JPH10318516A - ゴミ焼却設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴミ焼却炉１の廃熱ボイラ２からの蒸気を発
電設備１２に供給するために過熱する外部燃焼式過熱器
４を備えるゴミ焼却設備設備を複雑にすることなく複数
のゴミ焼却炉の二次燃焼を完全に維持して、総合的にゴ
ミ焼却設備の排ガスの清浄化を図る手段を提供する。 【解決手段】 併設した複数基のゴミ焼却炉１に、各炉
に備える廃熱ボイラ２からの蒸気を外部燃焼式過熱器４
に集合して導く蒸気集合路３ａを設け、外部燃焼式過熱
器４からの燃焼排ガスを、夫々のゴミ焼却炉１の二次燃
焼室１ｂ内に供給する燃焼排ガス供給路５を設けるとと
もに、夫々出口排ガス中の一酸化炭素濃度を検出する一
酸化炭素濃度検出手段７を設けて、検出した一酸化炭素
濃度の高いゴミ焼却炉１に対して、燃焼排ガスを多く分
配するように、燃焼排ガスの分配割合を調節可能な排ガ
ス分配機構６を備えるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴミ焼却設備に関
し、詳しくは、ゴミ焼却炉の廃熱ボイラからの蒸気を発
電設備に供給するために過熱する外部燃焼式過熱器を備
えるゴミ焼却設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、外部燃焼式過熱器を備える都市ゴ
ミ焼却設備においては、ゴミ焼却炉毎に外部燃焼式過熱
器を備えるように構成されている。例えば図２に示すよ
うに、都市ゴミ焼却設備は、ゴミ焼却炉１と、前記ゴミ
焼却炉１の一次燃焼領域１ａ上方に配置された二次燃焼
室１ｂ下流側の煙道１０に設けられた廃熱ボイラ２から
の蒸気によって発電する発電設備１２とを備えており、
前記廃熱ボイラ２で発生した蒸気を過熱する外部燃焼式
過熱器４を、前記発電設備１２の蒸気タービン１２ａへ
の蒸気路に設けてあある。前記上記タービン１２ａから
排出される蒸気は、復水器１２ｂで凝縮して、予熱され
た後にボイラ給水として前記廃熱ボイラ２に還流され
る。前記外部燃焼式過熱器４は、天然ガス等の清浄な気
体燃料を燃焼させる燃焼器４ａを備えており、その燃焼
ガスにより蒸気過熱路内の蒸気を過熱することで、蒸気
の過熱温度を高めることにより、蒸気タービンの効率を
高めて、発電効率を高く維持できるように構成してあ
る。さらに、前記ゴミ焼却炉１の二次燃焼室１ｂでの二
次燃焼を良好に維持して、排ガス中の一酸化炭素濃度を
低く保って、ダイオキシン等の有害物質の排出を防止す
るために、前記外部燃焼式過熱器４の燃焼排ガスを排出
する燃焼排ガス路１４に、前記二次燃焼室１ｂに送り込
まれる燃焼ガス中に吹き込む燃焼排ガス供給路５を設け
て、一次燃焼領域１ａからの燃焼ガス中に燃焼排ガスを
吹き込み、二次空気との混合を促進し、前記二次燃焼室
１ｂにおける完全燃焼を図っている。この完全燃焼の維
持のために、前記廃熱ボイラ２の下流側の煙道１０に出
口酸素濃度検出手段１３を設けて、排ガス中の酸素濃度
を検出し、燃焼用空気の供給量を制御するとともに前記
二次燃焼室１ｂでの燃焼状態を監視するようにしてあ
る。尚、複数のゴミ焼却炉を備える都市ゴミ焼却設備に
おいては、過熱蒸気を集合ヘッダに集めて蒸気タービン
に供給するように構成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、上記従来のゴ
ミ焼却設備においては、外部燃焼式過熱器の負荷に応じ
た排ガスをゴミ焼却炉に供給することになり、例えば、
同一施設内に複数のゴミ焼却炉を備える場合にも、夫々
の備える外部燃焼式過熱器の燃焼排ガスを導入するの
で、ゴミ焼却炉の排ガス成分に応じて燃焼排ガス供給量
を調節しようとしても、外部燃焼式過熱器夫々の燃焼器
の容量に相当する以上の燃焼排ガスを供給することはで
きない。尚、ゴミ焼却炉自身の排ガスを循環供給して二
次燃焼室での完全燃焼を図ることも可能であるが、前記
ゴミ焼却炉の排ガスは清浄なものではなく、ゴミ焼却炉
の排ガスの清浄化を目的とする二次燃焼室への排ガス吹
き込みは前記外部燃焼式過熱器からのものによることが
好ましい。例えば、施設内に２基のゴミ焼却炉を備え
て、ゴミ焼却炉自身の排ガス循環を行っていない場合
に、一方のゴミ焼却炉の排ガスの一酸化炭素濃度は所定
濃度を超えており、他方のゴミ焼却炉の排ガスの一酸化
炭素濃度が所定濃度以下であるという状況下で、前記一
方のゴミ焼却炉に備える外部燃焼式過熱器の燃焼排ガス
量が二次燃焼室内の燃焼ガスを充分に攪拌するには不足
が有る場合でも、前記他方のゴミ焼却炉に備える外部燃
焼式過熱器の燃焼排ガス量が二次燃焼室内の燃焼ガスを
攪拌するのに余剰を生じていても、これを前記一方のゴ
ミ焼却炉の二次燃焼室内への吹き込みに利用できないと
いう問題があった。そのため、両ゴミ焼却炉共に排ガス
成分を、外部燃焼式過熱器の燃焼条件に影響を及ぼすこ
となく所定範囲内に維持することが困難になる場合があ
った。仮に、二次燃焼室内への吹き込み燃焼排ガス量を
確保するために、外部燃焼式過熱器の燃焼排ガス量を増
量する処置をとったとすれば、蒸気の過熱条件に変化を
もたらすので、発電出力の安定性に悪影響を及ぼすとい
う新たな問題を生ずる。そこで、本発明のゴミ焼却設備
は、上記の問題点を解決し、外部燃焼式過熱器の制御を
安定化させながら、設備を複雑にすることなく複数のゴ
ミ焼却炉の二次燃焼を完全に維持して、総合的にゴミ焼
却設備の排ガスの清浄化を図る手段を提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

〔特徴構成〕上記の目的のための本発明のゴミ焼却設備
の特徴構成は、請求項１に記載の如く、ゴミ焼却炉の複
数基を併設し、前記複数基のゴミ焼却炉に、各炉に備え
る廃熱ボイラからの蒸気を外部燃焼式過熱器に集合して
導く蒸気集合路を設け、前記外部燃焼式過熱器からの燃
焼排ガスを、前記複数基のゴミ焼却炉夫々の二次燃焼室
に供給する燃焼排ガス供給路を設けるとともに、前記ゴ
ミ焼却炉夫々に、出口排ガス中の一酸化炭素濃度を検出
する一酸化炭素濃度検出手段を設け、前記一酸化炭素濃
度検出手段で検出した一酸化炭素濃度の高いゴミ焼却炉
に対して、前記燃焼排ガスを多く分配するように、夫々
の前記ゴミ焼却炉に対する前記燃焼排ガスの分配割合を
調節可能な排ガス分配機構を備えた（第１特徴構成）点
にある。つまり、並設された複数のゴミ焼却炉の廃熱ボ
イラからの蒸気を過熱する外部燃焼式過熱器を、前記各
ゴミ焼却炉に対して独立して設けて、その独立した外部
燃焼式過熱器からの排ガスを、各ゴミ焼却炉に対して分
配するのに、夫々のゴミ焼却炉の排ガス中の一酸化炭素
濃度に応じて配分し、各ゴミ焼却炉の排ガス成分を安定
して良好に維持して、夫々のゴミ焼却炉のガス燃焼の安
定化を図るものである。尚、請求項２に記載の如く、前
記第１特徴構成に対して、２基のゴミ焼却炉を併設し
て、外部燃焼式過熱器を１基備えるようにした（第２特
徴構成）構成は、本発明の効果が顕著に現れる一例であ
る。

【０００５】また、請求項３に記載の如く、前記第１特
徴構成又は第２特徴構成における排ガス分配機構を、検
出した一酸化炭素濃度の比に重み付けした比率で分配割
合を設定するように構成（第３特徴構成）してあればな
およい。また、請求項４に記載の如く、前記第１特徴構
成又は第２特徴構成における排ガス分配機構を、検出す
る一酸化炭素濃度に基準濃度を設定して、前記検出した
一酸化炭素濃度を前記基準濃度と比較し、前記基準濃度
の上下で前記燃焼排ガスの分配割合を異ならせて設定す
るように構成（第４特徴構成）してあってもよく、さら
に、請求項５に記載の如く、前記第４特徴構成における
排ガス分配機構を、前記検出した一酸化炭素濃度が基準
濃度未満のゴミ焼却炉に対しては前記分配割合を０に設
定するように構成（第５特徴構成）してあってもよい。

【０００６】〔各特徴構成の作用効果〕上記第１特徴構
成によれば、外部燃焼式過熱器の負荷変動を抑制しなが
ら、各ゴミ焼却炉でのダイオキシン等有害ガスの発生を
抑制できるようになる。つまり、各ゴミ焼却炉に備える
廃熱ボイラからの蒸気を外部燃焼式過熱器に集合して導
く蒸気集合路を設けてあるから、前記外部燃焼式過熱器
への蒸気供給量は、複数の廃熱ボイラからの蒸気発生量
の合計となり、個々の廃熱ボイラの蒸気発生量の変動は
平準化され、蒸気供給量の変動が抑制される。従って、
外部燃焼式過熱器の運転条件が安定する。また、前記複
数基のゴミ焼却炉夫々の出口排ガス中の一酸化炭素濃度
を検出する一酸化炭素濃度検出手段を設け、前記外部燃
焼式過熱器からの燃焼排ガスを、前記一酸化炭素濃度検
出手段で検出した一酸化炭素濃度の高いゴミ焼却炉に対
して、前記燃焼排ガスを二次燃焼室に多く分配して供給
すれば、外部燃焼式過熱器の燃焼状態に影響を及ぼすこ
となく各ゴミ焼却炉共に二次燃焼室内で燃焼ガスを攪拌
するに充分な燃焼排ガス量を確保できるようになるか
ら、何れのゴミ焼却炉からの排ガスも所定濃度以下の一
酸化炭素濃度とすることが可能となる。尚、上記第２特
徴構成によっても同様の結果が得られ、殊にゴミ焼却炉
が２基であるから、制御が容易となる。しかも、一方の
炉に対しての燃焼排ガス供給量を要求しないような場合
には、他方の炉にのみ燃焼排ガスを供給すればよいの
で、清浄な熱ガスである燃焼排ガスを他の熱源ガスとし
ても利用可能となる。

【０００７】また、上記第３特徴構成によれば、何れの
ゴミ焼却炉からのダイオキシン等の排出も抑制できるよ
うになる。つまり、検出した一酸化炭素濃度の比に重み
付けした分配割合で、外部燃焼式過熱器からの燃焼排ガ
スを各ゴミ焼却炉に吹き込むので、予め一酸化炭素濃度
に対しての、一酸化炭素濃度低減効果に対する燃焼排ガ
スの吹き込み量の関係を求めておけば、検出した一酸化
炭素濃度に対して、目標一酸化炭素濃度に到達させるた
めに必要とする燃焼排ガス吹き込み所要量を決定できる
ので、その吹き込み所要量の比に応じて燃焼排ガスを各
ゴミ焼却炉に供給すればよいのである。また、上記第４
特徴構成によっても何れのゴミ焼却炉からのダイオキシ
ン等の排出も抑制できるようになる。つまり、検出する
一酸化炭素濃度に、例えば二次燃焼室における燃焼ガス
中の酸素の拡散状態が良好であると判断できる上限の一
酸化炭素濃度等を基準濃度として設定して、検出した一
酸化炭素濃度が基準濃度を超えているか否かによって燃
焼排ガスの分配割合を異ならせて設定すれば、より効果
的に排ガス中の一酸化炭素濃度を低減できる。例えば、
燃焼排ガスの供給効果の高いゴミ焼却炉に積極的に燃焼
排ガスを供給することで、総合的に設備からのダイオキ
シン等の排出を効果的に抑制できるようになる。尚、第
５特徴構成のようにすれば、上記第４特徴構成におい
て、より一層効果的に設備からのダイオキシン等の排出
を抑制できるようになる。つまり、上記例のように基準
濃度を設定すれば、排ガス中の一酸化炭素濃度が基準濃
度未満であれば、そのゴミ焼却炉においては二次燃焼領
域での完全燃焼が達成されていると判断できるから、燃
焼排ガスの供給は不要であるとすることができるから、
元々そのゴミ焼却炉に割り当てられていた燃焼排ガス
を、排ガス中の一酸化炭素濃度の高いゴミ焼却炉に供給
することができるようになり、これの一酸化炭素濃度低
減を促進できるようになるのである。その結果、外部燃
焼式過熱器の燃焼排ガスを有効に活用して、外部燃焼式
過熱器の制御を安定化させながら、設備を複雑にするこ
となく複数のゴミ焼却炉の二次燃焼を完全に維持して、
総合的にゴミ焼却設備の排ガスの清浄化を図ることが可
能となった。

【０００８】

【発明の実施の形態】上記本発明のゴミ焼却設備の実施
の形態の一例として、都市ゴミ焼却設備について、以下
に、図面を参照しながら説明する。尚、前記従来の技術
において説明した要素と同じ要素並びに同等の機能を有
する要素に関しては、先の図２に付したと同一の符号を
付し、詳細の説明の一部は省略する。

【０００９】図１に一例を示すように、本発明による都
市ゴミ焼却設備には、廃熱ボイラ２からの蒸気を発電設
備１２に供給するために過熱する外部燃焼式過熱器４を
備えるゴミ焼却炉１を２基を併設してあり、前記２基の
ゴミ焼却炉１である１号焼却炉１Ａと２号焼却炉１Ｂ夫
々に、各炉に備える廃熱ボイラ２からの蒸気を前記発電
設備１２に導く蒸気路３に、各蒸気路３からの蒸気を集
合して前記外部燃焼式過熱器４に導く蒸気集合路３ａを
設けてある。そして、前記１号焼却炉１Ａと２号焼却炉
１Ｂ夫々の二次燃焼室１ｂ内に、前記外部燃焼式過熱器
４からの燃焼排ガスを供給する燃焼排ガス供給路５を設
けて、前記二次燃焼室１ｂ内の燃焼ガス中に前記燃焼排
ガスを吹き込んで、前記燃焼ガスと燃焼用空気中の酸素
とを攪拌混合して、完全燃焼させるように構成してあ
る。

【００１０】前記燃焼排ガス供給路５は、前記外部燃焼
式過熱器４からの燃焼排ガス路１４から分岐して、前記
１号焼却炉１Ａ及び２号焼却炉１Ｂ夫々の二次燃焼室１
ｂに供給するように設けられており、前記燃焼排ガス路
１４と前記燃焼排ガス供給路５との間に、前記燃焼排ガ
スの分配割合を調節可能な排ガス分配機構６を備えてい
る。

【００１１】前記１号焼却炉１Ａ及び２号焼却炉１Ｂ夫
々の煙道１０出口に、出口排ガス中の一酸化炭素濃度を
検出する一酸化炭素濃度検出手段７を設け、夫々の一酸
化炭素濃度検出手段７の検出結果に基づいて、検出した
一酸化炭素濃度の高いゴミ焼却炉１（例えば、前記１号
焼却炉１Ａで検出した一酸化炭素濃度が前記２号焼却炉
１Ｂで検出した一酸化炭素濃度よりも高い場合には、前
記１号焼却炉１Ａ、逆ならば前記２号焼却炉１Ｂ）に対
して、前記燃焼排ガスを多く分配するように、前記排ガ
ス分配機構６を構成してある。前記排ガス分配機構６
は、前記検出した一酸化炭素濃度の比に、予め設定して
ある係数を用いて重み付けした比率で前記１号焼却炉１
Ａ及び２号焼却炉１Ｂに前記燃焼排ガスを自動的に分配
するように構成してある。

【００１２】前記分配に関する具体的な一例を示すと、
検出する一酸化炭素濃度の変化する状況下で燃焼排ガス
の供給量を変化させて求めた、燃焼排ガス供給量の増分
に対する一酸化炭素濃度の低下割合を予め求めて、前記
低下割合が極めて小さくなる一酸化炭素濃度を調べて、
その最大濃度を基準濃度として設定しておく。そして、
重みとしての係数を、前記変化割合の逆数とし、前記基
準濃度以下では前記係数を０に設定する。前記１号焼却
炉１Ａと前記２号焼却炉１Ｂとに対する燃焼排ガスの分
配比率は、検出した一酸化炭素濃度に、その濃度に対応
する前記係数を乗じた値の比に等しく設定する。尚、前
記基準濃度は、ゴミ焼却炉の形式、容量その他各種条件
によって異なるので、前記係数とともに都市ゴミ焼却設
備毎に設定される。前記基準濃度及び係数は、例えば３
号炉が増設された場合にも同様にして設定する。つま
り、設備に並設されるゴミ焼却炉の数には関わり無く設
定されるものである。

【００１３】以上のように構成した都市ゴミ焼却設備に
おいては、前記排ガス分配機構６を設けてあるから、各
ゴミ焼却炉共に、排ガス中の一酸化炭素濃度は等しく低
濃度に制御され、ダイオキシン排出を防止できるように
なっている。さらに、複数のゴミ焼却炉に対して単一の
外部燃焼式過熱器を備えるようにしてあるので、各ゴミ
焼却炉の投入ゴミのゴミ質が変化して、燃焼発熱量に変
動が生じても、各ゴミ焼却炉の燃焼発熱量の変化のトレ
ンドが一般には一致しないので、蒸気発生量の変化は互
いに相殺されるから、前記外部燃焼式過熱器からの過熱
蒸気は、単一のゴミ焼却炉の場合に比して量・温度共に
安定している。従って、発電品質の低下も防止できてい
る。

【００１４】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。 〈１〉上記実施の形態に於いては、排ガス分配機構６
を、検出した一酸化炭素濃度の比に、予め設定してある
係数を用いて重み付けした比率で前記１号焼却炉１Ａ及
び２号焼却炉１Ｂに前記燃焼排ガスを自動的に分配する
ように構成してある例を示したが、併設されたゴミ焼却
炉が３基以上であって、分配対象のゴミ焼却炉がさらに
多数であってもよく、同様にして分配することが可能で
ある。 〈２〉上記実施の形態に於いては、排ガス分配機構６
を、検出する一酸化炭素濃度に基準濃度を設定して、検
出した一酸化炭素濃度の比に、予め設定された、前記基
準濃度未満では０とする係数を用いて重み付けした比率
でゴミ焼却炉１毎に前記燃焼排ガスを自動的に分配する
ように構成してある例を示したが、前記基準濃度の上下
で前記燃焼排ガスの分配割合を異ならせて設定するよう
に構成してもよい。例えば基準濃度以上での燃焼排ガス
の吹き込み効果に対して前記基準濃度未満では前記吹き
込み効果が低下する場合には、前記基準濃度以上と未満
とで前記係数にさらに乗数を乗じて、前記基準濃度未満
の場合に多く吹き込むように構成してあってもよい。 〈３〉上記実施の形態に於いては、排ガス分配機構６
を、前記検出した一酸化炭素濃度が基準濃度未満のゴミ
焼却炉１に対しては分配割合を０に設定するように構成
してある例を示したが、基準濃度未満の場合にも燃焼排
ガスを分配するように構成してあってもよい。 〈４〉上記実施の形態に於いては、排ガス分配機構６
を、検出する一酸化炭素濃度に基準濃度を設定して、前
記基準濃度に基づいて、重み付けした比率でゴミ焼却炉
１毎に前記燃焼排ガスを自動的に分配するように構成し
てある例を示したが、各ゴミ焼却炉１に備える一酸化炭
素濃度検出手段７の検出結果が設定濃度以下になるよう
に自動的に配分量を調整するように前記排ガス分配機構
を構成してもよい。前記排ガス分配機構は、例えば、検
出一酸化炭素濃度から、前記基準濃度に制御するための
燃焼排ガス供給量の所要変化量を個々に求め、求めた個
々の所要変化量の比に応じて夫々のゴミ焼却炉に対する
燃焼排ガス供給量の変化量を設定するように構成してあ
ってもよい。

【００１５】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】本発明によるゴミ焼却設備の一例を示す説明図

【図２】従来の都市ゴミ焼却設備の一例を示す説明図

【符号の説明】

１ ゴミ焼却炉 １ａ ゴミ焼却炉の二次燃焼室 ２ 廃熱ボイラ ３ａ 蒸気集合路 ４ 外部燃焼式過熱器 ５ 燃焼排ガス供給路 ６ 排ガス分配機構 ７ 一酸化炭素濃度検出手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゴミ焼却炉（１）の廃熱ボイラ（２）か
   らの蒸気を発電設備に供給するために過熱する外部燃焼
   式過熱器（４）を備えるゴミ焼却設備であって、 前記ゴミ焼却炉（１）の複数基を併設し、 前記複数基のゴミ焼却炉（１）に、各炉に備える廃熱ボ
   イラからの蒸気を前記外部燃焼式過熱器（４）に集合し
   て導く蒸気集合路（３ａ）を設け、 前記外部燃焼式過熱器（４）からの燃焼排ガスを、前記
   複数基のゴミ焼却炉（１）夫々の二次燃焼室（１ｂ）内
   に供給する燃焼排ガス供給路（５）を設けるとともに、 前記ゴミ焼却炉（１）夫々に、出口排ガス中の一酸化炭
   素濃度を検出する一酸化炭素濃度検出手段（７）を設
   け、 前記一酸化炭素濃度検出手段（７）で検出した一酸化炭
   素濃度の高いゴミ焼却炉（１）に対して、前記燃焼排ガ
   スを多く分配するように、夫々の前記ゴミ焼却炉（１）
   に対する前記燃焼排ガスの分配割合を調節可能な排ガス
   分配機構（６）を備えたゴミ焼却設備。
2. 【請求項２】 ２基のゴミ焼却炉（１）を併設して、外
   部燃焼式過熱器（４）を１基備えるように構成してある
   請求項１記載のゴミ焼却設備。
3. 【請求項３】 前記排ガス分配機構（６）を、前記検出
   した一酸化炭素濃度の比に重み付けした比率で前記分配
   割合を設定するように構成してある請求項１又は２に記
   載のゴミ焼却設備。
4. 【請求項４】 前記排ガス分配機構（６）を、検出する
   一酸化炭素濃度に基準濃度を設定して、前記検出した一
   酸化炭素濃度を前記基準濃度と比較し、前記基準濃度の
   上下で前記燃焼排ガスの分配割合を異ならせて設定する
   ように構成してある請求項１又は２に記載のゴミ焼却設
   備。
5. 【請求項５】 前記排ガス分配機構（６）を、前記検出
   した一酸化炭素濃度が前記基準濃度未満のゴミ焼却炉
   （１）に対しては前記分配割合を０に設定するように構
   成してある請求項４記載のゴミ焼却設備。