(57)【要約】【課題】  バイパス路に供給される蒸気を熱利用設備で有効に利用できるようにする。【解決手段】  ゴミ焼却炉１における燃焼熱を回収可能なボイラー２と、発電機３を駆動可能な蒸気タービン４と、ボイラーから蒸気タービンに蒸気を供給可能な供給路５と、蒸気タービンを通過した蒸気を復水器６に回収可能な回収路７とを設けて、供給路を通して供給される蒸気で蒸気タービンを運転可能に構成し、蒸気タービンより抽気した抽気蒸気を熱利用設備Ａに供給して熱利用を図るように構成し、蒸気タービンへの供給路における蒸気圧力が設定圧力を超えると、その供給路の蒸気の一部を、蒸気タービンを迂回して、復水器に回収可能なバイパス路２８を設けてあるゴミ焼却炉用発電設備であって、バイパス路の蒸気の一部又は全部を、蒸気タービンからの抽気蒸気を利用する熱利用設備Ａに供給可能に構成してある。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴミ焼却炉における燃焼熱を回収可能なボイラーと、発電機を駆動可能な蒸気タービンと、前記ボイラーから前記蒸気タービンに蒸気を供給可能な供給路と、前記蒸気タービンを通過した蒸気を復水器に回収可能な回収路とを設けて、前記供給路を通して供給される蒸気で前記蒸気タービンを運転可能に構成し、前記蒸気タービンより抽気した抽気蒸気を熱利用設備に供給して熱利用を図るように構成し、前記蒸気タービンへの供給路における蒸気圧力が設定圧力を超えると、その供給路の蒸気の一部を、前記蒸気タービンを迂回して、前記復水器に回収可能なバイパス路を設けてあるゴミ焼却炉用発電設備であって、
前記バイパス路の蒸気の一部又は全部を、前記蒸気タービンからの抽気蒸気を利用する熱利用設備に供給可能に構成してあるゴミ焼却炉用発電設備。
【請求項２】
ゴミ焼却炉における燃焼熱を回収可能なボイラーと、発電機を駆動可能な蒸気タービンと、前記ボイラーから前記蒸気タービンに蒸気を供給可能な供給路と、前記蒸気タービンを通過した蒸気を復水器に回収可能な回収路とを設けて、前記供給路を通して供給される蒸気で前記蒸気タービンを運転し、前記蒸気タービンより抽気した抽気蒸気を熱利用設備に供給して熱利用を図り、前記蒸気タービンへの供給路における蒸気圧力が設定圧力を超えると、その供給路の蒸気の一部を、前記蒸気タービンを迂回するバイパス路を通して、前記復水器に回収するゴミ焼却炉用発電方法であって、
前記バイパス路の蒸気の一部又は全部を、前記蒸気タービンからの抽気蒸気を利用する熱利用設備に供給するゴミ焼却炉用発電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴミ焼却炉における燃焼熱を回収可能なボイラーと、発電機を駆動可能な蒸気タービンと、前記ボイラーから前記蒸気タービンに蒸気を供給可能な供給路と、前記蒸気タービンを通過した蒸気を復水器に回収可能な回収路とを設けて、前記供給路を通して供給される蒸気で前記蒸気タービンを運転可能に構成し、前記蒸気タービンより抽気した抽気蒸気を熱利用設備に供給して熱利用を図るように構成し、前記蒸気タービンへの供給路における蒸気圧力が設定圧力を超えると、その供給路の蒸気の一部を、前記蒸気タービンを迂回して、前記復水器に回収可能なバイパス路を設けてあるゴミ焼却炉用発電設備と、ゴミ焼却炉における燃焼熱を回収可能なボイラーと、発電機を駆動可能な蒸気タービンと、前記ボイラーから前記蒸気タービンに蒸気を供給可能な供給路と、前記蒸気タービンを通過した蒸気を復水器に回収可能な回収路とを設けて、前記供給路を通して供給される蒸気で前記蒸気タービンを運転し、前記蒸気タービンより抽気した抽気蒸気を熱利用設備に供給して熱利用を図り、前記蒸気タービンへの供給路における蒸気圧力が設定圧力を超えると、その供給路の蒸気の一部を、前記蒸気タービンを迂回するバイパス路を通して、前記復水器に回収するゴミ焼却炉用発電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記ゴミ焼却炉用発電設備やゴミ焼却炉用発電方法では、ゴミ焼却炉における燃焼熱量がゴミの質や量によって変動し、ボイラーから蒸気タービンに蒸気を供給する供給路における蒸気量も変動する。
従来、蒸気タービンの運転に適した圧力になるように、タービン入り口の制御弁により制御するが、供給路における蒸気量が蒸気タービンの可能最大呑み込み蒸気量を超えると、その供給路の蒸気の一部を、蒸気タービンを迂回して、復水器に回収可能なバイパス路を設けてある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９５２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
供給路における蒸気量が蒸気タービンの可能最大呑み込み蒸気量を超えたときに、バイパス路に蒸気を逃がして復水器で復水するため、この過剰量分は有効に利用できない。
他方、蒸気タービンの抽気を利用する熱利用設備の負荷が高い場合、蒸気タービンの呑み込み量が最大限度であっても、その発電量は最大を得ることができない。つまり、余剰蒸気があるにもかかわらず、設備能力の最大発電量を得ることができない欠点がある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、バイパス路に供給される蒸気を熱利用設備で有効に利用できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１特徴構成は、ゴミ焼却炉における燃焼熱を回収可能なボイラーと、発電機を駆動可能な蒸気タービンと、前記ボイラーから前記蒸気タービンに蒸気を供給可能な供給路と、前記蒸気タービンを通過した蒸気を復水器に回収可能な回収路とを設けて、前記供給路を通して供給される蒸気で前記蒸気タービンを運転可能に構成し、前記蒸気タービンより抽気した抽気蒸気を熱利用設備に供給して熱利用を図るように構成し、前記蒸気タービンへの供給路における蒸気圧力が設定圧力を超えると、その供給路の蒸気の一部を、前記蒸気タービンを迂回して、前記復水器に回収可能なバイパス路を設けてあるゴミ焼却炉用発電設備であって、前記バイパス路の蒸気の一部又は全部を、前記蒸気タービンからの抽気蒸気を利用する熱利用設備に供給可能に構成してある点にある。
【０００６】
〔作用及び効果〕
バイパス路の蒸気の一部又は全部を、蒸気タービンからの抽気蒸気を利用する熱利用設備に供給可能に構成してあるので、バイパス路に供給される蒸気を蒸気タービンからの抽気蒸気と共に熱利用設備で有効に利用できるようになり、蒸気タービンへの供給路における蒸気圧力が設定圧力を超えると、蒸気タービンから抽気する蒸気量を減らす、或いは抽気を停止することにより、蒸気タービンの出力が増加し、場合により可能最大発電量を得ることができる。
【０００７】
本発明の第２特徴構成は、ゴミ焼却炉における燃焼熱を回収可能なボイラーと、発電機を駆動可能な蒸気タービンと、前記ボイラーから前記蒸気タービンに蒸気を供給可能な供給路と、前記蒸気タービンを通過した蒸気を復水器に回収可能な回収路とを設けて、前記供給路を通して供給される蒸気で前記蒸気タービンを運転し、前記蒸気タービンより抽気した抽気蒸気を熱利用設備に供給して熱利用を図り、前記蒸気タービンへの供給路における蒸気圧力が設定圧力を超えると、その供給路の蒸気の一部を、前記蒸気タービンを迂回するバイパス路を通して、前記復水器に回収するゴミ焼却炉用発電方法であって、前記バイパス路の蒸気の一部又は全部を、前記蒸気タービンからの抽気蒸気を利用する熱利用設備に供給する点にある。
【０００８】
〔作用及び効果〕
バイパス路の蒸気の一部又は全部を、蒸気タービンからの抽気蒸気を利用する熱利用設備に供給するので、バイパス路に供給される蒸気を蒸気タービンからの抽気蒸気と共に熱利用設備で有効に利用できるようになり、蒸気タービンへの供給路における蒸気圧力が設定圧力を超えると、蒸気タービンから抽気する蒸気量を減らす、或いは抽気を停止することにより、蒸気タービンの出力が増加し、場合により可能最大発電量を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１は本発明によるゴミ焼却炉用発電設備とゴミ焼却炉用発電方法を示し、ゴミ焼却炉１における燃焼熱を回収可能な廃熱ボイラー２と、発電機３を駆動可能な蒸気タービン４と、廃熱ボイラー２から蒸気タービン４に蒸気を供給可能なタービン用蒸気供給路５と、蒸気タービン４を通過した蒸気を復水器６に回収可能な蒸気回収路７とを設けて、タービン用蒸気供給路５を通して供給される高温・高圧蒸気で蒸気タービン４を運転可能に構成してある。
【００１０】
前記ゴミ焼却炉１は、被焼却物としてのゴミが投入されるホッパー８と、このホッパー８からのゴミを、乾燥、燃焼、後燃焼する燃焼室９と、この燃焼室９からの排ガスが導かれる煙道１０とを備えている。
【００１１】
前記煙道１０には、燃焼室９側から順に、ボイラー伝熱面煤吹き用の煤吹き装置１１、廃熱ボイラー２により生成た蒸気を過熱するための蒸気過熱器１２、廃熱ボイラー２、廃熱ボイラー２に供給される水を予熱するための節炭器１３、バグフィルターや白煙化防止装置等から構成される排ガス処理装置１４、浄化後の排ガスを大気放出する煙突１５などを備えている。
【００１２】
前記廃熱ボイラー２で生成された高温・高圧の蒸気は、蒸気過熱器１２を通過した後、高圧蒸気だめ１６に貯留され、高圧蒸気だめ１６からタービン用蒸気供給路５を通して供給される高温・高圧の蒸気で蒸気タービン４が運転される。
【００１３】
前記蒸気タービン４を通過した膨張後の蒸気は、蒸気回収路７を通して復水器６に供給されて復水された後、大気開放型の復水タンク１７に貯留され、復水タンク１７に貯留された水が、返送流路１８を通して脱気器１９に導かれ、この脱気器１９から節炭器１３を経て廃熱ボイラー２に戻される。
【００１４】
前記高圧蒸気だめ１６には、煤吹き装置１１に蒸気を供給する煤吹き用蒸気供給路２０と、燃焼室９に供給する一次燃焼空気を予熱するための空気予熱器２１に蒸気を供給するための予熱用蒸気供給路２２とが接続され、空気予熱器２１で冷却・復水された水は脱気器１９に導かれる。
【００１５】
前記復水器６は、蒸気タービン４からの蒸気を流通させる放熱流路２３と、その放熱流路２３を冷却する冷却用ファン２４とを備え、放熱流路２３で冷却・復水された水が復水タンク１７に回収される。
【００１６】
前記蒸気タービン４には、蒸気タービン４の抽気蒸気を低圧蒸気だめ２５に供給する抽気蒸気供給路２６を接続して、抽気蒸気供給路２６を通して低圧蒸気だめ２５に貯留してある抽気蒸気を脱気器１９、及び、給湯設備や暖房設備などの熱利用設備Ａに供給可能に設け、抽気蒸気供給路２６には低圧蒸気だめ２５の圧力を制御するための抽気蒸気用制御弁ＬＶを接続してある。
【００１７】
前記熱利用設備Ａは、低圧蒸気だめ２５に貯留してある蒸気を熱交換器２７に導入して、給湯用や暖房用の水や空気を加熱できるように設けてあり、熱交換器２７で冷却・復水された水は復水タンク１７に回収できるように設けてある。
【００１８】
前記タービン用蒸気供給路５には、そのタービン用蒸気供給路５の蒸気を、蒸気タービン４を迂回して、復水器６に回収可能なバイパス路２８を分岐接続してあり、このバイパス路２８の途中に低圧蒸気だめ２５を接続して、そのバイパス路２８の蒸気の全部を低圧蒸気だめ２５に供給可能に構成し、バイパス路２８を通して低圧蒸気だめ２５に貯留した蒸気も熱利用設備Ａの熱交換器２７に供給できるように構成してある。
【００１９】
前記バイパス路２８のうちの、低圧蒸気だめ２５よりも上流側の上流側バイパス路２８ａには第１バイパス制御弁ＢＶ１を設け、低圧蒸気だめ２５よりも下流側の下流側バイパス路２８ｂには第２バイパス制御弁ＢＶ２を設け、第１バイパス制御弁ＢＶ１と第２バイパス制御弁ＢＶ２とで、タービン用蒸気供給路５と復水器６とがバイパス路２８を介して連通する開状態と、タービン用蒸気供給路５と復水器６とのバイパス路２８を介した連通を遮断する閉状態とに切換自在な開閉機構２９を構成してある。
【００２０】
また、バイパス路２８の分岐接続箇所よりも下流側のタービン用蒸気供給路５ａに、その蒸気圧力を検出可能なタービン用蒸気圧力センサＳ１と、タービン用制御弁ＴＶとを設けるとともに、低圧蒸気だめ２５の蒸気圧力を検出可能な低圧蒸気圧力センサＳ２を設け、更に、蒸気タービン４の蒸気圧力や回転状態を監視する監視装置３１を設けて、図２のブロック図に示すように、これらのセンサＳ１，Ｓ２による検出圧力と監視装置３１から入力される監視情報に基づいて、各制御弁ＴＶ，ＬＶ，ＢＶ１，ＢＶ２の開閉作動を制御する制御装置３０を設けてある。
【００２１】
前記制御装置３０は、図３に示すように、運転開始時などにおいてタービン用蒸気圧力センサＳ１による検出圧力ＴＰが設定下限圧力ＰＬ（例えば約３．７２ＭＰａ）以上で、かつ、設定上限圧力ＰＨ（例えば約３．７７ＭＰａ）以下のときに、蒸気タービン４を定格出力範囲で運転する通常運転モードによる制御と、タービン用蒸気圧力センサＳ１による検出圧力ＴＰが設定上限圧力ＰＨを越えたときに、タービン用蒸気供給路５の蒸気の一部を低圧蒸気だめ２５に供給しながら、蒸気タービン４を定格出力範囲で運転する余剰蒸気利用運転モードによる制御と、蒸気タービン４の回転が停止することにより、タービン用蒸気圧力センサＳ１による検出圧力ＴＰが設定上限圧力ＰＨを越えたときは、開閉機構２９が開状態に切換作動するように制御する運転停止モードによる制御とを実行するように設けてある。
【００２２】
前記通常運転モードでは、タービン用制御弁ＴＶを開いて蒸気タービン４を運転するとともに、抽気蒸気を低圧蒸気だめ２５に供給し、低圧蒸気圧力センサＳ２による検出圧力ＬＰが第１設定圧力Ｐ１（例えば約０．６９ＭＰａ）以上になると、抽気蒸気用制御弁ＬＶを絞って、低圧蒸気だめ２５の蒸気圧力を第１設定圧力Ｐ１未満に維持する制御を実行する。
【００２３】
前記余剰蒸気利用運転モードでは、図４のフローチャートに示すように、第１バイパス制御弁ＢＶ１を開いてバイパス路２８の蒸気の全量を低圧蒸気だめ２５に供給し、低圧蒸気圧力センサＳ２による検出圧力ＬＰが、第１設定圧力Ｐ１よりも高い第２設定圧力Ｐ２（例えば約０．７４ＭＰａ）を越えているときは、復水器６への蒸気供給量が増えるように第２バイパス制御弁ＢＶ２を設定量だけ開き、検出圧力ＬＰが第２設定圧力Ｐ２以下になっているときは、復水器６への蒸気供給量が減るように第２バイパス制御弁ＢＶ２を設定量だけ閉じることにより、第２バイパス制御弁ＢＶ２を徐々に開いたり閉じたりして、低圧蒸気だめ２５の蒸気圧力を略第２設定圧力Ｐ２に維持する制御を実行する。
【００２４】
尚、この余剰蒸気利用運転モードにおいて、低圧蒸気だめ２５の蒸気圧力が第１設定圧力Ｐ１以上になると、抽気蒸気用制御弁ＬＶを閉じて、抽気蒸気の低圧蒸気だめ２５への供給を停止するので、蒸気タービン４の出力である、発電機３による発電量を増加させることができる。
【００２５】
〔第２実施形態〕
図５は本発明によるゴミ焼却炉用発電設備とゴミ焼却炉用発電方法の別実施形態を示し、タービン用蒸気供給路５の蒸気を、蒸気タービン４を迂回して、復水器６に回収可能なバイパス路２８をタービン用蒸気供給路５に分岐接続し、バイパス路２８の途中から分岐した分岐路３２を低圧蒸気だめ２５に接続して、そのバイパス路２８の蒸気の一部又は全部を低圧蒸気だめ２５に供給可能に構成してある。
【００２６】
前記バイパス路２８のうちの、分岐路３２の分岐箇所よりも上流側の上流側バイパス路２８ａには第１バイパス制御弁ＢＶ１を設け、分岐路３２の分岐箇所よりも下流側の下流側バイパス路２８ｂには第２バイパス制御弁ＢＶ２を設けるとともに、分岐路３２には分岐路制御弁ＢＶ３を設け、第１実施形態と同様に、第１バイパス制御弁ＢＶ１と第２バイパス制御弁ＢＶ２とで開閉機構２９を構成してある。
【００２７】
そして、制御装置３０は、図６のブロック図に示すように、タービン用蒸気圧力センサＳ１と低圧蒸気圧力センサＳ２による検出圧力と監視装置３１から入力される監視情報に基づいて、各制御弁ＴＶ，ＬＶ，ＢＶ１，ＢＶ２，ＢＶ３の開閉作動を制御して、第１実施形態と同様に、通常運転モードと余剰蒸気利用運転モードと運転停止モードとを実行するように設けてあり、通常運転モードと運転停止モードは第１実施形態と同様に実行するので、余剰蒸気利用運転モードについて説明する。
【００２８】
前記余剰蒸気利用運転モードでは、図７（ｃ）のフローチャートに示すように、低圧蒸気圧力センサＳ２による検出圧力ＬＰが第２設定圧力Ｐ２（例えば約０．７４ＭＰａ）以下のときは、低圧蒸気だめ２５への蒸気供給量が増えるように分岐路制御弁ＢＶ３を設定量だけ開き、検出圧力ＬＰが第２設定圧力Ｐ２を越えているときは、低圧蒸気だめ２５への蒸気供給量が減るように分岐路制御弁ＢＶ３を設定量だけ閉じることにより、分岐路制御弁ＢＶ３を徐々に開いたり閉じたりして、低圧蒸気だめ２５の蒸気圧力を略第２設定圧力Ｐ２に維持する制御を実行する。
【００２９】
図７（ａ）は、タービン用蒸気圧力センサＳ１による検出圧力ＴＰが設定値Ｐ３より高くなったら第１バイパス制御弁ＢＶ１を開き始め、設定値Ｐ３より低くなったら設定値Ｐ３以下になるように第１バイパス制御弁ＢＶ１を閉じ始める制御フローを示し、図７（ｂ）は、タービン用蒸気圧力センサＳ１による検出圧力ＴＰが設定値Ｐ３より更に高い設定値Ｐ４より高くなったら第２バイパス制御弁ＢＶ２を開き始め、設定値Ｐ４より低くなったら設定値Ｐ４以下になるように第２バイパス制御弁ＢＶ２を閉じ始める制御フローを示している。
【００３０】
尚、本実施形態においても、余剰蒸気利用運転モードにおいて、低圧蒸気だめ２５の蒸気圧力が第２設定圧力Ｐ２よりも低い第１設定圧力Ｐ１（例えば約０．６９ＭＰａ）以上になると、抽気蒸気用制御弁ＬＶを閉じて、抽気蒸気の低圧蒸気だめ２５への供給を停止するので、蒸気タービン４の出力である、発電機３による発電量の出力を増加させ、場合により最大限得ることができる。
その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００３１】
〔その他の実施形態〕
１．本発明によるゴミ焼却炉用発電設備とゴミ焼却炉用発電方法は、余剰蒸気利用運転モードによる運転時にも、常時、蒸気タービンからの抽気蒸気を低圧蒸気だめに供給できるように構成してあっても良い。
２．本発明によるゴミ焼却炉用発電設備とゴミ焼却炉用発電方法は、蒸気だめに貯留してある蒸気を、熱利用設備としての建物内に設けてある暖房用の蒸気循環路に供給可能に構成してあっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ゴミ焼却炉用発電設備の概略系統図
【図２】制御ブロック図
【図３】制御フローチャート
【図４】制御フローチャート
【図５】第２実施形態のゴミ焼却炉用発電設備の概略系統図
【図６】制御ブロック図
【図７】制御フローチャート
【符号の説明】
【００３３】
１    ゴミ焼却炉
２    ボイラー
３    発電機
４    蒸気タービン
５    供給路
６    復水器
７    回収路
２５  低圧蒸気だめ
２８  バイパス路
２９  開閉機構
３０  制御装置
３２  分岐路
Ａ    熱利用設備
ＰＨ  設定圧力
ＴＰ  蒸気圧力
【図１】
2006284018.tif 000003
【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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