(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストーカ式焼却炉（１）に設けられ、排ガス（Ｇ）の熱により蒸気を発生させ、この蒸気を過熱器（１８）により更に加熱するようにした高温高圧ボイラ（２）において、前記ストーカ式焼却炉（１）の燃焼室（１３）の上方の二次燃焼室の下流側部分を水冷壁（１４）により主燃焼室（１３ａ）と副燃焼室（１３ｂ）とに分割すると共に、排ガス（Ｇ）が流れるボイラ煙道（２２）を前記水冷壁（１４）に連接した仕切壁（２６）により主燃焼室（１３ａ）に連通する主煙道（２２ａ）と副燃焼室（１３ｂ）に連通する副煙道（２２ｂ）とに分割し、前記主煙道（２２ａ）内に蒸発管（２０ｂ）を、また前記副煙道（２２ｂ）内に過熱器（１８）の過熱管（１８ａ）を夫々配設し、更に前記副燃焼室（１３ｂ）を形成する壁部分に副燃焼室（１３ｂ）内へ腐食性ガスを中和する中和剤（Ｎ）を吹き込む吹込み口（２９）を設けると共に、前記主煙道（２２ａ）の出口側及び副煙道（２２ｂ）の出口側に各煙道を流通する排ガス（Ｇ）の量を調整するガス量調整ダンパ（３３）、（３４）を夫々設け、前記吹込み口（２９）から副燃焼室（１３ｂ）内のみへ中和剤（Ｎ）を吹き込みして、当該中和剤（Ｎ）の一部を煤塵と混合状態で過熱管（１８ａ）の表面に付着させ、該過熱管（１８ａ）の表面にアルカリ性の付着層を形成するようにしたことを特徴とする高温高圧ボイラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に都市ごみや産業廃棄物等を焼却処理するごみ焼却炉に設けられ、ごみ焼却炉の排ガスにより蒸気を発生させるようにした高温高圧ボイラ（廃熱ボイラ）の改良に係り、ボイラ煙道に配設された過熱器の過熱管に高温腐食を生じさせることなく、高温高圧の蒸気が得られるようにした高温高圧ボイラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ごみ焼却炉は、ごみ質の高カロリー化に伴い燃焼方式に於いて著しく進歩し、又、排ガス処理装置に於いても、大気汚染防止法やガイドラインに従って煤塵、ＨＣｌ、ＳＯｘ、ＮＯｘ、重金属類、ダイオキシン等を略満足の行くまで低減・除去でるようになって来ている。
ところで、現在我が国のごみ焼却分野に於いては、廃熱ボイラの高温、高圧化による高効率発電が研究課題の一つとして残されている。
【０００３】
図８は都市ごみや産業廃棄物等のごみ焼却炉４０に設けられた従来の廃熱ボイラ４１の一例を示すものである。
即ち、前記廃熱ボイラ４１は、ドラム４２と多数の水管４３とを備え、ごみ焼却炉４０の燃焼室４４に連通するボイラ煙道を形成したボイラ本体４５と、燃焼室４４の出口側に配設された過熱器４６とから構成されて居り、ごみの燃焼により発生した高温の排ガスＧを燃焼室４４からボイラ本体４５へ導いて蒸気を発生させ、この蒸気を過熱器４６の過熱管４６ａへ導いて排ガスＧにより更に加熱し、この加熱蒸気を発電用タービン（図示省略）等へ供給するようにしたものである。
【０００４】
ところで、排ガスＧ中には、ＨＣｌやＣｌ2 等の腐食性ガスや低融点の煤塵が含まれている。その為、廃熱ボイラ４１に於いては、腐食性ガスや煤塵中の腐食成分の影響によって強烈な腐食現象を生じることが知られている。
【０００５】
図９はごみ焼却炉に於ける管壁温度と腐食との関係を示すグラフであり、このグラフからも明らかなように管壁の温度が３２０℃を越えると、腐食性ガスと煤塵の腐食成分との影響により腐食が急激に進行することが判る。即ち、管壁の温度が３２０℃を越えた場合には、高温腐食現象が生じることになる。
その結果、欧州のように高温の過熱器を用いるごみ焼却炉では、半年か１年で過熱管の取り替えを行ったり、或いは過熱管の外部にキャスタブル耐熱材を被覆して過熱管の延命を図っているのが現状である。
【０００６】
一方、我が国の焼却炉用廃熱ボイラ４１に於いては、図８に示す如く、過熱器４６の過熱管４６ａを焼却炉４０の燃焼室４４出口側に配設して過熱管４６ａ内を流れる蒸気を排ガスＧにより更に加熱するようにしている為、過熱管４６ａが高温腐食に侵される危険があった。その為、従来の廃熱ボイラ４１に於いては、高温腐食を避ける為に過熱器４６の過熱管４６ａの表面温度が３２０℃以下になるように、加熱蒸気温度を２７０℃、蒸気圧力を２５ｇｋ／ｃｍ2 程度に低く抑えておかざるを得なかった。その結果、発電効率は、１０〜１３％程度で、最近の事業用発電所の４０％に遠く及ばないのが現状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、過熱器の過熱管に高温腐食を生じさせることなく、高温高圧の加熱蒸気が得られるようにした高温高圧ボイラを提供することを目的とするものである。
【０００８】
そこで、本願発明者は、過酷な腐食環境に晒される過熱管の高温腐食の問題を解決する為、過熱管に用いられている様々な種類の金属の腐食実験（板状試験片による腐食実験と管状試験片による伝熱腐食実験）を行った。
【０００９】
即ち、板状試験片４７による腐食実験は、図６に示す如く、試験片４７を秤量して磁製のボート４８に入れて上面を灰４９で覆い、空気のみを流して所定の温度に昇温された電気炉の中心部に挿入する。次に、所定量のＣＯ2 、Ｈ2Ｏ、ＳＯ2 及びＨＣｌの混合ガスを炉内へ供給する。そして、所定時間経過後に磁製のボート４８を電気炉から取り出して上面の灰４９を除去し、ボート４８から試験片４７を出す。この試験片４７をデシケータ内で冷却後、スケール（皮膜状の錆）を除去して秤量し、試験片４７の重量減を求める。
【００１０】
尚、板状試験片４７には、長さ５０ｍｍ、幅３０ｍｍ、厚み３．５〜４．５ｍｍの大きさの板状に形成された炭素鋼（ＳＳ４１）、Ｃｒ−Ｍｏ鋼（ＳＣＭＶ４）、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ３２１が夫々使用されて居り、各試験片４７の全面は♯２４０に研磨加工されている。
又、板状試験片４７の上面の灰４９の厚さは、約３ｍｍ（５．３ｇｒ）とし、試験片４７の側面はアルミナ粉末５０で、試験片４７の裏面はカオール５１で夫々保護し、灰４９と接触しないようにしている。
【００１１】
一方、管状試験片による伝熱腐食実験は、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示す如く、外径２２ｍｍφ、内径１８ｍｍφ、長さ１ｍのＳＵＳ３２１管５２の中心部の下部（長さ５００ｍｍ）を灰４９に浸漬し、所定温度に昇温された電気炉５３に挿入する。このＳＵＳ３２１管５２の外側に混合ガスを、又、管内に空気を夫々流し、所定時間加熱後に電気炉５３より取り出し、管外面の腐食状況を観察する。
【００１２】
尚、上記各腐食実験の実験温度は、炭素鋼は３００〜４００℃、Ｃｒ−Ｍｏ鋼及びＳＵＳ４１０は４００〜６００℃、ＳＵＳ３２１は４００〜７００℃の温度範囲で行った。
【００１３】
又、雰囲気ガスは、ＣＯ2 ：１０ｖｏｌ％、Ｈ2Ｏ：３０ｖｏｌ％とし、残りを空気とした。ＳＯ2 は２０ｐｐｍ添加し、ＨＣｌ濃度は０ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍと変化させた。
【００１４】
更に、灰４９には、サイクロンで集塵されたサイクロン灰と、電気集塵機で集塵されたＥＰ灰（電気集塵機灰）と、Ｎａ2 ＣＯ3 で中和処理した中和灰（Ｎａ2 ＣＯ3 ）と、ＣａＣＯ3 で中和処理した中和灰（ＣａＣＯ3 ）とが夫々使用されている。
前記中和灰（Ｎａ2 ＣＯ3 ）は、焼却に際して発生するＨＣｌを中和剤（Ｎａ2 ＣＯ3 ）を投入して中和した場合を想定した飛散灰であり、この実験ではＨＣｌに対して２倍当量の中和剤（Ｎａ2 ＣＯ3 ）で中和処理したと仮定し、サイクロン灰：７０ｗｔ％、ＮａＣｌ：１５ｗｔ％、Ｎａ2 ＣＯ3 ：１５ｗｔ％の合成灰を用いた。
又、中和灰（ＣａＣＯ3 ）は、アルカリ中和剤としてＣａＣＯ3 を用いた場合を想定した飛散灰であり、その組成はサイクロン灰：７０ｗｔ％、ＣａＣｌ2 ：１５ｗｔ％、ＣａＣＯ3 ：１５ｗｔ％とした。
【００１５】
下記に示す表１〜表５は、上記の各腐食実験により得られた実験結果をまとめたものである。
【００１６】
即ち、下記の表１は排ガス中のＨＣｌを中和除去し、灰中に中和剤を含有させた環境に於ける試験片の最初の１年間の腐食量を侵食深さで表したものであり、表１からも明らかなように、腐食量は温度上昇に伴って炭素鋼＞Ｃｒ−Ｍｏ鋼＞ＳＵＳ４１０＞ＳＵＳ２１０の順に少なくなっている。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
又、表２は炉内温度６００℃に於いて中和処理をしない場合と中和処理をした場合の試験片の腐食量を侵食深さで表したものであり、中和処理をした場合には中和処理をしない場合に比較して、腐食量はＣｒ−Ｍｏ鋼で約１／３、ＳＵＳ４１０で１／５、ＳＵＳ３２１で約１／１８に夫々減少していることが判る。
【００１９】
【表２】
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【００２０】
更に、表３は温度上昇による腐食の速度定数を表したものであり、ＳＵＳ３２１管を中和灰に浸漬し、管内に空気を、又、管外にガス（ＨＣｌ濃度は５０ｐｐｍ）を夫々流した場合のテスト結果であり、腐食速度定数は温度が１００℃上昇するごとに約５〜６倍となる。
【００２１】
【表３】
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【００２２】
下記の表４は試験片ＳＵＳ３２１、炉内温度６００℃でＨＣｌ濃度の変化による中和灰とサイクロン灰の腐食速度定数を表したものであり、腐食速度定数は中和灰の場合にはＨＣｌ濃度の変化による影響は少ないが、サイクロン灰の場合には中和灰の約７倍となっている。
【００２３】
【表４】
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【００２４】
下記の表５は試験片ＳＵＳ３２１、炉内温度６００℃、ＨＣｌ濃度１０００ｐｐｍに於ける灰の種類と腐食速度定数との関係を表すものであり、排ガス中にＨＣｌが１０００ｐｐｍあっても灰がなければＳＵＳ３２１は殆ど腐食されず、灰があると腐食速度は一挙に大きくなる。即ち、腐食速度は、中和灰（Ｎａ2 ＣＯ3 ）ではサイクロン灰単独の場合に比較して約１／７に抑制される。更に、電気集塵機灰（ＥＰ灰）ではサイクロン灰の約４倍、中和灰の約２５倍となっている。
【００２５】
【表５】
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【００２６】
このように、上述した腐食実験の結果から腐食性ガスや煤塵を中和剤で中和処理することによって鋼材の腐食が大幅に抑制されることが確認された。特に、腐食性ガスや煤塵を中和処理することにより、管壁温度が６００℃でも、鋼材にＳＵＳ３２１を用いることによって、高温腐食を充分に抑制できることが判明した。
【００２７】
本願発明者は、上記の腐食実験（板状試験片による腐食実験と管状試験片による伝熱腐食実験）から、ボイラ内へ導入される排ガス中にＮａ2 ＣＯ3 又はＣａＣＯ3 等の中和剤を吹き込み、腐食要素を持つ煤塵と混合状態で過熱管に付着させ、該過熱管の表面にアルカリ性の付着層を形成することで過熱管の腐食を大幅に軽減できることを知得した。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の高温高圧ボイラは、ストーカ式焼却炉（１）に設けられ、排ガス（Ｇ）の熱により蒸気を発生させ、この蒸気を過熱器（１８）により更に加熱するようにした高温高圧ボイラ（２）において、前記ストーカ式焼却炉（１）の燃焼室（１３）の上方の二次燃焼室の下流側部分を水冷壁（１４）により主燃焼室（１３ａ）と副燃焼室（１３ｂ）とに分割すると共に、排ガス（Ｇ）が流れるボイラ煙道（２２）を前記水冷壁（１４）に連接した仕切壁（２６）により主燃焼室（１３ａ）に連通する主煙道（２２ａ）と副燃焼室（１３ｂ）に連通する副煙道（２２ｂ）とに分割し、前記主煙道（２２ａ）内に蒸発管（２０ｂ）を、また前記副煙道（２２ｂ）内に過熱器（１８）の過熱管（１８ａ）を夫々配設し、更に前記副燃焼室（１３ｂ）を形成する壁部分に副燃焼室（１３ｂ）内へ腐食性ガスを中和する中和剤（Ｎ）を吹き込む吹込み口（２９）を設けると共に、前記主煙道（２２ａ）の出口側及び副煙道（２２ｂ）の出口側に各煙道を流通する排ガス（Ｇ）の量を調整するガス量調整ダンパ（３３）、（３４）を夫々設け、前記吹込み口（２９）から副燃焼室（１３ｂ）内のみへ中和剤（Ｎ）を吹き込みして、当該中和剤（Ｎ）の一部を煤塵と混合状態で過熱管（１８ａ）の表面に付着させ、該過熱管（１８ａ）の表面にアルカリ性の付着層を形成するようにしたことを発明の基本構成とするものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の高温高圧ボイラ２をストーカ式ごみ焼却炉１に設けたごみ焼却処理設備の概略系統図であり、当該処理設備は、ごみ焼却炉１、高温高圧ボイラ２、エコノマイザ３、水噴射急冷反応塔４、バグフィルター５、誘引通風機６及び煙突７等から構成されている。
【００３２】
前記ごみ焼却炉１は、従来公知のものと同様に、炉本体８、ごみホッパ９、ごみ供給プッシャー１０、ストーカ１１、灰出しプッシャー１２及び燃焼室１３等から構成されて居り、都市ごみや産業廃棄物を焼却処理するものである。
又、ストーカ１１には、従来公知の階段式ストーカが使用されて居り、これは乾燥ストーカ１１ａ及び燃焼ストーカ１１ｂから成る。
更に、燃焼室１３の下流側部分（二次燃焼室部分）は、図２及び図３に示す如く、燃焼室１３内に配置された水冷壁１４及び管寄せ１５により、排ガスＧが流れる方向に沿って主燃焼室１３ａと副燃焼室１３ｂとに二分割されている。
尚、主燃焼室１３ａと副燃焼室１３ｂの出口部分は、水管を間隔を開けて配設したスラグスクリーン１６構造となっている。
【００３３】
本発明の高温高圧ボイラ２は、ボイラ本体１７及び過熱器１８等から構成されて居り、焼却炉１内の燃焼排ガスＧによりボイラ本体１７で蒸気を発生させ、この蒸気を過熱器１８により更に加熱した後、加熱蒸気を発電用タービン（図示省略）等へ供給するようにしたものである。
【００３４】
即ち、ボイラ本体１７は、ごみの燃焼によって発生した熱を受け、ボイラ給水を加熱蒸発させるものであって、この例ではドラム１９、複数の水管２０ａ，２０ｂ，２０ｃ、複数の管寄せ２１及びボイラ煙道２２を形成するケーシング２３等から成り、自然循環式のコーナーチューブボイラ構造となっている。
又、ボイラ煙道２２を形成するケーシング２３は、図１に示す如く、下部側に複数のダストホッパ２４及びダストバルブ２５を夫々備えて居り、ボイラ煙道２２と燃焼室１３出口側とが連通状態になるようにごみ焼却炉１の上部に取り付けられている。
更に、ボイラ煙道２２は、図２に示す如く、ボイラ煙道２２内に排ガスＧの流れる方向に沿って配置された仕切壁２６により、主燃焼室１３ａに連通する主煙道２２ａと副燃焼室１３ｂに連通する副煙道２２ｂとに二分割されている。
【００３５】
前記ボイラ本体１７の水管の一部２０ａは、図２に示す如く、主燃焼室１３ａ及び副燃焼室１３ｂを囲むように配置され、火炎等から強い放射熱を受ける放射伝熱部となり、又、残りの水管２０ｂ，２０ｃは、主煙道２２ａ内全域と副煙道２２ｂ内の下流域部分に蒸発管２０ｂ群及び後部蒸発管２０ｃ群として配置され、排ガスＧとの接触によって熱を受ける接触伝熱部となっている。尚、後部蒸発管２０ｃは、後述する過熱器１８の過熱管１８ａのみではボイラ出口の排ガスＧの温度が充分に下がらない為に設けられている。
更に、主煙道２２ａ内に配置された蒸発管２０ｂは、ケーシング２３の外方位置に設けた従来公知の自動槌打ち装置２７により槌打ちされ、蒸発管２０ｂの表面に付着した煤塵を落とせるようになっている。
【００３６】
一方、過熱器１８は、ボイラ本体１７で発生した蒸気（飽和蒸気）を更に過熱して高温の過熱蒸気を作るものであって、この例では吊下げ型となって居り、ボイラ本体１７で発生した蒸気が導入される過熱管１８ａ及び管寄せ１８ｂから成る。
又、過熱管１８ａは、図２及び図４に示す如く、副煙道２２ｂの上流域部分に排ガスＧの流れに直交し且つ吊下げ状態で配置されて居り、ボイラ本体１７で発生した蒸気を排ガスＧとの接触伝熱によって高温に過熱するものである。
更に、過熱管１８ａは、ケーシング２３に設けた従来公知の自動槌打ち装置２８により槌打ちされ、過熱管１８ａの表面に付着した煤塵等を落とせるようになっている。
尚、過熱管１８ａの材質には、ＳＵＳ３２１が使用されている。
【００３７】
そして、本発明の高温高圧ボイラ２にあっては、図１及び図３に示す如く、燃焼室１３を形成する壁部分に、副燃焼室１３ｂ内へ腐食性ガスや煤塵を中和する中和剤Ｎ（例えばＮａ2 ＣＯ3 又はＣａＣＯ3 等）を吹き込む為の吹込み口２９が形成されている。
即ち、この高温高圧ボイラ２は、燃焼室１３を形成する壁部分に設けた吹込み口２９に、中和剤供給管３０、中和剤貯留用ホッパ３１及び空気圧縮機３２等を接続し、中和剤貯留用ホッパ３１に貯留された中和剤Ｎ粉末を空気圧により吹込み口２９から副煙道２２ｂ内へ吹き込めるようになっている。
尚、中和剤Ｎの吹き込み量は、腐食性ガス及び煤塵を中和することができ、且つ過熱管１８ａの表面にアルカリ性の付着層を形成することができる程度に選定されている。
【００３８】
又、本発明の高温高圧ボイラ２にあっては、蒸気温度を一定に保てるように、主煙道２２ａ及び副煙道２２ｂの出口側に排ガスＧ量を調整し得るガス量調整ダンパ３３，３４が夫々設けられている。
即ち、この高温高圧ボイラ２は、蒸気温度を温度検出器（図示省略）で検出し、この検出温度に基づいて制御装置（図示省略）により各ガス量調整ダンパ３３，３４を駆動制御し、主煙道２２ａ及び副煙道２２ｂを流れる排ガスＧの量を各ガス量調整ダンパ３３，３４で調整することによって、蒸気温度を一定に保てるようになっている。
【００３９】
而して、上記ごみ焼却炉１に於いて、ごみホッパ９に投入されたごみは、ごみ供給プッシャー１０によって乾燥ストーカ１１ａ上へ定量宛供給されてここで乾燥し、次に燃焼ストーカ１１ｂへ送られて燃焼し、完全な灰となって灰出しプッシャー１２により炉外へ排出される。
【００４０】
ごみの燃焼により発生した高温の燃焼排ガスＧは、燃焼室１３、主燃焼室１３ａ及び副燃焼室１３ｂからボイラ煙道２２、過熱管１８ａ及びエコノマイザ３を経て熱回収される。
即ち、ボイラ本体１７に於いて、各燃焼室１３，１３ａ，１３ｂを経て主煙道２２ａ及び副煙道２２ｂを夫々通過する排ガスＧと、水管２０ａ、蒸発管２０ｂ群及び後部蒸発管２０ｃ群との熱交換により蒸気が発生する。又、エコノマイザ３に於いては、燃焼排ガスＧからボイラ給水への熱回収が行われ、ボイラ給水を予熱する。
【００４１】
尚、主煙道２２ａ内の蒸発管２０ｂは、自動槌打ち装置２７により定期的に槌打ちされ、蒸発管２０ｂの表面に付着した煤塵を落とすようにしている。これよって、蒸発管２０ｂは、常に熱伝達効率の良い状態に保たれることになる。
【００４２】
又、主煙道２２ａの出口側に設けたガス量調整ダンパ３３は、ボイラ本体１７で発生した蒸気の温度が設定温度になるように、温度検出器からの検出信号に基づいて制御装置により適宜に駆動制御されている。
即ち、蒸気の温度が設定温度より上昇した場合には、主煙道２２ａ内を通過するガス量が低下するように、温度検出器からの検出信号に基づいてガス量調整ダンパ３３が閉じる方向へ駆動制御され、又、蒸気の温度が設定温度より下降した場合には、主煙道２２ａ内を通過するガス量が上昇するように、温度検出器からの検出信号に基づいてガス量調整ダンパ３３が開く方向へ駆動制御される。その結果、過熱器１８の過熱管１８ａへは常時一定温度の蒸気が供給されることになる。
【００４３】
そして、ボイラ本体１７、過熱管１８ａ及びエコノマイザ３を経て熱回収された排ガスＧは、水噴射急冷反応塔４でガス温度を２００℃付近まで落とされ、水噴射急冷反応塔４の出口部分で吹き込まれたＣａ（ＯＨ）2 によりＨＣｌやＳＯｘが中和処理された後、バグフィルター５、誘引通風機６及び煙突７を経て大気中へ排出される。
【００４４】
一方、ボイラ本体１７で発生した蒸気は、過熱器１８の過熱管１８ａへ供給され、ここで副煙道２２ｂ内を通過する排ガスＧとの熱交換により更に過熱されて高温・高圧（５００℃，５０ｋｇ／ｃｍ2 ）の加熱蒸気となったうえ、発電用タービン（図示省略）へ供給される。
【００４５】
ところで、本発明の高温高圧ボイラ２に於いては、副燃焼室１３ｂ内へ吹込み口２９からＮａ2 ＣＯ3 又はＣａＣＯ3 等の中和剤Ｎが吹き込まれて居り、排ガスＧ中の腐食性ガスや煤塵を中和するようにしている。その結果、中和剤Ｎと煤塵は混合状態で過熱管１８ａの表面へ付着し、該過熱管１８ａの表面にアルカリ性の付着層が形成されることになる。これによって、過熱管１８ａ表面の高温腐食が大幅に抑制されることになる。
【００４６】
尚、蒸発管２０ｂの表面温度は、高温腐食を生じない温度になっている為、過熱管１８ａのようにアルカリ性の付着層を形成する必要もない。その結果、副燃焼室１３ｂ内のみに中和剤Ｎを吹き込めば良く、中和剤Ｎの節約を図れる。
【００４７】
又、過熱管１８ａは、自動槌打ち装置２８により定期的に槌打ちされ、過熱管１８ａの表面に形成された古いアルカリ性の付着層を落とすようにしている。その結果、過熱管１８ａの表面には、引き続き新しいアルカリ性の付着層が形成されることになり、これよって過熱管１８ａの高温腐食をより抑制することができる。
【００４８】
更に、副煙道２２ｂの出口側に設けたガス量調整ダンパ３４は、過熱管１８ａを出た過熱蒸気の温度が設定温度になるように、温度検出器からの検出信号に基づいて制御装置により適宜に駆動制御されている。
即ち、過熱蒸気の温度が設定温度より上昇した場合には、副煙道２２ｂ内を通過するガス量が低下するように、温度検出器からの検出信号に基づいてガス量調整ダンパ３４が閉じる方向へ駆動制御され、又、過熱蒸気の温度が設定温度より下降した場合には、副煙道２２ｂ内を通過するガス量が上昇するように、温度検出器からの検出信号に基づいてガス量調整ダンパ３４が開く方向へ駆動制御される。その結果、発電用タービンへ常時一定温度の過熱蒸気が供給されることになり、発電用タービンの効率を向上させることができる。
【００４９】
因に本発明の高温高圧ボイラ２に於いては、過熱管１８ａと水管２０ａ，２０ｂ，２０ｃの熱吸収割合は、例えば蒸気圧５０ｋｇ／ｃｍ2 ，温度５００℃の場合、２２．６：６６．８であり、エコノマイザ３は１０．６となった。
【００５０】
尚、上記例のごみ焼却炉１に於いては、ストーカ１１に階段式ストーカを使用したが、他の例に於いては、ストーカに移床式ストーカや散布式ストーカ等を使用しても良い。
【００５１】
上記例に於いては、ストーカ式ごみ焼却炉１に高温高圧ボイラ２を設けるようにしたが、他の例に於いては、流動床式ごみ焼却炉に高温高圧ボイラ２を設けるようにしても良い。
【００５２】
上記例に於いては、過熱管１８ａを吊下げ型としたが、他の例に於いては、過熱管１８ａを水平型としても良い。
【００５３】
上記例に於いては、ボイラを自然循環式のコーナーチューブボイラ構造としたが、他の例に於いては、ボイラを強制循環ボイラとしても良い。
【００５４】
【発明の効果】
上述の通り、本発明の請求項１の高温高圧ボイラは、焼却炉の燃焼室下流側部分を主燃焼室と副燃焼室に分割し、又、ボイラ煙道を主燃焼室に連通する主煙道と副燃焼室に連通する副煙道に分割し、前記主煙道内には蒸発管を配設すると共に、副煙道内には過熱管を配設し、更に、燃焼室を形成する壁部分に、副燃焼室内へ腐食性ガスや煤塵を中和する中和剤を吹き込む為の吹込み口を設け、該吹込み口から副燃焼室内へ中和剤を吹き込み、この中和剤を煤塵と混合状態で過熱管の表面に付着させ、該過熱管の表面にアルカリ性の付着層を形成するようにしている。その結果、ＨＣｌと煤塵の腐食成分との共合腐食を抑制することができ、過熱管の高温腐食を大幅に軽減することができる。延いては、過熱管を腐食させることなく、高温・高圧の蒸気を得ることができ、発電用タービンの発電効率を大幅に向上させることができる。
又、副燃焼室のみに中和剤を吹き込むようにしている為、中和剤を節約することができる。
【００５５】
本発明の請求項２の高温高圧ボイラに於いては、主煙道及び副煙道の出口側に、排ガス量を調整し得るガス量調整ダンパを夫々設けている為、ガス量調整ダンパを制御することによって、常時一定の高温蒸気を得ることができる。その結果、発電用タービンの効率をより向上させることができる。
【００５６】
本発明の請求項３の高温高圧ボイラに於いては、副煙道内に配設した過熱管を吊下げ型とすると共に、該過熱管を槌打ち装置により槌打ちして過熱管に付着した古いアルカリ性の付着層を落とせる構成としている為、過熱管の表面に常に新しいアルカリ性の付着層を形成することができ、過熱管の腐食をより一層抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高温高圧ボイラをストーカ式ごみ焼却炉に設けたごみ焼却処理設備の概略系統図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線断面図である。
【図５】過熱管の概略図である。
【図６】板状試験片の腐食テスト装置の一部を示す概略図である。
【図７】管状試験片の腐食テスト装置の一部を示す概略図である。
【図８】従来の廃熱ボイラの概略断面図である。
【図９】焼却炉に於ける管壁温度と腐食との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１はごみ焼却炉、２は高温高圧ボイラ、１３は燃焼室、１３ａは主燃焼室、１３ｂは副燃焼室、１８は過熱器、１８ａは過熱管、２０ｂは蒸発管、２２はボイラ煙道、２２ａは主煙道、２２ｂは副煙道、２８は槌打ち装置、２９は吹込み口、Ｇは排ガス、Ｎは中和材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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