第 4 回新館清掃工場基本計画検討委員会 資料 -5 余熱利用方法について H26.10.27 1. ごみ焼却施設における熱利用形態ごみ焼却施設は ごみを燃やすことで大量の熱を発生させます この熱を有効に利用することが重要であり 維持管理費の低減にも結び付きます したがって近年ではごみ焼却施設という呼び方はせず エネルギ回収型廃棄物処理施設 と呼ばれています この回収熱の利用方法は下図に示すものがあります 今回検討している施設規模 (200t/ 日 ) では余熱の大半は蒸気として回収し 発電 ( 蒸気タービン ) に利用します 場内給湯 温 水 場外給湯 暖 房 高温排ガス 熱回収 場内利用 場外利用 冷 暖房 場内給湯 蒸 気 温 水 場外給湯 冷 暖房 発 電 施設内消費 売 電 図エネルギ回収型廃棄物処理施設における熱利用形態 1
2. 余熱利用の手法ごみ焼却施設からの余熱利用のエネルギー回収方式としては 温水変換 蒸気変換 電気変換 の 3 つが挙げられる これらの特徴を以下に示す 概要エネルギー回収効率技術的問題点エネルギー用途 温水変換 燃焼排ガスの熱を利用し 熱交換器で温水又は高温水を作る 効率はよいが 需要の時間変動に対応しにくく ロスが大きい 熱交換器の設置場所の温度域によっては 腐食が発生し易いので 余熱空気を熱源とした間接式の温水熱交換器の採用が望ましい 給湯 温水プール 公衆浴場 蒸気変換 廃熱ボイラで排ガスの熱を蒸気として回収し その蒸気をエネルギー源として利用する 効率は比較的良好で需要変動には対応しにくい 廃熱ボイラの使用温度が概ね 180 ~300 であれば腐食の心配もなく 技術的にも問題なく使用できる 近年は材料開発等により 350~400 の高温腐食域での使用も増えており 高効率発電施設では標準的となっている 工場熱源 温室熱源 暖房 冷凍倉庫 スケートリンク 冷房 電気変換 廃熱ボイラで回収した蒸気によりタービン発電を行い 通常火力と組合せる等の工夫で効率は向上する 一般的には需要変 特に技術的な問題はないが 炉規模の大きい施設に適している 一般電力 電力に変換する 動の対応が困難 回収効率 : 温水 > 蒸気 > 電気 エネルギー利用用途 : 電気 > 蒸気 > 温水 2
3. 東京都における余熱利用方法の事例 東京都における余熱利用方法の事例は以下に示すとおりです 施設名 熱利用内容 熱供給形態 利用先 クリーンセンター多摩川 私立病院 高温水 外部利用有 西多摩衛生組合環境センター 浴用施設 蒸気 外部利用有 多摩清掃工場 老人福祉施設 高温水 外部利用有 町田リサイクル文化センター プール 老人福祉施設 福祉施設 蒸気 外部利用有 東京 23 区一組光が丘清掃工場 市民センター 社会教育館 熱供給会社 高温水 温水 外部利用有 東京 23 区一組江戸川清掃工場 老人福祉施設 蒸気 外部利用有 東京 23 区一組新江東清掃工場 プール 植物園 老人福祉施設 高温水 蒸気 外部利用有 東京 23 区一組杉並清掃工場建替え中 市民センター プール 老人福祉施設 高温水 東京 23 区一組千歳清掃工場 プール 高温水 外部利用有 東京 23 区一組足立清掃工場 プール 老人福祉施設 高温水 外部利用有 東京 23 区一組多摩川清掃工場 区民センター 高温水 外部利用有 東京 23 区一組中央清掃工場 温浴施設 プール 蒸気 内部利用 東京 23 区一組板橋清掃工場 養護学校 プール 植物園 高温水 外部利用有 東京 23 区一組豊島清掃工場 プール 老人福祉施設 高温水 内部利用 東京 23 区一組北清掃工場 プール 老人福祉施設 高温水 内部利用 東京 23 区一組隅田清掃工場 健康ハウス 高温水 外部利用有 東京 23 区一組目黒清掃工場 市民センター 高温水 外部利用有 東京 23 区一組有明清掃工場 プール 熱供給会社 高温水 蒸気 外部利用有 東京 23 区一組練馬清掃工場建替え中 プール 老人福祉施設 児童館 高温水 八王子市戸吹清掃工場 地元還元施設 破砕処理センター 蒸気 温水 外部利用有 柳泉園組合クリーンポート 厚生施設 プール 蒸気 内部利用 3
4. 余熱利用形態と必要熱量新施設の規模は 200t/24h 程度が見込まれ ボイラ設備を設けてごみから蒸気エネルギーを回収し 発電のほかに施設内外熱供給 その他の余熱等の有効利用が可能と考えられる 代表的な蒸気回収フローと発電利用以外の蒸気 温水の利用における例は下記の通り 形式 蒸気 復水フロー 特徴 復水タービンの途中より蒸気を抽 気して抽気蒸気を余熱利用の熱源 として利用する 発電以外の余熱利用を小規模に ま 抽気 復水式 た余熱利用の需要が季節的に安定 していなくて 不要なときには蒸気 全量をタービンにまわせるように したもので 発電量と熱利用が最も有効に行える しかし 蒸気発生量と蒸気圧力が安定していることが必要である 4
設備名称 設備概要 ( 例 ) 利用形態 必要熱量 MJ/h 単位当り熱量 備考 場内プラント関係熱回収設備 場内建築関係熱回収設備 誘引送風機のタービン出力 500kW タービン駆動 排水蒸発処理蒸発処理能力設備 2,000t/h 発 電 洗車水加温 定格発電能力 1,000kW ( 背圧タービン ) 定格発電能力 2,000kW ( 復水タービン ) 1 日 (8 時間 ) 洗車台数 50 台 /8h 洗車用スチー 1 日 (8 時間 ) ムクリーナ洗車台数 50 台 /8h 工場 管理棟 1 日 (8 時間 ) 給油給湯量 10m3 /8h 蒸気タービン 33,000 66,000kJ/kWh 蒸気 6,700 34,000kJ/ 排水 100t 蒸気タービン 35,000 40,000 35,000kJ/kWh 20,000kJ/kWh 蒸気復水器にて大気拡散する熱量を含む 蒸気復水器にて大気拡散する熱量を含む 蒸気 310 50,000kJ/ 台 5-45 加温 蒸気噴霧 1,600 250,000kJ/ 台 蒸気温水 290 230,000kJ/ m3 5-60 加温 工場 管理棟延床面積 1,200m2蒸気温水 800 670kJ/ m2 h 暖房 工場 管理棟延床面積 1,200m2冷房 作業服 1 日 (4 時間 ) クリーニング 50 着 道路その他の延面積 1,000m2融雪 吸 収 式 冷 凍 機 1,000 840kJ/ m2 /h 蒸気洗浄 0-1,300 1,300kJ/ m2 h 収容人員 60 名 1 日福祉センター (8 時間 ) 給湯給油量 16m3 /8h 460 230,000kJ/ m2 5-60 加温 福祉センター収容人員 60 名冷暖房延床面積 2,400m2 1,600 670kJ/ m2 h 冷房の場合は暖房時必要熱量 1.2 倍となる 地域集中給湯 対象 100 世帯給湯量 300L/ 世帯 日 84 69,000kJ/ 世帯 日 5-60 加温 地域集中暖房 集合住宅 100 世帯個別住宅 100 棟 4,200 8,400 42,000KJ/ 世帯 h 84,000KJ/ 世帯 h 冷房の場合は暖房時必要熱量 1.2 倍となる 場外熱回収設備 温水プール 25m 一般用 子供用併設 温水プール用 1 日 (8 時間 ) シャワー設備給湯量 30m3 /8h 温水プール延床面積 350m2管理棟暖房 4,160 2,100 給湯 冷暖房あり 860 230,000KJ/ m3 5-60 加温 230 670KJ/ m2 h 冷房の場合は暖房時必要熱量 1.2 倍となる 動植物用温室延床面積 800 m2 670 840KJ/ m2 h 熱帯動植物用延床面積 1,000m2温室 1,900 1,900kJ/ m2 h 海水淡水化造水能力設備 1,000m3 / 日 蒸 気 18,000 430kJ/ 造水 11 多重効用缶方式 -26,000 (630kJ/ 遠水 11) (2 重効用缶方式 ) 施園 野菜工場 設面積 10,000m2芸 サラダ菜換算 5,500 株 / 日 蒸気 6,300~15,000 630~1,500kJ / 温水m2 h 発電電力 700kW アイスリンク面積 1,200m2スケート場 吸 収 式 冷 凍 機 6,500 5,400kJ/ m2 h 空 調 用 含 む 滑 走 人 員 500 名 ( 注 ) 本表に示す必要熱量 単位当たりの熱量は一般的な値を示しており 施設の条件により異なる場合がある 塩谷広域行政組合ホームページ第 6 回検討委員会資料 4 P4 より 5
5. 余熱利用の用途実績 ごみ焼却余熱有効利用促進市町村等連絡協議会 が全国 998 箇所の焼却施設を対象で調査 した結果 焼却施設規模別の場内 場外の用途別余熱利用の実績は 下表のとおりです 利用例 規模 (t/ 日 ) 表焼却施設規模別場内余熱利用の用途実績 ( 発電以外 ) 50 未満 50 以上 100 未満 100 以上 200 未満 200 以上合計 割合 (%) ( 合計 998 100) 給湯 141 140 170 210 661 66.2 暖房 55 93 146 194 488 48.9 冷房 7 7 19 85 118 11.8 排ガス加熱 13 8 16 29 66 6.6 ロードヒーティング 融雪 3 3 7 4 17 1.7 汚泥乾燥 1 1 2 3 7 0.7 誘引送風機駆動用蒸気タービン 0 0 4 0 4 0.4 その他 0 1 1 4 6 0.6 ( 注 ) 割り合とは 各々の回答の合計が 全施設 (998 施設 ) に占める割合を表している 出典 : ごみ処理施設整備の計画 設計要領 2006 改訂版 利用例 規模 (t/24h) 50 未満 50 以上 100 未満 100 以上 200 未満 200 以上合計 割合 (%) ( 合計 998 100) 福祉施設 10 17 31 51 109 10.9 温水プール 0 2 18 80 100 10.0 保養施設 3 5 8 22 38 3.8 地区集会所 コミュニテイーセンター 1 5 9 13 28 2.8 下水汚泥処理施設 0 0 5 16 21 2.1 園芸など 0 1 5 11 17 1.7 スポーツ関係施設 1 1 2 13 17 1.7 浴場 1 3 4 2 10 1.0 地域給湯 暖房 2 1 1 4 8 0.8 文化関係施設 0 0 0 6 6 0.6 その他 0 3 4 14 21 2.1 ( 注 ) 割合とは 各々の回答の合計が 全施設 (998 施設 ) に占める割合を表している ごみ焼却余熱有効利用促進市町村等連絡協議会 出典 : ごみ処理施設整備の計画 設計要領 2006 改訂版 表焼却施設規模別場内余熱利用の用途実施 ( 発電以外 ) 平成 6 年 1 月 11 日 ~ 平成 6 年 3 月 31 日の調査による 6
6. 余熱利用方法新しい工場が 毎日 200 トンのごみを燃やして 排ガスから蒸気として熱回収を行い スチームタービンにより発電を行った場合 約 3,500kWh の電力が得られます 本施設では前述のとおり ごみ発電の最大化 及び 発電後の廃熱 ( 中低温熱 ) の活用なども含めた場外への熱供給 を検討していく したがって 発電を最大化した後 廃熱 ( 中低温熱 ) を中心とした温水活用による風呂などへの場内利用 園芸施設などへの場外利用等を行うことが現実的であると考えられる なお 風呂については 作業者用と周辺住民用を兼用とし 大きなものを設けることも可能であると考えられる 温浴設備 園芸施設 施設規模必要な熱量導入事例 利用見込 400 名 / 日給湯 80m 3 / 日 イチゴビニールハウス栽培面積 2,300 m2 温水 60 4m 3 /h 920 メカ シ ュール /h 温水 30~40 2.1m 3 /h 260 メカ シ ュール /h フレッシュランド西多摩ほか多数 足利市南部クリーンセンター ( 栃木 ) 熊本市西部環境工場 ( 熊本 ) 余熱の利用方法については 市民や地域住民の意見 要望等と新館清掃工場の周辺の環境 立地条件なども併せて考慮し 検討していくものとします 7