(57)【要約】【課題】焼却炉の廃熱を用いて発電を行う廃熱発電システムにおいて、熱有効利用率を高める。【解決手段】焼却炉２と、焼却炉２から排出される排ガスＥＧが流通する排ガスライン５と、熱媒油ＨＯを熱源として発電する発電装置３と、排ガスＥＧと発電装置３に供給される熱媒油ＨＯとを熱交換する第一熱交換器６と、排ガスライン５において第一熱交換器６と並列に設けられて排ガスＥＧと焼却炉へ供給される空気Ａ１とを熱交換する空気予熱器７と、第一熱交換器６及び空気予熱器７にて熱交換された排ガスＥＧから固形成分を除去する集塵装置１４と、排ガスライン５において集塵装置１４の上流側に設けられ、第一熱交換器６及び空気予熱器７にて熱交換された排ガスＥＧと第一熱交換器６に供給される熱媒油ＨＯとの間で熱交換する第二熱交換器８と、を有する廃熱発電システム１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉と、
前記焼却炉から排出される排ガスが流通する排ガスラインと、
熱媒油を熱源として発電する発電装置と、
前記排ガスと前記発電装置に供給される熱媒油とを熱交換する第一熱交換器と、
前記排ガスラインにおいて前記第一熱交換器と並列に設けられて前記排ガスと前記焼却炉へ供給される空気とを熱交換する空気予熱器と、
前記第一熱交換器及び前記空気予熱器にて熱交換された前記排ガスから固形成分を除去する集塵装置と、
前記排ガスラインにおいて前記集塵装置の上流側に設けられ、前記第一熱交換器及び前記空気予熱器にて熱交換された前記排ガスと前記第一熱交換器に供給される前記熱媒油との間で熱交換する第二熱交換器と、を有する廃熱発電システム。
【請求項２】
前記第二熱交換器から排出された前記排ガスの温度に基づいて前記第二熱交換器で熱交換される熱媒油の流量を調整する制御装置を備えている請求項１に記載の廃熱発電システム。
【請求項３】
熱媒油が循環する熱媒油循環経路と、
前記熱媒油循環経路において前記第二熱交換器の上流側と前記第二熱交換器の下流側とを前記第二熱交換器を迂回して接続するバイパス経路と、を備え、
前記制御装置は、前記バイパス経路を流れる熱媒油の流量を調整する請求項２に記載の廃熱発電システム。
【請求項４】
前記第一熱交換器で熱交換された前記熱媒油の温度に基づいて前記発電装置へ供給される熱媒油の流速を調整する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の廃熱発電システム。
【請求項５】
前記第二熱交換器から排出されて前記集塵装置を通過した前記排ガスにより外気を加熱して煙突へ供給する白煙防止器を備えている請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の廃熱発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却炉の廃熱を用いて発電を行う廃熱発電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下水汚泥等の汚泥を処理する汚泥焼却プラントにおいては、焼却炉の廃熱を利用して焼却炉に供給される燃焼空気を予熱したり、廃熱を回収するボイラにて発生した蒸気を用いて発電を行ったりして、プラント全体の熱有効利用率を向上させる試みが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような汚泥焼却プラントにおいては、焼却炉から排出される排ガスの集塵処理を行う集塵装置を設けることが一般的である。このような汚泥焼却プラントでは、集塵装置の耐熱温度に基づいて、集塵装置に流入する排ガスの温度調整を行っている。従来は、集塵装置に導入される排ガスに対して排ガス冷却塔で水を噴霧して、例えば、約２００℃まで温度調整していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１５５９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、排ガスに対して水を噴霧し温度調整することは、結果的に熱を捨てていることとなり好ましくない。また、集塵装置に導入される排ガスに、空気など混ぜることで温度制御を行うことも可能である。しかしながら、この手法においても、排ガス冷却塔と同様に結果的に熱を捨てることになり好ましくない。また、大容量の空気が必要となり、ガス量の大幅な増加に対応するために、機器容量を増加させる必要が生じる。
【０００６】
ガス式空気予熱器を設置し、温度制御を行う手法も存在するが、ガス式空気予熱器の伝熱管は、低温腐食域となり易いという問題がある。
【０００７】
この発明は、焼却炉の廃熱を用いて発電を行う廃熱発電システムにおいて、より熱有効利用率の高い廃熱発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の態様によれば、廃熱発電システムは、焼却炉と、前記焼却炉から排出される排ガスが流通する排ガスラインと、熱媒油を熱源として発電する発電装置と、前記排ガスと前記発電装置に供給される熱媒油とを熱交換する第一熱交換器と、前記排ガスラインにおいて前記第一熱交換器と並列に設けられて前記排ガスと前記焼却炉へ供給される空気とを熱交換する空気予熱器と、前記第一熱交換器及び前記空気予熱器にて熱交換された前記排ガスから固形成分を除去する集塵装置と、前記排ガスラインにおいて前記集塵装置の上流側に設けられ、前記第一熱交換器及び前記空気予熱器にて熱交換された前記排ガスと前記第一熱交換器に供給される前記熱媒油との間で熱交換する第二熱交換器と、を有する。
【０００９】
このような構成によれば、第二熱交換器を用いて集塵装置に導入される排ガスの温度を低減させることによって、例えば、排ガス冷却塔を用いて排ガスの温度を低減させるのと比較して、より熱を有効活用することができる。
【００１０】
上記廃熱発電システムにおいて、前記第二熱交換器から排出された前記排ガスの温度に基づいて前記第二熱交換器で熱交換される熱媒油の流量を調整する制御装置を備えてよい。
【００１１】
このような構成によれば、熱媒油の流量が調整されて排ガスの温度が調整されることによって、排ガスの温度を集塵装置の耐熱温度に対応した温度にすることができる。
【００１２】
上記廃熱発電システムにおいて、熱媒油が循環する熱媒油循環経路と、前記熱媒油循環経路において前記第二熱交換器の上流側と前記第二熱交換器の下流側とを前記第二熱交換器を迂回して接続するバイパス経路と、を備え、前記制御装置は、前記バイパス経路を流れる熱媒油の流量を調整してよい。
【００１３】
集塵装置に流入する排ガスの温度を集塵装置の上流側に配置されている第二熱交換器に導入される熱媒油の流量によって調整することによって、より迅速に排ガスの温度を調整することができる。
【００１４】
上記廃熱発電システムにおいて、前記第一熱交換器で熱交換された前記熱媒油の温度に基づいて前記発電装置へ供給される熱媒油の流速を調整してよい。
【００１５】
このような構成によれば、熱媒油の温度を発電装置に適した温度に調整することができる。また、焼却炉から排出される排ガスの温度（熱量）が大幅に増加した場合における排ガスの温度上昇に対応することができる。また、焼却炉から排出される排ガスの温度（熱量）が大幅に減少した場合における排ガスの温度低下に対応することができる。
【００１６】
上記廃熱発電システムにおいて、前記第二熱交換器から排出されて前記集塵装置を通過した前記排ガスにより外気を加熱して煙突へ供給する白煙防止器を備えてよい。
【００１７】
このような構成によれば、例えば、第二熱交換器よりも上流側に白煙防止器を設置する場合と比較して、低温の排ガスから熱を回収することになるため、システム全体の熱回収率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、第二熱交換器を用いて集塵装置に導入される排ガスの温度を低減させることによって、例えば、排ガス冷却塔を用いて排ガスの温度を低減させるのと比較して、より熱を有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態の汚泥焼却プラントの系統図である。
【図２】本発明の実施形態の汚泥焼却プラントの第一の制御方法を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態の汚泥焼却プラントの第二の制御方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態の廃熱発電システムである汚泥焼却プラント１について図面を参照して詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の汚泥焼却プラント１は、下水汚泥などの汚泥Ｓを焼却する焼却炉２と、焼却炉２から排出される排ガスＥＧの廃熱（焼却熱）を用いて発電を行う発電装置３と、制御装置４と、を備えている。本実施形態の汚泥焼却プラント１は、汚泥Ｓを焼却処理するとともに、焼却に伴って発生する熱を回収して発電を行う廃熱発電システムである。発電装置３は、熱媒体としてプラントを循環する熱媒油ＨＯを用いている。
【００２１】
汚泥焼却プラント１は、焼却炉２から排出された排ガスＥＧが導入される排ガスライン５と、排ガスライン５上に設けられた第一熱交換器６と、排ガスライン５において第一熱交換器６と並列に設けられた空気予熱器７と、第一熱交換器６及び空気予熱器７の下流側に設けられた第二熱交換器８と、第二熱交換器８の下流側に設けられた排ガス処理装置９と、を備えている。
【００２２】
焼却炉２の上流側に水分を含む汚泥である脱水汚泥を乾燥する汚泥乾燥機を設けてもよい。汚泥乾燥機は、濃縮・脱水の減容化プロセスを経て導入された脱水汚泥（脱水ケーキ、例えば含水率７２％）を乾燥させて乾燥汚泥（例えば含水率５０％）を生成する装置である。
【００２３】
第一熱交換器６及び第二熱交換器８は、焼却炉２から排出される排ガスＥＧと発電装置３に供給される熱媒油ＨＯとを熱交換（加熱）する熱交換器である。空気予熱器７は、焼却炉２から排出される排ガスＥＧと焼却炉２へ供給される燃焼空気Ａ１とを熱交換（予熱）する熱交換器である。
【００２４】
排ガス処理装置９は、排ガスＥＧから固形成分（灰など）を除去して集塵処理を行う集塵装置１４（バグフィルタ）と、白煙防止器１５と、排ガスＥＧに洗浄液を接触させて、無害化するスクラバ１６（排ガス洗浄装置）と、処理された排ガスＥＧを大気に放出する煙突１７と、を有している。
【００２５】
発電装置３は、発電装置本体１１と、熱媒油ＨＯを発電装置本体１１に導入する環状の熱源系統である熱媒油循環経路１２（二点鎖線にて示す）と、を有している。熱媒油循環経路１２は、発電装置本体１１と第一熱交換器６及び第二熱交換器８との間で熱媒油ＨＯを循環させる経路である。熱媒油循環経路１２には、熱媒油ＨＯが一方向に流れる。
【００２６】
焼却炉２は、汚泥Ｓを高温流動床中で撹拌・混合することにより焼却する設備である。焼却炉２は、廃棄物を焼却して高温の排ガスＥＧを排出する焼却設備であればよい。焼却炉２としては、気泡型流動炉や、循環型流動炉等の焼却設備を採用することができる。
焼却炉２には、燃焼空気ライン１３（一点鎖線にて示す）を介して燃焼空気Ａ１（流動空気）が導入される。焼却炉２からは、第一排ガスライン５ａを介して排ガスＥＧが排出される。焼却炉２から排出される排ガスＥＧの温度は、例えば８５０℃である。
【００２７】
第一排ガスライン５ａは、下流側で、並列に設けられた２本の第二排ガスライン５ｂ（５ｂ１、５ｂ２）に分岐する。一方の第二排ガスライン５ｂ１は、第一熱交換器６に接続されている。第一熱交換器６は、熱媒油循環経路１２上であって第二排ガスライン５ｂ１上に設けられている。第一熱交換器６は、第二排ガスライン５ｂ１を流れる高温の排ガスＥＧの熱を回収して熱媒油ＨＯを加熱する加熱装置として機能する。
他方の第二排ガスライン５ｂ２は、空気予熱器７に接続されている。空気予熱器７は、第二排ガスライン５ｂ２を流れる高温の排ガスＥＧの熱を回収して燃焼空気ライン１３を流れる燃焼空気Ａ１を加熱（予熱）する熱交換器である。
第一熱交換器６と空気予熱器７とは、排ガスライン５において並列に設けられている。
【００２８】
２本の第二排ガスライン５ｂは、第一熱交換器６及び空気予熱器７の下流側で合流する。２本の第二排ガスライン５ｂは、第三排ガスライン５ｃに接続されている。第二熱交換器８は、第一熱交換器６及び空気予熱器７の下流側、即ち第三排ガスライン５ｃ上に設けられている。第二熱交換器８は、第一熱交換器６及び空気予熱器７にて熱交換された排ガスＥＧの熱を回収して熱媒油ＨＯを加熱する加熱装置として機能する。
【００２９】
次に、焼却炉２から排出される排ガスＥＧに含まれる煤塵、ＳＯ２、ＨＣｌなどを除去してクリーンな排ガスとする排ガス処理装置９について説明する。
第二熱交換器８の下流側に設けられている集塵装置１４は、耐熱性を有するろ布などを用いて排ガスＥＧ中の煤塵・灰などの固形成分をろ過捕集する装置である。即ち、第二熱交換器８から排出され第四排ガスライン５ｄを介して集塵装置１４に導入された排ガスＥＧからは煤塵等が取り除かれる。
集塵装置１４には、導入される排ガスＥＧの温度に対して耐熱温度が設定されている。集塵装置１４の耐熱温度は、例えば、２２０℃である。
【００３０】
排ガスライン５において集塵装置１４の下流側に設けられている白煙防止器１５は、排ガスＥＧの白煙化を防ぐ装置である。白煙防止器１５は、空気Ａ２を吸い込んで送り出す空気供給ファン１９と、集塵装置１４から第五排ガスライン５ｅを介して導入される排ガスＥＧと空気Ａ２との間で熱交換させて、空気Ａ２を加熱して混合用空気Ａ３とする空気加熱器２０と、混合用空気Ａ３を煙突１７に導く混合用空気ライン２１と、を備えている。
【００３１】
白煙防止器１５の空気加熱器２０としては、例えば、シェルアンドチューブ式の熱交換器を採用することができる。空気加熱器２０の伝熱管は、例えばテフロン（登録商標）の耐腐食材によって被覆されている。換言すれば、空気加熱器２０の排ガス接触面には、テフロンによる耐腐食層が形成されている。即ち、本実施形態の空気加熱器２０は、低温腐食防止型の伝熱管を有している。
これにより、伝熱管の金属表面の腐食が抑制されて、低温腐食が防止される。白煙防止器１５を低温腐食防止型とするための処理は、上記したテフロンに限ることはなく、例えば、樹脂等の非金属材料の採用も可能である。また、伝熱管自体をセラミック等の耐腐食材で形成することも可能である。
【００３２】
スクラバ１６は、白煙防止器１５から排出されて第六排ガスライン５ｆを介して導入された排ガスＥＧに、水、苛性ソーダ水溶液などの洗浄液を接触させて、無害化する排ガス洗浄装置である。
排ガスライン５中の排ガスＥＧは、誘引ブロワ（図示せず）によって吸引されて、煙突１７を介して排出される。
【００３３】
排ガスライン５において、第二熱交換器８と集塵装置１４とを接続する第四排ガスライン５ｄには、第四排ガスライン５ｄを流れる排ガスＥＧの温度を測定する排ガス温度測定装置１８が設けられている。排ガス温度測定装置１８は、集塵装置１４に流入する排ガスＥＧの温度を測定する。排ガス温度測定装置１８によって計測された排ガスＥＧの温度は、制御装置４に送信される。
【００３４】
次に、本実施形態の発電装置３の詳細を説明する。
発電装置本体１１は、焼却炉２の廃熱を熱源として利用し、有機作動媒体Ｍを加熱・蒸発させて、その蒸気で蒸気タービン２３を回転させることにより発電を行う、所謂バイナリ廃熱発電システム（有機ランキンサイクル廃熱発電システム）を採用している。
【００３５】
本実施形態の発電装置本体１１は、熱媒油循環経路１２を介して発電装置本体１１に供給される熱媒油ＨＯの熱を利用して有機作動媒体Ｍを加熱・蒸発させる蒸発器２２と、有機作動媒体Ｍの蒸気により回転する蒸気タービン２３と、蒸気タービン２３に直結する発電機２４と、蒸気タービン２３から導かれた有機作動媒体Ｍを凝縮させる凝縮器２５と、を有している。
【００３６】
熱媒油循環経路１２は、第三排ガスライン５ｃを流れる排ガスＥＧの熱を回収するとともに、第二排ガスライン５ｂ１を流れる排ガスＥＧの熱を回収する経路である。
熱媒油循環経路１２は、発電装置本体１１と第二熱交換器８とを接続する第一循環経路１２ａと、第二熱交換器８と第一熱交換器６とを接続する第二循環経路１２ｂと、第一熱交換器６と発電装置本体１１とを接続する第三循環経路１２ｃと、を有している。
【００３７】
発電装置本体１１にて有機作動媒体Ｍを加熱した熱媒油ＨＯは、第二熱交換器８、第一熱交換器６の順に循環する。第一熱交換器６は、熱媒油循環経路１２において、第二熱交換器８の下流側に設けられている。
第一循環経路１２ａを介して第二熱交換器８に導入された熱媒油ＨＯは、第三排ガスライン５ｃを流れる排ガスＥＧによって加熱される。第二循環経路１２ｂを介して第一熱交換器６に導入された熱媒油ＨＯは、第二排ガスライン５ｂ１を流れる排ガスＥＧによって加熱される。第二熱交換器８及び第一熱交換器６にて加熱された熱媒油ＨＯは第三循環経路１２ｃを介して発電装置本体１１の蒸発器２２に導入される。
【００３８】
第二熱交換器８の上流側である第一循環経路１２ａと第二熱交換器８の下流側である第二循環経路１２ｂとは、バイパス経路２７ｂによって第二熱交換器８を迂回して直接的に接続されている。即ち、第一循環経路１２ａを流れる熱媒油ＨＯの一部は、第二熱交換器８に導入されることなくバイパス経路２７ｂに導入される。
第一循環経路１２ａに設けられたバイパス経路２７ｂの分岐点２８と第二熱交換器８との間には、熱媒油ＨＯの流量を調整する第一流量調整バルブ２９が設けられている。バイパス経路２７ｂには、熱媒油ＨＯの流量を調整する第二流量調整バルブ３０が設けられている。
【００３９】
第一循環経路１２ａ上であって、分岐点２８の上流側には、熱媒油循環経路１２を流れる熱媒油ＨＯの流量を調整する熱媒油ポンプ３１が設けられている。熱媒油ポンプ３１は、熱媒油循環経路１２に熱媒油ＨＯを供給するためのポンプである。熱媒油ポンプ３１は、吐出ダンパやインバータによって、吐出される熱媒油ＨＯの流量を制御している。
【００４０】
第一流量調整バルブ２９、第二流量調整バルブ３０、及び熱媒油ポンプ３１は、制御装置４によって制御される。
第一循環経路１２ａの分岐点２８よりも下流側である主経路２７ａを流れる熱媒油ＨＯの流量をＯ１、バイパス経路２７ｂを流れる熱媒油ＨＯの流量をＯ２とすると、制御装置４は、通常は、Ｏ１：Ｏ２＝４：１程度となるように、第一及び第二流量調整バルブ２９，３０を制御する。即ち、制御装置４は、主流である主経路２７ａを流れる熱媒油ＨＯの流量が、バイパス経路２７ｂを流れる熱媒油ＨＯの流量よりも十分に多くなるように、第一及び第二流量調整バルブ２９，３０を制御する。
【００４１】
熱媒油循環経路１２において、第一熱交換器６と発電装置本体１１とを接続する第三循環経路１２ｃには、第三循環経路１２ｃを流れる熱媒油ＨＯの温度を測定する熱媒油温度測定装置３２が設けられている。熱媒油温度測定装置３２は、発電装置本体１１に導入される熱媒油ＨＯの温度を測定する。熱媒油温度測定装置３２によって測定された熱媒油ＨＯの温度は、制御装置４に送信される。
【００４２】
本実施形態の制御装置４は、排ガス温度測定装置１８によって測定された排ガスＥＧの温度に基づいて、第二熱交換器８に導入される熱媒油ＨＯの流量を調整する機能を有する。
制御装置４は、排ガスＥＧの温度が設定された第一の閾値（例えば、２２０℃）よりも大きくなった場合に、第一循環経路１２ａの主経路２７ａ（分岐点２８の下流側）を流れる熱媒油ＨＯの流量が多くなるように、第一及び第二流量調整バルブ２９，３０を制御する。具体的には、制御装置４は、バイパス経路２７ｂを流れる熱媒油ＨＯの流量が少なくなるように第二流量調整バルブ３０を操作するとともに、主経路２７ａを流れる熱媒油ＨＯの流量が多くなるように第一流量調整バルブ２９を操作する。
【００４３】
この際、熱媒油循環経路１２全体の熱媒油ＨＯの流量は変わらない。即ち、熱媒油循環経路１２の全体を流れる熱媒油ＨＯの流量を変えることなく第二熱交換器８に供給される熱媒油ＨＯの流量を増加させることができる。これにより、第二熱交換器８による熱交換量が上がり、排ガスＥＧの温度は低下する。
【００４４】
また、制御装置４は、熱媒油温度測定装置３２によって測定された熱媒油ＨＯの温度に基づいて、熱媒油循環経路１２の全体を流れる熱媒油ＨＯの流速を調整する機能を有する。
制御装置４は、熱媒油ＨＯの温度が設定された第二の閾値（例えば、２８０℃）よりも大きくなった場合に、熱媒油循環経路１２の全体を流れる熱媒油ＨＯの流速が多くなるように、熱媒油ポンプ３１を制御する。
熱媒油循環経路１２全体における熱媒油ＨＯの流速が増加することによって、熱媒油ＨＯの温度が低下する。
【００４５】
次に、本実施形態の汚泥焼却プラント１の動作について説明する。
汚泥Ｓが焼却炉２に投入されて、焼却される。焼却に伴い生成された排ガスＥＧ（例えば、８５０℃）は、第一熱交換器６にて熱媒油ＨＯの加熱源として利用される。また、排ガスＥＧは、空気予熱器７にて燃焼空気Ａ１の加熱源として利用される。
第一熱交換器６及び空気予熱器７を通過した排ガスＥＧの温度は、例えば３００℃にまで低下する。即ち、排ガスＥＧは、８５０℃から３００℃まで急冷される。
【００４６】
次いで、排ガスＥＧは、第二熱交換器８にて熱媒体の加熱源として利用される。第二熱交換器８を通過した排ガスＥＧの温度は、２２０℃にまで低下する。即ち、排ガスＥＧの温度は、第二熱交換器８で熱交換されることによって、集塵装置１４の耐熱温度まで低下する。第二熱交換器８を通過した排ガスＥＧは、集塵装置１４に導入される。
第二熱交換器８を通過した排ガスＥＧは、集塵装置１４に導入されて集塵処理が施される。
【００４７】
集塵装置１４から排出された排ガスＥＧは、白煙防止器１５の空気加熱器２０において、空気供給ファン１９によって供給される空気Ａ２と熱交換して、空気Ａ２の温度を上昇させる。空気Ａ２の温度は、例えば、１５０℃まで上昇する。空気加熱器２０を通過した混合用空気Ａ３は、混合用空気ライン２１を介して煙突１７に導入される。
【００４８】
白煙防止器１５を通過した排ガスＥＧは、スクラバ１６に導入されて無害化される。排ガスＥＧの温度は、スクラバ１６において、例えば、４０℃にまで減温される。スクラバ１６を通過した排ガスＥＧは、煙突１７に導入されて、混合用空気ライン２１を介して導入された高温の混合用空気Ａ３と混合される。排ガスＥＧと白煙防止用の混合用空気Ａ３とが混合されることによって、煙突１７からの白煙の発生が防止される。
【００４９】
次に、発電装置３の動作について説明する。
熱媒油循環経路１２を循環する熱媒油ＨＯは、第二熱交換器８及び第一熱交換器６にて排ガスＥＧと熱交換することにより例えば、２８０℃まで昇温される。昇温された熱媒油ＨＯは、発電装置本体１１の蒸発器２２内の有機作動媒体Ｍを加熱するために用いられる。有機作動媒体Ｍは蒸発器２２にて蒸気となり、蒸気タービン２３に導入されて、発電機２４を駆動する。蒸気タービン２３を出た蒸気は、凝縮器２５において、冷却されて凝縮される。凝縮された有機作動媒体Ｍは、蒸発器２２に戻される。
【００５０】
次に、本実施形態の汚泥焼却プラント１の制御方法について説明する。本実施形態の汚泥焼却プラント１の制御方法は、集塵装置１４に導入される排ガスＥＧの温度を調整する第一の制御方法と、発電装置本体１１に導入される熱媒油ＨＯの温度を調整する第二の制御方法と、を有する。
【００５１】
第一の制御方法は、第二熱交換器８に導入される熱媒油ＨＯの流量を制御して、集塵装置１４に導入される排ガスＥＧの温度を調整する制御方法である。
第一の制御方法は、第二熱交換器８から排出される排ガスＥＧの温度が第一の閾値より大きいかどうかを判定する排ガス温度判定工程Ｐ１１と、第二熱交換器８に導入される排ガスＥＧの温度が第一の閾値より大きい場合に、第一循環経路１２ａの主経路２７ａを流れる熱媒油ＨＯの流量を増加させる、主経路流量増加工程Ｐ１２と、を有している。
【００５２】
排ガス温度判定工程Ｐ１１では、制御装置４は、排ガス温度測定装置１８から送信される排ガスＥＧの温度を参照する。制御装置４は、排ガスＥＧの温度が第一の閾値（例えば、２２０℃）よりも大きいか否かを判定する。排ガスＥＧの温度が２２０℃以下であった場合は、制御装置４はバルブ２９，３０の開度を変更しない。
排ガスＥＧの温度が２２０℃よりも大きい場合は、制御装置４は主経路流量増加工程Ｐ１２を実行する。主経路流量増加工程Ｐ１２では、制御装置４は、バルブ２９，３０の開度を調整して、主経路２７ａを流れる熱媒油ＨＯの流量を増加させる。これにより、排ガスＥＧと熱媒油ＨＯとの間の熱交換量が増加し、排ガスＥＧの温度が低下する。
一方、排ガスＥＧの温度が低い場合、制御装置４は、第一及び第二流量調整バルブ２９，３０の開度を調整して、主経路２７ａを流れる熱媒油ＨＯの流量を減少させる制御を実施しても良い。
【００５３】
第二の制御方法は、熱媒油循環経路１２全体を流れる熱媒油ＨＯの流量を制御して、発電装置本体１１に導入される熱媒油ＨＯの流速を調整する制御方法である。
第二の制御方法は、第一熱交換器６から排出される熱媒油ＨＯの温度が第二の閾値より大きいかどうかを判定する熱媒油温度判定工程Ｐ２１と、熱媒油ＨＯの温度が第二の閾値より大きい場合に、熱媒油循環経路１２全体を流れる熱媒油ＨＯの流速を増加させる、熱媒油流量増加工程Ｐ２２と、を有している。
【００５４】
熱媒油温度判定工程Ｐ２１では、制御装置４は、熱媒油温度測定装置３２から送信される熱媒油ＨＯの温度を参照する。制御装置４は、熱媒油ＨＯの温度が第二の閾値（例えば、２８０℃）よりも大きいか否かを判定する。熱媒油ＨＯの温度が２８０℃以下であった場合は、制御装置４は熱媒油ポンプ３１の吐出流量を変更しない。
【００５５】
第一熱交換器６から排出される熱媒油ＨＯの温度が２８０℃よりも大きい場合は、制御装置４は、熱媒油流量増加工程Ｐ２２を実行する。熱媒油流量増加工程Ｐ２２では、制御装置４は、熱媒油ポンプ３１の吐出流量を調整して、熱媒油循環経路１２全体を流れる熱媒油ＨＯの流速を増加させる。これにより、発電装置本体１１に導入される熱媒油ＨＯの温度が低下する。
一方、熱媒油ＨＯの温度が低い場合、制御装置４は、熱媒油ポンプ３１の吐出流量を調整して、熱媒油ＨＯの流速を低下させる制御を実施しても良い。
【００５６】
上記実施形態によれば、第二熱交換器８を用いて集塵装置１４に導入される排ガスＥＧの温度を低減させることによって、例えば、排ガス冷却塔を用いて排ガスの温度を低減させるのと比較して、より熱を有効活用することができる。
【００５７】
また、排ガス温度測定装置１８によって測定された排ガスＥＧの温度に基づいて第二熱交換器８に導入される熱媒油ＨＯの流量が調整されることによって、排ガスＥＧの温度を集塵装置１４の耐熱温度に対応した温度にすることができる。
【００５８】
また、集塵装置１４に流入する排ガスＥＧの温度を集塵装置１４の上流側に配置されている第二熱交換器８に導入される熱媒油ＨＯの流量によって調整することによって、より迅速に排ガスＥＧの温度を調整することができる。
【００５９】
また、第一熱交換器６で熱交換された熱媒油ＨＯの温度に基づいて発電装置本体１１へ供給される熱媒油ＨＯの流速を調整することによって、熱媒油ＨＯの温度を発電装置３に適した温度に調整することができる。また、焼却炉２から排出される排ガスＥＧの温度（熱量）が大幅に増加した場合における排ガスＥＧの温度上昇に対応することができる。また、焼却炉から排出される排ガスの温度（熱量）が大幅に減少した場合における排ガスの温度低下に対応することができる。
【００６０】
また、集塵装置１４を通過した排ガスＥＧにより外気を加熱して煙突１７へ供給する白煙防止器１５を備えていることによって、例えば、第二熱交換器８よりも上流側に白煙防止器を設置する場合と比較して、低温の排ガスＥＧから熱を回収することになるため、システム全体の熱回収率を向上させることができる。
【００６１】
また、白煙防止器１５を低温腐食防止型としたことによって、白煙防止器１５が、例えば、温度が２００℃以下の排ガスＥＧの温度を回収する場合においても、汚泥の硫黄（Ｓ）分や、塩素（Ｃｌ）分に由来する金属の低温腐食を防止することができる。
【００６２】
また、廃熱源である排ガスＥＧからの熱回収に使用される熱媒体として熱媒油ＨＯを用いることによって、熱回収に蒸気などを用いるのと比較して、設備・装置の簡素化、小型化を図ることができる。
また、発電装置３として、バイナリ廃熱発電システムを採用したことによって、プラントの規模が小さい（例えば、汚泥処理量１００ｔ／日）場合においても効率よく発電を行うことができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、煙突１７から排出される煙が白煙でもよい場合は、白煙防止器１５を省略してもよい。
また、制御装置４は、第一の制御方法と第二の制御方法を同時に実行してもよい。排ガス温度と熱媒温度を同時に制御することで、相乗効果により互いの応答性を早めることが可能となり、結果として収束する速度を速めることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  汚泥焼却プラント（廃熱発電システム）
２  焼却炉
３  発電装置
４  制御装置
５  排ガスライン
６  第一熱交換器
７  空気予熱器
８  第二熱交換器
９  排ガス処理装置
１１  発電装置本体
１２  熱媒油循環経路
１２ａ  第一循環経路
１２ｂ  第二循環経路
１２ｃ  第三循環経路
１３  燃焼空気ライン
１４  集塵装置
１５  白煙防止器
１６  スクラバ
１７  煙突
１８  排ガス温度測定装置
１９  空気供給ファン
２０  空気加熱器
２１  混合用空気ライン
２２  蒸発器
２３  蒸気タービン
２４  発電機
２５  凝縮器
２７ａ  主経路
２７ｂ  バイパス経路
２８  分岐点
２９  第一流量調整バルブ
３０  第二流量調整バルブ
３１  熱媒油ポンプ
３２  熱媒油温度測定装置
Ａ１  燃焼空気
Ａ２  空気
ＥＧ  排ガス
ＨＯ  熱媒油
Ｍ  有機作動媒体
Ｓ  汚泥
【図１】
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【図２】
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【図３】
2017116173.tif 000005