(57)【要約】【課題】廃棄物焼却炉に連設されるボイラ内の対流伝熱室の過熱器伝熱管に融解、固着する塩化物により生じる伝熱管の腐食防止、又、付着ダスト層の形成によって生じるボイラの閉塞抑制を効率よくかつ低い設備費、運転費で行う。【解決手段】対流伝熱室４０の入口又は対流伝熱室の最上流側過熱器４４ａの入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計７０、７４と、廃棄物焼却炉１０への廃棄物８の供給量、燃焼室１３内の廃棄物搬送速度、燃焼空気供給量、燃焼空気温度、焼却炉からの排ガスの一部を燃焼室に供給する循環排ガス供給量、及び、燃焼室やボイラに供給する冷却水供給量のうち少なくとも一つの操作量を制御する制御装置７２、７６を備え、該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記操作量を制御する。【選択図】図１
2019035549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止装置であって、
前記対流伝熱室の入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計と、
廃棄物焼却炉への廃棄物の供給量、燃焼室内の廃棄物搬送速度、燃焼空気供給量、燃焼空気温度、焼却炉からの排ガスの一部を燃焼室に供給する循環排ガス供給量、及び、燃焼室及び／又はボイラに供給する冷却水供給量のうち少なくとも一つの操作量を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記操作量を制御することを特徴とするボイラの腐食防止装置。
【請求項２】
廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止装置であって、
前記対流伝熱室の入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計と、
廃棄物焼却炉へ廃棄物を供給する廃棄物供給装置の運転を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記廃棄物供給装置による廃棄物供給量を制御することを特徴とするボイラの腐食防止装置。
【請求項３】
廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止装置であって、
前記対流伝熱室の入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計と、
廃棄物焼却炉の廃棄物を載せて搬送しながら燃焼させる火格子装置の運転を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記火格子装置による廃棄物搬送速度を制御することを特徴とするボイラの腐食防止装置。
【請求項４】
廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止装置であって、
前記対流伝熱室の入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計と、
廃棄物焼却炉の廃棄物を載せて搬送しながら燃焼させる火格子下から燃焼空気を供給する燃焼空気供給装置の運転を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記燃焼空気供給装置による燃焼空気供給量を制御することを特徴とするボイラの腐食防止装置。
【請求項５】
廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止装置であって、
前記対流伝熱室の入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計と、
廃棄物焼却炉の廃棄物を載せて搬送しながら燃焼させる火格子下から供給する燃焼空気を予熱する空気予熱装置の運転を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記空気予熱装置による燃焼空気温度を制御することを特徴とするボイラの腐食防止装置。
【請求項６】
廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止装置であって、
前記対流伝熱室の入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計と、
廃棄物焼却炉から排出された排ガスの一部を廃棄物焼却炉の燃焼室に供給する排ガス循環装置の運転を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記排ガス循環装置による循環排ガス供給量を制御することを特徴とするボイラの腐食防止装置。
【請求項７】
廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止装置であって、
前記対流伝熱室の入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計と、
廃棄物焼却炉の燃焼室、ボイラの放射室、及び対流伝熱室のうち少なくとも一つに冷却水を供給する冷却水供給装置の運転を制御する制御装置とを備え、
該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記冷却水供給装置による冷却水供給量を制御することを特徴とするボイラの腐食防止装置。
【請求項８】
廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止方法であって、
廃棄物焼却炉への廃棄物の供給量、燃焼室内の廃棄物搬送速度、燃焼空気供給量、燃焼空気温度、焼却炉からの排ガスの一部を燃焼室に供給する循環排ガス供給量、及び、燃焼室及び／又はボイラに供給する冷却水供給量のうち少なくとも一つの操作量を制御する制御装置を用いて、
排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、該対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度を所定値以下とするように前記操作量を制御することを特徴とするボイラの腐食防止方法。
【請求項９】
廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止方法であって、
廃棄物焼却炉へ廃棄物を供給する廃棄物供給装置の運転を制御する制御装置を用いて、
排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、該対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度を所定値以下とするように前記廃棄物供給装置による廃棄物供給量を制御することを特徴とするボイラの腐食防止方法。
【請求項１０】
廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止方法であって、
廃棄物焼却炉の廃棄物を載せて搬送しながら燃焼させる火格子装置の運転を制御する制御装置を用いて、
排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、該対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度を所定値以下とするように前記火格子装置による廃棄物搬送速度を制御することを特徴とするボイラの腐食防止方法。
【請求項１１】
廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止方法であって、
廃棄物焼却炉の廃棄物を載せて搬送しながら燃焼させる火格子下から燃焼空気を供給する燃焼空気供給装置の運転を制御する制御装置を用いて、
排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、該対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度を所定値以下とするように前記燃焼空気供給装置による燃焼空気供給量を制御することを特徴とするボイラの腐食防止方法。
【請求項１２】
廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止方法であって、
廃棄物焼却炉の廃棄物を載せて搬送しながら燃焼させる火格子下から供給する燃焼空気を予熱する空気予熱装置の運転を制御する制御装置を用いて、
排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、該対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度を所定値以下とするように前記空気予熱装置による燃焼空気温度を制御することを特徴とするボイラの腐食防止方法。
【請求項１３】
廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止方法であって、
廃棄物焼却炉から排出された排ガスの一部を廃棄物焼却炉の燃焼室に供給する排ガス循環装置の運転を制御する制御装置を用いて、
排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、該対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度を所定値以下とするように前記排ガス循環装置による循環排ガス供給量を制御することを特徴とするボイラの腐食防止方法。
【請求項１４】
廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止方法であって、
廃棄物焼却炉の燃焼室、ボイラの放射室、及び対流伝熱室のうち少なくとも一つに冷却水を供給する冷却水供給装置の運転を制御する制御装置を用いて、
排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、該対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度を所定値以下とするように前記冷却水供給装置による冷却水供給量を制御することを特徴とするボイラの腐食防止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラの伝熱管に融解、固着した塩化物によるボイラの腐食防止装置及び腐食防止方法に係り、特に、発電設備を有するごみ焼却施設に用いるのに好適な、ボイラの腐食防止装置及び腐食防止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電設備を有するごみ焼却施設の運営において、発電量・売電量の維持と向上は、ごみの安定処理に次ぐ最重要項目のひとつである。ごみ焼却施設における発電は、焼却炉でのごみの燃焼から得られる高温の排ガスからボイラにて熱回収を行い、所定の温度・圧力の蒸気を発生させてタービン発電機に導入することにより行われている。ボイラは、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備える放射室、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生し更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室とを備えている。
【０００３】
放射室には、排ガス流路を囲む鋼製側壁の外側に加温水を流通させ放射加熱により蒸気を発生させる放射伝熱管が放射伝熱面として配設されている。対流伝熱室には、排ガス流路内に排ガスと接触して対流伝熱により蒸気を発生させ更に過熱する伝熱管（過熱器とも称する）が対流伝熱面として配設されている。対流伝熱面は水平方向に伝熱管が複数配設された伝熱管群が高さ方向に複数段配設されて構成されている。対流伝熱室には、排ガス流路内に水を加熱して加温水とする伝熱管を有するエコノマイザが配設されることがある。また、ボイラの下流側にボイラに供給する水を加熱するために排ガス流路内に水を加熱して加温水とする伝熱管を有する別置エコノマイザが連設されることもある。
【０００４】
ごみ焼却において発生する排ガス中には、塩素・硫黄・重金属類等を含む小粒径のダストが含まれるが、これらがボイラの放射伝熱面、対流伝熱面に付着すると、その付着ダストが断熱材の役割をするので伝熱効率が低下する。それにより、熱回収効率も低下する。その結果、蒸気発生量が低下し、タービン発電機の発電量が減少する。その他にも、伝熱管同士の間隙が付着ダストにより閉塞し、排ガスの流通に支障が生じることもある。
【０００５】
このため、付着したダストを定期的に除去する設備が必要となる。対流伝熱面に付着するダストを除去する技術として、石炭ボイラや多くのボイラでの実績のある装置として蒸気式スートブロワ（特許文献１参照）が挙げられる。蒸気式スートブロワは複数のノズルから水蒸気を伝熱管に向けて噴射し、伝熱管表面に付着したダストを剥離し除去するもので、定期的なタイミングで水蒸気を噴射する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１８３０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
廃棄物焼却炉から排出される排ガスには廃棄物に含まれる成分と排ガス中の塩化水素との反応により生成した塩化物が含まれている。廃棄物焼却炉に連設されているボイラの対流伝熱室の過熱器伝熱管表面には、焼却炉より飛散、揮散した塩化物等が付着する。飛散、揮散する塩化物の融点は組成により異なるが、代表的な塩化物である塩化カリウムと塩化ナトリウムの１：１混合塩の融点は６５７℃であり、この二つの混合塩の融点は６５７℃が最も低い融点となる。
【０００８】
一般的な廃棄物焼却炉において、焼却炉出口の排ガス温度は９００℃以上であるため、これらの塩化物は排ガス中に液体あるいは気体の状態で含まれ、ボイラに流入する。排ガスはボイラの放射室内に設けられた水冷壁で構成される放射伝熱面で熱回収されて温度が低下し、下流側の過熱器伝熱管群が設置されている対流伝熱室の入口で排ガス温度が約６００〜６５０℃となる。この対流伝熱室の入口の排ガス温度雰囲気は、塩化カリウム・塩化ナトリウム混合塩（塩化物という）の融点以下であるため、混合塩は固体状態となっている。そのため、過熱器伝熱管表面に付着する塩化物は融解、固着せず、他の飛灰などのダストと同様に付着しているだけであるため、通常ダスト除去のために用いられている蒸気式スートブロワにて、過熱器伝熱管表面の付着ダストは容易に除去することが可能である。
【０００９】
廃棄物焼却炉を連続運転すると、ボイラ放射伝熱面である水冷壁上にもダストが付着し、堆積する。この付着ダストは堆積厚さが増すにつれて断熱材として作用し、水冷壁の熱回収能力が低下し、排ガス温度を低下させる能力が低下する。そのため、下流側の過熱器伝熱管群が設置されている対流伝熱室の入口に流入する排ガス温度が上昇し、６５０℃以上になることがある。
【００１０】
塩化物の融点は６５７℃以上であるため、過熱器伝熱管表面に付着した塩化物は、その融点より高い排ガスと接触することで、その一部が融解して伝熱管表面に固着する。融解、固着した塩化物は、蒸気式スートブロワによっても除去できなくなる場合がある。これらの伝熱管表面に融解、固着した塩化物に他の飛散ダストが付着し、時間経過に伴って伝熱管表面に形成された付着ダスト層の厚さが増加すると伝熱管の間隙が狭くなりボイラが閉塞することとなる危険性が増加する。また、過熱器伝熱管表面の付着ダスト層厚さが増加すると、過熱器伝熱管の熱回収能力が低下する。
【００１１】
さらに、排ガスに含まれる塩化物が過熱器伝熱管表面に付着して、その一部が融解すると、過熱器伝熱管表面において塩化物中の塩素の作用により伝熱管の腐食、減肉が生じる。伝熱管の腐食、減肉が進行し、法令で定められている減肉量を超過すると過熱器伝熱管を交換する必要がある。この過熱器伝熱管の交換には多大なコストがかかるため、その対策として過熱器伝熱管表面にインコネルやハステロイなどの耐食金属材料を溶射あるいは肉盛して耐食性被覆を行うことで減肉速度を軽減させている。しかし、この耐食金属材料の溶射、肉盛にも多大な費用が必要であり、廃棄物発電施設の設備コストを増大させる問題となっている。
【００１２】
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたもので、廃棄物焼却炉に連設されるボイラ内の対流伝熱室の過熱器伝熱管に融解、固着する塩化物により生じる伝熱管の腐食防止、また、付着ダスト層の形成によって生じるボイラの閉塞抑制を、効率よくかつ低い設備費、運転費で行うことができるボイラの腐食防止装置及び腐食防止方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
実際の廃棄物焼却施設にて過熱器伝熱管表面の付着ダストを採取し分析して明らかにした付着ダストの組成、主要化合物形態と対流伝熱室入口排ガス温度を表１に示す。
【００１４】
【表１】
2019035549.tif 000003
【００１５】
廃棄物焼却施設Ａ、Ｂのように対流伝熱室入口排ガス温度が６５０℃より高い場合は、過熱器伝熱管表面の付着ダストの組成はＣｌが高く、Ｓが低く、主要化合物の化学形態は塩化物のＫＣｌ、ＮａＣｌであった。
【００１６】
一方、廃棄物焼却施設Ｃでは、対流伝熱室入口排ガス温度が比較的低く６５０℃以下であるが、この場合には過熱器伝熱管表面の付着ダストの組成はＣｌが低くてＳが多く、主要化合物の形態はＫ、Ｎａの硫酸化物であった。
【００１７】
これら３箇所の廃棄物焼却施設から採取した付着ダストを用いて過熱器伝熱管と同様の材料の腐食試験を行ったところ、表１に示すように塩化物を含むダストでは腐食速度が大で腐食性が高く、硫酸化物を含むダストでは腐食速度が小で腐食性が低いという結果であった。
【００１８】
廃棄物焼却施設Ｃで、対流伝熱室入口排ガス温度が６５０℃以下であることにより、過熱器伝熱管表面の付着ダストは腐食性が低いというような結果が得られる理由について、発明者らが検討した内容を以下に説明する。
【００１９】
廃棄物焼却施設のボイラ内を流通する排ガスには、硫黄酸化物ＳＯｘが含まれる。このＳＯｘは他に含まれるＯ2、Ｈ2Ｏなどと共にボイラ内の過熱器伝熱管表面上に付着している塩化物Ｋ(Ｎａ)Ｃｌと反応し、硫酸化物Ｋ(Ｎａ)2ＳＯ4を生成する。
２Ｋ(Ｎａ)Ｃｌ＋ＳＯ2＋１／２Ｏ2＋Ｈ2Ｏ → Ｋ(Ｎａ)2ＳＯ4＋２ＨＣｌ …（１）
【００２０】
廃棄物焼却施設のボイラの過熱器伝熱管表面においては、この塩化物から硫酸化物が生成する反応は６５０℃以下の温度雰囲気で容易に進行する。６５０℃より高い温度では融解した塩化物が付着ダスト層表面を被覆してしまい、ダスト層表面で硫酸化物が生成してもダスト層内部まで排ガス中のＳＯｘなどが到達することが難しく、上記（１）式の反応が進行しにくい。
【００２１】
また、対流伝熱室入口排ガス温度が６５０℃より高い温度では塩化物が融解、固着することにより、対流伝熱室で蒸気式スートブロワを運転しても過熱器伝熱管表面の付着ダスト、特に伝熱管同士の間隙の過熱器伝熱管表面の付着ダストを完全に除去することが困難になる。すると過熱器伝熱管表面に残存するダスト層厚さが増大し、ますますダスト層内の塩化物と排ガスに含まれるＳＯｘなどとの反応が阻害され、硫酸化物への反応が進行しなくなる。
【００２２】
これに対して、対流伝熱室入口での排ガス温度が６５０℃以下の場合は、伝熱管表面の付着ダスト中の塩化物がＳＯｘ等と反応して硫酸化物が生成する反応が進行するため、伝熱管表面に塩化物が融解、固着することがなく、蒸気式スートブロワによる過熱器伝熱管表面の付着ダスト除去を良好に行うことができる。そのため、過熱器伝熱管表面のダスト層厚さが増加することを抑制し、かつ塩化物の融解によるダスト層表面の被覆もないので排ガス中のＳＯｘがダスト層内への侵入が容易となり、硫酸化物への反応が進行する。そして、過熱器伝熱管表面に塩化物が融解、固着することを防止できるため、塩化物による伝熱管の腐食、減肉を抑制することができる。
【００２３】
対流伝熱室入口での排ガス温度を６５０℃以下に維持することにより、対流伝熱室の過熱器伝熱管表面に塩化物が融解、固着することを防止でき、塩化物による伝熱管の腐食、減肉を抑制することができることが明らかになった。また、蒸気式スートブロワによる過熱器伝熱管表面の付着ダスト除去を良好に行うことができる。
【００２４】
対流伝熱室入口での排ガス温度を６５０℃以下に維持するように、焼却炉の各操作端の操業制御を後述するように行うことが好ましい。これにより対流伝熱室入口排ガス温度を６５０℃以下に維持することを着実に行うことができる。
【００２５】
対流伝熱室入口での排ガス温度を６５０℃以下に維持することとしたが、対流伝熱室入口での排ガス温度の好ましい上限値を、廃棄物から生成する塩化物の融点とすることとしてもよい。廃棄物の組成により生成する塩化物の組成は影響され、融点も影響を受けるが、予め生成する塩化物の組成を調べておくことにより融点を把握することができる。
【００２６】
対流伝熱室に上流側からスクリーン管、過熱器が配設されている場合には、排ガスはスクリーン管により冷却され最上流側過熱器入口での排ガス温度は対流伝熱室入口での温度に比べて５０℃程度低下する。そこで、対流伝熱室入口での排ガス温度を６５０℃以下に維持することに代えて、対流伝熱室の最上流側過熱器入口での排ガス温度を６００℃以下に維持することとしてもよい。対流伝熱室の最上流側過熱器入口での排ガス温度を６００℃以下に維持することにより、対流伝熱室の過熱器伝熱管表面に塩化物が融解、固着することを防止でき、塩化物による伝熱管の腐食、減肉を抑制することができる。また、蒸気式スートブロワによる過熱器伝熱管表面の付着ダスト除去を良好に行うことができる。
【００２７】
対流伝熱室入口での排ガス温度を過熱器伝熱管表面に付着した塩化物に代表される腐食性ダストをＳＯｘ等と反応せしめ低腐食性ダストに変換せしめることができる反応を行わせることができる温度雰囲気とすることにより、過熱器伝熱管の腐食、減肉を防止することができる。
【００２８】
本発明は、上記の検討結果に基いてなされたもので、廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止装置であって、前記対流伝熱室の入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計と、廃棄物焼却炉への廃棄物の供給量、燃焼室内の廃棄物搬送速度、燃焼空気供給量、燃焼空気温度、焼却炉からの排ガスの一部を燃焼室に供給する循環排ガス供給量、及び、燃焼室及び／又はボイラに供給する冷却水供給量のうち少なくとも一つの操作量を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記操作量を制御することにより、前記課題を解決したものである。
【００２９】
本発明は、又、廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止装置であって、前記対流伝熱室の入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計と、廃棄物焼却炉へ廃棄物を供給する廃棄物供給装置の運転を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記廃棄物供給装置による廃棄物供給量を制御することにより、前記課題を解決したものである。
【００３０】
ここで、前記制御装置は、前記対流伝熱室入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、前記廃棄物供給装置による廃棄物供給量を減少するように前記廃棄物供給装置を制御することができる。
【００３１】
又は、前記制御装置は、前記対流伝熱室の最上流側過熱器入口での排ガス温度測定値が６００℃より高いとき、前記廃棄物供給装置による廃棄物供給量を減少するように前記廃棄物供給装置を制御することができる。
【００３２】
本発明は、又、廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止装置であって、前記対流伝熱室の入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計と、廃棄物焼却炉の廃棄物を載せて搬送しながら燃焼させる火格子装置の運転を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記火格子装置による廃棄物搬送速度を制御することにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００３３】
ここで、前記制御装置は、前記対流伝熱室入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、前記火格子装置による廃棄物搬送速度を減少するように前記火格子装置を制御することができる。
【００３４】
又は、前記制御装置は、前記対流伝熱室の最上流側過熱器入口での排ガス温度測定値が６００℃より高いとき、前記火格子装置による廃棄物搬送速度を減少するように前記火格子装置を制御することができる。
【００３５】
本発明は、又、廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止装置であって、前記対流伝熱室の入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計と、廃棄物焼却炉の廃棄物を載せて搬送しながら燃焼させる火格子下から燃焼空気を供給する燃焼空気供給装置の運転を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記燃焼空気供給装置による燃焼空気供給量を制御することにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００３６】
ここで、前記制御装置は、前記対流伝熱室入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、前記燃焼空気供給装置による燃焼空気供給量を減少するように前記燃焼空気供給装置を制御することができる。
【００３７】
又は、前記制御装置は、前記対流伝熱室の最上流側過熱器入口での排ガス温度測定値が６００℃より高いとき、前記燃焼空気供給装置による燃焼空気供給量を減少するように前記燃焼空気供給装置を制御することができる。
【００３８】
本発明は、又、廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止装置であって、前記対流伝熱室の入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計と、廃棄物焼却炉の廃棄物を載せて搬送しながら燃焼させる火格子下から供給する燃焼空気を予熱する空気予熱装置の運転を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記空気予熱装置による燃焼空気温度を制御することにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００３９】
ここで、前記制御装置は、前記対流伝熱室入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、前記空気予熱装置による燃焼空気温度を低下するように前記空気予熱装置を制御することができる。
【００４０】
又は、前記制御装置は、前記対流伝熱室の最上流側過熱器入口での排ガス温度測定値が６００℃より高いとき、前記空気予熱装置による燃焼空気温度を低下するように前記空気予熱装置を制御することができる。
【００４１】
本発明は、又、廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止装置であって、前記対流伝熱室の入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計と、廃棄物焼却炉から排出された排ガスの一部を廃棄物焼却炉の燃焼室に供給する排ガス循環装置の運転を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記排ガス循環装置による循環排ガス供給量を制御することにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００４２】
ここで、前記制御装置は、前記対流伝熱室入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、前記排ガス循環装置による循環排ガス供給量を減少するように前記排ガス循環装置を制御することができる。
【００４３】
又は、前記制御装置は、前記対流伝熱室の最上流側過熱器入口での排ガス温度測定値が６００℃より高いとき、前記排ガス循環装置による循環排ガス供給量を減少するように前記排ガス循環装置を制御することができる。
【００４４】
本発明は、又、廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止装置であって、前記対流伝熱室の入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計と、廃棄物焼却炉の燃焼室、ボイラの放射室、及び対流伝熱室のうち少なくとも一つに冷却水を供給する冷却水供給装置の運転を制御する制御装置とを備え、該制御装置は、前記排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように前記冷却水供給装置による冷却水供給量を制御することにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００４５】
ここで、前記制御装置は、前記対流伝熱室入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、前記冷却水供給装置による冷却水供給量を増加するように前記冷却水供給装置を制御することができる。
【００４６】
又は、前記制御装置は、前記対流伝熱室の最上流側過熱器入口での排ガス温度測定値が６００℃より高いとき、前記冷却水供給装置による冷却水供給量を増加するように前記冷却水供給装置を制御することができる。
【００４７】
本発明は、又、廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止方法であって、廃棄物焼却炉への廃棄物の供給量、燃焼室内の廃棄物搬送速度、燃焼空気供給量、燃焼空気温度、焼却炉からの排ガスの一部を燃焼室に供給する循環排ガス供給量、及び、燃焼室及び／又はボイラに供給する冷却水供給量のうち少なくとも一つの操作量を制御する制御装置を用いて、排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、該対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度を所定値以下とするように前記操作量を制御することにより、前記課題を解決したものである。
【００４８】
本発明は、又、廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止方法であって、廃棄物焼却炉へ廃棄物を供給する廃棄物供給装置の運転を制御する制御装置を用いて、排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、該対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度を所定値以下とするように前記廃棄物供給装置による廃棄物供給量を制御することにより、前記課題を解決したものである。
【００４９】
ここで、前記制御装置は、前記対流伝熱室入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、前記廃棄物供給装置による廃棄物供給量を減少するように前記廃棄物供給装置を制御することができる。
【００５０】
又は、前記制御装置は、前記対流伝熱室の最上流側過熱器入口での排ガス温度測定値が６００℃より高いとき、前記廃棄物供給装置による廃棄物供給量を減少するように前記廃棄物供給装置を制御することができる。
【００５１】
本発明は、又、廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止方法であって、廃棄物焼却炉の廃棄物を載せて搬送しながら燃焼させる火格子装置の運転を制御する制御装置を用いて、排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、該対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度を所定値以下とするように前記火格子装置による廃棄物搬送速度を制御することにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００５２】
ここで、前記制御装置は、前記対流伝熱室入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、前記火格子装置による廃棄物搬送速度を減少するように前記火格子装置を制御することができる。
【００５３】
又は、前記制御装置は、前記対流伝熱室の最上流側過熱器入口での排ガス温度測定値が６００℃より高いとき、前記火格子装置による廃棄物搬送速度を減少するように前記火格子装置を制御することができる。
【００５４】
本発明は、又、廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止方法であって、廃棄物焼却炉の廃棄物を載せて搬送しながら燃焼させる火格子下から燃焼空気を供給する燃焼空気供給装置の運転を制御する制御装置を用いて、排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、該対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度を所定値以下とするように前記燃焼空気供給装置による燃焼空気供給量を制御することにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００５５】
ここで、前記制御装置は、前記対流伝熱室入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、前記燃焼空気供給装置による燃焼空気供給量を減少するように前記燃焼空気供給装置を制御することができる。
【００５６】
又は、前記制御装置は、前記対流伝熱室の最上流側過熱器入口での排ガス温度測定値が６００℃より高いとき、前記燃焼空気供給装置による燃焼空気供給量を減少するように前記燃焼空気供給装置を制御することができる。
【００５７】
本発明は、又、廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止方法であって、廃棄物焼却炉の廃棄物を載せて搬送しながら燃焼させる火格子下から供給する燃焼空気を予熱する空気予熱装置の運転を制御する制御装置を用いて、排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、該対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度を所定値以下とするように前記空気予熱装置による燃焼空気温度を制御することにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００５８】
ここで、前記制御装置は、前記対流伝熱室入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、前記空気予熱装置による燃焼空気温度を低下するように前記空気予熱装置を制御することができる。
【００５９】
又は、前記制御装置は、前記対流伝熱室の最上流側過熱器入口での排ガス温度測定値が６００℃より高いとき、前記空気予熱装置による燃焼空気温度を低下するように前記空気予熱装置を制御することができる。
【００６０】
本発明は、又、廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止方法であって、廃棄物焼却炉から排出された排ガスの一部を廃棄物焼却炉の燃焼室に供給する排ガス循環装置の運転を制御する制御装置を用いて、排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、該対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度を所定値以下とするように前記排ガス循環装置による循環排ガス供給量を制御することにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００６１】
ここで、前記制御装置は、前記対流伝熱室入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、前記排ガス循環装置による循環排ガス供給量を減少するように前記排ガス循環装置を制御することができる。
【００６２】
又は、前記制御装置は、前記対流伝熱室の最上流側過熱器入口での排ガス温度測定値が６００℃より高いとき、前記排ガス循環装置による循環排ガス供給量を減少するように前記排ガス循環装置を制御することができる。
【００６３】
本発明は、又、廃棄物焼却炉に連設され排ガスから熱回収するための、排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面を備えた放射室、及び、排ガスと伝熱管の対流伝熱面との熱交換により蒸気を発生して更に過熱する過熱器を有する対流伝熱室を備えるボイラで、前記対流伝熱室の伝熱管に付着したダストによる伝熱管の腐食を防止するボイラの腐食防止方法であって、廃棄物焼却炉の燃焼室、ボイラの放射室、及び対流伝熱室のうち少なくとも一つに冷却水を供給する冷却水供給装置の運転を制御する制御装置を用いて、排ガス温度計により測定する前記対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、該対流伝熱室入口又は該対流伝熱室の最上流側過熱器の入口での排ガス温度を所定値以下とするように前記冷却水供給装置による冷却水供給量を制御することにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００６４】
ここで、前記制御装置は、前記対流伝熱室入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、前記冷却水供給装置による冷却水供給量を増加するように前記冷却水供給装置を制御することができる。
【００６５】
又は、前記制御装置は、前記対流伝熱室の最上流側過熱器入口での排ガス温度測定値が６００℃より高いとき、前記冷却水供給装置による冷却水供給量を増加するように前記冷却水供給装置を制御することができる。
【発明の効果】
【００６６】
本発明によれば、ボイラ内の対流伝熱室の過熱器伝熱管に融解、固着する塩化物により生じる伝熱管の腐食を防止し、付着ダスト層の形成によって生じるボイラの閉塞を抑制することを、効率よく、かつ、高コストの耐食金属材料の溶射、肉盛を行なわず、低い設備費、運転費で行うことができ、経済的に有利でかつ安定した廃棄物焼却施設の操業が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示す図
【図２】図１の排ガス温度計を対流伝熱室の最上流側過熱器入口で排ガス温度を測定する排ガス温度計に置き換えた変形例の構成を示す図
【図３】本発明の第２実施形態の構成を示す図
【図４】本発明の第３実施形態の構成を示す図
【図５】本発明の第４実施形態の構成を示す図
【図６】本発明の第５実施形態の構成を示す図
【図７】本発明の第６実施形態の構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【００６８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態及び実施例に記載した内容により限定されるものではない。又、以下に記載した実施形態及び実施例における構成要件には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。更に、以下に記載した実施形態及び実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせてもよいし、適宜選択して用いてもよい。
【００６９】
まず、本発明が適用される、廃棄物焼却炉と連設されるボイラについて説明する。図１に示す如く、焼却炉１０に連設され、排ガスから熱回収するためのボイラ３０は、排ガスの流通路を屈曲せしめる２つの変向部３２、３３により区分され、排ガス流れ方向の上流側から、第一放射室３６、第二放射室３８、及び対流伝熱室４０を備えている。焼却炉１０から排ガスを受け入れる第一放射室３６の排ガス流れの上流部が二次燃焼室１４となっており、第一放射室３６と第二放射室３８とが互いの上部で連通しており、該第二放射室３８の下部と対流伝熱室４０の下部が連通している。
【００７０】
前記ボイラ３０は、その構造物の内面は耐火物で形成された内壁となっており、第一放射室３６と第二放射室３８は内壁をなす前記耐火物の内壁内に、蒸気を流通する配管が密に配列された状態で配設されている。一方、対流伝熱室４０には、その内部空間に伝熱管（図示せず）が配設されている。
【００７１】
前記ボイラ３０は、第一放射室３６と第二放射室３８と対流伝熱室４０の一部で蒸発器を形成し、対流伝熱室４０の一部で複数（図では４つ）の過熱器４４を形成している。
【００７２】
前記第一放射室３６及び第二放射室３８では、前記耐火物の内壁内に配設された配管が排ガスからの放射熱を受けて蒸気を発生させる放射伝熱面をそれぞれ構成している。
【００７３】
前記対流伝熱室４０は、排ガス流れ方向の上流側から、スクリーン管４２、過熱器４４、及び必要に応じてエコノマイザ（図示せず）を備えている。過熱器４４は、水平方向に配列した複数の伝熱管を高さ方向に多段に設けた伝熱管群を備え、該伝熱管群が対流伝熱面を構成しており、排ガスとの熱交換により蒸気を発生して更に過熱されるようにされている。スクリーン管４２には伝熱管が旗形に備えられ、対流伝熱室４０に導入される排ガスを冷却するようにされている。
【００７４】
二次燃焼室１４で二次燃焼後の焼却炉排ガスは、ボイラ３０に導かれ、第一放射室３６と第二放射室３８の蒸発器で蒸気を発生し、しかる後、対流伝熱室４０の過熱器４４で前記蒸気を過熱蒸気とする。
【００７５】
ボイラ３０の下流側には、別置エコノマイザ（以下単にエコノマイザと称する）５０が前記対流伝熱室４０の上部と接続されている。エコノマイザ５０内には伝熱管（図示せず）が配設され、ボイラ３０で発生し蒸気タービンの駆動に供された蒸気が復水器で復水された復水を受けて、これを、前記ボイラ３０で蒸気を過熱した後の焼却炉排ガスになお残存する保有熱で加熱することによって、排ガスとの熱交換により水が加熱され加温水が生成され、ボイラ３０に供給される。前記エコノマイザ５０は、その排気部５０ａが集塵機５２に接続されている。
【００７６】
集塵機５２では、排ガスに含まれるダストが捕集され除塵される。集塵機５２には、誘引送風機５４が接続されていて、誘引送風機５４は焼却炉１０から排ガスを誘引し、除塵処理された排ガスを煙突５６に送り、排ガスが煙突５６から大気に放出される。
【００７７】
前記焼却炉１０の燃焼室１３の一端（図の左端）上部には、廃棄物投入シュート１２が設けられ、該燃焼室１３の他端（図の右端）上部には、放射室３６、３８と対流伝熱室４０を有するボイラ３０が接続され、燃焼室１３の他端下部には、焼却灰排出口１５が設けられている。
【００７８】
廃棄物投入シュート１２の下部に、廃棄物８を焼却炉１０の燃焼室１３に供給する廃棄物供給装置１６が設けられていて、廃棄物投入シュート１２に投入された廃棄物８が燃焼室１３内へ供給される。廃棄物供給装置１６は、例えばピストンのような押出機構（図示せず）を有し、その押出し速度、時間当たりの押出回数を制御して廃棄物供給量を制御する。
【００７９】
燃焼室１３の底部には、廃棄物投入口１１側から焼却灰排出口１５側に向けて、乾燥火格子１８ａ、燃焼火格子１８ｂ及び後燃焼火格子１８ｃで構成される火格子１８が設けられている。そして、各火格子１８ａ、１８ｂ、１８ｃの下部からは、燃焼空気が供給される。火格子１８は、例えば可動部と固定部（図示せず）を有し、火格子１８上に供給された廃棄物８を可動部が動いて搬送しながら、廃棄物８を燃焼する。火格子１８の可動部の動作速度を制御して廃棄物の搬送速度を制御する。
【００８０】
乾燥火格子１８ａでは、廃棄物８の乾燥と着火と一部燃焼が行われ、また、燃焼火格子１８ｂでは、燃焼を開始した廃棄物８に対して、燃焼空気が供給されて、廃棄物８が燃焼され、廃棄物８の熱分解と部分酸化によりＣＯ、炭化水素類を含む可燃性ガスが発生する。この可燃性ガスと廃棄物８の固定炭素分とが燃焼する。さらに後燃焼火格子１８ｃで廃棄物８の未燃分が燃焼され、焼却灰は焼却灰排出口１５より外部へ排出される。
【００８１】
燃焼室１３から未燃の可燃性ガスを含むガスは、ボイラ３０の第一放射室３６の下部に位置する二次燃焼室１４に流入する。二次燃焼室１４で二次燃焼空気が供給され未燃の可燃性ガスが二次燃焼される。 
【００８２】
火格子１８の下方に燃焼空気供給装置２０が接続され、火格子１８下から燃焼空気を吹き込み、火格子１８上の廃棄物８を燃焼させる。燃焼空気供給装置２０は送風機２２とダンパ２４ａ、２４ｂ、２４ｃを備え、空気を火格子１８に向け供給する。送風機２２の下流側に空気予熱装置２３を設けボイラ３０で発生させた蒸気との熱交換により燃焼空気を加熱して所定の予熱温度に予熱する。予熱された燃焼空気を供給することにより、廃棄物を乾燥して燃焼を安定して行うこととしている。
【００８３】
このように構成された本実施形態では、廃棄物８が焼却炉１０へ廃棄物投入口１１から投入されると、火格子１８（乾燥火格子１８ａ、燃焼火格子１８ｂ、後燃焼火格子１８ｃ）上で、各火格子１８ａ、１８ｂ、１８ｃの下方から燃焼空気を受けて燃焼し、廃棄物８の熱分解、部分酸化により可燃性ガスと燃焼排ガスを発生する。残渣は焼却灰として焼却灰排出口１５から排出される。
【００８４】
焼却炉１０からボイラ３０へ導入される排ガスは、第一放射室３６の下方から上方へ、第二放射室３８の上方から下方へ、対流伝熱室４０の下方から上方へ流通される。
【００８５】
前記第一放射室３６及び第二放射室３８に備えられた放射伝熱面で、排ガスからの放射熱を受けて蒸気が発生される。
【００８６】
本発明を実施するため、本発明の第１実施形態においては、対流伝熱室４０の伝熱管に融解、固着する塩化物によるボイラ３０の伝熱管の腐食、減肉を防止するボイラの腐食防止装置として、対流伝熱室４０の入口又は第二放射室３８出口での排ガス温度を測定する排ガス温度計７０と、前記廃棄物供給装置１６による焼却炉１０へ廃棄物８を供給する量を制御する制御装置７２とを備え、該制御装置７２は、排ガス温度計７０による排ガス温度測定値が所定値、例えば６５０℃以上であるとき、廃棄物供給量を減らして前記排ガス温度測定値が前記所定値以下となるように廃棄物供給装置１６を制御する。
【００８７】
具体的には、燃焼室１３への廃棄物供給量を減少し廃棄物８の燃焼を緩和して排ガス温度を低下させる。
【００８８】
本実施形態では、伝熱管が配設されていない対流伝熱室４０の入口に排ガス温度計７０を設けているので、排ガス温度計７０の設置が容易である。
【００８９】
なお、図２に示す変形例の如く、排ガス温度計７４を対流伝熱室４０の最上流側（図では一番下）の過熱器４４ａの入口（スクリーン管４２と最上流側の過熱器４４ａとの間）に設け、制御装置７６は、該排ガス温度計７４により検出される対流伝熱室４０の最上流側過熱器４４ａの入口での排ガス温度測定値が、対流伝熱室４０入口排ガス温度の所定値よりも例えば５０℃低い所定値、例えば６００℃以上であるとき、廃棄物供給量を減らして前記排ガス温度測定値が前記所定値以下となるように廃棄物供給装置１６を制御することもできる。
【００９０】
次に、図３を参照して本発明の第２実施形態を説明する。
【００９１】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、排ガス温度計７０で測定した対流伝熱室４０入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように火格子１８による廃棄物搬送速度を制御する。
【００９２】
具体的には、前記制御装置７２は、前記対流伝熱室４０入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、前記火格子１８による廃棄物搬送速度を減少するように前記火格子１８を制御し、燃焼室１３での廃棄物８の燃焼を緩和して排ガス温度を低下させる。
【００９３】
他の点は第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００９４】
次に、図４を参照して本発明の第３実施形態を説明する。
【００９５】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、排ガス温度計７０で測定した対流伝熱室４０入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように燃焼空気供給装置２０による燃焼空気供給量を制御する。
【００９６】
具体的には、前記制御装置７２は、前記対流伝熱室４０入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、燃焼空気供給装置２０による燃焼空気供給量を減少するように送風機２２の送風量を減らすか、及び／又は、ダンパ２４ａ、２４ｂ、２４ｃの開度を小として燃焼空気供給装置２０を制御し、燃焼室１３での廃棄物８の燃焼を緩和して排ガス温度を低下させる。
【００９７】
他の点は第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００９８】
次に、図５を参照して本発明の第４実施形態を説明する。
【００９９】
本実施形態では、第１実施形態と同様に、排ガス温度計７０で測定した対流伝熱室４０入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように空気予熱装置２３による予熱温度を制御する。
【０１００】
具体的には、前記制御装置７２は、前記対流伝熱室４０入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき空気予熱装置２３による予熱温度を低下するように燃焼空気供給装置２０を制御し、燃焼室１３での廃棄物８の燃焼を緩和して排ガス温度を低下させる。
【０１０１】
他の点は第１実施形態と同様であるので説明は省略する。
【０１０２】
次に、図６を参照して本発明の第５実施形態を説明する。
【０１０３】
本実施形態では、集塵機５２から排出された除塵後の排ガスの一部を抜き出し、焼却炉１０の燃焼室１３、二次燃焼室１４に供給する送風機６２、循環排ガス供給ライン６４、ガス噴出ノズル６５を有する、炉内温度制御用の循環排ガス供給装置（排ガス循環装置とも称する）６０を備えている。
【０１０４】
本実施形態において、燃焼室１３に供給された循環排ガスは、燃焼室１３の炉側壁に設けられたガス噴出ノズル６５から燃焼室１３内へ供給され、廃棄物８を熱分解すると共に、燃焼室１３で火炎温度が過剰に高温になるのを抑制し、燃焼室１３で部分酸化により発生した可燃性ガスと燃焼用空気とを十分に攪拌混合するので、燃焼が促進されかつ安定化され、ＣＯ発生を低減し、局所的高温場の発生抑制によりサーマルＮＯｘの発生を低減する。
【０１０５】
更に、ガス噴出ノズル（図示せず）から二次燃焼室１４に循環排ガスを供給し、燃焼室１３から流入する未燃の可燃ガスと二次燃焼空気との攪拌混合を促進して二次燃焼を促進させる。
【０１０６】
このようにして、集塵機５２で除塵された排ガスの一部が循環排ガスとして二次燃焼室１４に供給され、燃焼室１３からの未燃ガスと二次燃焼空気との攪拌混合を促進して二次燃焼を促進しかつ安定化させるので、ＣＯの発生を低減、局所的高温場の発生抑制により、サーマルＮＯｘの発生を低減させる。
【０１０７】
従来の循環排ガス供給装置は専ら炉内温度を制御するためのものであり、ボイラ３０の腐食を抑制するために排ガス温度を制御することは考えられていなかった。
【０１０８】
これに対して、本実施形態では、第１実施形態と同様の排ガス温度計７０で測定した対流伝熱室４０入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように循環排ガス供給装置６０による循環排ガス供給量を制御する。
【０１０９】
具体的には制御装置７２は、前記対流伝熱室４０入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、循環排ガス供給装置６０の送風機６２の送風量を下げて循環排ガス供給量を減少するように循環排ガス供給装置６０を制御し、循環排ガスによる燃焼室内の撹拌混合を促進させる作用を低くして、燃焼室１３での可燃性ガスの燃焼を緩和して排ガス温度を低下させる。また、循環排ガス供給ライン６４又はガス噴出ノズル６５の上流側にダンパを設け、ダンパの開度を制御して循環排ガス供給量を制御するようにしてもよい。
【０１１０】
次に、図７を参照して本発明の第６実施形態を説明する。
【０１１１】
本実施形態では、焼却炉１０の燃焼室１３、ボイラ３０の第一、第二放射室３６、３８、対流伝熱室４０内へ冷却水を供給する冷却水供給装置６６を備えている。前記冷却水供給装置６６は、燃焼室１３内へ冷却水を例えば水噴射ノズル６７から噴霧状に供給し燃焼室内温度が過剰に高温になることを抑制し、廃棄物８が安定して燃焼されるように制御する。また発生する排ガス温度を低下させる。
【０１１２】
更にボイラ３０の第一、第二放射室３６、３８、対流伝熱室４０へ冷却水を噴霧状に供給し排ガス温度を制御する。
【０１１３】
本実施形態では、第１実施形態と同様の排ガス温度計７０で測定した対流伝熱室４０入口での排ガス温度測定値が所定値より高いとき、前記排ガス温度を所定値以下とするように冷却水供給装置６６による冷却水供給量を制御する。
【０１１４】
具体的には、前記制御装置７２は、前記対流伝熱室４０入口での排ガス温度測定値が６５０℃より高いとき、冷却水供給装置６６による冷却水供給量を増加するように冷却水供給装置６６を制御して、燃焼室１３内の温度を低下させ、さらに排ガス温度を低下させる。
【０１１５】
なお、第２〜第６実施形態においても、第１実施形態の変形例と同様に排ガス温度計７０の代わりに排ガス温度計７４を入力とする制御装置７６を設けて制御に用いても良い。更に、排ガス温度計７０と７４を併用して動作を確実にしても良い。
【０１１６】
なお、前記説明では、本発明を都市ごみ焼却炉に連設されたボイラに適用していたが、本発明の適用対象はこれに限定されない。
【符号の説明】
【０１１７】
８…廃棄物
１０…焼却炉
１３…燃焼室
１４…二次燃焼室
１６…廃棄物供給装置
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ…火格子
２０…燃焼空気供給装置
２２…送風機
２３…空気予熱装置
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ…ダンパ
３０…ボイラ
３６…第一放射室
３８…第二放射室
４０…対流伝熱室
４４…過熱器
４４ａ…最上流側過熱器
５０…（別置）エコノマイザ
５２…集塵機
５４…誘引送風機
５６…煙突
６０…循環排ガス供給装置（排ガス循環装置）
６２…送風機
６４…循環排ガス供給ライン
６５…ガス噴出ノズル
６６…冷却水供給装置
６７…水噴射ノズル
７０、７４…排ガス温度計
７２、７６…制御装置
【図１】
2019035549.tif 000004
【図２】
2019035549.tif 000005
【図３】
2019035549.tif 000006
【図４】
2019035549.tif 000007
【図５】
2019035549.tif 000008
【図６】
2019035549.tif 000009
【図７】
2019035549.tif 000010