JPH11294111A - ゴミ焼却用発電方法及びこれに使用する独立過熱器 - Google Patents
ゴミ焼却用発電方法及びこれに使用する独立過熱器Info
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- JPH11294111A JPH11294111A JP11790898A JP11790898A JPH11294111A JP H11294111 A JPH11294111 A JP H11294111A JP 11790898 A JP11790898 A JP 11790898A JP 11790898 A JP11790898 A JP 11790898A JP H11294111 A JPH11294111 A JP H11294111A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
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- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 塩素によるボイラチューブの高温腐食を防止
しつつ、蒸気タービンに供給する、供給蒸気を余剰ＢＦ
Ｇを利用して、高温・高圧化を簡易な構成で図ることに
よって発電量を増大させることを目的とする。 【解決手段】 ごみ焼却炉のボイラーで過熱した高圧中
温飽和蒸気を、高炉からのＢＦＧの燃焼ガスで蓄熱した
蓄熱体で昇温した、ＢＦＧを燃焼する蓄熱型独立過熱器
にて、過熱した後タービンに供給し発電をすること
しつつ、蒸気タービンに供給する、供給蒸気を余剰ＢＦ
Ｇを利用して、高温・高圧化を簡易な構成で図ることに
よって発電量を増大させることを目的とする。 【解決手段】 ごみ焼却炉のボイラーで過熱した高圧中
温飽和蒸気を、高炉からのＢＦＧの燃焼ガスで蓄熱した
蓄熱体で昇温した、ＢＦＧを燃焼する蓄熱型独立過熱器
にて、過熱した後タービンに供給し発電をすること
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ焼却炉から発
生した３００℃程度の高圧・中温飽和蒸気をコンパクト
で高効率なＢＦＧを使用した独立過熱器にて、高温高圧
の蒸気に過熱し、高効率発電を行うＢＦＧ利用のごみ発
電システムに関する。
生した３００℃程度の高圧・中温飽和蒸気をコンパクト
で高効率なＢＦＧを使用した独立過熱器にて、高温高圧
の蒸気に過熱し、高効率発電を行うＢＦＧ利用のごみ発
電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のごみ焼却発電は、図５に示す如
く、ゴミを焼却する焼却炉ボイラー１で生成した高圧・
中温蒸気で蒸気タービン発電機３の発電を行う。蒸気タ
ービンから出た復水は、復水器４を経て、また抽水はそ
のまま脱気器５に導かれ、給水ポンプ６を経て焼却炉ボ
イラー１に戻される構成である。この従来の、ごみ焼却
炉の排熱ボイラー、持にスーパーヒート部（過熱器）に
おける蒸気温度は３００℃以下であり、発電効率は１０
数％と低かった。これは、ごみの中には、紙、厨芥のみ
ならずプラスチックなど多種のものが含まれ、その燃焼
によって生じる飛灰や排ガスの性状によつて、炉・ボイ
ラーはさまざまな制約を受けるからである。即ち、ボイ
ラー管は、低価格の炭素鋼鋼管が主として利用されてお
り、ボイラー管の管壁温度と腐食速度の関係では、高温
腐食は管壁温度３３０℃以上で始まる。ごみ焼却炉で使
用するゴミは、前述ように都市ごみの廃棄物中に混入し
た塩化ビニール、プラスチツク等に含まれる塩素が、燃
焼によって塩酸（ＨＣｌ）となり、焼却炉の後流に設置
された蒸気発生用ボイラーのチューブに作用してこれを
腐食させる。従って、高温腐食損傷回避のため、ごみ焼
却炉排熱ボイラー、持にスーパーヒート部（過熱器）に
おける蒸気温度は３００℃以下に抑えられており、従来
のごみ焼却による発電効率は１５％以下であって、重油
やＬＮＧ等を燃料とし、ボイラチューブ温度を５００〜
６００℃にできるプラントの発電効率に、比べて著しく
低く、その改善が強く望まれていた。
く、ゴミを焼却する焼却炉ボイラー１で生成した高圧・
中温蒸気で蒸気タービン発電機３の発電を行う。蒸気タ
ービンから出た復水は、復水器４を経て、また抽水はそ
のまま脱気器５に導かれ、給水ポンプ６を経て焼却炉ボ
イラー１に戻される構成である。この従来の、ごみ焼却
炉の排熱ボイラー、持にスーパーヒート部（過熱器）に
おける蒸気温度は３００℃以下であり、発電効率は１０
数％と低かった。これは、ごみの中には、紙、厨芥のみ
ならずプラスチックなど多種のものが含まれ、その燃焼
によって生じる飛灰や排ガスの性状によつて、炉・ボイ
ラーはさまざまな制約を受けるからである。即ち、ボイ
ラー管は、低価格の炭素鋼鋼管が主として利用されてお
り、ボイラー管の管壁温度と腐食速度の関係では、高温
腐食は管壁温度３３０℃以上で始まる。ごみ焼却炉で使
用するゴミは、前述ように都市ごみの廃棄物中に混入し
た塩化ビニール、プラスチツク等に含まれる塩素が、燃
焼によって塩酸（ＨＣｌ）となり、焼却炉の後流に設置
された蒸気発生用ボイラーのチューブに作用してこれを
腐食させる。従って、高温腐食損傷回避のため、ごみ焼
却炉排熱ボイラー、持にスーパーヒート部（過熱器）に
おける蒸気温度は３００℃以下に抑えられており、従来
のごみ焼却による発電効率は１５％以下であって、重油
やＬＮＧ等を燃料とし、ボイラチューブ温度を５００〜
６００℃にできるプラントの発電効率に、比べて著しく
低く、その改善が強く望まれていた。
【０００３】このような現状から、蒸気タービン発電で
は、蒸気の圧力および温度を上げることは、最も効率的
な高効率化の手段である。そこで、蒸気温度を高めて発
電効率を上げるためには、スーパーヒート部の材料面で
の耐食性を向上させ蒸気の高温化を図るように研究され
てきた技術（特開平８−１２０３９２号公報）、或い
は、ごみから腐食性成分の塩素を含む熱分解ガスを空気
で完全燃焼させ、そのエネルギーで中温度の蒸気（３０
０℃程度）を発生させ、その後ごみからのチャー混合物
を燃焼し過熱蒸気にヒートアップする、という２段階ボ
イラー燃焼方式を採用しているものがある（特開平８−
２３３２０１号公報）。
は、蒸気の圧力および温度を上げることは、最も効率的
な高効率化の手段である。そこで、蒸気温度を高めて発
電効率を上げるためには、スーパーヒート部の材料面で
の耐食性を向上させ蒸気の高温化を図るように研究され
てきた技術（特開平８−１２０３９２号公報）、或い
は、ごみから腐食性成分の塩素を含む熱分解ガスを空気
で完全燃焼させ、そのエネルギーで中温度の蒸気（３０
０℃程度）を発生させ、その後ごみからのチャー混合物
を燃焼し過熱蒸気にヒートアップする、という２段階ボ
イラー燃焼方式を採用しているものがある（特開平８−
２３３２０１号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】廃棄物発電システムの
発電効率を高める最も効率的な手段は、蒸気タービン入
口の蒸気温度・圧力を高めるこである。即ち、いかに伝
熱管の腐食を促進させずに高温・高圧蒸気を収り出すか
という課題を解決する必要がある。スーパーヒート部の
材料面で向上させる技術はあるが、高コストで必ずしも
高温、高圧化が十分ではなく、また、塩素を含む熱分解
ガスを空気で完全燃焼させる技術についてもボイラー構
成が大がかりとなり、従来のゴミ焼却炉構造にそのまま
適用することが出来ない。一方製鉄産業において、高炉
操業時において大量に生産される、余剰ＢＦＧの高効率
的利用が図れれば、大気放散防止対策にも役立つ。そこ
で、このＢＦＧを有効利用する上で、ゴミ焼却の発電に
使用することとした。ただＢＦＧは、表１に示す如くＣ
Ｏが２３％の低カロリーガスであり、断熱火炎温度が１
２８０℃であり、通常の燃焼では、３００℃程度の供給
蒸気を５００℃以上の高温・高圧の蒸気とすることは効
率が著しく劣る。
発電効率を高める最も効率的な手段は、蒸気タービン入
口の蒸気温度・圧力を高めるこである。即ち、いかに伝
熱管の腐食を促進させずに高温・高圧蒸気を収り出すか
という課題を解決する必要がある。スーパーヒート部の
材料面で向上させる技術はあるが、高コストで必ずしも
高温、高圧化が十分ではなく、また、塩素を含む熱分解
ガスを空気で完全燃焼させる技術についてもボイラー構
成が大がかりとなり、従来のゴミ焼却炉構造にそのまま
適用することが出来ない。一方製鉄産業において、高炉
操業時において大量に生産される、余剰ＢＦＧの高効率
的利用が図れれば、大気放散防止対策にも役立つ。そこ
で、このＢＦＧを有効利用する上で、ゴミ焼却の発電に
使用することとした。ただＢＦＧは、表１に示す如くＣ
Ｏが２３％の低カロリーガスであり、断熱火炎温度が１
２８０℃であり、通常の燃焼では、３００℃程度の供給
蒸気を５００℃以上の高温・高圧の蒸気とすることは効
率が著しく劣る。
【０００５】
【表１】
【０００６】本発明は、塩素によるボイラチューブの高
温腐食を防止しつつ、蒸気タービンに供給する、供給蒸
気を余剰ＢＦＧを利用して、高温・高圧化を簡易な構成
で図ることによって発電量を増大させることを目的とす
る。
温腐食を防止しつつ、蒸気タービンに供給する、供給蒸
気を余剰ＢＦＧを利用して、高温・高圧化を簡易な構成
で図ることによって発電量を増大させることを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した目的
を達成するため、以下の特徴点を備えている。 （１）請求項１記載の発明は、ごみ焼却炉のボイラーで
過熱した高圧中温飽和蒸気を、高炉からのＢＦＧの燃焼
ガスで蓄熱した蓄熱体で昇温した、ＢＦＧを燃焼する蓄
熱型独立過熱器にて、過熱した後タービンに供給するこ
とを特徴とするゴミ焼却用発電方法である。 （２）請求項２記載の発明は、（１）に記載の独立過熱
器は、使用するＢＦＧ及び燃焼用空気を６００℃に予熱
することを特徴とする。 （３）ごみ焼却炉のボイラーで過熱した高圧中温飽和蒸
気を、ＢＦＧを燃焼する独立過熱器にて、過熱した後タ
ービンに供給し発電を行うゴミ焼却用発電設備におい
て、独立過熱器は、筐体内に複数対の蓄熱切替式燃焼バ
ーナを設け、バーナー間にスーパーヒート用ボイラーチ
ューブを配置し、各蓄熱切替式燃焼バーナは、燃焼時に
は燃料ガス供給用として非燃焼には、排気の配管となる
内管と、燃焼時に燃焼用空気の供給用の配管となる外管
と、内管と外管の内部に、それぞれ、ＢＦＧ、燃焼用空
気或いは排気ガスが通過可能な多孔質な蓄熱体を設け、
各内管は切替弁を介し、燃料となるＢＦＧに接続され、
外管は、切替弁を介し燃焼用空気Ａに接続すると共に、
各内管と外管は、それぞれの蓄熱切替式燃焼バーナーご
とに、切替弁を介しそれぞれ、排気ガス設備に接続した
ことを特徴とするゴミ焼却の発電に使用する独立過熱器
である。
を達成するため、以下の特徴点を備えている。 （１）請求項１記載の発明は、ごみ焼却炉のボイラーで
過熱した高圧中温飽和蒸気を、高炉からのＢＦＧの燃焼
ガスで蓄熱した蓄熱体で昇温した、ＢＦＧを燃焼する蓄
熱型独立過熱器にて、過熱した後タービンに供給するこ
とを特徴とするゴミ焼却用発電方法である。 （２）請求項２記載の発明は、（１）に記載の独立過熱
器は、使用するＢＦＧ及び燃焼用空気を６００℃に予熱
することを特徴とする。 （３）ごみ焼却炉のボイラーで過熱した高圧中温飽和蒸
気を、ＢＦＧを燃焼する独立過熱器にて、過熱した後タ
ービンに供給し発電を行うゴミ焼却用発電設備におい
て、独立過熱器は、筐体内に複数対の蓄熱切替式燃焼バ
ーナを設け、バーナー間にスーパーヒート用ボイラーチ
ューブを配置し、各蓄熱切替式燃焼バーナは、燃焼時に
は燃料ガス供給用として非燃焼には、排気の配管となる
内管と、燃焼時に燃焼用空気の供給用の配管となる外管
と、内管と外管の内部に、それぞれ、ＢＦＧ、燃焼用空
気或いは排気ガスが通過可能な多孔質な蓄熱体を設け、
各内管は切替弁を介し、燃料となるＢＦＧに接続され、
外管は、切替弁を介し燃焼用空気Ａに接続すると共に、
各内管と外管は、それぞれの蓄熱切替式燃焼バーナーご
とに、切替弁を介しそれぞれ、排気ガス設備に接続した
ことを特徴とするゴミ焼却の発電に使用する独立過熱器
である。
【０００８】本発明は、既存の焼却炉ボイラーの設計を
あまり変更せす、別置きの独立過熱器を加えるのみの簡
単な構造となっており、この独立過熱器は、比較的クリ
ーンなＢＦＧを燃焼させ、蒸気温度を３００℃から５０
０℃程度まで加熱することは、この独立過熱器が高出力
であり、過熱が容易に行えるからである。また、独立過
熱器は、匡体内に設けている蓄熱切替式燃焼バーナに
は、蓄熱体を有し、燃焼用と燃焼ガスの排気用を兼ねた
構成となっており、排気時は、蓄熱体が高温の排気ガス
の熱を蓄熱し排気ガスの温度を下げ、燃焼時には、ＢＦ
Ｇ及び燃焼用空気を加熱し高温の火炎を発生し、高効率
の過熱源となり、燃焼用空気及びＢＦＧを６００℃迄、
コンパクトな熱交換器で容易に予熱でき、通常１２００
℃の断熱火炎温度を約５００℃上昇させることが可能
で、輻射による蒸気への入熱を容易にしかつＢＦＧの安
定燃焼も可能になる。
あまり変更せす、別置きの独立過熱器を加えるのみの簡
単な構造となっており、この独立過熱器は、比較的クリ
ーンなＢＦＧを燃焼させ、蒸気温度を３００℃から５０
０℃程度まで加熱することは、この独立過熱器が高出力
であり、過熱が容易に行えるからである。また、独立過
熱器は、匡体内に設けている蓄熱切替式燃焼バーナに
は、蓄熱体を有し、燃焼用と燃焼ガスの排気用を兼ねた
構成となっており、排気時は、蓄熱体が高温の排気ガス
の熱を蓄熱し排気ガスの温度を下げ、燃焼時には、ＢＦ
Ｇ及び燃焼用空気を加熱し高温の火炎を発生し、高効率
の過熱源となり、燃焼用空気及びＢＦＧを６００℃迄、
コンパクトな熱交換器で容易に予熱でき、通常１２００
℃の断熱火炎温度を約５００℃上昇させることが可能
で、輻射による蒸気への入熱を容易にしかつＢＦＧの安
定燃焼も可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明に
係る一実施形態を説明する。図１は本発明の実施の形態
を示す概略図である。ゴミを焼却する焼却炉ボイラー１
で生成した高圧・中温蒸気を、独立過熱器２でスーパー
ヒートし高温高圧の蒸気を発生させる。そしてこの高温
高圧の蒸気は、蒸気タービン発電機３に導かれ発電に供
される。一方、蒸気タービンから出た復水は、復水器４
を経て、また抽水はそのまま脱気器５に導かれ、給水ポ
ンプ６を経て焼却炉ボイラー１に戻される。
係る一実施形態を説明する。図１は本発明の実施の形態
を示す概略図である。ゴミを焼却する焼却炉ボイラー１
で生成した高圧・中温蒸気を、独立過熱器２でスーパー
ヒートし高温高圧の蒸気を発生させる。そしてこの高温
高圧の蒸気は、蒸気タービン発電機３に導かれ発電に供
される。一方、蒸気タービンから出た復水は、復水器４
を経て、また抽水はそのまま脱気器５に導かれ、給水ポ
ンプ６を経て焼却炉ボイラー１に戻される。
【００１０】ここで、独立過熱器２の構成を、図２に示
す。独立過熱器２は、筐体７内に複数対の蓄熱切替式燃
焼バーナ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを配置し、バーナー間
にはスーパーヒート用ボイラーチューブ９を配置してい
る。各蓄熱切替式燃焼バーナ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ
は、燃焼時には燃料ガス供給用として非燃焼時には、排
気の配管となる内管１０と、燃焼時に燃焼用空気の供給
用の配管となる外管１１とを配置する構成となってい
る。また、内管１０と外管１１の内部には、燃料ガス、
燃焼用空気或いは排気ガスが通過可能な多孔質な蓄熱体
１２が設けられている。内管１０は切替弁１３ａ、１３
ｂ、１３ｃ、１３ｄを介し、燃料となるＢＦＧに接続さ
れ、外管１１は、切替弁１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４
ｄを介し燃焼用空気Ａに接続されている。また、各内管
１０と外管１１は、それぞれの蓄熱切替式燃焼バーナ８
ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄごとに、切替弁１５ａ、１５ｂ、
１５ｃ、１５ｄを介しそれぞれ、排気ガス設備である排
気ガスポンプ１６を経由し煙突１７に接続している。
す。独立過熱器２は、筐体７内に複数対の蓄熱切替式燃
焼バーナ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを配置し、バーナー間
にはスーパーヒート用ボイラーチューブ９を配置してい
る。各蓄熱切替式燃焼バーナ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ
は、燃焼時には燃料ガス供給用として非燃焼時には、排
気の配管となる内管１０と、燃焼時に燃焼用空気の供給
用の配管となる外管１１とを配置する構成となってい
る。また、内管１０と外管１１の内部には、燃料ガス、
燃焼用空気或いは排気ガスが通過可能な多孔質な蓄熱体
１２が設けられている。内管１０は切替弁１３ａ、１３
ｂ、１３ｃ、１３ｄを介し、燃料となるＢＦＧに接続さ
れ、外管１１は、切替弁１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４
ｄを介し燃焼用空気Ａに接続されている。また、各内管
１０と外管１１は、それぞれの蓄熱切替式燃焼バーナ８
ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄごとに、切替弁１５ａ、１５ｂ、
１５ｃ、１５ｄを介しそれぞれ、排気ガス設備である排
気ガスポンプ１６を経由し煙突１７に接続している。
【００１１】ここで、独立過熱器２の動作を簡単に説明
する。図２に示す如く、独立過熱器２の蓄熱切替式燃焼
バーナ８ａ、８ｄを燃焼用に、蓄熱切替式燃焼バーナ８
ｂ、８ｃを蓄熱用に使用する場合について説明する。切
替弁１３ａ、１３ｄを開き、切替弁１３ｂ、１３ｃを閉
じ（以下、図面において切替弁は△は開放状態を、▲は
閉止状態を表す）、ＢＦＧを蓄熱切替式燃焼バーナ８
ａ、８ｄに供給する。蓄熱切替式燃焼バーナ８ａ、８ｄ
の内管１０から出たＢＦＧは蓄熱切替式燃焼バーナ８
ａ、８ｄの外管１１から出てくる燃焼用空気Ａと混合さ
れて独立過熱器２の筐体７内で燃焼し筐体７内のスーパ
ーヒート用ボイラーチューブ９を過熱する。燃焼した高
温の排気ガスは、蓄熱切替式燃焼バーナ８ｂ、８ｃの内
管１０及び外管１１、切替弁１５ｂ、１５ｃを経て排気
ポンプ１６で煙突１７から外部に排出される。このとき
蓄熱切替式燃焼バーナ８ｂ、８ｃの内管１０及び外管１
１内には、蓄熱体１２が設けられており、独立過熱器２
の筐体７内で燃焼する燃焼ガスの熱を蓄積する。
する。図２に示す如く、独立過熱器２の蓄熱切替式燃焼
バーナ８ａ、８ｄを燃焼用に、蓄熱切替式燃焼バーナ８
ｂ、８ｃを蓄熱用に使用する場合について説明する。切
替弁１３ａ、１３ｄを開き、切替弁１３ｂ、１３ｃを閉
じ（以下、図面において切替弁は△は開放状態を、▲は
閉止状態を表す）、ＢＦＧを蓄熱切替式燃焼バーナ８
ａ、８ｄに供給する。蓄熱切替式燃焼バーナ８ａ、８ｄ
の内管１０から出たＢＦＧは蓄熱切替式燃焼バーナ８
ａ、８ｄの外管１１から出てくる燃焼用空気Ａと混合さ
れて独立過熱器２の筐体７内で燃焼し筐体７内のスーパ
ーヒート用ボイラーチューブ９を過熱する。燃焼した高
温の排気ガスは、蓄熱切替式燃焼バーナ８ｂ、８ｃの内
管１０及び外管１１、切替弁１５ｂ、１５ｃを経て排気
ポンプ１６で煙突１７から外部に排出される。このとき
蓄熱切替式燃焼バーナ８ｂ、８ｃの内管１０及び外管１
１内には、蓄熱体１２が設けられており、独立過熱器２
の筐体７内で燃焼する燃焼ガスの熱を蓄積する。
【００１２】次いで、切替弁１３ａ、１３ｄを閉じ、切
替弁１３ｂ、１３ｃを開き（このとき同時に切替弁１５
ａ、１５ｄを開き、切替弁１５ｂ、１５ｃを閉じる）、
ＢＦＧを蓄熱切替式燃焼バーナ８ｂ、８ｃを介し独立過
熱器２の筐体７内で燃焼させる。排ガスは蓄熱切替式燃
焼バーナ８ａ、８ｄ、切替弁１５ａ、１５ｄを介し排気
ポンプ１６で煙突１７から外部に排出される。この場
合、前述と同様にスーパーヒート用ボイラーチューブ９
の過熱は同様に行われるが、一度切替て蓄熱した蓄熱切
替式燃焼バーナ８ｂ、８ｃには、蓄熱切替式燃焼バーナ
８ａ、８ｄが燃焼したときの排熱ガスにより蓄熱体１２
に蓄熱が行われており、蓄熱体１２をＢＦＧ或いは、燃
焼用空気Ａが通過するとき、蓄熱体１２から熱を奪って
高温となり燃焼温度を高める。ＢＦＧ、及び燃焼用空気
Ａ自体が高温となり、高温雰囲気を生じさせることが出
来、独立過熱器２のスーパーヒート用ボイラーチューブ
９を安定した状態で、高温状態を維持することが出来
る。以下、上記サイクルを数十秒で繰り返す。
替弁１３ｂ、１３ｃを開き（このとき同時に切替弁１５
ａ、１５ｄを開き、切替弁１５ｂ、１５ｃを閉じる）、
ＢＦＧを蓄熱切替式燃焼バーナ８ｂ、８ｃを介し独立過
熱器２の筐体７内で燃焼させる。排ガスは蓄熱切替式燃
焼バーナ８ａ、８ｄ、切替弁１５ａ、１５ｄを介し排気
ポンプ１６で煙突１７から外部に排出される。この場
合、前述と同様にスーパーヒート用ボイラーチューブ９
の過熱は同様に行われるが、一度切替て蓄熱した蓄熱切
替式燃焼バーナ８ｂ、８ｃには、蓄熱切替式燃焼バーナ
８ａ、８ｄが燃焼したときの排熱ガスにより蓄熱体１２
に蓄熱が行われており、蓄熱体１２をＢＦＧ或いは、燃
焼用空気Ａが通過するとき、蓄熱体１２から熱を奪って
高温となり燃焼温度を高める。ＢＦＧ、及び燃焼用空気
Ａ自体が高温となり、高温雰囲気を生じさせることが出
来、独立過熱器２のスーパーヒート用ボイラーチューブ
９を安定した状態で、高温状態を維持することが出来
る。以下、上記サイクルを数十秒で繰り返す。
【００１３】なお、蓄熱切り替え式バ一ナのＢＦＧと燃
焼用空気との断面積比は流量比に合わせ設定する。ま
た、排ガスによりＢＦＧ及び燃焼用空気の蓄熱体を過熱
する時には、蓄熱体を通過し熱交換した排ガスが両方と
も所定温度（１５０℃程度）以下になるように蓄熱体の
切り替え時間を設定することとする。
焼用空気との断面積比は流量比に合わせ設定する。ま
た、排ガスによりＢＦＧ及び燃焼用空気の蓄熱体を過熱
する時には、蓄熱体を通過し熱交換した排ガスが両方と
も所定温度（１５０℃程度）以下になるように蓄熱体の
切り替え時間を設定することとする。
【００１４】
【実施例】以下、上述の実施の形態で示した例に基づき
実施例を述べる。図３図４は、独立過熱器２内の温度分
布を示した図である。ゴミを焼却する焼却炉ボイラー１
で生成した高圧・中温（３００℃、８８ａｔａ）の蒸気
は、飽和水蒸気として独立過熱器２の蒸気入口２０から
連続的に独立過熱器２に供給され独立過熱器内のスーパ
ーヒート用ボイラーチューブ９内を通過する間に高温焼
焼ガスから主に輻射熱伝達でもって加熱され、所定温度
５２０℃、８５ａｔａ程度で蒸気出口２１から過熱蒸気
として取り出される。独立過熱器内温度は７００℃以上
であり、蓄熱切替式燃焼バーナ８ａ、８ｄで燃焼時、蓄
熱切替式燃焼バーナ８ｂ、８ｃの蓄熱体１２へ導かれる
排ガスの温度Ｔｅも７００℃程度と高くなる。この排ガ
スのエネルギーを燃焼していない方の蓄熱切替式焼焼バ
ーナ８ｂ、８ｃの蓄熱体１２と熱交換しで蓄熱体１２の
最高温度を６５０℃に過熱する（図４）。
実施例を述べる。図３図４は、独立過熱器２内の温度分
布を示した図である。ゴミを焼却する焼却炉ボイラー１
で生成した高圧・中温（３００℃、８８ａｔａ）の蒸気
は、飽和水蒸気として独立過熱器２の蒸気入口２０から
連続的に独立過熱器２に供給され独立過熱器内のスーパ
ーヒート用ボイラーチューブ９内を通過する間に高温焼
焼ガスから主に輻射熱伝達でもって加熱され、所定温度
５２０℃、８５ａｔａ程度で蒸気出口２１から過熱蒸気
として取り出される。独立過熱器内温度は７００℃以上
であり、蓄熱切替式燃焼バーナ８ａ、８ｄで燃焼時、蓄
熱切替式燃焼バーナ８ｂ、８ｃの蓄熱体１２へ導かれる
排ガスの温度Ｔｅも７００℃程度と高くなる。この排ガ
スのエネルギーを燃焼していない方の蓄熱切替式焼焼バ
ーナ８ｂ、８ｃの蓄熱体１２と熱交換しで蓄熱体１２の
最高温度を６５０℃に過熱する（図４）。
【００１５】数十秒後に切替弁１３ａ、１３ｂ、１３
ｃ、１３ｄ及び切替弁１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ
を切替え、蓄熱切替式燃焼バーナ８ｂ、８ｃにＢＦＧ
（２５℃、１．２ａｔａ）・焼焼用空気Ａ（２５℃、
１．２ａｔａ）をそれぞれ６００℃に予熱して、蓄熱切
替式燃焼バーナ８ｂ、８ｃの先瑞部に導き点火して燃焼
させる。蓄熱切替式燃焼バーナ８ａ、８ｄの蓄熱体１２
の排ガス温度は、蓄熱体１２の温度分布図からも判るよ
うに排気ガス出口側（図４の左側）の温度が低くなって
おり、排ガス出口部から、直線的に７５℃から６５０℃
の温度勾配をとり、排気ガス出口側では、所定値の１５
０℃以下となり、切替弁をはじめとして、各種の排ガス
設備に悪影響を及ぼすことを回避することが出来る。
ｃ、１３ｄ及び切替弁１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ
を切替え、蓄熱切替式燃焼バーナ８ｂ、８ｃにＢＦＧ
（２５℃、１．２ａｔａ）・焼焼用空気Ａ（２５℃、
１．２ａｔａ）をそれぞれ６００℃に予熱して、蓄熱切
替式燃焼バーナ８ｂ、８ｃの先瑞部に導き点火して燃焼
させる。蓄熱切替式燃焼バーナ８ａ、８ｄの蓄熱体１２
の排ガス温度は、蓄熱体１２の温度分布図からも判るよ
うに排気ガス出口側（図４の左側）の温度が低くなって
おり、排ガス出口部から、直線的に７５℃から６５０℃
の温度勾配をとり、排気ガス出口側では、所定値の１５
０℃以下となり、切替弁をはじめとして、各種の排ガス
設備に悪影響を及ぼすことを回避することが出来る。
【００１６】ここで、ＢＦＧ・燃焼用空気Ａの予熱前と
予熱後の温度を２５℃、６００℃とし、排ガスの温度を
７００℃とすると、熱回収率の指標となる温度効率は
（６００−２５）／（７００−２５）＝０．８５であっ
た。この時、燃料ガス・燃焼用空気が予熱された分だけ
大幅な省エネルギーとなり、熱回収率は約８５％であ
る。この場合表２に示すように断熱火炎温度（Ｔｆ）は
１７８０℃となり、約５００℃過熱ポテンシャルが上昇
し、図３に示すように燃料ガス・燃焼用空気を予熱しな
い場合に比べて（１７８０−７００）／（１２８０−７
００）＝１．８６倍に上昇し、独立過熱器２への投入熱
量が削減すると共に、独立過熱器２内の熱伝達率が向上
する。従って、上記対策を施すことにより製鉄副生ガス
で低カロリ−のＢＦＧを使い、省エネルギーと輻射によ
る熱伝達効率の改善が達成でき、かつ低カロリーガス
（ＢＦＧ）をガス構成可燃成分（ＣＯ）の着火温度（６
０５℃）程度に予熱することにより安定して焼焼させる
ことができた。
予熱後の温度を２５℃、６００℃とし、排ガスの温度を
７００℃とすると、熱回収率の指標となる温度効率は
（６００−２５）／（７００−２５）＝０．８５であっ
た。この時、燃料ガス・燃焼用空気が予熱された分だけ
大幅な省エネルギーとなり、熱回収率は約８５％であ
る。この場合表２に示すように断熱火炎温度（Ｔｆ）は
１７８０℃となり、約５００℃過熱ポテンシャルが上昇
し、図３に示すように燃料ガス・燃焼用空気を予熱しな
い場合に比べて（１７８０−７００）／（１２８０−７
００）＝１．８６倍に上昇し、独立過熱器２への投入熱
量が削減すると共に、独立過熱器２内の熱伝達率が向上
する。従って、上記対策を施すことにより製鉄副生ガス
で低カロリ−のＢＦＧを使い、省エネルギーと輻射によ
る熱伝達効率の改善が達成でき、かつ低カロリーガス
（ＢＦＧ）をガス構成可燃成分（ＣＯ）の着火温度（６
０５℃）程度に予熱することにより安定して焼焼させる
ことができた。
【００１７】
【表２】
【００１８】
【発明の効果】本発明は、以下のような効果を有する。
本発明によれば、塩素を含有する都市ごみ等を焼却処理
する場合においても、ボイラチュープの腐食を抑制しつ
つ、余剰ＢＦＧを用いて約５２０℃、８５ａｔａの過熱
蒸気を安定して得ることができ、この過熱蒸気を用いて
復水型蒸気タ−ビンで発電することにより、従来の約２
倍、２０数％の発電効率を得ることができた。また、本
発明の構成は、簡易であり従来型のごみ焼却炉をほとん
ど変更すること無くコンパクトなごみ発電システムを提
供することが出来、優れた効果を有する。
本発明によれば、塩素を含有する都市ごみ等を焼却処理
する場合においても、ボイラチュープの腐食を抑制しつ
つ、余剰ＢＦＧを用いて約５２０℃、８５ａｔａの過熱
蒸気を安定して得ることができ、この過熱蒸気を用いて
復水型蒸気タ−ビンで発電することにより、従来の約２
倍、２０数％の発電効率を得ることができた。また、本
発明の構成は、簡易であり従来型のごみ焼却炉をほとん
ど変更すること無くコンパクトなごみ発電システムを提
供することが出来、優れた効果を有する。
【図１】本発明の独立過熱器を備えたごみ発電方法を示
す説明図である。
す説明図である。
【図２】本発明に使用する独立過熱器を示す概略説明図
である。
である。
【図３】本発明の理論的根拠を示す説明図である。
【図４】本発明の独立過熱器内の温度分布の一例を示す
説明図である。
説明図である。
【図５】従来型のごみ発電システムを示す説明図である。
１ 焼却炉ボイラー ２ 独立過熱器 ３ 蒸気タービン発電機 ４ 復水器 ５ 脱気器 ６ 給水ポンプ ７ 筐体 ８ａ〜８ｄ 蓄熱切替式燃焼パーナ ９ ボイラーチューブ １０ 内管 １１ 外管 １２ 蓄熱体 １３ａ〜１３ｄ 切替弁 １４ａ〜１４ｄ 切替弁 １５ａ〜１５ｄ 切替弁 １６ 排ガスポンプ １７ 煙突 ２０ 蒸気入口 ２１ 蒸気出口 ＢＦＧ 製鉄副生ガス Ａ 燃焼用空気 Ｔｆ 断熱火炎温度 Ｔｅ 蓄熱体入り口ガス温度 Ｔｓ 蒸気温度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｇ 7/06 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 7/06 ＺＡＢＢ
Claims (3)
- 【請求項１】ごみ焼却炉のボイラーで過熱した高圧中温
飽和蒸気を、高炉からの製鉄副生ガス（以下「ＢＦＧ」
と略する）の燃焼ガスで蓄熱した蓄熱体で昇温した、Ｂ
ＦＧを燃焼する蓄熱型独立過熱器にて、過熱した後ター
ビンに供給することを特徴とするゴミ焼却用発電方法。 - 【請求項２】独立過熱器は、使用する製鉄副生ガスＢＦ
Ｇ及び燃焼用空気で６００℃に予熱することを特徴とす
る請求項ｌ記載のゴミ焼却の発電方法。 - 【請求項３】ごみ焼却炉のボイラーで過熱した高圧中温
飽和蒸気を、ＢＦＧを燃焼する独立過熱器にて、過熱し
た後タービンに供給し発電を行うゴミ焼却用発電設備に
おいて、 独立過熱器は、筐体内に複数対の蓄熱切替式燃焼バーナ
を設け、バーナー間にスーパーヒート用ボイラーチュー
ブを配置し、 各蓄熱切替式燃焼バーナは、燃焼時には燃料ガス供給用
として非燃焼には、排気の配管となる内管と、燃焼時に
燃焼用空気の供給用の配管となる外管と、内管と外管の
内部に、それぞれ、ＢＦＧ、燃焼用空気或いは排気ガス
が通過可能な多孔質な蓄熱体を設け、各内管は切替弁を
介し、燃料となるＢＦＧに接続され、外管は、切替弁を
介し燃焼用空気Ａに接続すると共に、各内管と外管は、
それぞれの蓄熱切替式燃焼バーナーごとに、切替弁を介
しそれぞれ、排気ガス設備に接続したことを特徴とする
ゴミ焼却の発電に使用する独立過熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11790898A JPH11294111A (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | ゴミ焼却用発電方法及びこれに使用する独立過熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11790898A JPH11294111A (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | ゴミ焼却用発電方法及びこれに使用する独立過熱器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11294111A true JPH11294111A (ja) | 1999-10-26 |
Family
ID=14723173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11790898A Withdrawn JPH11294111A (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | ゴミ焼却用発電方法及びこれに使用する独立過熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11294111A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003083507A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-19 | Takuma Co Ltd | 高温高圧ボイラ |
| CN109812821A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-05-28 | 四川川锅锅炉有限责任公司 | 一种防腐蚀的垃圾焚烧锅炉过热器系统 |
| CN110565773A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-13 | 重庆钢铁集团设计院有限公司 | 自动加热防堵垃圾池 |
-
1998
- 1998-04-14 JP JP11790898A patent/JPH11294111A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003083507A (ja) * | 2001-09-07 | 2003-03-19 | Takuma Co Ltd | 高温高圧ボイラ |
| CN109812821A (zh) * | 2019-03-27 | 2019-05-28 | 四川川锅锅炉有限责任公司 | 一种防腐蚀的垃圾焚烧锅炉过热器系统 |
| CN110565773A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-13 | 重庆钢铁集团设计院有限公司 | 自动加热防堵垃圾池 |
| CN110565773B (zh) * | 2019-09-27 | 2024-03-22 | 重庆钢铁集团设计院有限公司 | 自动加热防堵垃圾池 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050705 |