. The temperature of the hot water to be flowed is adjusted by the heat transfer medium temperature adjusting means 54. As a result, the temperature of the heat transfer surface in contact with the exhaust gas becomes higher than the acid dew point, so that the acid dew point corrosion of the heat transfer surface can be reliably prevented. As a result, the heat of the exhaust gas can be stably recovered over a long period of time. Further, in the biomass combustion facility 1 of the present embodiment, the exhaust gas after heat recovery by the exhaust heat recovery device 50 is introduced into the induced ventilator 14, so that the power of the attracted ventilator 14 is reduced due to the decrease in gas volume due to the decrease in the exhaust gas temperature. Can be reduced and energy can be saved.

本実施形態では、熱媒循環路５３において循環される熱媒として温水が使用されている。温水を使用する場合、沸騰により液体から気体への相変化に伴う気泡の発生を防ぐ必要がある。そこで、圧力調整手段５５において、制御装置９０は、熱媒循環路５３を循環する温水が沸騰しないように膨張管７６の管内の目標圧力として設定された設定目標圧力と圧力計７８の測定値とを比較し、圧力計７８の測定値が設定目標圧力となるように、高圧水制御弁７５に対し制御信号を送信して高圧水制御弁７５の弁開度を調整することにより、高圧水供給源７３から高圧水供給管７４を介して第一往路配管部６４に供給される高圧水の供給量を制御する。こうして、気泡が発生した場合に、熱媒循環路において熱媒が循環されないといったような不具合の発生を確実に防ぐことができる。また、キャビテーションに起因する異常振動騒音の発生や、機器の損傷等も未然に防ぐことができる。なお、第一往路配管部６４への高圧水の供給により、熱媒循環路５３を循環する温水の余剰分が生じた場合には、熱媒循環路５３の圧力が上昇することになるので、結果としてその余剰分が膨張タンク７７によって吸収される。 In this embodiment, hot water is used as a heat medium circulated in the heat medium circulation path 53. When using hot water, it is necessary to prevent the generation of bubbles due to the phase change from liquid to gas due to boiling. Therefore, in the pressure adjusting means 55, the control device 90 sets a target pressure set as a target pressure in the expansion tube 76 so that the hot water circulating in the heat medium circulation path 53 does not boil, and a measured value of the pressure gauge 78. High-pressure water is supplied by transmitting a control signal to the high-pressure water control valve 75 to adjust the valve opening of the high-pressure water control valve 75 so that the measured value of the pressure gauge 78 becomes the set target pressure. The amount of high-pressure water supplied from the source 73 to the first outbound piping section 64 via the high-pressure water supply pipe 74 is controlled. In this way, when bubbles are generated, it is possible to reliably prevent the occurrence of problems such as the heat medium not being circulated in the heat medium circulation path. In addition, it is possible to prevent the generation of abnormal vibration noise due to cavitation and damage to the equipment. If the supply of high-pressure water to the first outbound piping section 64 causes a surplus of hot water circulating in the heat medium circulation path 53, the pressure in the heat medium circulation path 53 will increase. As a result, the surplus is absorbed by the expansion tank 77.

排熱回収装置５０においては、排ガス熱交換器５１と復水熱交換器５２との間で温水が循環され、復水熱交換器５２での温水とタービン復水との熱交換によりタービン復水が加温される。これにより、タービン復水中の溶存酸素を除去するために脱気器４５において脱気を行う際の熱源として使用される、例えば、ボイラ１１から蒸気タービン４１への高温・高圧蒸気の送給ラインからの抽気蒸気や、蒸気タービン４１からの抽気蒸気の抽出量を低減することができ、蒸気タービン４１による発電量を増加させることができる、あるいは蒸気タービン４１を常時定格運転している場合（発電量が一定の場合）、蒸気タービン４１に供給される水蒸気を生成するためのバイオマス燃料等の消費量を低減することができる。 In the exhaust heat recovery device 50, hot water is circulated between the exhaust gas heat exchanger 51 and the condensate heat exchanger 52, and the hot water in the condensate heat exchanger 52 exchanges heat with the condensate from the turbine to condense the turbine. Is heated. Thereby, it is used as a heat source when degassing in the deaerator 45 to remove the dissolved oxygen in the turbine condensate, for example, from the high temperature / high pressure steam supply line from the boiler 11 to the steam turbine 41. The amount of extracted steam and the amount of extracted steam extracted from the steam turbine 41 can be reduced, the amount of power generated by the steam turbine 41 can be increased, or the amount of power generated by the steam turbine 41 is always rated (power generation amount). (When is constant), it is possible to reduce the consumption of biomass fuel and the like for generating steam supplied to the steam turbine 41.

以上、本発明の排熱回収装置について、一実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができる。 The exhaust heat recovery device of the present invention has been described above based on one embodiment, but the present invention is not limited to the configuration described in the above embodiment, and the configuration is appropriately configured as long as the purpose is not deviated. Can be changed.

本発明の排熱回収装置は、例えば、都市ごみ等の燃焼施設や、下水やし尿の汚泥燃焼施設、木質チップ等のバイオマス燃料の燃焼施設、その他の燃焼施設等での燃焼処理に伴い発生する腐食性成分を含有する排ガスから排熱を回収する用途において利用可能である。 The waste heat recovery device of the present invention is generated by combustion treatment in, for example, a combustion facility for municipal waste, a sludge combustion facility for sewage and urine, a combustion facility for biomass fuel such as wood chips, and other combustion facilities. It can be used in applications for recovering exhaust heat from exhaust gas containing corrosive components.

１バイオマス燃焼施設
５０排熱回収装置
５１排ガス熱交換器
５２復水熱交換器
５３熱媒循環路
５４熱媒温度調整手段
５５圧力調整手段
７０バイパス管路 1 Biomass combustion facility 50 Exhaust heat recovery device 51 Exhaust heat exchanger 52 Condensate heat exchanger 53 Heat medium circulation path 54 Heat medium temperature adjusting means 55 Pressure adjusting means 70 Bypass pipeline

Claims

An exhaust gas heat exchanger that has a heat transfer surface that comes into contact with exhaust gas,
A heat medium temperature adjusting means for adjusting the temperature of hot water which is a heat medium of a liquid passed through the exhaust gas heat exchanger so that the temperature of the heat transfer surface becomes higher than the acid dew point.
It is an exhaust heat recovery device equipped with
With the condensate heat exchanger where the turbine condensate is introduced,
A heat medium circulation path for circulating the hot water between the exhaust gas heat exchanger and the condensate heat exchanger,
Further prepare
It is configured to heat the turbine condensate by heat exchange between the hot water and the turbine condensate in the condensate heat exchanger.
Further provided with a pressure adjusting means for adjusting the pressure of the heat medium circulation path,
The pressure adjusting means is
The high-pressure water supply source, which is the high-pressure water supply source,
A high-pressure water supply pipe connecting the high-pressure water supply source and the heat medium circulation path,
A high-pressure water control valve interposed in the high-pressure water supply pipe,
A pressure gauge that measures the pressure in the heat medium circulation path, and
The set target pressure set as the target pressure so that the hot water circulating in the heat medium circulation path is compared with the measured value of the pressure gauge, and the measured value of the pressure gauge becomes the set target pressure. In addition, a control device that adjusts the valve opening of the high-pressure water control valve,
Including
By supplying the high-pressure water from the high-pressure water supply source to the heat medium circulation path through the high-pressure water supply pipe, the hot water circulated in the heat medium circulation path does not boil. In addition, an exhaust heat recovery device that pressurizes the heat medium circulation path.

The heat medium temperature adjusting means is
A bypass pipeline for short-circuiting the inlet side and the outlet side of the hot water in the condensate heat exchanger is provided.
By controlling the flow rate of the hot water flowing through the condensate heat exchanger and the flow rate of the hot water flowing through the bypass pipeline, the temperature of the hot water flowing through the exhaust gas heat exchanger is adjusted. The waste heat recovery device according to claim 1.