(57)【要約】      （修正有）【課題】減圧ボイラに流入する燃焼排ガスの量が増大したり、燃焼排ガスの温度が上昇したりした場合でも、安定した状態で連続運転できる減圧ボイラを提供する。【解決手段】燃焼排ガスＧからの熱回収発電設備であって、燃焼排ガスＧから熱回収すると共に、熱媒水Ｈを加熱して蒸気を発生させる内部圧力が大気圧以下に保持された減圧ボイラ４と、減圧ボイラにより低沸点の液状の冷媒Ｒを加熱、蒸発させてその蒸気で発電するバイナリー発電装置１１と、減圧ボイラの熱媒水Ｈの温度又は減圧ボイラの内部圧力をそれぞれ検出する圧力検出器１３と、減圧ボイラに付設された白煙防止用空気予熱器３と、白煙防止用空気予熱器に接続された白煙防止用空気供給路１４と、白煙防止用空気流路に接続された白煙防止用空気ファン８と、白煙防止用空気供給路１４に介設されたダンパー１５とを備え、減圧ボイラ内の圧力が設定値を超えたとき、ダンパーを開放する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼炉から排出されて煙道内を流れる腐食成分を含む燃焼排ガスから熱回収して発電するようにした燃焼排ガスからの熱回収発電設備であって、燃焼排ガスを流す煙道に設置され、燃焼排ガスを通して燃焼排ガスから熱回収すると共に、熱媒水を加熱して蒸気を発生させる内部圧力が大気圧以下に保持された減圧ボイラと、減圧ボイラにより低沸点の液状の冷媒を加熱、蒸発させてその蒸気でタービンを回して発電するバイナリー発電装置と、減圧ボイラの熱媒水の温度又は減圧ボイラの内部圧力をそれぞれ検出する温度検出器又は圧力検出器と、減圧ボイラの熱媒水を貯留する缶体の少なくとも一部をケーシングで囲って缶体との間に白煙防止用空気が流れるジャケット空間を形成する白煙防止用空気予熱器と、白煙防止用空気予熱器に接続された白煙防止用空気供給路と、白煙防止用空気供給路に接続された白煙防止用空気ファンと、白煙防止用空気供給路に介設されたダンパーと、を備えており、前記温度検出器又は圧力検出器からの検出信号に基づいてバイナリー発電装置の冷媒を循環させる冷媒循環ポンプを制御すると共に、前記減圧ボイラ内の圧力が設定値を超えたときに、ダンパーを所定の開度以上に開放制御する構成としたことを特徴とする燃焼排ガスからの熱回収発電設備。
【請求項２】
燃焼炉から排出されて煙道内を流れる腐食成分を含む燃焼排ガスから熱回収して発電するようにした燃焼排ガスからの熱回収発電設備であって、燃焼排ガスを流す煙道に設置され、燃焼排ガスを通して燃焼排ガスから熱回収すると共に、熱媒水を加熱して蒸気を発生させる内部圧力が大気圧以下に保持された減圧ボイラと、減圧ボイラにより低沸点の液状の冷媒を加熱、蒸発させてその蒸気でタービンを回して発電するバイナリー発電装置と、減圧ボイラの熱媒水の温度又は減圧ボイラの内部圧力をそれぞれ検出する温度検出器又は圧力検出器と、減圧ボイラの熱媒水を貯留する缶体の少なくとも一部をケーシングで囲って缶体との間に白煙防止用空気が流れるジャケット空間を形成する二つの白煙防止用空気予熱器と、一方の白煙防止用空気予熱器に接続された白煙防止用空気供給路と、白煙防止用空気供給路に接続された白煙防止用空気ファンと、白煙防止用空気供給路に介設されたダンパーと、二つの白煙防止用空気予熱器のジャケット空間同士を接続する連絡通路と、連絡通路に介設された第２ダンパーと、備えており、前記温度検出器又は圧力検出器からの検出信号に基づいてバイナリー発電装置の冷媒を循環させる冷媒循環ポンプを制御すると共に、前記減圧ボイラ内の圧力が設定値を超えたときに、第２ダンパーを開放制御する構成としたことを特徴とする燃焼排ガスからの熱回収発電設備。
【請求項３】
前記減圧ボイラの熱媒水を、大気圧以下で沸点が燃焼排ガス中に含まれているＳＯ３ガスの露点以上となる水溶液とし、また、前記白煙防止用空気を、常温空気としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃焼排ガスからの熱回収発電設備。
【請求項４】
前記白煙防止用空気予熱器は、減圧ボイラの熱媒水を貯留する缶体を円筒状のケーシングで囲って缶体との間に円筒形状のジャケット空間を形成したジャケット構造の白煙防止用空気予熱器とし、前記ケーシングに、白煙防止用空気供給路に接続されてジャケット空間へ白煙防止用空気を吹き込むための空気入口ダクトをケーシングの接線方向に接続したことを特徴とする請求項１に記載の燃焼排ガスからの熱回収発電設備。
【請求項５】
前記二つの白煙防止用空気予熱器は、何れも減圧ボイラの熱媒水を貯留する缶体を円筒状のケーシングで囲って缶体との間に円筒形状のジャケット空間を形成したジャケット構造の白煙防止用空気予熱器とし、一方の白煙防止用空気予熱器のケーシングに、白煙防止用空気供給路に接続されて一方の白煙防止用空気予熱器のジャケット空間へ白煙防止用空気を吹き込むための空気入口ダクトをケーシングの接線方向に接続したことを特徴とする請求項２に記載の燃焼排ガスからの熱回収発電設備。
【請求項６】
前記請求項１、請求項３又は請求項４の何れかに記載の燃焼排ガスからの熱回収発電設備の制御方法であって、圧力検出器により減圧ボイラ内の圧力を検出し、減圧ボイラ内の圧力が設定値を超えたときに、ダンパーを所定の開度以上に開放して白煙防止用空気予熱器へより多くの白煙防止用空気を供給し、減圧ボイラ内の圧力を低下させるようにしたことを特徴とする燃焼排ガスからの熱回収発電設備の制御方法。
【請求項７】
前記請求項２、請求項３又は請求項５何れかに記載の燃焼排ガスからの熱回収発電設備の制御方法であって、圧力検出器により減圧ボイラ内の圧力を検出し、減圧ボイラ内の圧力が設定値を超えたときに、第２ダンパーを開放して一方の白煙防止用空気予熱器から他方の白煙防止用空気予熱器へ白煙防止用空気を供給し、減圧ボイラ内の圧力を低下させるようにしたことを特徴とする燃焼排ガスからの熱回収発電設備の制御方法。
【請求項８】
減圧ボイラ内の圧力が設定圧力以下になれば、ダンパーを所定の開度まで徐々に閉めて行くようにしたことを特徴とする請求項６に記載の燃焼排ガスからの熱回収発電設備の制御方法。
【請求項９】
減圧ボイラ内の圧力が設定圧力以下になれば、第２ダンパーを閉鎖位置まで徐々に閉めて行くようにしたことを特徴とする請求項７に記載の燃焼排ガスからの熱回収発電設備の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫黄成分を含む下水汚泥や都市ごみ等の廃棄物を燃焼炉（例えば、焼却炉）で燃焼させ、発生した燃焼排ガスから減圧ボイラで熱回収し、この熱回収した熱をバイナリー発電装置で使用して発電するようにした燃焼排ガスからの熱回収発電設備及びその制御方法に関するものであり、特に、硫黄酸化物（ＳＯｘ）等の腐食性ガスを含む燃焼排ガスから熱回収して発電するのに適している。
【背景技術】
【０００２】
一般に、下水汚泥や都市ごみ等の廃棄物を燃焼処理する燃焼設備においては、焼却炉等の燃焼炉で廃棄物を燃焼し、発生した燃焼排ガスからボイラで熱回収し、ボイラから発生する蒸気を用いて蒸気タービン及び発電機で発電するようにしている。
【０００３】
しかし、前記燃焼設備においては、ボイラにより水を大気圧以上で蒸発させているため、ボイラ及び蒸気タービンを設置するには、設置者にボイラ・タービン主任技術者が必要となり、運転者に資格が必要になるうえ、設備も発電量からすると、大掛かりな設備となる。
【０００４】
また、前記燃焼設備においては、燃焼排ガスが硫黄酸化物（ＳＯｘ）を含んでいるため、ＳＯ３の結露（ＳＯ３の濃度にもよるが、露点は１３０℃程度）による硫酸腐食対策が必要である。
【０００５】
一方、本件出願人は、ボイラ・タービン主任技術者等の資格が不要になると共に、腐食性の燃焼排ガスから熱回収しても腐食を引き起こさないようにした燃焼排ガスからの熱回収発電設備を開発した（特許文献１参照）。
【０００６】
即ち、前記燃焼排ガスからの熱回収発電設備は、図示していないが、燃焼炉内で発生した燃焼排ガスを流す煙道に設置され、燃焼排ガスを通して燃焼排ガスから熱回収すると共に、熱媒水を加熱して蒸気を発生させる内部圧力が大気圧以下に保持された減圧ボイラと、減圧ボイラにより低沸点の液状の冷媒を加熱、蒸発させてその蒸気でタービンを回して発電するバイナリー発電装置と、を備えており、前記減圧ボイラの熱媒水を、大気圧以下で沸点が燃焼排ガス中に含まれているＳＯ３ガスの露点以上となる水溶液（臭化リチウム水溶液）とし、また、前記バイナリー発電装置の蒸発部を減圧ボイラの減圧蒸気室に設置し、減圧蒸気室内の蒸気でバイナリー発電装置の蒸発部内の冷媒を気化させるようにしたものである。
【０００７】
前記燃焼排ガスからの熱回収発電設備は、内部圧力が大気圧以下に保持されて内部の熱媒水が大気圧以下で蒸発する減圧ボイラにより熱回収し、減圧ボイラの沸点がＳＯ３ガスの露点以上となる熱媒水を用いて燃焼排ガスから熱回収するようにしているため、ボイラ・タービン主任技術者等の資格が不要になると共に、減圧ボイラの熱吸収部での硫酸腐食を防止できる等の利点を有する。
【０００８】
尚、ボイラ・タービン主任技術者等の資格が不要になる減圧ボイラとしては、上述した減圧ボイラの他に、特開５７−３３７０１号公報（特許文献２参照）に記載された低圧ボイラが知られている。
【０００９】
前記低圧ボイラは、熱媒水に臭化リチウム水溶液を使用し、大気圧以下の運転圧力で沸点がＳＯ３の結露温度（１３０℃）以上となるようにしている。また、この低圧ボイラは、低圧ボイラ内に予熱器及びこれに接続された熱交換器を設け、予熱器内及び熱交換器内を流れる作動流体（冷媒）を予熱、沸騰させるランキンサイクルを採用している。
【００１０】
しかし、前記低圧ボイラは、上述した燃焼排ガスからの熱回収発電設備のように下水汚泥等の廃棄物の燃焼により発生した燃焼排ガスから熱回収発電するものではなく、バーナによる燃焼排ガスからの熱回収発電であり、燃焼排ガスの量や温度が変動した場合の減圧ボイラ内の圧力維持、温度維持については全く記載されていない。
【００１１】
また、低温の熱源から熱を回収して発電を行うバイナリー発電装置としては、例えば、特開２０１３-１８１３９８号公報（特許文献３参照）に記載されたバイナリー発電装置が知られている。
【００１２】
前記バイナリー発電装置は、温水を熱源とし、蒸発器から排出される温水の温度を所定の温度に調整した上で発電量を最大にするようにしたものである。
【００１３】
しかし、前記バイナリー発電装置は、このバイナリー発電装置を上述した燃焼排ガスからの熱回収発電設備に用いると、燃焼排ガスの量や温度が急激に変化した場合に、冷媒の循環量の制御だけでは減圧ボイラの圧力、温度を許容範囲内に収めることができない。
【００１４】
一方、上述した燃焼排ガスからの熱回収発電設備においては、燃焼炉に投入する廃棄物の量やカロリーの変化により燃焼排ガスの量や温度が変動した場合、第１の吸熱側である減圧ボイラの圧力と温度が変動し、この変動を第２の吸熱側であるバイナリー発電装置が吸収する方向に作動するようになっている。
【００１５】
しかしながら、前記燃焼排ガスからの熱回収発電設備は、バイナリー発電装置の応答が敏速でないので、燃焼排ガスの量や温度の変動が大きい場合やバイナリー発電装置の発電機が定格点（定格出力）に達した場合、対応できないと言う問題があった。
【００１６】
例えば、燃焼排ガスの量と温度が急激に増える方に変動した場合、減圧ボイラの内部圧力が上がり、熱媒水の温度と蒸発水の温度が上がる。このとき、バイナリー発電装置側で冷媒の循環量を上げて吸熱量を増やすようにしている。
【００１７】
ところが、バイナリー発電装置の応答が遅いので、減圧ボイラの内部圧力が上がり、最後は最大使用圧力（大気圧よりもやや小さい圧力）に設定された安全装置（安全弁等）が作動し、減圧ボイラの内部が大気と連通状態となり、大気が減圧ボイラ内に流入して減圧ボイラの内部圧力が大気と同じ圧力になる。
【００１８】
このように、安全装置が作動すると、一旦熱回収発電設備の運転を停止し、減圧ボイラの内部を真空ポンプにより所定の真空になるまで吸引しなくてはならず、再運転するまでに時間がかかり、運転効率や発電効率が著しく低下すると言う問題がある。
【００１９】
更に、従来技術では、廃熱ボイラや減圧ボイラ等の熱回収器の後段に白煙防止用空気予熱器が設置されている（特許文献４及び特許文献５参照）。
【００２０】
図７は減圧ボイラの後段に白煙防止用空気予熱器を設置した従来の燃焼設備を示し、当該燃焼設備は、下水汚泥等の廃棄物を燃焼炉４０（焼却炉）により燃焼処理し、燃焼炉４０から排出された燃焼排ガスＧを燃焼用空気予熱器４１、減圧ボイラ４２（熱回収器）、白煙防止用空気予熱器４３、バグフィルター４４、洗煙装置４５、誘引ファン４６及び煙突４７の順に流すようにしたものである。
【００２１】
即ち、燃焼炉４０から排出された燃焼排ガスＧは、先ず燃焼用空気予熱器４１で熱回収されて約５６０℃となり、次に減圧ボイラ４２により熱吸収されて約２１０℃まで減温されて白煙防止用空気予熱器４３に送られ、ここで白煙防止用空気Ａを約８０℃まで加熱し、約１８０℃の温度になってバグフィルター４４に送られる。バグフィルター４４では、燃焼排ガスＧに含まれる煤塵が除去される。煤塵が除去された燃焼排ガスＧは、洗煙装置４５に送られ、ここで水噴霧により燃焼排ガスＧに含まれる酸性ガスが除去された後、誘引ファン４６に送られ、白煙防止用空気ファン４８により送られて来て白煙防止用空気予熱器４３を通過した白煙防止用空気Ａと合流して煙突４７から大気中へ排出される。
【００２２】
図７に示す燃焼設備では、減圧ボイラ４２（熱回収器）での吸収熱量は、燃焼排ガスＧの入口温度（５６０℃）から出口温度（２１０℃）の温度差分（３５０℃）となる。
【００２３】
また、図７に示す燃焼設備では、白煙防止用空気予熱器４３に導かれる白煙防止用空気Ａが低温なので硫酸腐食防止対策が講じられている。この防止対策としては、白煙防止用空気予熱器４３に流入する白煙防止用空気Ａの温度を上げ、白煙防止用空気予熱器４３の燃焼排ガスＧの入口温度を高めに設定し、白煙防止用空気予熱器４３の燃焼排ガスＧとの接触面の温度を硫酸露点温度以上として来た。
【００２４】
即ち、白煙防止用空気予熱器４３の燃焼排ガスＧとの接触面の温度を硫酸露点温度以上にするため、白煙防止用空気予熱器４３へ流入する白煙防止用空気Ａは、白煙防止用空気予熱器４３で加熱された白煙防止用空気Ａの一部を循環させて白煙防止用空気予熱器４３の入口温度を約５０℃に上げ、白煙防止用空気予熱器４３の出口温度を約８０℃としている。また、燃焼排ガスＧは、白煙防止用空気予熱器４３（並流式）の入口温度を約２１０℃、白煙防止用空気予熱器４３の出口温度を約１８０℃として燃焼排ガスＧとの接触面の温度をそれぞれの平均値１３０℃としている。
【００２５】
従って、上述した燃焼排ガスＧからの熱回収発電設備においては、白煙防止用空気予熱器４３を減圧ボイラ４２（熱回収器）の後段に設置した場合、白煙防止用空気予熱器４３の出口側の燃焼排ガスＧの温度は、約１８０℃もあり、減圧ボイラ４２（熱回収器）の内部温度約１３０℃と比較しても、約５０℃も高くなっており、十分な熱回収が行われないと言う問題がある。
【００２６】
また、白煙防止用空気予熱器４３の硫酸腐食防止対策として白煙防止用空気予熱器４２に流入する白煙防止用空気Ａは、加熱された後に一部循環させており、そのために白煙防止用空気Ａを循環させるための循環ファン（図示省略）が必要になり、白煙防止用空気ファン４８と合わせてファンの動力が過大なものとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】特許第６００９００９号公報
【特許文献２】特開昭５７−３３７０１号公報
【特許文献３】特開２０１３-１８１３９８号公報
【特許文献４】特開平１１-６３４５８号公報
【特許文献５】特開２００６−１８９１９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
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、その目的は、減圧ボイラに流入する燃焼排ガスの量が増大したり、燃焼排ガスの温度が上昇したりした場合でも、減圧ボイラが最大使用圧力を超えることがなく、安定した状態で連続運転できるようにし、また、熱回収量が増加して発電量を増加できるようにした燃焼排ガスからの熱回収発電設備及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記目的を達成するために、本発明の第１の発明は、燃焼炉から排出されて煙道内を流れる腐食成分を含む燃焼排ガスから熱回収して発電するようにした燃焼排ガスからの熱回収発電設備であって、燃焼排ガスを流す煙道に設置され、燃焼排ガスを通して燃焼排ガスから熱回収すると共に、熱媒水を加熱して蒸気を発生させる内部圧力が大気圧以下に保持された減圧ボイラと、減圧ボイラにより低沸点の液状の冷媒を加熱、蒸発させてその蒸気でタービンを回して発電するバイナリー発電装置と、減圧ボイラの熱媒水の温度又は減圧ボイラの内部圧力をそれぞれ検出する温度検出器又は圧力検出器と、減圧ボイラの熱媒水を貯留する缶体の少なくとも一部をケーシングで囲って缶体との間に白煙防止用空気が流れるジャケット空間を形成する白煙防止用空気予熱器と、白煙防止用空気予熱器に接続された白煙防止用空気供給路と、白煙防止用空気供給路に接続された白煙防止用空気ファンと、白煙防止用空気供給路に介設されたダンパーと、を備えており、前記温度検出器又は圧力検出器からの検出信号に基づいてバイナリー発電装置の冷媒を循環させる冷媒循環ポンプを制御すると共に、前記減圧ボイラ内の圧力が設定値を超えたときに、ダンパーを所定の開度以上に開放制御する構成としたことに特徴がある。
【００３０】
本発明の第２の発明は、燃焼炉から排出されて煙道内を流れる腐食成分を含む燃焼排ガスから熱回収して発電するようにした燃焼排ガスからの熱回収発電設備であって、燃焼排ガスを流す煙道に設置され、燃焼排ガスを通して燃焼排ガスから熱回収すると共に、熱媒水を加熱して蒸気を発生させる内部圧力が大気圧以下に保持された減圧ボイラと、減圧ボイラにより低沸点の液状の冷媒を加熱、蒸発させてその蒸気でタービンを回して発電するバイナリー発電装置と、減圧ボイラの熱媒水の温度又は減圧ボイラの内部圧力をそれぞれ検出する温度検出器又は圧力検出器と、減圧ボイラの熱媒水を貯留する缶体の少なくとも一部をケーシングで囲って缶体との間に白煙防止用空気が流れるジャケット空間を形成する二つの白煙防止用空気予熱器と、一方の白煙防止用空気予熱器に接続された白煙防止用空気供給路と、白煙防止用空気供給路に接続された白煙防止用空気ファンと、白煙防止用空気供給路に介設されたダンパーと、二つの白煙防止用空気予熱器のジャケット空間同士を接続する連絡通路と、連絡通路に介設された第２ダンパーと、備えており、前記温度検出器又は圧力検出器からの検出信号に基づいてバイナリー発電装置の冷媒を循環させる冷媒循環ポンプを制御すると共に、前記減圧ボイラ内の圧力が設定値を超えたときに、第２ダンパーを開放制御する構成としたことに特徴がある。
【００３１】
本発明の第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明において、前記減圧ボイラの熱媒水を、大気圧以下で沸点が燃焼排ガス中に含まれているＳＯ３ガスの露点以上となる水溶液とし、また、前記白煙防止用空気を、常温空気としたことに特徴がある。
【００３２】
本発明の第４の発明は、前記第１の発明において、前記白煙防止用空気予熱器は、減圧ボイラの熱媒水を貯留する缶体を円筒状のケーシングで囲って缶体との間に円筒形状のジャケット空間を形成したジャケット構造の白煙防止用空気予熱器とし、前記ケーシングに、白煙防止用空気供給路に接続されてジャケット空間へ白煙防止用空気を吹き込むための空気入口ダクトをケーシングの接線方向に接続したことに特徴がある。
【００３３】
本発明の第５の発明は、前記第２の発明において、前記二つの白煙防止用空気予熱器は、何れも減圧ボイラの熱媒水を貯留する缶体を円筒状のケーシングで囲って缶体との間に円筒形状のジャケット空間を形成したジャケット構造の白煙防止用空気予熱器とし、一方の白煙防止用空気予熱器のケーシングに、白煙防止用空気供給路に接続されて一方の白煙防止用空気予熱器のジャケット空間へ白煙防止用空気を吹き込むための空気入口ダクトをケーシングの接線方向に接続したことに特徴がある。
【００３４】
本発明の第６の発明は、前記第１の発明、第３の発明又は第４の発明の何れかに記載の燃焼排ガスからの熱回収発電設備の制御方法であって、圧力検出器により減圧ボイラ内の圧力を検出し、減圧ボイラ内の圧力が設定値を超えたときに、ダンパーを所定の開度以上に開放して白煙防止用空気予熱器へより多くの白煙防止用空気を供給し、減圧ボイラ内の圧力を低下させるようにしたことに特徴がある。
【００３５】
本発明の第７の発明は、前記第２の発明、第３の発明又は第５の発明の何れかに記載の燃焼排ガスからの熱回収発電設備の制御方法であって、圧力検出器により減圧ボイラ内の圧力を検出し、減圧ボイラ内の圧力が設定値を超えたときに、第２ダンパーを開放して一方の白煙防止用空気予熱器から他方の白煙防止用空気予熱器へ白煙防止用空気を供給し、減圧ボイラ内の圧力を低下させるようにしたことに特徴がある。
【００３６】
本発明の第８の発明は、前記第６の発明において、減圧ボイラ内の圧力が設定圧力以下になれば、ダンパーを所定の開度まで徐々に閉めて行くようにしたことに特徴がある。
【００３７】
本発明の第９の発明は、前記第７の発明において、減圧ボイラ内の圧力が設定圧力以下になれば、第２ダンパーを閉鎖位置まで徐々に閉めて行くようにしたことに特徴がある。
【発明の効果】
【００３８】
本発明によれば、減圧ボイラに白煙防止用空気予熱器を付設し、減圧ボイラの熱媒水により白煙防止用空気予熱器内を流れる白煙防止用空気を加熱すると共に、減圧ボイラ内の圧力が設定値を超えたときに、白煙防止用空気予熱器に流入する白煙防止用空気を流量制御するようにしているため、減圧ボイラに流入する燃焼排ガスの量が大幅に増大したり、燃焼排ガスの温度が急激に上昇したりした場合でも、減圧ボイラが最大使用圧力を超えることがなく、安定した状態で連続運転することができる。
【００３９】
また、本発明によれば、腐食性のない減圧ボイラに白煙防止用空気予熱器を付設しているため、減圧ボイラの後段に白煙防止用空気予熱気を設置したものと比較した場合、減圧ボイラの燃焼排ガスの出口温度を１５０℃程度まで下げることができ、熱回収量が増加すると共に、バイナリー発電装置による発電量も増加することになる。
【００４０】
更に、本発明によれば、白煙防止用空気予熱器に流入した白煙防止用空気が腐食性のない減圧ボイラにより加熱されるため、白煙防止用空気予熱器の硫酸腐食防止対策が不要になる。その結果、従来必要であった加熱された白煙防止用空気を循環させるための循環ファンが不要になり、白煙防止用空気ファンのみの動力で済む。
【００４１】
更に、本発明によれば、白煙防止用空気予熱器の円筒状のケーシングに空気入口ダクトをケーシングの接線方向に沿って接続しているため、白煙防止用空気が白煙防止用空気予熱器の円筒形状のジャケット空間内に接線方向へ吹き込まれ、ジャケット空間内を旋回しながら空気出口から排出される。そのため、白煙防止用空気は、ジャケット空間内を片寄った状態で流れることがなく、缶体を通して熱媒水から確実且つ良好に受熱することになる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃焼排ガスからの熱回収発電設備を設置した燃焼設備の概略系統図である。
【図２】図１に示す燃焼排ガスからの熱回収発電設備の拡大概略系統図である。
【図３】白煙防止用空気予熱器を付設した減圧ボイラの概略縦断側面図である。
【図４】図２に示す熱回収発電設備の制御フロー図である。
【図５】燃焼排ガスからの熱回収発電設備の他の例を示す拡大概略系統図である。
【図６】図５に示す熱回収発電設備の制御フロー図である。
【図７】減圧ボイラの後段に白煙防止用空気予熱器を設置した従来の燃焼設備の概略系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る燃焼排ガスＧからの熱回収発電設備を設置した燃焼設備を示し、当該燃焼設備は、下水汚泥等の廃棄物を燃焼炉１（焼却炉）により燃焼処理し、燃焼炉１から排出された燃焼排ガスＧを燃焼用空気予熱器２、白煙防止用空気予熱器３付きの減圧ボイラ４、バグフィルター５、洗煙装置６の順に流すようにしたものである。
【００４４】
即ち、燃焼炉１から排出された燃焼排ガスＧは、先ず燃焼用空気予熱器２で熱回収されて約５６０℃となり、次に白煙防止用空気予熱器３を付設した減圧ボイラ４により熱回収されて１５０℃まで減温されてバグフィルター５に送られる。バグフィルター５では、燃焼排ガスＧに含まれる煤塵が除去される。煤塵が除去された燃焼排ガスＧは、洗煙装置６に送られ、ここで水噴霧により燃焼排ガスＧに含まれる酸性ガスが除去された後、誘引ファン７に送られ、白煙防止用空気ファン８により送られて白煙防止用空気予熱器３を通過した白煙防止用空気Ａと合流して煙突９から大気中へ排出される。
【００４５】
図２は本発明の一実施形態に係る燃焼排ガスＧからの熱回収発電設備を示し、当該熱回収発電設備は、燃焼炉１からの燃焼排ガスＧを流す煙道１０（燃焼用空気予熱器２とバグフィルター５との間の煙道１０）に設置され、燃焼排ガスＧを通して燃焼排ガスＧから熱回収すると共に、熱媒水Ｈを加熱して蒸気を発生させる内部圧力が大気圧以下に保持された減圧ボイラ４と、減圧ボイラ４により低沸点の液状の冷媒Ｒを加熱、蒸発させてその蒸気でタービン２２を回して発電するバイナリー発電装置１１と、減圧ボイラ４の熱媒水Ｈの温度又は減圧ボイラ４の内部圧力Ｐ１（減圧蒸気室１８内の圧力Ｐ１）をそれぞれ検出する温度検出器１２又は圧力検出器１３と、減圧ボイラ４の熱媒水Ｈを貯留する缶体の少なくとも一部をケーシング２８で囲って缶体１６との間に白煙防止用空気Ａが流れるジャケット空間２９を形成するジャケット構造の白煙防止用空気予熱器３と、白煙防止用空気予熱器３に接続されて白煙防止用空気Ａを供給する白煙防止用空気供給路１４と、白煙防止用空気供給路１４に接続された白煙防止用空気ファン８と、白煙防止用空気供給路１４に介設されたダンパー１５と、を備えており、前記温度検出器１２又は圧力検出器１３からの検出信号に基づいて減圧ボイラ４の熱媒水Ｈの温度又は減圧蒸気室１８の圧力Ｐ１が所定の温度又は圧力に保たれるようにバイナリー発電装置１１の低沸点の冷媒Ｒを循環させる冷媒循環ポンプ２５を制御して発電量を制御すると共に、前記減圧ボイラ４の内部圧力Ｐ１が設定値Ｐａを超えたときに、圧力検出器１３からの検出信号に基づいてダンパー１５を所定の開度以上に開放して白煙防止用空気予熱器３へより多くの白煙防止用空気Ａを供給し、減圧ボイラ４内の圧力を低下させる構成としたものである。
【００４６】
具体的には、前記減圧ボイラ４は、図２に示す如く、煙道１０に接続され、内部圧力が大気圧以下に保持されて熱媒水Ｈを貯留した金属製の缶体１６と、缶体１６の熱媒水Ｈを貯留した部分に貫通状に架設され、煙道１０内の燃焼排ガスＧが通過する複数の煙管１７と、缶体１６内の上部側空間に形成された減圧蒸気室１８と、熱媒水Ｈの温度を検出する温度検出器１２と、減圧蒸気室１８内の圧力Ｐ１を検出する圧力検出器１３と、減圧蒸気室１８内の圧力Ｐ１が最大使用圧力（大気圧よりもやや小さい圧力）も高くなったときに減圧蒸気室１８を大気に開放する安全装置１９（例えば、安全弁）等を備えており、缶体１６内の熱媒水Ｈを複数の煙管１７内を通過する燃焼排ガスＧとの間接熱交換により加熱して蒸発させ、発生した水蒸気を減圧蒸気室１８に設置したバイナリー発電装置１１の冷媒予熱部２０に接触させて凝縮液化させると共に、冷媒予熱部２０の冷媒予熱管２１ａ内を流れる冷媒Ｒに熱を与えるようにしている。
【００４７】
尚、缶体１６は、円筒状の上部缶体１６ａと同じく円筒状の下部缶体１６ｂとを連結管１６ｃを介して連通状に接続した構造であり、下部缶体１６ｂ内に熱媒水Ｈが貯留されていると共に、下部缶体１６ｂに煙管１７が架設され、また、上部缶体１６ａ内の空間と下部缶体１６ｂ内の上部空間と連結管１６ｃ内の空間とが減圧蒸気室１８となっている。
【００４８】
また、熱媒水Ｈには、大気圧以下で１００℃以上の沸点を持つ水溶液が使用されている。この水溶液の沸点は、燃焼排ガスＧ中に含まれているＳＯ３が通過する煙管１７内部で結露しない温度としている。この実施形態においては、ＳＯ３の露点が１３０℃程度であるので、水溶液の沸点を１３０℃とし、５５Ｗｔ％の臭化リチウム水溶液を熱媒水Ｈとして使用している。
【００４９】
前記バイナリー発電装置１１は、図２に示す如く、冷媒予熱部２０、冷媒蒸発部２１、タービン２２、発電機２３、凝縮部２４、冷媒循環ポンプ２５、冷媒循環用配管２６及び制御盤２７等を備えており、前記冷媒予熱部２０、冷媒蒸発部２１、タービン２２、凝縮部２４及び冷媒循環ポンプ２５を冷媒循環用配管２６により閉ループ状に接続し、閉ループ内で低沸点の冷媒Ｒ（例えば、ペンタンやアンモニア等）を冷媒予熱部２０、冷媒蒸発部２１、タービン２２、凝縮部２４、冷媒循環ポンプ２５の順に循環させて冷媒予熱部２０に戻すようにしている。
【００５０】
このバイナリー発電装置１１は、冷媒予熱部２０が減圧ボイラ４の減圧蒸気室１８に配設されていると共に、冷媒蒸発部２１が熱媒水Ｈ内に配設されており、減圧蒸気室１８内の９０℃の蒸気により冷媒予熱部２０内の低沸点の液状の冷媒Ｒに熱を与え、熱を与えられた冷媒Ｒを冷媒蒸発部２１に導いてここで１３０℃の熱媒水Ｈにより更に過熱して蒸気とし、この蒸気でタービン２２を回して発電機２３で発電するようになっている。タービン２２を回した蒸気は、凝縮部２４で冷却されて液状の冷媒Ｒとなって冷媒予熱部２０に戻る。冷媒予熱部２０に戻った液状の冷媒Ｒは、ここで減圧蒸気室１８内の蒸気により再び予熱され、引き続き冷媒蒸発部２１に流入してここで熱媒水Ｈにより更に過熱されて蒸気となった後、タービン２２に供給されてタービン２２を回す。
【００５１】
このように、前記バイナリー発電装置１１では、タービン２２を回す役目を果たす冷媒Ｒが蒸気と液化を繰り返しながら閉ループ内を循環するようになっている。
【００５２】
尚、前記冷媒予熱部２０は、折り曲げ形成した冷媒予熱管２０ａを減圧蒸気室１８に配設することにより構成され、前記冷媒蒸発部２１は、折り曲げ形成した冷媒蒸発管２１ａを熱媒水Ｈ内に配設することにより構成されている。
【００５３】
また、前記バイナリー発電装置１１は、減圧ボイラ４に設けた温度検出器１２又は圧力検出器１３により減圧ボイラ４の熱媒水Ｈの温度又は減圧蒸気室１８内の圧力Ｐ１をそれぞれ検出し、これらの検出信号に基づいて減圧ボイラ４の熱媒水Ｈの温度又は減圧蒸気室１８内の圧力Ｐ１が所定の温度又は圧力に保たれるように制御盤２７により低沸点の冷媒Ｒを循環させる冷媒循環ポンプ２５を制御し、発電量を制御するように構成されている。
【００５４】
前記白煙防止用空気予熱器３は、減圧ボイラ４の熱媒水Ｈを貯留する円筒状の下部缶体１６ｂを金属製の円筒状のケーシング２８で囲って下部缶体１６ｂの外周面とケーシング２８の内周面との間に白煙防止用空気Ａが流れる円筒形状のジャケット空間２９を形成したジャケット構造を呈しており、ジャケット空間２９に白煙防止用空気Ａを流し、下部缶体１６ｂ内の熱媒水Ｈにより予熱するようにしたものである。
【００５５】
また、白煙防止用空気予熱器３のケーシング２８の上部には、白煙防止用空気Ａをジャケット空間２９内へ吹き込むための白煙防止用空気入口３０ａを形成する空気入口ダクト３０が設けられ、ケーシング２８の下部には、ジャケット空間２９内の白煙防止用空気Ａを流出させるための白煙防止用空気出口３１ａを形成する空気出口ダクト３１が設けられている（図３参照）。これら空気入口ダクト３０及び空気出口ダクト３１は、何れも円筒形状のケーシング２８にその接線方向に接続されており、空気入口ダクト３０は、ケーシング２８の一端部（上流側端部）に、空気出口ダクト３１は、ケーシング２８の他端部（下流側端部）にそれぞれ配置されている。
【００５６】
更に、白煙防止用空気予熱器３の空気入口ダクト３０には、白煙防止用空気予熱器３へ白煙防止用空気Ａを供給し得る白煙防止用空気供給路１４が接続されている。尚、白煙防止用空気Ａには、常温空気が使用されている。ここで常温空気とは、外部常温空気を意味している。
【００５７】
前記白煙防止用空気供給路１４には、白煙防止用空気ファン８が接続されていると共に、白煙防止用空気Ａの流量を制御するモータ１５ａ付きのダンパー１５が介設されている。
【００５８】
前記モータ１５ａ付きのダンパー１５は、減圧ボイラ４内の温度又は圧力が所定の温度又は圧力に保たれているときには、所定の開度に保たれており、白煙防止用空気ファン８及び白煙防止用空気供給路１４により所定量の白煙防止用空気Ａが白煙防止用空気予熱器３のジャケット空間２９内に供給されている。ここで、ダンパー１５の所定の開度とは、煙突９から排出される燃焼排ガスＧに白煙を生じさせない量及び温度の白煙防止用空気Ａを白煙防止用空気予熱器３へ供給できる開度を言う。
【００５９】
また、モータ１５ａ付きのダンパー１５は、減圧ボイラ４の内部圧力Ｐ１が設定値Ｐａ（最大使用圧力と常用使用圧力の中間値）を超えたときに、圧力検出器１３からの検出信号に基づいて制御盤２７によりダンパー１５を所定の開度以上に開放制御されるようになっている。これにより、白煙防止用空気予熱器３へより多くの白煙防止用空気Ａが供給されることになり、減圧ボイラ４内の圧力Ｐ１を安全装置１９が作動しない圧力まで低下させる。
【００６０】
次に、上述した燃焼排ガスＧからの熱回収発電設備の減圧ボイラ４での熱交換及びバイナリー発電装置１１による発電について説明する。
【００６１】
燃焼用空気予熱器２により熱回収された燃焼排ガスＧは、約５６０℃の温度で白煙防止用空気予熱器３を付設した減圧ボイラ４に流入し、ここで更に熱回収されて約１５０℃の温度になり、バグフィルター５へ送られる。
【００６２】
前記減圧ボイラ４内は、大気圧以下に保たれており、熱媒水Ｈが満たされている。この熱媒水Ｈは、大気圧以下で１００℃以上の沸点を持っており、燃焼排ガスＧ中に含まれているＳＯ３が通過する減圧ボイラ４の煙管１７内部で結露しない温度としている。この実施形態においては、ＳＯ３の露点が１３０℃であるので、熱媒水Ｈの沸点を１３０℃としている。また、熱媒水Ｈを５５Ｗｔ％の臭化リチウム水溶液としている。このときの減圧ボイラ４の煙管１７の表面温度は、約１４０℃となり、腐食が防止される。
【００６３】
また、減圧ボイラ４内では、燃焼排ガスＧから受熱した熱媒水Ｈが沸騰し、９０℃の水蒸気を発生する。発生した減圧水蒸気は、減圧ボイラ４の減圧蒸気室１８に配設した冷媒予熱部２０の冷媒予熱管２０ａに接触して凝縮し、冷媒予熱管２０ａ内を流れる冷媒Ｒに熱を与える。尚、冷媒予熱管２０ａでの熱交換により凝縮したドレン水は、下部缶体１６ｂに貯留されている熱媒水Ｈ側へ流下する。
【００６４】
熱を与えられた冷媒Ｒは、減圧ボイラ４の熱媒水Ｈ内に配設した冷媒蒸発部２１の冷媒蒸発管２１ａに送られ、ここで１３０℃の熱媒水Ｈにより受熱して蒸発する。気化した冷媒気体は、タービン２２に送られ、タービン２２羽根を回転させて発電機２３で発電させる。
【００６５】
タービン２２から排出された気化した冷媒気体は、凝縮部２４に送られてここで冷却水により冷却されて液状の冷媒Ｒとなり、冷媒循環ポンプ２５により冷媒予熱部２０へ戻る。
【００６６】
このように、減圧ボイラ４での熱交換及びバイナリー発電装置１１による発電については、上述したサイクルを繰り返す。
【００６７】
一方、前記減圧ボイラ４に付設した白煙防止用空気予熱器３では、白煙防止用空気ファン８から白煙防止用空気供給路１４及び所定の開度に保持されたダンパー１５を介して送られて来た白煙防止用空気Ａが空気入口ダクト３０から白煙防止用空気予熱器３のジャケット空間２９内に吹き込まれ、ここで減圧ボイラ４の熱媒水Ｈにより予熱された後、空気出口ダクト３１から排出される。予熱された白煙防止用空気Ａは、洗煙装置６により洗浄された燃焼排ガスＧに混合されて煙突９から排出される。このとき、白煙防止用空気Ａには、加熱側となる減圧ボイラ４の熱媒水Ｈに腐食成分が含まれていないので、常温空気（例えば、２０℃）が使用されており、常温のままで白煙防止用空気予熱器３に供給されている。また、白煙防止用空気Ａは、空気入口ダクト３０が円筒状のケーシング２８にその接線方向に接続されているため、白煙防止用空気予熱器３のジャケット空間２９内に接線方向へ吹き込まれ、ジャケット空間２９内を旋回してから白煙防止用空気出口３１ａから排出される。そのため、白煙防止用空気Ａは、ジャケット空間２９内を片寄った状態で流れることがなく、下部缶体１６ｂを通して熱媒水Ｈから確実且つ良好に受熱することになる。
【００６８】
次に、熱回収発電設備の減圧ボイラ４の制御について説明する。
【００６９】
下水汚泥の燃焼量や発熱量が低下したときには、減圧ボイラ４の入口温度と燃焼排ガスＧの流量が低下するので、減圧ボイラ４での吸収熱量も低下する。そのとき減圧ボイラ４の内部圧力Ｐ１（減圧蒸気室１８の圧力）も低下する。減圧ボイラ４の内部圧力Ｐ１が低下すると、熱媒水Ｈの飽和温度も低下するので減圧ボイラ４の煙管１７内部の温度が低下する。そのため、煙管１７内部の温度がＳＯ３の露点以下となる。その結果、減圧ボイラ４の煙管１７がＳＯ３の結露による硫酸腐食を引き起こすことがある。
【００７０】
この現象（煙管１７の硫酸腐食）を防止するため、減圧ボイラ４の熱媒水Ｈの温度又は減圧蒸気室１８内の圧力Ｐ１を温度検出器１２又は圧力検出器１３によりそれぞれ検出し、減圧ボイラ４の熱媒水Ｈの温度又は減圧蒸気室１８内の圧力Ｐ１が設定値Ｐａ以下になると、温度検出器１２又は圧力検出器１３からの検出信号がバイナリー発電装置１１の制御盤２７に送られて発電量を下げる。発電量を下げるには、制御盤２７により冷媒循環ポンプ２５の回転数を下げて冷媒Ｒの循環量を落とす。冷媒Ｒの循環量が下がると、冷媒蒸発部２１での吸収熱量が下がり、その後減圧ボイラ４内の圧力Ｐ１は、設定値Ｐａに戻る。
【００７１】
反対に、下水汚泥の燃焼量や発熱量が上昇したときには、減圧ボイラ４の入口温度と燃焼排ガスＧの流量が上昇するので、減圧ボイラ４の吸収熱量も上昇する。そのとき減圧ボイラ４内の圧力Ｐ１（減圧蒸気室１８の圧力）も上昇する。
【００７２】
減圧ボイラ４内の圧力Ｐ１が上昇して設定圧力以上になると、安全装置１９（安全弁）が開く方向に作動して減圧ボイラ４内の圧力を逃がし、大気圧と減圧ボイラ４内の圧力Ｐ１が同じになる。
【００７３】
しかし、この場合、減圧ボイラ４の再起動時に減圧ボイラ４の内部を減圧して大気圧以下にするために真空ポンプ（図示省略）が必要になる。
【００７４】
このような作業や手間をかけると、費用と立上げの時間がかかるので出来るだけ安全装置１９の作動を避けたい。この現象を防止するために、減圧ボイラ４の熱媒水Ｈの温度又は減圧蒸気室１８内の圧力Ｐ１を温度検出器１２又は圧力検出器１３によりそれぞれ検出し、減圧ボイラ４の熱媒水Ｈの温度又は減圧蒸気室１８内の圧力Ｐ１が設定値Ｐａ以上になると、温度検出器１２又は圧力検出器１３からの検出信号がバイナリー発電装置１１の制御盤２７に送られて発電量を上げる。発電量を上げるには、制御盤２７により冷媒循環ポンプ２５の回転数を上げて冷媒Ｒの循環量を増やす。冷媒Ｒの循環量が増えると、冷媒蒸発部２１での吸収熱量が上がり、減圧ボイラ４内の圧力Ｐ１は、設定値Ｐａに戻る。
【００７５】
このように、下水汚泥の燃焼量や発熱量が変化した場合、バイナリー発電装置１１の冷媒Ｒの循環量による制御は、バイナリー発電装置１１側の受熱速度が減圧ボイラ４側の受熱速度と同等か又はそれ以上の場合に成り立つものであり、減圧ボイラ４側の受熱速度が速い場合には、減圧ボイラ４の内部圧力Ｐ１が上昇することになる。また、燃焼排ガスＧの量や温度の変動が大きい場合には、減圧ボイラ４の内部圧力Ｐ１が最大使用圧力（大気圧よりやや小さい圧力）を超える場合がある。その結果、安全装置１９が作動することになる。
【００７６】
そこで、燃焼排ガスＧの量や温度の変動が大きい場合、即ち、燃焼排ガスＧの量が増大したり、燃焼排ガスＧの温度が上昇したりした場合、減圧ボイラ４に付設した白煙防止用空気予熱器３及びダンパー１５等を制御し、白煙防止用空気予熱器３への白煙防止用空気Ａの量を制御して減圧ボイラ４の安全制御を行う。
【００７７】
燃焼排ガスＧの量や温度が変動して減圧ボイラ４内の圧力Ｐ１が設定値Ｐｓ（最大使用圧力と常用使用圧力の中間値）を超えた場合、圧力検出器１３からの検出信号が制御盤２７に入力され、制御盤２７により白煙防止用空気供給路１４に介設したダンパー１５が所定の開度以上になるように開放制御される。
【００７８】
これにより、多くの白煙防止用空気Ａが白煙防止用空気供給路１４及びダンパー１５を通って白煙防止用空気予熱器３のジャケット空間２９内に流入し、減圧ボイラ４内の熱媒水Ｈから受熱して減圧蒸気室１８内の温度を下げると共に、減圧ボイラ４の内部圧力Ｐ１を安全装置１９が作動しない圧力（Ｐ１＝Ｐｓ）まで低下させる。このとき、白煙防止用空気Ａに常温空気を使用しているため、熱媒水Ｈとの温度差を大きく取れ、白煙防止用空気Ａは早く受熱することができる。
【００７９】
減圧ボイラ４に付設した白煙防止用空気予熱器３により受熱し、減圧ボイラ４の内部圧力Ｐ１が設定圧力以下になれば、制御盤２７により白煙防止用空気供給路１４に介設したダンパー１５を所定の開度まで徐々に閉めて行く。このとき、ダンパー１５を徐々に閉じて行くので、バイナリー発電装置１１側の冷媒循環ポンプ２５による冷媒Ｒの循環量制御が追い付き、減圧ボイラ４内の圧力Ｐ１は常用圧力で運転されることになる（図４参照）。
【００８０】
このように、上述した熱回収発電設備によれば、減圧ボイラ４に白煙防止用空気予熱器３を付設しているため、減圧ボイラ４の内部圧力Ｐ１が設定値Ｐａ（最大使用圧力と常用使用圧力の中間値）を超えたときに、白煙防止用空気予熱器３に供給する白煙防止用空気Ａの量を制御し、減圧ボイラ４内の圧力Ｐ１を低下させることが出来る。その結果、減圧ボイラ４に流入する燃焼排ガスＧの量が大幅に増大したり、或いは、燃焼排ガスＧの温度が急激に上昇したりした場合でも、減圧ボイラ４が最大使用圧力を超えることがなく、安定した状態で連続運転することができる。
【００８１】
また、前記熱回収発電設備によれば、腐食性のない減圧ボイラ４に白煙防止用空気予熱器３を付設しているため、減圧ボイラ４２の後段に白煙防止用空気予熱気４３を設置した従来のものと比較した場合、減圧ボイラ４の燃焼排ガスＧの出口温度を１５０℃程度まで下げることができ、熱回収量が増加すると共に、バイナリー発電装置１１による発電量も増加することになる。
【００８２】
即ち、従来のように減圧ボイラ４２の後段に白煙防止用空気予熱器４３を設置した場合、減圧ボイラ４２の吸収熱量は、減圧ボイラ４２の入口温度５６０℃と出口温度２１０℃の温度差分（３５０℃）となる。
これに対して、減圧ボイラ４に白煙防止用空気予熱器３を付設した場合、減圧ボイラ４の吸収熱量は、減圧ボイラ４の入口温度５６０℃と出口温度１５０℃の温度差分から白煙防止用空気予熱器３が吸収する温度差分３０℃分を引いた温度差（５６０℃−１５０℃−３０℃＝３８０℃）となり、減圧ボイラ４２の後段に白煙防止用空気予熱器４３を設置した場合に比較して約８．６％増加できる。この分をバイナリー発電装置１１が吸収するので、発電量も約８．６％増加することになる。
【００８３】
更に、前記熱回収発電設備によれば、白煙防止用空気Ａが腐食性のない減圧ボイラ４から受熱するため、白煙防止用空気予熱器３の硫酸腐食防止対策が不要になる。その結果、従来必要であった加熱された白煙防止用空気Ａを循環させるための循環ファンが不要になり、白煙防止用空気ファン８のみの動力で済む。
【００８４】
図５は本発明の他の実施形態に係る燃焼排ガスＧからの熱回収発電設備を示し、当該熱回収発電設備は、燃焼排ガスＧを流す煙道１０に設置され、燃焼排ガスＧを通して燃焼排ガスＧから熱回収すると共に、熱媒水Ｈを加熱して蒸気を発生させる内部圧力が大気圧以下に保持された減圧ボイラ４と、減圧ボイラ４により低沸点の液状の冷媒Ｒを加熱、蒸発させてその蒸気でタービン２２を回して発電するバイナリー発電装置１１と、減圧ボイラ４の熱媒水Ｈの温度又は減圧ボイラ４の減圧蒸気室１８の内部圧力Ｐ１をそれぞれ検出する温度検出器１２又は圧力検出器１３と、減圧ボイラ４の熱媒水Ｈを貯留する缶体１６の少なくとも一部をケーシング２８で囲って缶体１６との間に白煙防止用空気Ａが流れるジャケット空間２９を形成する二つのジャケット構造の白煙防止用空気予熱器３，３′と、一方の白煙防止用空気予熱器３に接続されて白煙防止用空気Ａを供給する白煙防止用空気供給路１４と、白煙防止用空気供給路１４に接続された白煙防止用空気ファン８と、白煙防止用空気供給路１４に介設されたダンパー１５と、二つの白煙防止用空気予熱器３，３′同士を連通状に接続する連絡通路３２と、連絡通路３２に介設された第２ダンパー３３と、備えており、前記温度検出器１２又は圧力検出器１３からの検出信号に基づいて減圧ボイラ４の熱媒水Ｈの温度又は減圧蒸気室１８内の圧力Ｐ１が所定の温度又は圧力に保たれるようにバイナリー発電装置１１の低沸点の冷媒Ｒを循環させる冷媒循環ポンプ２５を制御して発電量を制御すると共に、前記減圧ボイラ４の内部圧力Ｐ１が設定値Ｐａを超えたときに、圧力検出器１３からの検出信号に基づいて第２ダンパー３３を閉鎖位置から開放制御して白煙防止用空気予熱器３′へ白煙防止用空気Ａを供給し、減圧ボイラ４内の圧力Ｐ１を低下させる構成としたものである。
【００８５】
前記熱回収発電設備は、減圧ボイラ４に二つのジャケット構造の白煙防止用空気予熱器３，３′を付設したものであり、その他の構成は、図２に示す熱回収発電設備と同様構造に構成されており、図２に示す熱回収発電設備と同じ部位・部材には、同一の参照番号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００８６】
前記二つの白煙防止用空気予熱器３，３′は、何れも減圧ボイラ４の熱媒水Ｈを貯留する円筒状の下部缶体１６ｂを金属製の円筒状のケーシング２８で囲って下部缶体１６ｂの外周面とケーシング２８の内周面との間に白煙防止用空気Ａが流れる円筒形状のジャケット空間２９を形成したジャケット構造を呈しており、前記ジャケット空間２９をジャケット空間２９内に配設した仕切り壁３４により上流側ジャケット空間２９ａと下流側ジャケット空間２９ｂとに区画することにより二つの白煙防止用空気予熱器３，３′（上流側の白煙防止用空気予熱器３と下流側の白煙防止用空気予熱器３′）に構成されている。
【００８７】
また、上流側の白煙防止用空気予熱器３の上流側ジャケット空間２９ａと下流側の白煙防止用空気予熱器３′の下流側ジャケット空間２９ｂとは、連絡通路３２により連通状に接続されている。この連絡通路３２には、上流側ジャケット空間２９ａから下流側ジャケット空間２９ｂに流入する白煙防止用空気Ａを流量制御するモータ３３ａ付きの第２ダンパー３３が介設されている。
【００８８】
前記第２ダンパー３３は、減圧ボイラ４内の温度又は圧力が所定の温度又は圧力に保たれているときには、閉鎖状態に保たれており、減圧ボイラ４の内部圧力Ｐ１が設定値Ｐａ（最大使用圧力と常用使用圧力の中間値）を超えたときに、圧力検出器１３からの検出信号に基づいて制御盤２７により第２ダンパー３３が開放制御されるようになっている。
【００８９】
更に、減圧ボイラ４の上流側の白煙防止用空気予熱器３のケーシング２８の上部には、白煙防止用空気Ａを上流側ジャケット空間２９内へ吹き込むための白煙防止用空気入口３０ａを形成する空気入口ダクト３０が設けられている。この空気入口ダクト３０は、円筒状のケーシング２８にその接線方向に接続されており、当該空気入口ダクト３０には、白煙防止用空気供給路１４が接続されている。
【００９０】
更に、二つの白煙防止用空気予熱器３，３′のケーシング２８の下部には、上流側ジャケット空間２９ａ内及び下流側ジャケット空間２９ｂ内の白煙防止用空気Ａを流出させるための白煙防止用空気出口３１ａを形成する空気出口ダクト３１がそれぞれ設けられている。
【００９１】
前記熱回収発電設備によれば、下水汚泥の燃焼量や発熱量が低下したときや上昇したときには、温度検出器１２又は圧力検出器１３からの検出信号に基づいて減圧ボイラ４の熱媒水Ｈの温度又は減圧蒸気室１８内の圧力Ｐ１が所定の温度又は圧力に保たれるようにバイナリー発電装置１１の低沸点の冷媒Ｒを循環させる冷媒循環ポンプ２５を制御して発電量を制御している。このとき、白煙防止用空気供給路１４に介設したダンパー１５は、所定の開度に保たれている。また、連絡通路３２に介設した第２ダンパー３３は、閉鎖状態に保持されている。
【００９２】
そして、燃焼排ガスＧの量や温度の変動が大きい場合、即ち、燃焼排ガスＧの量が増大したり、燃焼排ガスＧの温度が上昇したりした場合、減圧ボイラ４に付設した下流側の白煙防止用空気予熱器３′及び第２ダンパー３３等を制御して減圧ボイラ４の安全制御を行う。
【００９３】
燃焼排ガスＧの量や温度が変動して減圧ボイラ４の内部圧力Ｐ１が設定値Ｐｓ（最大使用圧力と常用使用圧力の中間値）を超えた場合、圧力検出器１３からの検出信号が制御盤２７に入力され、制御盤２７により連絡通路３２に介設した第２ダンパー３３が開放制御される。
【００９４】
そうすると、白煙防止用空気供給路１４から上流側の白煙防止用空気予熱器３の上流側ジャケット空間２９ａに流入した白煙防止用空気Ａの一部が連絡通路３２を通って下流側の白煙防止用空気予熱器３′の下流側ジャケット空間２９ｂにも流入し、ここで白煙防止用空気Ａが減圧ボイラ４の熱媒水Ｈから受熱して減圧蒸気室１８内の温度を下げると共に、減圧ボイラ４内の圧力Ｐ１を安全装置１９が作動しない圧力Ｐ１（Ｐ１＝Ｐｓ）まで低下させる。
【００９５】
減圧ボイラ４に付設した白煙防止用空気予熱器３，３′により受熱し、減圧ボイラ４内の圧力Ｐ１が設定圧力以下になれば、制御盤２７により連絡通路３２に介設した第２ダンパー３３を徐々に閉めて行く。このとき、第２ダンパー３３を徐々に閉じて行くので、バイナリー発電装置１１側の冷媒循環ポンプ２５による冷媒Ｒの循環量制御が追い付き、減圧ボイラ４４の内部の圧力Ｐ１は常用圧力で運転されることになる（図６参照）。
【００９６】
上述した図５に示す熱回収発電設備も、図２に示す熱回収発電設備と同様の作用効果を奏することができる。
【００９７】
尚、上記の実施形態においては、上流側の白煙防止用空気予熱器３のケーシング２８と下流側の白煙防止用空気予熱器３′のケーシング２８とを兼用させたが、他の実施形態においては、図示していないが、二つの白煙防止用空気予熱器３，３′のケーシング２８を別々に形成しても良い。
【符号の説明】
【００９８】
１は燃焼炉、２は燃焼用空気予熱器、３は白煙防止用空気予熱器、３′は白煙防止用空気予熱器、４は減圧ボイラ、５はバグフィルター、６は洗煙装置、７は誘引ファン、８は白煙防止用空気ファン、９は煙突、１０は煙道、１１はバイナリー発電装置、１２は温度検出器、１３は圧力検出器、１４は白煙防止用空気供給路、１５はダンパー、１５ａはモータ、１６は缶体、１６ａは上部缶体、１６ｂは下部缶体、１６ｃは連結管、１７は煙管、１８は減圧蒸気室、１９は安全装置、２０は冷媒予熱部、２０ａは冷媒予熱管、２１は冷媒蒸発部、２１ａは冷媒蒸発管、２２はタービン、２３は発電機、２４は凝縮部、２５は冷媒循環ポンプ、２６は冷媒循環用配管、２７は制御盤、２８はケーシング、２９はジャケット空間、２９ａは上流側ジャケット空間、２９ｂは下流側ジャケット空間、３０は空気入口ダクト、３０ａは白煙防止用空気入口、３１は空気出口ダクト、３１ａは白煙防止用空気出口、３２は連絡通路、３３は第２ダンパー、３３ａはモータ、３４は仕切り壁、Ａは白煙防止用空気、Ｇは燃焼排ガス、Ｈは熱媒水、Ｐａは設定値（最大使用圧力と常用使用圧力の中間値）、Ｐ１は減圧ボイラ内の圧力、Ｐｓは常用使用圧力、Ｒは冷媒、Ｔは熱媒水の温度。
【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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