JP6266440B2 - Waste treatment facility and waste treatment method - Google Patents
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Description
本発明は、過給機を備えた廃棄物処理設備および廃棄物処理方法に関する。 The present invention relates to a waste treatment facility provided with a supercharger and a waste treatment method.
下水汚泥等の脱水汚泥は、焼却、乾燥、炭化等の、汚泥の熱処理時の水分蒸発に多大なエネルギーが必要である。汚泥熱処理時の省エネルギーの観点から、そのエネルギーを有効に回収し、再利用することが期待されている。 Dewatered sludge such as sewage sludge requires a great deal of energy for water evaporation during heat treatment of sludge such as incineration, drying, and carbonization. From the viewpoint of energy saving during sludge heat treatment, it is expected that the energy will be collected and reused effectively.
図7は、従来技術による廃棄物処理設備を示すブロック図である。図7に示すように、従来の廃棄物処理設備100は、燃焼炉102、熱交換器103,105、第1過給機104、第2過給機106、排ガス湿式処理装置107、誘引ファン108、排煙筒109、および始動用空気供給装置110,111を備えて構成されている(特許文献1参照)。この廃棄物処理設備100は、下水処理場などにおいて水分を多量に含有する汚泥等の廃棄物を燃料として燃焼させて処理する設備である。また、特許文献1には、廃棄物処理設備100において第1過給機104を始動させる方法として、ブロワや圧縮機などの始動用空気供給装置110から第1過給機104の上流側に燃焼用空気を供給する方法が記載されている。
FIG. 7 is a block diagram showing a waste treatment facility according to the prior art. As shown in FIG. 7, a conventional
しかしながら、過給機などの過給手段においては、過給性能を確保して作動させるための気体の適切な温度範囲、すなわち作動温度範囲が個々の過給手段ごとに存在する。そして、過給手段の始動時においては、過給手段はこの作動温度範囲よりも低温になっている。そのため、この過給手段の始動において、特許文献1に記載されているように始動用空気供給装置の生成空気を過給手段に供給すると、過給手段が作動温度範囲から外れて十分な過給性能を有しないことから、エネルギー効率が極めて低い運転になっていた。 However, in a supercharging means such as a supercharger, there is an appropriate temperature range of gas for operating with ensuring supercharging performance, that is, an operating temperature range for each supercharging means. When the supercharging means is started, the supercharging means is at a lower temperature than this operating temperature range. Therefore, at the start of the supercharging means, if the generated air of the starting air supply device is supplied to the supercharging means as described in Patent Document 1, the supercharging means is out of the operating temperature range and sufficient supercharging is performed. Since it has no performance, it has been operated with extremely low energy efficiency.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、過給手段を、過給性能を確保しつつ高効率の状態で始動でき、過給手段の始動初期におけるエネルギー効率の低下を抑制することができる廃棄物処理設備および廃棄物処理方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to reduce the energy efficiency of the supercharging means at the initial stage of starting, while the supercharging means can be started in a highly efficient state while ensuring the supercharging performance. Is to provide a waste treatment facility and a waste treatment method.
上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る廃棄物処理設備は、廃棄物を燃焼して排ガスを排出する燃焼手段と、燃焼手段から排出された排ガスと気体との間において熱交換を行う熱交換手段と、熱交換手段において加熱された気体の温度を計測する温度計測手段と、外部から気体を供給可能に構成された気体供給手段と、熱交換手段に気体を供給可能に構成されているとともに、熱交換手段において加熱された気体を燃焼手段に供給可能に構成された過給手段と、気体供給手段により外部から供給された気体を、過給手段における気体の流入側から流出側に迂回させつつ、熱交換手段および燃焼手段に順次供給可能に構成された迂回手段と、温度計測手段により計測される熱交換手段において加熱された気体の温度に基づいて、迂回手段における気体の通過と不通過とを選択制御することにより、過給手段に対する気体の供給と遮断とを選択制御可能に構成された制御手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the above object, a waste treatment facility according to the present invention comprises a combustion means for burning waste to discharge exhaust gas, and an exhaust gas and gas discharged from the combustion means. Heat exchange means for exchanging heat between them, temperature measurement means for measuring the temperature of the gas heated in the heat exchange means, gas supply means configured to be able to supply gas from the outside, and gas to the heat exchange means The supercharging means configured to be able to supply and capable of supplying the gas heated in the heat exchanging means to the combustion means, and the gas supplied from the outside by the gas supplying means, the gas in the supercharging means The temperature of the gas heated in the heat exchange means measured by the detour means configured to be sequentially supplied to the heat exchange means and the combustion means while being diverted from the inflow side to the outflow side, and the temperature measurement means. Zui, by selecting controlling the passage and not the passage of gas in the bypass means, and a control means for the shut-off the supply of gas is selected controllably configured for supercharging means, characterized in that it comprises a.
本発明に係る廃棄物処理設備は、上記の発明において、制御手段が、燃焼手段の稼働後から熱交換手段において加熱された気体の温度が過給手段の作動温度範囲内の第1所定温度になるまでの間、迂回手段によって過給手段に対する気体の供給を遮断し、熱交換手段において加熱された気体の温度が第1所定温度以上になった段階で、迂回手段を制御して過給手段に対する気体の供給を開始するように制御可能に構成されていることを特徴とする。 In the waste treatment facility according to the present invention, in the above invention, the control means causes the temperature of the gas heated in the heat exchange means after the combustion means to operate to a first predetermined temperature within the operating temperature range of the supercharging means. Until the gas supply to the supercharging means is interrupted by the detouring means, the supercharging means is controlled by controlling the detouring means when the temperature of the gas heated in the heat exchanging means becomes equal to or higher than the first predetermined temperature. It is comprised so that control can be performed so that supply of the gas with respect to may be started.
本発明に係る廃棄物処理設備は、上記の発明において、過給手段が、外部から供給された気体を熱交換手段に供給可能に構成されたコンプレッサ部と、熱交換手段において加熱された気体を燃焼手段に供給可能に構成されたタービン部とを有して構成されていることを特徴とする。 In the waste treatment facility according to the present invention, in the above invention, the supercharging unit is configured to supply a gas supplied from the outside to the heat exchanging unit, and the gas heated in the heat exchanging unit. And a turbine section configured to be capable of being supplied to the combustion means.
本発明に係る廃棄物処理設備は、上記の発明において、迂回手段が、外部から供給された気体をコンプレッサ部における気体の流入側から流出側に迂回させる第1過給バイパス部と、熱交換手段において加熱された気体をタービン部における気体の流入側から流出側に迂回させる第2過給バイパス部とを有して構成されていることを特徴とする。 In the waste treatment facility according to the present invention, in the above invention, the bypass unit bypasses the gas supplied from the outside from the gas inflow side to the outflow side in the compressor unit, and the heat exchange unit And a second supercharging bypass section for detouring the heated gas in the turbine section from the gas inflow side to the outflow side.
本発明に係る廃棄物処理設備は、上記の発明において、制御手段が、燃焼手段の稼働後から熱交換手段において加熱された気体の温度が過給手段の作動温度範囲内の第1所定温度になるまでの間、第2過給バイパス部によってタービン部に対する気体の供給を遮断し、熱交換手段において加熱された気体の温度が第1所定温度以上になった段階で、第2過給バイパス部を制御してタービン部に対する気体の供給を開始するように制御可能に構成されていることを特徴とする。 In the waste treatment facility according to the present invention, in the above invention, the control means causes the temperature of the gas heated in the heat exchange means after the combustion means to operate to a first predetermined temperature within the operating temperature range of the supercharging means. Until the gas is supplied to the turbine section by the second supercharging bypass section until the temperature of the gas heated in the heat exchanging means becomes equal to or higher than the first predetermined temperature. It is comprised so that control is possible so that gas supply with respect to a turbine part may be started.
本発明に係る廃棄物処理設備は、上記の発明において、制御手段が、タービン部に対する気体の供給が開始された後に、第1過給バイパス部を制御してコンプレッサ部に対する気体の供給を開始するように制御可能に構成されていることを特徴とする。 In the waste treatment facility according to the present invention, in the above invention, the control unit starts the gas supply to the compressor unit by controlling the first supercharging bypass unit after the gas supply to the turbine unit is started. It is configured to be controllable as described above.
本発明に係る廃棄物処理設備は、上記の発明において、排ガスに対して所定の排ガス処理を行う排ガス処理手段をさらに備えることを特徴とする。 The waste treatment facility according to the present invention is characterized in that, in the above invention, the waste treatment facility further includes an exhaust gas treatment means for performing a predetermined exhaust gas treatment on the exhaust gas.
本発明に係る廃棄物処理方法は、燃焼手段によって廃棄物を燃焼して排ガスを排出する燃焼ステップと、燃焼ステップにおいて排出された排ガスと気体との間において、熱交換手段によって排ガスの熱量の少なくとも一部を気体に移動させる熱交換ステップと、熱交換ステップにおいて加熱された気体の温度を計測する温度計測ステップと、外部から気体を供給する気体供給ステップと、過給手段によって、熱交換手段に気体を供給するとともに、熱交換手段において加熱された気体を燃焼手段に供給する過給ステップと、外部から供給された気体を、過給手段における気体の流入側から流出側に迂回させつつ、熱交換手段および燃焼手段に順次供給する迂回ステップと、温度計測ステップにおいて計測される加熱された気体の温度が、過給手段の作動温度範囲内の第1所定温度になるまで迂回ステップを実行させ、第1所定温度以上になった段階で過給ステップを実行させるように制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする。 The waste treatment method according to the present invention includes a combustion step in which waste is combusted by the combustion means and exhaust gas is discharged, and between the exhaust gas and the gas discharged in the combustion step, at least the amount of heat of the exhaust gas by the heat exchange means. A heat exchanging step for transferring a part to gas, a temperature measuring step for measuring the temperature of the gas heated in the heat exchanging step, a gas supplying step for supplying gas from the outside, and a supercharging means, While supplying the gas, the supercharging step for supplying the gas heated in the heat exchanging means to the combustion means, and the gas supplied from the outside while detouring from the gas inflow side to the outflow side in the supercharging means, The detour step for sequentially supplying the exchange means and the combustion means, and the temperature of the heated gas measured in the temperature measurement step A detour step is executed until the first predetermined temperature within the operating temperature range of the stage is reached, and a supercharging step is executed when the temperature exceeds the first predetermined temperature. To do.
本発明に係る廃棄物処理設備および廃棄物処理方法によれば、過給手段を、過給性能を確保しつつ高効率の状態で始動でき、過給手段の始動初期におけるエネルギー効率の低下を抑制することが可能となる。 According to the waste treatment facility and the waste treatment method according to the present invention, the supercharging means can be started in a highly efficient state while ensuring the supercharging performance, and a reduction in energy efficiency in the initial stage of the supercharging means is suppressed. It becomes possible to do.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する一実施形態によって限定されるものではない。なお、以下の説明において、前段および後段、ならびに上流および下流はそれぞれ、空気または燃焼排ガスの流れに沿った前段および後段、ならびに上流および下流を意味する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiment, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. Further, the present invention is not limited to the embodiment described below. In the following description, the front and rear stages, and upstream and downstream mean the front and rear stages along the flow of air or combustion exhaust gas, and upstream and downstream, respectively.
まず、本発明の一実施形態による廃棄物処理設備について説明する。図1は、この一実施形態による廃棄物処理設備を示すブロック図である。 First, a waste treatment facility according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a waste treatment facility according to this embodiment.
図1に示すように、この一実施形態による廃棄物処理設備1は、焼却炉11、過給機12、補助送風機13、空気予熱器14、および排ガス処理設備16と、これらを制御するための制御部15を備えて構成されている。なお、排ガス処理手段としての排ガス処理設備16は、図示省略した、集塵機、スクラバ、および誘引ファンを備え、スクラバには煙突17が設けられている。ここで、制御手段としての制御部15は、例えば、情報処理部および記憶領域、ならびに記録媒体を備えたコンピュータから構成される。なお、集塵機、煙突17が設けられたスクラバ、および誘引ファンを備える排ガス処理設備16は、例えば従来公知の排ガス処理設備である。また、煙突17については白煙防止が施された後に大気開放されるなどの従来公知の構成を採用できる。そのため、排ガス処理設備16および煙突17についての詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 1, the waste treatment facility 1 according to this embodiment includes an
まず、燃焼手段としての焼却炉11に供給される例えば汚泥などの廃棄物は、例えば、水分含有率が約97%程度で固形分濃度が約3%の汚泥を回転加圧脱水機などによって、水分含有率を65%〜80%、好適には75%以下程度まで脱水された脱水ケーキである。なお、廃棄物は汚泥以外のものであっても良く、必ずしも汚泥に限定されるものではない。脱水ケーキは、焼却炉11に投入されて焼却される。焼却炉11としては各種形式があるが、最近ではダイオキシンの発生防止や設備小型化の観点から、例えば流動焼却炉を採用するのが好ましい。なお、焼却炉11内において廃棄物を自燃させることが困難である場合には、必要に応じて焼却炉11内に補助燃料が供給される。また、焼却炉11に供給される流動空気などの空気の温度および圧力はそれぞれ、温度計21aおよび圧力計22aにより計測される。温度計21aおよび圧力計22aにより計測された温度や圧力などの計測データは、制御部15に供給される。
First, waste such as sludge supplied to the
焼却炉11の後段には、焼却炉11から排出される燃焼排ガスと外部から供給される空気との間において混合することなく間接的に熱交換を行う、熱交換手段としての空気予熱器14が配置されている。空気予熱器14は、焼却炉11での燃焼に用いる燃焼気体としての燃焼空気や、排気部としての煙突17またはその他の熱を利用する熱利用手段を備えた排ガス処理設備16に使用する流動空気や作動空気などの空気を、より高温の燃焼排ガスによって加熱する。空気予熱器14の内部を通過した燃焼排ガスは後段の排ガス処理設備16に供給され、この燃焼排ガスに対して排ガス処理が行われる。
At the subsequent stage of the
また、焼却炉11の前段側には過給手段としての過給機12が設けられ、過給機12は、コンプレッサ部12aとタービン部12bと回転数計12cとを備える。過給機12は、少なくとも焼却炉11の前段側に設けられているとともに、さらに空気予熱器14と連通可能に構成されている。そして、過給機12は、定常的に自立運転した状態である稼働定常状態において、コンプレッサ部12aによって外部から吸引した空気を空気予熱器14に供給するとともに、空気予熱器14を通過して加熱された空気がタービン部12bに戻されることによって過給動作を行う。すなわち、空気予熱器14によって加熱された空気のエネルギーによって過給機12が駆動され、外部から空気を吸引して圧縮するとともに例えば回転力などの動力を出力する。換言すると、過給機12は、焼却炉11の廃熱を、空気予熱器14を通じて駆動用の動力に変換している。なお、この過給機12に例えばジェネレータなどを設けることにより、過給機12から出力された駆動用の動力を電力に変換して出力させるように構成しても良い。また、過給機12の回転は回転数計12cにより計測され、回転数の計測データは制御部15に供給される。
Moreover, the
過給機12は、供給された空気の一部を、焼却炉11における廃棄物の焼却に必要な燃焼空気として、焼却炉11に供給する。このように、過給機12の内部には主に清浄な空気が流れて腐食などが発生しにくくなるため、過給機12の長寿命化を実現できる。一方、焼却炉11に供給されない燃焼空気以外の空気の残部は、流量制御弁18によって流量が制御されつつ、煙突17に供給される。ここで、流量制御弁18は、制御部15による制御に応じて配管に流れる流量を制御する制御弁である。また、焼却炉11に供給されない空気の残部の流量は、流量計23aにより計測されて制御部15に供給される。燃焼空気以外の空気の残部を煙突17に供給することにより、煙突17から排気される燃焼排ガスの白煙を防止する。すなわち、過給機12から煙突17に供給される加熱された空気は、白煙防止用空気として用いられる。
The
また、廃棄物処理設備1において、迂回手段を構成する第2過給バイパス部としての調節弁19aは、空気予熱器14の後段側において、過給機12のタービン部12bの上流側の配管と下流側の配管との間の連結した部分に設けられている。調節弁19aは、制御部15によって開度制御可能に構成され、開度を全開または全閉にすることによって開閉制御可能に構成されている。また、タービン部12bの上流側である空気の流入側には、制御部15によって開閉可能な第2過給バイパス部としてのバルブ20aが設けられている。このバルブ20aの開閉によって、タービン部12bに対する空気の通過と不通過とを制御できる。
Further, in the waste treatment facility 1, the
そして、制御部15の選択制御によって、バルブ20aを閉状態にしてタービン部12bへの加熱された空気の供給を遮断させた状態において、調節弁19aを開状態にすることにより、空気予熱器14によって加熱された空気を、タービン部12bの流入側から流出側に迂回(バイパス)させて、焼却炉11に供給できる。なお、この際の空気の流動に必要なエネルギーは、後述する補助送風機13による送風エネルギーから得られる。
And by the selection control of the
また、過給機12のコンプレッサ部12aの下流側である空気の流出側には、第1過給バイパス部としてのバルブ20bが設けられているとともに、分岐した配管にコンプレッサ部12aが高圧になった緊急時に排気を行う緊急弁としてのバルブ20cが設けられている。これらのバルブ20b,20cはいずれも手動または制御部15により開閉制御される。また、バルブ20bの下流側かつ空気予熱器14の上流側には、流量計23bおよび圧力計22bが設けられている。これらの流量計23bおよび圧力計22bによって、コンプレッサ部12aの空気の流出側における空気の流量および圧力がそれぞれ計測される。流量計23bおよび圧力計22bによって計測された空気の流量および圧力のそれぞれの計測データは、制御部15に供給される。
Further, a
また、圧力計22bの下流側においては、空気予熱器14に連通する配管が少なくとも2つに分岐して設けられ、それぞれの配管に制御部15によって調節弁19aと同様に開度制御可能な調節弁19b,19cが設けられている。そして、制御部15によって調節弁19b,19cの開度を調整制御することにより、空気予熱器14において熱交換を行う空気の流路距離や通過時間を調整制御できる。空気予熱器14内における空気の流路距離や通過時間を調整することによって、燃焼排ガスから空気に移動する熱量を調整できる。また、燃焼排ガスから熱量が移動して昇温され、送出された空気の温度(出口空気温度)は、空気予熱器14の後段側かつ調節弁19aおよびタービン部12bの前段側に設けられた、温度計21bによって計測される。温度計測手段としての温度計21bにより計測された出口空気温度の計測データは、制御部15に供給される。
Further, on the downstream side of the
また、過給機12のコンプレッサ部12aの上流側である空気の流入側には、圧力計22c、バルブ20d、補助送風機13、調節弁19d、および逆止弁24が設けられている。圧力計22cは、コンプレッサ部12aに供給される空気の圧力を計測し、計測した圧力の計測データを制御部15に供給する。圧力計22cの上流側に設けられた迂回手段を構成する第1過給バイパス部としてのバルブ20dは、手動または制御部15によって開閉可能に構成されている。また、気体供給手段としての補助送風機13は、バルブ20dの上流側において、外部から空気などの気体を供給可能に構成されている。そして、バルブ20dの開閉によって、バルブ20dの上流側に設けられる気体供給手段としての補助送風機13によるコンプレッサ部12aへの空気の供給を制御できる。
A
また、バルブ20dと補助送風機13との間において配管が分岐され、分岐された配管はコンプレッサ部12aにおける空気の流出側に連通している。また、分岐された配管にはバルブ20eが設けられている。バルブ20eにより、コンプレッサ部12aから流出した空気が補助送風機13に逆流しないようにできる。なお、バルブ20eの代わりに逆止弁を用いることも可能である。そして、制御部15の選択制御によって、バルブ20dが閉状態にされて補助送風機13からの空気がコンプレッサ部12aに供給されずに遮断された場合、補助送風機13からの空気はコンプレッサ部12aをバイパスして、空気予熱器14に供給される。なお、迂回手段を構成する第1過給バイパス部としての調節弁19dは、調節弁19a〜19cと同様に制御部15により開度が制御され、その開度によって補助送風機13に対する空気の供給が制御され、補助送風機13からの空気の送り出しが制御される。また、逆止弁24は、バルブ20d、補助送風機13、および調節弁19dに対して並列に設けられ、補助送風機13の稼働時において外部へ空気を放出させないように構成されている。
Further, the piping is branched between the
以上の構成によって、この一実施形態による廃棄物処理設備1においては、補助送風機13により外部から供給された空気を、コンプレッサ部12aにおける空気の流入側から流出側、およびタービン部12bにおける空気の流入側から流出側にそれぞれ迂回できる。そして、この廃棄物処理設備1においては、過給機12を迂回した空気が、空気予熱器14と焼却炉11とに順次供給可能に構成されている。
With the above configuration, in the waste treatment facility 1 according to this embodiment, the air supplied from the outside by the
(過給機の始動方法)
次に、以上のように構成されたこの一実施形態の廃棄物処理設備1による廃棄物処理方法としての、過給機12の始動方法について説明する。図2は、この過給機12の始動方法を示すフローチャートであり、図3、図4、図5、および図6は、この一実施形態による過給機12の始動方法を説明するためのブロック図である。なお、図3〜図6において、空気が流動している配管部分を実線で示し、流動していない配管部分を破線で示す。また、以下に説明する過給機12の始動方法に伴う算出および制御は、制御部15によって実行される。
(Starting method of turbocharger)
Next, a method for starting the
図2および図3に示すように、まず、廃棄物処理設備1の運転が開始され、焼却炉11が稼働を開始した時点において、調節弁19aと調節弁19b,19cの少なくとも一方とを開状態にするとともに、バルブ20a,20b,20c,20dを閉状態にする。また、調節弁19dは、焼却炉11の稼働開始時点において閉状態とされ、補助送風機13が起動されてから制御部15によって徐々に開度が増加されて開状態にされる。そして、補助送風機13から送り出された空気は、補助送風機13から、過給機12のコンプレッサ部12aを迂回して、空気予熱器14に供給される(図2中、ステップST1)。空気予熱器14を通過した空気は、過給機12のタービン部12bを迂回して調節弁19aを通過し、燃焼空気として焼却炉11に供給される。そして、燃焼空気が供給されて焼却炉11内の温度が上昇するのに伴って、燃焼排ガスの温度が上昇する(図2中、ステップST2)。
As shown in FIGS. 2 and 3, first, when the operation of the waste treatment facility 1 is started and the
そして、焼却炉11の稼働後から、燃焼排ガスの温度の上昇に伴って、空気予熱器14において燃焼排ガスから熱量が熱伝導される空気の回収温度(出口空気温度)も上昇する。温度計21bにより計測された出口空気温度の計測データは、制御部15に供給される。制御部15は、供給された温度の計測データと、過給機12の作動点温度である第1所定温度との比較を行う(図2中、ステップST3)。ここで、この第1所定温度は、過給機12の仕様に基づく、コンプレッサ部12aおよびタービン部12bの効率、ならびに機械効率に基づいて理論式から風量などの条件に応じて算出される、過給機12の作動温度範囲内の温度である。具体的には例えば、採用される過給機12の性能を表す断熱性能曲線(コンプレッサマップ)において過給機12の作動領域となるように算出された温度である。なお、第1所定温度は、過給機12の種類、形式、または型番などに応じて算出可能な、過給機12固有の作動温度である。
And after the operation of the
そして、出口空気温度が第1所定温度に到達するまで、補助送風機13から送り出された空気を、過給機12を迂回させつつ、空気予熱器14および焼却炉11に順次供給し、燃焼排ガスの温度および出口空気温度を上昇させる(図2中、ステップST3:No)。制御部15に供給される出口空気温度の計測データに基づいて、出口空気温度が第1所定温度以上になったと制御部15が判断した時点(図2中、ステップST3:Yes)で、ステップST4に移行する。
Then, until the outlet air temperature reaches the first predetermined temperature, the air sent from the
ステップST4においては、図4に示すように、制御部15によって調節弁19aを閉状態にするとともに、バルブ20aを開状態にする(図4中、二点鎖線囲み内)。これにより、空気予熱器14を通過して加熱された出口空気の、過給機12のタービン部12bへの供給が開始される。一方、この時点においてコンプレッサ部12aには空気が供給されていないため、コンプレッサ部12aにおいて無負荷で回転が開始される。なお、コンプレッサ部12aは無負荷で回転し続けるため、その温度が徐々に上昇する。そこで、使用される過給機12の仕様に基づいて、回転数計12cにより計測される回転数が所定の回転数以上になった時点、またはコンプレッサ部12aによる所定の温度以上になった時点で、ステップST5に移行させる。なお、ステップST4からステップST5の移行は、所定時間の経過を条件として行っても良い。
In step ST4, as shown in FIG. 4, the
ステップST5において、コンプレッサ部12aに空気の供給を開始する。具体的には、図5に示すように、制御部15によって、迂回手段を構成する第1過給バイパス部としてのバルブ20b,20dを開状態にするとともに、バルブ20eを閉状態にする。これによって、補助送風機13が送り出した空気は、所定の圧力および流量でコンプレッサ部12aに供給され、いわゆる補助送風機13による空気の押込が開始される(図5中、二点鎖線囲み内)。ここで、補助送風機13によるコンプレッサ部12aへの空気の押込圧力は圧力計22cにより計測されて、制御部15に供給される。
In step ST5, supply of air to the
そして、補助送風機13による空気の押込圧力が、過給機12に規定された所定の押込圧力以上であれば、ステップST6に移行する。ステップST6において、過給機12は、コンプレッサ部12aとタービン部12bとのエネルギーのバランスが調和して作動範囲内で作動することで、通常の過給機機能を有した正常運転を開始する。
And if the pushing pressure of the air by the
コンプレッサ部12aが作動を開始したことにより、空気予熱器14を通過して焼却炉11に供給される燃焼空気の空気量も増加する。これに伴って焼却炉11内の焼却温度が上昇し、燃焼排ガスの温度も上昇するので、空気予熱器14を通過した空気の出口空気温度が上昇する(図2中、ステップST7)。そして、空気予熱器14の出口側の出口空気温度が上昇するほど、過給機12における風量および圧力が増加するとともに、これにより補助送風機13による空気の押込圧力が低下して、補助送風機13のアシスト動力が低下する(ステップST8)。
When the
そして、制御部15は、温度計21bにより計測された出口空気温度の計測データと、過給機12の自立運転開始温度である第2所定温度との比較を行う(図2中、ステップST9)。ここで、この第2所定温度は、過給機12が自立運転を開始する温度である。この第2所定温度は、過給機12の種類、形式、または型番などに応じて算出可能な、個々の過給機12固有の温度である。そして、出口空気温度が第2所定温度に到達するまで、補助送風機13からコンプレッサ部12aへの空気の供給を継続する(図2中、ステップST9:No)。
And the
その後、制御部15によって、出口空気温度が第2所定温度以上になったと判断された時点(図2中、ステップST9:Yes)において、過給機12の自立運転が開始される(図2中、ステップST10)。そして、図6に示すように、過給機12の自立運転が開始された時点で、ステップST11に移行して、制御部15により第1過給バイパス部としての調節弁19dを閉状態にするとともに補助送風機13を停止させる(図6中、二点鎖線囲み内)。補助送風機13からコンプレッサ部12aへの空気の供給が停止すると、過給機12のコンプレッサ部12aは外部から逆止弁24を介して空気を吸引する。過給機12が自立運転すると、廃棄物処理設備1も定常運転に移行して、従来公知の廃棄物処理を実行する。
Thereafter, when the
以上説明した本発明の一実施形態によれば、廃棄物処理設備1の運転開始時において過給機12を迂回して、補助送風機13によって焼却炉11内に燃焼空気を供給して、空気予熱器14において加熱される高圧の空気の出口空気温度を上昇させ、この昇温によって出口空気温度が過給機12の所定の動作温度範囲に到達した段階で、過給機12に空気の供給を開始するようにしている。これにより、過給機12は、起動の当初から過給機12の仕様によってあらかじめ決定される所定の動作温度範囲内で動作を開始できるので、効率の高い状態で起動できる。換言すると、過給機12の過給性能が十分に確保できない条件下においては、過給機12を始動することなく焼却炉11内に燃焼空気を供給して空気予熱器14の出口空気を昇温させ、過給機12の過給性能が十分に確保できる条件に到達した段階で過給機12を始動させることにより、過給機12の始動初期におけるエネルギー効率の低下を抑制できる。
According to the embodiment of the present invention described above, air preheating is performed by bypassing the
さらに、この一実施形態によれば、空気予熱器14により加熱された空気の一部を、過給機12によって白煙防止用空気として煙突17に供給して白煙を防止している。これにより、白防空気熱交換器を設ける必要がないため、廃棄物処理設備1における消費電力量を従来に比して大幅に低減可能になる。さらに、焼却炉11の廃熱を利用して過給機12を駆動させ、いわゆる廃熱を動力に変換していることにより、この動力によって空気を燃焼空気として焼却炉11に供給できるとともに、余剰な廃熱がある場合にはジェネレータなどを設けることによって発電することも可能になる。
Furthermore, according to this embodiment, a part of the air heated by the
以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いても良い。 Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the numerical values given in the above-described embodiment are merely examples, and different numerical values may be used as necessary.
上述した一実施形態においては、排ガス処理設備16としては、従来公知の構成を採用したが、必ずしも従来公知の構成に限られず、排ガスに対して種々の排ガス処理を行う設備を採用することが可能である。
In the above-described embodiment, the exhaust
また、上述した一実施形態においては、ステップST9における制御部15による補助送風機13からタービン部12bへの空気の供給と停止との選択制御の判断を、温度計21bにより計測される出口空気温度に基づいて行っているが、制御部15による選択制御の判断を、過給機12の回転数計12cにより計測される、過給機12の回転数の計測データをさらに用いて行っても良い。
Moreover, in one Embodiment mentioned above, judgment of selection control of supply and a stop of the air supply from the
1 廃棄物処理設備
11 焼却炉
12 過給機
12a コンプレッサ部
12b タービン部
12c 回転数計
13 補助送風機
14 空気予熱器
15 制御部
16 排ガス処理設備
17 煙突
18 流量制御弁
19a,19b,19c,19d 調節弁
20a,20b,20c,20d,20e バルブ
21a,21b 温度計
22a,22b,22c 圧力計
23a,23b 流量計
24 逆止弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記燃焼手段から排出された前記排ガスと気体との間において熱交換を行う熱交換手段と、
前記熱交換手段において加熱された気体の温度を計測する温度計測手段と、
外部から気体を供給可能に構成された気体供給手段と、
前記熱交換手段に気体を供給可能に構成されているとともに、前記熱交換手段において加熱された気体を前記燃焼手段に供給可能に構成された過給手段と、
前記気体供給手段により外部から供給された気体を、前記過給手段における気体の流入側から流出側に迂回させつつ、前記熱交換手段および前記燃焼手段に順次供給可能に構成された迂回手段と、
前記温度計測手段により計測される前記熱交換手段において加熱された気体の温度に基づいて、前記迂回手段における気体の通過と不通過とを選択制御することにより、前記過給手段に対する気体の供給と遮断とを選択制御可能に構成された制御手段と、
を備えることを特徴とする廃棄物処理設備。 Combustion means for burning waste and discharging exhaust gas;
Heat exchange means for exchanging heat between the exhaust gas discharged from the combustion means and the gas;
Temperature measuring means for measuring the temperature of the gas heated in the heat exchange means;
Gas supply means configured to be able to supply gas from the outside;
A supercharging means configured to be able to supply gas to the heat exchanging means, and configured to be able to supply the gas heated in the heat exchanging means to the combustion means,
A detour unit configured to be able to sequentially supply the gas supplied from the outside by the gas supply unit to the heat exchange unit and the combustion unit while detouring from the gas inflow side to the outflow side in the supercharging unit;
Based on the temperature of the gas heated in the heat exchange means measured by the temperature measurement means, by selectively controlling the passage and non-passage of the gas in the bypass means, the supply of gas to the supercharging means A control means configured to be able to selectively control blocking;
A waste treatment facility comprising:
前記迂回手段が、前記外部から供給された気体を前記コンプレッサ部における気体の流入側から流出側に迂回させる第1過給バイパス部と、前記熱交換手段において加熱された気体を前記タービン部における気体の流入側から流出側に迂回させる第2過給バイパス部とを有して構成されており、
前記制御手段が、前記燃焼手段の稼働後から前記加熱された気体の温度が前記第1所定温度になるまで、前記第2過給バイパス部によって前記タービン部に対する気体の供給を遮断し、前記熱交換手段において加熱された気体の温度が前記第1所定温度以上になった段階で、前記第2過給バイパス部を制御して前記タービン部に対する気体の供給を開始するように制御可能に構成されていることを特徴とする請求項2に記載の廃棄物処理設備。 The turbocharger is configured so that the gas supplied from the outside can be supplied to the heat exchange unit, and the turbine configured to be able to supply the gas heated in the heat exchange unit to the combustion unit is configured and a section,
The bypass unit bypasses the gas supplied from the outside from the gas inflow side to the outflow side in the compressor unit, and the gas heated in the heat exchange unit is gas in the turbine unit And a second supercharging bypass section for making a detour from the inflow side to the outflow side,
The control unit shuts off the gas supply to the turbine unit by the second supercharging bypass unit until the temperature of the heated gas reaches the first predetermined temperature after the combustion unit is operated, and the heat When the temperature of the gas heated in the exchange means becomes equal to or higher than the first predetermined temperature, the second supercharging bypass unit is controlled to start supplying gas to the turbine unit. waste disposal facility according to claim 2, characterized in that it is.
前記燃焼ステップにおいて排出された前記排ガスと気体との間において、熱交換手段によって前記排ガスの熱量の少なくとも一部を前記気体に移動させる熱交換ステップと、
前記熱交換ステップにおいて加熱された気体の温度を計測する温度計測ステップと、
外部から気体を供給する気体供給ステップと、
過給手段によって、前記熱交換手段に気体を供給するとともに、前記熱交換手段において加熱された気体を前記燃焼手段に供給する過給ステップと、
前記外部から供給された気体を、前記過給手段における気体の流入側から流出側に迂回させつつ、前記熱交換手段および前記燃焼手段に順次供給する迂回ステップと、
前記温度計測ステップにおいて計測される前記加熱された気体の温度が、前記過給手段の作動温度範囲内の第1所定温度になるまで前記迂回ステップを実行させ、前記第1所定温度以上になった段階で前記過給ステップを実行させるように制御する制御ステップと、
を含むことを特徴とする廃棄物処理方法。 A combustion step in which waste is burned by combustion means and exhaust gas is discharged;
A heat exchange step of transferring at least a part of the heat quantity of the exhaust gas to the gas by heat exchange means between the exhaust gas and the gas discharged in the combustion step;
A temperature measurement step for measuring the temperature of the gas heated in the heat exchange step;
A gas supply step for supplying gas from the outside;
A supercharging step of supplying gas to the heat exchanging means by a supercharging means and supplying the gas heated in the heat exchanging means to the combustion means;
A detour step of sequentially supplying the gas supplied from the outside to the heat exchange means and the combustion means while detouring from the gas inflow side to the outflow side in the supercharging means;
The bypass step is executed until the temperature of the heated gas measured in the temperature measurement step reaches a first predetermined temperature within an operating temperature range of the supercharging means, and the temperature becomes equal to or higher than the first predetermined temperature. A control step for controlling the supercharging step to be executed in a stage;
A waste treatment method comprising:
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