WO2017110848A1 - 廃熱発電システム - Google Patents

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WO2017110848A1
WO2017110848A1 PCT/JP2016/088047 JP2016088047W WO2017110848A1 WO 2017110848 A1 WO2017110848 A1 WO 2017110848A1 JP 2016088047 W JP2016088047 W JP 2016088047W WO 2017110848 A1 WO2017110848 A1 WO 2017110848A1
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WO
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heat
exhaust gas
heat exchanger
temperature
power generation
Prior art date
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PCT/JP2016/088047
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English (en)
French (fr)
Inventor
雅樹 藤原
松寺　直樹
毅 渡会
隆行 伊藤
Original Assignee
三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社
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Filing date
Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
    • F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
    • F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
    • F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/06—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/15004—Preventing plume emission at chimney outlet
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage

Definitions

  • the present invention relates to a waste heat power generation system that generates power using waste heat of an incinerator.
  • the waste heat of the incinerator is used to preheat the combustion air supplied to the incinerator or using steam generated in the boiler that recovers waste heat. They are generating electricity.
  • the heat effective utilization factor of the whole plant is improved (for example, refer patent document 1).
  • a dust collector for collecting dust from exhaust gas discharged from an incinerator.
  • the temperature of exhaust gas flowing into the dust collector is adjusted based on the heat-resistant temperature of the dust collector.
  • the temperature of the exhaust gas introduced into the dust collector is adjusted by spraying water with an exhaust gas cooling tower to about 200 ° C., for example.
  • An object of the present invention is to provide a waste heat power generation system having a higher effective heat utilization rate in a waste heat power generation system that generates power using waste heat from an incinerator.
  • the waste heat power generation system includes an incinerator, an exhaust gas line through which exhaust gas discharged from the incinerator flows, a power generator that generates power using heat transfer oil as a heat source, and the exhaust gas.
  • a first heat exchanger that exchanges heat with the heat transfer oil supplied to the power generation device, and air that is provided in parallel with the first heat exchanger in the exhaust gas line and is supplied to the exhaust gas and the incinerator
  • An air preheater that exchanges heat with each other, a dust collector that removes solid components from the exhaust gas heat-exchanged by the first heat exchanger and the air preheater, and an upstream of the dust collector in the exhaust gas line
  • the second heat exchange that is provided on the side and exchanges heat between the exhaust gas heat-exchanged by the first heat exchanger and the air preheater and the heat transfer oil supplied to the first heat exchanger And a container.
  • the waste heat power generation system may include a control device that adjusts the flow rate of the heat transfer oil that is heat-exchanged in the second heat exchanger based on the temperature of the exhaust gas discharged from the second heat exchanger.
  • the temperature of the exhaust gas can be set to a temperature corresponding to the heat resistance temperature of the dust collector by adjusting the flow rate of the heat transfer oil and adjusting the temperature of the exhaust gas.
  • the heat medium oil circulation path through which the heat medium oil circulates, and the upstream side of the second heat exchanger and the downstream side of the second heat exchanger in the heat medium oil circulation path A bypass path that bypasses and connects the two heat exchangers, and the control device may adjust a flow rate of the heat transfer oil flowing through the bypass path.
  • the temperature of the exhaust gas flowing into the dust collector is adjusted more quickly. be able to.
  • the flow rate of the heat transfer oil supplied to the power generation device may be adjusted based on the temperature of the heat transfer oil that has been heat exchanged by the first heat exchanger.
  • the temperature of the heat transfer oil can be adjusted to a temperature suitable for the power generator. Further, it is possible to cope with the temperature rise of the exhaust gas when the temperature (heat amount) of the exhaust gas discharged from the incinerator is significantly increased. Further, it is possible to cope with a temperature decrease of the exhaust gas when the temperature (heat amount) of the exhaust gas discharged from the incinerator is significantly reduced.
  • the waste heat power generation system may further include a white smoke preventer that heats the outside air by the exhaust gas discharged from the second heat exchanger and passes through the dust collector and supplies it to the chimney.
  • heat is recovered from the low temperature exhaust gas as compared with the case where the white smoke preventer is installed upstream of the second heat exchanger.
  • the recovery rate can be improved.
  • the sludge incineration plant 1 which is the waste heat power generation system of embodiment of this invention is demonstrated in detail with reference to drawings.
  • the sludge incineration plant 1 of this embodiment uses an incinerator 2 that incinerates sludge S such as sewage sludge, and waste heat (incineration heat) of exhaust gas EG discharged from the incinerator 2.
  • a power generation device 3 for generating power and a control device 4 are provided.
  • the sludge incineration plant 1 according to the present embodiment is a waste heat power generation system that incinerates sludge S and collects heat generated by the incineration to generate electric power.
  • the power generation device 3 uses heat medium oil HO circulating in the plant as a heat medium.
  • the sludge incineration plant 1 includes an exhaust gas line 5 into which the exhaust gas EG discharged from the incinerator 2 is introduced, a first heat exchanger 6 provided on the exhaust gas line 5, and a first heat exchanger 6 in the exhaust gas line 5.
  • the air preheater 7 provided in parallel, the first heat exchanger 6 and the second heat exchanger 8 provided downstream of the air preheater 7, and the second heat exchanger 8 provided downstream.
  • the exhaust gas treatment device 9 is provided.
  • a sludge dryer for drying dewatered sludge which is water-containing sludge, may be provided on the upstream side of the incinerator 2.
  • the sludge dryer is a device that dries dehydrated sludge (dehydrated cake, for example, moisture content 72%) introduced through a volume reduction process of concentration / dehydration to produce dry sludge (for example, moisture content 50%).
  • the first heat exchanger 6 and the second heat exchanger 8 are heat exchangers that perform heat exchange (heating) between the exhaust gas EG discharged from the incinerator 2 and the heat transfer oil HO supplied to the power generation device 3.
  • the air preheater 7 is a heat exchanger that performs heat exchange (preheating) between the exhaust gas EG discharged from the incinerator 2 and the combustion air A1 supplied to the incinerator 2.
  • the exhaust gas treatment device 9 is configured to bring a cleaning solution into contact with the dust collector 14 (bug filter) that removes solid components (ash and the like) from the exhaust gas EG and performs dust collection processing, the white smoke preventer 15, and the exhaust gas EG. It has a scrubber 16 (exhaust gas cleaning device) that detoxifies, and a chimney 17 that releases the treated exhaust gas EG to the atmosphere.
  • the power generation device 3 includes a power generation device main body 11 and a heat medium oil circulation path 12 (shown using a two-dot chain line in FIG. 1) that is an annular heat source system that introduces the heat medium oil HO into the power generation device main body 11.
  • the heat medium oil circulation path 12 is a path through which the heat medium oil HO is circulated between the power generation apparatus main body 11 and the first heat exchanger 6 and the second heat exchanger 8. In the heat medium oil circulation path 12, the heat medium oil HO flows in one direction.
  • the incinerator 2 is equipment that incinerates sludge S by stirring and mixing in a high-temperature fluidized bed.
  • the incinerator 2 may be an incineration facility that incinerates waste and discharges high-temperature exhaust gas EG.
  • an incineration facility such as a bubble type fluidized furnace or a circulating fluidized furnace can be adopted.
  • Combustion air A1 (fluid air) is introduced into the incinerator 2 via a combustion air line 13 (shown using a one-dot chain line in FIG. 1).
  • Exhaust gas EG is discharged from the incinerator 2 through the first exhaust gas line 5a.
  • the temperature of the exhaust gas EG discharged from the incinerator 2 is, for example, 850 ° C.
  • the first exhaust gas line 5a branches to two second exhaust gas lines 5b (5b1, 5b2) provided in parallel on the downstream side.
  • One second exhaust gas line 5 b 1 is connected to the first heat exchanger 6.
  • the first heat exchanger 6 is provided on the heat medium oil circulation path 12 and on the second exhaust gas line 5b1.
  • the first heat exchanger 6 functions as a heating device that recovers the heat of the high-temperature exhaust gas EG flowing through the second exhaust gas line 5b1 and heats the heat transfer medium oil HO.
  • the other second exhaust gas line 5 b 2 is connected to the air preheater 7.
  • the air preheater 7 is a heat exchanger that recovers the heat of the high-temperature exhaust gas EG flowing through the second exhaust gas line 5b2 and heats (preheats) the combustion air A1 flowing through the combustion air line 13.
  • the first heat exchanger 6 and the air preheater 7 are provided in parallel in the exhaust gas line 5.
  • the two second exhaust gas lines 5 b merge on the downstream side of the first heat exchanger 6 and the air preheater 7.
  • the two second exhaust gas lines 5b are connected to the third exhaust gas line 5c.
  • the second heat exchanger 8 is provided on the downstream side of the first heat exchanger 6 and the air preheater 7, that is, on the third exhaust gas line 5c.
  • the second heat exchanger 8 functions as a heating device that recovers the heat of the exhaust gas EG heat-exchanged by the first heat exchanger 6 and the air preheater 7 and heats the heat transfer medium oil HO.
  • the dust collector 14 provided on the downstream side of the second heat exchanger 8 is a device that filters and collects solid components such as dust and ash in the exhaust gas EG using a heat-resistant filter cloth or the like. That is, dust and the like are removed from the exhaust gas EG discharged from the second heat exchanger 8 and introduced into the dust collector 14 via the fourth exhaust gas line 5d.
  • a heat resistant temperature is set with respect to the temperature of the introduced exhaust gas EG.
  • the heat-resistant temperature of the dust collector 14 is 220 ° C., for example.
  • the white smoke preventer 15 provided on the downstream side of the dust collector 14 in the exhaust gas line 5 is a device that prevents the exhaust gas EG from becoming white smoke.
  • the white smoke preventer 15 exchanges heat between the air supply fan 19 that sucks and sends out the air A2, and the exhaust gas EG introduced from the dust collector 14 through the fifth exhaust gas line 5e and the air A2, thereby
  • An air heater 20 that heats A2 to be mixed air A3 and a mixing air line 21 that guides the mixing air A3 to the chimney 17 are provided.
  • the air heater 20 of the white smoke preventer 15 for example, a shell and tube heat exchanger can be adopted.
  • the heat transfer tube of the air heater 20 is covered with, for example, a Teflon (registered trademark) corrosion-resistant material.
  • a corrosion-resistant layer made of Teflon is formed on the exhaust gas contact surface of the air heater 20. That is, the air heater 20 of this embodiment has a low-temperature corrosion prevention type heat transfer tube. Thereby, corrosion of the metal surface of the heat transfer tube is suppressed, and low temperature corrosion is prevented.
  • the treatment for making the white smoke preventer 15 into a low temperature corrosion prevention type is not limited to the above-mentioned Teflon, and for example, a non-metallic material such as a resin can be adopted. It is also possible to form the heat transfer tube itself with a corrosion-resistant material such as ceramic.
  • the scrubber 16 is an exhaust gas cleaning device that makes the exhaust gas EG discharged from the white smoke preventer 15 and introduced through the sixth exhaust gas line 5f in contact with a cleaning liquid such as water or an aqueous solution of caustic soda to render it harmless.
  • the exhaust gas EG in the exhaust gas line 5 is sucked by an induction blower (not shown) and discharged through the chimney 17.
  • an exhaust gas temperature measuring device 18 that measures the temperature of the exhaust gas EG flowing through the fourth exhaust gas line 5 d is provided in the fourth exhaust gas line 5 d that connects the second heat exchanger 8 and the dust collector 14. ing.
  • the exhaust gas temperature measuring device 18 measures the temperature of the exhaust gas EG flowing into the dust collector 14. The temperature of the exhaust gas EG measured by the exhaust gas temperature measuring device 18 is transmitted to the control device 4.
  • the power generation device main body 11 uses the waste heat of the incinerator 2 as a heat source, heats and evaporates the organic working medium M, and generates power by rotating the steam turbine 23 with the steam, so-called binary waste heat power generation system. (Organic Rankine cycle waste heat power generation system) is adopted.
  • the power generator main body 11 of the present embodiment includes an evaporator 22 that heats and evaporates the organic working medium M using the heat of the heat medium oil HO supplied to the power generator main body 11 via the heat medium oil circulation path 12.
  • a steam turbine 23 rotated by the steam of the organic working medium M, a generator 24 directly connected to the steam turbine 23, and a condenser 25 for condensing the organic working medium M guided from the steam turbine 23. .
  • the heat transfer oil circulation path 12 is a path for recovering the heat of the exhaust gas EG flowing through the third exhaust gas line 5c and recovering the heat of the exhaust gas EG flowing through the second exhaust gas line 5b1.
  • the heat transfer oil circulation path 12 includes a first circulation path 12 a that connects the power generator main body 11 and the second heat exchanger 8, and a second circulation that connects the second heat exchanger 8 and the first heat exchanger 6. It has the path
  • the heat transfer oil HO obtained by heating the organic working medium M in the power generation apparatus main body 11 circulates in the order of the second heat exchanger 8 and the first heat exchanger 6.
  • the first heat exchanger 6 is provided on the downstream side of the second heat exchanger 8 in the heat medium oil circulation path 12.
  • the heat transfer oil HO introduced into the second heat exchanger 8 through the first circulation path 12a is heated by the exhaust gas EG flowing through the third exhaust gas line 5c.
  • the heat transfer oil HO introduced into the first heat exchanger 6 through the second circulation path 12b is heated by the exhaust gas EG flowing through the second exhaust gas line 5b1.
  • the heat transfer oil HO heated in the second heat exchanger 8 and the first heat exchanger 6 is introduced into the evaporator 22 of the power generator main body 11 via the third circulation path 12c.
  • a first flow rate adjusting valve 29 that adjusts the flow rate of the heat transfer oil HO is provided between the branch point 28 of the bypass route 27b provided in the first circulation route 12a and the second heat exchanger 8.
  • the bypass passage 27b is provided with a second flow rate adjustment valve 30 that adjusts the flow rate of the heat transfer oil HO.
  • a heat medium oil pump 31 for adjusting the flow rate of the heat medium oil HO flowing through the heat medium oil circulation path 12 is provided on the first circulation path 12 a and upstream of the branch point 28.
  • the heat medium oil pump 31 is a pump for supplying the heat medium oil HO to the heat medium oil circulation path 12.
  • the heat medium oil pump 31 controls the flow rate of the heat medium oil HO discharged by a discharge damper or an inverter.
  • a heat medium oil that measures the temperature of the heat medium oil HO flowing through the third circulation path 12 c is connected to the third circulation path 12 c that connects the first heat exchanger 6 and the power generator main body 11.
  • a temperature measuring device 32 is provided.
  • the heat medium oil temperature measuring device 32 measures the temperature of the heat medium oil HO introduced into the power generator main body 11.
  • the temperature of the heat transfer oil HO measured by the heat transfer oil temperature measuring device 32 is transmitted to the control device 4.
  • the control device 4 of the present embodiment has a function of adjusting the flow rate of the heat transfer oil HO introduced into the second heat exchanger 8 based on the temperature of the exhaust gas EG measured by the exhaust gas temperature measuring device 18.
  • the control device 4 flows through the main path 27a of the first circulation path 12a (downstream of the branch point 28) when the temperature of the exhaust gas EG becomes higher than a set first threshold (for example, 220 ° C.).
  • the first and second flow rate adjusting valves 29 and 30 are controlled so that the flow rate of the heat transfer oil HO increases.
  • control device 4 operates the second flow rate adjustment valve 30 so that the flow rate of the heat medium oil HO flowing through the bypass path 27b is small, and the flow rate of the heat medium oil HO flowing through the main path 27a is large.
  • the first flow rate adjustment valve 29 is operated so that
  • the flow rate of the heat medium oil HO in the entire heat medium oil circulation path 12 does not change. That is, the flow rate of the heat medium oil HO supplied to the second heat exchanger 8 can be increased without changing the flow rate of the heat medium oil HO flowing through the entire heat medium oil circulation path 12. Thereby, the amount of heat exchange by the second heat exchanger 8 increases, and the temperature of the exhaust gas EG decreases.
  • control device 4 has a function of adjusting the flow rate of the heat medium oil HO flowing through the entire heat medium oil circulation path 12 based on the temperature of the heat medium oil HO measured by the heat medium oil temperature measuring device 32. .
  • a set second threshold for example, 280 ° C.
  • the control device 4 determines the flow rate of the heat medium oil HO flowing through the entire heat medium oil circulation path 12.
  • the heat transfer oil pump 31 is controlled so as to increase. As the flow rate of the heat medium oil HO in the entire heat medium oil circulation path 12 increases, the temperature of the heat medium oil HO decreases.
  • the exhaust gas EG is used as a heating medium heating source in the second heat exchanger 8.
  • the temperature of the exhaust gas EG that has passed through the second heat exchanger 8 is reduced to 220 ° C. That is, the temperature of the exhaust gas EG is reduced to the heat resistant temperature of the dust collector 14 by heat exchange in the second heat exchanger 8.
  • the exhaust gas EG that has passed through the second heat exchanger 8 is introduced into the dust collector 14.
  • the exhaust gas EG that has passed through the second heat exchanger 8 is introduced into the dust collector 14 and subjected to dust collection treatment.
  • the exhaust gas EG discharged from the dust collector 14 exchanges heat with the air A2 supplied by the air supply fan 19 in the air heater 20 of the white smoke preventer 15 to increase the temperature of the air A2.
  • the temperature of the air A2 rises to 150 ° C., for example.
  • the mixing air A ⁇ b> 3 that has passed through the air heater 20 is introduced into the chimney 17 through the mixing air line 21.
  • the exhaust gas EG that has passed through the white smoke preventer 15 is introduced into the scrubber 16 and rendered harmless.
  • the temperature of the exhaust gas EG is reduced to, for example, 40 ° C. in the scrubber 16.
  • the exhaust gas EG that has passed through the scrubber 16 is introduced into the chimney 17 and mixed with the high-temperature mixing air A3 introduced through the mixing air line 21. Generation of white smoke from the chimney 17 is prevented by mixing the exhaust gas EG and the mixing air A3 for preventing white smoke.
  • the heat medium oil HO circulating in the heat medium oil circulation path 12 is heated to, for example, 280 ° C. by exchanging heat with the exhaust gas EG in the second heat exchanger 8 and the first heat exchanger 6.
  • the heated heating medium oil HO is used to heat the organic working medium M in the evaporator 22 of the power generation apparatus body 11.
  • the organic working medium M becomes steam in the evaporator 22 and is introduced into the steam turbine 23 to drive the generator 24.
  • the steam exiting the steam turbine 23 is cooled and condensed in the condenser 25.
  • the condensed organic working medium M is returned to the evaporator 22.
  • the control method of the sludge incineration plant 1 of this embodiment includes the first control method for adjusting the temperature of the exhaust gas EG introduced into the dust collector 14 and the temperature of the heat transfer oil HO introduced into the power generator main body 11. A second control method to be adjusted.
  • the first control method is a control method for adjusting the temperature of the exhaust gas EG introduced into the dust collector 14 by controlling the flow rate of the heat transfer oil HO introduced into the second heat exchanger 8.
  • the first control method is introduced into the exhaust gas temperature determination step P11 for determining whether or not the temperature of the exhaust gas EG discharged from the second heat exchanger 8 is higher than the first threshold, and the second heat exchanger 8.
  • a main path flow rate increasing step P12 for increasing the flow rate of the heat transfer oil HO flowing through the main path 27a of the first circulation path 12a when the temperature of the exhaust gas EG is higher than the first threshold value.
  • the control device 4 refers to the temperature of the exhaust gas EG transmitted from the exhaust gas temperature measurement device 18.
  • the control device 4 determines whether or not the temperature of the exhaust gas EG is higher than a first threshold value (for example, 220 ° C.).
  • a first threshold value for example, 220 ° C.
  • the control device 4 does not change the opening degree of the valves 29 and 30.
  • the control device 4 executes the main path flow rate increasing step P12.
  • the control device 4 adjusts the opening degree of the valves 29 and 30 to increase the flow rate of the heat transfer oil HO flowing through the main path 27a.
  • the control device 4 adjusts the opening degree of the first and second flow rate adjusting valves 29 and 30 to control the flow rate of the heat transfer oil HO flowing through the main path 27a. You may carry out.
  • the second control method is a control method for adjusting the flow rate of the heat medium oil HO introduced into the power generator main body 11 by controlling the flow rate of the heat medium oil HO flowing through the entire heat medium oil circulation path 12.
  • the second control method includes a heat medium oil temperature determination step P21 for determining whether the temperature of the heat medium oil HO discharged from the first heat exchanger 6 is higher than the second threshold, and the temperature of the heat medium oil HO.
  • the control device 4 refers to the temperature of the heat medium oil HO transmitted from the heat medium oil temperature measurement device 32.
  • the control device 4 determines whether or not the temperature of the heat transfer oil HO is higher than a second threshold value (for example, 280 ° C.). When the temperature of the heat medium oil HO is 280 ° C. or less, the control device 4 does not change the discharge flow rate of the heat medium oil pump 31.
  • a second threshold value for example, 280 ° C.
  • the control apparatus 4 When the temperature of the heat medium oil HO discharged
  • the control device 4 increases the flow rate of the heat medium oil HO flowing through the entire heat medium oil circulation path 12 by adjusting the discharge flow rate of the heat medium oil pump 31. Thereby, the temperature of the heat transfer oil HO introduced into the power generator main body 11 is lowered.
  • the control device 4 may adjust the discharge flow rate of the heat medium oil pump 31 to perform control to reduce the flow rate of the heat medium oil HO.
  • the temperature of the exhaust gas EG introduced into the dust collector 14 using the second heat exchanger 8 for example, using the exhaust gas cooling tower, the temperature of the exhaust gas is reduced. In comparison, heat can be used more effectively.
  • the temperature of the exhaust gas EG is adjusted by adjusting the flow rate of the heat transfer oil HO introduced into the second heat exchanger 8 based on the temperature of the exhaust gas EG measured by the exhaust gas temperature measuring device 18. It can be set to a temperature corresponding to the heat resistant temperature.
  • the temperature of the exhaust gas EG flowing into the dust collector 14 by the flow rate of the heat transfer oil HO introduced into the second heat exchanger 8 arranged on the upstream side of the dust collector 14, it becomes more rapid.
  • the temperature of the exhaust gas EG can be adjusted.
  • the temperature of the heat transfer oil HO is generated by adjusting the flow rate of the heat transfer oil HO supplied to the power generation device body 11 based on the temperature of the heat transfer oil HO exchanged by the first heat exchanger 6. It can be adjusted to a temperature suitable for the apparatus 3. Further, it is possible to cope with the temperature rise of the exhaust gas EG when the temperature (heat amount) of the exhaust gas EG discharged from the incinerator 2 is significantly increased. Further, it is possible to cope with a temperature decrease of the exhaust gas when the temperature (heat amount) of the exhaust gas discharged from the incinerator is significantly reduced.
  • white smoke prevention is provided upstream of the second heat exchanger 8. Since heat is recovered from the low-temperature exhaust gas EG as compared with the case where a vessel is installed, the heat recovery rate of the entire system can be improved.
  • the white smoke preventer 15 is of a low temperature corrosion prevention type, even when the white smoke preventer 15 recovers the temperature of the exhaust gas EG having a temperature of 200 ° C. or less, for example, the sulfur (S) content of the sludge is reduced. In addition, low-temperature corrosion of metals derived from chlorine (Cl) can be prevented.
  • the smoke discharged from the chimney 17 may be white smoke
  • the white smoke preventer 15 may be omitted.
  • the control device 4 may execute the first control method and the second control method at the same time. By simultaneously controlling the exhaust gas temperature and the heating medium temperature, it becomes possible to speed up the responsiveness of each other by a synergistic effect, and as a result, the speed of convergence can be increased.

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Abstract

焼却炉（２）と、焼却炉（２）から排出される排ガス（ＥＧ）が流通する排ガスライン（５）と、熱媒油（ＨＯ）を熱源として発電する発電装置（３）と、排ガス（ＥＧ）と発電装置（３）に供給される熱媒油（ＨＯ）とを熱交換する第一熱交換器（６）と、排ガスライン（５）において第一熱交換器（６）と並列に設けられて排ガス（ＥＧ）と焼却炉へ供給される空気（Ａ１）とを熱交換する空気予熱器（７）と、第一熱交換器（６）及び空気予熱器（７）にて熱交換された排ガス（ＥＧ）から固形成分を除去する集塵装置（１４）と、排ガスライン（５）において集塵装置（１４）の上流側に設けられ、第一熱交換器（６）及び空気予熱器（７）にて熱交換された排ガス（ＥＧ）と第一熱交換器（６）に供給される熱媒油（ＨＯ）との間で熱交換する第二熱交換器（８）と、を有する廃熱発電システム（１）を提供する。

Description

廃熱発電システム
　本発明は、焼却炉の廃熱を用いて発電を行う廃熱発電システムに関する。
　本願は、２０１５年１２月２４日に出願された特願２０１５－２５１５３９号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　下水汚泥等の汚泥を処理する汚泥焼却プラントにおいては、焼却炉の廃熱を利用して焼却炉に供給される燃焼空気を予熱したり、廃熱を回収するボイラにて発生した蒸気を用いて発電を行ったりしている。これにより、汚泥焼却プラントでは、プラント全体の熱有効利用率を向上させている（例えば、特許文献１参照。）。
　このような汚泥焼却プラントにおいては、焼却炉から排出される排ガスの集塵処理を行う集塵装置を設けることが一般的である。このような汚泥焼却プラントでは、集塵装置の耐熱温度に基づいて、集塵装置に流入する排ガスの温度調整を行っている。従来は、集塵装置に導入される排ガスに対して排ガス冷却塔で水を噴霧して、例えば、約２００℃まで温度調整していた。
特開２０１３－１５５９７４号公報
　ところで、排ガスに対して水を噴霧し温度調整することは、結果的に熱を捨てていることとなり好ましくない。また、集塵装置に導入される排ガスに、空気など混ぜることで温度制御を行うことも可能である。しかしながら、この手法においても、排ガス冷却塔と同様に結果的に熱を捨てることになり好ましくない。また、大容量の空気が必要となり、ガス量の大幅な増加に対応するために、機器容量を増加させる必要が生じる。
　ガス式空気予熱器を設置し、温度制御を行う手法も存在するが、ガス式空気予熱器の伝熱管は、低温腐食域となり易いという問題がある。
　この発明は、焼却炉の廃熱を用いて発電を行う廃熱発電システムにおいて、より熱有効利用率の高い廃熱発電システムを提供することを目的とする。
　本発明の第一の態様によれば、廃熱発電システムは、焼却炉と、前記焼却炉から排出される排ガスが流通する排ガスラインと、熱媒油を熱源として発電する発電装置と、前記排ガスと前記発電装置に供給される熱媒油とを熱交換する第一熱交換器と、前記排ガスラインにおいて前記第一熱交換器と並列に設けられて前記排ガスと前記焼却炉へ供給される空気とを熱交換する空気予熱器と、前記第一熱交換器及び前記空気予熱器にて熱交換された前記排ガスから固形成分を除去する集塵装置と、前記排ガスラインにおいて前記集塵装置の上流側に設けられ、前記第一熱交換器及び前記空気予熱器にて熱交換された前記排ガスと前記第一熱交換器に供給される前記熱媒油との間で熱交換する第二熱交換器と、を有する。
　このような構成によれば、第二熱交換器を用いて集塵装置に導入される排ガスの温度を低減させることによって、例えば、排ガス冷却塔を用いて排ガスの温度を低減させるのと比較して、より熱を有効活用することができる。
　上記廃熱発電システムにおいて、前記第二熱交換器から排出された前記排ガスの温度に基づいて前記第二熱交換器で熱交換される熱媒油の流量を調整する制御装置を備えてよい。
　このような構成によれば、熱媒油の流量が調整されて排ガスの温度が調整されることによって、排ガスの温度を集塵装置の耐熱温度に対応した温度にすることができる。
　上記廃熱発電システムにおいて、熱媒油が循環する熱媒油循環経路と、前記熱媒油循環経路において前記第二熱交換器の上流側と前記第二熱交換器の下流側とを前記第二熱交換器を迂回して接続するバイパス経路と、を備え、前記制御装置は、前記バイパス経路を流れる熱媒油の流量を調整してよい。
　集塵装置に流入する排ガスの温度を集塵装置の上流側に配置されている第二熱交換器に導入される熱媒油の流量によって調整することによって、より迅速に排ガスの温度を調整することができる。
　上記廃熱発電システムにおいて、前記第一熱交換器で熱交換された前記熱媒油の温度に基づいて前記発電装置へ供給される熱媒油の流速を調整してよい。
　このような構成によれば、熱媒油の温度を発電装置に適した温度に調整することができる。また、焼却炉から排出される排ガスの温度（熱量）が大幅に増加した場合における排ガスの温度上昇に対応することができる。また、焼却炉から排出される排ガスの温度（熱量）が大幅に減少した場合における排ガスの温度低下に対応することができる。
　上記廃熱発電システムにおいて、前記第二熱交換器から排出されて前記集塵装置を通過した前記排ガスにより外気を加熱して煙突へ供給する白煙防止器を備えてよい。
　このような構成によれば、例えば、第二熱交換器よりも上流側に白煙防止器を設置する場合と比較して、低温の排ガスから熱を回収することになるため、システム全体の熱回収率を向上させることができる。
　本発明によれば、第二熱交換器を用いて集塵装置に導入される排ガスの温度を低減させることによって、例えば、排ガス冷却塔を用いて排ガスの温度を低減させるのと比較して、より熱を有効活用することができる。
本発明の実施形態の汚泥焼却プラントの系統図である。 本発明の実施形態の汚泥焼却プラントの第一の制御方法を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態の汚泥焼却プラントの第二の制御方法を説明するフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態の廃熱発電システムである汚泥焼却プラント１について図面を参照して詳細に説明する。
　図１に示すように、本実施形態の汚泥焼却プラント１は、下水汚泥などの汚泥Ｓを焼却する焼却炉２と、焼却炉２から排出される排ガスＥＧの廃熱（焼却熱）を用いて発電を行う発電装置３と、制御装置４と、を備えている。本実施形態の汚泥焼却プラント１は、汚泥Ｓを焼却処理するとともに、焼却に伴って発生する熱を回収して発電を行う廃熱発電システムである。発電装置３は、熱媒体としてプラントを循環する熱媒油ＨＯを用いている。
　汚泥焼却プラント１は、焼却炉２から排出された排ガスＥＧが導入される排ガスライン５と、排ガスライン５上に設けられた第一熱交換器６と、排ガスライン５において第一熱交換器６と並列に設けられた空気予熱器７と、第一熱交換器６及び空気予熱器７の下流側に設けられた第二熱交換器８と、第二熱交換器８の下流側に設けられた排ガス処理装置９と、を備えている。
　焼却炉２の上流側に水分を含む汚泥である脱水汚泥を乾燥する汚泥乾燥機を設けてもよい。汚泥乾燥機は、濃縮・脱水の減容化プロセスを経て導入された脱水汚泥（脱水ケーキ、例えば含水率７２％）を乾燥させて乾燥汚泥（例えば含水率５０％）を生成する装置である。
　第一熱交換器６及び第二熱交換器８は、焼却炉２から排出される排ガスＥＧと発電装置３に供給される熱媒油ＨＯとを熱交換（加熱）する熱交換器である。空気予熱器７は、焼却炉２から排出される排ガスＥＧと焼却炉２へ供給される燃焼空気Ａ１とを熱交換（予熱）する熱交換器である。
　排ガス処理装置９は、排ガスＥＧから固形成分（灰など）を除去して集塵処理を行う集塵装置１４（バグフィルタ）と、白煙防止器１５と、排ガスＥＧに洗浄液を接触させて、無害化するスクラバ１６（排ガス洗浄装置）と、処理された排ガスＥＧを大気に放出する煙突１７と、を有している。
　発電装置３は、発電装置本体１１と、熱媒油ＨＯを発電装置本体１１に導入する環状の熱源系統である熱媒油循環経路１２（図１で二点鎖線を用いて示す）と、を有している。熱媒油循環経路１２は、発電装置本体１１と第一熱交換器６及び第二熱交換器８との間で熱媒油ＨＯを循環させる経路である。熱媒油循環経路１２には、熱媒油ＨＯが一方向に流れる。
　焼却炉２は、汚泥Ｓを高温流動床中で撹拌・混合することにより焼却する設備である。焼却炉２は、廃棄物を焼却して高温の排ガスＥＧを排出する焼却設備であればよい。焼却炉２としては、気泡型流動炉や、循環型流動炉等の焼却設備を採用することができる。
　焼却炉２には、燃焼空気ライン１３（図１で一点鎖線を用いて示す）を介して燃焼空気Ａ１（流動空気）が導入される。焼却炉２からは、第一排ガスライン５ａを介して排ガスＥＧが排出される。焼却炉２から排出される排ガスＥＧの温度は、例えば８５０℃である。
　第一排ガスライン５ａは、下流側で、並列に設けられた２本の第二排ガスライン５ｂ（５ｂ１、５ｂ２）に分岐する。一方の第二排ガスライン５ｂ１は、第一熱交換器６に接続されている。第一熱交換器６は、熱媒油循環経路１２上であって第二排ガスライン５ｂ１上に設けられている。第一熱交換器６は、第二排ガスライン５ｂ１を流れる高温の排ガスＥＧの熱を回収して熱媒油ＨＯを加熱する加熱装置として機能する。
　他方の第二排ガスライン５ｂ２は、空気予熱器７に接続されている。空気予熱器７は、第二排ガスライン５ｂ２を流れる高温の排ガスＥＧの熱を回収して燃焼空気ライン１３を流れる燃焼空気Ａ１を加熱（予熱）する熱交換器である。
　第一熱交換器６と空気予熱器７とは、排ガスライン５において並列に設けられている。
　２本の第二排ガスライン５ｂは、第一熱交換器６及び空気予熱器７の下流側で合流する。２本の第二排ガスライン５ｂは、第三排ガスライン５ｃに接続されている。第二熱交換器８は、第一熱交換器６及び空気予熱器７の下流側、即ち第三排ガスライン５ｃ上に設けられている。第二熱交換器８は、第一熱交換器６及び空気予熱器７にて熱交換された排ガスＥＧの熱を回収して熱媒油ＨＯを加熱する加熱装置として機能する。
　次に、焼却炉２から排出される排ガスＥＧに含まれる煤塵、ＳＯ２、ＨＣｌなどを除去してクリーンな排ガスとする排ガス処理装置９について説明する。
　第二熱交換器８の下流側に設けられている集塵装置１４は、耐熱性を有するろ布などを用いて排ガスＥＧ中の煤塵・灰などの固形成分をろ過捕集する装置である。即ち、第二熱交換器８から排出され第四排ガスライン５ｄを介して集塵装置１４に導入された排ガスＥＧからは煤塵等が取り除かれる。
　集塵装置１４には、導入される排ガスＥＧの温度に対して耐熱温度が設定されている。集塵装置１４の耐熱温度は、例えば、２２０℃である。
　排ガスライン５において集塵装置１４の下流側に設けられている白煙防止器１５は、排ガスＥＧの白煙化を防ぐ装置である。白煙防止器１５は、空気Ａ２を吸い込んで送り出す空気供給ファン１９と、集塵装置１４から第五排ガスライン５ｅを介して導入される排ガスＥＧと空気Ａ２との間で熱交換させて、空気Ａ２を加熱して混合用空気Ａ３とする空気加熱器２０と、混合用空気Ａ３を煙突１７に導く混合用空気ライン２１と、を備えている。
　白煙防止器１５の空気加熱器２０としては、例えば、シェルアンドチューブ式の熱交換器を採用することができる。空気加熱器２０の伝熱管は、例えばテフロン（登録商標）の耐腐食材によって被覆されている。換言すれば、空気加熱器２０の排ガス接触面には、テフロンによる耐腐食層が形成されている。即ち、本実施形態の空気加熱器２０は、低温腐食防止型の伝熱管を有している。
　これにより、伝熱管の金属表面の腐食が抑制されて、低温腐食が防止される。白煙防止器１５を低温腐食防止型とするための処理は、上記したテフロンに限ることはなく、例えば、樹脂等の非金属材料の採用も可能である。また、伝熱管自体をセラミック等の耐腐食材で形成することも可能である。
　スクラバ１６は、白煙防止器１５から排出されて第六排ガスライン５ｆを介して導入された排ガスＥＧに、水、苛性ソーダ水溶液などの洗浄液を接触させて、無害化する排ガス洗浄装置である。
　排ガスライン５中の排ガスＥＧは、誘引ブロワ（図示せず）によって吸引されて、煙突１７を介して排出される。
　排ガスライン５において、第二熱交換器８と集塵装置１４とを接続する第四排ガスライン５ｄには、第四排ガスライン５ｄを流れる排ガスＥＧの温度を測定する排ガス温度測定装置１８が設けられている。排ガス温度測定装置１８は、集塵装置１４に流入する排ガスＥＧの温度を測定する。排ガス温度測定装置１８によって計測された排ガスＥＧの温度は、制御装置４に送信される。
　次に、本実施形態の発電装置３の詳細を説明する。
　発電装置本体１１は、焼却炉２の廃熱を熱源として利用し、有機作動媒体Ｍを加熱・蒸発させて、その蒸気で蒸気タービン２３を回転させることにより発電を行う、所謂バイナリ廃熱発電システム（有機ランキンサイクル廃熱発電システム）を採用している。
　本実施形態の発電装置本体１１は、熱媒油循環経路１２を介して発電装置本体１１に供給される熱媒油ＨＯの熱を利用して有機作動媒体Ｍを加熱・蒸発させる蒸発器２２と、有機作動媒体Ｍの蒸気により回転する蒸気タービン２３と、蒸気タービン２３に直結する発電機２４と、蒸気タービン２３から導かれた有機作動媒体Ｍを凝縮させる凝縮器２５と、を有している。
　熱媒油循環経路１２は、第三排ガスライン５ｃを流れる排ガスＥＧの熱を回収するとともに、第二排ガスライン５ｂ１を流れる排ガスＥＧの熱を回収する経路である。
　熱媒油循環経路１２は、発電装置本体１１と第二熱交換器８とを接続する第一循環経路１２ａと、第二熱交換器８と第一熱交換器６とを接続する第二循環経路１２ｂと、第一熱交換器６と発電装置本体１１とを接続する第三循環経路１２ｃと、を有している。
　発電装置本体１１にて有機作動媒体Ｍを加熱した熱媒油ＨＯは、第二熱交換器８、第一熱交換器６の順に循環する。第一熱交換器６は、熱媒油循環経路１２において、第二熱交換器８の下流側に設けられている。
　第一循環経路１２ａを介して第二熱交換器８に導入された熱媒油ＨＯは、第三排ガスライン５ｃを流れる排ガスＥＧによって加熱される。第二循環経路１２ｂを介して第一熱交換器６に導入された熱媒油ＨＯは、第二排ガスライン５ｂ１を流れる排ガスＥＧによって加熱される。第二熱交換器８及び第一熱交換器６にて加熱された熱媒油ＨＯは第三循環経路１２ｃを介して発電装置本体１１の蒸発器２２に導入される。
　第二熱交換器８の上流側である第一循環経路１２ａと第二熱交換器８の下流側である第二循環経路１２ｂとは、バイパス経路２７ｂによって第二熱交換器８を迂回して直接的に接続されている。即ち、第一循環経路１２ａを流れる熱媒油ＨＯの一部は、第二熱交換器８に導入されることなくバイパス経路２７ｂに導入される。
　第一循環経路１２ａに設けられたバイパス経路２７ｂの分岐点２８と第二熱交換器８との間には、熱媒油ＨＯの流量を調整する第一流量調整バルブ２９が設けられている。バイパス経路２７ｂには、熱媒油ＨＯの流量を調整する第二流量調整バルブ３０が設けられている。
　第一循環経路１２ａ上であって、分岐点２８の上流側には、熱媒油循環経路１２を流れる熱媒油ＨＯの流量を調整する熱媒油ポンプ３１が設けられている。熱媒油ポンプ３１は、熱媒油循環経路１２に熱媒油ＨＯを供給するためのポンプである。熱媒油ポンプ３１は、吐出ダンパやインバータによって、吐出される熱媒油ＨＯの流量を制御している。
　第一流量調整バルブ２９、第二流量調整バルブ３０、及び熱媒油ポンプ３１は、制御装置４によって制御される。
　第一循環経路１２ａの分岐点２８よりも下流側である主経路２７ａを流れる熱媒油ＨＯの流量をＯ１、バイパス経路２７ｂを流れる熱媒油ＨＯの流量をＯ２とすると、制御装置４は、通常は、Ｏ１：Ｏ２＝４：１程度となるように、第一及び第二流量調整バルブ２９，３０を制御する。即ち、制御装置４は、主流である主経路２７ａを流れる熱媒油ＨＯの流量が、バイパス経路２７ｂを流れる熱媒油ＨＯの流量よりも十分に多くなるように、第一及び第二流量調整バルブ２９，３０を制御する。
　熱媒油循環経路１２において、第一熱交換器６と発電装置本体１１とを接続する第三循環経路１２ｃには、第三循環経路１２ｃを流れる熱媒油ＨＯの温度を測定する熱媒油温度測定装置３２が設けられている。熱媒油温度測定装置３２は、発電装置本体１１に導入される熱媒油ＨＯの温度を測定する。熱媒油温度測定装置３２によって測定された熱媒油ＨＯの温度は、制御装置４に送信される。
　本実施形態の制御装置４は、排ガス温度測定装置１８によって測定された排ガスＥＧの温度に基づいて、第二熱交換器８に導入される熱媒油ＨＯの流量を調整する機能を有する。
　制御装置４は、排ガスＥＧの温度が設定された第一の閾値（例えば、２２０℃）よりも大きくなった場合に、第一循環経路１２ａの主経路２７ａ（分岐点２８の下流側）を流れる熱媒油ＨＯの流量が多くなるように、第一及び第二流量調整バルブ２９，３０を制御する。具体的には、制御装置４は、バイパス経路２７ｂを流れる熱媒油ＨＯの流量が少なくなるように第二流量調整バルブ３０を操作するとともに、主経路２７ａを流れる熱媒油ＨＯの流量が多くなるように第一流量調整バルブ２９を操作する。
　この際、熱媒油循環経路１２全体の熱媒油ＨＯの流量は変わらない。即ち、熱媒油循環経路１２の全体を流れる熱媒油ＨＯの流量を変えることなく第二熱交換器８に供給される熱媒油ＨＯの流量を増加させることができる。これにより、第二熱交換器８による熱交換量が上がり、排ガスＥＧの温度は低下する。
　また、制御装置４は、熱媒油温度測定装置３２によって測定された熱媒油ＨＯの温度に基づいて、熱媒油循環経路１２の全体を流れる熱媒油ＨＯの流速を調整する機能を有する。
　制御装置４は、熱媒油ＨＯの温度が設定された第二の閾値（例えば、２８０℃）よりも大きくなった場合に、熱媒油循環経路１２の全体を流れる熱媒油ＨＯの流速が多くなるように、熱媒油ポンプ３１を制御する。
　熱媒油循環経路１２全体における熱媒油ＨＯの流速が増加することによって、熱媒油ＨＯの温度が低下する。
　次に、本実施形態の汚泥焼却プラント１の動作について説明する。
　汚泥Ｓが焼却炉２に投入されて、焼却される。焼却に伴い生成された排ガスＥＧ（例えば、８５０℃）は、第一熱交換器６にて熱媒油ＨＯの加熱源として利用される。また、排ガスＥＧは、空気予熱器７にて燃焼空気Ａ１の加熱源として利用される。
　第一熱交換器６及び空気予熱器７を通過した排ガスＥＧの温度は、例えば３００℃にまで低下する。即ち、排ガスＥＧは、８５０℃から３００℃まで急冷される。
　次いで、排ガスＥＧは、第二熱交換器８にて熱媒体の加熱源として利用される。第二熱交換器８を通過した排ガスＥＧの温度は、２２０℃にまで低下する。即ち、排ガスＥＧの温度は、第二熱交換器８で熱交換されることによって、集塵装置１４の耐熱温度まで低下する。第二熱交換器８を通過した排ガスＥＧは、集塵装置１４に導入される。
　第二熱交換器８を通過した排ガスＥＧは、集塵装置１４に導入されて集塵処理が施される。
　集塵装置１４から排出された排ガスＥＧは、白煙防止器１５の空気加熱器２０において、空気供給ファン１９によって供給される空気Ａ２と熱交換して、空気Ａ２の温度を上昇させる。空気Ａ２の温度は、例えば、１５０℃まで上昇する。空気加熱器２０を通過した混合用空気Ａ３は、混合用空気ライン２１を介して煙突１７に導入される。
　白煙防止器１５を通過した排ガスＥＧは、スクラバ１６に導入されて無害化される。排ガスＥＧの温度は、スクラバ１６において、例えば、４０℃にまで減温される。スクラバ１６を通過した排ガスＥＧは、煙突１７に導入されて、混合用空気ライン２１を介して導入された高温の混合用空気Ａ３と混合される。排ガスＥＧと白煙防止用の混合用空気Ａ３とが混合されることによって、煙突１７からの白煙の発生が防止される。
　次に、発電装置３の動作について説明する。
　熱媒油循環経路１２を循環する熱媒油ＨＯは、第二熱交換器８及び第一熱交換器６にて排ガスＥＧと熱交換することにより例えば、２８０℃まで昇温される。昇温された熱媒油ＨＯは、発電装置本体１１の蒸発器２２内の有機作動媒体Ｍを加熱するために用いられる。有機作動媒体Ｍは蒸発器２２にて蒸気となり、蒸気タービン２３に導入されて、発電機２４を駆動する。蒸気タービン２３を出た蒸気は、凝縮器２５において、冷却されて凝縮される。凝縮された有機作動媒体Ｍは、蒸発器２２に戻される。
　次に、本実施形態の汚泥焼却プラント１の制御方法について説明する。本実施形態の汚泥焼却プラント１の制御方法は、集塵装置１４に導入される排ガスＥＧの温度を調整する第一の制御方法と、発電装置本体１１に導入される熱媒油ＨＯの温度を調整する第二の制御方法と、を有する。
　第一の制御方法は、第二熱交換器８に導入される熱媒油ＨＯの流量を制御して、集塵装置１４に導入される排ガスＥＧの温度を調整する制御方法である。
　第一の制御方法は、第二熱交換器８から排出される排ガスＥＧの温度が第一の閾値より大きいかどうかを判定する排ガス温度判定工程Ｐ１１と、第二熱交換器８に導入される排ガスＥＧの温度が第一の閾値より大きい場合に、第一循環経路１２ａの主経路２７ａを流れる熱媒油ＨＯの流量を増加させる、主経路流量増加工程Ｐ１２と、を有している。
　排ガス温度判定工程Ｐ１１では、制御装置４は、排ガス温度測定装置１８から送信される排ガスＥＧの温度を参照する。制御装置４は、排ガスＥＧの温度が第一の閾値（例えば、２２０℃）よりも大きいか否かを判定する。排ガスＥＧの温度が２２０℃以下であった場合は、制御装置４はバルブ２９，３０の開度を変更しない。
　排ガスＥＧの温度が２２０℃よりも大きい場合は、制御装置４は主経路流量増加工程Ｐ１２を実行する。主経路流量増加工程Ｐ１２では、制御装置４は、バルブ２９，３０の開度を調整して、主経路２７ａを流れる熱媒油ＨＯの流量を増加させる。これにより、排ガスＥＧと熱媒油ＨＯとの間の熱交換量が増加し、排ガスＥＧの温度が低下する。
　一方、排ガスＥＧの温度が低い場合、制御装置４は、第一及び第二流量調整バルブ２９，３０の開度を調整して、主経路２７ａを流れる熱媒油ＨＯの流量を減少させる制御を実施しても良い。
　第二の制御方法は、熱媒油循環経路１２全体を流れる熱媒油ＨＯの流量を制御して、発電装置本体１１に導入される熱媒油ＨＯの流速を調整する制御方法である。
　第二の制御方法は、第一熱交換器６から排出される熱媒油ＨＯの温度が第二の閾値より大きいかどうかを判定する熱媒油温度判定工程Ｐ２１と、熱媒油ＨＯの温度が第二の閾値より大きい場合に、熱媒油循環経路１２全体を流れる熱媒油ＨＯの流速を増加させる、熱媒油流量増加工程Ｐ２２と、を有している。
　熱媒油温度判定工程Ｐ２１では、制御装置４は、熱媒油温度測定装置３２から送信される熱媒油ＨＯの温度を参照する。制御装置４は、熱媒油ＨＯの温度が第二の閾値（例えば、２８０℃）よりも大きいか否かを判定する。熱媒油ＨＯの温度が２８０℃以下であった場合は、制御装置４は熱媒油ポンプ３１の吐出流量を変更しない。
　第一熱交換器６から排出される熱媒油ＨＯの温度が２８０℃よりも大きい場合は、制御装置４は、熱媒油流量増加工程Ｐ２２を実行する。熱媒油流量増加工程Ｐ２２では、制御装置４は、熱媒油ポンプ３１の吐出流量を調整して、熱媒油循環経路１２全体を流れる熱媒油ＨＯの流速を増加させる。これにより、発電装置本体１１に導入される熱媒油ＨＯの温度が低下する。
　一方、熱媒油ＨＯの温度が低い場合、制御装置４は、熱媒油ポンプ３１の吐出流量を調整して、熱媒油ＨＯの流速を低下させる制御を実施しても良い。
　上記実施形態によれば、第二熱交換器８を用いて集塵装置１４に導入される排ガスＥＧの温度を低減させることによって、例えば、排ガス冷却塔を用いて排ガスの温度を低減させるのと比較して、より熱を有効活用することができる。
　また、排ガス温度測定装置１８によって測定された排ガスＥＧの温度に基づいて第二熱交換器８に導入される熱媒油ＨＯの流量が調整されることによって、排ガスＥＧの温度を集塵装置１４の耐熱温度に対応した温度にすることができる。
　また、集塵装置１４に流入する排ガスＥＧの温度を集塵装置１４の上流側に配置されている第二熱交換器８に導入される熱媒油ＨＯの流量によって調整することによって、より迅速に排ガスＥＧの温度を調整することができる。
　また、第一熱交換器６で熱交換された熱媒油ＨＯの温度に基づいて発電装置本体１１へ供給される熱媒油ＨＯの流速を調整することによって、熱媒油ＨＯの温度を発電装置３に適した温度に調整することができる。また、焼却炉２から排出される排ガスＥＧの温度（熱量）が大幅に増加した場合における排ガスＥＧの温度上昇に対応することができる。また、焼却炉から排出される排ガスの温度（熱量）が大幅に減少した場合における排ガスの温度低下に対応することができる。
　また、集塵装置１４を通過した排ガスＥＧにより外気を加熱して煙突１７へ供給する白煙防止器１５を備えていることによって、例えば、第二熱交換器８よりも上流側に白煙防止器を設置する場合と比較して、低温の排ガスＥＧから熱を回収することになるため、システム全体の熱回収率を向上させることができる。
　また、白煙防止器１５を低温腐食防止型としたことによって、白煙防止器１５が、例えば、温度が２００℃以下の排ガスＥＧの温度を回収する場合においても、汚泥の硫黄（Ｓ）分や、塩素（Ｃｌ）分に由来する金属の低温腐食を防止することができる。
　また、廃熱源である排ガスＥＧからの熱回収に使用される熱媒体として熱媒油ＨＯを用いることによって、熱回収に蒸気などを用いるのと比較して、設備・装置の簡素化、小型化を図ることができる。
　また、発電装置３として、バイナリ廃熱発電システムを採用したことによって、プラントの規模が小さい（例えば、汚泥処理量１００ｔ／日）場合においても効率よく発電を行うことができる。
　以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。
　例えば、煙突１７から排出される煙が白煙でもよい場合は、白煙防止器１５を省略してもよい。
　また、制御装置４は、第一の制御方法と第二の制御方法を同時に実行してもよい。排ガス温度と熱媒温度を同時に制御することで、相乗効果により互いの応答性を早めることが可能となり、結果として収束する速度を速めることができる。
　１　汚泥焼却プラント（廃熱発電システム）
　２　焼却炉
　３　発電装置
　４　制御装置
　５　排ガスライン
　６　第一熱交換器
　７　空気予熱器
　８　第二熱交換器
　９　排ガス処理装置
　１１　発電装置本体
　１２　熱媒油循環経路
　１２ａ　第一循環経路
　１２ｂ　第二循環経路
　１２ｃ　第三循環経路
　１３　燃焼空気ライン
　１４　集塵装置
　１５　白煙防止器
　１６　スクラバ
　１７　煙突
　１８　排ガス温度測定装置
　１９　空気供給ファン
　２０　空気加熱器
　２１　混合用空気ライン
　２２　蒸発器
　２３　蒸気タービン
　２４　発電機
　２５　凝縮器
　２７ａ　主経路
　２７ｂ　バイパス経路
　２８　分岐点
　２９　第一流量調整バルブ
　３０　第二流量調整バルブ
　３１　熱媒油ポンプ
　３２　熱媒油温度測定装置
　Ａ１　燃焼空気
　Ａ２　空気
　ＥＧ　排ガス
　ＨＯ　熱媒油
　Ｍ　有機作動媒体
　Ｓ　汚泥

Claims (5)

  1. 　焼却炉と、
    　前記焼却炉から排出される排ガスが流通する排ガスラインと、
    　熱媒油を熱源として発電する発電装置と、
    　前記排ガスと前記発電装置に供給される熱媒油とを熱交換する第一熱交換器と、
    　前記排ガスラインにおいて前記第一熱交換器と並列に設けられて前記排ガスと前記焼却炉へ供給される空気とを熱交換する空気予熱器と、
    　前記第一熱交換器及び前記空気予熱器にて熱交換された前記排ガスから固形成分を除去する集塵装置と、
    　前記排ガスラインにおいて前記集塵装置の上流側に設けられ、前記第一熱交換器及び前記空気予熱器にて熱交換された前記排ガスと前記第一熱交換器に供給される前記熱媒油との間で熱交換する第二熱交換器と、を有する廃熱発電システム。
  2. 　前記第二熱交換器から排出された前記排ガスの温度に基づいて前記第二熱交換器で熱交換される熱媒油の流量を調整する制御装置を備えている請求項１に記載の廃熱発電システム。
  3. 　熱媒油が循環する熱媒油循環経路と、
    　前記熱媒油循環経路において前記第二熱交換器の上流側と前記第二熱交換器の下流側とを前記第二熱交換器を迂回して接続するバイパス経路と、を備え、
    　前記制御装置は、前記バイパス経路を流れる熱媒油の流量を調整する請求項２に記載の廃熱発電システム。
  4. 　前記第一熱交換器で熱交換された前記熱媒油の温度に基づいて前記発電装置へ供給される熱媒油の流速を調整する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の廃熱発電システム。
  5. 　前記第二熱交換器から排出されて前記集塵装置を通過した前記排ガスにより外気を加熱して煙突へ供給する白煙防止器を備えている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の廃熱発電システム。
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