JP2000121026A - Method and apparatus for controlling combustion in refuse incinerator - Google Patents
Method and apparatus for controlling combustion in refuse incineratorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ焼却炉におい
て、炉内のガス温度分布モデルと計測信号を用いて燃焼
制御を行い、ごみの完全燃焼・安定燃焼を図る燃焼制御
方法及び装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion control method and apparatus for performing complete combustion and stable combustion of refuse by controlling combustion in a refuse incinerator using a gas temperature distribution model in the furnace and measurement signals. It is.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ごみ焼却炉において、排ガス中のＣＯ、
ＮＯｘ濃度を抑制するためには、ごみを安定燃焼させる
ことが必要不可欠である。ごみの安定燃焼を図るために
は、焼却炉内の燃焼ガス温度及びガス滞留時間を所定の
範囲に保つことが必要である。また、ごみ焼却炉におい
て、ダイオキシン類の発生防止、その代替指標の一つで
ある排ガス中のＣＯの抑制のために、ごみの安定燃焼が
必要とされている。１９９７年の厚生省の指針「ごみ処
理に係るダイオキシン類発生防止等ガイドライン ダイ
オキシン類削減プログラム」では、ダイオキシン類排出
濃度削減のための様々な対策が示されている。その中
で、燃焼ガス温度８５０℃以上でガス滞留時間２秒以上
が、ダイオキシン類を熱分解するための安定燃焼の指標
となっている。したがって、ごみの安定燃焼及び完全燃
焼のためには、高いガス温度と長いガス滞留時間を実現
するための燃焼制御が必要である。2. Description of the Related Art In waste incinerators, CO in exhaust gas,
In order to suppress the NOx concentration, it is indispensable to stably burn the refuse. In order to achieve stable combustion of refuse, it is necessary to maintain the combustion gas temperature and the gas residence time in the incinerator within predetermined ranges. Further, in a refuse incinerator, stable combustion of refuse is required to prevent generation of dioxins and to suppress CO in exhaust gas, which is one of the alternative indices. In 1997, the Ministry of Health and Welfare's guideline, "Guidelines for Prevention of Dioxin Generation in Waste Management, Dioxin Reduction Program," shows various measures to reduce dioxin emission concentration. Among them, a combustion gas temperature of 850 ° C. or more and a gas residence time of 2 seconds or more are indicators of stable combustion for thermally decomposing dioxins. Therefore, for stable combustion and complete combustion of the refuse, combustion control for realizing a high gas temperature and a long gas residence time is required.
【０００３】また、従来のごみ焼却炉の燃焼制御方法と
しては、特開平４−２５４１０１号公報に示されるよう
に、回転炉、後燃焼火格子、ガス再燃焼室からなるごみ
焼却炉において、回転炉のガス温度分布を回転炉の長さ
方向に入口、中央、３／４、出口の４点で計測して、ガ
ス温度分布の上限値、下限値を設定し、回転炉内の４点
全てのガス温度が上限値を越えるか、又は下限値を下回
ると、排ガス再循環量、火格子速度、空気流量等を操作
し、温度分布を設定した上・下限値の範囲内に収めるよ
うに制御を行う方法が知られている。この公報に記載さ
れた方法では、炉出口ガス温度、すなわち、再燃焼室ガ
ス温度は、設定温度幅を定めて、この温度幅を外れたと
きに再燃焼室空気流量を操作し、これにより、ガス温度
が設定温度幅内に収まるように制御されている。As a conventional combustion control method for a waste incinerator, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-254101, a rotary incinerator comprising a rotary furnace, a post-combustion grate, and a gas reburning chamber is used. The gas temperature distribution of the furnace is measured at the inlet, center, 3/4, and outlet points in the length direction of the rotary furnace, and the upper and lower limits of the gas temperature distribution are set. If the gas temperature exceeds the upper limit or falls below the lower limit, the exhaust gas recirculation amount, grate speed, air flow rate, etc. are controlled to control the temperature distribution to fall within the set upper and lower limits. There is a known way to do this. In the method described in this publication, the furnace outlet gas temperature, that is, the reburning chamber gas temperature defines a set temperature range, and operates the reburning chamber air flow rate when the temperature is out of the temperature range. The gas temperature is controlled to be within the set temperature range.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ごみ
の安定燃焼を図るためには、ごみ焼却炉内の燃焼ガス温
度及びガス滞留時間を所定の範囲に保つことが必要であ
るが、ごみ焼却炉においては、炉内に投入されるごみ
質、すなわち、ごみの比容積や低位発熱量などの物理的
・化学的性状が不均一である上に変化することにより、
ガス温度及びガス滞留時間が変動して、ガス温度分布が
変化し、ごみの安定燃焼が図れず、場合によっては、排
ガス中のＣＯ、ＮＯｘが十分に抑制できない可能性があ
る。また、ごみ焼却炉において、高いガス温度と長いガ
ス滞留時間でごみを完全燃焼・安定燃焼させるために
も、ごみ質の変化に応じた燃焼制御を実施する必要があ
る。As described above, in order to achieve stable combustion of refuse, it is necessary to maintain the combustion gas temperature and gas residence time in the refuse incinerator within predetermined ranges. In the incinerator, the quality of the waste put into the furnace, that is, the physical and chemical properties such as the specific volume of the waste and the lower heating value are non-uniform and change,
The gas temperature and the gas residence time fluctuate, the gas temperature distribution changes, and stable combustion of the refuse cannot be achieved. In some cases, CO and NOx in the exhaust gas may not be sufficiently suppressed. Further, in order to completely and stably burn the refuse at a high gas temperature and a long gas residence time in the refuse incinerator, it is necessary to perform combustion control according to the change in the refuse quality.
【０００５】また、上記の特開平４−２５４１０１号公
報記載の方法は、回転炉内のごみの流れ方向のガス温度
分布を計測しており、再燃焼室での温度分布は計測して
おらず、再燃焼室でのガス滞留時間を維持するように制
御するものでもない。また、炉出口ガス温度（再燃焼室
ガス温度）の制御については、ある設定温度幅内となる
ように制御しているだけであり、ごみ質、すなわち、ご
みの物理的・化学的性状が変動した場合でも、ごみ質の
変化に応じて設定値を変化させることはできない。ま
た、上記公報記載の方法は、ガス温度のみを所定の範囲
内に収める制御方法であり、ガス滞留時間を所定時間と
する制御は行われていない。Further, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-254101 measures the gas temperature distribution in the direction of flow of dust in a rotary furnace, but does not measure the temperature distribution in a reburning chamber. It does not control to maintain the gas residence time in the reburning chamber. In addition, the furnace outlet gas temperature (reburning chamber gas temperature) is controlled only within a certain set temperature range, and the quality of the waste, that is, the physical and chemical properties of the waste fluctuates. Even if it does, the set value cannot be changed according to the change in the waste quality. Further, the method described in the above publication is a control method for keeping only the gas temperature within a predetermined range, and does not control the gas residence time to a predetermined time.
【０００６】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、ごみ焼却炉において、炉内の燃焼
ガス温度、ガス滞留時間を決める要因の一つに炉内のガ
ス温度分布が考えられ、ガス温度分布がごみ質、すなわ
ち、ごみの比容積や低位発熱量などの物理的・化学的性
状の変化に伴って変化することから、ごみ焼却炉の炉内
ガス温度分布を把握することにより、この炉内ガス温度
分布モデルとごみ焼却炉の計測信号とを用いて、ごみ質
の変化に応じた燃焼制御が実施できる燃焼制御方法及び
装置を提供することにある。また、本発明の目的は、ご
み焼却炉内の燃焼ガス温度及びガス滞留時間を所定の範
囲に維持するように燃焼制御を行うことにより、ごみの
安定燃焼を図ることができ、排ガス中のＣＯ、ＮＯｘが
抑制できる燃焼制御方法及び装置を提供することにあ
る。また、本発明の目的は、ごみ焼却炉において、高い
ガス温度と長いガス滞留時間でごみを焼却するように燃
焼制御を行うことにより、ごみの完全燃焼・安定燃焼が
図れる燃焼制御方法及び装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a gas incinerator with a gas temperature distribution in the furnace which is one of the factors determining the combustion gas temperature and the gas residence time in the furnace. As the gas temperature distribution changes according to the change in physical and chemical properties such as the waste quality, that is, the specific volume of the waste and the lower calorific value, the gas temperature distribution in the waste incinerator is grasped. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a combustion control method and apparatus capable of performing combustion control according to a change in waste quality using the in-furnace gas temperature distribution model and a measurement signal of the waste incinerator. Another object of the present invention is to perform stable combustion of refuse by controlling combustion so as to maintain the combustion gas temperature and the gas residence time in the refuse incinerator within a predetermined range, and to achieve stable combustion of refuse. To provide a combustion control method and device capable of suppressing NOx. Another object of the present invention is to provide a combustion control method and apparatus capable of achieving complete combustion and stable combustion of refuse by performing combustion control in a refuse incinerator to incinerate refuse at a high gas temperature and a long gas residence time. To provide.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のごみ焼却炉における燃焼制御方法は、ご
み焼却炉でごみを燃焼させるに際し、ごみ焼却炉におけ
る計測信号とごみ焼却炉の炉内ガス温度分布モデルを用
いて、ごみ焼却炉の炉出口ガス温度の設定値をリアルタ
イムに算出するように構成されている。また、本発明の
燃焼制御方法は、ごみ焼却炉でごみを燃焼させるに際
し、ごみ焼却炉における計測信号とごみ焼却炉の炉内ガ
ス温度分布モデルを用いて、炉内のガス温度及びガス滞
留時間を所定の範囲に維持するように炉出口ガス温度の
設定値を算出することを特徴としている。上記の本発明
の方法において、炉出口ガス温度の設定値に炉出口ガス
温度を近づけるようにごみ焼却炉の燃焼条件を操作する
ことにより、炉内のガス温度が常に所定温度に保たれ、
かつ、ガス滞留時間が常に所定時間に保たれてごみの安
定燃焼が図れるようにすることが好ましい。Means for Solving the Problems To achieve the above object, a method for controlling combustion in a refuse incinerator according to the present invention uses a measurement signal and a refuse incinerator for the refuse incinerator when burning the refuse in the refuse incinerator. The in-furnace gas temperature distribution model is used to calculate the set value of the furnace outlet gas temperature of the refuse incinerator in real time. Further, the combustion control method of the present invention, when burning the refuse incinerator, using the measurement signal in the refuse incinerator and the gas temperature distribution model in the refuse incinerator, the gas temperature and gas residence time in the furnace Is set such that the set value of the furnace outlet gas temperature is calculated so as to maintain the temperature in a predetermined range. In the above method of the present invention, by operating the combustion conditions of the refuse incinerator so that the furnace outlet gas temperature approaches the set value of the furnace outlet gas temperature, the gas temperature in the furnace is always maintained at a predetermined temperature,
In addition, it is preferable that the gas retention time is always maintained at a predetermined time so that stable combustion of the refuse can be achieved.
【０００８】また、本発明の燃焼制御方法は、ごみ焼却
炉でごみを燃焼させるに際し、ごみ焼却炉の計測信号を
用いて焼却炉内での燃焼ガスの流速を算出し、このガス
流速の値からガスが所定時間滞留するのに必要な炉（フ
リーボード部）内の高さ方向の距離を算出し、この距離
を炉内のどの位置とするかを定めて炉内目標位置を決定
し、ついで、炉内のガスの流れ方向に沿って複数箇所の
ガス温度を計測して各計測点での空気比毎のガス温度の
平均値から導出した炉内のガス温度分布モデルを用い
て、空気比の値から炉内のガス温度分布を算出し、算出
されたガス温度分布において、前記炉内目標位置でのガ
ス温度と、炉出口ガス温度を計測するために設置された
温度計の炉内温度計位置でのガス温度とを算出し、炉内
目標位置でのガス温度と炉内温度計位置でのガス温度と
の差、及びごみの完全燃焼に必要と考えられるガス温度
基準値から炉（燃焼室）出口ガス温度の設定値を算出
し、炉（燃焼室）出口ガス温度が算出された設定値に維
持されるように燃焼条件を操作することを特徴としてい
る（図１〜図６参照）。Further, the combustion control method of the present invention calculates the flow rate of the combustion gas in the incinerator using the measurement signal of the incinerator when burning the waste in the incinerator, and calculates the value of the gas flow rate. Calculates the distance in the height direction in the furnace (free board part) necessary for the gas to stay for a predetermined time, determines which position in the furnace this distance is, determines the target position in the furnace, Then, using a gas temperature distribution model in the furnace derived from the average value of the gas temperature for each air ratio at each measurement point by measuring the gas temperature at multiple locations along the gas flow direction in the furnace, Calculate the gas temperature distribution in the furnace from the value of the ratio, and in the calculated gas temperature distribution, the gas temperature at the target position in the furnace, and the inside of the furnace of a thermometer installed to measure the gas temperature at the furnace outlet. Calculate the gas temperature at the thermometer position and calculate the gas temperature at the target position in the furnace. From the difference between the gas temperature at the furnace and the temperature at the thermometer, and the gas temperature reference value considered necessary for complete combustion of the refuse, the set value of the furnace (combustion chamber) outlet gas temperature is calculated, and the furnace (combustion chamber) outlet is calculated. It is characterized in that the combustion conditions are controlled so that the gas temperature is maintained at the calculated set value (see FIGS. 1 to 6).
【０００９】また、本発明の燃焼制御方法は、ごみ焼却
炉でごみを燃焼させるに際し、ごみ焼却炉の計測信号を
用いて焼却炉内での燃焼ガスの流速を算出し、このガス
流速の値からガスが２秒以上、望ましくは４秒以上（す
なわち、２〜４秒以上）の所定時間滞留するのに必要な
炉（フリーボード部）内の高さ方向の距離を算出し、こ
の距離を炉内のどの位置とするかを定めて炉内目標位置
を決定し、ついで、炉内のガスの流れ方向に沿って複数
箇所のガス温度を計測して各計測点での空気比毎のガス
温度の平均値から導出した炉内のガス温度分布モデルを
用いて、空気比の値から炉内のガス温度分布を算出し、
算出されたガス温度分布において、前記炉内目標位置で
のガス温度と、炉出口ガス温度を計測するために設置さ
れた温度計の炉内温度計位置でのガス温度とを算出し、
炉内目標位置でのガス温度と炉内温度計位置でのガス温
度との差、及び８５０℃以上の適当なガス温度基準値か
ら炉（燃焼室）出口ガス温度の設定値を算出し、炉（燃
焼室）出口ガス温度が算出された設定値に維持されるよ
うに燃焼条件を操作して、炉内の燃焼ガス温度８５０℃
以上、かつ、ガス滞留時間２〜４秒間以上の高いガス温
度及び長いガス滞留時間でごみを焼却することを特徴と
している（図１〜図６参照）。Further, the combustion control method of the present invention calculates the flow rate of the combustion gas in the incinerator using the measurement signal of the incinerator when burning the waste in the incinerator, and calculates the value of the gas flow rate. Calculates the distance in the height direction in the furnace (free board section) required for the gas to stay for a predetermined time of 2 seconds or more, desirably 4 seconds or more (that is, 2 to 4 seconds or more), and calculates this distance. Determine the target position in the furnace by determining which position in the furnace, and then measure the gas temperature at multiple points along the gas flow direction in the furnace to determine the gas for each air ratio at each measurement point. Using the gas temperature distribution model in the furnace derived from the average value of the temperature, calculate the gas temperature distribution in the furnace from the value of the air ratio,
In the calculated gas temperature distribution, the gas temperature at the furnace target position and the gas temperature at the furnace thermometer position of the thermometer installed to measure the furnace outlet gas temperature are calculated,
A furnace (combustion chamber) outlet gas temperature set value is calculated from a difference between the gas temperature at the furnace target position and the gas temperature at the furnace thermometer position and an appropriate gas temperature reference value of 850 ° C. or more. (Combustion chamber) The combustion conditions are controlled so that the outlet gas temperature is maintained at the calculated set value, and the combustion gas temperature in the furnace is 850 ° C.
As described above, the refuse is incinerated at a high gas temperature of 2 to 4 seconds or more and a long gas residence time (see FIGS. 1 to 6).
【００１０】これらの本発明の方法において、ごみ焼却
炉の計測信号としては、１次空気流量、２次空気流量、
炉（燃焼室）出口ガス温度、炉（燃焼室）出口酸素濃
度、炉内注水量の値を用いることができる（図１、図６
参照）。また、これらの本発明の方法において、ごみ焼
却炉の炉内ガス温度分布モデルを導出するに際し、炉内
のガスの流れ方向に沿って複数箇所のガス温度を計測
し、これらのデータを空気比毎のデータに分けて空気比
毎のガス温度の平均値をとり、各計測点での空気比毎の
ガス温度の平均値からガス温度分布を多項式近似するこ
とができる（図３〜図５参照）。In these methods of the present invention, the measurement signals of the refuse incinerator include primary air flow, secondary air flow,
The values of the furnace (combustion chamber) outlet gas temperature, the furnace (combustion chamber) outlet oxygen concentration, and the amount of water injected into the furnace can be used (FIGS. 1 and 6).
reference). In the method of the present invention, when deriving a gas temperature distribution model in a furnace of a refuse incinerator, gas temperatures at a plurality of locations are measured along the gas flow direction in the furnace, and these data are used as air ratios. The average value of the gas temperature for each air ratio is obtained by dividing the data for each air ratio, and the gas temperature distribution can be approximated by a polynomial from the average value of the gas temperature for each air ratio at each measurement point (see FIGS. 3 to 5). ).
【００１１】また、これらの本発明の方法において、ガ
ス混合用のくびれを有し該くびれのガス流れ方向下流側
に再燃焼域が形成されるごみ焼却炉の炉内ガス温度分布
は、ガス混合用くびれ位置でのガス温度、ガス混合用く
びれ位置からの高さ方向の距離及び空気比の値で表すこ
とができる。また、これらの本発明の方法において、算
出された炉（燃焼室）出口ガス温度の設定値を用いて、
炉（燃焼室）出口ガス温度を設定値に維持するために、
ごみ供給速度（給じん装置速度）、２次空気流量、１次
空気流量及び炉内注水量の少なくともいずれかを操作す
ることが好ましい。Further, in the method of the present invention, the gas temperature distribution in the incinerator of a refuse incinerator having a constriction for gas mixing and a reburn zone formed downstream of the constriction in the gas flow direction is determined by the gas mixture. It can be expressed by the value of the gas temperature at the constriction position, the distance in the height direction from the constriction position for gas mixing, and the air ratio. Further, in these methods of the present invention, using the calculated set value of the furnace (combustion chamber) outlet gas temperature,
In order to maintain the furnace (combustion chamber) outlet gas temperature at the set value,
It is preferable to operate at least one of the waste supply speed (dusting device speed), the secondary air flow rate, the primary air flow rate, and the water injection amount in the furnace.
【００１２】本発明のごみ焼却炉における燃焼制御装置
は、ごみを高いガス温度及び長いガス滞留時間で焼却す
るように制御するためのごみ焼却炉に接続された燃焼制
御装置であって、すなわち、ごみ焼却炉に投入されたご
みを高いガス温度及び長いガス滞留時間で焼却するため
の燃焼制御装置であって、ごみ焼却炉の計測信号を入力
して焼却炉内での燃焼ガスの流速を算出するためのガス
流速演算部と、ガス流速演算部で算出されたガス流速の
値からガスが所定時間滞留するのに必要な炉（フリーボ
ード部）内の高さ方向の距離を求め、この距離を炉内の
どの位置とするかを炉内目標位置として算出するための
炉内目標位置演算部と、ごみ焼却炉の炉（燃焼室）出口
酸素濃度の値から空気比を算出するための演算器と、焼
却炉内のガスの流れ方向に沿って複数箇所のガス温度を
計測して各計測点での空気比毎のガス温度の平均値から
導出された炉内のガス温度分布モデルを表す式が内蔵さ
れる炉内温度分布モデルと、演算器で算出された空気比
の値と炉内温度分布モデルの式とを用いて炉内のガス温
度分布を算出するための炉内温度分布演算部と、炉内温
度分布演算部で算出されたガス温度分布を用いて、炉内
目標位置演算部で算出された炉内目標位置でのガス温度
と、炉出口ガス温度を計測するために設置された温度計
の炉内温度計位置でのガス温度とを算出し、炉内目標位
置でのガス温度と炉内温度計位置でのガス温度との差、
及びごみの完全燃焼に必要と考えられるガス温度基準値
から炉（燃焼室）出口ガス温度の設定値を算出するため
の炉出口ガス温度設定値演算部と、炉出口ガス温度設定
値演算部で算出された設定値と炉（燃焼室）出口ガス温
度の計測信号との差を打ち消すように、ごみ焼却炉に操
作量を出力して炉（燃焼室）出口ガス温度を制御するた
めの制御器とを包含することを特徴としている（図６参
照）。[0012] The combustion control device in the refuse incinerator of the present invention is a combustion control device connected to a refuse incinerator for controlling refuse to be incinerated at a high gas temperature and a long gas residence time, This is a combustion control device for incinerating refuse incinerators at high gas temperature and long gas residence time, and inputs measurement signals of refuse incinerator to calculate the flow rate of combustion gas in the incinerator A gas flow rate calculating unit for calculating the gas flow rate calculated by the gas flow rate calculating unit, and a distance in the height direction in the furnace (free board unit) required for the gas to stay for a predetermined time, based on the distance. In-furnace target position calculation unit for calculating which position in the furnace is the target position in the furnace, and calculation for calculating the air ratio from the value of the oxygen concentration at the furnace (combustion chamber) outlet of the incinerator And gas flow in the incinerator A furnace temperature distribution model with built-in equations that represent the gas temperature distribution model in the furnace derived from the average value of the gas temperature for each air ratio at each measurement point by measuring the gas temperature at multiple points along the direction And a furnace temperature distribution calculator for calculating a gas temperature distribution in the furnace using the value of the air ratio calculated by the calculator and the equation of the furnace temperature distribution model, and a furnace temperature distribution calculator. Using the calculated gas temperature distribution, the gas temperature at the furnace target position calculated by the furnace target position calculation unit and the furnace thermometer position of the thermometer installed to measure the furnace outlet gas temperature And the difference between the gas temperature at the furnace target position and the gas temperature at the furnace thermometer position,
A furnace outlet gas temperature set value calculator for calculating a furnace (combustion chamber) outlet gas temperature set value from a gas temperature reference value considered necessary for complete combustion of refuse, and a furnace outlet gas temperature set value calculator. A controller for controlling the furnace (combustion chamber) outlet gas temperature by outputting a manipulated variable to the refuse incinerator so as to cancel the difference between the calculated set value and the furnace (combustion chamber) outlet gas temperature measurement signal (See FIG. 6).
【００１３】上記の本発明の装置において、ごみ焼却炉
のフリーボード部が上流側燃焼域と下流側燃焼域とから
なり、上流側燃焼域と下流側燃焼域との間にガス混合用
のくびれが形成され、ガス混合用のくびれ位置から炉出
口までの下流側燃焼域がガスの再燃焼域となるごみ焼却
炉に接続された燃焼制御装置であって、すなわち、この
ごみ焼却炉を燃焼制御するための燃焼制御装置であっ
て、炉内目標位置演算部において、くびれ位置を基準と
してガスが所定時間滞留するのに必要なフリーボード部
内の高さ方向の距離から炉内目標位置を算出することが
できる（図１、図２、図６参照）。In the above-mentioned apparatus of the present invention, the free board portion of the refuse incinerator comprises an upstream combustion zone and a downstream combustion zone, and a gas mixing neck is provided between the upstream combustion zone and the downstream combustion zone. Is a combustion control device connected to a refuse incinerator in which a downstream combustion region from a constriction position for gas mixing to a furnace outlet is a gas reburning region, that is, a combustion control device for the refuse incinerator. A combustion target device for calculating a target position in the furnace from a distance in a height direction in the freeboard portion necessary for the gas to stay for a predetermined time based on the constriction position in the target position calculation unit in the furnace. (See FIGS. 1, 2, and 6).
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、流動層を持つごみ焼却炉を
対象として本発明の実施の形態について説明するが、本
発明は下記の実施の形態に何ら限定されるものではな
く、適宜変更して実施することが可能なものである。す
なわち、本発明は、流動層ごみ焼却炉以外の他の焼却炉
（例えば、ストーカ炉、キルン式炉等）に適用すること
も可能である。また、本実施の形態は、以下に示す手順
によって、ごみ焼却炉の炉内ガス温度分布を用いた燃焼
制御を実施するものであるが、本発明は下記の手法に何
ら限定されるものではなく、ごみ焼却炉の種類等によっ
て適宜変更することが可能なものである。図１は、本発
明の実施の形態によるごみ焼却炉における燃焼制御装置
のうちのごみ焼却炉の概略構成を示している。なお、ご
み焼却炉は燃焼制御装置を含むように構成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described for a waste incinerator having a fluidized bed, but the present invention is not limited to the following embodiments and may be modified as appropriate. It can be implemented by That is, the present invention can be applied to incinerators other than the fluidized bed refuse incinerator (for example, stoker furnace, kiln type furnace, etc.). In addition, in the present embodiment, by the following procedure, the combustion control using the gas temperature distribution in the incinerator of the refuse incinerator is performed, but the present invention is not limited to the following method at all. It can be appropriately changed depending on the type of the waste incinerator. FIG. 1 shows a schematic configuration of a refuse incinerator in a combustion control device in a refuse incinerator according to an embodiment of the present invention. The refuse incinerator is configured to include a combustion control device.
【００１５】図１に示すように、このごみ焼却炉におい
ては、ごみは給じん装置１２によりごみ投入口１１から
焼却炉１０内に供給される。１次空気送風機（図示略）
により１次空気供給管１３を介して１次空気が風箱１４
に供給され、この１次空気により流動層部１５の流動媒
体が流動化される。この流動層部１５に前述のごみが投
入されてガス化・燃焼し、これにより生じた未燃ガスが
フリーボード部１６で完全燃焼するように構成されてい
る。このフリーボード部１６には、２次空気送風機（図
示略）により２次空気供給管１７を介して２次空気が供
給され、この２次空気で未燃ガスを完全燃焼させるよう
にしている。具体的には、フリーボード部１６が上流側
燃焼域１８と下流側燃焼域（以下、適宜「再燃焼域」と
いう）１９とからなり、上流側燃焼域１８と下流側燃焼
域１９との間には、ガスの混合を考慮した炉のくびれ
（ガス混合用くびれ又は絞り部）２０が形成されてい
る。そして、２次空気は、その大部分が２次空気供給管
２１を介してくびれ２０位置の近傍に供給され、残りの
一部が分岐された２次空気供給管２１ａを介して上流側
燃焼域１８に供給されている。なお、再燃焼域１９は、
ガス混合用くびれ２０の位置から燃焼室出口（ガス排出
口３２の入口）までの区域である。また、流動層部１５
の温度を一定範囲内に制御するために、流動層部１５内
に冷却水供給管２２を介して冷却水が供給されて直接冷
却されるように構成されている。この場合、流動層部１
５内に伝熱管（水冷管）を埋設する等して間接的に温度
を制御することも可能である。後述するが、２４は温度
計である。As shown in FIG. 1, in this waste incinerator, waste is supplied from a waste inlet 11 into the incinerator 10 by a dust supply device 12. Primary air blower (not shown)
Primary air is supplied to the wind box 14 through the primary air supply pipe 13
And the primary air fluidizes the fluid medium in the fluidized bed section 15. The above-mentioned refuse is injected into the fluidized bed portion 15 and gasified and burned, and the unburned gas generated by this is completely burned in the free board portion 16. Secondary air is supplied to the free board section 16 via a secondary air supply pipe 17 by a secondary air blower (not shown), and the secondary air completely burns unburned gas. More specifically, the freeboard portion 16 includes an upstream combustion region 18 and a downstream combustion region (hereinafter, appropriately referred to as a “reburn region”) 19, and a portion between the upstream combustion region 18 and the downstream combustion region 19. Is formed with a furnace constriction (constriction for gas mixing or constriction) 20 in consideration of gas mixing. Most of the secondary air is supplied to the vicinity of the constriction 20 via the secondary air supply pipe 21, and the remaining part of the secondary air is supplied to the upstream combustion zone via the branched secondary air supply pipe 21 a. 18. Note that the reburn zone 19 is
This is an area from the position of the gas mixing neck 20 to the combustion chamber outlet (the inlet of the gas outlet 32). The fluidized bed 15
In order to control the temperature within a certain range, cooling water is supplied into the fluidized bed section 15 via a cooling water supply pipe 22 and is directly cooled. In this case, the fluidized bed part 1
It is also possible to control the temperature indirectly by burying a heat transfer tube (water-cooled tube) in 5, for example. As described later, reference numeral 24 denotes a thermometer.
【００１６】上記のようなごみ焼却炉の燃焼制御方法を
以下の手順１〜４に示す。 手順１．ガス流速の算出 ごみ焼却炉の計測信号を用いて焼却炉内での燃焼ガスの
流速を算出する。ガス流速の計算は、例えば、次のよう
に式（１）〜（４）を用いて行う。 ＧＴ＝ＧＡ１＋ＧＡ２ （１） λ＝２１／（２１−Ｏ２） （２） ＧＧ＝（ＧＴ＊（（１／λ）＊（Ｖ０／Ａ０）＋（λ−１）／λ） ＋２２．４／１８＊ＧＳＰ）＊（２７３＋ＴＧ）／２７３ （３） ＶＧ＝ＧＧ／ＳＦ （４）The combustion control method of the refuse incinerator as described above is shown in the following procedures 1-4. Procedure 1. Calculation of gas flow velocity The flow velocity of the combustion gas in the incinerator is calculated using the measurement signal of the refuse incinerator. The calculation of the gas flow velocity is performed using, for example, the following equations (1) to (4). GT = GA1 + GA2 (1) λ = 21 / (21−O2) (2) GG = (GT * ((1 / λ) * (V0 / A0) + (λ−1) / λ) + 22.4 / 18 *) GSP) * (273 + TG) / 273 (3) VG = GG / SF (4)
【００１７】なお、上記の式（１）〜（４）における記
号の説明は次の通りである。 ＧＴ ： 総空気流量［Nm3／s］ ＧＡ１ ： １次空気流量［Nm3／s］ ＧＡ２ ： ２次空気流量［Nm3／s］ λ ： 空気比［−］ Ｏ２ ： 燃焼室（炉）出口酸素濃度［％］ ＧＧ ： 発生ガス量［m3／s］ Ｖ０ ： 理論ガス量［Nm3／kg］ Ａ０ ： 理論空気量［Nm3／kg］ ＴＧ ： 燃焼室（炉）出口ガス温度［℃］ ＧＳＰ ： 炉内注水量［kg／s］ ＶＧ ： ガス流速［m／s］ ＳＦ ： 燃焼室水平（横断面）方向断面積［m2］The description of the symbols in the above formulas (1) to (4) is as follows. GT: Total air flow rate [Nm 3 / s] GA1: Primary air flow rate [Nm 3 / s] GA2: Secondary air flow rate [Nm 3 / s] λ: Air ratio [-] O2: Combustion chamber (furnace) outlet Oxygen concentration [%] GG: Generated gas amount [m 3 / s] V0: Theoretical gas amount [Nm 3 / kg] A0: Theoretical air amount [Nm 3 / kg] TG: Combustion chamber (furnace) outlet gas temperature [° C] ] GSP: furnace injection amount [kg / s] VG: gas flow rate [m / s] SF: combustion chamber horizontally (cross section) direction cross-sectional area [m 2]
【００１８】また、計算に用いるガス中の酸素濃度とガ
ス温度はそれぞれ、燃焼室出口酸素濃度と燃焼室出口ガ
ス温度で代表している。式（１）〜（４）において、計
測信号は、１次空気流量ＧＡ１、２次空気流量ＧＡ２、
燃焼室出口酸素濃度Ｏ２、燃焼室出口ガス温度ＴＧ、炉
内注水量ＧＳＰである。したがって、式（１）〜（４）
により焼却炉内の排ガス流速ＶＧを、ごみ焼却炉の計測
信号を用いてリアルタイムに算出できる。なお、計測信
号や計算式は上記のものに限定されるものではない。The oxygen concentration in the gas and the gas temperature used in the calculation are represented by the oxygen concentration at the combustion chamber outlet and the gas temperature at the combustion chamber outlet, respectively. In Equations (1) to (4), the measurement signal is a primary air flow rate GA1, a secondary air flow rate GA2,
The combustion chamber outlet oxygen concentration O2, the combustion chamber outlet gas temperature TG, and the furnace water injection amount GSP. Therefore, equations (1) to (4)
Thus, the exhaust gas flow rate VG in the incinerator can be calculated in real time using the measurement signal of the refuse incinerator. Note that the measurement signal and the calculation formula are not limited to those described above.
【００１９】手順２．ガスが所定の時間滞留するのに必
要な炉内の距離の算出 前記で計算したガス流速ＶＧを用いて、ガスが所定の時
間滞留するのに必要な炉（フリーボード部）内の高さ方
向の距離を算出する。距離の計算は、例えば、次のよう
に式（５）を用いて行う。 ＬＳ＝ＶＧ＊ＴＭ （５） なお、上記の式（５）における記号の説明は次の通りで
ある。 ＬＳ ： ガスが所定の時間滞留するのに必要な炉内
の距離［m］ ＴＭ ： 所定のガス滞留時間［s］（２〜４秒以
上） このように、所定のガス滞留時間を確保するために必要
な炉（フリーボード部）内の高さ方向の距離ＬＳを、式
（５）を用いてリアルタイムに算出する。所定のガス滞
留時間ＴＭについては、２秒以上ないしは４秒以上で適
当な値を選ぶ。一例として、４〜５秒のうちの適当な時
間、例えば、４秒が選ばれる。さらに、前記の距離ＬＳ
を炉内のどの位置での距離とするかを定める。この位置
は、例えば、図２に示すように、ガス混合用くびれ２０
の位置を基準（Ａ点）として、そこからガスの流れ方向
の下流側に向かって距離ＬＳの範囲とする。そして、Ａ
点から距離ＬＳの位置（Ｂ点）を算出する。以下、Ｂ点
を炉内目標位置と称する。図２の炉内温度計位置（Ｃ
点）については後述する。なお、図２は、図１に示すご
み焼却炉の要部を示し、符号の説明は図１の場合と同じ
である。Procedure 2. Calculation of the distance in the furnace required for the gas to stay for a predetermined time Using the gas flow rate VG calculated above, the height direction in the furnace (free board portion) required for the gas to stay for a predetermined time Is calculated. The calculation of the distance is performed using, for example, Expression (5) as follows. LS = VG * TM (5) The description of the symbols in the above equation (5) is as follows. LS: distance in the furnace required for gas to stay for a predetermined time [m] TM: predetermined gas retention time [s] (2 to 4 seconds or more) As described above, in order to secure a predetermined gas retention time The distance LS in the height direction in the furnace (free board portion) required for the calculation is calculated in real time using Expression (5). For the predetermined gas residence time TM, an appropriate value is selected from 2 seconds or more to 4 seconds or more. As an example, an appropriate time from 4 to 5 seconds, for example, 4 seconds is selected. Further, the distance LS
Is determined as the distance in the furnace. This position is, for example, as shown in FIG.
Is set as a reference (point A), a range of a distance LS from there toward the downstream side in the gas flow direction. And A
A position (point B) at a distance LS from the point is calculated. Hereinafter, point B is referred to as a furnace target position. In-furnace thermometer position (C
Point) will be described later. FIG. 2 shows a main part of the refuse incinerator shown in FIG. 1, and the description of reference numerals is the same as that in FIG.
【００２０】手順３．温度分布モデルの導出 前記の炉内目標位置を用いて燃焼制御を行うために、炉
内のガス温度分布モデルを以下の通り作成する。図１に
示すごみ焼却炉１０において、炉内のガスの流れ方向に
沿って複数箇所のガス温度を計測する。本実施の形態で
は、炉内の鉛直方向のガス温度分布を計測する。ガス温
度の計測は、例えば、図３に示すように、再燃焼域１９
内にガスの流れ方向に沿って鉛直に複数の熱電対２３を
設置して計測する。なお、図３は、図１に示すごみ焼却
炉の要部を示し、符号の説明は図１の場合と同じであ
る。図４は、ガス混合用くびれ位置から燃焼室（炉）出
口までの温度分布を計測したときの各熱電対の温度を整
理した結果の一例である。横軸はガス温度であり、８０
０〜１０００℃の範囲を示す。縦軸はガス混合用くびれ
位置からの高さであり、０〜１０mの範囲を示す。図４
は、ガス混合用くびれ位置から１mの高さではガス温度
が約８９０〜９６０℃の範囲にあり、位置が高くなるに
つれて温度が下がり、ガス混合用くびれ位置から８mの
高さではガス温度が約８３０〜８９０℃の範囲にあるこ
とを示している。このことから、炉内のガス温度は、ガ
スの流れの上流側で高く、下流側（燃焼室出口付近）に
行くにしたがって温度が下がる傾向があることがわか
る。Procedure 3. Derivation of temperature distribution model In order to perform combustion control using the above-mentioned target position in the furnace, a gas temperature distribution model in the furnace is created as follows. In the incinerator 10 shown in FIG. 1, gas temperatures at a plurality of locations are measured along the flow direction of gas in the furnace. In the present embodiment, the gas temperature distribution in the vertical direction in the furnace is measured. The gas temperature is measured, for example, as shown in FIG.
A plurality of thermocouples 23 are installed vertically along the gas flow direction and measurement is performed. FIG. 3 shows a main part of the refuse incinerator shown in FIG. 1, and the description of the reference numerals is the same as that of FIG. FIG. 4 is an example of the result of arranging the temperatures of the thermocouples when measuring the temperature distribution from the constriction position for gas mixing to the outlet of the combustion chamber (furnace). The horizontal axis is the gas temperature, 80
The range of 0 to 1000 ° C is shown. The vertical axis indicates the height from the constriction position for gas mixing, and indicates a range of 0 to 10 m. FIG.
The gas temperature is in the range of about 890 to 960 ° C. at a height of 1 m from the constriction position for gas mixing, the temperature decreases as the position increases, and the gas temperature decreases at a height of 8 m from the constriction position for gas mixing. 830 to 890 ° C. This indicates that the gas temperature in the furnace tends to be higher on the upstream side of the gas flow and lower on the downstream side (near the combustion chamber outlet).
【００２１】ガス温度分布モデルは、例えば、ガス混合
用くびれ位置から燃焼室出口までの範囲について作成す
る。ガス温度分布モデルを用いることにより、燃焼室
（フリーボード部）内の鉛直方向の各位置でのガス温度
が、ガス混合用くびれ位置からの距離とくびれ位置での
ガス温度、炉内の空気比から算出できる。図４のデータ
を空気比が大きいときのデータ、空気比が小さいときの
データ、それらの中間のデータに分け、各空気比毎のデ
ータの平均値をとる。各熱電対のデータの空気比毎の平
均値から最小二乗法などを用いて燃焼室内温度分布を多
項式近似する。ただし、近似方法としては最小二乗法に
限定されるものではなく、適宜他の近似方法等を採用す
ることが可能である。各計測点での空気比毎のガス温度
の平均値と多項式近似したグラフの一例を図５に示す。
横軸はガス温度であり、８４０〜９４０℃の範囲を示
す。縦軸はガス混合用くびれ位置からの高さであり、０
〜１０mの範囲を示す。空気比が大きいときの温度デー
タの平均値を＋印で示し、多項式近似したグラフを点線
で示す。空気比が小さいときの温度データの平均値を○
印で示し、多項式近似したグラフを実線で示す。空気比
がその間のときの温度データの平均値を×印で示し、多
項式近似したグラフを破線で示す。図５より、空気比に
よってガス温度が下がる傾向に違いがあることがわか
る。The gas temperature distribution model is created for, for example, a range from the constriction position for gas mixing to the outlet of the combustion chamber. By using the gas temperature distribution model, the gas temperature at each position in the vertical direction in the combustion chamber (freeboard part) is determined by the distance from the gas mixing constriction position, the gas temperature at the constriction position, and the air ratio in the furnace. Can be calculated from The data in FIG. 4 is divided into data when the air ratio is large, data when the air ratio is small, and intermediate data between them, and the average value of the data for each air ratio is obtained. The temperature distribution in the combustion chamber is approximated by a polynomial using the least squares method or the like from the average value of the data of each thermocouple for each air ratio. However, the approximation method is not limited to the least-squares method, and any other approximation method or the like can be employed as appropriate. FIG. 5 shows an example of a graph obtained by polynomial approximation with the average value of the gas temperature for each air ratio at each measurement point.
The horizontal axis indicates gas temperature, and indicates a range of 840 to 940 ° C. The vertical axis is the height from the gas mixing constriction position,
The range is from 10 to 10 m. The average value of the temperature data when the air ratio is large is indicated by a + sign, and a graph obtained by polynomial approximation is indicated by a dotted line. ○ The average value of the temperature data when the air ratio is small
The graphs indicated by marks and the polynomial approximation are indicated by solid lines. The average value of the temperature data when the air ratio is in the meantime is indicated by an x mark, and the graph approximated by a polynomial is indicated by a broken line. FIG. 5 shows that there is a difference in the tendency of the gas temperature to decrease depending on the air ratio.
【００２２】燃焼室内の温度をＴ［℃］、ガス混合用く
びれ位置からの高さをＬ［m］、ガス混合用くびれ位置
でのガス温度をＴ０［℃］、空気比をλとすると、燃焼
室内温度分布モデルは、下記の数１に示される式（６）
で表され、係数Ａi、Ｔ０は空気比によって変化する。
なお、図５における多項式近似したグラフは、式（６）
においてｎ＝１の場合、すなわち、１次式として近似し
た場合のグラフである。 温度分布モデルにより、ガス
混合用くびれ位置付近の高温燃焼ガスが、燃焼室下流側
に行くにしたがってどのように温度変化するかが、くび
れ位置からの高さと空気比から把握できる。Assuming that the temperature in the combustion chamber is T [° C.], the height from the gas mixing constriction position is L [m], the gas temperature at the gas mixing constriction position is T0 [° C.], and the air ratio is λ. The combustion chamber temperature distribution model is given by the following equation (6).
And the coefficients Ai and T0 change according to the air ratio.
Note that the graph obtained by approximating the polynomial in FIG.
Is a graph when n = 1, that is, when approximated as a linear expression. From the temperature distribution model, it is possible to grasp how the temperature of the high-temperature combustion gas in the vicinity of the constriction position for gas mixing changes toward the downstream side of the combustion chamber from the height from the constriction position and the air ratio.
【００２３】[0023]
【数１】 (Equation 1)
【００２４】手順４．炉出口ガス温度設定値の導出 前記で作成した炉内温度分布モデルを用いた、炉出口ガ
ス温度設定値の算出方法を以下に示す。図１に示すごみ
焼却炉１０において、炉出口ガス温度を所定温度に維持
するように制御を行うために、本実施の形態では、再燃
焼域１９の温度を常時、温度計２４により計測し所定温
度に維持するように制御を行う。焼却炉１０において、
前述の図２に示すように、温度計２４の位置をＣ点とす
る。以下、Ｃ点を炉内温度計位置と称する。炉出口ガス
温度の設定値を以下の通り算出する。ある時点での空気
比を用いて、前記の温度分布モデルより炉内ガス温度分
布を算出する。算出した温度分布モデルにおいて、炉内
目標位置（Ｂ点）でのガス温度と炉内温度計位置（Ｃ
点）でのガス温度を算出し、それらの温度差を式（７）
を用いて算出する。 ＴＤ＝ＴＣ−ＴＢ （７） なお、上記の式（７）における記号の説明は次の通りで
ある。 ＴＢ ： 温度分布モデルにおける炉内目標位置での
ガス温度［℃］ ＴＣ ： 温度分布モデルにおける炉内温度計位置で
のガス温度［℃］ ＴＤ ： 温度分布モデルにおける炉内目標位置と炉
内温度計位置とのガス温度差［℃］Procedure 4. Derivation of Furnace Outlet Gas Temperature Set Value A method of calculating the furnace outlet gas temperature set value using the in-furnace temperature distribution model created above will be described below. In the refuse incinerator 10 shown in FIG. 1, in order to control the gas temperature at the furnace outlet to be maintained at a predetermined temperature, in the present embodiment, the temperature of the reburning zone 19 is constantly measured by the thermometer 24 and the predetermined temperature is measured. Control is performed to maintain the temperature. In the incinerator 10,
As shown in FIG. 2 described above, the position of the thermometer 24 is defined as a point C. Hereinafter, the point C is referred to as a furnace thermometer position. The set value of the furnace outlet gas temperature is calculated as follows. Using the air ratio at a certain time point, the furnace gas temperature distribution is calculated from the temperature distribution model. In the calculated temperature distribution model, the gas temperature at the target position in the furnace (point B) and the position of the thermometer in the furnace (C
) And calculate the difference between them by using equation (7).
Is calculated using TD = TC−TB (7) The description of the symbols in the above equation (7) is as follows. TB: gas temperature at the target position in the furnace in the temperature distribution model [° C.] TC: gas temperature at the position of the in-furnace thermometer in the temperature distribution model [° C.] TD: target position in the furnace and the in-furnace thermometer in the temperature distribution model Gas temperature difference with position [° C]
【００２５】さらに、炉出口ガス温度設定値を式（８）
を用いて算出する。 ＴＳ＝ＴＦ＋ＴＤ （８） なお、上記の式（８）における記号の説明は次の通りで
ある。 ＴＳ ： 炉出口ガス温度設定値［℃］ ＴＦ ： ガス温度基準値［℃］（８５０℃以上） ガス温度基準値ＴＦはごみの完全燃焼に必要と考えられ
る温度であり、８５０℃以上で適当な値を選ぶ。一例と
して、８５０〜８６０℃のうちの適当な温度、例えば、
８５０℃が選ばれる。このように、式（８）を用いて炉
出口ガス温度の設定値がリアルタイムに算出できる。そ
して、炉出口ガス温度を、算出した設定値に維持するよ
うに制御するために、給じん装置速度（ごみ供給速
度）、２次空気流量、１次空気流量、炉内注水量等を操
作する。ただし、本手法は十分なガス温度及びガス滞留
時間を確保することが目的であり、算出した炉出口ガス
温度設定値が予め設定しておくガス温度設定値の下限値
より高い場合にのみ設定値を変更する。これにより、炉
内のガスが、ガス温度基準値ＴＦ以上で、かつ、ガス滞
留時間ＴＭ以上、すなわち、ガス温度８５０℃以上で、
かつ、ガス滞留時間２秒以上ないしは４秒以上を維持す
るように制御することが可能となる。Further, the furnace outlet gas temperature set value is expressed by the following equation (8).
Is calculated using TS = TF + TD (8) The description of the symbols in the above equation (8) is as follows. TS: Furnace outlet gas temperature set value [° C.] TF: Gas temperature reference value [° C.] (850 ° C. or more) The gas temperature reference value TF is a temperature considered to be necessary for complete combustion of refuse. Choose a value. As an example, a suitable temperature of 850 to 860 ° C, for example,
850 ° C. is chosen. As described above, the set value of the furnace outlet gas temperature can be calculated in real time using the equation (8). Then, in order to control the furnace outlet gas temperature to be maintained at the calculated set value, the dust supply device speed (refuse supply speed), the secondary air flow rate, the primary air flow rate, the water injection amount in the furnace, and the like are operated. . However, the purpose of this method is to secure a sufficient gas temperature and gas residence time, and the set values are set only when the calculated furnace outlet gas temperature set value is higher than the lower limit of the preset gas temperature set value. To change. Thereby, the gas in the furnace is not less than the gas temperature reference value TF and the gas residence time TM or more, that is, the gas temperature is 850 ° C. or more,
In addition, it is possible to control so as to maintain the gas residence time of 2 seconds or more or 4 seconds or more.
【００２６】つぎに、図６に基づいて、ごみ焼却炉１０
と燃焼制御装置３４とから構成されるごみ焼却炉の燃焼
制御系について説明する。図６は、燃焼制御装置を含む
ごみ焼却炉の燃焼系の全体図である。ごみ焼却炉の全体
の制御系は、図６の構成に周辺制御系が付加されたもの
であり、図６は本発明の実施の形態による燃焼制御に関
係のある信号の流れだけを示している。ガス流速演算部
２５は、入力されたごみ焼却炉１０の計測信号を用いて
ガス流速をリアルタイムに算出する。炉内目標位置演算
部２６は、算出したガス流速を用いて炉内目標位置をリ
アルタイムに算出する。演算器２７は、燃焼室出口酸素
濃度と前記の式（２）を用いて空気比を算出する。つぎ
に、炉内温度分布演算部２９は、空気比と前記の数１に
示される式（６）の炉内温度分布モデル２８を用いて現
在の温度分布を算出する。そして、炉出口ガス温度設定
値演算部３０は、前述した手法で炉内温度計位置でのガ
ス温度設定値を算出する。算出された設定値を用いて炉
出口ガス温度制御が行われ、給じん装置速度（ごみ供給
速度）、２次空気流量、１次空気流量、炉内注水量等が
操作される。制御器３１は、設定値と計測信号との差を
打ち消すように働き、例えば、比例動作、積分動作、微
分動作（ＰＩＤ制御）を行う。Next, based on FIG.
A combustion control system of a refuse incinerator composed of a combustion control device and a combustion control device will be described. FIG. 6 is an overall view of a combustion system of a refuse incinerator including a combustion control device. The entire control system of the refuse incinerator is obtained by adding a peripheral control system to the configuration of FIG. 6, and FIG. 6 shows only the flow of signals related to combustion control according to the embodiment of the present invention. . The gas flow rate calculation unit 25 calculates the gas flow rate in real time using the input measurement signal of the refuse incinerator 10. The in-furnace target position calculation unit 26 calculates the in-furnace target position in real time using the calculated gas flow velocity. The calculator 27 calculates the air ratio using the oxygen concentration at the combustion chamber outlet and the above equation (2). Next, the in-furnace temperature distribution calculation unit 29 calculates the current temperature distribution using the air ratio and the in-furnace temperature distribution model 28 of Expression (6) shown in Equation 1 above. Then, the furnace outlet gas temperature set value calculation unit 30 calculates the gas temperature set value at the in-furnace thermometer position by the method described above. Furnace outlet gas temperature control is performed using the calculated set values, and the dust feeder speed (refuse supply speed), the secondary air flow rate, the primary air flow rate, the furnace water injection amount, and the like are operated. The controller 31 works to cancel the difference between the set value and the measurement signal, and performs, for example, a proportional operation, an integral operation, and a differential operation (PID control).
【００２７】図７、図８、図９は、本発明の燃焼制御方
法を実炉（流動床ごみ焼却炉）のデータを用いて検証し
た結果の一例である。３つのグラフとも、横軸は時間で
あり運転開始から１時間のデータを示している。各グラ
フを説明すると、図７は、本発明の燃焼制御方法に用い
る空気比の実炉データの経時変化を示しており、図８
は、本発明の燃焼制御方法を用いて求めた炉出口ガス温
度の設定値の算出結果の経時変化を示しており、図９
は、同じ時間での実炉の炉出口ガス温度の経時変化を示
している。本発明の方法を用いて燃焼制御を実施した場
合、図７に示す空気比の実炉データの変化に応じて、炉
出口ガス温度の設定値は図８のように変化し、この設定
値に近づくように制御が行われるため、炉出口ガス温度
の実炉データは図８と同様の挙動を示す結果となればよ
い。そこで、図８と図９とを比較すると、炉出口ガス温
度の設定値の挙動と炉出口ガス温度（実炉データ）の挙
動はよく一致していることがわかる。このことから、本
発明の燃焼制御方法により算出される炉出口ガス温度の
設定値は、炉内の燃焼ガス温度及びガス滞留時間を所定
の範囲に維持するように制御するのに妥当なものである
ことがわかる。上記の実施の形態は、ガス分散板タイプ
の流動層炉について説明したが、散気管タイプの流動層
炉とすることも勿論可能である。FIGS. 7, 8, and 9 show examples of the results of verification of the combustion control method of the present invention using data of an actual furnace (fluidized bed refuse incinerator). In each of the three graphs, the horizontal axis represents time, and shows data for one hour from the start of operation. Explaining each graph, FIG. 7 shows the change over time of the actual furnace data of the air ratio used in the combustion control method of the present invention.
FIG. 9 shows a temporal change in the calculation result of the set value of the furnace outlet gas temperature obtained by using the combustion control method of the present invention.
Shows the change with time of the gas temperature at the furnace outlet of the actual furnace at the same time. When the combustion control is performed using the method of the present invention, the set value of the furnace outlet gas temperature changes as shown in FIG. 8 according to the change of the actual furnace data of the air ratio shown in FIG. Since the control is performed so as to approach, the actual furnace data of the furnace outlet gas temperature may be a result showing the same behavior as in FIG. Thus, comparing FIG. 8 with FIG. 9, it can be seen that the behavior of the set value of the furnace outlet gas temperature and the behavior of the furnace outlet gas temperature (actual furnace data) match well. From this, the set value of the furnace outlet gas temperature calculated by the combustion control method of the present invention is appropriate for controlling the combustion gas temperature and the gas residence time in the furnace so as to be maintained in predetermined ranges. You can see that there is. In the above embodiment, a gas dispersion plate type fluidized bed furnace has been described, but a diffuser tube type fluidized bed furnace can of course be used.
【００２８】[0028]
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） ごみ焼却炉の炉出口ガス温度の設定値が、ごみ
焼却炉の計測信号と炉内ガス温度分布モデルを用いてリ
アルタイムに算出されるので、ごみ質、すなわち、ごみ
の比容積や低位発熱量などの物理的・化学的性状の変化
に応じた燃焼制御を実施することができる。 （２） ごみ焼却炉内の燃焼ガス温度及びガス滞留時間
が所定の範囲に維持されるように炉出口ガス温度の設定
値が算出されるので、ごみの安定燃焼を図ることがで
き、排ガス中のＣＯ、ＮＯｘを抑制することができる。 （３） ごみ焼却炉内の燃焼ガスが、高いガス温度、か
つ、長いガス滞留時間（例えば、温度８５０℃以上で滞
留時間２秒以上ないしは４秒以上）となるように炉出口
ガス温度の設定値が算出されるので、ごみの完全燃焼・
安定燃焼が可能となり、特に、排ガス中のＣＯの抑制が
図れる。 （４） 炉出口ガス温度の設定値に炉出口ガス温度が近
づくように燃焼制御が行われるので、炉内のガス温度が
常に所定温度に保たれ、かつ、ガス滞留時間が常に所定
時間に保たれて、ごみの安定燃焼が可能となり、排ガス
中のＣＯ、ＮＯｘの抑制が図れる。As described above, the present invention has the following effects. (1) Since the set value of the gas temperature at the furnace outlet of the refuse incinerator is calculated in real time using the measurement signal of the refuse incinerator and the gas temperature distribution model in the furnace, the refuse quality, that is, the specific volume of refuse and low Combustion control can be performed according to changes in physical and chemical properties such as the calorific value. (2) Since the set value of the gas temperature at the furnace outlet is calculated so that the combustion gas temperature and the gas residence time in the refuse incinerator are maintained within predetermined ranges, stable combustion of refuse can be achieved, and CO and NOx can be suppressed. (3) Setting the gas temperature at the furnace outlet so that the combustion gas in the refuse incinerator has a high gas temperature and a long gas residence time (for example, a temperature of 850 ° C. or more and a residence time of 2 seconds or more or 4 seconds or more). Since the value is calculated, complete combustion of waste
Stable combustion becomes possible, and in particular, CO in exhaust gas can be suppressed. (4) Since the combustion control is performed so that the furnace outlet gas temperature approaches the set value of the furnace outlet gas temperature, the gas temperature in the furnace is always maintained at a predetermined temperature, and the gas residence time is always maintained at a predetermined time. As a result, garbage can be stably burned, and CO and NOx in exhaust gas can be suppressed.
【図１】本発明の実施の形態によるごみ焼却炉における
燃焼制御装置のうちのごみ焼却炉を示す概略構成図であ
る。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a refuse incinerator of a combustion control device in a refuse incinerator according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示すごみ焼却炉の要部を示し、ガス混合
用くびれ位置（Ａ点）、炉内目標位置（Ｂ点）及び炉内
温度計位置（Ｃ点）を説明する概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration showing a main part of the refuse incinerator shown in FIG. 1 and illustrating a constriction position for gas mixing (point A), a target position in the furnace (point B), and a thermometer position in the furnace (point C). FIG.
【図３】図１に示すごみ焼却炉の要部を示し、再燃焼域
内にガスの流れ方向に沿って鉛直に複数の熱電対を設置
したガス温度分布の計測について説明する概略構成図で
ある。FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a main part of the refuse incinerator illustrated in FIG. 1 and illustrating measurement of a gas temperature distribution in which a plurality of thermocouples are installed vertically along a gas flow direction in a reburning zone. .
【図４】ガス混合用くびれ位置から燃焼室出口までの温
度分布を計測したときの各熱電対の温度を整理した結果
の一例を示す線図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a result of arranging temperatures of thermocouples when measuring a temperature distribution from a constriction position for gas mixing to an outlet of a combustion chamber.
【図５】図４の測定結果において、各計測点での空気比
毎のガス温度の平均値と多項式近似したグラフの一例を
示す線図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a graph obtained by polynomial approximation of an average value of gas temperatures for each air ratio at each measurement point in the measurement results of FIG.
【図６】本発明の実施の形態によるごみ焼却炉における
燃焼制御装置の全体構成を示す概略説明図である。FIG. 6 is a schematic explanatory diagram showing an overall configuration of a combustion control device in a refuse incinerator according to an embodiment of the present invention.
【図７】本発明の燃焼制御方法を実炉のデータを用いて
検証した結果の一例であり、空気比の実炉データの経時
変化を示すグラフである。FIG. 7 is an example of a result of verifying the combustion control method of the present invention using data of an actual furnace, and is a graph showing a temporal change of the actual furnace data of an air ratio.
【図８】本発明の燃焼制御方法を実炉のデータを用いて
検証した結果の一例であり、炉出口ガス温度設定値の算
出結果の経時変化を示すグラフである。FIG. 8 is an example of a result of verifying the combustion control method of the present invention using data of a real furnace, and is a graph showing a temporal change in a calculation result of a furnace outlet gas temperature set value.
【図９】本発明の燃焼制御方法を実炉のデータを用いて
検証した結果の一例であり、図７及び図８と同じ時間で
の実炉の炉出口ガス温度の経時変化を示すグラフであ
る。FIG. 9 is a graph showing an example of a result of verifying the combustion control method of the present invention using data of a real furnace, and showing a change with time of a gas temperature at a furnace outlet of the real furnace at the same time as FIGS. 7 and 8; is there.
１０ ごみ焼却炉 １１ ごみ投入口 １２ 給じん装置 １３ １次空気供給管 １４ 風箱 １５ 流動層部 １６ フリーボード部 １７、２１、２１ａ ２次空気供給管 １８ 上流側燃焼域 １９ 下流側燃焼域（再燃焼域） ２０ くびれ（ガス混合用くびれ） ２２ 冷却水供給管 ２３ 熱電対 ２４ 温度計 ２５ ガス流速演算部 ２６ 炉内目標位置演算部 ２７ 演算器 ２８ 炉内温度分布モデル ２９ 炉内温度分布演算部 ３０ 炉出口ガス温度設定値演算部 ３１ 制御器 ３２ ガス排出口 ３４ 燃焼制御装置 Reference Signs List 10 refuse incinerator 11 refuse inlet 12 dust supply device 13 primary air supply pipe 14 wind box 15 fluidized bed section 16 free board section 17, 21, 21a secondary air supply pipe 18 upstream combustion area 19 downstream combustion area ( (Reburning zone) 20 constriction (constriction for gas mixing) 22 cooling water supply pipe 23 thermocouple 24 thermometer 25 gas flow rate calculation unit 26 furnace target position calculation unit 27 calculator 28 furnace temperature distribution model 29 furnace temperature distribution calculation Unit 30 furnace outlet gas temperature set value calculation unit 31 controller 32 gas outlet 34 combustion control device
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１１年９月２４日（１９９９．９．２
４）[Submission date] September 24, 1999 (1999.9.2)
4)
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【請求項１】 ごみ焼却炉でごみを燃焼させるに際し、
ごみ焼却炉の計測信号を用いて焼却炉内での燃焼ガスの
流速を算出し、このガス流速の値からガスが所定時間滞
留するのに必要なフリーボード部内の高さ方向の距離を
算出し、この距離を炉内のどの位置とするかを定めて炉
内目標位置を決定し、ついで、炉内のガスの流れ方向に
沿って複数箇所のガス温度を計測して各計測点での空気
比毎のガス温度の平均値から導出した炉内のガス温度分
布モデルを用いて、空気比の値から炉内のガス温度分布
を算出し、算出されたガス温度分布において、前記炉内
目標位置でのガス温度と、炉出口ガス温度を計測するた
めに設置された温度計の炉内温度計位置でのガス温度と
を算出し、炉内目標位置でのガス温度と炉内温度計位置
でのガス温度との差、及びごみの完全燃焼に必要と考え
られるガス温度基準値から炉出口ガス温度の設定値を算
出し、炉出口ガス温度が算出された設定値に維持される
ように燃焼条件を操作することを特徴とするごみ焼却炉
における燃焼制御方法。[Claim 1 ] When burning refuse in a refuse incinerator,
The flow rate of the combustion gas in the incinerator is calculated using the measurement signal of the refuse incinerator, and the distance in the height direction in the freeboard part required for the gas to stay for a predetermined time is calculated from the value of the gas flow rate. The target position in the furnace is determined by determining where in the furnace this distance is to be set, and then the gas temperature at a plurality of points is measured along the gas flow direction in the furnace to determine the air at each measurement point. Using the gas temperature distribution model in the furnace derived from the average value of the gas temperature for each ratio, calculate the gas temperature distribution in the furnace from the value of the air ratio, in the calculated gas temperature distribution, the target position in the furnace The gas temperature at the furnace and the gas temperature at the furnace thermometer position of the thermometer installed to measure the furnace outlet gas temperature are calculated, and the gas temperature at the furnace target position and the gas temperature at the furnace thermometer position are calculated. Difference from the gas temperature of the refuse, and the gas temperature Calculating the set value of the furnace exit gas temperature from the value, the combustion control method in a refuse incinerator, characterized in that to operate the combustion conditions so that the furnace exit gas temperature is maintained at the set value calculated.
【請求項２】 ごみ焼却炉でごみを燃焼させるに際し、
ごみ焼却炉の計測信号を用いて焼却炉内での燃焼ガスの
流速を算出し、このガス流速の値からガスが２秒以上の
所定時間滞留するのに必要なフリーボード部内の高さ方
向の距離を算出し、この距離を炉内のどの位置とするか
を定めて炉内目標位置を決定し、ついで、炉内のガスの
流れ方向に沿って複数箇所のガス温度を計測して各計測
点での空気比毎のガス温度の平均値から導出した炉内の
ガス温度分布モデルを用いて、空気比の値から炉内のガ
ス温度分布を算出し、算出されたガス温度分布におい
て、前記炉内目標位置でのガス温度と、炉出口ガス温度
を計測するために設置された温度計の炉内温度計位置で
のガス温度とを算出し、炉内目標位置でのガス温度と炉
内温度計位置でのガス温度との差、及び８５０℃以上の
適当なガス温度基準値から炉出口ガス温度の設定値を算
出し、炉出口ガス温度が算出された設定値に維持される
ように燃焼条件を操作して、炉内の燃焼ガス温度８５０
℃以上、かつ、ガス滞留時間２秒間以上の高いガス温度
及び長いガス滞留時間でごみを焼却することを特徴とす
るごみ焼却炉における燃焼制御方法。[Claim 2 ] When burning refuse in a refuse incinerator,
The flow rate of the combustion gas in the incinerator is calculated using the measurement signal of the refuse incinerator, and from the value of the gas flow rate, the height of the gas in the freeboard portion necessary for the gas to stay for a predetermined time of 2 seconds or more is measured. Calculate the distance, determine this position in the furnace to determine this position in the furnace, determine the target position in the furnace, and then measure the gas temperatures at multiple locations along the gas flow direction in the furnace. Using a gas temperature distribution model in the furnace derived from the average value of the gas temperature for each air ratio at the point, calculate the gas temperature distribution in the furnace from the value of the air ratio, in the calculated gas temperature distribution, The gas temperature at the target position in the furnace and the gas temperature at the furnace thermometer position of the thermometer installed to measure the gas temperature at the furnace outlet are calculated. Difference from gas temperature at thermometer position and appropriate gas temperature standard of 850 ° C or higher Calculating the set value of the furnace exit gas temperature from operating the combustion conditions so that the furnace exit gas temperature is maintained at the set value calculated, the combustion gas temperature of 850 in the furnace
A combustion control method in a refuse incinerator, wherein refuse is incinerated at a high gas temperature of not less than ° C and a gas residence time of at least 2 seconds and a long gas residence time.
【請求項３】 ごみ焼却炉の計測信号が、１次空気流
量、２次空気流量、炉出口ガス温度、炉出口酸素濃度及
び炉内注水量である請求項１又は２記載のごみ焼却炉に
おける燃焼制御方法。Measurement signals wherein waste incinerator, primary air flow rate, secondary air flow, the furnace exit gas temperature, the incinerator of claim 1 or 2, wherein the furnace exit oxygen concentration and the furnace injection amount Combustion control method.
【請求項４】 ごみ焼却炉の炉内ガス温度分布モデルを
導出するに際し、炉内のガスの流れ方向に沿って複数箇
所のガス温度を計測し、これらのデータを空気比毎のデ
ータに分けて空気比毎のガス温度の平均値をとり、各計
測点での空気比毎のガス温度の平均値からガス温度分布
を多項式近似する請求項１、２又は３記載のごみ焼却炉
における燃焼制御方法。 4. Deriving a gas temperature distribution model in a furnace of a refuse incinerator, measuring gas temperatures at a plurality of locations along a gas flow direction in the furnace and dividing these data into data for each air ratio. an average value of the gas temperature of each air ratio Te, combustion control from the average value of the gas temperature of each air ratio in the waste incinerator according to claim 1, wherein polynomial approximates the gas temperature distribution at each measurement point Method.
【請求項５】 ガス混合用のくびれを有し該くびれのガ
ス流れ方向下流側に再燃焼域が形成されるごみ焼却炉の
炉内ガス温度分布が、ガス混合用くびれ位置でのガス温
度、ガス混合用くびれ位置からの高さ方向の距離及び空
気比の値で表される請求項１〜４のいずれかに記載のご
み焼却炉における燃焼制御方法。 5. A gas temperature distribution in a waste incinerator having a gas mixing constriction and a reburning zone formed downstream of the constriction in the gas flow direction, wherein a gas temperature at a gas mixing constriction position is determined. The method for controlling combustion in a refuse incinerator according to any one of claims 1 to 4 , wherein the distance is represented by a distance in a height direction from the constriction position for gas mixing and a value of an air ratio.
【請求項６】 算出された炉出口ガス温度の設定値を用
いて、炉出口ガス温度を設定値に維持するために、ごみ
供給速度、２次空気流量、１次空気流量及び炉内注水量
の少なくともいずれかを操作する請求項１〜５のいずれ
かに記載のごみ焼却炉における燃焼制御方法。 6. A waste supply rate, a secondary air flow rate, a primary air flow rate, and a water injection amount in the furnace to maintain the furnace outlet gas temperature at the set value using the calculated furnace outlet gas temperature set value. The method for controlling combustion in a refuse incinerator according to any one of claims 1 to 5 , wherein at least one of the methods is operated.
【請求項７】 ごみを高いガス温度及び長いガス滞留時
間で焼却するように制御するためのごみ焼却炉に接続さ
れた燃焼制御装置であって、 ごみ焼却炉の計測信号を入力して焼却炉内での燃焼ガス
の流速を算出するためのガス流速演算部と、 ガス流速演算部で算出されたガス流速の値からガスが所
定時間滞留するのに必要なフリーボード部内の高さ方向
の距離を求め、この距離を炉内のどの位置とするかを炉
内目標位置として算出するための炉内目標位置演算部
と、 ごみ焼却炉の炉出口酸素濃度の値から空気比を算出する
ための演算器と、 焼却炉内のガスの流れ方向に沿って複数箇所のガス温度
を計測して各計測点での空気比毎のガス温度の平均値か
ら導出された炉内のガス温度分布モデルを表す式が内蔵
される炉内温度分布モデルと、 演算器で算出された空気比の値と炉内温度分布モデルの
式とを用いて炉内のガス温度分布を算出するための炉内
温度分布演算部と、 炉内温度分布演算部で算出されたガス温度分布を用い
て、炉内目標位置演算部で算出された炉内目標位置での
ガス温度と、炉出口ガス温度を計測するために設置され
た温度計の炉内温度計位置でのガス温度とを算出し、炉
内目標位置でのガス温度と炉内温度計位置でのガス温度
との差、及びごみの完全燃焼に必要と考えられるガス温
度基準値から炉出口ガス温度の設定値を算出するための
炉出口ガス温度設定値演算部と、 炉出口ガス温度設定値演算部で算出された設定値と炉出
口ガス温度の計測信号との差を打ち消すように、ごみ焼
却炉に操作量を出力して炉出口ガス温度を制御するため
の制御器とを包含することを特徴とするごみ焼却炉にお
ける燃焼制御装置。 7. A combustion control device connected to a refuse incinerator for controlling refuse to be incinerated at a high gas temperature and a long gas residence time, wherein the measurement signal of the refuse incinerator is inputted to the incinerator. A gas flow rate calculation unit for calculating the flow rate of the combustion gas in the inside, and a distance in the height direction in the freeboard part required for the gas to stay for a predetermined time from the value of the gas flow rate calculated by the gas flow rate calculation unit And an in-furnace target position calculation unit for calculating which position in the furnace this distance is a target position in the furnace, and an air ratio for calculating the air ratio from the value of the oxygen concentration at the furnace outlet of the refuse incinerator. An arithmetic unit and a gas temperature distribution model in the furnace derived from the average value of the gas temperature for each air ratio at each measurement point by measuring the gas temperature at multiple points along the gas flow direction in the incinerator Temperature distribution model with built-in equations A furnace temperature distribution calculator for calculating the gas temperature distribution in the furnace using the air ratio value calculated by the calculator and the equation of the furnace temperature distribution model, and a furnace temperature distribution calculator. Using the gas temperature distribution obtained, the gas temperature at the furnace target position calculated by the furnace target position calculation unit, and the gas temperature at the furnace thermometer position of the thermometer installed to measure the furnace outlet gas temperature. Calculate the gas temperature and set the furnace outlet gas temperature from the difference between the gas temperature at the furnace target position and the gas temperature at the furnace thermometer position, and the gas temperature reference value considered necessary for complete combustion of the refuse. A furnace outlet gas temperature set value calculation unit for calculating the value, and a waste incinerator in which the difference between the set value calculated by the furnace outlet gas temperature set value calculation unit and the measurement signal of the furnace outlet gas temperature is canceled. A controller for outputting a manipulated variable to control a furnace outlet gas temperature. Combustion control apparatus in the incinerator characterized and.
【請求項８】 ごみ焼却炉のフリーボード部が上流側燃
焼域と下流側燃焼域とからなり、上流側燃焼域と下流側
燃焼域との間にガス混合用のくびれが形成され、ガス混
合用のくびれ位置から炉出口までの下流側燃焼域がガス
の再燃焼域となるごみ焼却炉に接続された燃焼制御装置
であって、炉内目標位置演算部において、くびれ位置を
基準としてガスが所定時間滞留するのに必要なフリーボ
ード部内の高さ方向の距離から炉内目標位置を算出する
ようにした請求項７記載のごみ焼却炉における燃焼制御
装置。 8. The freeboard portion of the refuse incinerator comprises an upstream combustion zone and a downstream combustion zone, and a gas mixing constriction is formed between the upstream combustion zone and the downstream combustion zone to form a gas mixture. A combustion control device connected to a refuse incinerator in which the downstream combustion zone from the constriction position for the furnace to the furnace outlet is a gas reburning zone, and the in-furnace target position calculation unit detects gas based on the constriction position. 8. The combustion control device in a refuse incinerator according to claim 7 , wherein the target position in the furnace is calculated from a distance in a height direction in the free board portion necessary for staying for a predetermined time.
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００７[Correction target item name] 0007
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】すなわち、ごみ焼却炉に
おける燃焼制御方法としては、ごみ焼却炉でごみを燃焼
させるに際し、ごみ焼却炉における計測信号とごみ焼却
炉の炉内ガス温度分布モデルを用いて、ごみ焼却炉の炉
出口ガス温度の設定値をリアルタイムに算出するような
構成とする。また、ごみ焼却炉における燃焼制御方法と
しては、ごみ焼却炉でごみを燃焼させるに際し、ごみ焼
却炉における計測信号とごみ焼却炉の炉内ガス温度分布
モデルを用いて、炉内のガス温度及びガス滞留時間を所
定の範囲に維持するように炉出口ガス温度の設定値を算
出するような構成とする。上記の方法において、炉出口
ガス温度の設定値に炉出口ガス温度を近づけるようにご
み焼却炉の燃焼条件を操作することにより、炉内のガス
温度が常に所定温度に保たれ、かつ、ガス滞留時間が常
に所定時間に保たれてごみの安定燃焼が図れるようにす
ることが好ましい。[Means for Solving the Problems] That is, as a combustion control method in a refuse incinerator, when burning refuse in the refuse incinerator, a measurement signal in the refuse incinerator and a gas temperature distribution model in the refuse incinerator are used. Te, shall be the such <br/> configured to calculate a set value of the furnace exit gas temperature of the incinerator in real time. In addition, combustion control method in refuse incinerator and
When burning refuse in a refuse incinerator, the gas temperature and gas residence time in the furnace are maintained within a predetermined range using measurement signals in the refuse incinerator and a gas temperature distribution model in the refuse incinerator. to way it configured as to calculate the set value of the furnace exit gas temperature. In way described above, by operating the combustion conditions of the incinerator so as to approach the furnace exit gas temperature to the set value of the furnace exit gas temperature, the gas temperature in the furnace is always kept at a predetermined temperature, and gas It is preferable that the residence time is always kept at a predetermined time so that stable combustion of the refuse can be achieved.
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００８[Correction target item name] 0008
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００８】上記の目的を達成するために、本発明のご
み焼却炉における燃焼制御方法は、ごみ焼却炉でごみを
燃焼させるに際し、ごみ焼却炉の計測信号を用いて焼却
炉内での燃焼ガスの流速を算出し、このガス流速の値か
らガスが所定時間滞留するのに必要な炉（フリーボード
部）内の高さ方向の距離を算出し、この距離を炉内のど
の位置とするかを定めて炉内目標位置を決定し、つい
で、炉内のガスの流れ方向に沿って複数箇所のガス温度
を計測して各計測点での空気比毎のガス温度の平均値か
ら導出した炉内のガス温度分布モデルを用いて、空気比
の値から炉内のガス温度分布を算出し、算出されたガス
温度分布において、前記炉内目標位置でのガス温度と、
炉出口ガス温度を計測するために設置された温度計の炉
内温度計位置でのガス温度とを算出し、炉内目標位置で
のガス温度と炉内温度計位置でのガス温度との差、及び
ごみの完全燃焼に必要と考えられるガス温度基準値から
炉（燃焼室）出口ガス温度の設定値を算出し、炉（燃焼
室）出口ガス温度が算出された設定値に維持されるよう
に燃焼条件を操作するように構成されている（図１〜図
６参照）。[0008] In order to achieve the above object, you of the present invention
The combustion control method in a refuse incinerator uses the measurement signal of the refuse incinerator to calculate the flow rate of the combustion gas in the incinerator when burning the refuse in the refuse incinerator. Calculate the distance in the height direction in the furnace (free board part) required to stay in time, determine this position in the furnace and determine the target position in the furnace, By measuring the gas temperature at multiple points along the gas flow direction and using the gas temperature distribution model in the furnace derived from the average value of the gas temperature for each air ratio at each measurement point, from the value of the air ratio Calculating a gas temperature distribution in the furnace, and in the calculated gas temperature distribution, a gas temperature at the target position in the furnace;
Calculate the gas temperature at the furnace thermometer position of the thermometer installed to measure the furnace outlet gas temperature, and calculate the difference between the gas temperature at the furnace target position and the gas temperature at the furnace thermometer position. Calculate the set value of the furnace (combustion chamber) outlet gas temperature from the gas temperature reference value considered necessary for complete combustion of the refuse, and maintain the furnace (combustion chamber) outlet gas temperature at the calculated set value. It is configured to operate the combustion conditions (see FIGS. 1 to 6).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 裕一 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 林 正人 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 (72)発明者 加藤 定史 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川 崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者 稲井 宏之 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川 崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者 香ノ木 順 神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号 川 崎重工業株式会社神戸本社内 (72)発明者 小谷野 薫 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 (72)発明者 片岡 幹彦 兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工業 株式会社明石工場内 Ｆターム(参考） 3K062 AA11 AB01 AC01 BA02 DA03 DB03 DB06 DB08 DB28 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Yuichi Miyamoto 1-1, Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries, Ltd. Inside Akashi Factory Co., Ltd. (72) Inventor Masato Hayashi 1-1-1, Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries Inside the Akashi Plant (72) Inventor Satoshi Kato 1-3-1 Higashikawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe Kawasaki Heavy Industries, Ltd.Kobe Head Office (72) Inventor Hiroyuki Inai 1-1-1, Higashikawasakicho, Chuo-ku, Kobe-shi No.3 Kawasaki Heavy Industries, Ltd.Kobe Head Office (72) Inventor Jun Konogi 1-3-1, Higashi Kawasaki-cho, Chuo-ku, Kobe City Kawasaki Heavy Industries, Ltd.Kobe Head Office (72) Inventor Kaoru Koyano Noda City, Chiba Prefecture 118 Futatsuka Kawasaki Heavy Industries Noda Plant (72) Inventor Mikihiko Kataoka 1-1, Kawasaki-cho, Akashi-shi, Hyogo Kawasaki Heavy Industries Akashiko The internal F-term (reference) 3K062 AA11 AB01 AC01 BA02 DA03 DB03 DB06 DB08 DB28
Claims (11)
ごみ焼却炉における計測信号とごみ焼却炉の炉内ガス温
度分布モデルを用いて、ごみ焼却炉の炉出口ガス温度の
設定値をリアルタイムに算出することを特徴とするごみ
焼却炉における燃焼制御方法。When burning refuse in a refuse incinerator,
A combustion control method in a refuse incinerator, wherein a set value of a gas outlet temperature of the refuse incinerator is calculated in real time using a measurement signal in the refuse incinerator and a gas temperature distribution model in the refuse incinerator.
ごみ焼却炉における計測信号とごみ焼却炉の炉内ガス温
度分布モデルを用いて、炉内のガス温度及びガス滞留時
間を所定の範囲に維持するように炉出口ガス温度の設定
値を算出することを特徴とするごみ焼却炉における燃焼
制御方法。2. When burning refuse in a refuse incinerator,
Using the measurement signal in the refuse incinerator and the gas temperature distribution model in the refuse incinerator, calculate the set value of the furnace outlet gas temperature so as to maintain the gas temperature and the gas residence time in the furnace within a predetermined range. A method for controlling combustion in a refuse incinerator, comprising:
度を近づけるようにごみ焼却炉の燃焼条件を操作するこ
とにより、炉内のガス温度が常に所定温度に保たれ、か
つ、ガス滞留時間が常に所定時間に保たれてごみの安定
燃焼が図れるようにする請求項１又は２記載のごみ焼却
炉における燃焼制御方法。3. The gas temperature in the furnace is always maintained at a predetermined temperature by controlling the combustion conditions of the refuse incinerator so that the gas temperature at the furnace outlet approaches the set value of the gas temperature at the furnace outlet. 3. The combustion control method in a refuse incinerator according to claim 1, wherein the time is always kept at a predetermined time so that the refuse can be stably burned.
ごみ焼却炉の計測信号を用いて焼却炉内での燃焼ガスの
流速を算出し、このガス流速の値からガスが所定時間滞
留するのに必要なフリーボード部内の高さ方向の距離を
算出し、この距離を炉内のどの位置とするかを定めて炉
内目標位置を決定し、ついで、炉内のガスの流れ方向に
沿って複数箇所のガス温度を計測して各計測点での空気
比毎のガス温度の平均値から導出した炉内のガス温度分
布モデルを用いて、空気比の値から炉内のガス温度分布
を算出し、算出されたガス温度分布において、前記炉内
目標位置でのガス温度と、炉出口ガス温度を計測するた
めに設置された温度計の炉内温度計位置でのガス温度と
を算出し、炉内目標位置でのガス温度と炉内温度計位置
でのガス温度との差、及びごみの完全燃焼に必要と考え
られるガス温度基準値から炉出口ガス温度の設定値を算
出し、炉出口ガス温度が算出された設定値に維持される
ように燃焼条件を操作することを特徴とするごみ焼却炉
における燃焼制御方法。4. When burning refuse in a refuse incinerator,
The flow rate of the combustion gas in the incinerator is calculated using the measurement signal of the refuse incinerator, and the distance in the height direction in the freeboard part required for the gas to stay for a predetermined time is calculated from the value of the gas flow rate. The target position in the furnace is determined by determining where in the furnace this distance is to be set, and then the gas temperature at a plurality of points is measured along the gas flow direction in the furnace to determine the air at each measurement point. Using the gas temperature distribution model in the furnace derived from the average value of the gas temperature for each ratio, calculate the gas temperature distribution in the furnace from the value of the air ratio, in the calculated gas temperature distribution, the target position in the furnace The gas temperature at the furnace and the gas temperature at the furnace thermometer position of the thermometer installed to measure the furnace outlet gas temperature are calculated, and the gas temperature at the furnace target position and the gas temperature at the furnace thermometer position are calculated. Difference from the gas temperature of the refuse, and the gas temperature Calculating the set value of the furnace exit gas temperature from the value, the combustion control method in a refuse incinerator, characterized in that to operate the combustion conditions so that the furnace exit gas temperature is maintained at the set value calculated.
ごみ焼却炉の計測信号を用いて焼却炉内での燃焼ガスの
流速を算出し、このガス流速の値からガスが２秒以上の
所定時間滞留するのに必要なフリーボード部内の高さ方
向の距離を算出し、この距離を炉内のどの位置とするか
を定めて炉内目標位置を決定し、ついで、炉内のガスの
流れ方向に沿って複数箇所のガス温度を計測して各計測
点での空気比毎のガス温度の平均値から導出した炉内の
ガス温度分布モデルを用いて、空気比の値から炉内のガ
ス温度分布を算出し、算出されたガス温度分布におい
て、前記炉内目標位置でのガス温度と、炉出口ガス温度
を計測するために設置された温度計の炉内温度計位置で
のガス温度とを算出し、炉内目標位置でのガス温度と炉
内温度計位置でのガス温度との差、及び８５０℃以上の
適当なガス温度基準値から炉出口ガス温度の設定値を算
出し、炉出口ガス温度が算出された設定値に維持される
ように燃焼条件を操作して、炉内の燃焼ガス温度８５０
℃以上、かつ、ガス滞留時間２秒間以上の高いガス温度
及び長いガス滞留時間でごみを焼却することを特徴とす
るごみ焼却炉における燃焼制御方法。5. When burning refuse in a refuse incinerator,
The flow rate of the combustion gas in the incinerator is calculated using the measurement signal of the refuse incinerator, and from the value of the gas flow rate, the height of the gas in the freeboard portion necessary for the gas to stay for a predetermined time of 2 seconds or more is measured. Calculate the distance, determine this position in the furnace to determine this position in the furnace, determine the target position in the furnace, and then measure the gas temperatures at multiple locations along the gas flow direction in the furnace. Using a gas temperature distribution model in the furnace derived from the average value of the gas temperature for each air ratio at the point, calculate the gas temperature distribution in the furnace from the value of the air ratio, in the calculated gas temperature distribution, The gas temperature at the target position in the furnace and the gas temperature at the furnace thermometer position of the thermometer installed to measure the gas temperature at the furnace outlet are calculated. Difference from gas temperature at thermometer position and appropriate gas temperature standard of 850 ° C or higher Calculating the set value of the furnace exit gas temperature from operating the combustion conditions so that the furnace exit gas temperature is maintained at the set value calculated, the combustion gas temperature of 850 in the furnace
A combustion control method in a refuse incinerator, wherein refuse is incinerated at a high gas temperature of not less than ° C and a gas residence time of at least 2 seconds and a long gas residence time.
量、２次空気流量、炉出口ガス温度、炉出口酸素濃度及
び炉内注水量である請求項１〜５のいずれかに記載のご
み焼却炉における燃焼制御方法。6. The method according to claim 1, wherein the measurement signals of the waste incinerator are a primary air flow rate, a secondary air flow rate, a furnace outlet gas temperature, a furnace outlet oxygen concentration, and a water injection amount in the furnace. Combustion control method in refuse incinerator.
導出するに際し、炉内のガスの流れ方向に沿って複数箇
所のガス温度を計測し、これらのデータを空気比毎のデ
ータに分けて空気比毎のガス温度の平均値をとり、各計
測点での空気比毎のガス温度の平均値からガス温度分布
を多項式近似する請求項１〜６のいずれかに記載のごみ
焼却炉における燃焼制御方法。7. In deriving a gas temperature distribution model in a furnace of a refuse incinerator, gas temperatures at a plurality of locations are measured along a gas flow direction in the furnace, and these data are divided into data for each air ratio. The average value of the gas temperature for each air ratio by taking the average value of the gas temperature for each air ratio at each measurement point to approximate the gas temperature distribution polynomial expression in the incinerator according to any one of claims 1 to 6 Combustion control method.
ス流れ方向下流側に再燃焼域が形成されるごみ焼却炉の
炉内ガス温度分布が、ガス混合用くびれ位置でのガス温
度、ガス混合用くびれ位置からの高さ方向の距離及び空
気比の値で表される請求項１〜７のいずれかに記載のご
み焼却炉における燃焼制御方法。8. A gas temperature distribution in a waste incinerator having a constriction for gas mixing and a reburning zone formed downstream of the constriction in a gas flow direction, wherein a gas temperature at a confinement position for gas mixing; The method for controlling combustion in a refuse incinerator according to any one of claims 1 to 7, wherein the value is represented by a distance in a height direction from the constriction position for gas mixing and a value of an air ratio.
いて、炉出口ガス温度を設定値に維持するために、ごみ
供給速度、２次空気流量、１次空気流量及び炉内注水量
の少なくともいずれかを操作する請求項１〜８のいずれ
かに記載のごみ焼却炉における燃焼制御方法。9. A waste supply rate, a secondary air flow rate, a primary air flow rate, and a water injection amount in the furnace for maintaining the furnace outlet gas temperature at the set value using the calculated furnace outlet gas temperature set value. The method for controlling combustion in a refuse incinerator according to any one of claims 1 to 8, wherein at least one of the following is operated.
時間で焼却するように制御するためのごみ焼却炉に接続
された燃焼制御装置であって、 ごみ焼却炉の計測信号を入力して焼却炉内での燃焼ガス
の流速を算出するためのガス流速演算部と、 ガス流速演算部で算出されたガス流速の値からガスが所
定時間滞留するのに必要なフリーボード部内の高さ方向
の距離を求め、この距離を炉内のどの位置とするかを炉
内目標位置として算出するための炉内目標位置演算部
と、 ごみ焼却炉の炉出口酸素濃度の値から空気比を算出する
ための演算器と、 焼却炉内のガスの流れ方向に沿って複数箇所のガス温度
を計測して各計測点での空気比毎のガス温度の平均値か
ら導出された炉内のガス温度分布モデルを表す式が内蔵
される炉内温度分布モデルと、 演算器で算出された空気比の値と炉内温度分布モデルの
式とを用いて炉内のガス温度分布を算出するための炉内
温度分布演算部と、 炉内温度分布演算部で算出されたガス温度分布を用い
て、炉内目標位置演算部で算出された炉内目標位置での
ガス温度と、炉出口ガス温度を計測するために設置され
た温度計の炉内温度計位置でのガス温度とを算出し、炉
内目標位置でのガス温度と炉内温度計位置でのガス温度
との差、及びごみの完全燃焼に必要と考えられるガス温
度基準値から炉出口ガス温度の設定値を算出するための
炉出口ガス温度設定値演算部と、 炉出口ガス温度設定値演算部で算出された設定値と炉出
口ガス温度の計測信号との差を打ち消すように、ごみ焼
却炉に操作量を出力して炉出口ガス温度を制御するため
の制御器とを包含することを特徴とするごみ焼却炉にお
ける燃焼制御装置。10. A combustion control device connected to a refuse incinerator for controlling refuse to be incinerated at a high gas temperature and a long gas residence time, wherein the measurement signal of the refuse incinerator is input to the incinerator. A gas flow rate calculation unit for calculating the flow rate of the combustion gas in the inside, and a distance in the height direction in the freeboard part required for the gas to stay for a predetermined time from the value of the gas flow rate calculated by the gas flow rate calculation unit And an in-furnace target position calculation unit for calculating which position in the furnace this distance is a target position in the furnace, and an air ratio for calculating the air ratio from the value of the oxygen concentration at the furnace outlet of the refuse incinerator. An arithmetic unit and a gas temperature distribution model in the furnace derived from the average value of the gas temperature for each air ratio at each measurement point by measuring the gas temperature at multiple points along the gas flow direction in the incinerator A furnace temperature distribution model in which the expression A furnace temperature distribution calculator for calculating the gas temperature distribution in the furnace using the air ratio value calculated by the calculator and the equation of the furnace temperature distribution model, and a furnace temperature distribution calculator. Using the gas temperature distribution obtained, the gas temperature at the furnace target position calculated by the furnace target position calculation unit, and the gas temperature at the furnace thermometer position of the thermometer installed to measure the furnace outlet gas temperature. Calculate the gas temperature and set the furnace outlet gas temperature from the difference between the gas temperature at the furnace target position and the gas temperature at the furnace thermometer position, and the gas temperature reference value considered necessary for complete combustion of the refuse. A furnace outlet gas temperature set value calculation unit for calculating the value, and a waste incinerator in which the difference between the set value calculated by the furnace outlet gas temperature set value calculation unit and the measurement signal of the furnace outlet gas temperature is canceled. A controller for outputting a manipulated variable to control a furnace outlet gas temperature. A combustion control device for a refuse incinerator.
燃焼域と下流側燃焼域とからなり、上流側燃焼域と下流
側燃焼域との間にガス混合用のくびれが形成され、ガス
混合用のくびれ位置から炉出口までの下流側燃焼域がガ
スの再燃焼域となるごみ焼却炉に接続された燃焼制御装
置であって、炉内目標位置演算部において、くびれ位置
を基準としてガスが所定時間滞留するのに必要なフリー
ボード部内の高さ方向の距離から炉内目標位置を算出す
るようにした請求項１０記載のごみ焼却炉における燃焼
制御装置。11. A freeboard portion of a refuse incinerator includes an upstream combustion region and a downstream combustion region, and a gas mixing constriction is formed between the upstream combustion region and the downstream combustion region to form a gas mixture. A combustion control device connected to a refuse incinerator in which the downstream combustion zone from the constriction position for the furnace to the furnace outlet is a gas reburning zone, and the in-furnace target position calculation unit detects gas based on the constriction position. The combustion control apparatus for a refuse incinerator according to claim 10, wherein the target position in the furnace is calculated from a distance in a height direction in the free board portion necessary for staying for a predetermined time.
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