(57)【要約】【課題】耐腐食鋼管を用いたり、新たに大掛かりな独立過熱器を設置する必要がなく既設設備に適用でき、廃熱回収ボイラから送出された低温低圧の蒸気の利用効率を高めることができるごみ燃焼発電設備を提供する。【解決手段】化石燃料を燃焼させるボイラ１から発生した蒸気流Ｓ１を蒸気タービン２の高圧部に導いて前流段側から投入させると共に、従来と同様の炭素鋼管を用いた廃熱回収ボイラ４からの蒸気流Ｓ２をその儘の状態で蒸気タービン２の中低圧部に導いて蒸気流Ｓ２に混気させることにより、ごみ燃焼発電設備の蒸気の利用効率を向上させるようにした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ごみ燃焼廃ガス等を熱源とする廃熱回収ボイラから発生した蒸気流を蒸気タービンに導いて、該蒸気タービンに連結された発電機を回転させて電力を発生させるごみ燃焼発電設備において、
前記蒸気タービンの高圧部に化石燃料を燃焼させるボイラから発生した蒸気流を供給すると共に、前記蒸気タービンの低圧部に高温腐食が生じない内部温度に保たれた前記廃熱回収ボイラから発生した蒸気流を供給するようにしたことを特徴とするごみ燃焼発電設備。
【請求項２】
ごみ燃焼廃ガス等を熱源とする廃熱回収ボイラから発生した蒸気流を蒸気タービンに導いて、該蒸気タービンに連結された発電機を回転させて電力を発生させるごみ燃焼発電設備において、
化石燃料を燃焼させるボイラから発生した蒸気流を高圧用蒸気タービンに、高温腐食が生じない内部温度に保たれた前記廃熱回収ボイラから発生した蒸気流を低圧用蒸気タービンにそれぞれ供給したことを特徴とするごみ燃焼発電設備。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ごみ燃焼廃ガス等を熱源とする廃熱回収ボイラから発生した蒸気流を蒸気タービンに導いて、これに連結された発電機を回転させて電力を発生させるごみ燃焼発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家庭ごみ等の一般廃棄物や建築現場等で廃棄される塩化ビニール等のプラスチック廃材を含む産業廃棄物を焼却処理する場合に発生する廃ガスは、塩素や塩素化合物等の腐食性ガスを多量に含んでおり、これらの廃ガスの保有熱を廃熱回収ボイラで熱回収するには腐食性ガスの対策が必要である。
【０００３】
図５と図６は、従来例に係る廃熱回収ボイラの概略構成を示す縦断面図と廃熱回収ボイラの蒸気温度と腐食速度との関係を示す特性図である。
【０００４】
図５において４は廃熱回収ボイラ、４１は入口煙道、４２は中間煙道、４３はホッパ、４４はドラム、４５は２次過熱器、４６は１次過熱器、４７は再熱器、４８は節炭器である。
【０００５】
図６より明らかなように、蒸気温度が３００℃を越えると、ボイラの高温腐食が著しく進行することが判る。なお、廃熱回収ボイラでは蒸気温度が例えば１５０℃以下になると廃ガスの露点に基づく腐食が発生し、これを低温腐食と称して前記高温腐食とは区別しいる。
【０００６】
従来の廃熱回収ボイラでは、高温腐食の発生を抑えるために、廃熱回収ボイラの蒸気条件を一般的に３０ａｔｇで３００℃に設定していた。
【０００７】
なお、廃熱回収ボイラを用いたごみ燃焼発電設備に関しては、例えば下記の特許文献１などが挙げられる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平１０−１４１０１２号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、廃熱回収ボイラにおける高効率発電を行なうには、その蒸気条件を向上させる必要がある。そのためには、廃ガスに接触する鋼管の耐腐食性の問題を解決しなければならない。
【００１０】
そこで、図５に示すような廃熱回収ボイラの過熱器４５，４６に耐腐食鋼管を採用することが考えられる。しかし、普通の炭素鋼管を用いた場合よりも使用寿命が延び、交換時期をそれだけ遅らすことができるものの、何れは交換しなければならないため恒久対策とはならず、しかも設置費用が炭素鋼管を用いた場合の数倍以上かかってしまう問題があった。
【００１１】
また、耐腐食鋼管を用いずに廃熱回収ボイラの蒸気条件を向上させるものとして、廃熱回収ボイラとは別に廃熱回収ボイラからの蒸気の後流側に独立過熱器を設置したものが知られている。
【００１２】
図７は、廃熱回収ボイラ４に独立過熱器１２を設置した従来例に係るごみ燃焼発電設備の要部蒸気系統図である。同図に示すように、廃熱回収ボイラ４のドラム１００からの蒸気は廃熱回収ボイラ４とは別に設けられた独立過熱器１２に導かれて過熱蒸気となり高温高圧の蒸気にされた後、図示しない蒸気タービンに送られる。なお、図７のＳＰは、蒸気中にスプレ水を噴出することで蒸気温度を制御する減温器である。
【００１３】
このように腐食性ガスを含む廃ガスからの熱回収をしない独立した過熱器１２を廃熱回収ボイラ４の後流側に設けることにより、過熱器での腐食性ガス対策を不要としている。
【００１４】
かかる対策を講じることにより廃熱回収ボイラ４から送出された低温低圧の蒸気を高温高圧の蒸気として供給することができるが、独立過熱器１２を廃熱回収ボイラ４とは別に新たに付設しなければならず、そのための設備費用と設置工事が必要になる。
【００１５】
また、高温高圧の蒸気の供給経路に廃熱回収ボイラ４と独立過熱器１２とが直列接続された形態となっているので、例えば都市ごみの供給が停止した時や廃熱回収ボイラ４が稼働していない時は、高温高圧蒸気を需要先に供給できず、電力の安定供給の面で問題があった。
【００１６】
本発明の目的は、耐腐食鋼管を用いたり、新たに大掛かりな独立過熱器を設置する必要がなく、既設設備に適用できて、廃熱回収ボイラから送出された低温低圧の蒸気の利用効率を高めることができるごみ燃焼発電設備を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、蒸気タービンの高圧部に化石燃料を燃焼させるボイラから発生した蒸気流を供給すると共に、蒸気タービンの低圧部に高温腐食が生じない内部温度に保たれた廃熱回収ボイラから発生した蒸気流を供給するようにしたり、化石燃料を燃焼させるボイラから発生した蒸気流を高圧用蒸気タービンに、高温腐食が生じない内部温度に保たれた廃熱回収ボイラから発生した蒸気流を低圧用蒸気タービンにそれぞれ供給したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態に係るごみ燃焼発電設備の蒸気の流れを示す蒸気系統図、図２は同じく、蒸気タービンへの蒸気の流れを示す蒸気系統図である。
【００１９】
これらの図において、１は燃料として石炭、石油、ガス等の化石燃料を使用する化石燃料焚きボイラ、２は２系統の蒸気流Ｓ１，Ｓ２の供給を受けて回転する蒸気タービン、３は蒸気タービン２に連結されて従動回転して電力を発生する発電機、５は蒸気タービン２でエネルギーを消費した蒸気を凝縮させて水に戻す復水器、６，９は復水器５で復水した水を下流の給水ライン７へ給水する２台の給水ポンプ、８ａ，８ｂは給水ポンプ９の上下流に介設され、給水ライン７中の給水を加熱する２台の給水加熱器である。
【００２０】
１０は蒸気流Ｓ２の流れを制御するための廃熱回収ボイラ蒸気止弁、１１は都市ごみを燃焼した廃ガスを熱源とする廃熱回収ボイラ４のドラムに供給する給水量を調節するための給水調節弁である。従来例と同一または同一とみなせる箇所には同一の符号を附して重複する説明を省略する。
【００２１】
復水器５に送られた蒸気は凝縮して水ととなり、給水ポンプ６により給水ライン７に供給される。給水ライン７に送り込まれた給水は給水加熱器８ａで加熱された後、給水ポンプ９で昇圧され、さらに給水加熱器８ｂで加熱され、化石燃料焚きボイラ１および廃熱回収ボイラ４に給水調節弁１０，１１によりそれぞれ供給される。
【００２２】
化石燃料焚きボイラ１から発生した蒸気流Ｓ１および廃熱回収ボイラ４で発生した高温腐食が発生しない低温、低圧の蒸気流Ｓ２（例えば３０ａｔｇ，３００℃以下）は、図２に示すようにそれぞれ蒸気タービン２の高圧部２０および中低圧部２１に導かれて混気され、蒸気タービン２を回転させることにより発電機３が電力を発生する。
【００２３】
本実施形態では蒸気タービン２は１００ａｔｇ、５３０℃の蒸気が導入される高圧部２０と、２０ａｔｇ、３００℃の蒸気が導入される中低圧部２１との２段構成となっていて、高圧部２０に導入された蒸気流Ｓ１は中低圧部２１の最終段まで仕事をして、復水器５に排気され凝縮される。一般に、蒸気タービンの駆動能力はタービン内の熱落差と蒸気流量の積で表され、タービン翼はタービンの後流段になる程、熱落差が小さくなる。
【００２４】
従って廃熱回収ボイラ４から発生した比較的低温、低圧の蒸気流Ｓ２を蒸気タービン２の中低圧部２１に導き、そこでの蒸気流量を増加させることにより、蒸気タービン２の駆動能力を増大させることができる。このようにすることで新たな設備や高価な資材を投入することなく、廃熱回収ボイラ４からの蒸気流Ｓ２を効率的に活用することができる。
【００２５】
本実施形態では化石燃料炊きボイラ１から発生した蒸気流Ｓ１を蒸気タービン２の高圧部２０に導いて前流段側から投入させると共に、従来と同様の炭素鋼管を用いた廃熱回収ボイラ４からの蒸気流Ｓ２を蒸気タービン２の中低圧部２１に導いて蒸気流Ｓ２に混気させることにより、ごみ燃焼発電設備の蒸気の利用効率を向上させることができる。
【００２６】
また、都市ごみの供給が滞ったり廃熱回収ボイラ４が稼働停止した時は、廃熱回収ボイラ蒸気止弁１０を閉鎖して蒸気の逆流を防止した後、石炭、石油、ガスなどの化石燃料を燃焼させる化石燃料炊きボイラ１を単独運転することにより、発電機３が停止して電力の安定供給ができなくなることが防止できる。
【００２７】
図３は、本発明の第２の実施形態に係るごみ燃焼発電設備の蒸気の流れを示す蒸気系統図である。本実施形態では第１の実施形態における廃熱回収ボイラ４の他に、もう一つの廃熱回収ボイラ５０を具えたものである。
【００２８】
第１の実施形態と同様に、廃熱回収ボイラ４から発生した蒸気流Ｓ２の流れを制御するための廃熱回収ボイラ蒸気止弁１０１と、廃熱回収ボイラ５０のドラムに供給される給水流を調節するための給水調節弁１１１を具えている。本実施形態の動作は基本的には第１の実施形態のものと変わりがないが、２つの廃熱回収ボイラ４，５０を具えたことにより、廃熱回収ボイラ４、５０の稼働数を調整して発電機３の発電量を調整することができる。また、これらの廃熱回収ボイラ４，５０の一方が故障して停止した場合でも、他方を継続して稼働させることができるから、ごみ燃焼発電設備の電力供給を安定化できる。
【００２９】
図４は、本発明の第３の実施形態に係るごみ燃焼発電設備の蒸気の流れを示す蒸気系統図である。本実施形態では第１の実施形態における蒸気タービン２に代えて２つの蒸気タービン３３，３４を、また、発電機３の外にもう一つの発電機３２を具えたものである。蒸気タービン３３は中低圧用、蒸気タービン３４は高圧用のものである。
【００３０】
同図に示すように、廃熱回収ボイラ４から発生した蒸気流Ｓ２を高圧用の蒸気タービン３４から排気された中低圧蒸気と共に中低圧用の蒸気タービン３３の送気側に供給することにより、廃熱回収ボイラ４からの蒸気流Ｓ２をそのまま効率良く利用することができる。
【００３１】
なお、本実施形態では蒸気流Ｓ２を中低圧用の蒸気タービン３３の送気側に供給するようにしたが、蒸気タービン３４から排気された中低圧蒸気の蒸気圧と平衡が採れない場合は、蒸気流Ｓ２を蒸気タービン３３の蒸気流Ｓ２の蒸気圧と一致する部分に混気させればよい。
【００３２】
本実施形態では高圧用の蒸気タービン３４は化石燃料炊きボイラ１から発生した蒸気流Ｓ１だけで駆動されるから、発電機３２を発電電力が安定した電力供給源とすることができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、化石燃料炊きボイラから発生した蒸気流を蒸気タービンの高圧部や高圧用蒸気タービンに供給し、廃熱回収ボイラから発生した高温腐食が生じない蒸気条件に保たれた蒸気流を蒸気タービンの低圧部や低圧用蒸気タービンにそれぞれ供給したので、耐腐食鋼管を用いたり、新たに大掛かりな独立過熱器を設置する必要がなく、既設設備に適用でき、廃熱回収ボイラから送出された低温低圧の蒸気の利用効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るごみ燃焼発電設備の蒸気の流れを示す蒸気系統図である。
【図２】その燃焼発電設備の蒸気タービンへの蒸気の流れを示す蒸気系統図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るごみ燃焼発電設備の蒸気の流れを示す蒸気系統図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るごみ燃焼発電設備の蒸気の流れを示す蒸気系統図である。
【図５】従来例に係る廃熱回収ボイラの概略構成を示す縦断面図である。
【図６】その廃熱回収ボイラの蒸気温度と腐食速度との関係を示す特性図である。
【図７】そのごみ燃焼発電設備の要部蒸気系統図である。
【符号の説明】
１：化石燃料炊きボイラ、２，３３，３４：蒸気タービン、３，３２：発電機、４，５０：廃熱回収ボイラ、５：復水器、６，９：給水ポンプ、７：給水ライン、８ａ，８ｂ：給水加熱器、１０，１０１：廃熱回収ボイラ蒸気止弁、１１，１１１：給水調節弁、２０：高圧部、２１：中低圧部、Ｓ１，Ｓ２：蒸気流
【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】
2004150747.tif 000007
【図６】
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【図７】
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