JPH0598908A - 燃焼炉の燃焼ガスを利用する発電装置 - Google Patents
燃焼炉の燃焼ガスを利用する発電装置Info
- Publication number
- JPH0598908A JPH0598908A JP26206491A JP26206491A JPH0598908A JP H0598908 A JPH0598908 A JP H0598908A JP 26206491 A JP26206491 A JP 26206491A JP 26206491 A JP26206491 A JP 26206491A JP H0598908 A JPH0598908 A JP H0598908A
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- combustion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 廃棄物等の燃焼ガスを利用する発電装置にお
いて、燃焼ガスによる腐食問題を起すことなく高温・高
圧の水蒸気を得るようにする。 【構成】 独立した空気ループ３，燃焼炉１の燃焼ガス
Ｇで空気ループ３内の空気を加熱する熱交換器２，熱交
換器２を出た燃焼ガスによって水蒸気を発生する廃熱ボ
イラ４，廃熱ボイラ４の発生水蒸気Ｓを空気ループ３内
の高温空気ＨＡにより加熱する最終過熱器５、及び最終
過熱器５で加熱された高温・高圧水蒸気により駆動され
発電機６′を駆動する蒸気タービン６を備えた。
いて、燃焼ガスによる腐食問題を起すことなく高温・高
圧の水蒸気を得るようにする。 【構成】 独立した空気ループ３，燃焼炉１の燃焼ガス
Ｇで空気ループ３内の空気を加熱する熱交換器２，熱交
換器２を出た燃焼ガスによって水蒸気を発生する廃熱ボ
イラ４，廃熱ボイラ４の発生水蒸気Ｓを空気ループ３内
の高温空気ＨＡにより加熱する最終過熱器５、及び最終
過熱器５で加熱された高温・高圧水蒸気により駆動され
発電機６′を駆動する蒸気タービン６を備えた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は廃棄物焼却プラント等の
燃焼炉の燃焼ガスを利用する発電装置に関する。
燃焼炉の燃焼ガスを利用する発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみ，産業廃棄物，汚泥などの廃棄
物焼却プラントの燃焼ガスによって発電を行う場合は、
通常廃熱ボイラと蒸気タービンを組合せたランキンサイ
クルを採用している。
物焼却プラントの燃焼ガスによって発電を行う場合は、
通常廃熱ボイラと蒸気タービンを組合せたランキンサイ
クルを採用している。
【０００３】即ち、焼却炉から出た高温燃焼ガスを廃熱
ボイラへ送り蒸気を発生させ、その蒸気で蒸気タービン
を運転し、発電を行っていた。
ボイラへ送り蒸気を発生させ、その蒸気で蒸気タービン
を運転し、発電を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来のランキン
サイクルを用いて発電を行う場合、発電効率を向上させ
るためには、蒸気タービン入口の作動流体（蒸気）温度
をできるだけ高くする必要がある。しかし、廃棄物焼却
炉等から得られた燃焼ガスで高温・高圧蒸気を作るに
は、燃焼ガスの腐食性のために現在これに耐え得る過熱
器材料がなく、従って、低温蒸気により発電を行わざる
をえない。
サイクルを用いて発電を行う場合、発電効率を向上させ
るためには、蒸気タービン入口の作動流体（蒸気）温度
をできるだけ高くする必要がある。しかし、廃棄物焼却
炉等から得られた燃焼ガスで高温・高圧蒸気を作るに
は、燃焼ガスの腐食性のために現在これに耐え得る過熱
器材料がなく、従って、低温蒸気により発電を行わざる
をえない。
【０００５】本発明は、以上の問題点を解決することが
できる燃焼炉の燃焼ガスを利用する発電装置を提供しよ
うとするものである。
できる燃焼炉の燃焼ガスを利用する発電装置を提供しよ
うとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の燃焼炉の燃焼ガ
スを利用する発電装置は、独立した空気ループ、燃焼炉
の燃焼ガスにより前記空気ループ内の空気を加熱する熱
交換器、前記熱交換器を出た燃焼ガスが導入されて水蒸
気を発生する廃熱ボイラ、前記熱交換器で加熱された空
気ループ内の空気により前記廃ガスボイラの発生水蒸気
を加熱する最終過熱器、及び前記最終過熱器で加熱され
た高温・高圧水蒸気により駆動され発電機を駆動する蒸
気タービンを備えたことを特徴とする。
スを利用する発電装置は、独立した空気ループ、燃焼炉
の燃焼ガスにより前記空気ループ内の空気を加熱する熱
交換器、前記熱交換器を出た燃焼ガスが導入されて水蒸
気を発生する廃熱ボイラ、前記熱交換器で加熱された空
気ループ内の空気により前記廃ガスボイラの発生水蒸気
を加熱する最終過熱器、及び前記最終過熱器で加熱され
た高温・高圧水蒸気により駆動され発電機を駆動する蒸
気タービンを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明では、燃焼炉の燃焼ガスは、熱交換器に
おいて空気ループ内の空気を加熱し自らの温度を下げた
上、廃熱ボイラに導入されて水蒸気を発生する。この発
生した水蒸気は、最終加熱器において、前記熱交換器で
加熱され昇温した空気ループ内の空気によって加熱され
た上、蒸気タービンを駆動して発電が行われる。最終過
熱器で水蒸気を加熱して自らの温度を下げた空気ループ
内の空気は、再び前記熱交換器において燃焼炉の燃焼ガ
スによって加熱される。
おいて空気ループ内の空気を加熱し自らの温度を下げた
上、廃熱ボイラに導入されて水蒸気を発生する。この発
生した水蒸気は、最終加熱器において、前記熱交換器で
加熱され昇温した空気ループ内の空気によって加熱され
た上、蒸気タービンを駆動して発電が行われる。最終過
熱器で水蒸気を加熱して自らの温度を下げた空気ループ
内の空気は、再び前記熱交換器において燃焼炉の燃焼ガ
スによって加熱される。
【０００８】以上のように、本発明では、廃熱ボイラに
導入される燃焼炉の燃焼ガスは熱交換器で温度が下げら
れており、燃焼ガスによる腐食の問題は発生しない。
導入される燃焼炉の燃焼ガスは熱交換器で温度が下げら
れており、燃焼ガスによる腐食の問題は発生しない。
【０００９】一方、廃熱ボイラで発生した水蒸気は、最
終過熱器において、前記熱交換器において燃焼炉の燃焼
ガスによって加熱されて昇温した空気ループ内のクリー
ンな空気と熱交換して高温・高圧となるために、燃焼ガ
スの熱が有効に水蒸気の加熱に利用されると共に最終過
熱器における腐食の問題の発生も避けられる。
終過熱器において、前記熱交換器において燃焼炉の燃焼
ガスによって加熱されて昇温した空気ループ内のクリー
ンな空気と熱交換して高温・高圧となるために、燃焼ガ
スの熱が有効に水蒸気の加熱に利用されると共に最終過
熱器における腐食の問題の発生も避けられる。
【００１０】また、蒸気タービンに入る水蒸気は高温・
高圧となっており、熱効率が向上する。
高圧となっており、熱効率が向上する。
【００１１】
【実施例】廃棄物の燃焼熱によりランキンサイクルで発
電を行う本発明の一実施例を、図１及び図２によって説
明する。
電を行う本発明の一実施例を、図１及び図２によって説
明する。
【００１２】図１において、１は燃焼される廃棄物の投
入口１′をもつ燃焼炉で、同燃焼炉１で発生する高温の
燃焼ガスＧは、後記する熱交換器２を経て廃熱ボイラ４
へ導入されて水蒸気Ｓを発生するようになっている。こ
の水蒸気Ｓは、最終過熱器５へ導かれて、後記するよう
に高温・高圧蒸気ＨＳとなり、発電機６′に連結された
蒸気タービン６へ導入されて同蒸気タービンを駆動す
る。蒸気タービン６を出た水蒸気は復水器７において凝
縮されて給水タンク８へ貯溜される。
入口１′をもつ燃焼炉で、同燃焼炉１で発生する高温の
燃焼ガスＧは、後記する熱交換器２を経て廃熱ボイラ４
へ導入されて水蒸気Ｓを発生するようになっている。こ
の水蒸気Ｓは、最終過熱器５へ導かれて、後記するよう
に高温・高圧蒸気ＨＳとなり、発電機６′に連結された
蒸気タービン６へ導入されて同蒸気タービンを駆動す
る。蒸気タービン６を出た水蒸気は復水器７において凝
縮されて給水タンク８へ貯溜される。
【００１３】前記熱交換器２と前記最終過熱器５を通る
閉鎖された空気ループ３が設けられ、同空気ループ３内
の空気は循環ファン１０によって同空気ループ３内を循
環するようになっている。なお、９は給水タンク８内の
水を廃熱ボイラ４へ給水する給水ポンプである。
閉鎖された空気ループ３が設けられ、同空気ループ３内
の空気は循環ファン１０によって同空気ループ３内を循
環するようになっている。なお、９は給水タンク８内の
水を廃熱ボイラ４へ給水する給水ポンプである。
【００１４】前記熱交換器２を、図２によって説明す
る。熱交換器２の円筒状のケーシング２１の左右方向の
中央部は、円環状に外方に突出する空気ダクト４０とな
っていて、同空気ダクト４０内には、断面円形のハニカ
ム状のセラミックス製の熱交換エレメント２４が回転で
きるように配置されている。
る。熱交換器２の円筒状のケーシング２１の左右方向の
中央部は、円環状に外方に突出する空気ダクト４０とな
っていて、同空気ダクト４０内には、断面円形のハニカ
ム状のセラミックス製の熱交換エレメント２４が回転で
きるように配置されている。
【００１５】前記熱交換器ケーシング２１の前記熱交換
エレメント２４の両側は、同ケーシング２１の軸方向へ
延びる仕切板２２によって上下に等分に区画され、上方
に燃焼ガス流路２３ａ，下方に空気流路２３ｂが形成さ
れている。前記の燃焼炉１の高温の燃焼ガスＧは、矢印
ａに示すように、図２中右側の燃焼ガス流路２３ａ内を
左方へ向って流れ、熱交換エレメント２４を通過して、
矢印ｂに示すように左側の燃焼ガス流路２３ａ内を流
れ、廃熱ボイラ４へ導かれるようになっている。また、
前記空気ループ３内の空気は、矢印ｃに示すように、図
２中左側の空気流路２３ｂ内を右方へ向って流れ、熱交
換エレメント２４を通過して、矢印ｄに示すように右側
の空気流路２３ｂを流れるようになっている。
エレメント２４の両側は、同ケーシング２１の軸方向へ
延びる仕切板２２によって上下に等分に区画され、上方
に燃焼ガス流路２３ａ，下方に空気流路２３ｂが形成さ
れている。前記の燃焼炉１の高温の燃焼ガスＧは、矢印
ａに示すように、図２中右側の燃焼ガス流路２３ａ内を
左方へ向って流れ、熱交換エレメント２４を通過して、
矢印ｂに示すように左側の燃焼ガス流路２３ａ内を流
れ、廃熱ボイラ４へ導かれるようになっている。また、
前記空気ループ３内の空気は、矢印ｃに示すように、図
２中左側の空気流路２３ｂ内を右方へ向って流れ、熱交
換エレメント２４を通過して、矢印ｄに示すように右側
の空気流路２３ｂを流れるようになっている。
【００１６】前記熱交換エレメント２４の全外周には、
環状のギヤ２８が設けられ、熱交換エレメント２４は、
環状のギヤ２８に噛合う３個のギヤで回転できるように
前記空気ダクト２３内に支持されており、その中の１個
のギヤ２７ａ（図１参照）は、駆動モータ２７ｂに駆動
軸２７を介して連結されており、ギヤ２７ａの回転によ
って熱交換エレメント２４は矢印ｆの方向に回転するよ
うになっている。
環状のギヤ２８が設けられ、熱交換エレメント２４は、
環状のギヤ２８に噛合う３個のギヤで回転できるように
前記空気ダクト２３内に支持されており、その中の１個
のギヤ２７ａ（図１参照）は、駆動モータ２７ｂに駆動
軸２７を介して連結されており、ギヤ２７ａの回転によ
って熱交換エレメント２４は矢印ｆの方向に回転するよ
うになっている。
【００１７】前記空気ダクト４０には冷却用空気入口４
０ａが設けられ、冷却用空気は同空気入口４０ａを経て
前記ギヤ２８及びその駆動及び支持用のギヤを冷却した
上、矢印ｇに示すように、前記空気流路２３ｂと空気ダ
クト４０とを連絡する管４０ｂを通って空気流路２３ｂ
へ入り、空気ループ３内の空気を補充するようになって
いる。
０ａが設けられ、冷却用空気は同空気入口４０ａを経て
前記ギヤ２８及びその駆動及び支持用のギヤを冷却した
上、矢印ｇに示すように、前記空気流路２３ｂと空気ダ
クト４０とを連絡する管４０ｂを通って空気流路２３ｂ
へ入り、空気ループ３内の空気を補充するようになって
いる。
【００１８】前記熱交換エレメント２４が回転して燃焼
ガス流路２３ａから空気流路２３ｂへ入る側の仕切板２
２の上下両面上には、それぞれ区画室２５ａ，２５ｂが
形成されており、区画室２５ａ，２５ｂ内に開口しケー
シング２１の外側を通って燃焼ガスの出口側の燃焼ガス
流路２３ａにそれぞれ連絡された灰バイパスライン２９
及び灰もどしライン３０が設けられている。また、前記
熱交換エレメント２４とケーシング２１，仕切板２２及
び区画室２５ｂとの間、及び環状のギヤ２８の側部と空
気ダクト４０との間にはシール２６が設けられている。
ガス流路２３ａから空気流路２３ｂへ入る側の仕切板２
２の上下両面上には、それぞれ区画室２５ａ，２５ｂが
形成されており、区画室２５ａ，２５ｂ内に開口しケー
シング２１の外側を通って燃焼ガスの出口側の燃焼ガス
流路２３ａにそれぞれ連絡された灰バイパスライン２９
及び灰もどしライン３０が設けられている。また、前記
熱交換エレメント２４とケーシング２１，仕切板２２及
び区画室２５ｂとの間、及び環状のギヤ２８の側部と空
気ダクト４０との間にはシール２６が設けられている。
【００１９】以上の構成をもつ熱交換器によって、熱交
換エレメント２４は、燃焼ガス流路２３ａ内を流れる燃
焼炉１の高温の燃焼ガスＧによって加熱され、同熱交換
エレメント２４の回転に伴って加熱された熱交換エレメ
ント２４の部分が空気流路２３ｂ内へ移動して空気流路
２３ｂ内を流れる空気を加熱する。
換エレメント２４は、燃焼ガス流路２３ａ内を流れる燃
焼炉１の高温の燃焼ガスＧによって加熱され、同熱交換
エレメント２４の回転に伴って加熱された熱交換エレメ
ント２４の部分が空気流路２３ｂ内へ移動して空気流路
２３ｂ内を流れる空気を加熱する。
【００２０】また、熱交換エレメント２４の燃焼ガス入
口側に付着した燃焼ガスＧ内のダストは、仕切板２２と
熱交換エレメント２４との間のシール２６によって熱交
換エレメント２４より剥がされて区画室２５ａ内に貯え
られ、灰バイパスライン２９を通って再び燃焼ガスＧ中
へ送られて廃熱ボイラ４へ導かれる。一方、熱交換エレ
メント２４のハニカム内に付着した燃焼ガスＧ中のダス
トは、矢印ｃ方向へ流れる空気流路２３ｂ内の空気流に
よって区画室２５ｂ内へ送られ、空気圧によって灰もど
しライン３０を通って燃焼ガスＧ中へ送られて廃熱ボイ
ラ４へ導かれる。このようにして、熱交換エレメント２
４内の清掃が行われる。
口側に付着した燃焼ガスＧ内のダストは、仕切板２２と
熱交換エレメント２４との間のシール２６によって熱交
換エレメント２４より剥がされて区画室２５ａ内に貯え
られ、灰バイパスライン２９を通って再び燃焼ガスＧ中
へ送られて廃熱ボイラ４へ導かれる。一方、熱交換エレ
メント２４のハニカム内に付着した燃焼ガスＧ中のダス
トは、矢印ｃ方向へ流れる空気流路２３ｂ内の空気流に
よって区画室２５ｂ内へ送られ、空気圧によって灰もど
しライン３０を通って燃焼ガスＧ中へ送られて廃熱ボイ
ラ４へ導かれる。このようにして、熱交換エレメント２
４内の清掃が行われる。
【００２１】以上のように構成された本実施例におい
て、燃焼炉１の高温の燃焼ガスＧは、前記のように、熱
交換器２の燃焼ガス流路２３ａ内を流れ、熱交換エレメ
ント２４を介して空気流路２３ｂ内を流れる空気ループ
３内の空気を加熱し、自らは温度を下げて廃熱ボイラ４
へ導入されて水蒸気Ｓを発生する。
て、燃焼炉１の高温の燃焼ガスＧは、前記のように、熱
交換器２の燃焼ガス流路２３ａ内を流れ、熱交換エレメ
ント２４を介して空気流路２３ｂ内を流れる空気ループ
３内の空気を加熱し、自らは温度を下げて廃熱ボイラ４
へ導入されて水蒸気Ｓを発生する。
【００２２】このように、廃熱ボイラ４へ導入される燃
焼ガスＧの温度は低下しているために、燃焼ガスＧによ
って腐食の問題が発生することがない。
焼ガスＧの温度は低下しているために、燃焼ガスＧによ
って腐食の問題が発生することがない。
【００２３】廃熱ボイラ４で発生した水蒸気Ｓは最終過
熱器５へ導かれ、ここで前記燃焼ガスＧと熱交換した空
気ループ３内の高温空気ＨＡと熱交換して高温・高圧の
水蒸気ＨＳとなる。この最終過熱器５における熱交換に
よって、燃焼ガスＧのもつ熱は効果的に高温・高圧蒸気
ＨＳに回収されることになる。また、この最終過熱器５
では、水蒸気とクリーンな空気間の熱交換が行われるた
めに、腐食の問題が発生することもない。
熱器５へ導かれ、ここで前記燃焼ガスＧと熱交換した空
気ループ３内の高温空気ＨＡと熱交換して高温・高圧の
水蒸気ＨＳとなる。この最終過熱器５における熱交換に
よって、燃焼ガスＧのもつ熱は効果的に高温・高圧蒸気
ＨＳに回収されることになる。また、この最終過熱器５
では、水蒸気とクリーンな空気間の熱交換が行われるた
めに、腐食の問題が発生することもない。
【００２４】以上のように、最終過熱器５を出た高温・
高圧の水蒸気ＨＳは、蒸気タービン６を駆動して、発電
機６′によって発電が行われる。
高圧の水蒸気ＨＳは、蒸気タービン６を駆動して、発電
機６′によって発電が行われる。
【００２５】以上のように、本実施例では、熱交換器２
において空気ループ３内の空気を加熱して燃焼炉１の燃
焼ガスＧの温度を下げて廃熱ボイラ４へ導かれるため
に、廃熱ボイラ４における腐食を防ぐことができる。
において空気ループ３内の空気を加熱して燃焼炉１の燃
焼ガスＧの温度を下げて廃熱ボイラ４へ導かれるため
に、廃熱ボイラ４における腐食を防ぐことができる。
【００２６】また、廃熱ボイラ４で発生した水蒸気Ｓ
は、最終過熱器５において空気ループ３のクリーンな空
気と熱交換して加熱されるために、前記燃焼ガスＧの熱
を有効に回収することができ、また、同最終過熱器５に
おける腐食の発生を防ぐことができる。
は、最終過熱器５において空気ループ３のクリーンな空
気と熱交換して加熱されるために、前記燃焼ガスＧの熱
を有効に回収することができ、また、同最終過熱器５に
おける腐食の発生を防ぐことができる。
【００２７】また更に、蒸気タービン６へ入る水蒸気は
高温・高圧となり、熱効率を上げることができる。
高温・高圧となり、熱効率を上げることができる。
【００２８】従来において、廃棄物焼却炉の燃焼ガスに
よって廃熱ボイラで得られる水蒸気の温度は４００℃，
圧力は４０kg/cm2Ｇ程度であったが、本実施例では温度
５００℃，圧力１００kg/cm2Ｇ程度の水蒸気を得ること
が可能となり、サイクル効率を約１０％向上させること
ができる。
よって廃熱ボイラで得られる水蒸気の温度は４００℃，
圧力は４０kg/cm2Ｇ程度であったが、本実施例では温度
５００℃，圧力１００kg/cm2Ｇ程度の水蒸気を得ること
が可能となり、サイクル効率を約１０％向上させること
ができる。
【００２９】
【発明の効果】本発明は、特許請求の範囲に記載された
構成を具備したことによって、燃焼炉の燃焼ガスによっ
て廃熱ボイラにおいて水蒸気を発生し、これによって蒸
気タービンを駆動して発電を行うに当って、高温の過熱
器に従来の材料を用いても十分高温の蒸気を得ることが
可能である。また、空気ループの空気を介して燃焼ガス
の熱を水蒸気へ伝達することによって、高温・高圧の水
蒸気を得ることができ、サイクル効率を向上させること
ができる。
構成を具備したことによって、燃焼炉の燃焼ガスによっ
て廃熱ボイラにおいて水蒸気を発生し、これによって蒸
気タービンを駆動して発電を行うに当って、高温の過熱
器に従来の材料を用いても十分高温の蒸気を得ることが
可能である。また、空気ループの空気を介して燃焼ガス
の熱を水蒸気へ伝達することによって、高温・高圧の水
蒸気を得ることができ、サイクル効率を向上させること
ができる。
【図１】本発明の一実施例の系統図である。
【図２】同実施例の熱交換器の一部を破断して示す斜視
図である。
図である。
１ 燃焼炉 ２ 熱交換器 ３ 空気ループ ４ 廃熱ボイラ ５ 最終過熱器 ６ 蒸気タービン ６′ 発電機 ７ 復水器 ８ 給水タンク ９ 給水ポンプ １０ 循環ファン ２１ ケーシング ２２ 仕切板 ２３ａ 燃焼ガス流路 ２３ｂ 空気流路 ２４ 熱交換エレメント ２５ａ，２５ｂ 区画室 ２９ 灰バイパスライン ３０ 灰もどしライン ４０ 空気ダクト Ｇ 高温燃焼ガス Ｓ 水蒸気 ＨＡ 高温空気 ＨＳ 高温・高圧の水蒸気
Claims (1)
- 【請求項１】 独立した空気ループ、燃焼炉の燃焼ガス
により前記空気ループ内の空気を加熱する熱交換器、前
記熱交換器を出た燃焼ガスが導入されて水蒸気を発生す
る廃熱ボイラ、前記熱交換器で加熱された空気ループ内
の空気により前記廃ガスボイラの発生水蒸気を加熱する
最終過熱器、及び前記最終過熱器で加熱された高温・高
圧水蒸気により駆動され発電機を駆動する蒸気タービン
を備えたことを特徴とする燃焼炉の燃焼ガスを利用する
発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26206491A JPH0598908A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 燃焼炉の燃焼ガスを利用する発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26206491A JPH0598908A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 燃焼炉の燃焼ガスを利用する発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0598908A true JPH0598908A (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=17370531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26206491A Withdrawn JPH0598908A (ja) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | 燃焼炉の燃焼ガスを利用する発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0598908A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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