JPH08135410A - 廃棄物発電システム - Google Patents

廃棄物発電システム

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Publication number
JPH08135410A
JPH08135410A JP27472194A JP27472194A JPH08135410A JP H08135410 A JPH08135410 A JP H08135410A JP 27472194 A JP27472194 A JP 27472194A JP 27472194 A JP27472194 A JP 27472194A JP H08135410 A JPH08135410 A JP H08135410A
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JP
Japan
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steam
turbine
boiler
power generation
storage tank
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Pending
Application number
JP27472194A
Other languages
English (en)
Inventor
Narihisa Sugita
成久 杉田
Kazuhito Koyama
一仁 小山
Shinya Enjima
信也 圓島
Nobuhiro Seiki
信宏 清木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication of JPH08135410A publication Critical patent/JPH08135410A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/12Heat utilisation in combustion or incineration of waste
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

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  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】耐圧および断熱構造を有する蒸気貯気タンクを
設置し、廃棄物の燃焼により蒸気を発生するごみ焼却ボ
イラから弁を設置した蒸気供給管を蒸気貯気タンクに接
続し、蒸気貯気タンクから蒸気流量制御弁を設置した蒸
気配管を、廃棄物発電システムに併設したガスタービン
複合発電システムの排熱回収ボイラあるいは蒸気タービ
ンまたは、排熱回収ボイラと蒸気タービンに接続する。 【効果】ガスタービン複合発電システムの起動時におい
て、ガスタービンへの供給燃料量を節約できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、可燃性廃棄物(以下、
廃棄物と略す。)の燃焼により蒸気を発生させ発電を行
う廃棄物発電システムに係り、特に、ガスタービン複合
発電システムを併設するのに好適な運用が可能な廃棄物
発電システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の廃棄物発電システムでは、廃棄物
の燃焼により発生した燃焼ガスをボイラに導き蒸気を発
生させ、この蒸気により蒸気タービンを駆動し発電を行
っていたが、廃棄物燃焼ガス中の腐食性物質によるボイ
ラの高温腐食を防止するため、ボイラで発生する蒸気温
度を約300℃以下に抑えており、このため発電プラン
トの効率は低くなっている。
【0003】効率を高めるためガスタービンを併設し、
ガスタービンの高温排熱により蒸気を過熱し蒸気温度を
高め、効率を高めるスーパーごみ発電システムに関する
いくつかの方式に関しては、「都市ごみ発電,高効率化
の最近の動向」:産業公害、Vol.29,No.8,p.II
I−13(1993)に示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】廃棄物発電にガスター
ビンを併設する目的は、廃棄物の燃焼によって発生する
蒸気の温度が低いため、これをガスタービンの高温排ガ
スにより過熱し効率を高めるためである。しかし、電力
の夜間における需要は昼間に比べ低いため、良質で高価
な燃料を用いるガスタービンによる発電はできるだけ昼
間に行い、夜間は最低限の発電を行うことが望ましい。
【0005】本発明の目的は、ガスタービンの全運転時
間において、供給燃料量を節約し昼間の発電量を増加さ
せる廃棄物発電システムを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は耐圧および断熱構造を有する蒸気貯気タン
クを設置し、廃棄物の燃焼により蒸気を発生するごみ焼
却ボイラから弁を設置した蒸気供給管を蒸気貯気タンク
に接続し、さらに蒸気貯気タンクから蒸気流量制御弁を
設置した蒸気配管を、廃棄物発電システムに併設したガ
スタービン複合発電システムの排熱回収ボイラあるいは
蒸気タービンまたは、排熱回収ボイラと蒸気タービンに
接続する。
【0007】また、上記目的は、耐圧および断熱構造を
有する蒸気貯気タンクを設置し、廃棄物の燃焼により蒸
気を発生するごみ焼却ボイラから弁を設置した蒸気供給
管を蒸気貯気タンクに接続し、さらに蒸気貯気タンクか
ら蒸気流量制御弁を設置した蒸気配管を、廃棄物発電シ
ステムに併設したガスタービン複合発電システムのガス
タービンに動力を伝達可能なように結合された小型蒸気
タービンに接続する。
【0008】
【作用】発電の需要が低下した夜間、蒸気供給管に設置
した弁を開きごみ焼却ボイラで発生した蒸気を蒸気貯気
タンクに供給する。蒸気貯気タンクは、高温,高圧の蒸
気を貯気するため耐圧および断熱構造を有しており、タ
ンク外壁等からの放熱により蒸気が凝縮し圧力が低下す
る場合には、蒸気を補給し圧力を維持することができ
る。
【0009】昼間、発電の需要が増加し夜間停止してお
いたガスタービン複合発電システムを起動する必要が生
じた場合、ごみ焼却ボイラから蒸気貯気タンクへの蒸気
供給管の弁は閉じられ、蒸気貯気タンクからガスタービ
ン複合発電システムの排熱回収ボイラあるいは蒸気ター
ビンへ接続された蒸気配管上の蒸気流量制御弁が開き排
熱回収ボイラあるいは蒸気タービンへ、予熱に必要な蒸
気を供給する。
【0010】複合発電システムでは、排熱回収ボイラ・
蒸気タービン系の予熱をガスタービン排熱による蒸気発
生により行っており、昇温に必要な時間が長くなり、予
熱時のガスタービン燃料は発電に寄与しなく、全体的な
効率を低下させる。
【0011】また、起動時に主蒸気タービンへの供給蒸
気を抽気することも考えられるが、抽気蒸気分発電量が
低下する。
【0012】蒸気貯気タンクから蒸気タービンに蒸気を
供給する場合、貯気タンク内の蒸気保有能力によって
は、蒸気タービンを駆動し、蒸気タービン,発電機,ガ
スタービンを動力的に結合しておけば、ガスタービンを
駆動できる。
【0013】ガスタービンに動力を伝達可能なように結
合された小型蒸気タービンに蒸気貯気タンクから蒸気を
供給することにより、小型蒸気タービンはガスタービン
の回転起動装置となる。
【0014】この場合、電動機,ジーゼルエンジンのよ
うなガスタービン起動装置が不要となるとともに起動時
の燃料消費を抑えることができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1により説明す
る。
【0016】ごみ焼却プラントは、廃棄物バンカ2に隣
接したごみ焼却炉3,ごみ焼却炉3の下流に設置された
ごみ焼却ボイラ4,ごみ焼却ボイラ4の下流に設置され
た電気集塵機8,脱硝装置9,ガス水洗装置10,ガス
再熱装置11,誘引ファン12,煙突13およびごみ焼
却炉3の下部に設置された押し込みファン7から構成さ
れる。
【0017】発電の主体である蒸気タービン部は、主蒸
気タービン14,主蒸気タービン14と接続された主発
電機15,主復水器16,脱気器17,主給水ポンプ1
8から構成されている。ごみ焼却ボイラ4と主蒸気配管
36は主蒸気タービン14で接続されており、主蒸気タ
ービン14出口からは、配管が主復水器16に接続され
ている。
【0018】ガスタービン複合発電システム部は、ガス
タービン19,ガスタービン19と接続された発電機2
0,発電機20と接続された蒸気タービン21およびガ
スタービン19出口に配置された排熱回収ボイラ24,
排熱回収ボイラ24から蒸気タービン21を結ぶように
配置された排熱回収ボイラ蒸気配管28から構成され、
蒸気タービン21出口には、復水器22,給水ポンプ2
3が配置されている。ごみ焼却ボイラ4から供給蒸気弁
34および蒸気逆止弁35が設置された蒸気供給配管3
1が蒸気貯気タンク27まで接続され、蒸気貯気タンク
27から蒸気タービン予熱蒸気制御弁32を設置した蒸
気タービン予熱配管29が排熱回収ボイラ蒸気配管28
に接続されている。また、蒸気貯気タンク27からボイ
ラ予熱制御弁33を設置したボイラ予熱配管30が排熱
回収ボイラ24に接続されている。
【0019】廃棄物は廃棄物バンカ2に投入され、この
図には示されていないがクレーンによって、ごみ焼却炉
3に供給され、押し込みファン7によって供給された燃
焼用空気により燃焼させる。燃焼後のごみ焼却灰6はご
み焼却炉3下部より排出される。燃焼により発生した高
温のごみ燃焼ガス5はごみ焼却ボイラ4に入って、蒸気
を発生させる。ごみ焼却ボイラ4で蒸気を発生させ温度
が低下した燃焼ガスは、電気集塵機8で燃焼ガス中の煤
塵を除去され、脱硝装置9に入ってNOxを除去され、
ガス水洗装置10に入って水による燃焼ガスの洗浄が行
われ、不純物が除去される。水洗により温度が低下した
燃焼ガスは、白煙発生を防止するためガス再熱装置11
により暖められた後、誘引ファン12で昇圧され煙突1
3より大気に放出される。
【0020】ごみ焼却ボイラ4で発生した蒸気は、主蒸
気配管36を通って主蒸気タービン14に供給され、主
蒸気タービン14内で膨張し動力を発生し、主発電機1
5を駆動し発電を行う。主蒸気タービン14を出た蒸気
は、主復水器16に入って復水され、脱気器17で主蒸
気タービン14からの抽気を用いて脱気され、主給水ポ
ンプ18により昇圧されごみ焼却ボイラ4に供給され
る。
【0021】ガスタービン複合発電システムは、ガスタ
ービン燃料25を供給されたガスタービン19は、動力
を発生する、ガスタービンで動力を発生したにもかかわ
らず高温であるガスタービン排ガス26は排熱回収ボイ
ラ24に供給され、蒸気を発生する。排熱回収ボイラ2
4で発生した蒸気は、蒸気タービン21に供給され、動
力を発生し、復水器22で復水され、給水ポンプ23で
昇圧され、再び排熱回収ボイラ24に供給される。ガス
タービン19および蒸気タービン21で発生した動力に
より発電機20は駆動され動力を発生する。
【0022】夜間等発電の需要が少ない時には、ガスタ
ービン複合発電システムによる発電は停止するととも
に、ごみ焼却ボイラ4で発生した蒸気は主蒸気タービン
14に供給されると同時に、蒸気供給配管31を通り蒸
気貯気タンク27に供給される。この時、供給蒸気弁3
4は開き、蒸気タービン予熱蒸気制御弁32およびボイ
ラ予熱制御弁33は閉じられ、蒸気は蒸気貯気タンク2
7に貯められる。所定量の蒸気が蒸気貯気タンク27に
貯蔵されると、蒸気逆止弁35により自動的に蒸気の供
給は停止する。また、蒸気貯気タンク27に貯蔵された
蒸気が放熱により凝縮し、蒸気貯気タンク27内の圧力
が低下すると蒸気逆止弁35は開き自動的に蒸気の供給
が生じることとなる。
【0023】発電の需要が生じた場合、供給蒸気弁34
は閉じられごみ焼却ボイラ4で発生した蒸気は主蒸気タ
ービン14に送られる。一方、蒸気タービン予熱蒸気制
御弁32およびボイラ予熱制御弁33は、それぞれの温
度上昇率に合わせ制御され、蒸気タービン21および排
熱回収ボイラ24に供給され、停止により温度低下した
蒸気タービン21および排熱回収ボイラ24を昇温す
る。これにより、ガスタービン複合発電システム系の昇
温は、ガスタービン19の運転を行うことなく行え、起
動時のガスタービン19燃料消費を低減することができ
る。
【0024】また、本実施例によれば、蒸気タービン予
熱蒸気制御弁32およびボイラ予熱制御弁33の制御信
号に熱応力発生防止箇所の温度を加えることによって機
器の信頼性を向上できる。
【0025】また、蒸気貯気タンク27の容量に余裕が
ある場合、蒸気タービン予熱配管29を通して蒸気ター
ビン21に供給される蒸気量を多くして蒸気タービン2
1で動力を発生させ、これによりガスタービン19を回
転させることができるためガスタービン19の駆動装置
を不要にできる。
【0026】本実施例では、簡単のためにごみ焼却ボイ
ラ4と排熱回収ボイラ24とを分離して示したが、いわ
ゆるスーパーごみ発電のようにごみ焼却ボイラ4で発生
した蒸気を排熱回収ボイラ24で過熱することもでき
る。
【0027】図2は、本発明の他の実施例を示したもの
である。
【0028】図2の実施例が図1の実施例と異なるの
は、ガスタービン複合発電システムにクラッチつきギア
203を接続した起動用蒸気タービン204を設置し、
クラッチつきギア203を蒸気タービン21に接続し、
蒸気貯気タンク27から起動用蒸気制御弁201を備え
た起動用蒸気供給配管202を起動用蒸気タービン204
に接続した点である。
【0029】起動用蒸気タービン204は、クラッチつ
きギア203を介して、ガスタービン19,発電機2
0,蒸気タービン21系と動力的に結合されている。
【0030】発電のためガスタービン複合発電システム
を起動する必要が生じた場合、夜間等発電の需要が少な
い時に蒸気貯気タンク27に貯気された蒸気を起動用蒸
気制御弁201により制御し起動用蒸気供給配管202
を通して起動用蒸気タービン204に供給し、起動用蒸
気タービン204で動力を発生させる。起動用蒸気ター
ビン204は、ガスタービン19の起動に必要な動力を
発生させれば良いので小出力,高回転となるためクラッ
チつきギア203のギアで減速され、ガスタービン1
9,発電機20,蒸気タービン21系を駆動する。ガス
タービン19が自立した時点で、クラッチつきギア20
3内のクラッチにより起動用蒸気タービン204は動力
的に分離される。
【0031】本実施例によれば、ガスタービン19の起
動装置を必要としない。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、ガスタービン複合発電
システムの起動時において、ガスタービンへの供給燃料
量を節約できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の系統図。
【図2】本発明の他の実施例の系統図。
【符号の説明】
3…ごみ焼却炉、4…ごみ焼却ボイラ、14…主蒸気タ
ービン、24…排熱回収ボイラ、27…蒸気貯気タン
ク、29…蒸気タービン予熱配管、30…ボイラ予熱配
管、31…蒸気供給配管、202…起動用蒸気供給配
管、203…クラッチつきギア、204…起動用蒸気タ
ービン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清木 信宏 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】廃棄物の燃焼熱により蒸気を発生するごみ
    焼却ボイラ,ごみ焼却ボイラからの蒸気供給により発電
    を行う主蒸気タービン,ガスタービン,ガスタービン排
    ガスにより蒸気を発生する排熱回収ボイラ,前記排熱回
    収ボイラで発生した蒸気の供給を受ける蒸気タービンを
    含む廃棄物発電システムにおいて、蒸気を貯める蒸気貯
    気タンクを設置し、前記ごみ焼却ボイラから蒸気貯気タ
    ンクに弁を備えた蒸気供給管を設置し、前記蒸気貯気タ
    ンクから少なくとも前記排熱回収ボイラ,前記排熱回収
    ボイラからの蒸気の供給を受ける前記蒸気タービンのい
    ずれかに制御弁を備えた予熱蒸気配管を接続することを
    特徴とする廃棄物発電システム。
  2. 【請求項2】廃棄物の燃焼熱により蒸気を発生するごみ
    焼却ボイラ,ごみ焼却ボイラからの蒸気供給により発電
    を行う主蒸気タービン,ガスタービン,ガスタービン排
    ガスにより蒸気を発生する排熱回収ボイラ,前記排熱回
    収ボイラで発生した蒸気の供給を受ける蒸気タービンを
    含む廃棄物発電システムにおいて、蒸気を貯める蒸気貯
    気タンクを設置し、前記ごみ焼却ボイラから蒸気貯気タ
    ンクに弁を備えた蒸気供給管を設置し、起動用蒸気ター
    ビンを前記ガスタービンと動力を伝達するように結合
    し、前記蒸気貯気タンクから制御弁を備えた起動用蒸気
    供給蒸気配管を起動用蒸気タービンに接続することを特
    徴とする廃棄物発電システム。
JP27472194A 1994-11-09 1994-11-09 廃棄物発電システム Pending JPH08135410A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015090097A (ja) * 2013-11-06 2015-05-11 株式会社日立製作所 ガスタービン起動方法及び装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015090097A (ja) * 2013-11-06 2015-05-11 株式会社日立製作所 ガスタービン起動方法及び装置

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