JEFMA No.64［2016.3］

三機水冷ストーカシステム
三機工業の廃棄物処理施設への取り組み

TEL

1.

はじめに

環境システム事業部
東京都中央区明石町 8 103‑6367‑7633 FAX 03‑5565‑5255
URL http://www.sanki.co.jp

要な指標である空気比は、廃棄物の投入状況等

廃棄物処理は、安全かつ信頼性の高い衛生処により変化するが、従来 1.5〜2.0 程度であっ理が大前提である。昨今の焼却処理は、変動すたものが、本システムでは概ね 1.3 程度である。

るごみ質にも対応可能でなければならず、かつ現在国内において、一般廃棄物処理施設の新経済的にも優れ、環境に優しいシステムが求め設工事や基幹改良工事に対して、さらに産業廃られている。

棄物処理施設に対しても、本技術は相当数の導さらに東日本大震災以降に閣議決定された廃入が進んでいる。

棄物処理施設整備計画において、廃棄物処理シ以下この技術コンセプトを達成するための三ステムの方向性が明確に打ち出されている。

機水冷ストーカシステムの特長を詳しく説明すそのような背景の中、当社が自信を持って推る。

薦する三機水冷ストーカシステムおよび中低温排熱を利用し発電システムを紹介する。

2-2 直接冷却式水冷火格子技術
本システムの水冷火格子は、火格子本体が鋼

2.

三機水冷ストーカシステム

2-1 概要
当社は廃棄物処理施設に対して、信頼性、安全性、経済性を基本理念に掲げている。

板製溶接構造となっており、火格子内全面に大容量の冷却水を流すことが可能であるゆえ、火格子表面温度を 70℃以下に保持可能である。
この冷却効果により火格子の長寿命化が可能と三機水冷ストーカシステムは、2000 年代初なった。また冷却能力とその安定性により熱膨頭より様々な技術表彰等を受けてきた。一方同張を抑えることができるので、分割せずに一体時期には、本システムだけにとどまらず、流動化した鋼板製火格子を製作可能となった。この式ガス化溶融炉を多数納入した実績あるガス化ことにより、落じん発生量が少なくなるゆえ、溶融炉の特徴である「低空気比高温燃焼技術」

焼却灰の熱灼減量を非常に低くすることができを成熟させ、安定性と信頼性の高い本システム

る。に改良導入している。

また鋼板製溶接構造であるため、様々なサイこの低空気比高温燃焼技術を核として、熱回ズや形状の火格子を製作することが可能であ

収率向上、焼却灰および排ガスのクリーン化、り、新設施設以外にも、既存施設の改造に適用安定運転、経済性を技術コンセプトとしたシスすることができる。

テムである。なお焼却炉性能を表すひとつの重56

製品技術紹介(水冷式)
水冷ストーカすることにより、混合のための吹き込み速度を保持し、排ガスに加わる酸素の量を最小限にして、二次燃焼部での未燃焼ガス再燃焼とサーマ
ル NOx の発生抑制、排出排ガス量の低減を可能にした。このことにより、エネルギーロスの低減および処理装置の小型化、有害物質生成抑制等が可能である。

図1

水冷ストーカ構造図

2-3 焼却炉壁の冷却技術
本システムは水冷火格子を用いることによ

2-2-4 高性能自動燃焼制御
三機水冷ストーカシステムは、最新の自動燃焼制御システム（図 3）を導入し、ソフト面も強化している。

り、1,000〜1,100℃の高温燃焼を達成すること温度分布検出装置には赤外線カメラや超音波が可能となる。このような高温燃焼に耐えうる温度センサーを焼却炉要所に複数配置し、刻々水冷火格子にあわせた耐火壁の耐久性問題を解と変化する炉内の燃焼状況に対して確実かつ素決しておく必要がある。そこで耐火壁面の裏側早く応答可能な制御システムである。に空気層を設け、空気を流すこと（空気壁の構今後の長期運営や包括維持管理のニーズが増築）で炉壁面の表面温度を所定の温度以下に保加し、収集運搬方法の変更等による排出ごみ質持して壁面保護することが可能となった。の変化に応じて変更対応できるサービスも提供している。また燃焼状況を遠方から監視するシステムも提供可能である。

図2

水冷ストーカ式焼却炉

2-2-3 排ガス再循環技術
特にダイオキシン類発生抑制に対しては、二次燃焼部での排ガス混合が重要であり、二次空気の吹き込みによる運動エネルギーによって効率的に混合・攪拌が行われる。しかし、混合に

図3高性能自動燃焼制御と排ガス循環

2-3 水冷ストーカシステムまとめ

必要な空気を系内に持ち込むため、排ガス量は三機水冷ストーカ技術は、いかなる変化やニ増加する。そこで、二次燃焼室の混合に必要なーズに対しても柔軟に対応できる処理システム

空気に O2 濃度の低い排ガスを循環させて利用となるべく改良改善開発を継続的に行い続けて

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いる。本システムが廃棄物処理における一翼を担うことが、当社の社会貢献のひとつと考えている。
3.

中低温排熱の有効利用

3-1 概要廃棄物処理施設の基本は、高温蒸気を利用し

図4

工場排熱へのバイナリー発電適用事例：

設備フローた発電システムが主流であるが、当社は比較的この設備では、工場設備から得られる排ガス利用価値の少なく、未利用のケースが多い中低の熱エネルギーを 150〜185℃の加圧温水に変温排熱の有効利用の研究開発を行っている。今換 し、 発 電 用 熱 源 と し て い る。 発 電 機 は、回、当社が積極的に導入提案をしている小型バORC タイプ（低沸点媒体として HFC245fa をイナリー発電システムを紹介する。

使用）を用いている。
小型バイナリー発電設備の導入・普及にあた

3-2 バイナリー発電システムって、技術的には発電機本体そのものの性能よ

バイナリー発電は分散型エネルギー利用とい

りも、熱源からの熱回収用熱交換器のスケーリう観点から注目されている技術のひとつであングが問題となるケースが多い。また電気事業

り、300℃未満の排熱を利用して電力を創出で法の枠組み等で設置運用等が必要であるが、法きることが最大の魅力である。このため近年、的な規制緩和により、一定の条件を満たす発電小規模の地熱・温泉熱をターゲットとした小型

出力 300kW 未満の小型バイナリー発電設備ののバイナリー発電機の開発が各メーカによって導入手続きは簡素化され、普及がしやすくなっ盛んに行われており、また、それら小型発電機た。当社ではこれらを考慮して、発電設備全体に対する電気事業法の規制緩和により導入にかの導入提案を手掛けている。

かる手続きが簡素化されたことも相まって、関心を集めている。

4.

最後に

バイナリー発電はもともと、蒸気発電の高効

当社は「省エネルギー」「創エネルギー」を率化を目指し考案された、低沸点媒体を利用し中心とした環境に関する製品やエンジニアリンた発電方式である。使用する低沸点媒体の種類グを、様々な分野や業種に広く提供している。に よ っ て、 オ ー ガ ニ ッ ク ラ ン キ ン サ イ ク ル

当社の廃棄物処理施設の歴史は、1930 年の（ORC）とカリーナサイクルに大別される。前

三機式ビル用塵芥焼却炉納入、翌年の東京府大者は代替フロンなどの有機性媒体を利用し、後崎町塵芥焼却場（現：品川区北部）竣工に端を者はアンモニア水などの非共沸混合流体を用い発し、現在まで途切れることなく脈々と技術のる。当社では ORC タイプを採用した発電出力蓄積および継承を行っている。

125kW/台の発電設備の設計および施工を手掛

この蓄積された技術をもとに「処理施設」とけている。地熱、温泉熱だけでなく、工場排熱しての機能を十分に保持しながら、地球環境にをターゲットとした小型バイナリー発電設備を優しい「エネルギー供給施設」を目標として、提案している。

顧客の心を心として誠意を持ってニーズに応

工場排熱を利用した小型バイナリー発電設備の導入事例を紹介する（図 4）。

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え、エンジニアリングを通じて社会に貢献していきたい。