特許 7246293 廃棄物処理設備及びその運転方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-16

(45)【発行日】2023-03-27

(54)【発明の名称】廃棄物処理設備及びその運転方法

(51)【国際特許分類】

   F23L 5/02 20060101AFI20230317BHJP

   F23G 5/44 20060101ALI20230317BHJP

【ＦＩ】

F23L5/02

F23G5/44 F ZAB

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019213184

(22)【出願日】2019-11-26

(65)【公開番号】P2021085575

(43)【公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-06-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000192590

【氏名又は名称】株式会社神鋼環境ソリューション

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100187908

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 康平

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 圭

(72)【発明者】

【氏名】眞野 文宏

【審査官】河野 俊二

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１３２４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－０５８５４１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１５－２２７７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２２７７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０２５９６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｌ ５／０２

Ｆ２３Ｇ ５／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

廃棄物を焼却する焼却炉と、
前記焼却炉に燃焼用空気を導くための空気導入経路と、
前記空気導入経路から流入する燃焼用空気を、前記焼却炉から排出される排ガスにより加熱する予熱器と、
前記空気導入経路に配置された過給機であって、燃焼用空気を圧縮して前記予熱器側へ吐出するコンプレッサと、前記予熱器で加熱された燃焼用空気によって回転することにより前記コンプレッサを駆動させるタービンと、を含む前記過給機と、
前記空気導入経路のうち前記コンプレッサと前記タービンとの間の部位である高圧経路に配置され、燃焼用空気の流通及び遮断を切り替える切替弁と、
前記高圧経路のうち前記切替弁よりも前記タービン側に配置されたバーナと、
前記高圧経路内へ燃焼用空気を供給する送風機と、
前記高圧経路内の圧力を検知する圧力検知部と、
前記高圧経路の外へ燃焼用空気を放出するための放風弁と、
前記切替弁の開放後であって前記バーナの消火前の間に、前記圧力検知部により検知される圧力が前記送風機の最大圧力以下の目標圧力になるように前記放風弁を制御する制御部と、を備えた、廃棄物処理設備。

【請求項2】

前記制御部は、
前記切替弁の開放前において、前記目標圧力を指標とする前記放風弁の制御を実行せず、前記高圧経路のうち前記切替弁よりも上流側における圧力が前記高圧経路のうち前記切替弁よりも下流側における圧力よりも大きくなるように前記放風弁を制御する第１制御を実行し、
前記切替弁の開放後において、前記第１制御から、前記圧力検知部により検知される圧力が前記目標圧力になるように前記放風弁を制御する第２制御へ切り替える、請求項１に記載の廃棄物処理設備。

【請求項3】

廃棄物を焼却する焼却炉と、前記焼却炉に燃焼用空気を導くための空気導入経路と、前記空気導入経路から流入する燃焼用空気を、前記焼却炉から排出される排ガスにより加熱する予熱器と、前記空気導入経路に配置された過給機であって、燃焼用空気を圧縮して前記予熱器側へ吐出するコンプレッサと、前記予熱器で加熱された燃焼用空気によって回転することにより前記コンプレッサを駆動させるタービンと、を含む前記過給機と、前記空気導入経路のうち前記コンプレッサと前記タービンとの間の部位である高圧経路に配置され、燃焼用空気の流通及び遮断を切り替える切替弁と、前記高圧経路のうち前記切替弁よりも前記タービン側に配置されたバーナと、前記高圧経路内へ燃焼用空気を供給する送風機と、前記高圧経路の外へ燃焼用空気を放出するための放風弁と、を備えた廃棄物処理設備を運転する方法であって、
前記廃棄物処理設備の立ち上げ運転時における前記切替弁の開放後であって前記バーナの消火前の間に、前記高圧経路内の圧力が前記送風機の最大圧力以下の目標圧力になるように前記放風弁を操作する、廃棄物処理設備の運転方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、廃棄物処理設備及びその運転方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に記載されているように、下水汚泥等の廃棄物を焼却する廃棄物処理設備であって、廃棄物の焼却に必要な空気を過給機によって焼却炉内へ供給するものが知られている。このような過給式の廃棄物処理設備は、廃棄物の焼却時に生じる排ガスの熱を利用して過給機を駆動させることにより焼却炉内へ空気を供給可能であるため、省電力性等において優れた設備である。

【0003】

特許文献１に記載された廃棄物処理設備は、廃棄物を焼却する焼却炉と、コンプレッサ及びタービンを有する過給機と、焼却炉から排出された排ガスによってコンプレッサから吐出された酸素含有ガスを加熱する予熱器と、コンプレッサ、予熱器、タービン及び焼却炉をこの順に接続する酸素含有ガス供給流路と、酸素含有ガス供給流路のうち予熱器とタービンとの間の部位に配置されたバーナと、酸素含有ガス供給流路のうち予熱器とバーナとの間の部位に酸素含有ガスを供給するブロワと、酸素含有ガス供給流路のうち予熱器の下流側で且つブロワから酸素含有ガスが供給される部位の上流側に配置された第１流量調整弁と、酸素含有ガス供給流路のうち予熱器の下流側で且つ第１流量調整弁の上流側の部位から分岐する排気流路と、排気流路に配置された第２流量調整弁と、を備えている。

【0004】

この従来の廃棄物処理設備の立ち上げ運転は、以下の手順で行われる。すなわち、第１流量調整弁が全閉で且つ第２流量調整弁が全開の状態において、まず、ブロワ及びバーナをそれぞれ駆動させる。次に、予熱器の出口側における酸素含有ガスの温度が所定の基準温度を超えた後、第１流量調整弁の上流側における圧力が第１流量調整弁の下流側における圧力よりも大きくなるように第２流量調整弁の開度を減少させ、その後第１流量調整弁の開度を増加させる。そして、第２流量調整弁が全閉で且つ第１流量調整弁が全開となった後、バーナ及びブロワを順に停止する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６３６３３１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明者等は、特許文献１に記載された廃棄物処理設備の立ち上げ運転において、第１流量調整弁の全開後からバーナの消火までの間に、ブロワから酸素含有ガス供給流路内へ酸素含有ガスを供給するのが困難になり、酸素含有ガスの流量が不足する場合があることを新たに知見した。

【0007】

すなわち、過給機の自立条件が成立するためには、十分な熱エネルギーを有するガスがタービンへ流入する必要があるが、第１流量調整弁の全開後には、予熱器により加熱された後の酸素含有ガスとバーナで生じる燃焼排ガスとを含む混合ガスが、タービンへ流入する。そして、バーナの消火後には、タービンへ供給される熱エネルギーのうちバーナの燃焼排ガスに相当する熱エネルギーが減少する。このため、第１流量調整弁の全開後には、タービンへ流入する混合ガスの熱エネルギーが自立条件の成立に必要な熱エネルギーに到達しただけでは十分ではなく、バーナの消火後もなお自立条件の成立に必要な熱エネルギーが確保できるまで、バーナ及びブロワを駆動させ続ける必要がある。

【0008】

この間に、酸素含有ガス供給流路内のガスの温度が上昇し、それに伴い当該流路内の圧力も上昇する。このため、ブロワのスペックが低い場合には流路内の圧力がブロワの最大吐出圧力を超えてしまい、ブロワから吐出されたガスが流路内へ供給されずに逆流してしまうという課題がある。

【0009】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、廃棄物処理設備の立ち上げ運転において、高スペックの送風機を用いなくても空気を経路内へ安定に供給可能な廃棄物処理設備及びその運転方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一局面に係る廃棄物処理設備は、廃棄物を焼却する焼却炉と、前記焼却炉に燃焼用空気を導くための空気導入経路と、前記空気導入経路から流入する燃焼用空気を、前記焼却炉から排出される排ガスにより加熱する予熱器と、前記空気導入経路に配置された過給機であって、燃焼用空気を圧縮して前記予熱器側へ吐出するコンプレッサと、前記予熱器で加熱された燃焼用空気によって回転することにより前記コンプレッサを駆動させるタービンと、を含む前記過給機と、前記空気導入経路のうち前記コンプレッサと前記タービンとの間の部位である高圧経路に配置され、燃焼用空気の流通及び遮断を切り替える切替弁と、前記高圧経路のうち前記切替弁よりも前記タービン側に配置されたバーナと、前記高圧経路内へ燃焼用空気を供給する送風機と、前記高圧経路内の圧力を検知する圧力検知部と、前記高圧経路の外へ燃焼用空気を放出するための放風弁と、前記切替弁の開放後であって前記バーナの消火前の間に、前記圧力検知部により検知される圧力が前記送風機の最大圧力以下の目標圧力になるように前記放風弁を制御する制御部と、を備えている。

【0011】

上記廃棄物処理設備によれば、切替弁の開放後であってバーナの消火前の間に、圧力検知部により検知される圧力（空気導入経路のうちコンプレッサとタービンとの間の高圧経路内の圧力）が送風機の最大圧力以下の目標圧力になるように放風弁が制御される。このため、従来の廃棄物処理設備のように切替弁の全開後からバーナの消火までの間に放風弁を全閉状態に維持するものと異なり、高スペックの送風機を用いなくても、送風機から空気導入経路内へ燃焼用空気を安定に供給することが可能になる。これにより、廃棄物処理設備の立ち上げ運転中における燃焼用空気の流量不足を抑制することができる。

【0012】

上記廃棄物処理設備において、前記制御部は、前記切替弁の開放前において、前記目標圧力を指標とする前記放風弁の制御を実行せず、前記高圧経路のうち前記切替弁よりも上流側における圧力が前記高圧経路のうち前記切替弁よりも下流側における圧力よりも大きくなるように前記放風弁を制御する第１制御を実行してもよい。前記制御部は、前記切替弁の開放後において、前記第１制御から、前記圧力検知部により検知される圧力が前記目標圧力になるように前記放風弁を制御する第２制御へ切り替えてもよい。

【0013】

この構成によれば、切替弁の開放後において燃焼用空気がコンプレッサ側へ逆流するのを抑制することができる。また切替弁を開放するタイミングに合わせて、放風弁の制御を適宜切り替えることができる。

【0014】

本発明の他の局面に係る廃棄物処理設備の運転方法は、廃棄物を焼却する焼却炉と、前記焼却炉に燃焼用空気を導くための空気導入経路と、前記空気導入経路から流入する燃焼用空気を、前記焼却炉から排出される排ガスにより加熱する予熱器と、前記空気導入経路に配置された過給機であって、燃焼用空気を圧縮して前記予熱器側へ吐出するコンプレッサと、前記予熱器で加熱された燃焼用空気によって回転することにより前記コンプレッサを駆動させるタービンと、を含む前記過給機と、前記空気導入経路のうち前記コンプレッサと前記タービンとの間の部位である高圧経路に配置され、燃焼用空気の流通及び遮断を切り替える切替弁と、前記高圧経路のうち前記切替弁よりも前記タービン側に配置されたバーナと、前記高圧経路内へ燃焼用空気を供給する送風機と、前記高圧経路の外へ燃焼用空気を放出するための放風弁と、を備えた廃棄物処理設備を運転する方法である。この方法では、前記廃棄物処理設備の立ち上げ運転時における前記切替弁の開放後であって前記バーナの消火前の間に、前記高圧経路内の圧力が前記送風機の最大圧力以下の目標圧力になるように前記放風弁を操作する。

【0015】

この方法では、廃棄物処理設備の立ち上げ運転時における切替弁の開放後であってバーナの消火前の間に、空気導入経路のうちコンプレッサとタービンとの間の高圧経路内の圧力が送風機の最大圧力以下の目標圧力になるように放風弁を操作する。このため、従来のように廃棄物処理設備の立ち上げ運転時において切替弁の全開後からバーナの消火までの間に放風弁を全閉状態に維持する方法と異なり、高スペックの送風機を用いなくても、送風機から空気導入経路内へ燃焼用空気を安定に供給することが可能になる。これにより、廃棄物処理設備の立ち上げ運転中における燃焼用空気の流量不足を抑制することができる。

【発明の効果】

【0016】

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、廃棄物処理設備の立ち上げ運転において、高スペックの送風機を用いなくても空気を経路内へ安定に供給可能な廃棄物処理設備及びその運転方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る廃棄物処理設備の構成を模式的に示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る廃棄物処理設備の運転方法を説明するためのフローチャートである。

【図3】上記運転方法における放風弁の開度制御を説明するためのフローチャートである。

【図4】本発明の一実施形態に係る廃棄物処理設備の運転方法を説明するためのタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態に係る廃棄物処理設備及びその運転方法を詳細に説明する。

【0019】

（廃棄物処理設備）
まず、本発明の一実施形態に係る廃棄物処理設備１の構成を、図１に基づいて説明する。本実施形態に係る廃棄物処理設備１は、例えば下水汚泥等の廃棄物を焼却する設備である。図１に示すように、廃棄物処理設備１は、焼却炉１０と、空気導入経路２０と、予熱器３０と、排ガス経路４０と、コンプレッサ５１及びタービン５２を含む過給機５０と、切替弁Ｖ１と、バーナ６０と、送風機７０と、第１圧力検知部８０と、第２圧力検知部８５と、第１放風経路９０と、第１放風弁Ｖ２と、第２放風経路９１と、第２放風弁Ｖ６と、制御部１００と、を主に備えている。以下、これらの構成要素についてそれぞれ説明する。

【0020】

焼却炉１０は、下水汚泥等の廃棄物を焼却する設備であり、例えば流動床式の焼却炉である。焼却炉１０の側部には、燃焼用空気Ａ１を炉内へ導入するための空気入口１１が形成されており、焼却炉１０の頂部には、廃棄物の焼却時に生じる排ガスＧ１を炉外へ排出するための排ガス出口１２が形成されている。

【0021】

図１に示すように、焼却炉１０内の下部には、例えば砂等の流動媒体が充填されることにより流動層１１０が形成されており、当該流動層１１０の上側の空間がフリーボードＦＢとなっている。空気入口１１から炉内へ導入される燃焼用空気Ａ１は、廃棄物の燃焼及び砂の流動化に用いられる。

【0022】

空気導入経路２０は、焼却炉１０に燃焼用空気Ａ１を導くための経路である。空気導入経路２０は、第１～第４経路２１～２４を有しており、燃焼用空気Ａ１は第１～第４経路２１～２４を順に通過して焼却炉１０内へ導入される。第１～第４経路２１～２４のそれぞれは、燃焼用空気Ａ１の流路が内部に形成された配管からなる。なお、本実施形態における燃焼用空気Ａ１は屋外の空気（外気）であるが、屋内の空気が燃焼用空気として用いられてもよい。

【0023】

第１経路２１は、上流端側に燃焼用空気Ａ１の取込口（図示しない）が形成されており、下流端がコンプレッサ５１の吸込口に接続されている。本実施形態では、当該取込口が外気中に開放されている。第２経路２２は、上流端がコンプレッサ５１の吐出口に接続されていると共に、下流端が予熱器３０の空気入口３１に接続されている。第３経路２３は、上流端が予熱器３０の空気出口３２に接続されていると共に、下流端がタービン５２の流入口に接続されている。第４経路２４は、上流端がタービン５２の流出口に接続されていると共に、下流端が焼却炉１０の空気入口１１に接続されている。図１に示すように、第３経路２３のうち予熱器３０の空気出口３２の近傍には、温度検知部８４が設置されている。なお、本明細書での「空気導入経路２０における上流及び下流」は、焼却炉１０へ向かう燃焼用空気Ａ１の流れ方向を基準とする。

【0024】

予熱器３０は、空気導入経路２０及び排ガス経路４０に配置された熱交換器であり、空気導入経路２０（第２経路２２）から流入する燃焼用空気Ａ１を、焼却炉１０から排出される排ガスＧ１により加熱する。予熱器３０は、例えばシェル＆チューブ式熱交換器であり、排ガスＧ１との熱交換を介して燃焼用空気Ａ１を加熱する。なお、予熱器３０は、シェル＆チューブ式熱交換器に限定されるものではなく、他のタイプの熱交換器であってもよい。

【0025】

排ガス経路４０は、上流端が焼却炉１０の排ガス出口１２に接続されていると共に下流端が予熱器３０の排ガス入口３３に接続された第１排ガス経路４１と、上流端が予熱器３０の排ガス出口３４に接続された第２排ガス経路４２と、を有している。排ガスＧ１は、排ガス出口１２から焼却炉１０の外へ排出された後、第１排ガス経路４１を通過して予熱器３０内へ流入する。そして、排ガスＧ１は、予熱器３０において燃焼用空気Ａ１との熱交換により温度が低下した後、排ガス出口３４から予熱器３０の外へ流出する。その後、排ガスＧ１は、図略のボイラ、減温塔、バグフィルタ及び触媒反応塔等の各設備を順に通過し、煙突から排出される。

【0026】

過給機５０は、空気導入経路２０に配置されており、コンプレッサ５１とタービン５２とが回転軸５０Ａにより互いに接続された構成を有している。図１に示すように、コンプレッサ５１は、空気導入経路２０のうち予熱器３０よりも上流側に配置されている。タービン５２は、空気導入経路２０のうち予熱器３０よりも下流側に配置されている。

【0027】

コンプレッサ５１は、タービン５２から回転軸５０Ａを介して伝達される回転力により駆動する。コンプレッサ５１は、第１経路２１から吸い込んだ燃焼用空気Ａ１を圧縮して所定の圧力まで昇圧させ、昇圧後の燃焼用空気Ａ１を予熱器３０側へ吐出する。吐出後の燃焼用空気Ａ１は、第２経路２２を通過した後、予熱器３０内へ流入する。コンプレッサ５１は、例えば遠心圧縮機であり、軸回りに回転して遠心力により燃焼用空気Ａ１を昇圧する羽根車と、当該羽根車を収容するケーシングとを有している。

【0028】

タービン５２は、予熱器３０で加熱された燃焼用空気Ａ１によって回転することにより、コンプレッサ５１を駆動させる。具体的に、タービン５２は、燃焼用空気Ａ１の流れを受けて軸回りに回転する図略の翼車を有しており、当該翼車の回転が回転軸５０Ａを介してコンプレッサ５１へ伝達される。

【0029】

切替弁Ｖ１は、空気導入経路２０内における燃焼用空気Ａ１の流通及び遮断を切り替える弁であり、空気導入経路２０のうちコンプレッサ５１とタービン５２との間の部位である高圧経路２５に配置されている。図１に示すように、本実施形態では、切替弁Ｖ１は、第３経路２３のうち第１放風経路９０が接続される部位Ｌ１よりも下流側で且つバーナ６０よりも上流側の部位に配置されている。切替弁Ｖ１は、制御部１００により開度調整可能な流量調整弁である。

【0030】

バーナ６０は、高圧経路２５のうち切替弁Ｖ１よりもタービン５２側（下流側）の部位に配置されている。図１に示すように、バーナ６０には、燃焼用空気供給経路７１を介して送風機７０が接続されていると共に、燃料供給経路７２を介して燃料ポンプ７３が接続されている。バーナ６０は、燃料ポンプ７３から燃料供給経路７２を介して供給される重油等の燃料を、送風機７０から燃焼用空気供給経路７１を介して供給される空気により燃焼させる。燃料供給経路７２には、燃料の流通及び遮断を切り替える燃料供給弁Ｖ４が設置されており、燃焼用空気供給経路７１には空気の流通及び遮断を切り替える燃焼用空気供給弁Ｖ５が設置されている。

【0031】

送風機７０は、高圧経路２５内へ燃焼用空気Ａ１を供給するものであり、例えばブロワである。図１に示すように、燃焼用空気供給経路７１は、上流端が送風機７０の吐出口に接続されていると共に下流端がバーナ６０の空気入口に接続されており、当該燃焼用空気供給経路７１から送風経路７４が分岐している。送風経路７４は、第３経路２３のうち切替弁Ｖ１よりも下流側で且つバーナ６０よりも上流側の部位Ｌ２に接続されており、空気の流通及び遮断を切り替える送風弁Ｖ３が設置されている。これにより、送風機７０から吐出された燃焼用空気Ａ１は、一部がバーナ６０へ供給されると共に、残部が第３経路２３の部位Ｌ２へ供給される。なお、送風機７０は、廃棄物処理設備１の立ち上げ運転時や定常運転中において空気流量が不足したときに用いられる補助ブロワである。

【0032】

第１圧力検知部８０は、高圧経路２５内の圧力を検知するセンサである。図１に示すように、本実施形態では、第１圧力検知部８０は、第２経路２２のうち第２放風経路９１が接続される部位Ｌ３よりもコンプレッサ５１側（上流側）に設置されている。第１圧力検知部８０は、コンプレッサ５１の下流側における圧力を検知し、その検知圧力に応じた信号を制御部１００へ送信する。

【0033】

第２圧力検知部８５は、第１圧力検知部８０と同様に高圧経路２５内の圧力を検知するセンサである。第２圧力検知部８５は、第３経路２３のうち切替弁Ｖ１よりも下流側で且つ部位Ｌ２よりも上流側の部位に設置されている。第２圧力検知部８５は、切替弁Ｖ１の下流側における圧力を検知し、その検知圧力に応じた信号を制御部１００へ送信する。

【0034】

第１放風経路９０は、第３経路２３内を流れる燃焼用空気Ａ１を当該第３経路２３の外（外気中）へ放出するための経路である。図１に示すように、第１放風経路９０は、一端が第３経路２３のうち切替弁Ｖ１よりも上流側で且つ温度検知部８４よりも下流側の部位Ｌ１に接続されており、他端が外気中に開放されている。

【0035】

第１放風弁Ｖ２は、第３経路２３の外へ燃焼用空気Ａ１を放出するための弁であり、第１放風経路９０に設置されている。第１放風弁Ｖ２は、制御部１００により開度調整可能に構成された流量調整弁であり、その開度によって第３経路２３から第１放風経路９０を介して外気中へ放出される燃焼用空気Ａ１の流量が調整される。

【0036】

第２放風経路９１は、第２経路２２内を流れる燃焼用空気Ａ１を当該第２経路２２の外（外気中）へ放出するための経路である。図１に示すように、第２放風経路９１は、一端が第２経路２２のうち第１圧力検知部８０よりも下流側の部位Ｌ３に接続されており、他端が外気中に開放されている。

【0037】

第２放風弁Ｖ６は、第２経路２２の外へ燃焼用空気Ａ１を放出するための弁であり、第２放風経路９１に設置されている。第２放風弁Ｖ６は、制御部１００により開度調整可能に構成された流量調整弁であり、その開度によって第２経路２２から第２放風経路９１を介して外気中へ放出される燃焼用空気Ａ１の流量が調整される。

【0038】

制御部１００は、廃棄物処理設備１の各種動作を制御するコンピュータであり、受付部１０１と、判定部１０２と、弁制御部１０３と、送風機制御部１０４と、バーナ制御部１０５と、ポンプ制御部１０６と、記憶部１０７とを含む。受付部１０１、判定部１０２、弁制御部１０３、送風機制御部１０４、バーナ制御部１０５及びポンプ制御部１０６は、上記コンピュータの中央演算処理装置（ＣＰＵ；Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）により実行される各機能であり、記憶部１０７はメモリ等の記憶装置により構成されている。

【0039】

受付部１０１は、第１圧力検知部８０、第２圧力検知部８５及び温度検知部８４の各々から送信される検知信号を受信する。判定部１０２は、第１圧力検知部８０による検知圧力と第２圧力検知部８５による検知圧力とを比較してその大小関係を判定し、また第１圧力検知部８０による検知圧力と送風機７０の最大圧力（最大吐出圧力）以下の目標圧力とを比較してその大小関係を判定する。当該目標圧力は、送風機７０のスペック（最大吐出圧力）に応じて予め定められており、その情報（データ）が記憶部１０７に格納されている。

【0040】

弁制御部１０３は、判定部１０２による判定結果に基づいて、第１放風弁Ｖ２の開度を制御する。送風機制御部１０４は、送風機７０の駆動のオン／オフを切り替える。バーナ制御部１０５は、バーナ６０の点火及び消火を切り替える。ポンプ制御部１０６は、燃料ポンプ７３の駆動のオン／オフを切り替える。

【0041】

制御部１００は、廃棄物処理設備１の立ち上げ運転時における切替弁Ｖ１の開放後であってバーナ６０の消火前の間に、第１圧力検知部８０により検知される圧力が送風機７０の最大圧力以下の目標圧力になるように第１放風弁Ｖ２の開度を制御する。より具体的には、制御部１００は、廃棄物処理設備１の立ち上げ運転時における切替弁Ｖ１の開放前において、上記目標圧力を指標とする第１放風弁Ｖ２の制御を実行せず、高圧経路２５のうち切替弁Ｖ１よりも上流側における圧力が高圧経路２５のうち切替弁Ｖ１よりも下流側における圧力よりも大きくなるように第１放風弁Ｖ２を制御する第１制御を実行する。そして、制御部１００は、廃棄物処理設備１の立ち上げ運転時における切替弁Ｖ１の開放後において、上記第１制御から、第１圧力検知部８０により検知される圧力が上記目標圧力になるように第１放風弁Ｖ２の開度を制御する第２制御へ切り替える。この制御の具体的な内容を以下において説明する。

【0042】

（廃棄物処理設備の運転方法）
次に、本実施形態に係る廃棄物処理設備の運転方法を、図２，３のフローチャート及び図４のタイムチャートに従って説明する。本運転方法は、上記廃棄物処理設備１の立ち上げ時の運転方法であり、上記制御部１００によって以下の順序で実施される。図４中において、横軸は立ち上げ運転中の時間経過を示し、縦軸は切替弁Ｖ１及び第１放風弁Ｖ２の開閉状態、ブロワ（送風機７０）のオン／オフ、バーナ６０のオン／オフ、第１圧力検知部８０による検知圧力及び過給機５０のエネルギーをそれぞれ示している。

【0043】

まず、廃棄物処理設備１の立ち上げ開始時には、切替弁Ｖ１が全閉で且つ第１放風弁Ｖ２が全開であり、送風機７０及びバーナ６０がそれぞれ停止している。この状態で、まず、制御部１００が、送風機７０及びバーナ６０をそれぞれ駆動させる（ＳＴ１０）。

【0044】

具体的には、送風機制御部１０４が送風機７０を駆動させ、バーナ制御部１０５がバーナ６０を駆動させる。また弁制御部１０３が送風弁Ｖ３、燃焼用空気供給弁Ｖ５及び燃料供給弁Ｖ４を開くと共に、ポンプ制御部１０６が燃料ポンプ７３を駆動させる。

【0045】

これにより、送風機７０からの燃焼用空気Ａ１の一部が燃焼用空気供給経路７１を介してバーナ６０へ供給されると共に、重油等の燃料が燃料供給経路７２を介してバーナ６０へ供給される。そして、バーナ６０において燃料が燃焼し、高温の燃焼排ガスが発生する。一方、送風機７０からの燃焼用空気Ａ１の残部が送風経路７４を介して第３経路２３の部位Ｌ２へ流入し、バーナ６０において燃焼排ガスと混合された後、タービン５２へ流入する。この混合ガスは、タービン５２から流出した後、第４経路２４を介して焼却炉１０へ導入される。

【0046】

タービン５２は、上記混合ガスの流れを受けて回転し、これによりコンプレッサ５１が駆動する。コンプレッサ５１は、第１経路２１から燃焼用空気Ａ１（外気）を吸い込み、所定の圧力まで圧縮した後に吐出する。コンプレッサ５１から吐出された燃焼用空気Ａ１は、第２経路２２及び予熱器３０を順に通過し、空気出口３２から第３経路２３内へ流出した後、第１放風経路９０を介して外気中へ放出される。

【0047】

制御部１００は、切替弁Ｖ１の開放前の状態（以下、「接続前状態」ともいう、図４中のＴ０～Ｔ１の間）において、高圧経路２５のうち切替弁Ｖ１よりも上流側における圧力が高圧経路２５のうち切替弁Ｖ１よりも下流側における圧力よりも大きくなるように第１放風弁Ｖ２の開度を制御する第１制御（接続前制御）を実行する（ＳＴ２０）。具体的には、当該接続前状態において、第１圧力検知部８０及び第２圧力検知部８５によって高圧経路２５のうち切替弁Ｖ１の前後の圧力をそれぞれ検知し、判定部１０２が両検知圧力の大小関係を比較する。そして、第１圧力検知部８０による検知圧力が第２圧力検知部８５による検知圧力以下である場合には、弁制御部１０３が第１放風弁Ｖ２の開度を減少させる。本実施形態では、図４に示すように、弁制御部１０３が第１放風弁Ｖ２の開度を時間経過と共に徐々に減少させ、これにより高圧経路２５のうちコンプレッサ５１から切替弁Ｖ１までの領域における圧力（第１圧力検知部８０による検知圧力、図４中のＰ１圧力）が時間経過と共に次第に上昇する。この間、制御部１００は、送風機７０の最大圧力以下の目標圧力を指標とする第１放風弁Ｖ２の制御を実行しない。一例として、当該接続前状態においては、第２圧力検知部８５による検知圧力が７０～８０ｋＰａであるのに対し、第１圧力検知部８０による検知圧力が８３ｋＰａになるように第１放風弁Ｖ２の開度を徐々に絞る。

【0048】

次に、コンプレッサ５１とタービン５２の接続条件（第１圧力検知部８０による検知圧力が第２圧力検知部８５による検知圧力よりも大きいこと）が成立すると（ＳＴ３０のＹＥＳ）、弁制御部１０３が切替弁Ｖ１を閉状態から開状態へ切り替える（ＳＴ４０）。以後、制御部１００は、切替弁Ｖ１の開放後であってバーナ６０の消火前の間（図４中のＴ１～Ｔ２の間）に、第１圧力検知部８０により検知される圧力が送風機７０の最大圧力以下である目標圧力になるように第１放風弁Ｖ２の開度を制御する第２制御（接続後制御）を実行する。つまり、制御部１００は、切替弁Ｖ１が全閉から全開に切り替わることに基づいて、第１放風弁Ｖ２の制御モードを上記第１制御から第２制御へ切り替える。

【0049】

本実施形態における目標圧力は、送風機７０の最大吐出圧力（例えば、１５０ｋＰａ）よりも小さい圧力（例えば、当該最大吐出圧力よりも５ｋＰａ小さい１４５ｋＰａ）であるが、これに限定されない。上記目標圧力は、送風機７０の最大圧力と同じであってもよい。

【0050】

図３は、第２制御の流れを示すフローチャートである。図３に示すように、まず、第１圧力検知部８０が第２経路２２内の圧力を検知し（ＳＴ２１）、その検知信号が受付部１０１へ送信される。そして、判定部１０２が第１圧力検知部８０による検知圧力が上記目標圧力未満であるか否かを判定する（ＳＴ２２）。そして、第１圧力検知部８０による検知圧力が目標圧力未満である場合は（ＳＴ２２のＹＥＳ）、弁制御部１０３が第１放風弁Ｖ２の開度を減少させる（ＳＴ２３）。一方、第１圧力検知部８０による検知圧力が目標圧力以上である場合は（ＳＴ２２のＮＯ）、第１放風弁Ｖ２の開度を減少させずにステップＳＴ２４へ進む。

【0051】

ステップＳＴ２４では、判定部１０２が、第１圧力検知部８０による検知圧力が目標圧力を超えるか否かを判定する。そして、当該検知圧力が目標圧力を超える場合は（ＳＴ２４のＹＥＳ）、弁制御部１０３が第１放風弁Ｖ２の開度を増加させる（ＳＴ２５）。これにより、第１放風経路９０を介して高圧経路２５の外へ放出される燃焼用空気Ａ１の流量が増加し、高圧経路２５内の圧力が低下する。一方、第１圧力検知部８０による検知圧力が目標圧力と同じである場合は、第１放風弁Ｖ２の開度を維持し、ステップＳＴ２１へ戻る。

【0052】

上記のような第１放風弁Ｖ２の開度制御（図３中のＳＴ２１～ＳＴ２５による接続後制御）を、過給機５０の自立条件が成立するまでの間繰り返し行う。具体的には、図４に示すように、過給機５０のエネルギーが当該過給機５０の自立運転に必要なエネルギーＥ１よりも大きいエネルギーＥ２に到達した時に、過給機５０の自立条件が成立する。このエネルギーＥ１とエネルギーＥ２との差は、接続後制御中におけるバーナ６０による熱エネルギー（バーナ６０へ最小流量の燃料を供給する間に生じる燃焼排ガスの熱エネルギー）である。これにより、バーナ６０の消火後においても、過給機５０の自立運転に必要なエネルギーＥ１が確保される。

【0053】

このように、過給機５０のエネルギーがエネルギーＥ２（図４）に到達するまでの間に、高圧経路２５内の温度が上昇し、それに伴い高圧経路２５内の圧力も上昇するため、第１放風弁Ｖ２が全閉状態のままでは高圧経路２５内の圧力が過上昇する場合がある。そこで、本実施形態では、上述のように第１放風弁Ｖ２の開度によって高圧経路２５内の圧力が上がり過ぎないように調整することにより、切替弁Ｖ１の開放後においても送風機７０から高圧経路２５内へ空気を安定して送り込むことができる。

【0054】

過給機５０の自立条件が成立すると（ＳＴ５０のＹＥＳ）、例えば予熱器３０から流出する燃焼用空気Ａ１の温度が所定の基準温度以上になると、バーナ制御部１０５がバーナ６０を消火すると共に弁制御部１０３が第１放風弁Ｖ２を閉じ（ＳＴ６０）、続いて送風機制御部１０４が送風機７０を停止させる（ＳＴ７０）。以上のようにして、廃棄物処理設備１の立ち上げ運転が完了し、以後、廃棄物処理設備１の定常運転が行われる。

【0055】

以上の通り、本実施形態に係る廃棄物処理設備１によれば、立ち上げ運転時における切替弁Ｖ１の開放後であってバーナ６０の消火前の間に、第１圧力検知部８０により検知される圧力が送風機７０の最大圧力以下の目標圧力になるように第１放風弁Ｖ２の開度が制御される。このため、切替弁Ｖ１の全開後からバーナ６０の消火までの間に第１放風弁Ｖ２を全閉状態に維持する場合と異なり、高スペックの送風機を用いなくても、送風機７０から空気導入経路２０内へ燃焼用空気Ａ１を安定に供給することが可能になる。これにより、廃棄物処理設備１の立ち上げ運転中における燃焼用空気Ａ１の流量不足を抑制することができる。

【0056】

（その他実施形態）
ここで、本発明のその他実施形態について説明する。

【0057】

上記実施形態では、切替弁Ｖ１の開放後からバーナ６０の消火までの間に第１放風弁Ｖ２の開度を制御する場合を一例として説明したが、この間に開度制御される放風弁の位置は、空気導入経路２０のうちコンプレッサ５１からタービン５２の間であれば特に限定されない。例えば、切替弁Ｖ１の開放後からバーナ６０の消火までの間に、第２放風弁Ｖ６の開度が図３のフローチャートに従って制御されてもよい。

【0058】

上記実施形態では、切替弁Ｖ１の開放後からバーナ６０の消火までの間に、第１放風弁Ｖ２の開度を第１圧力検知部８０による検知圧力に基づいて制御する場合を一例として説明したが、この間に圧力検知する位置は、空気導入経路２０のうちコンプレッサ５１からタービン５２までの間であれば特に限定されない。例えば、切替弁Ｖ１の開放後からバーナ６０の消火までの間に、第２圧力検知部８５による検知圧力に基づいて第１放風弁Ｖ２（又は第２放風弁Ｖ６）の開度を制御してもよい。

【0059】

上記実施形態では、送風機７０が高圧経路２５のうち予熱器３０よりも下流側の部位Ｌ２に燃焼用空気Ａ１を供給する場合を一例として説明したがこれに限定されず、高圧経路２５のうち予熱器３０よりも上流側の部位に送風機７０から燃焼用空気Ａ１を供給してもよい。

【0060】

上記実施形態では、接続前制御及び接続後制御のいずれにおいても第１放風弁Ｖ２の開度を制御する場合を一例として説明したが、両制御において異なる放風弁を使用してもよい。例えば、接続前制御においては第１放風弁Ｖ２の開度により切替弁Ｖ１よりも上流側の圧力を制御し、接続後制御においては第２放風弁Ｖ６の開度により高圧経路２５内の圧力を制御してもよい。

【0061】

上記実施形態では、接続後制御における第１放風弁Ｖ２の操作が制御部１００により自動で行われる場合を説明したが、第１放風弁Ｖ２の開度が手動で調整されてもよい。

【0062】

上記実施形態では、廃棄物処理設備１の立ち上げ運転時に送風機７０を起動し、送風機７０から高圧経路２５内へ空気を安定して供給するために第１放風弁Ｖ２の開度制御を行う場合を説明したが、廃棄物処理設備１の定常運転中においても燃焼用空気Ａ１の流量が不足し、送風機７０の起動が必要な場合もある。この場合にも、図３のフローチャートに従って第１放風弁Ｖ２の開度を制御し、高圧経路２５内の圧力が上がり過ぎないように調整してもよい。

【0063】

上記実施形態では、焼却炉が流動床式のものである場合を一例として説明したが、例えばストーカ式焼却炉等の他のタイプの焼却炉が用いられてもよい。また焼却炉における焼却対象である廃棄物は下水汚泥に限られず、例えば都市ごみ等であってもよい。

【0064】

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0065】

１ 廃棄物処理設備
１０ 焼却炉
２０ 空気導入経路
２５ 高圧経路
３０ 予熱器
５０ 過給機
５１ コンプレッサ
５２ タービン
６０ バーナ
７０ 送風機
８０ 第１圧力検知部
１００ 制御部
Ａ１ 燃焼用空気
Ｇ１ 排ガス
Ｖ１ 切替弁
Ｖ２ 第１放風弁（放風弁）
Ｖ６ 第２放風弁（放風弁）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】