JPH06346706A

JPH06346706A - ゴミ焼却装置

Info

Publication number: JPH06346706A
Application number: JP5137175A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Nishiguchi; 信幸西口; Masahiko Watanabe; 正彦渡辺; Shinichi Segawa; 伸一瀬川; Kazunori Uemura; 和則植村; Mitsuyuki Nishihara; 充幸西原
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1994-12-20
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JP2695368B2

Abstract

(57)【要約】【目的】既存の高効率発電装置を備えたゴミ焼却装置
であっても、昼夜の電力需要の変動に対応して、効率を
低下させることなく発電量を調節できるゴミ焼却装置を
提供することを目的とする。【構成】焼却炉１で発生する排ガスから廃熱回収して
蒸気を発生する廃熱ボイラ６と、その発生蒸気によりタ
ービン１４を駆動して発電する発電装置３とを備え、前
記廃熱ボイラ６から前記発電装置３への蒸気供給路１６
に路内蒸気を過熱する燃焼式過熱器１７を設けてあるゴ
ミ焼却装置であって、前記燃焼式過熱器１７による夜間
の過熱量を低減または停止する過熱量調節手段４０と、
そのときの前記タービン１４の出口における蒸気の湿り
度を設定値以上に維持する背圧調節手段４１を設けて構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】近年、ゴミ焼却炉での発生熱エネ
ルギーを有効利用するために、焼却炉で発生した排ガス
に含まれる熱を廃熱ボイラを用いて熱交換し蒸気発電す
る発電機を備え、余剰ゴミ発電を外部に供給する都市ゴ
ミ焼却装置が注目されている。本発明は、焼却炉で発生
する排ガスから廃熱回収して蒸気を発生する廃熱ボイラ
と、その発生蒸気によりタービンを駆動して発電する発
電装置とを備え、前記廃熱ボイラから前記発電装置への
蒸気供給路に路内蒸気を過熱する燃焼式過熱器を設けて
あるゴミ焼却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のゴミ焼却装置では、約６０Ｋの
圧力の下、廃熱ボイラでの発生蒸気を過熱する燃焼式過
熱器を設けて、再熱サイクルの初圧を上げて熱効率を向
上させ、昼間の電力供給量を増すように構成していた。
ここに、例えば、電力需要が多い昼間に比べ、需要の少
ない夜間にはそれほど大容量の電力が必要とされないこ
とから、夜間に燃焼式過熱器の運転を停止させてエネル
ギーの有効利用を図ることや、昼間であっても、電力需
要に見合ったエネルギーの有効利用を図ることが考えら
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した燃焼
式過熱器の過熱量の低減や、運転停止は、高圧下での飽
和蒸気温度が高いことから（例えば６０Ｋの圧力下での
飽和蒸気温度が２７４℃で、廃熱ボイラでの発生蒸気温
度が約２８０℃に過ぎないことから）、タービン入口で
の蒸気の湿り度が大きくなりタービンの羽根を腐食させ
る等の損傷を与えることになるという欠点があった。そ
こで、例えば、蒸気圧力を昼夜で切り替え式に構成し
て、夜間は廃熱ボイラで十分に過熱ができる程度に圧力
を下げることが考えられるが、そのような圧力切り替え
式のボイラ等を設計するには、構造が複雑になり高価な
ものにつくという欠点がある。本発明の目的は、上述し
た従来の欠点を解消する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明によるゴミ焼却装置の特徴構成は、燃焼式過熱器
による過熱量を低減または停止する過熱量調節手段と、
そのときの前記タービンの出口における蒸気の湿り度を
設定値以上に維持する背圧調節手段を設けてある点にあ
る。

【０００５】

【作用】過熱量調節手段は、燃焼式過熱器により飽和蒸
気をタービン入口での羽根の腐食等の損傷を回避できる
程度に過熱することによりに、例えば、夜間の過熱量を
昼間に比べて大幅に低下させる、そして、背圧調節手段
は、そのときの前記タービンの出口における蒸気の湿り
度を設定値以上に維持するようにタービンの背圧を調節
することにより、タービン出口での羽根の腐食等の損傷
を回避するのである。

【０００６】

【発明の効果】本発明によれば、既存の高効率発電装置
を備えたゴミ焼却装置であっても、昼夜の電力需要の変
動に対応して、効率を低下させることなく発電量を調節
できるゴミ焼却装置を提供できるようになった。

【０００７】

【実施例】以下に実施例を説明する。ゴミ焼却装置は、
図３に示すように、都市ゴミを焼却処理するストーカ式
の焼却炉１と、焼却炉１から発生する排ガスを浄化処理
する排ガス処理装置２と、排ガスの熱を利用して発電す
る発電装置３等で構成してある。

【０００８】前記焼却炉１は、被焼却物を受け入れるホ
ッパ４と、ホッパ４内の被焼却物である都市ゴミを下端
部から炉内に投入するプッシャＰｕと、プッシャＰｕに
より投入された被焼却物を攪拌搬送しながら、その底部
から供給される高温の一次燃焼空気により順次乾燥、燃
焼、灰化処理するストーカＳとを設けるとともに、未燃
焼ガスの燃焼を完結させるために、ストーカＳの上部空
間に二次燃焼空間７を形成して、該空間７に二次燃焼用
空気を供給する二次燃焼空気供給部９を該空間７に臨ま
せて設けるとともに、該空間７の下流側の空間８に、燃
焼排ガスの熱エネルギーを回収する廃熱ボイラ６を設け
て構成してある。

【０００９】前記排ガス処理装置２は、前記空間８の下
流に設けた排ガス路１０から煙突１１に至る流路途中に
設けたバグフィルタ１２、洗煙装置１３等で構成してあ
る。

【００１０】前記発電装置３は、蒸気タービン１４とそ
の出力軸に連結された発電機１５とから構成してあり、
電力需要の多い昼間には、前記廃熱ボイラ６から発生す
る約６０ｋｇｆ／ｃｍ²、３１０℃の高圧の蒸気を主蒸
気路である蒸気供給路１６を介して燃焼式過熱器１７に
導き、その燃焼式過熱器１７で約５００℃に過熱した後
に前記蒸気タービン１４に供給する。前記蒸気タービン
１４に供給され全エネルギーを発電に供した蒸気は排気
路１４ｃを通して冷却器１８で冷却された後に回収さ
れ、前記廃熱ボイラ６に循環させる復水路２５を通して
還流される。また、前記蒸気タービン１４に供給された
蒸気の一部はエネルギーの一部を発電に供した後に抽気
路１４ａ，１４ｂから取り出されて、前記復水路２５に
設けた給水予熱器１９に導かれる。

【００１１】前記蒸気供給路１６に分岐路２０を設け
て、その分岐路２０に、前記廃熱ボイラ６での発生蒸気
の一部を４０ｋｇｆ／ｃｍ²に減圧する減圧バルブでな
る減圧機構２０ａと、減圧蒸気を蓄積するアキュムレー
タＡを設けてあり、前記アキュムレータＡからの蒸気を
通気する通気路２１と前記タービン１４の抽気路１４ａ
とを接続してある。

【００１２】前記廃熱ボイラ６では、数秒の周期で数パ
ーセントの蒸気量変動が頻繁に発生するばかりでなく、
前記焼却炉１での焼却状態が良好（燃えやすいゴミが安
定して供給されている）である場合には前記廃熱ボイラ
６で発生する蒸気量は全体的に増し、焼却状態が悪化
（水分の多い燃えにくいゴミが供給されている）する場
合には前記廃熱ボイラ６で発生する蒸気量は全体的に減
少するといった数十分の周期による数十パーセントの蒸
気量変動が生じる。そこで、数十分の周期による数十パ
ーセントの蒸気量変動に対応して、余剰蒸気が発生した
場合には、前記蒸気供給路１６に設けた流量調整バルブ
２２を調節して余剰蒸気を前記アキュムレータＡに蓄積
する一方、前記廃熱ボイラ６で発生蒸気が不足した場合
には、前記アキュムレータＡへの蒸気の蓄積を中止し
て、前記タービン１４の抽気路１４ａに設けた抽気量調
整バルブ２３を絞って前記タービン１４への供給熱量を
有効に発電に利用するとともに、前記通気路２１に設け
た通気量調整バルブ２４を開放して、前記アキュムレー
タＡに蓄積された蒸気（２４ｋｇｆ／ｃｍ²）を前記抽
気路１４ａに供給する。

【００１３】前記燃焼式過熱器１７は、図１に示すよう
に、ガスバーナ１７ａと、ガスバーナ１７ａから供給さ
れる燃料ガスを燃焼させる燃焼室１７ｂとを設けた燃焼
部と、その燃焼部で燃焼した排ガスにより前記廃熱ボイ
ラ６からの蒸気を過熱する過熱路１７ｄを設けた熱交換
部とで構成してあり、冷却用ガスとして前記熱交換部か
ら排出される排ガスの一部を流量調節弁１７ｅを介して
前記燃焼室１７ｂに供給する冷却用循環路１７ｃを設け
るとともに、他の排ガスを前記焼却路の二次燃焼用空気
として供給する燃焼用空気供給路３０を設けてある。ま
た、前記過熱路１７ｄの途中に蒸気量の減少時に蒸気量
を補償する水噴霧機構１７ｆを前後二段にわたり設け、
出口に蒸気流量計１７ｇを設けてある。前記熱交換部の
出口には、排ガス温度を検出する温度検出器１７ｈを設
けてあり、温度検出器１７ｈによる検出温度を一定に保
つべく前記流量調節弁１７ｅを調節する。

【００１４】一方、上述のゴミ焼却装置には、前記燃焼
式過熱器１７による夜間の過熱量を低減または停止する
過熱量調節手段４０と、そのときの前記タービン１４の
出口における蒸気の湿り度を設定値以上に維持する背圧
調節手段４１を設けてあり、電力需要の少ない夜間に不
必要な発電を抑制する。前記過熱量調節手段４０は、ガ
スバーナ１７ａに供給する燃料ガス量を調節する燃料ガ
ス調節機構４０ａと、前記流量調節弁１７ｅ等で構成し
てあり、温度検出器１７ｈによる夜間の検出温度を昼間
に比べて大幅に低下させるべく、燃料ガス量を調節し、
前記流量調節弁１７ｅを調節する。つまり、前記廃熱ボ
イラ６から発生する約６０ｋｇｆ／ｃｍ²、３１０℃の
高圧の蒸気によりある程度は過熱されているので、前記
タービン１４の入口における蒸気の湿り度はほぼ０パー
セントであり、それ以上の過熱が不要である場合もある
が、その変動が激しい時などにはその変動をも考慮して
前記燃焼式過熱器１７により若干の過熱を行うことによ
り前記タービン１４の入口における羽根の腐食等の損傷
（一般に、ドレンアタックという）を防止する。前記背
圧調節手段４１は、前記冷却器１８のファンの風量調節
機構であり、蒸気の真空度を調節して、前記タービン１
４の出口における蒸気の湿り度を設定値（ここでは約１
０パーセント）以上に維持する。つまり、前記タービン
１４の出口の蒸気圧力が等しければ、前記燃焼式過熱器
１７による過熱温度が低いほど断熱膨張後の蒸気の湿り
度が大きくなるので、湿り度を前記設定値以上に維持す
るべく、過熱度が小さければそれだけ冷却を制限して圧
力を高めに維持することにより、前記タービン１４の出
口における羽根の腐食等の損傷を防止する。前記過熱量
調節手段４０と背圧調節手段４１の調節は、昼間におけ
る発電量の調節をも行うコンピュータを用いた発電制御
装置（図示せず）により行われる。ここに、前記背圧調
節手段４１により圧力を上昇させると、湿り度を前記設
定値以上に維持するための過熱量が少なくて済むので、
前記燃焼式過熱器１７へ供給する燃料ガス量を少なく、
或いは、前記燃焼式過熱器１７を停止させることもでき
る。その結果、発電量も低下することになるが、発電の
ための燃料費等の支出と、発電による収入のバランス
で、所期の目的を達成しながらどの程度に調節すべきか
を決定すればよい。

【００１５】〔別実施例〕先の実施例では昼夜の運転切
換について説明したが、これに限定するものではなく、
昼間であっても、発電量を増すことが要求されれば、過
熱度を上げ、或いは、背圧を下げればよく、発電量を減
らすことが要求される場合には、過熱度を下げ、或い
は、背圧を下げればよい。発電量の調節は、電力需要に
基づいて決定すればよく、さらには、その時の売電価格
と過熱器の燃料代の収支を考慮して決定することとすれ
ば、経済性が向上する。以上の実施例で示した発電制御
装置に、電力需要或いは売電価格、及び、過熱器の燃料
価格を入力し、発電コストが最も低くおさえた状態で、
過熱量調節手段又は背圧調整手段を調節するように制御
してもよい。

【００１６】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】要部の概略構成図

【図２】ｈ−ｓ線図

【符号の説明】

１焼却炉３発電装置６廃熱ボイラ１４タービン１６蒸気供給路１７燃焼式過熱器４０過熱量調節手段４１背圧調節手段

フロントページの続き (72)発明者植村和則兵庫県尼崎市浜１丁目１番１号株式会社クボタ技術開発研究所内 (72)発明者西原充幸兵庫県尼崎市浜１丁目１番１号株式会社クボタ技術開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焼却炉（１）で発生する排ガスから廃熱
回収して蒸気を発生する廃熱ボイラ（６）と、その発生
蒸気によりタービン（１４）を駆動して発電する発電装
置（３）とを備え、前記廃熱ボイラ（６）から前記発電
装置（３）への蒸気供給路（１６）に路内蒸気を過熱す
る燃焼式過熱器（１７）を設けてあるゴミ焼却装置であ
って、前記燃焼式過熱器（１７）による過熱量を低減または停
止する過熱量調節手段（４０）と、そのときの前記ター
ビン（１４）の出口における蒸気の湿り度を設定値以上
に維持する背圧調節手段（４１）を設けてあるゴミ焼却
装置。