JPH07113504A - 廃熱ボイラ - Google Patents

廃熱ボイラ

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Publication number
JPH07113504A
JPH07113504A JP25957993A JP25957993A JPH07113504A JP H07113504 A JPH07113504 A JP H07113504A JP 25957993 A JP25957993 A JP 25957993A JP 25957993 A JP25957993 A JP 25957993A JP H07113504 A JPH07113504 A JP H07113504A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
high temperature
temperature
temperature exhaust
waste heat
Prior art date
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Pending
Application number
JP25957993A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisayoshi Matsuda
久良 松田
Hajime Kimura
肇 木村
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】廃熱ボイラの本体内に配設する過熱器の高温腐
食および融解ダストの付着堆積を抑制し、より高温の過
熱蒸気を得ることが可能な構造の廃熱ボイラを提供す
る。 【構成】腐食性ガスを含有する高温の排ガスから廃熱を
回収する廃熱ボイラにおいて、高温腐食性の排ガスが流
入する輻射冷却室の下部に突起部を設けて排ガスの流れ
を変え、突起部の上部に高温排ガスの非流入部を形成
し、この高温排ガスの非流入部で、高温腐食性の排ガス
流から輻射熱を受ける位置に、高温用の過熱器を配設し
た廃熱ボイラ。 【効果】過熱器を構成する伝熱管のメタルの高温腐食に
対する使用制限温度を無視することができ、より高温の
過熱蒸気として回収することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、腐食性のガスを含有す
る高温の排ガスから効果的に廃熱を回収し、高温の過熱
蒸気を得るのに好適な構造の廃熱ボイラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】腐食性ガス、例えば塩化水素ガス(HC
l)、塩素ガス(Cl2)等を、比較的高濃度で含有する
高温の排ガスから廃熱を回収する従来の廃熱ボイラとし
て、都市ごみ焼却炉用廃熱ボイラがある。この従来の廃
熱ボイラの構造の一例を、図4および図5に示す。図4
は、2胴形の廃熱ボイラと言われているもので、ごみ焼
却炉1で発生する燃焼排ガスのガス冷却設備として設置
されている廃熱ボイラに導入され、燃焼排ガスは冷却さ
れると同時に、廃熱ボイラに給水されている水は加熱さ
れて蒸気となる。ごみ焼却炉1から出た排ガスは、廃熱
ボイラの輻射冷却室2で、まず冷却され天井部で反転し
て第2輻射冷却室4で、さらに冷却される。都市ごみ等
のごみ焼却炉1の排ガス中のダストは、一般的に550
〜600℃程度の融点(溶融温度)を持つため、廃熱ボ
イラの接触熱伝達部である伝熱管群へ融解ダストが付着
するのを防止するために、輻射冷却室2で、いったんダ
ストの融点以下の温度に排ガス温度を降下させた後、続
いて伝熱管群へ排ガスを流入させ熱交換させている。図
4では、上記の伝熱管群を蒸発水管7としている一例を
示すものである。また、輻射冷却室2、第2輻射冷却室
3および蒸発水管7で発生した蒸気は、気水ドラム8に
て気水分離され、第1過熱器5、第2過熱器6で過熱さ
れる。図4に示す廃熱ボイラでは、蒸気の過熱温度が比
較的低いため第2輻射冷却室4の入口部を伝熱管群とは
せずに、幅広のパネル(板)状の第1過熱器5を配設し
輻射伝熱によって蒸気を過熱している。一方、ごみ焼却
炉1の排ガス中には、上述の高温の腐食性ガス成分(H
Cl、Cl2)を含有するため、廃熱ボイラ内部のメタル
温度が350℃程度以上となると、炭素鋼では高温腐食
を起こすことが知られている。したがって、排ガスの高
温部には過熱器を配設することは好ましくない。最近で
は、都市ごみ焼却炉の廃熱ボイラからの発生蒸気による
発電の効率化を指向して、過熱器出口の蒸気圧力および
温度を高圧高温化する傾向にあり、過熱器に使用する材
料の開発と同時に、過熱器の設置場所等の構造的な検討
も加えられている。図5に示す従来の廃熱ボイラ構造
は、蒸気の高温化を指向しながらしかも、高温腐食を抑
制している一例で、上述の接触熱伝達部に過熱器を配設
した例である。ただし、この場合においても融解ダスト
の付着堆積の防止と同時に、過熱器のメタル腐食防止の
観点から、所定の温度以上の高温に過熱を行うことはで
きないという問題があった。
【0003】なお、従来技術として、例えば実開平3−
79022号公報が挙げられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したごとく、従来
技術においては、排ガスの高温腐食および融解ダストの
付着堆積によるメタル温度の制限から、発電に対して有
利となる高温蒸気の発生ができないという問題があっ
た。
【0005】本発明の目的は、上記従来技術における問
題点を解消するものであって、廃熱ボイラの本体内に配
設する過熱器の高温腐食および融解ダストの付着堆積を
抑制し、より高温の過熱蒸気を得ることができるように
構成した廃熱ボイラ装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記本発明の目的を達成
するために、廃熱ボイラの本体内に配設する過熱器の設
置場所に、高温の腐食性排ガスが直接流入しないように
構成することにより達成される。すなわち、ごみ焼却炉
よりの排ガス流入部、つまり輻射冷却室の下部に、水冷
壁等により構成されたボイラの本体内への突起部を構成
し、高温の排ガス流をボイラ本体内のガス流反転部側に
押しやることによって、上記突起部の上部に高温排ガス
の非流入部を形成し、この排ガスの非流入部に過熱器を
配設して、高温の排ガス流が直接過熱器に当たらないよ
うに構成し、かつ高温の排ガス流からの高温の輻射熱が
放射される位置に過熱器を配設するものである。このよ
うに高温の排ガス流を、ガス反転部側に押しやることに
よって高温排ガスの非流入部を設け、この高温排ガスの
非流入部に、高温用の過熱器を配設することにより、高
温の腐食性排ガスとの直接接触を避け、過熱器の腐食防
止と融解ダストの付着堆積を抑止するものである。本発
明の具体的構成は、腐食性ガスを含有する高温の排ガス
から廃熱を回収する廃熱ボイラにおいて、上記高温の排
ガスが流入する輻射冷却室の下部に突起部を設けて高温
排ガスの流れを変え、上記突起部の後流(上部)に高温
排ガスの非流入部を形成し、該高温排ガスの非流入部
は、上記高温排ガス流からの輻射熱を受ける位置であ
り、該位置に高温用の過熱器を配設した廃熱ボイラであ
る。また、上記突起部近傍のボイラ本体の外部から炉内
に温風もしくは冷風を投入する空気口を設け、高温用の
過熱器の伝熱管パネルの表面部に空気層を形成する手段
を備えるものである。さらに本発明は、腐食性ガスを含
有する高温の排ガスから廃熱を回収する廃熱ボイラにお
いて、上記高温の排ガスが流入する輻射冷却室の下部に
突起部を設けて高温排ガスの流れを変え、上記突起部の
後流に高温排ガスの非流入部を形成し、該高温排ガスの
非流入部は、上記高温排ガス流からの輻射熱を受ける位
置であり、該位置に高温用の過熱器を配設し、該過熱器
の設置部近傍のボイラ本体の外側から炉内に腐食性ガス
を含まない内燃機関等より発生する高温の排ガス導入部
を設けた廃熱ボイラである。
【0007】
【作用】ごみ焼却炉から排出される高温の排ガス流は、
輻射冷却室の下部に設けられた水冷壁等により構成され
るボイラ本体内への突起部を構成することにより、高温
の排ガス流は、上記突起部によりガス流路を大きく変え
て上昇し、該突起部の上部(後流)に高温排ガスの非流
入部が形成される。そして、流路を変更した高温の排ガ
ス流はボイラ本体の天井壁に当たり、排ガス流反転部か
ら第2輻射冷却室に導入される。上記高温排ガスの非流
入部には、高温加熱用の過熱器が設置されているため高
温の腐食性ガス成分との接触が抑制され、かつ高温の腐
食性ガス流路の流れからの輻射熱により加熱され、高温
の過熱蒸気の発生が可能となる。
【0008】
【実施例】以下に本発明の実施例を挙げ、図面を用いて
さらに詳細に説明する。 〈実施例1〉図1は、本実施例で例示する廃熱ボイラの
構成の1例を示す模式図である。図において、ごみ焼却
炉1より、輻射冷却室2に流入する高温の排ガス(実線
の矢印で示す)流路上に、水冷壁にて突起部3を構成
し、この突起部3により、高温の排ガスの流路を変え、
排ガス流反転部16から第2輻射冷却室4の方へ流れる
ようにする。 そして、上記突起部3の上部(後流)
に、高温排ガスの非流入部17を形成し、かつ上記高温
の排ガス流から輻射熱(破線の矢印で示す)を受ける位
置に高温用の過熱器を配設するものである。また、輻射
冷却室2の天井壁の傾斜を、排ガス流反転部16に向け
て、上向きの急勾配とすることが望ましい。したがっ
て、突起部3の下部より流入した高温の排ガス流は、突
起部3によって押し出された状態で上昇し、輻射冷却室
2の天井壁に当たって、排ガス流反転部16へ導かれ、
第2輻射冷却室4に流入する。突起部3の上部には、直
接、高温の排ガスが流入することなく、かつ高温の排ガ
ス流から輻射熱を受けることになるので、この高温排ガ
スの非流入部に、第2過熱器6を設置するものである。
この第2過熱器6は、高温の排ガス流よりの輻射伝熱に
より加熱され、従来の高温排ガス中の腐食成分によるメ
タル腐食の限界温度を超えた温度にまで過熱することが
可能となる。したがって、高価な高級合金材料の開発を
必要とすることなく、従来の過熱器用の管材料を用いて
作製した過熱器によって、高温の過熱蒸気として廃熱を
回収できるという優れた効果が得られる。したがって、
廃熱ボイラの設備費が安価になると同時に、発電効率を
向上させることができるので、ごみ焼却設備としてのメ
リットを最大限に活用することができる。
【0009】〈実施例2〉図2に、本実施例で例示する
廃熱ボイラの構成を示す。図において、突起部3の上
部、つまり高温排ガスの非流入部17に、高温用の第2
過熱器6を設けることは実施例1と同様であるが、突起
部3の下部、または突起部3の上部より第2過熱器6の
伝熱管パネルの外側表面に沿って輻射伝熱を受ける側
に、温風または冷風を投入することができる空気ノズル
12を配設する。この空気ノズル12から、温風または
冷風をボイラ本体内に流入(実線の矢印で示す)させる
ことにより、高温排ガスの非流入部17への高温の腐食
性排ガスの侵入を、より確実に抑制することができる効
果が生じる。このように、外部から空気を導入し、過熱
器の伝熱管パネルの表面に空気の層流を形成させても、
高温の排ガス流からの輻射熱(破線の矢印で示す)は第
2過熱器6の伝熱管パネルにより十分に熱吸収されるの
で、上記実施例1と同様に、従来の腐食性ガス成分を含
む高温の排ガスによるメタル使用制限温度を超えた過熱
度にまで高温蒸気の回収が可能となる優れた効果が得ら
れる。
【0010】〈実施例3〉図3に、本実施例で例示する
廃熱ボイラの構成を示す。輻射冷却室2の突起部3の上
部に配設した第2過熱器6のボイラ本体水冷壁部に、例
えば、ごみ焼却設備内に設置してあるガスタービン発電
機等から排出される腐食性成分を含まない高温の排ガス
を導入する開口部を設け、該開口部に、高温の排ガスを
導入する原動機排気ガスダクト13を、ガス入口ダンパ
14を介して接続し、第2過熱器6に高温の排ガスを導
入し高温の過熱蒸気を得る例である。最近のごみ焼却場
では、より発電効率を向上させるために、ガスタービン
発電機を設置し廃熱ボイラによって従来の高温腐食制限
温度範囲内の温度で一次過熱した低温蒸気を、さらにガ
スタービンの廃熱を用いて別置きの高温用過熱器で高温
の過熱蒸気となし、タービン発電機へ投入する場合も考
えられている。本発明では、上記の別置きの独立した過
熱器を設置することなく、廃熱ボイラ本体内の高温用の
過熱器のみで上記別置きの過熱器と同等の効果を得るも
のである。原動機排気ガス中には、高温腐食性ガス成分
を含まないため、当然に従来のボイラの過熱器用材料を
用いた過熱器により高温の過熱蒸気を発生させることが
可能となる。
【0011】
【発明の効果】以上詳細に説明したごとく、従来は高温
腐食性ガス成分による腐食の温度制限によって、伝熱管
のメタル使用制限温度範囲内でしか過熱器が使用できな
いために、高温の過熱蒸気を発生させることができなか
ったが、本発明の廃熱ボイラにおいては、腐食性成分を
含む高温排ガスの非流入部を形成し、その部分に高温用
の過熱器を配設するので、伝熱管のメタル使用制限温度
を無視することができ、より高温の過熱蒸気として回収
することが可能となる。したがって、発電に用いる場合
には、発電効率を著しく向上させることができ、また従
来の同一蒸気温度の廃熱ボイラの過熱器と比較した場合
に、高温排ガスの非流入部もしくは非腐食性の高温排ガ
ス部に過熱器を設置できることから過熱器の伝熱面積を
低減することができるので、設備費および維持費が安価
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1で例示した廃熱ボイラの構成
を示す模式図。
【図2】本発明の実施例2で例示した廃熱ボイラの構成
を示す模式図。
【図3】本発明の実施例3で例示した廃熱ボイラの構成
を示す模式図。
【図4】従来の廃熱ボイラの構成を示す模式図。
【図5】従来の廃熱ボイラの他の構成を示す模式図。
【符号の説明】
1…ごみ焼却炉 2…輻射冷却室 3…突起部 4…第2輻射冷却室 5…第1過熱器 6…第2過熱器 7…蒸発水管 8…気水ドラム 9…排ガス出口ダクト 10…ダストホッパ 11…ダストバルブ 12…空気ノズル 13…原動機排気ガスダクト 14…ガス入口ダンパ 15…水ドラム 16…排ガス流反転部 17…高温排ガスの非流入部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】腐食性ガスを含有する高温の排ガスから廃
    熱を回収する廃熱ボイラにおいて、上記高温の排ガスが
    流入する輻射冷却室の下部に突起部を設けて高温排ガス
    の流れを変え、上記突起部の後流に高温排ガスの非流入
    部を形成し、該高温排ガスの非流入部は、上記高温排ガ
    ス流からの輻射熱を受ける位置であり、該位置に高温用
    の過熱器を配設してなることを特徴とする廃熱ボイラ。
  2. 【請求項2】請求項1において、突起部近傍のボイラ本
    体の外部から炉内に温風もしくは冷風を投入する空気口
    を設け、高温用の過熱器の伝熱管パネルの表面部に空気
    層を形成する手段を備えたことを特徴とする廃熱ボイ
    ラ。
  3. 【請求項3】腐食性ガスを含有する高温の排ガスから廃
    熱を回収する廃熱ボイラにおいて、上記高温の排ガスが
    流入する輻射冷却室の下部に突起部を設けて高温排ガス
    の流れを変え、上記突起部の後流に高温排ガスの非流入
    部を形成し、該高温排ガスの非流入部は、上記高温排ガ
    ス流からの輻射熱を受ける位置であり、該位置に高温用
    の過熱器を配設し、該過熱器の設置部近傍のボイラ本体
    の外側から炉内に腐食性ガスを含まない内燃機関等より
    発生する高温の排ガス導入部を設けたことを特徴とする
    廃熱ボイラ。
JP25957993A 1993-10-18 1993-10-18 廃熱ボイラ Pending JPH07113504A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001153347A (ja) * 1999-11-22 2001-06-08 Babcock Hitachi Kk 廃熱回収ボイラ及び廃棄物処理用設備
JPWO2017170661A1 (ja) * 2016-03-31 2019-02-07 日立造船株式会社 排熱回収ボイラが設けられたストーカ式ごみ焼却炉

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001153347A (ja) * 1999-11-22 2001-06-08 Babcock Hitachi Kk 廃熱回収ボイラ及び廃棄物処理用設備
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