JP3042394B2 - 廃棄物焼却熱利用発電システム - Google Patents
廃棄物焼却熱利用発電システムInfo
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- JP3042394B2 JP3042394B2 JP8011518A JP1151896A JP3042394B2 JP 3042394 B2 JP3042394 B2 JP 3042394B2 JP 8011518 A JP8011518 A JP 8011518A JP 1151896 A JP1151896 A JP 1151896A JP 3042394 B2 JP3042394 B2 JP 3042394B2
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- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
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- F22B31/04—Heat supply by installation of two or more combustion apparatus, e.g. of separate combustion apparatus for the boiler and the superheater respectively
- F22B31/045—Steam generators specially adapted for burning refuse
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K3/00—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein
- F01K3/18—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
- F01K3/24—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters with heating by separately-fired heaters
- F01K3/247—Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters with heating by separately-fired heaters one heater being an incinerator
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/44—Details; Accessories
- F23G5/46—Recuperation of heat
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2206/00—Waste heat recuperation
- F23G2206/10—Waste heat recuperation reintroducing the heat in the same process, e.g. for predrying
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- 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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
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- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
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- Y02P80/15—On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は廃棄物（以降、ごみ
と記す）焼却時に発生する熱を利用して電力を得るごみ
焼却熱利用発電システムに関するもので、ごみ焼却排ガ
ス（以降、排ガスと記す）中の有害成分を除去し、極め
て清浄な状態の排ガスを煙突から排出できると共に、発
生電力量の増大並びに電力の品質を向上するに好適な、
ごみ焼却排熱利用発電システムを提供するものである。
と記す）焼却時に発生する熱を利用して電力を得るごみ
焼却熱利用発電システムに関するもので、ごみ焼却排ガ
ス（以降、排ガスと記す）中の有害成分を除去し、極め
て清浄な状態の排ガスを煙突から排出できると共に、発
生電力量の増大並びに電力の品質を向上するに好適な、
ごみ焼却排熱利用発電システムを提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】衛生的且つ減容化率が優れていることか
ら、ごみ処理の方法として焼却処分が広く採用されてお
り、さらに、ごみ焼却時に発生する燃焼排ガスの冷却を
目的として、当該排熱を回収利用する各種のシステムが
提案され、実施されている。
ら、ごみ処理の方法として焼却処分が広く採用されてお
り、さらに、ごみ焼却時に発生する燃焼排ガスの冷却を
目的として、当該排熱を回収利用する各種のシステムが
提案され、実施されている。
【０００３】このうち、当該排熱で蒸気を発生せしめ、
該蒸気でタービンを駆動して発電するプラント（以降、
当該プラントをごみ焼却発電プラントと記す）が従来か
ら実施されている。
該蒸気でタービンを駆動して発電するプラント（以降、
当該プラントをごみ焼却発電プラントと記す）が従来か
ら実施されている。
【０００４】ごみ焼却処理設備において最も重要な事
は、排ガス中に含まれている各種の有害物質を除去し、
煙突から放出される排ガスを常に極めて清浄な状態に保
つことである。
は、排ガス中に含まれている各種の有害物質を除去し、
煙突から放出される排ガスを常に極めて清浄な状態に保
つことである。
【０００５】係る観点から、一般的に排ガス冷却塔、電
気集塵機及び脱硝反応器等が前記排ガス系統に設置され
ており、各機器の性能を高めるための技術開発が進んで
いる。しかしながら、これらの装置はあくまでも排ガス
浄化機能のみを有する装置であり、当然の事ながら後述
するように最近の社会的な要求であるごみ焼却発電プラ
ントの発電量の増大には一切寄与できない。
気集塵機及び脱硝反応器等が前記排ガス系統に設置され
ており、各機器の性能を高めるための技術開発が進んで
いる。しかしながら、これらの装置はあくまでも排ガス
浄化機能のみを有する装置であり、当然の事ながら後述
するように最近の社会的な要求であるごみ焼却発電プラ
ントの発電量の増大には一切寄与できない。
【０００６】近年の電力需要の伸び、特に都市部におけ
る夏期の電力需要の著しい伸びのために、電力供給量は
極めて逼迫した厳しい状況となっている。
る夏期の電力需要の著しい伸びのために、電力供給量は
極めて逼迫した厳しい状況となっている。
【０００７】このような背景もあって、前述したごみ焼
却発電プラントからの発生電力を商用電力系へ供給する
売電制度が普及してきた。
却発電プラントからの発生電力を商用電力系へ供給する
売電制度が普及してきた。
【０００８】このために、単に排ガス温度を下げる目的
で発生した蒸気を用いて発電を行っていた従来のごみ焼
却発電プラントから、近年では積極的に排ガスの熱を回
収して、発電プラントを高効率化並びに大容量化する方
向にある。
で発生した蒸気を用いて発電を行っていた従来のごみ焼
却発電プラントから、近年では積極的に排ガスの熱を回
収して、発電プラントを高効率化並びに大容量化する方
向にある。
【０００９】ごみ焼却発電プラントの高効率化と大容量
化に関しては、特開平5−59905号公報に開示されてい
る。当該公報によれば、ごみ焼却排熱を回収して蒸気を
発生する排熱回収蒸気発生器とガスタービンの排熱回収
装置を組み合わせることにより、ごみ焼却排熱で発生し
た蒸気の過熱度をさらに増大せしめることが記載されて
いる。該組み合わせ効果の一つとして、蒸気タービンへ
導入される蒸気のエンタルピーが従来例より高められ、
その結果、発電効率が向上するとしている。即ち、従来
例ではごみ焼却排ガスに含有されている腐食性成分のた
めに蒸気温度を高めることが出来なかったごみ焼却発電
プラント特有の課題を解決すると共に、他の燃料を供給
して発電量を増大することを目的としている。しかしな
がら、ガスタービンを導入することによって、該ガスタ
ービン用の燃料費が必要となり、さらには維持管理及び
補修等の諸費用も新たに発生することになる。
化に関しては、特開平5−59905号公報に開示されてい
る。当該公報によれば、ごみ焼却排熱を回収して蒸気を
発生する排熱回収蒸気発生器とガスタービンの排熱回収
装置を組み合わせることにより、ごみ焼却排熱で発生し
た蒸気の過熱度をさらに増大せしめることが記載されて
いる。該組み合わせ効果の一つとして、蒸気タービンへ
導入される蒸気のエンタルピーが従来例より高められ、
その結果、発電効率が向上するとしている。即ち、従来
例ではごみ焼却排ガスに含有されている腐食性成分のた
めに蒸気温度を高めることが出来なかったごみ焼却発電
プラント特有の課題を解決すると共に、他の燃料を供給
して発電量を増大することを目的としている。しかしな
がら、ガスタービンを導入することによって、該ガスタ
ービン用の燃料費が必要となり、さらには維持管理及び
補修等の諸費用も新たに発生することになる。
【００１０】発電設備を付設したごみ焼却処理設備にお
いて最も重要な事は、万一発電に係る諸設備に異常が発
生して発電運転が不可能となった場合でも、ごみの焼却
処理は安定して継続出来なければならない。即ち、ごみ
を焼却処理する事が当該施設の第一の使命である。
いて最も重要な事は、万一発電に係る諸設備に異常が発
生して発電運転が不可能となった場合でも、ごみの焼却
処理は安定して継続出来なければならない。即ち、ごみ
を焼却処理する事が当該施設の第一の使命である。
【００１１】ごみ焼却発電プラント特有の他の課題とし
て、ごみの性状によって季節的，時間的に大幅に発熱量
が変動し、結果として蒸気発生量が常に変動する現象が
存在する。係る変動は発電電力の質を低下させるもので
あるから、前述した高品質の商品電力系への逆潮流時に
は何らかの対策が不可欠である。
て、ごみの性状によって季節的，時間的に大幅に発熱量
が変動し、結果として蒸気発生量が常に変動する現象が
存在する。係る変動は発電電力の質を低下させるもので
あるから、前述した高品質の商品電力系への逆潮流時に
は何らかの対策が不可欠である。
【００１２】前述した蒸気発生量の変動を均一化する手
段としては、古くは、蒸気の変動分を常に発電システム
系外に排出し、残りの一定量のみを発電系に用いる方法
が採られていたが、発電系外に排出する蒸気が存在して
いる分発電効率が低かった。
段としては、古くは、蒸気の変動分を常に発電システム
系外に排出し、残りの一定量のみを発電系に用いる方法
が採られていたが、発電系外に排出する蒸気が存在して
いる分発電効率が低かった。
【００１３】最近では、各種の高度な計測器並びにコン
ピユータを駆使して炉内の燃焼を安定化させる方法が提
案されているが、必然的に設備費の高騰が懸念されると
共に、季節的な蒸気量の変動には無力であった。
ピユータを駆使して炉内の燃焼を安定化させる方法が提
案されているが、必然的に設備費の高騰が懸念されると
共に、季節的な蒸気量の変動には無力であった。
【００１４】即ち、ごみの発熱量や排出量が少ない季節
における蒸気発生量に対応できる容量の蒸気タービンを
設置しておき、発熱量や排出量が多い時は、蒸気タービ
ンの容量以上に発生した蒸気は高圧復水器によって全て
復水する等の策が取られていた。したがって、折角発生
した蒸気を有効に利用することができなかった。
における蒸気発生量に対応できる容量の蒸気タービンを
設置しておき、発熱量や排出量が多い時は、蒸気タービ
ンの容量以上に発生した蒸気は高圧復水器によって全て
復水する等の策が取られていた。したがって、折角発生
した蒸気を有効に利用することができなかった。
【００１５】また、ごみ焼却排熱の利用方法としては、
前述の蒸気タービン発電設備に利用することの他に、温
水プールや冷暖房設備に利用することなどが知られてい
るが、電力供給量が逼迫している昨今、できることなら
蒸気タービンへの蒸気量を増やしたい。
前述の蒸気タービン発電設備に利用することの他に、温
水プールや冷暖房設備に利用することなどが知られてい
るが、電力供給量が逼迫している昨今、できることなら
蒸気タービンへの蒸気量を増やしたい。
【００１６】さらに、ごみ発電プラントにおける今日的
な要求として、ごみ焼却量は一定のもとで昼夜間の発電
量を変化することが挙げられる。
な要求として、ごみ焼却量は一定のもとで昼夜間の発電
量を変化することが挙げられる。
【００１７】該要求は、昼間の売電単価は高く、夜間は
低く設定されている売電単価の昼夜間格差に起因してい
る。
低く設定されている売電単価の昼夜間格差に起因してい
る。
【００１８】したがって、夜間に発電量を増大して売電
量を増加しても、売電による収入の増大は僅かであるた
めに、ごみ以外の有価な燃料を投入して発電量を増大す
るメリットがなくなる。
量を増加しても、売電による収入の増大は僅かであるた
めに、ごみ以外の有価な燃料を投入して発電量を増大す
るメリットがなくなる。
【００１９】一方、昼間は有価な燃料を投入しても売電
収入の増大が見込める。
収入の増大が見込める。
【００２０】しかしながら、ごみ焼却炉の建設費用を考
慮すると、ごみは昼夜に係わらず常に一定で焼却処理す
ることが望ましい。
慮すると、ごみは昼夜に係わらず常に一定で焼却処理す
ることが望ましい。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】以上に述べたように、
ごみ焼却排熱を回収して発生させた蒸気を用いて発電を
行う従来技術から成るごみ発電プラントにおいては、 １）排ガス浄化機能のみを有する排ガス処理装置である
ため、発電量の増大が不可能であった。
ごみ焼却排熱を回収して発生させた蒸気を用いて発電を
行う従来技術から成るごみ発電プラントにおいては、 １）排ガス浄化機能のみを有する排ガス処理装置である
ため、発電量の増大が不可能であった。
【００２２】２）発電量を増大できる外部燃料使用シス
テムであっては、当該燃料の燃焼排ガス浄化設備も必要
となり、設備費が高騰する。
テムであっては、当該燃料の燃焼排ガス浄化設備も必要
となり、設備費が高騰する。
【００２３】３）発電系が停止した場合、ごみ焼却熱で
発生した蒸気を活用出来ない。
発生した蒸気を活用出来ない。
【００２４】４）ごみ発熱量変動に起因して蒸気量が変
動し、発電量並びに周波数変動等の量と質が低下する。
動し、発電量並びに周波数変動等の量と質が低下する。
【００２５】等の課題があった。
【００２６】本発明は、係る課題を解決しさらに、発電
系を含めたプラント全体が定格定常で運転されている場
合には、排ガス中の有害成分を除去しつつ、極めて高い
効率で発電運転を行い、発電系が停止中でも、ごみ焼却
熱で発生する蒸気を有効に活用して排ガス中の有害物質
を除去する性能を維持できるために、安定してごみ焼却
処理が続行可能である。
系を含めたプラント全体が定格定常で運転されている場
合には、排ガス中の有害成分を除去しつつ、極めて高い
効率で発電運転を行い、発電系が停止中でも、ごみ焼却
熱で発生する蒸気を有効に活用して排ガス中の有害物質
を除去する性能を維持できるために、安定してごみ焼却
処理が続行可能である。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記した従来
技術の課題を解決するために、燃料の組成を改良するた
めの改質部で得られた燃料を、ごみ焼却排ガスで燃焼せ
しめる燃焼部とから成る燃料改質型燃焼器を具備し、さ
らに、ごみ焼却排熱回収ボイラで発生した蒸気の過熱器
の他に、蒸気発生器，燃料加熱器，空気予熱器及び触媒
脱硝装置を収納した排熱回収装置を具備して、前記燃焼
ガスの熱を有効に回収するための手段を有している。
技術の課題を解決するために、燃料の組成を改良するた
めの改質部で得られた燃料を、ごみ焼却排ガスで燃焼せ
しめる燃焼部とから成る燃料改質型燃焼器を具備し、さ
らに、ごみ焼却排熱回収ボイラで発生した蒸気の過熱器
の他に、蒸気発生器，燃料加熱器，空気予熱器及び触媒
脱硝装置を収納した排熱回収装置を具備して、前記燃焼
ガスの熱を有効に回収するための手段を有している。
【００２８】以上の手段により、本発明の作用として、
第一に、燃料改質型燃焼器において、燃料改質による水
素の燃焼で、ごみ焼却排ガスを還元雰囲気中に曝すこと
で窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する作用がある。
第一に、燃料改質型燃焼器において、燃料改質による水
素の燃焼で、ごみ焼却排ガスを還元雰囲気中に曝すこと
で窒素酸化物（ＮＯｘ）を還元する作用がある。
【００２９】第二には、排熱回収装置の蒸気過熱器にお
いて、前記燃料改質型燃焼器による燃焼ガスが有する熱
を、 １）ごみ焼却排熱回収ボイラで発生した蒸気の過熱度増
大に用いる。
いて、前記燃料改質型燃焼器による燃焼ガスが有する熱
を、 １）ごみ焼却排熱回収ボイラで発生した蒸気の過熱度増
大に用いる。
【００３０】２）蒸気タービンの膨張途中から排気され
た飽和状態近傍の蒸気の過熱度増大に用いる。
た飽和状態近傍の蒸気の過熱度増大に用いる。
【００３１】さらに、排熱回収装置の蒸気発生器におい
て、前記燃料改質型燃焼器による燃焼ガスが有する熱
を、 ３）水から蒸気を発生させるための顕熱と潜熱付与に用
いる。
て、前記燃料改質型燃焼器による燃焼ガスが有する熱
を、 ３）水から蒸気を発生させるための顕熱と潜熱付与に用
いる。
【００３２】以上の１）乃至３）に記した操作を実行す
ることで、蒸気タービンへ導入する蒸気量を増加し、蒸
気のエンタルピーを向上する結果、発電量を増加させる
作用がある。
ることで、蒸気タービンへ導入する蒸気量を増加し、蒸
気のエンタルピーを向上する結果、発電量を増加させる
作用がある。
【００３３】第三には、前記した排熱回収装置の蒸気発
生器において、改質燃料の燃焼量を調節して、発生蒸気
量を制御することにより、ごみ焼却ボイラから発生する
蒸気量が変動しても、当該蒸気を合わせて蒸気量を一定
にすることが可能となり、蒸気タービンへの蒸気流入量
が一定となる結果、発電電力の質を向上する作用があ
る。
生器において、改質燃料の燃焼量を調節して、発生蒸気
量を制御することにより、ごみ焼却ボイラから発生する
蒸気量が変動しても、当該蒸気を合わせて蒸気量を一定
にすることが可能となり、蒸気タービンへの蒸気流入量
が一定となる結果、発電電力の質を向上する作用があ
る。
【００３４】次に、燃料が有価であることへの対策並び
に夜間運転員の人件費等削減のため、夜間の発電運転を
停止する場合、並びに機器の故障等により発電運転停止
を余儀無くされる場合にあって、第四には、前記した排
熱回収装置内に蒸気過熱器と共に触媒脱硝装置を設置し
ておくことによって、発電系が停止した場合等におい
て、有価な燃料を使わないか若しくは極く僅かな燃料を
使って、排ガスを加熱することが可能である。
に夜間運転員の人件費等削減のため、夜間の発電運転を
停止する場合、並びに機器の故障等により発電運転停止
を余儀無くされる場合にあって、第四には、前記した排
熱回収装置内に蒸気過熱器と共に触媒脱硝装置を設置し
ておくことによって、発電系が停止した場合等におい
て、有価な燃料を使わないか若しくは極く僅かな燃料を
使って、排ガスを加熱することが可能である。
【００３５】当該排ガスを加熱することは、触媒脱硝装
置の性能を充分に発揮させるために重要な操作であり、
係る操作に有価な燃料を殆ど不要とする結果、経済性を
向上する作用がある。
置の性能を充分に発揮させるために重要な操作であり、
係る操作に有価な燃料を殆ど不要とする結果、経済性を
向上する作用がある。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明を詳述す
る。
る。
【００３７】図１は本発明の基本的に装置，機器を具備
したごみ焼却発電プラントの構成及び系統を示す図であ
る。
したごみ焼却発電プラントの構成及び系統を示す図であ
る。
【００３８】主な構成機器は、廃棄物焼却炉１，排熱回
収ボイラ２（本明細書は主として貫流ボイラ形の実施例
を記載しているが、特にボイラ形式を限定するものでは
なく、ドラム型等のボイラでもよい。）、蒸気タービン
３，発電機４，復水器５，焼却炉の焼却排ガス系統にバ
グフィルター９０，排熱回収装置１０，洗煙装置３０，
排ガス再加熱器３５及び煙突４０等である。
収ボイラ２（本明細書は主として貫流ボイラ形の実施例
を記載しているが、特にボイラ形式を限定するものでは
なく、ドラム型等のボイラでもよい。）、蒸気タービン
３，発電機４，復水器５，焼却炉の焼却排ガス系統にバ
グフィルター９０，排熱回収装置１０，洗煙装置３０，
排ガス再加熱器３５及び煙突４０等である。
【００３９】さらに、前記排熱回収装置１０内には燃料
改質型燃焼器２０，蒸気過熱器１２，蒸気再過熱器１
３，蒸気発生器１４（本明細書は主として貫流形蒸気発
生器の実施例を記載しているが、特に形式を限定するも
のではなく、ドラム型等の蒸気発生器でもよい。）、燃
料加熱器１５，空気加熱器１６及び触媒脱硝装置７０を
具備している。
改質型燃焼器２０，蒸気過熱器１２，蒸気再過熱器１
３，蒸気発生器１４（本明細書は主として貫流形蒸気発
生器の実施例を記載しているが、特に形式を限定するも
のではなく、ドラム型等の蒸気発生器でもよい。）、燃
料加熱器１５，空気加熱器１６及び触媒脱硝装置７０を
具備している。
【００４０】ここで、燃料改質型燃焼器２０は排熱回収
装置１０の外に設置することも本発明の範疇であり、両
者間を煙道等で接続して、前記燃料改質型燃焼器２０の
燃焼ガスを後流の排熱回収装置１０へ導入する構成も考
えられる。
装置１０の外に設置することも本発明の範疇であり、両
者間を煙道等で接続して、前記燃料改質型燃焼器２０の
燃焼ガスを後流の排熱回収装置１０へ導入する構成も考
えられる。
【００４１】定常状態における系統並びに作動状況を以
下に述べる。
下に述べる。
【００４２】ごみは系統１０００（以降、系と記す）か
らごみ焼却炉１に投入され、系430からの予熱されてい
る空気と共に燃焼する。
らごみ焼却炉１に投入され、系430からの予熱されてい
る空気と共に燃焼する。
【００４３】当該燃焼に伴って発生する焼却排ガスは排
熱回収ボイラ２へ導入され、伝熱管１１内を流れる水を
加熱して飽和蒸気若しくは過熱蒸気を発生せしめ、排ガ
ス自身は降温して系３００へと流れる。
熱回収ボイラ２へ導入され、伝熱管１１内を流れる水を
加熱して飽和蒸気若しくは過熱蒸気を発生せしめ、排ガ
ス自身は降温して系３００へと流れる。
【００４４】系３００には減温器８０が設置されてお
り、前記排ガスは２００℃程度にまで減温された後、バ
グフィルター９０に導入される。前記した温度、約２０
０℃はバグフィルター９０内に収納されている濾布の耐
熱温度に主に依存している値であり、その他、除去性能
の温度特性も考慮して決定される。
り、前記排ガスは２００℃程度にまで減温された後、バ
グフィルター９０に導入される。前記した温度、約２０
０℃はバグフィルター９０内に収納されている濾布の耐
熱温度に主に依存している値であり、その他、除去性能
の温度特性も考慮して決定される。
【００４５】バグフィルター９０では、消石灰との反応
を伴って、主に排ガス中の塩化水素（ＨＣｌ），硫黄酸
化物（ＳＯｘ）等のガス成分や重金属及びダイオキシン
等が除去された後系３０１から燃料改質型燃焼器２０へ
導入される。
を伴って、主に排ガス中の塩化水素（ＨＣｌ），硫黄酸
化物（ＳＯｘ）等のガス成分や重金属及びダイオキシン
等が除去された後系３０１から燃料改質型燃焼器２０へ
導入される。
【００４６】燃料改質型燃焼器２０へは、系５１０から
燃料が、系４２０から燃焼用空気が、さらに系２００か
ら蒸気が供給されている。系２００の蒸気の取り出し箇
所は図１中に示した箇所に限定されるものではなく、例
えば系１００から、系１９０から、系１２０から等から
取り出すことも考えられる。
燃料が、系４２０から燃焼用空気が、さらに系２００か
ら蒸気が供給されている。系２００の蒸気の取り出し箇
所は図１中に示した箇所に限定されるものではなく、例
えば系１００から、系１９０から、系１２０から等から
取り出すことも考えられる。
【００４７】系５１０の燃料は系５００から導入され、
燃料加熱器１５によって加熱され、気体状で導入される
方が望ましい。
燃料加熱器１５によって加熱され、気体状で導入される
方が望ましい。
【００４８】系４２０の燃焼用空気は系４００から導入
され空気加熱器１６によって予熱されている。尚、当該
空気は先に述べたように、系４３０によってごみ焼却炉
１へも導入されて、ごみ燃焼用の空気に供される。
され空気加熱器１６によって予熱されている。尚、当該
空気は先に述べたように、系４３０によってごみ焼却炉
１へも導入されて、ごみ燃焼用の空気に供される。
【００４９】系４００への空気は、当該ごみ処理燃備の
臭気発生箇所から選択的に吸引することで、臭気対策の
一助になるものである。
臭気発生箇所から選択的に吸引することで、臭気対策の
一助になるものである。
【００５０】燃料改質型燃焼器２０は、以上に述べた各
系統からの燃料，空気及び蒸気によって、液体燃料が改
質され、水素成分が増加した高温の燃焼ガスとなって後
述する熱回収装置で順次降温する。
系統からの燃料，空気及び蒸気によって、液体燃料が改
質され、水素成分が増加した高温の燃焼ガスとなって後
述する熱回収装置で順次降温する。
【００５１】一方、排熱回収ボイラ２によって発生した
蒸気は系１００へと流れ、一部量は系２００から前記し
たように燃料改質型燃焼器２０へ、残りの蒸気は先ず始
めの熱回収装置である蒸気過熱器１２の管内に導入さ
れ、前記した管外の高温の燃焼ガスで加熱されて過熱度
が上がる。
蒸気は系１００へと流れ、一部量は系２００から前記し
たように燃料改質型燃焼器２０へ、残りの蒸気は先ず始
めの熱回収装置である蒸気過熱器１２の管内に導入さ
れ、前記した管外の高温の燃焼ガスで加熱されて過熱度
が上がる。
【００５２】蒸気過熱器１２の管内には、後述するよう
に蒸気発生器１４で発生した蒸気も系１９０によって導
入されており、当該蒸気も合わせて過熱度を増す。
に蒸気発生器１４で発生した蒸気も系１９０によって導
入されており、当該蒸気も合わせて過熱度を増す。
【００５３】係る操作で、量と質が向上した蒸気は系１
１０によって高圧蒸気タービン３ａに導入され、膨張エ
ネルギーで当該タービンを駆動し、系１２０から蒸気再
過熱器１３へと流れる。
１０によって高圧蒸気タービン３ａに導入され、膨張エ
ネルギーで当該タービンを駆動し、系１２０から蒸気再
過熱器１３へと流れる。
【００５４】当該蒸気再過熱器１３の管外は先に述べた
燃焼ガスが流れており、管内を流れる系１２０からの蒸
気は再び加熱されて過熱度が増大され、系１３０を経由
して低圧蒸気タービン３ｂへ導入され、タービンを駆動
して、湿り蒸気若しくは飽和蒸気となって系１４０から
排気されて、復水器５で復水される。
燃焼ガスが流れており、管内を流れる系１２０からの蒸
気は再び加熱されて過熱度が増大され、系１３０を経由
して低圧蒸気タービン３ｂへ導入され、タービンを駆動
して、湿り蒸気若しくは飽和蒸気となって系１４０から
排気されて、復水器５で復水される。
【００５５】以上に述べた高圧タービン３ａと低圧ター
ビン３ｂの駆動により、発電機４が駆動されて発電し、
系２０００から処理場内や商用電力系へと送電される。
ビン３ｂの駆動により、発電機４が駆動されて発電し、
系２０００から処理場内や商用電力系へと送電される。
【００５６】復水は系１４１を経由し、復水ポンプ６，
系１５０によって復水タンク７へ流入する。復水タンク
７には系外から系２１０によって水が補給されている。
系１５０によって復水タンク７へ流入する。復水タンク
７には系外から系２１０によって水が補給されている。
【００５７】前記復水は前記補給水と共に系１６０から
給水ポンプ８によって脱気器（図示していない）を経由
した後、系１７０及び系１８０へと流れ、再び蒸気とな
る。一方、蒸気再過熱器１３で降温した排ガスは触媒脱
硝装置７０を通過して蒸気発生器１４へと流れる。
給水ポンプ８によって脱気器（図示していない）を経由
した後、系１７０及び系１８０へと流れ、再び蒸気とな
る。一方、蒸気再過熱器１３で降温した排ガスは触媒脱
硝装置７０を通過して蒸気発生器１４へと流れる。
【００５８】蒸気発生器１４の管内には給水ポンプ８に
よって系１８０から水が導入されており、管外の排ガス
で加熱されて蒸気を発生する。該蒸気は先に述べたよう
に系１９０を経由して、系１００に接続され蒸気過熱器
１２へ導入される。
よって系１８０から水が導入されており、管外の排ガス
で加熱されて蒸気を発生する。該蒸気は先に述べたよう
に系１９０を経由して、系１００に接続され蒸気過熱器
１２へ導入される。
【００５９】蒸気発生器１４でさらに降温した排ガスは
燃料加熱器１５及び空気加熱器１６へと流れて、それぞ
れ燃料の加熱及び空気の加熱を行って降温し、系３１０
によって排熱回収装置１０から排出される。
燃料加熱器１５及び空気加熱器１６へと流れて、それぞ
れ燃料の加熱及び空気の加熱を行って降温し、系３１０
によって排熱回収装置１０から排出される。
【００６０】前記した燃料加熱器１５及び空気加熱器１
６は排熱回収装置１０内に収納しないで、当該排熱回収
装置１０の後段に別個に設置することも、本発明に包含
される。
６は排熱回収装置１０内に収納しないで、当該排熱回収
装置１０の後段に別個に設置することも、本発明に包含
される。
【００６１】系３１０へ排出された燃焼ガスは排ガスと
なって洗煙装置３０を経由して排ガス再加熱器３５へと
流れる。
なって洗煙装置３０を経由して排ガス再加熱器３５へと
流れる。
【００６２】洗煙装置３０は系３１０の排ガス中に塩化
水素成分が含まれる場合には当該成分を除去すると共
に、当該排ガス中の水分を低減せしめる作用を有してい
る。
水素成分が含まれる場合には当該成分を除去すると共
に、当該排ガス中の水分を低減せしめる作用を有してい
る。
【００６３】さらに、排ガス再加熱器３５では当該シス
テム中の蒸気系（図示していない）から抽気された蒸気
で排ガスが再加熱される。係る操作は煙突から排出され
た際に白煙が発生するのを防止する目的である。
テム中の蒸気系（図示していない）から抽気された蒸気
で排ガスが再加熱される。係る操作は煙突から排出され
た際に白煙が発生するのを防止する目的である。
【００６４】以上の操作によって処理された排ガスは、
系３２０へと流れ煙突４０から大気に放出される。
系３２０へと流れ煙突４０から大気に放出される。
【００６５】以上に述べた一連の操作により、定常運転
状態にあっては、極めてクリーンな排ガスとして煙突か
ら排出でき、且つごみ焼却熱を極めて有効に回収して発
電することが可能である。
状態にあっては、極めてクリーンな排ガスとして煙突か
ら排出でき、且つごみ焼却熱を極めて有効に回収して発
電することが可能である。
【００６６】先に述べたように、ごみの発熱量は種類や
水分量等の変動によって、常に焼却熱量が変化してい
る。このために、当該排ガス熱を回収して発生する蒸気
量も変動する課題があった。本発明は当該課題を解決で
きる。
水分量等の変動によって、常に焼却熱量が変化してい
る。このために、当該排ガス熱を回収して発生する蒸気
量も変動する課題があった。本発明は当該課題を解決で
きる。
【００６７】以下に蒸気量変動時における系統及び操作
を述べる。廃棄物焼却炉１では、ごみ１０００が常に完
全燃焼するように、ごみ１０００の発熱量に応じて系４
３０からの空気量を調節している。したがって、排熱回
収ボイラ２で発生する蒸気量が変動し、その結果系１０
０を流れる蒸気流量が変動する。
を述べる。廃棄物焼却炉１では、ごみ１０００が常に完
全燃焼するように、ごみ１０００の発熱量に応じて系４
３０からの空気量を調節している。したがって、排熱回
収ボイラ２で発生する蒸気量が変動し、その結果系１０
０を流れる蒸気流量が変動する。
【００６８】本発明から成るシステムは、排熱回収ボイ
ラ２の他に排熱回収装置内に設置している蒸気発生器１
４によっても蒸気を発生することが可能であるため、系
100を流れる蒸気流量の変動分を当該系に合流する系１
９０の蒸気流量を調整することで蒸気過熱器１２の蒸気
流量を一定に出来る。
ラ２の他に排熱回収装置内に設置している蒸気発生器１
４によっても蒸気を発生することが可能であるため、系
100を流れる蒸気流量の変動分を当該系に合流する系１
９０の蒸気流量を調整することで蒸気過熱器１２の蒸気
流量を一定に出来る。
【００６９】系１９０の蒸気流量調整は蒸気発生器１４
における蒸発量を制御することであり、当該制御は系５
１０の燃料量及び系４２０の空気量を制御することで達
成される。
における蒸発量を制御することであり、当該制御は系５
１０の燃料量及び系４２０の空気量を制御することで達
成される。
【００７０】図３は上記操作を実施するに最適な排熱回
収装置１０内の機器配置を示す図である。
収装置１０内の機器配置を示す図である。
【００７１】蒸気発生器１４を分割して１４ａ，１４ｂ
とし、蒸気発生器１４ｂを燃焼ガス流れ側から見て蒸気
過熱器１２の上流側に設置し、蒸気発生器１４ａの途中
から系１０１によって前記蒸気発生器１４ｂに分流す
る。以上の系によって、以下の操作を実施する。
とし、蒸気発生器１４ｂを燃焼ガス流れ側から見て蒸気
過熱器１２の上流側に設置し、蒸気発生器１４ａの途中
から系１０１によって前記蒸気発生器１４ｂに分流す
る。以上の系によって、以下の操作を実施する。
【００７２】系１００の蒸気流量が少ない時は、前記系
５１０の燃料量及び系４２０の空気量を増加して燃焼ガ
ス量を増加すると共に、系１０１の流量を増す操作を行
う。当該操作により、前記増加した燃焼ガスの熱量を蒸
気発生器１４ｂで回収して蒸発量を増して系１０２へ流
れ、蒸気発生器１４ａで発生した蒸気と合流させて系１
９０の蒸気流量を増加することができる。当該蒸気を系
１００の蒸気と合流せしめることで、蒸気過熱器１２の
蒸気流量を一定にすることが可能となる。
５１０の燃料量及び系４２０の空気量を増加して燃焼ガ
ス量を増加すると共に、系１０１の流量を増す操作を行
う。当該操作により、前記増加した燃焼ガスの熱量を蒸
気発生器１４ｂで回収して蒸発量を増して系１０２へ流
れ、蒸気発生器１４ａで発生した蒸気と合流させて系１
９０の蒸気流量を増加することができる。当該蒸気を系
１００の蒸気と合流せしめることで、蒸気過熱器１２の
蒸気流量を一定にすることが可能となる。
【００７３】本システムにより、ごみの性状等により変
動する蒸気量を複雑な制御機構や発生蒸気を系外に排出
するなどの無駄を排除して、効果的に一定流量として蒸
気タービンへ導入することが可能となり、安定した量と
周波数の電力を出力することが可能である。
動する蒸気量を複雑な制御機構や発生蒸気を系外に排出
するなどの無駄を排除して、効果的に一定流量として蒸
気タービンへ導入することが可能となり、安定した量と
周波数の電力を出力することが可能である。
【００７４】本発明は以上に述べた定常運転時の諸課題
を解決するのみならず、発電系等の停止や休止時であっ
ても排ガス中の有害成分を除去してクリーンな状態で煙
突から排出できる作用を有しており、発電運転の有無に
煩わされる事なく、ごみ焼却処理を安定して実行でき
る。
を解決するのみならず、発電系等の停止や休止時であっ
ても排ガス中の有害成分を除去してクリーンな状態で煙
突から排出できる作用を有しており、発電運転の有無に
煩わされる事なく、ごみ焼却処理を安定して実行でき
る。
【００７５】以下に、発電系の停止時及び燃料改質型燃
焼器の停止時さらには低負荷発電時における排ガス中の
窒素酸化物除去のための系統及び操作を述べる。
焼器の停止時さらには低負荷発電時における排ガス中の
窒素酸化物除去のための系統及び操作を述べる。
【００７６】前述した定常運転時と同様に、ごみ焼却に
よって発生した蒸気は系１００へ流れ、排ガスはバグフ
ィルター９０で処理されて系３０１から燃料改質型燃焼
器２０へ導入される。
よって発生した蒸気は系１００へ流れ、排ガスはバグフ
ィルター９０で処理されて系３０１から燃料改質型燃焼
器２０へ導入される。
【００７７】発電を停止している場合であっても、排ガ
ス中の窒素酸化物は除去する必要があり、本システムは
排熱回収装置１０内に触媒脱硝装置７０を設置してい
る。
ス中の窒素酸化物は除去する必要があり、本システムは
排熱回収装置１０内に触媒脱硝装置７０を設置してい
る。
【００７８】触媒脱硝装置７０は、触媒機能を有する材
料に排ガスを接触させアンモニア等の還元剤を添加して
窒素酸化物を還元反応によって窒素と水に分解する装置
である。
料に排ガスを接触させアンモニア等の還元剤を添加して
窒素酸化物を還元反応によって窒素と水に分解する装置
である。
【００７９】当該還元反応は温度２５０℃乃至３００℃
が最適であるが、系３０１から導入される排ガス温度は
先述したように２００程度の温度であるため、昇温手段
が必要である。該昇温手段として本発明は下記に示す方
法を提供する。
が最適であるが、系３０１から導入される排ガス温度は
先述したように２００程度の温度であるため、昇温手段
が必要である。該昇温手段として本発明は下記に示す方
法を提供する。
【００８０】第一番目の操作方法を図４を用いて以下に
詳述する。
詳述する。
【００８１】売電による収益が無い状態であるから、系
統５１０からの有価な燃料の使用は避けたい。そこで、
本発明では定常時に蒸気の過熱及び再過熱として使用し
ている蒸気過熱器１２と蒸気再過熱器１３を上記状態の
場合には排ガスの加熱に用いる熱交換器として作用させ
るものである。
統５１０からの有価な燃料の使用は避けたい。そこで、
本発明では定常時に蒸気の過熱及び再過熱として使用し
ている蒸気過熱器１２と蒸気再過熱器１３を上記状態の
場合には排ガスの加熱に用いる熱交換器として作用させ
るものである。
【００８２】即ち、ごみ焼却によって発生した蒸気は系
１００から蒸気過熱器１２へ及び系１０３から蒸気再過
熱器１３へそれぞれ導入され、管外の排ガスを加熱して
昇温せしめ、蒸気自身の熱量は低下して蒸気過熱器１２
から系１１０を経て系１１２へ、また蒸気再過熱器１３
からは系１３０，系１１１を経て系１１２へ流れ、復水
器５へ導入されて復水される。
１００から蒸気過熱器１２へ及び系１０３から蒸気再過
熱器１３へそれぞれ導入され、管外の排ガスを加熱して
昇温せしめ、蒸気自身の熱量は低下して蒸気過熱器１２
から系１１０を経て系１１２へ、また蒸気再過熱器１３
からは系１３０，系１１１を経て系１１２へ流れ、復水
器５へ導入されて復水される。
【００８３】３００℃程度に昇温された排ガスはアンモ
ニアが添加され（図示していない）触媒脱硝装置へ導入
され、脱硝されてクリーンな排ガスとなる。該排ガスは
ガス中の水分が低く且つ温度が高いことから、排ガス再
加熱器３５における再加熱を省略できる。
ニアが添加され（図示していない）触媒脱硝装置へ導入
され、脱硝されてクリーンな排ガスとなる。該排ガスは
ガス中の水分が低く且つ温度が高いことから、排ガス再
加熱器３５における再加熱を省略できる。
【００８４】以上、第一番目の操作方法によれば、外部
から有価な燃料を用いること無く、ごみ焼却排ガス中の
窒素酸化物を効果的に除去できる。
から有価な燃料を用いること無く、ごみ焼却排ガス中の
窒素酸化物を効果的に除去できる。
【００８５】低温の排ガスを３００℃程度に昇温する二
番目の操作方法としては、前述の第一番目の操作におい
て、排ガスが充分に昇温できない場合に、補助的に燃料
と空気を系５１０及び系４２０から供給して加熱する方
法を提供するものである。
番目の操作方法としては、前述の第一番目の操作におい
て、排ガスが充分に昇温できない場合に、補助的に燃料
と空気を系５１０及び系４２０から供給して加熱する方
法を提供するものである。
【００８６】さらに、第三番目の操作方法としては、ご
み処理施設内で消費する電力のみを発電する等、発電量
は僅かではあるが発電する場合にあっては、図１に示し
た系統において高圧蒸気タービン入口部における蒸気の
エンタルピーが発電量に見合う値となるように、燃料と
空気を系５１０及び系４２０から供給して排ガスを加熱
する方法を提供する。
み処理施設内で消費する電力のみを発電する等、発電量
は僅かではあるが発電する場合にあっては、図１に示し
た系統において高圧蒸気タービン入口部における蒸気の
エンタルピーが発電量に見合う値となるように、燃料と
空気を系５１０及び系４２０から供給して排ガスを加熱
する方法を提供する。
【００８７】即ち、燃料を減じて排ガスを加熱すると系
１１０の蒸気エンタルピーは減少して発電量が低下し、
燃料を増加して排ガスを加熱する蒸気エンタルピーは増
大し発電量が増す。
１１０の蒸気エンタルピーは減少して発電量が低下し、
燃料を増加して排ガスを加熱する蒸気エンタルピーは増
大し発電量が増す。
【００８８】結論として、系５１０からの燃料と系４２
０からの空気を制御することによって、ごみ焼却量一定
のもとで、任意の発電量で運転可能となる。
０からの空気を制御することによって、ごみ焼却量一定
のもとで、任意の発電量で運転可能となる。
【００８９】図２は本発明の他の実施例を示す。
【００９０】本実施例は非再熱型蒸気タービン３を具備
した場合に好適なシステムを提供するものである。
した場合に好適なシステムを提供するものである。
【００９１】主な構成機器は図１に示した機器から、排
熱回収装置１０内の蒸気再過熱器１３を取り除き、した
がって当該機器の入口出口系統である系１２０と系１３
０を削除したものである。
熱回収装置１０内の蒸気再過熱器１３を取り除き、した
がって当該機器の入口出口系統である系１２０と系１３
０を削除したものである。
【００９２】したがって、基本的な操作と当該操作によ
り得られる効果は図１と同様である。本実施例の特徴は
発電出力は図１よりも低くなるものの、蒸気タービン３
が簡素化できること及び排熱回収装置１０内の熱交換器
群の数が減少することによって、設備建設費が低減出来
るところにある。
り得られる効果は図１と同様である。本実施例の特徴は
発電出力は図１よりも低くなるものの、蒸気タービン３
が簡素化できること及び排熱回収装置１０内の熱交換器
群の数が減少することによって、設備建設費が低減出来
るところにある。
【００９３】
【発明の効果】以上に述べたように本発明の実施によ
り、定常状態においては、ごみ焼却排熱を有効に回収し
て高効率発電が可能となり、しかも極めてクリーンな排
ガスとして煙突から排出できるために、高い環境保全効
果がある。
り、定常状態においては、ごみ焼却排熱を有効に回収し
て高効率発電が可能となり、しかも極めてクリーンな排
ガスとして煙突から排出できるために、高い環境保全効
果がある。
【００９４】さらに、発電系を停止したり、低負荷発電
を行う場合においても、ごみ焼却排ガス中の有害成分を
除去できる作用があるため、発電運転とは無関係に安定
してごみ焼却処理が実行出来る効果があり、かかる操作
を発展して、売電単価が安い夜間等の時間帯は発電を停
止したり、自家消費分のみ発電する等の運転が可能であ
ることから、売電収益を大幅に向上できる効果を有して
いる。
を行う場合においても、ごみ焼却排ガス中の有害成分を
除去できる作用があるため、発電運転とは無関係に安定
してごみ焼却処理が実行出来る効果があり、かかる操作
を発展して、売電単価が安い夜間等の時間帯は発電を停
止したり、自家消費分のみ発電する等の運転が可能であ
ることから、売電収益を大幅に向上できる効果を有して
いる。
【図１】本発明の一実施例を示す系統図。
【図２】本発明の他の実施例を示す図。
【図３】蒸気量変動に対処するに好適な排熱回収装置の
実施例を示す図。
実施例を示す図。
【図４】発電系停止時のシステム構成と系統を示す図。
１…廃棄物焼却炉、２…排熱回収ボイラ、３…蒸気ター
ビン、４…発電機、５…復水器、６…復水ポンプ、７…
復水タンク、８…給水ポンプ、１０…排熱回収装置、１
１…伝熱管、１２…蒸気過熱器、１３…蒸気再過熱器、
１４…蒸気発生器、１５…燃料加熱器、１６…空気加熱
器、２０…燃料改質型燃焼器、３０…洗煙装置、３５…
排ガス再加熱器、４０…煙突、７０…触媒脱硝装置、８
０…減温器、９０…バグフィルター、１００〜１４０，
１９０〜２００…蒸気系統、141〜１６０…復水系統、
１７０〜１８０…給水系統、２１０…補給水系統、３０
０〜３２０…排ガス・燃焼ガス系統、４００〜４３０…
空気系統、５００〜５１０…燃料系統、１０００…ごみ
系統、２０００…電力系統。
ビン、４…発電機、５…復水器、６…復水ポンプ、７…
復水タンク、８…給水ポンプ、１０…排熱回収装置、１
１…伝熱管、１２…蒸気過熱器、１３…蒸気再過熱器、
１４…蒸気発生器、１５…燃料加熱器、１６…空気加熱
器、２０…燃料改質型燃焼器、３０…洗煙装置、３５…
排ガス再加熱器、４０…煙突、７０…触媒脱硝装置、８
０…減温器、９０…バグフィルター、１００〜１４０，
１９０〜２００…蒸気系統、141〜１６０…復水系統、
１７０〜１８０…給水系統、２１０…補給水系統、３０
０〜３２０…排ガス・燃焼ガス系統、４００〜４３０…
空気系統、５００〜５１０…燃料系統、１０００…ごみ
系統、２０００…電力系統。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ２２Ｂ 1/18 Ｆ２２Ｂ 1/18 Ｇ Ｆ２３Ｇ 5/46 Ｆ２３Ｇ 5/46 Ｚ 7/06 7/06 Ｊ (72)発明者 石垣 幸雄 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (72)発明者 小山 一仁 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株式会社 日立製作所 電力・電機開発 本部内 (72)発明者 奥沢 務 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株式会社 日立製作所 電力・電機開発 本部内 (56)参考文献 特開 平７−83005（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−346706（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−100213（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−103371（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−217710（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01K 27/02 F01D 15/10 F01K 3/18 F01K 23/02 F22B 1/18 F23G 5/46 F23G 7/06
Claims (7)
- 【請求項１】廃棄物焼却炉の排熱を回収して蒸気を発生
させ、この蒸気を再加熱して蒸気タービンに導入して発
電する方式の発電システムにおいて、前記廃棄物焼却炉
の排ガス系統に燃料を空気および蒸気によって改質して
水素成分を増加し燃料改質による水素の燃焼で廃棄物焼
却炉排ガスを還元雰囲気中にさらすことで該排ガス中の
窒素酸化物を還元するようにした燃料改質型燃焼器と、
前記燃料改質型燃焼器による燃焼ガスが有する熱を回収
する排熱回収装置とを設け、該排熱回収装置内に廃棄物
焼却炉の排熱を回収して発生させた蒸気の過熱度を増大
する蒸気過熱器と、水から蒸気を発生させる蒸気発生器
とを備え、前記蒸気発生器で発生させた蒸気と前記廃棄
物焼却炉の排熱を回収して発生させた蒸気とを合流させ
て前記蒸気過熱器に送るようにしたことを特徴とする廃
棄物焼却熱利用発電システム。 - 【請求項２】請求項１に記載の廃棄物焼却熱利用発電シ
ステムにおいて、前記蒸気発生器には蒸気タービンから
排出された蒸気の復水の一部を供給し、この復水を前記
燃料改質型燃焼器による燃焼ガスが有する熱で加熱して
蒸気を発生させるようにしたことを特徴とする廃棄物焼
却熱利用発電システム。 - 【請求項３】請求項１又は２に記載の廃棄物焼却熱利用
発電システムにおいて、前記排熱回収装置内に蒸気ター
ビンの膨張途中から排気された飽和状態近傍の蒸気の過
熱度を増大する蒸気再過熱器を設けたことを特徴とする
廃棄物焼却熱利用発電システム。 - 【請求項４】請求項１又は２に記載の廃棄物焼却熱利用
発電システムにおいて、前記燃料改質型燃焼器の燃焼量
を調節する手段を設け、該燃焼量を調節して前記蒸気発
生器の発生蒸気量を制御することにより、前記廃棄物焼
却炉の排熱を回収して発生させた蒸気の発生量が変動し
ても蒸気タービンへの蒸気流入量を一定に保持できるよ
うにしたことを特徴とする廃棄物焼却熱利用発電システ
ム。 - 【請求項５】請求項１ないし４のいずれか１つに記載の
廃棄物焼却熱利用発電システムにおいて、前記排熱回収
装置内に触媒脱硝装置を設け、蒸気タービンによる発電
が停止した場合に該触媒脱硝装置に廃棄物焼却炉排ガス
を流通させて排ガス中の窒素酸化物を還元除去すること
を特徴とする廃棄物焼却熱利用発電システム。 - 【請求項６】廃棄物焼却炉の排熱を回収する排熱回収ボ
イラ、該焼却炉の排ガス系統に設置された燃料改質型燃
焼器と蒸気過熱器と蒸気再過熱器と触媒脱硝装置と蒸気
発生器と燃料加熱器と空気予熱器とを具備する排熱回収
装置と、再熱式蒸気タービンを有するランキンサイクル
発電装置とを具備する廃棄物焼却熱利用発電システムで
あって、前記燃料改質型燃焼器の改質部によって改質さ
れた燃料と廃棄物焼却炉排ガスとを燃料改質型燃焼器の
燃焼部に供給して燃焼し、得られた燃焼ガスが保有して
いる熱で前記蒸気発生器によって蒸気を発生させ、当該
発生蒸気と前記排熱回収ボイラで発生した蒸気との両方
を合わせて一部量を前記燃料改質型燃焼器の燃焼部へ供
給し、残り量を蒸気過熱器に導入し、前記燃焼ガスが保
有している熱で前記蒸気過熱器の蒸気を過熱して過熱蒸
気を製造し、該過熱蒸気を蒸気タービン高圧段へ導入し
て飽和温度付近まで断熱膨張させ、該断熱膨張後の蒸気
を前記排熱回収装置の蒸気再過熱器に導入して再び過熱
蒸気として蒸気タービン低圧段へ導入して湿り域まで断
熱膨張させ、前記蒸気タービン高圧段と前記蒸気タービ
ン低圧段において蒸気が断熱膨張する際の仕事で発電機
を回転させて発電することを特徴とする廃棄物焼却熱利
用発電システム。 - 【請求項７】廃棄物焼却炉の排熱を回収する排熱回収ボ
イラ、該焼却炉の排ガス系統に設置された燃料改質型燃
焼器と蒸気過熱器と触媒脱硝装置と蒸気発生器と燃料加
熱器と空気予熱器とを具備する排熱回収装置と、非加熱
式蒸気タービンを有するランキンサイクル発電装置とを
具備する廃棄物焼却熱利用発電システムであって、前記
燃料改質型燃焼器の改質部によって改質された燃料と廃
棄物焼却炉排ガスとを燃料改質型燃焼器の燃焼部に供給
して燃焼し、得られた燃焼ガスが保有している熱で前記
蒸気発生器によって蒸気を発生させ、当該発生蒸気と前
記排熱回収ボイラで発生した蒸気との両方を合わせて一
部量を前記燃料改質型燃焼器の燃焼部へ供給し、残り量
を蒸気過熱器に導入し、前記燃焼ガスが保有している熱
で前記蒸気過熱器の蒸気を過熱して過熱蒸気を製造し、
該過熱蒸気を蒸気タービンへ導入して湿り域まで断熱膨
張させ、該蒸気タービンにおいて蒸気が断熱膨張する際
の仕事で発電機を回転させて発電することを特徴とする
廃棄物焼却熱利用発電システム。
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|---|---|---|---|
| JP8011518A JP3042394B2 (ja) | 1996-01-26 | 1996-01-26 | 廃棄物焼却熱利用発電システム |
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1997
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