JPH085044A

JPH085044A - ゴミ発電設備

Info

Publication number: JPH085044A
Application number: JP13270094A
Authority: JP
Inventors: Tokio Takahashi; 時生高橋; Satoshi Wada; 聰和田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【目的】廃熱ボイラから生成される蒸気量が変動する
状態においても、ガスタービンから排出される排ガスの
保有する熱を充分に利用することができ、廃熱ボイラか
ら生成される蒸気状態をさらに良化できるゴミ発電設備
を得る。【構成】ゴミ焼却炉１から発生する排ガスにより蒸気
を生成する廃熱ボイラＢと、廃熱ボイラＢで生成された
蒸気により発電をおこなう蒸気タービンＳＴを備えると
ともに、発電機Ｇ２に接続されたガスタービンＧＴを備
えたゴミ発電設備に、ガスタービンＧＴからの排ガスを
ゴミ焼却炉１からの排ガスと混合して、廃熱ボイラＢの
給熱側流体流路部ｂに導くガスタービン排ガス導入路３
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゴミ焼却炉から発生す
る排ガスにより蒸気を生成する廃熱ボイラと、廃熱ボイ
ラで生成された蒸気により発電をおこなう蒸気タービン
を備えるとともに、発電機に接続されたガスタービンを
備えたゴミ発電設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴミ焼却炉で発生する熱を有効利用して
発電をおこなう設備としては、所謂、コンバインドサイ
クルが知られている。このサイクルの概略構成を図３に
基づいて説明すると、ゴミ焼却炉からの排ガスは、廃熱
ボイラＢの給熱側流体とされ、この廃熱ボイラＢで所定
状態の蒸気が生成される。そして、発生された蒸気は過
熱器ＳＨに導かれて、サイクルに並設されるガスタービ
ンＧＴからの排ガスにより過熱されて、蒸気タービンＳ
Ｔに送られて、これに連接される発電機Ｇ１を働かせる
ことにより発電の用に供される。一方、前述のガスター
ビンＧＴにも発電機Ｇ２が接続されており、この発電機
Ｇ２からも電力を得ることができる。従って、このよう
なサイクルを構成することにより、設備全体の効率が、
単に、ゴミ焼却炉、廃熱ボイラＢ、蒸気タービンＳＴを
備えた設備より向上する。さらに、ゴミ焼却炉より発生
する排ガスは塩化水素等を含んでいるため、酸性濃度が
高く、高温腐食の問題から、廃熱ボイラで生成できる蒸
気の高温・高圧化には限界がある。しかしながら、上記
の構成においては、ガスタービンからの排ガスが有する
熱で、蒸気を高温・高圧化するため、蒸気サイクル側の
効率も向上できる。さて、従来、この種の設備において
は、ガスタービンから排出される排ガスが蒸気の過熱用
熱源として利用されるため、ガスタービンの選定にあた
っては、ゴミ焼却炉に備えられる廃熱ボイラから生成さ
れる蒸気量にバランスするものを選定していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては以下に説明するような問題があった。
即ち、ゴミ焼却炉に於けるゴミの処理量は、例えば昼間
と夜間、さらにはゴミの参集・投入状況によって変動す
るため、廃熱ボイラから生成される蒸気量も変動する。
そして、生成される蒸気はガスタービンからの排ガスに
よって過熱されるのであるが、蒸気量の変動が起こり蒸
気量が減少している場合においては、タービン排ガスが
保有する熱は、その多分が過熱の用に使用されないま
ま、過熱器から放出されてしまう。従って、ガスタービ
ンが保有する熱の有効利用が充分になされているとは言
いがたい。さらに、上述のように、ゴミ焼却炉から排出
される排ガスの塩化水素濃度は、６００〜２０００ｐｐ
ｍであり、この要因が廃熱ボイラにおいて得られる蒸気
の高温・高圧化の限界を規定することとなっているが、
この点に関して、さらに改善の余地がある。

【０００４】従って、本発明の目的は、廃熱ボイラから
生成される蒸気量が変動する状態においても、ガスター
ビンから排出される排ガスの保有する熱を充分に利用す
ることができるとともに、廃熱ボイラから生成される蒸
気の状態をさらに良化できるゴミ発電設備を得ることに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明によるゴミ発電設備の特徴構成は、ガスタービ
ンからの排ガスをゴミ焼却炉からの排ガスと混合して、
廃熱ボイラの給熱側流体流路部に導くガスタービン排ガ
ス導入路を備えたことにある。さらに、この構成におい
て、前記ガスタービン排ガス導入路が、ガスタービンか
ら排出される排ガスの全量を、ゴミ焼却炉に導くもので
あることが、好ましい。その作用・効果は次の通りであ
る。

【０００６】

【作用】つまり、ガスタービンからの排ガスは、ガスタ
ービン排ガス導入路を介して、ゴミ焼却炉からの排ガス
と混合されて廃熱ボイラに導かれ、このボイラで蒸気発
生の用に供される。一般に、過熱器に於ける熱交換と廃
熱ボイラの熱交換とを考えると、後者のほうが受熱側流
体（この場合は水もしくは蒸気）の流体温度が低いため
に、熱効率は高く、効率がよい。従って、本願の構成の
ほうが、従来構成と比較して、ガスタービンからの排ガ
スが保有する熱を、蒸気発生、蒸気過熱の用に有効に利
用することができる。さらに、ガスタービンからの排ガ
スは一般にクリーンであるため、このガスと混合された
焼却炉排ガスの酸性度（例えば塩化水素濃度）は、任意
の低い状態まで制御することが可能となる。従って、廃
熱ボイラにおける高温腐食の問題を有効に回避すること
が可能となり、このボイラから生成される蒸気の温度・
圧力を上昇することが可能となる。結果、例えば過熱器
を設ける必要がなくなり、システム全体が簡略化させる
とともに、熱効率を向上させることができる。さらに、
この構成においては、ガスタービンの容量を、蒸気を過
熱する目的だけのものとして限定する必要はなくなるた
め、ゴミ焼却炉とは別個独立に、システム全体で効率が
良化するガスタービンを選択でき（例えば、大容量のも
のも採用できる）、システムの最適化を広い要件を考慮
しておこなうことができる。

【０００７】さらに、上記の構成において、ガスタービ
ン排ガス導入路を、ガスタービンから排出される排ガス
の全量をゴミ焼却炉に導くものとしておくと、ゴミ焼却
炉から発生する排ガスの酸性度（例えば塩化水素濃度）
を充分に低減化した状態で、有効にガスタービンからの
排ガスの保有する熱を利用して発電をおこなうことがで
きる。

【０００８】

【発明の効果】従って、廃熱ボイラから生成される蒸気
量が変動する状態においても、ガスタービンから排出さ
れる排ガスの保有する熱を充分に利用することができ、
廃熱ボイラから生成される蒸気の状態をさらに良化でき
るゴミ発電設備を得ることができた。さらに、システム
自体をシンプルな構成で、取扱いや制御を簡単なものと
して構築できた。又、ガスタービンからの排ガスの熱に
より、炉、煙道等を高温に保つことができるため、ゴミ
焼却施設の焼却ガスをより完全に燃焼する（二次燃焼の
促進）ことが可能で、ゴミ焼却に伴う発電をより安定し
た状態で、良好におこなうことができるようになった。

【０００９】

【実施例】本願のゴミ発電設備の実施例を図面に基づい
て説明する。図１には、ゴミ発電設備１００の構成が示
されている。この設備１００は、ゴミ焼却炉１、このゴ
ミ焼却炉１から排出される排ガスにより蒸気を発生する
廃熱ボイラＢ、この廃熱ボイラＢからの蒸気により作動
する蒸気タービンＳＴ、蒸気タービンＳＴに接続される
蒸気タービン用発電機Ｇ１を備えている。そして、廃熱
ボイラＢから排出される熱交換を終えた排ガスは、集塵
機（図外）、白煙防止装置（図外）、水銀除去装置（図
外）等を備えた排ガス処理装置２に送られ、処理後、煙
突３から大気放出される構成が採用されている。さら
に、設備１００にはガスタービン用発電機Ｇ２に連結さ
れるガスタービンＧＴが備えられ、この系によっても発
電がおこなわれる。

【００１０】さて本願のゴミ発電設備１００において
は、上述のガスタービンＧＴからの排ガスをゴミ焼却炉
１からの排ガスと混合して、廃熱ボイラＢの給熱側流体
流路部ｂに導くガスタービン排ガス導入路３が備えられ
ている。ここで、図１に示す例においては、ガスタービ
ン排ガス導入路３の一部は、ガスタービンＧＴから排出
される排ガスの全量を、ゴミ焼却炉１の二次燃焼域に導
くものとして構成されている。さらに詳細を説明する
と、焼却炉１は、被焼却物である都市ゴミを乾燥させな
がら搬送する乾燥帯Ｌと、乾燥された被焼却物を燃焼さ
せながら搬送する燃焼帯Ｍと、被焼却物を灰化させなが
ら搬送する後燃焼帯Ｎとを備えてストーカ式焼却炉とし
て構成されている。そして、夫々の部位には、ストーカ
６の下部域より燃焼空気を供給する燃焼空気供給手段
（これは外気を吸引するブロアー４ａ、夫々の部位に空
気を導くための流路４ｂ等から構成されている）４が備
えられている。そしてさらに、前述のガスタービンＧＴ
の排ガスは、ガスタービン排ガス導入路３より、図１に
実線で示されているように、二次燃焼用の燃焼空気を供
給する二次燃焼空気供給手段（旋回ノズル７ａ、ブロア
ー７ｂ、流量制御機構としてのダンパー７ｃ等から構成
されている）７を介して、二次燃焼域に外気とともに供
給される。従って、この排ガスは、炉内、この炉の上部
に接続されている煙道５を介して、廃熱ボイラＢに導か
れて、蒸気発生の用に供されるのである。この煙道５も
また、本願においてはガスタービン排ガス導入路３の一
部となっている。さて、煙道５を流れるガスは、ガスタ
ービン排ガスと焼却炉排ガスの混合されたものとなって
おり、従来の焼却炉構成から発生する排ガスと比較する
と、塩化水素濃度等により決定される酸性度が低く、高
温のものとなっている。さらに、流量・温度変動も少な
い。

【００１１】よって、本願の構成においては、高温・高
圧の蒸気が、高温腐食の問題を回避して得られる。又、
従来構成の様に、過熱器（図外）を設ける必要は必ずし
も無い。従って、装置・制御系が簡単であるとともに、
効率も高くなる。

【００１２】〔別実施例〕以下、本願の別実施例につい
て説明する。（イ）上述の実施例においては、ガスタービンＧＴか
らの排ガスを、二次燃焼に利用する例を示したが、図１
に破線で示されるように、比較的処理に酸素を必要とせ
ず、高温状態を維持することが必要な、乾燥帯Ｌ、後燃
焼帯Ｎに下部より、ガスタービン排ガス導入路３を介し
て、ガスタービンＧＴの排ガスが導かれるものとして構
成してもよい。（ロ）さらに上記の実施例においては、ガスタービン
ＧＴからの排ガスの全量をゴミ焼却炉１内に導いて、蒸
気発生の用に供する構成のものを示したが、従来構成の
コンバインドサイクルの構成で、ガスタービンＧＴから
の排ガスの一部を、ゴミ焼却炉１内に導くように構成す
るとともに、過熱器ＳＨに導く排ガス量と炉内に導く排
ガス量との比を可変に構成しておいてもよい。このよう
な例が図２に示されている。即ち、ガスタービンＧＴか
らの排ガスは、ダンパー２００を介して一方が、過熱器
ＳＨに供給されるとともに、他方がゴミ焼却炉１内に導
かれる。このようなシステムの使用にあたっては、ゴミ
焼却炉１によるゴミの処理が比較的多量に行われ、蒸気
発生量が充分に確保されている場合においては、排ガス
の熱により比較的高い熱効率で過熱器ＳＨにより蒸気の
過熱をおこなうのであり、他方、ゴミ焼却炉１の運転状
況により、その処理量が減少するとともに、蒸気発生量
が減少ぎみとならざる得ない場合においては、タービン
排ガスを炉内に導いて、廃熱ボイラＢから生成できる蒸
気量を確保するのである。

【００１３】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願のゴミ発電設備の構成を示す図

【図２】本願のゴミ発電設備の別構成例を示す図

【図３】従来のゴミ発電設備の構成を示す図

【符号の説明】

１ゴミ焼却炉３ガスタービン排ガス導入路Ｂ廃熱ボイラＧ２発電機ＧＴガスタービンＳＴ蒸気タービンｂ給熱側流体流路部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴミ焼却炉（１）から発生する排ガスに
より蒸気を生成する廃熱ボイラ（Ｂ）と、前記廃熱ボイ
ラ（Ｂ）で生成された前記蒸気により発電をおこなう蒸
気タービン（ＳＴ）を備えるとともに、発電機（Ｇ２）
に接続されたガスタービン（ＧＴ）を備えたゴミ発電設
備であって、前記ガスタービン（ＧＴ）からの排ガスを前記ゴミ焼却
炉（１）からの排ガスと混合して、前記廃熱ボイラ
（Ｂ）の給熱側流体流路部（ｂ）に導くガスタービン排
ガス導入路（３）を備えたゴミ発電設備。
【請求項２】前記ガスタービン排ガス導入路（３）
が、前記ガスタービンから排出される排ガスの全量を、
前記ゴミ焼却炉（１）に導くものである請求項１記載の
ゴミ発電設備。