JP2000314516A - ごみ焼却プラントの燃焼の自動的な調節のための方法 - Google Patents
ごみ焼却プラントの燃焼の自動的な調節のための方法Info
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- F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
- F23G2900/55—Controlling; Monitoring or measuring
- F23G2900/55003—Sensing for exhaust gas properties, e.g. O2 content
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- F23G2900/55—Controlling; Monitoring or measuring
- F23G2900/55011—Detecting the properties of waste to be incinerated, e.g. heating value, density
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃焼の公知の自動的な調節方法の欠点を避け
て、ごみクオリティーの規定のための簡単かつ信頼のあ
る方法を提供する。 【解決手段】 燃焼空気分布、ごみ層厚さ及び火床速度
のような燃焼パラメータの調節のために、ごみクオリテ
ィーの推定のプロセスパラメータをごみの発熱量（Hu）
及びごみの水分含有量（H2OMuell）から規定する。
て、ごみクオリティーの規定のための簡単かつ信頼のあ
る方法を提供する。 【解決手段】 燃焼空気分布、ごみ層厚さ及び火床速度
のような燃焼パラメータの調節のために、ごみクオリテ
ィーの推定のプロセスパラメータをごみの発熱量（Hu）
及びごみの水分含有量（H2OMuell）から規定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ焼却プラント
の燃焼の自動的な調節のための方法に関する。
の燃焼の自動的な調節のための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ごみ焼却プラントの運転においては、燃
焼をごみクオリティーに適合させて、安定させ、かつエ
ミッションに関連して最適にすることが重要である。こ
の場合、燃焼に影響を及ぼす最大のパラメータは、ごみ
の着火性(Zuendfaehigkeit)及び燃え切り特性(Abbrennv
erhalten)若しくは燃焼速度である。両方のファクター
は測定不能な変数であるので、直接的な測定が不可能で
ある。今日まで、着火性及び燃え切り特性に関連したご
みクオリティーを明確に規定するいかなる測定若しくは
方法も公開されていない。もっぱら間接的な測定が行わ
れて、燃焼が予測的に行われている。着火性及び燃え切
り特性の基準値はごみの発熱量及び水分割合（水分含有
量）によって影響されるので、例えばドイツ連邦共和国
特許出願公開第４４４５９５４Ａ１号公報に記載のごみ
の燃焼のための方法においては、ごみの発熱量が予め配
分シャフト内で検出される。これに基づきプロセス制御
ユニットを介して、燃焼空気の量及び／又は供給すべき
ごみの量が制御される。発熱量は、マイクロ波で実施可
能な測定によって得られる。放射されたマイクロ波が反
射して戻され、該反射に基づきごみの水分割合が検出さ
れる。このような測定方法には種々の欠点がある。セン
サの取り付けのための構造が煩雑でかつ比較的高価であ
る。さらに、該測定は不連続的にしか行われない。
焼をごみクオリティーに適合させて、安定させ、かつエ
ミッションに関連して最適にすることが重要である。こ
の場合、燃焼に影響を及ぼす最大のパラメータは、ごみ
の着火性(Zuendfaehigkeit)及び燃え切り特性(Abbrennv
erhalten)若しくは燃焼速度である。両方のファクター
は測定不能な変数であるので、直接的な測定が不可能で
ある。今日まで、着火性及び燃え切り特性に関連したご
みクオリティーを明確に規定するいかなる測定若しくは
方法も公開されていない。もっぱら間接的な測定が行わ
れて、燃焼が予測的に行われている。着火性及び燃え切
り特性の基準値はごみの発熱量及び水分割合（水分含有
量）によって影響されるので、例えばドイツ連邦共和国
特許出願公開第４４４５９５４Ａ１号公報に記載のごみ
の燃焼のための方法においては、ごみの発熱量が予め配
分シャフト内で検出される。これに基づきプロセス制御
ユニットを介して、燃焼空気の量及び／又は供給すべき
ごみの量が制御される。発熱量は、マイクロ波で実施可
能な測定によって得られる。放射されたマイクロ波が反
射して戻され、該反射に基づきごみの水分割合が検出さ
れる。このような測定方法には種々の欠点がある。セン
サの取り付けのための構造が煩雑でかつ比較的高価であ
る。さらに、該測定は不連続的にしか行われない。
【０００３】さらにドイツ連邦共和国特許出願公開第３
５３７９４５Ａ１号公報にも、ごみ焼却プラントの効率
的な運転のための方法が開示してあり、この場合、燃焼
空気の空気量が発熱量に関連して制御される。燃焼空気
は個別の区域で調節され得る。該制御は、変動する発熱
量に空気量を適合させるために連続的に行われる。この
場合、発熱量は各時点で、即ち瞬間瞬間に発生する熱量
とごみ質量流との商によって得られる。空気調節に際し
て、排ガス内のＣO・含有量及びO2・含有量が考慮され
ている。しかしながら、該方法においては欠点として、
ごみの水分割合は、該水分割合が燃焼にとって重要であ
るにも拘わらず、考慮されていない。
５３７９４５Ａ１号公報にも、ごみ焼却プラントの効率
的な運転のための方法が開示してあり、この場合、燃焼
空気の空気量が発熱量に関連して制御される。燃焼空気
は個別の区域で調節され得る。該制御は、変動する発熱
量に空気量を適合させるために連続的に行われる。この
場合、発熱量は各時点で、即ち瞬間瞬間に発生する熱量
とごみ質量流との商によって得られる。空気調節に際し
て、排ガス内のＣO・含有量及びO2・含有量が考慮され
ている。しかしながら、該方法においては欠点として、
ごみの水分割合は、該水分割合が燃焼にとって重要であ
るにも拘わらず、考慮されていない。
【０００４】さらに、“Entwicklung einer kameragefu
ehrten Feuerungsregelung zur Verbesserung des Verb
rennungs-, Ausbrand- und Emissionverhaltens einer
Abfallverbrennungsanlage, GB Kraftwerkstechnik 73
(1993), Heft 7”（ごみ焼却プラントの燃焼特性、燃え
切り特性、及びエミッション特性の改善のためのカメラ
ガイド式の燃焼制御の発展、ＧＢ発電所技術７３（１９
９３）、第７冊）によって公知のごみ焼却の燃焼制御に
おいては、燃焼室内の温度を調節して有害物質を減少さ
せるために、排ガス内のO2・濃度及び発生した蒸気量が
規定される。このような値からごみ供給量並びに一次空
気及び二次空気供給量が求められて、ＣO・含有量が最
小にされる。この場合、空気供給が火格子（火床）の種
々の区域で調節され得る。該方法はカメラモニターを用
いて行われ、赤外画像によってボイラ内の温度分布が検
出される。しかしながらこのような機構はカメラモニタ
ーによって比較的煩雑でかつ高価である。火格子に区域
毎に異なる量の一次空気を供給して燃焼炉内の燃焼出力
を調節する該方法は、ヨーロッパ特許出願公開第３５２
６２０Ａ２号公報にも記載してある。
ehrten Feuerungsregelung zur Verbesserung des Verb
rennungs-, Ausbrand- und Emissionverhaltens einer
Abfallverbrennungsanlage, GB Kraftwerkstechnik 73
(1993), Heft 7”（ごみ焼却プラントの燃焼特性、燃え
切り特性、及びエミッション特性の改善のためのカメラ
ガイド式の燃焼制御の発展、ＧＢ発電所技術７３（１９
９３）、第７冊）によって公知のごみ焼却の燃焼制御に
おいては、燃焼室内の温度を調節して有害物質を減少さ
せるために、排ガス内のO2・濃度及び発生した蒸気量が
規定される。このような値からごみ供給量並びに一次空
気及び二次空気供給量が求められて、ＣO・含有量が最
小にされる。この場合、空気供給が火格子（火床）の種
々の区域で調節され得る。該方法はカメラモニターを用
いて行われ、赤外画像によってボイラ内の温度分布が検
出される。しかしながらこのような機構はカメラモニタ
ーによって比較的煩雑でかつ高価である。火格子に区域
毎に異なる量の一次空気を供給して燃焼炉内の燃焼出力
を調節する該方法は、ヨーロッパ特許出願公開第３５２
６２０Ａ２号公報にも記載してある。
【０００５】ヨーロッパ特許第３１７７３１Ｂ１号公報
により、発熱量の強く変化する燃料の燃焼の制御のため
の方法が公知である。この場合、燃料の水分割合及び／
又は燃焼ガスのＣO・割合が装入箇所の領域並びに、炉
の蒸発区域及びガス発生区域の領域の放射の強度によっ
て測定される。このような値から特にごみの発熱量が規
定され、これに関連して空気供給が制御される。該公知
技術においては欠点として、ごみの湿度が著しい場合
に、煙道ガス内の水分割合及びＣO・割合が燃焼の著し
い悪化に基づき減少する。このことは、自動的な燃焼処
理においてごみが実際に反して著しく乾いているように
見えることを意味する。さらに、水分割合若しくはＣO
・割合の検出のための高価な光学・電気的なセンサが必
要である。
により、発熱量の強く変化する燃料の燃焼の制御のため
の方法が公知である。この場合、燃料の水分割合及び／
又は燃焼ガスのＣO・割合が装入箇所の領域並びに、炉
の蒸発区域及びガス発生区域の領域の放射の強度によっ
て測定される。このような値から特にごみの発熱量が規
定され、これに関連して空気供給が制御される。該公知
技術においては欠点として、ごみの湿度が著しい場合
に、煙道ガス内の水分割合及びＣO・割合が燃焼の著し
い悪化に基づき減少する。このことは、自動的な燃焼処
理においてごみが実際に反して著しく乾いているように
見えることを意味する。さらに、水分割合若しくはＣO
・割合の検出のための高価な光学・電気的なセンサが必
要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、燃焼
の自動的な調節方法における前述の欠点を避けて、ごみ
クオリティーの規定のための簡単かつ信頼のある方法を
提供することである。煙道ガススクラバーの存在してい
る場合には、該方法に温度測定、圧力測定及び差測定
（例えば、体積流）しか利用しないようにしたい。さら
に、該方法を既存のごみ焼却プラントで簡単かつ経済的
に実施できるようにしたい。
の自動的な調節方法における前述の欠点を避けて、ごみ
クオリティーの規定のための簡単かつ信頼のある方法を
提供することである。煙道ガススクラバーの存在してい
る場合には、該方法に温度測定、圧力測定及び差測定
（例えば、体積流）しか利用しないようにしたい。さら
に、該方法を既存のごみ焼却プラントで簡単かつ経済的
に実施できるようにしたい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明に基づく方法では、燃焼空気分布、ごみ層厚さ
及び火床速度のような燃焼パラメータの調節のために、
ごみクオリティーの推定のプロセスパラメータをごみの
発熱量（Hu）及びごみの水分含有量（H2OMuell）から規
定する。煙道ガススクラバーの存在している場合には、
本発明に基づく方法によって水分含有量の直接的な測定
が不必要である。さらに有利には、燃焼熱と炭素質量流
との間の統計的関係から、燃焼に際して発生した水分が
求められる。本発明の有利な実施態様が請求項２以下に
記載してある。
に本発明に基づく方法では、燃焼空気分布、ごみ層厚さ
及び火床速度のような燃焼パラメータの調節のために、
ごみクオリティーの推定のプロセスパラメータをごみの
発熱量（Hu）及びごみの水分含有量（H2OMuell）から規
定する。煙道ガススクラバーの存在している場合には、
本発明に基づく方法によって水分含有量の直接的な測定
が不必要である。さらに有利には、燃焼熱と炭素質量流
との間の統計的関係から、燃焼に際して発生した水分が
求められる。本発明の有利な実施態様が請求項２以下に
記載してある。
【０００８】
【発明の効果】本発明に基づく前記方法は、既存のごみ
焼却プラントでも簡単かつ経済的に実施でき、それとい
うのはたいていは必要なすべての装置がすでに装備され
ているからである。該方法は簡単であるにも拘わらず極
めて信頼できるものである。
焼却プラントでも簡単かつ経済的に実施でき、それとい
うのはたいていは必要なすべての装置がすでに装備され
ているからである。該方法は簡単であるにも拘わらず極
めて信頼できるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例の基づき詳
細に説明する。図面には本発明にとって重要な構成部分
のみが示してある。明細書の記載で、入力の都合に基づ
き使用した「m Muell、mFD、ＶRauchgas、
ＶFalschluft、ｍH2O-Rauchgas、ｍH2O-Muell、 Ｖ
Rauchgas-Kesselende、はそれぞれ「
細に説明する。図面には本発明にとって重要な構成部分
のみが示してある。明細書の記載で、入力の都合に基づ
き使用した「m Muell、mFD、ＶRauchgas、
ＶFalschluft、ｍH2O-Rauchgas、ｍH2O-Muell、 Ｖ
Rauchgas-Kesselende、はそれぞれ「
【００１０】
【外１】
【００１１】」を意味する。
【００１２】本発明に基づく方法は、ごみ焼却プラント
若しくはごみ焼却装置内のごみの水分割合H2OMuell及び
ごみの発熱量Huの値を検出して、ごみクオリティー若し
くはごみ特性の推定値を規定し、これによって例えば燃
焼空気供給量、ごみ層厚さ若しくは、火床速度の重要な
パラメータに関連して自動的な燃焼調節を行うために適
している。
若しくはごみ焼却装置内のごみの水分割合H2OMuell及び
ごみの発熱量Huの値を検出して、ごみクオリティー若し
くはごみ特性の推定値を規定し、これによって例えば燃
焼空気供給量、ごみ層厚さ若しくは、火床速度の重要な
パラメータに関連して自動的な燃焼調節を行うために適
している。
【００１３】図１には、発熱量（Hu）及びごみ湿度
（A）の値を得るための方法が概略的に示してある。こ
の場合、まずごみ質量流量（F Muell）が個々のごみク
レーンチャージによって検出される。次いで、ごみの発
熱量（Hu）が、与えられた熱量に関連してごみ質量流量
と生ぜしめられた生蒸気量とに基づき算出される。さら
に、温度測定によって物理的関係に基づき煙道ガス湿度
（A）が求められ、かつこれから統計的関係に基づきご
みの水分含有量（A）が求められる。ごみの発熱量及び
ごみ湿度からごみクオリティーを規定して、該ごみクオ
リティーが燃焼の自動的な調節に用いられる。前記値の
規定のために一般的に各ごみ焼却プラントに存在する次
のような測定若しくは成分が必要であり： ・供給される各ごみチャージ（ごみバッチ）のための計
量装置若しくは台ばかりを備えたごみクレーン装置 ・ボイラー ・生蒸気測定装置 ・生蒸気と供給水の温度及び圧力 ・燃焼空気容積流 ・入口の前及び内部の煙道ガスのための温度測定装置を
備えたスクラバー若しくはボイラー終端部における煙道
ガス内のH2O測定。
（A）の値を得るための方法が概略的に示してある。こ
の場合、まずごみ質量流量（F Muell）が個々のごみク
レーンチャージによって検出される。次いで、ごみの発
熱量（Hu）が、与えられた熱量に関連してごみ質量流量
と生ぜしめられた生蒸気量とに基づき算出される。さら
に、温度測定によって物理的関係に基づき煙道ガス湿度
（A）が求められ、かつこれから統計的関係に基づきご
みの水分含有量（A）が求められる。ごみの発熱量及び
ごみ湿度からごみクオリティーを規定して、該ごみクオ
リティーが燃焼の自動的な調節に用いられる。前記値の
規定のために一般的に各ごみ焼却プラントに存在する次
のような測定若しくは成分が必要であり： ・供給される各ごみチャージ（ごみバッチ）のための計
量装置若しくは台ばかりを備えたごみクレーン装置 ・ボイラー ・生蒸気測定装置 ・生蒸気と供給水の温度及び圧力 ・燃焼空気容積流 ・入口の前及び内部の煙道ガスのための温度測定装置を
備えたスクラバー若しくはボイラー終端部における煙道
ガス内のH2O測定。
【００１４】図２の３次元のダイヤグラムにごみクオリ
ティーが、両方の基準値、即ちごみの発熱量及び水分割
合（水分含有量若しくは水分含有率）で以て示してあ
る。ごみクオリティーは、こみの発熱量が高くなる程
に、かつごみの水分含有量が低くなる程に大きくなって
いる。ダイヤグラムでごみクオリティーを示す傾斜した
面は、長期にわたる実験と経験に基づき見出されたもの
である。
ティーが、両方の基準値、即ちごみの発熱量及び水分割
合（水分含有量若しくは水分含有率）で以て示してあ
る。ごみクオリティーは、こみの発熱量が高くなる程
に、かつごみの水分含有量が低くなる程に大きくなって
いる。ダイヤグラムでごみクオリティーを示す傾斜した
面は、長期にわたる実験と経験に基づき見出されたもの
である。
【００１５】本発明に基づく方法においては、次に述べ
るプロセスが実施される： １． ごみ装入量／ごみ質量流量 m Muellの算出。
るプロセスが実施される： １． ごみ装入量／ごみ質量流量 m Muellの算出。
【００１６】図３及び図４は、燃焼室４０を備えたごみ
焼却プラント１０内のごみ装入量m Muellの迅速な算出を
可能にするために、ごみ装入量が供給間の中断時間及び
ホッパー２０内のごみの装入量に基づき算出される。こ
の場合、装入される体積（＝グラブ容積１−１２）は一
定であり、比重のみしか変化しないことを前提とする。
ごみシャフト５０内を充填するために必要なグラブ数
（バケット数）もわかっている（１回、計測する）。図
３及び図４ではグラブ（グラブ内容物）に１乃至１２の
通し番号が付けてある。さらにごみ装入量算出にとっ
て、装入を程度の差こそあれごみシャフト５０内の同じ
マーク３０の箇所で行うことが前提である（例えば、溶
接継ぎ目、転向縁部、若しくはカメラの可視領域）。こ
れによって、２つの装入行程（チャージ）間の体積減少
量は１つのグラブ内容物に相当する。
焼却プラント１０内のごみ装入量m Muellの迅速な算出を
可能にするために、ごみ装入量が供給間の中断時間及び
ホッパー２０内のごみの装入量に基づき算出される。こ
の場合、装入される体積（＝グラブ容積１−１２）は一
定であり、比重のみしか変化しないことを前提とする。
ごみシャフト５０内を充填するために必要なグラブ数
（バケット数）もわかっている（１回、計測する）。図
３及び図４ではグラブ（グラブ内容物）に１乃至１２の
通し番号が付けてある。さらにごみ装入量算出にとっ
て、装入を程度の差こそあれごみシャフト５０内の同じ
マーク３０の箇所で行うことが前提である（例えば、溶
接継ぎ目、転向縁部、若しくはカメラの可視領域）。こ
れによって、２つの装入行程（チャージ）間の体積減少
量は１つのグラブ内容物に相当する。
【００１７】ごみ装入量m Muellの規定のためのシーケ
ンスは次のように行われる： ・ごみシャフト５０が例えば８つのグラブ（ナンバー３
乃至１０）でマーク３０まで満たされており、 ・装入された各グラブの重量がわかっており（プロセス
制御機構内に記憶されており）、 ・クレーン操縦者によって、ナンバー１１のグラブがホ
ッパー２０内に供給され、 ・燃焼のためのごみ送り込みによって、ごみシャフト５
０内のごみのレベルが下方へ降下して、マーク３０に達
し、 ・該時点で新たなグラブ（ナンバー１２）が装入され、 ・ナンバー１１のグラブがマーク３０に到達するまでに
要した時間ｔ11-12を計測し（体積減少量に相当す
る）、 ・該時間中に、ｗ3ｋｇのグラブ３が燃焼室内に搬送さ
れ終わっており、 ・燃焼のためのごみ送り込みによって、ごみシャフト５
０内のごみのレベルが下方へ降下して、再びマーク３０
に達し、 ・新たなグラブ（ナンバー１３）が装入され、 ・ナンバー１２のグラブがマーク３０に到達するまでに
要した時間ｔ12-13を計測し（体積減少量に相当す
る）、 ・該時間中に、ｗ4ｋｇのグラブ４が燃焼室内に搬送さ
れ終わっており、２つのグラブにわたる時間内のごみ装
入量は、次式：
ンスは次のように行われる： ・ごみシャフト５０が例えば８つのグラブ（ナンバー３
乃至１０）でマーク３０まで満たされており、 ・装入された各グラブの重量がわかっており（プロセス
制御機構内に記憶されており）、 ・クレーン操縦者によって、ナンバー１１のグラブがホ
ッパー２０内に供給され、 ・燃焼のためのごみ送り込みによって、ごみシャフト５
０内のごみのレベルが下方へ降下して、マーク３０に達
し、 ・該時点で新たなグラブ（ナンバー１２）が装入され、 ・ナンバー１１のグラブがマーク３０に到達するまでに
要した時間ｔ11-12を計測し（体積減少量に相当す
る）、 ・該時間中に、ｗ3ｋｇのグラブ３が燃焼室内に搬送さ
れ終わっており、 ・燃焼のためのごみ送り込みによって、ごみシャフト５
０内のごみのレベルが下方へ降下して、再びマーク３０
に達し、 ・新たなグラブ（ナンバー１３）が装入され、 ・ナンバー１２のグラブがマーク３０に到達するまでに
要した時間ｔ12-13を計測し（体積減少量に相当す
る）、 ・該時間中に、ｗ4ｋｇのグラブ４が燃焼室内に搬送さ
れ終わっており、２つのグラブにわたる時間内のごみ装
入量は、次式：
【００１８】
【数７】
【００１９】である。
【００２０】推定（一様な装入、一定な体積など）に関
する誤差の影響を最小にするために、算定が幾つかのグ
ラブにわたって平均化される（グラブの容積、プラント
の大きさ及びクレーン操縦者の方法に応じて）。
する誤差の影響を最小にするために、算定が幾つかのグ
ラブにわたって平均化される（グラブの容積、プラント
の大きさ及びクレーン操縦者の方法に応じて）。
【００２１】２．ごみ発熱量Huの算出 ごみ装入量m Muellがわかっている場合に、ボイラー効
率ξKessel、供給水ｈs pw及び生蒸気ｈFDのエンタルピ
ー並びに生蒸気量mFDを用いて、ごみ発熱量Huが算出さ
れる。
率ξKessel、供給水ｈs pw及び生蒸気ｈFDのエンタルピ
ー並びに生蒸気量mFDを用いて、ごみ発熱量Huが算出さ
れる。
【００２２】生ぜしめられるごみ・燃焼熱出力：
【００２３】
【数８】
【００２４】この場合、（水蒸気表から） 生蒸気エンタルピー（ＦＤ）：
【００２５】
【数９】
【００２６】供給水エンタルピー（ＳＰＷ）：
【００２７】
【数１０】
【００２８】補助バーナー（例えば、１７番目のBlmSch
Vのための助成燃焼）を使用した場合に生ぜしめられる
熱出力：
Vのための助成燃焼）を使用した場合に生ぜしめられる
熱出力：
【００２９】
【数１１】
【００３０】これから式１及び式２を用いて、ごみ発熱
量が得られ：
量が得られ：
【００３１】
【数１２】
【００３２】である。
【００３３】３．煙道ガス湿度Ｈ2ORauchgasの算出 煙道ガス湿度がごみ内の水分割合の規定のための基準と
して用いられる。ごみ内の水分割合は、適した測定機構
のないことに基づき直接には検出できない。ごみ内の水
分割合が大きい程に、より多くの水分が燃焼室の前若し
くは燃焼室内で蒸発させられねばならない。これによっ
て、煙道ガス湿度が増大する。このようなプロセスが図
５に示してある。煙道ガス湿度Ｈ2ORauchgasは、スクラ
バーの存在している場合にはスクラバーの前の煙道ガス
温度及びスクラバー内の飽和温度から算出される。両方
の温度測定のプロセスが図６に示してある。該測定に基
づき、図７に示してあるダイヤグラムから煙道ガス湿度
Ｈ2ORauchgasが求められる：
して用いられる。ごみ内の水分割合は、適した測定機構
のないことに基づき直接には検出できない。ごみ内の水
分割合が大きい程に、より多くの水分が燃焼室の前若し
くは燃焼室内で蒸発させられねばならない。これによっ
て、煙道ガス湿度が増大する。このようなプロセスが図
５に示してある。煙道ガス湿度Ｈ2ORauchgasは、スクラ
バーの存在している場合にはスクラバーの前の煙道ガス
温度及びスクラバー内の飽和温度から算出される。両方
の温度測定のプロセスが図６に示してある。該測定に基
づき、図７に示してあるダイヤグラムから煙道ガス湿度
Ｈ2ORauchgasが求められる：
【００３４】
【数１３】
【００３５】この場合、明らかなように煙道ガスが乾燥
している程に、より多くの水分が受容でき、スクラバー
内の飽和温度がより低くなっている。スクラバーの存在
していない場合には、煙道ガス湿度Ｈ2ORauchgasは、例
えばレーザー吸収原理（相応の周波数）に基づく測定に
よって直接に規定される。
している程に、より多くの水分が受容でき、スクラバー
内の飽和温度がより低くなっている。スクラバーの存在
していない場合には、煙道ガス湿度Ｈ2ORauchgasは、例
えばレーザー吸収原理（相応の周波数）に基づく測定に
よって直接に規定される。
【００３６】４．煙道ガス体積流量ＶRauchgasの算出 煙道ガス体積流量は物質収支に基づきそれぞれの密度を
考慮して算出される：
考慮して算出される：
【００３７】
【数１４】
【００３８】この場合、
【００３９】
【数１５】
【００４０】受入試験及び出力測定に基づき個々のプラ
ントに関連して、ごみ質量流の２０乃至３０％が灰分質
量流（飛散灰及び火床灰）として生じ、平均的して極め
て一定であることがわかっている。煙道ガス密度ρ
Rauchgasは組成に関連している。密度ρRauchgas＝１．
２７７ｋｇ／Ｎｍ3は、次の（平均的な）煙道ガス組成
（体積％）に当てはまる：１４．４％ H2O、１１％ＣＯ
2、７．５％Ｏ2、残りＮ2。
ントに関連して、ごみ質量流の２０乃至３０％が灰分質
量流（飛散灰及び火床灰）として生じ、平均的して極め
て一定であることがわかっている。煙道ガス密度ρ
Rauchgasは組成に関連している。密度ρRauchgas＝１．
２７７ｋｇ／Ｎｍ3は、次の（平均的な）煙道ガス組成
（体積％）に当てはまる：１４．４％ H2O、１１％ＣＯ
2、７．５％Ｏ2、残りＮ2。
【００４１】５．水分質量流ｍH2O-Rauchgasの算出 ボイラー終端部(Kesselende)における全水分質量流は式
（７）及び式（８）を用いて次式から求められ：
（７）及び式（８）を用いて次式から求められ：
【００４２】
【数１６】
【００４３】煙道ガス内に存在する水分は異なる４つの
源から生じる： ・ごみ燃料内のＨ・燃焼 ・補助燃料（オイル）のＨ・燃焼 ・燃焼空気からのH2O ・ごみからのH2O これから、次式が当てはまり：
源から生じる： ・ごみ燃料内のＨ・燃焼 ・補助燃料（オイル）のＨ・燃焼 ・燃焼空気からのH2O ・ごみからのH2O これから、次式が当てはまり：
【００４４】
【数１７】
【００４５】これから、次式が当てはまり：
【００４６】
【数１８】
【００４７】受入試験及び煙道ガス内のＣＯ2・測定器
による出力測定に基づき、測定値の統計的評価によって
一次関数的な関係：
による出力測定に基づき、測定値の統計的評価によって
一次関数的な関係：
【００４８】
【数１９】
【００４９】が規定される。この式は、図８に示してあ
るダイヤフラムから得られる。これによって、燃焼から
のＣ・質量流が算出され：
るダイヤフラムから得られる。これによって、燃焼から
のＣ・質量流が算出され：
【００５０】
【数２０】
【００５１】ごみ内のＣ／Ｈ・割合が一定であると仮定
するれば、前述の関係からごみ燃焼の際のH2O・質量流
も算出される。Ｃ／Ｈ・割合は通常は７乃至８である。
Ｃ／Ｈ・割合の一定の値７．５を用いて次の関係が得
られ：
するれば、前述の関係からごみ燃焼の際のH2O・質量流
も算出される。Ｃ／Ｈ・割合は通常は７乃至８である。
Ｃ／Ｈ・割合の一定の値７．５を用いて次の関係が得
られ：
【００５２】
【数２１】
【００５３】加熱オイル(Heizoel)による補助燃焼にと
って次式が当てはまり：
って次式が当てはまり：
【００５４】
【数２２】
【００５５】この場合、各種類の加熱オイルのAnteil H
（加熱オイル・割合）はわかっているものである（加熱
オイルＥＬ＝１３％）。
（加熱オイル・割合）はわかっているものである（加熱
オイルＥＬ＝１３％）。
【００５６】燃焼空気を介して持ち込まれる水分にとっ
て次式が当てはまり：
て次式が当てはまり：
【００５７】
【数２３】
【００５８】この場合、 H2OVerbrennungsluft（燃焼空
気・ H2O ）は７から１２ｇ／Ｎｍ3の間にあり、この範
囲で一定と推定される。
気・ H2O ）は７から１２ｇ／Ｎｍ3の間にあり、この範
囲で一定と推定される。
【００５９】６．ごみ内の水分割合H2OMuellの算出 ごみ（１１）の水分質量流ｍH2O-Muellとごみ装入量m
Muell（２）の関係から、ごみ内の水分割合が求められ
る：
Muell（２）の関係から、ごみ内の水分割合が求められ
る：
【００６０】
【数２４】
【００６１】すべての算出が定数若しくは推定値を基礎
にしている。定数若しくは推定値は有効な物理量に関連
した結果を不正確なものにする。自動的な燃焼調節のた
めの基準としてのごみクオリティーの推定値が前記算定
値をベースにしている。しかしながらごみ焼却にとっ
て、絶対値は重要ではない。重要なことは絶対値が変化
する場合である。主として絶対値に作用する（不正確な
推定若しくは不正確な定数による）定誤差は、燃焼プロ
セスに影響を及ぼすものではない。ごみクオリティーの
最終的に重要な値への最大の影響は、ごみ質量流m
Muellである。前述の方法は、前記影響を適切に無視で
きるように設定されている：ごみ質量流m Muel lの算出
の際の（小さな）誤差は、次のような影響しか及ぼさな
い：出発状態：Hu＝１００００ｋＪ／ｋｇ及びごみの水
分割合H2OMuell＝３０％は２９．２％のごみクオリティ
ーを生ぜしめる。算出されたごみ質量流m Muellが有効
値よりもほぼ１０％大きい場合には、発熱量Hu及びごみ
の水分割合H2OMuellは１０％小さくなっている。
にしている。定数若しくは推定値は有効な物理量に関連
した結果を不正確なものにする。自動的な燃焼調節のた
めの基準としてのごみクオリティーの推定値が前記算定
値をベースにしている。しかしながらごみ焼却にとっ
て、絶対値は重要ではない。重要なことは絶対値が変化
する場合である。主として絶対値に作用する（不正確な
推定若しくは不正確な定数による）定誤差は、燃焼プロ
セスに影響を及ぼすものではない。ごみクオリティーの
最終的に重要な値への最大の影響は、ごみ質量流m
Muellである。前述の方法は、前記影響を適切に無視で
きるように設定されている：ごみ質量流m Muel lの算出
の際の（小さな）誤差は、次のような影響しか及ぼさな
い：出発状態：Hu＝１００００ｋＪ／ｋｇ及びごみの水
分割合H2OMuell＝３０％は２９．２％のごみクオリティ
ーを生ぜしめる。算出されたごみ質量流m Muellが有効
値よりもほぼ１０％大きい場合には、発熱量Hu及びごみ
の水分割合H2OMuellは１０％小さくなっている。
【００６２】出発状態での誤差：Hu＝１１０００ｋＪ／
ｋｇ及びごみの水分割合H2OMuell＝３３％は、３１．２
％（前は２９．２％）のごみクオリティーを生ぜしめ
る。
ｋｇ及びごみの水分割合H2OMuell＝３３％は、３１．２
％（前は２９．２％）のごみクオリティーを生ぜしめ
る。
【００６３】ごみの水分質量流m Muellが＋１０％変動
すると、これはHu＝１００００ｋＪ／ｋｇではほぼ２
４．６％（前は２９．２％）のごみクオリティーを生ぜ
しめる。従って、ごみは悪くなっている。
すると、これはHu＝１００００ｋＪ／ｋｇではほぼ２
４．６％（前は２９．２％）のごみクオリティーを生ぜ
しめる。従って、ごみは悪くなっている。
【００６４】ごみの発熱量が＋１０％変動すると、この
ことはごみの３０％の水分割合で３６％（前は２９．２
％）のごみクオリティーを生ぜしめる。従って、ごみは
明らかに良くなっている。
ことはごみの３０％の水分割合で３６％（前は２９．２
％）のごみクオリティーを生ぜしめる。従って、ごみは
明らかに良くなっている。
【００６５】図９にダイヤフラムで、ごみクオリティー
(Muellqualitaet)に関連してごみ質量流m Muell、発熱
量Hu、及び水分質量流ｍH2O-Muellの誤差がどのように
変動するかの幾つかの例が示してある。次式：
(Muellqualitaet)に関連してごみ質量流m Muell、発熱
量Hu、及び水分質量流ｍH2O-Muellの誤差がどのように
変動するかの幾つかの例が示してある。次式：
【００６６】
【数２５】
【００６７】の適切な選択によって、ごみ質量流m
Muellの算出の誤差が完全に排除され、若しくはほぼ小
さくたもたれる。
Muellの算出の誤差が完全に排除され、若しくはほぼ小
さくたもたれる。
【００６８】すべての算出（演算）が（煙道ガスの清浄
化にスクラバーを用いている場合）、もっぱら ・温度、 ・圧力、 ・差圧 の測定値を根底にしている。このような測定値はごみ焼
却の利用分野でも容易に得られる。これによってごみク
オリティーの推定のプロセス値が極めて有効である。
化にスクラバーを用いている場合）、もっぱら ・温度、 ・圧力、 ・差圧 の測定値を根底にしている。このような測定値はごみ焼
却の利用分野でも容易に得られる。これによってごみク
オリティーの推定のプロセス値が極めて有効である。
【００６９】すべての算出において、互いに相殺され若
しくは増大される誤差が生じる。燃焼調節のための基準
として役立てられる、ごみクオリティーの規定のための
本発明の方法は、このような誤差に左右されずに種々の
プラントにとって極めて信頼できるものである。ごみク
オリティーの推定のプロセス値はすべての運転例の９５
％で燃焼室内で認められる燃焼状態と合致している。従
って、該信号は前記値から関数及び表若しくは一覧表に
基づき燃焼調節（燃焼空気分布、ごみ層厚さ、火床速度
など）を行うために最適である。
しくは増大される誤差が生じる。燃焼調節のための基準
として役立てられる、ごみクオリティーの規定のための
本発明の方法は、このような誤差に左右されずに種々の
プラントにとって極めて信頼できるものである。ごみク
オリティーの推定のプロセス値はすべての運転例の９５
％で燃焼室内で認められる燃焼状態と合致している。従
って、該信号は前記値から関数及び表若しくは一覧表に
基づき燃焼調節（燃焼空気分布、ごみ層厚さ、火床速度
など）を行うために最適である。
【００７０】該方法は、市販のあらゆる制御機構若しく
は制御系内で実施できるように設定されていて、かつ付
加的な、特殊なハードウエア若しくはソフトウエアを必
要としない。
は制御系内で実施できるように設定されていて、かつ付
加的な、特殊なハードウエア若しくはソフトウエアを必
要としない。
【００７１】次に、１つのごみ焼却プラントの算出例
（スナップショット）を実施例として示す。制御機構が
各オンラインの２５０ｍｓの値を算出する。
（スナップショット）を実施例として示す。制御機構が
各オンラインの２５０ｍｓの値を算出する。
【００７２】１．ごみ装入量 ごみシャフト内に、ある重量w３−w１０のグラブ３−１
０が存在している：
０が存在している：
【００７３】
【数２６】
【００７４】グラブ１０が１０分後にマークに到達し
て、グラブw１１が装入され、次いで後に（w１１がマー
クに達した際に）グラブw１２が装入され：
て、グラブw１１が装入され、次いで後に（w１１がマー
クに達した際に）グラブw１２が装入され：
【００７５】
【数２７】
【００７６】０９：２５の時点でごみ装入量が次式：
【００７７】
【数２８】
【００７８】で算出される。
【００７９】２．ごみ発熱量
【００８０】
【数２９】
【００８１】この場合、ＱZusatzbrennerは補助バーナ
ーの熱量を意味し、ζKessel はボイラーの効率を意味
している。
ーの熱量を意味し、ζKessel はボイラーの効率を意味
している。
【００８２】３．煙道ガス湿度
【００８３】
【数３０】
【００８４】この場合、ＴGas-vor-Waescher はスクラ
バーの前のガスの温度、ＴGas-im-Waes cher はスクラバ
ー内のガスの温度、ＴRG vor Waescher はスクラバーの
前の煙道ガスの温度を意味している。
バーの前のガスの温度、ＴGas-im-Waes cher はスクラバ
ー内のガスの温度、ＴRG vor Waescher はスクラバーの
前の煙道ガスの温度を意味している。
【００８５】４．煙道ガス体積流量
【００８６】
【数３１】
【００８７】５．水分質量流
【００８８】
【数３２】
【００８９】この場合、Ｖrauchgas Volumenstrom は煙
道ガス体積流量を意味している。
道ガス体積流量を意味している。
【００９０】６．ごみの水分割合
【００９１】
【数３３】
【００９２】７．ごみクオリティー
【００９３】
【表１】
【図１】本発明に基づく方法の概略図
【図２】ごみの発熱量及び水分割合に関するごみクオリ
ティーのダイヤグラム
ティーのダイヤグラム
【図３】ごみ装入量の検出のための概略図
【図４】ごみ装入量の検出のための概略図
【図５】煙道ガス内の水分割合の検出のための概略図
【図６】煙道ガススクラバーの前及び煙道ガススクラバ
ー内の温度測定によって煙道ガス内の水分割合を検出す
るための概略図
ー内の温度測定によって煙道ガス内の水分割合を検出す
るための概略図
【図７】煙道ガス入口温度及びスクラバー内の煙道ガス
の飽和温度から煙道ガス内の水分割合を求めるダイヤグ
ラム
の飽和温度から煙道ガス内の水分割合を求めるダイヤグ
ラム
【図８】発生する熱と炭素の質量流との間の統計的関係
の表
の表
【図９】本発明に基づく方法の誤差発生に関するダイヤ
グラム
グラム
【符号の説明】 １０ ごみ焼却プラント、２０ ホッパー、３０ マー
ク、４０ 燃焼室、５０ ごみシャフト、ＰFD 生蒸気
の圧力、Ｐspw 供給水の圧力、ＳＬ 二次空気、Ｔ
温度、ＴFD 生蒸気の温度、ＴSPW 供給水の温度、ρ
密度
ク、４０ 燃焼室、５０ ごみシャフト、ＰFD 生蒸気
の圧力、Ｐspw 供給水の圧力、ＳＬ 二次空気、Ｔ
温度、ＴFD 生蒸気の温度、ＴSPW 供給水の温度、ρ
密度
Claims (4)
- 【請求項１】 ごみ焼却プラントの燃焼の自動的な調節
のための方法であって、ごみの発熱量（Hu）を、各時点
で燃焼室内に発生する熱量（ＱＢ）及び投入されたごみ
質量流（m Muell）から規定する形式のものにおいて、
燃焼空気分布、ごみ層厚さ及び火床速度のような燃焼パ
ラメータの調節のために、ごみクオリティーの推定のプ
ロセスパラメータをごみの発熱量（Hu）及びごみの水分
含有量（H2OMuell）から規定し、このためにごみの水分
含有量（H2OMuell）を次式： 【数１】 で求め、この場合、ｍH 2 O-Muellがごみの水分質量流で
あり、ごみの水分質量流（ｍH 2 O-Muell）を次式： 【数２】 で求め、この場合、ｍH2O-Rauchgasが煙道ガス内の水分
質量流であり、ｍH2O-Muellverbrennungが燃焼に際して
発生する水分質量流であり、ｍH2O-Oelがオイル・補助
燃焼によって発生する水分質量流であり、ｍH 2
O-Verbrennungsluftが供給された燃焼空気に含まれる水
分質量流であり、次式が当てはまり： 【数３】 この場合、ＶRauchgas-Kesselendeがボイラー終端部の
煙道ガスの体積流量であり、Ｈ2ORauchgasが煙道ガスの
湿度であり、ρH20-Dampfが蒸気の形の水分の密度であ
り、 【数４】 であり、この場合、ｋH2Oが比例ファクターであり、Ｑ
Ｂが燃焼に際して発生する熱量であり、 【数５】 であり、この場合、ｍOelがオイルの質量流であり、Ant
eilHがオイル内の水素の割合であり、 【数６】 であり、この場合、ＶPLが一次空気の体積流量であり、
ＶSLが二次空気の体積流量であり、ＶFalschluftが偽空
気の体積流量であり、H2OVerbrennungsluftが燃焼空気
内に含まれる水分含有量であることを特徴とする、ごみ
焼却プラントの燃焼の自動的な調節のための方法。 - 【請求項２】 煙道ガスの湿度（Ｈ2ORauchgas）を燃焼
室の端部で直接に測定する請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 煙道ガスの湿度（Ｈ2ORauchgas）を、ご
み焼却プラントの下流側に接続された煙道ガススクラバ
ー内への煙道ガスの流入の前の温度及び、煙道ガススク
ラバー内の煙道ガスの飽和温度に基づき規定する請求項
１記載の方法。 - 【請求項４】 比例定数ｋH2Oを、二酸化炭素質量流の
統計的関係ｍCO2＝ｋ CO2×ＱＢ及びごみ内の炭素と水素
との比（Ｃ／Ｈ）に基づき規定し、この場合、は発生す
る熱量（ＱＢ）と二酸化炭素質量流（ｋCO2）との間の
比例定数である請求項２又は３記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19917572A DE19917572A1 (de) | 1999-04-19 | 1999-04-19 | Verfahren zur automatischen Einstellung der Feuerung einer Müllverbrennungsanlage |
| DE19917572.1 | 1999-04-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000314516A true JP2000314516A (ja) | 2000-11-14 |
Family
ID=7905037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000118668A Pending JP2000314516A (ja) | 1999-04-19 | 2000-04-19 | ごみ焼却プラントの燃焼の自動的な調節のための方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1046861B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000314516A (ja) |
| KR (1) | KR100494862B1 (ja) |
| AT (1) | ATE249011T1 (ja) |
| DE (2) | DE19917572A1 (ja) |
| NO (1) | NO318569B1 (ja) |
| TW (1) | TW419575B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3379147A4 (en) * | 2015-11-19 | 2018-12-05 | Takuma Co., Ltd. | Waste incineration control method, and incineration control apparatus using same |
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| DE10330376B4 (de) * | 2003-07-04 | 2007-09-13 | Pfister Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen, gravimetrischen Dosierung von fließfähigen Gütern für Feuerungsanlagen |
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| DE102020124544A1 (de) | 2020-09-21 | 2022-03-24 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein | Verfahren und Anlage zum thermischen Verwerten von festem Brennstoff in einem Reaktionsraum |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS59183210A (ja) * | 1983-04-01 | 1984-10-18 | Takuma Co Ltd | スト−カ速度制御方法 |
| DE3537945A1 (de) | 1985-10-25 | 1987-04-30 | Babcock Anlagen Ag | Verfahren zur verbrennung von abfall |
| EP0317731B1 (de) * | 1987-10-24 | 1992-06-03 | Kurt-Henry Dipl.-Ing. Mindermann | Verfahren zum Steuern der Verbrennung von Brennstoff mit stark schwankendem Heizwert |
| DE3825931A1 (de) | 1988-07-29 | 1990-02-01 | Martin Umwelt & Energietech | Verfahren und vorrichtung zur regelung der feuerungsleistung von verbrennungsanlagen |
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| JPH04371712A (ja) * | 1991-06-21 | 1992-12-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ごみ焼却炉の燃焼制御方法 |
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| DE19547258A1 (de) * | 1995-12-06 | 1997-10-16 | Hartmann & Braun Ag | Verfahren zum Betrieb einer Müll-Verbrennungsanlage, insbesondere einer Abfall- oder Müllverbrennungsanlage |
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-
1999
- 1999-04-19 DE DE19917572A patent/DE19917572A1/de not_active Withdrawn
-
2000
- 2000-03-16 DE DE50003500T patent/DE50003500D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-16 AT AT00105630T patent/ATE249011T1/de active
- 2000-03-16 EP EP00105630A patent/EP1046861B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-03-22 TW TW089105239A patent/TW419575B/zh not_active IP Right Cessation
- 2000-04-19 JP JP2000118668A patent/JP2000314516A/ja active Pending
- 2000-04-19 NO NO20002080A patent/NO318569B1/no not_active IP Right Cessation
- 2000-04-19 KR KR10-2000-0020544A patent/KR100494862B1/ko active IP Right Grant
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|---|---|---|---|---|
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| KR100494862B1 (ko) | 2005-06-14 |
| NO20002080D0 (no) | 2000-04-19 |
| DE19917572A1 (de) | 2000-10-26 |
| NO20002080L (no) | 2000-10-20 |
| KR20000071727A (ko) | 2000-11-25 |
| TW419575B (en) | 2001-01-21 |
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