JP3782609B2 - 廃棄物処理設備に付帯する熱回収設備の高圧蒸気復水系 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物処理炉を備えた廃棄物処理設備に付帯する熱回収設備の高圧蒸気復水系に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄物処理設備において、廃棄物溶融炉、焼却炉等の廃棄物処理炉で発生した高温の排ガスの熱は、廃熱ボイラーで蒸気として熱回収され、発生した蒸気をタービン発電機に供給して発電したり、工場の一般蒸気、給湯、暖房機器等に利用されている。
【０００３】
すなわち、図２の系統図に示されるように、廃棄物溶融炉２０で発生した高温の排ガスは、可燃性ガスや可燃物が燃焼室２１で燃焼され、燃焼ガスは廃熱ボイラー２２で蒸気として熱回収され、高圧蒸気だめ１に送られる。なお、廃熱ボイラー２２から排出された排ガスは排ガス温度調節器２３で冷却され、バグフィルタ２４で集じんした後、煙突から大気へ放出される。
【０００４】
高圧蒸気だめ１の蒸気は、タービン発電機２５に送られた後、低圧蒸気復水器２６で復水され復水タンク６ヘ送られる。また、高圧蒸気だめ１の余剰蒸気は、高圧蒸気復水器３で復水され復水タンク６ヘ送られる。復水タンク６の水は脱気器２７を経て廃熱ボイラー２２ヘ送られる。
【０００５】
特開平９−１１３１５１号公報には、高圧蒸気復水器の制御方法が開示されている。図４は従来の廃棄物処理設備に付帯する熱回収設備の高圧蒸気復水系の一例を示す系統図である。図４において、圧力検出器２により高圧蒸気だめ１の圧力、及び高圧蒸気復水器３出側に設けた圧力検出器７で圧力を検出し、圧力制御弁４及び８の開度が調整され、流量検出器５で高圧復水器３に流入する蒸気量を検出するとともに、高圧蒸気復水器３の出側の温度を温度検出器９で検出して高圧蒸気復水器３が備えている冷却ファン１０の空気流量を調節して復水温度を制御している。復水は復水タンク６へ送られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
廃棄物処理設備においては、廃棄物処理炉への廃棄物の投入量あるいは廃棄物の種類に応じて排ガスの熱量が変動し、それにともなって発生する蒸気量も変動し、高圧蒸気復水器に流入する蒸気量が頻繁に変動するため、目標の復水温度が安定して得にくく、より精細な復水の温度制御が求められている。
【０００７】
ところが、前述の従来の高圧蒸気復水器の冷却ファンの応答性は、高圧蒸気復水器の復水温度制御性を決定しているが、蒸気量変動に対し精細な制御が難しいという欠点がある。
【０００８】
本発明は、廃棄物処理炉を備えた廃棄物処理設備に付帯する熱回収設備の高圧蒸気復水系において、蒸気を安定して目標の復水温度に制御することができる高圧蒸気復水系を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、廃棄物処理設備の廃棄物処理炉から発生する高温の排ガスの熱を蒸気として熱回収する熱回収設備の高圧蒸気復水系において、冷却ファンを備えた高圧蒸気復水器の上流に水をスプレーして高圧蒸気復水器に流入する蒸気を冷却する減温器を設置する。
【００１０】
そして、前記減温器には注水弁を設けて、高圧蒸気復水器に流入する蒸気量に対応した冷却ファンの必要空気流量と実際の空気流量にギャップ（不足）が生じた場合、不足に見合うだけの注水量を注水弁で調整しながら、減温器内でスプレーして目標の復水温度を得る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の廃棄物処理設備に付帯する熱回収設備の高圧蒸気復水系の一例を示す系統図、図２は本発明の高圧蒸気復水系を組み込んだ廃棄物処理設備の系統図である。
【００１２】
高圧蒸気だめ１には圧力検出器２が設けられ、圧力検出器２は高圧蒸気だめ１と高圧蒸気復水器３とを接続する蒸気配管に設けられた圧力制御弁４の開度を調節する。蒸気配管には、流量検出器５が設けられ、高圧蒸気復水器３に流入する蒸気量を検出する。また、高圧蒸気復水器３と復水タンク６とを接続する配管には、圧力検出器７が設けられ、その下流に設けられた圧力制御弁８の開度を調節する。
【００１３】
また、高圧蒸気復水器３と復水タンク６との接続配管には温度検出器９を設けて、高圧蒸気復水器３の出口の復水温度を検知して高圧蒸気復水器３が備えている冷却ファン１０の風量を調節する。冷却ファン１０の風量の調節は、復水温度が設定温度となるように冷却ファン１０のピッチ角度を調節したり、あるいは冷却ファン１０の回転数を調節して行なう。冷却ファン１０近くには、温度検出器１１が設けられ、冷却ファン１０で供給される冷却空気温度を検出する。
【００１４】
高圧蒸気復水器３の上流に減温器１２を設置する。減温器１２内には、給水ポンプ１３に接続されたノズル（図示せず）が設けられ、給水ポンプ１３により水がノズルからスプレーされ、蒸気が冷却される。冷却温度を制御するためのスプレー水量は、注水弁１４により調整される。注水弁１４の開度は、減温器１２の出側に設けられた温度検出器１５の温度及び温度検出器１１の温度及び冷却ファン１０のピッチ角度や回転数により制御装置１６で後述する演算処理の結果に基づいて調整される。
【００１５】
以上の構成において、４００℃で７６８ｋｃａｌ／ｋｇの蒸気が高圧蒸気復水器へ流入するとき、本発明を適用する場合の演算処理について説明する。
図３（ａ）は蒸気量Ｆと必要空気流量Ａとの関係を示すグラフ、（ｂ）は冷却ファンの回転数（ｒｐｍ）及び羽根ピッチ角度（度）と実際の空気流量Ｂとの関係を示すグラフ、（ｃ）は実際の空気流量Ｂと不足する空気流量（Ａ−Ｂ）との関係を示す図である。
【００１６】
制御装置１６では、まず、流量検出器５により高圧蒸気復水器３に流入する蒸気量Ｆを連続的に検出するとともに、温度検出器１１で冷却空気温度（外気温度）を検出し、冷却ファン１０で供給する冷却空気の温度から必要空気流量Ａを計算する。図３（ａ）に示すように、例えば、冷却空気温度（外気温度）が２０℃について、蒸気量Ｆに対して必要空気流量Ａが計算される。
【００１７】
ついで、図３（ｂ）に示すように、冷却空気温度が２０℃について、冷却ファン１０の回転数（ｒｐｍ）及び羽根ピッチ角度（度）から実際の空気流量Ｂが計算される。
【００１８】
図３（ｃ）に示すように、実際の空気流量Ｂが高圧蒸気復水器３に流入する蒸気を復水するのに必要な必要空気流量Ａに対して（Ａ−Ｂ）が不足している。実際の空気流量Ｂは、減温器１２に注水することによる蒸気量の増分を考慮した上で３００℃で７０８ｋｃａｌ／ｋｇの蒸気を復水するのに必要な空気量しかないので、不足分は高圧蒸気復水器上流に設置した減温器１２により不足分（Ａ−Ｂ）に対応した注水操作を行い、４００℃で７６８ｋｃａｌ／ｋｇの蒸気を３００℃で７０８ｋｃａｌ／ｋｇの蒸気に冷却する。不足分（Ａ−Ｂ）に対応した注水操作は、注水弁１４の開度を制御装置１６により調整して行う。
【００１９】
減温器１２で３００℃で７０８ｋｃａｌ／ｋｇに冷却された蒸気は、高圧蒸気復水器３で冷却ファン１０により目標の８０℃で８１ｋｃａｌ／ｋｇに冷却されて安定した復水温度に復水される。
【００２０】
また、流入蒸気を予め３００℃程度に減温することにより、高圧蒸気復水器が高価な高温仕様から安価な低温仕様に変更できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明では、高圧蒸気復水器の上流に設置した減温器により冷却ファンの空気流量不足に対応した注水で流入蒸気を予め冷却するので、安定した復水の温度制御を行うことができ、また、高圧蒸気復水器を高価な高温仕様から安価な低温仕様に変更することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の廃棄物処理設備に付帯する熱回収設備の高圧蒸気復水系の一例を示す系統図である。
【図２】 本発明の高圧蒸気復水系を組み込んだ廃棄物処理設備の系統図である。
【図３】 （ａ）蒸気量Ｆと必要空気流量Ａとの関係を示すグラフ、（ｂ）冷却ファンの回転数（ｒｐｍ）及び羽根ピッチ角度（度）と実際の空気流量Ｂとの関係を示すグラフ、（ｃ）実際の空気流量と不足する空気流量との関係を示す図である。
【図４】 従来の廃棄物処理設備に付帯する熱回収設備の高圧蒸気復水系の一例を示す系統図である。
【符号の説明】
１：高圧蒸気だめ ２：圧力検出器 ３：高圧蒸気復水器
４：圧力制御弁 ５：流量検出器 ６：復水タンク ７：圧力検出器
８：圧力制御弁 ９：温度検出器 １０：冷却ファン １１：温度検出器
１２：減温器 １３：給水ポンプ １４：注水弁 １５：温度検出器
１６：制御装置 ２０：廃棄物溶融炉 ２１：燃焼室２２：廃熱ボイラー
２３：排ガス温度調節器 ２４：バグフィルタ ２５：タービン発電機
２６：低圧蒸気復水器 ２７：脱気器

Claims (1)

1. 廃棄物処理設備の廃棄物処理炉から発生する高温の排ガスの熱を蒸気として熱回収する熱回収設備の高圧蒸気復水系において、冷却ファンを備えた高圧蒸気復水器の上流に水をスプレーして高圧蒸気復水器に流入する蒸気を冷却する減温器を設置し、前記高圧蒸気復水器に流入する蒸気量に対する冷却ファンの必要空気流量に対して不足する空気流量分を、減温器内の蒸気にスプレーして冷却するスプレー水量を調整する注水弁を減温器に設けたことを特徴とする高圧蒸気復水系。

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