JP2000356336A

JP2000356336A - ごみの発熱量算出手段を有する流動床式焼却装置

Info

Publication number: JP2000356336A
Application number: JP2000155663A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Yoshida; 吉田　　裕; Yuji Ochi; 裕士越智
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 2000-01-01
Filing date: 2000-05-26
Publication date: 2000-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ごみの性状である発熱量を算出できる手段を
有し、それにより給じん量、二次空気量、流動空気量を
制御できる流動床式焼却装置を提供する。【解決手段】給じん機１と、該給じん機のごみの出口
部５と流動床式焼却炉３のごみの供給口とを結ぶシュー
ト部２を有する流動床式焼却装置において、前記供給さ
れるごみを撮影するテレビカメラ４を設置すると共に、
該撮影した画像に基づいて、ごみの発熱量を算出する手
段１４を設けたものであり、前記ごみを撮影するテレビ
カメラは、前記給じん機のごみの出口部からごみの落下
する様子を観察できる位置に設置することができ、前記
ごみの発熱量を算出する手段は、撮影した画像のごみの
明るさと色をリアルタイムで検出して行うことができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、流動床式焼却装置
に係り、特に都市ごみ等を焼却する際に、ごみの発熱量
を正確に把握して燃焼の制御ができる流動床式焼却装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市ごみ焼却炉は、毎日排出されるごみ
を焼却処理し、なおかつ焼却する際に排出される環境汚
染物質を最小限に押さえなければならないし、また、ボ
イラを設置してある炉に関しては効率のよい余熱利用を
行わなければならない。これらを両立するには、低い酸
素濃度で良好な燃焼を維持する必要がある。ところで、
都市ごみの性状、大きさは千差万別で様々なものが絡ま
り合っている。従来から給じんシステムはいろいろ知ら
れているが、大別するとごみを破砕して給じんするもの
と、無破砕で給じんする二つのシステムがある。無破砕
で給じんするシステムでは、ごみの性状の影響を大きく
受ける。つまり、給じんされるごみの大きさがまちまち
で、給じん機の排出特性はその性状の影響を大きく受け
る。

【０００３】例えば、給じん機がスクリュー形式の場
合、下式で搬送重量を求めることができる。Ｑ＝６０×Φ×π×Ｄ×Ｄ／４×Ｓ×Ｎ×γ 式中、Ｄ＝ねじ羽根の外径Ｓ＝ねじのピッチ Φ＝断面効率Ｎ＝ねじ軸の回転数 γ＝比重量（コンベヤ計算法真島卯太郎著工学図書刊行）この中で断面効率と比重量は物質により変化する。従っ
て、都市ごみをスクリューで搬送する場合、搬送量はご
み質に大きく影響を受けることになる。

【０００４】また、無破砕の場合、スクリュー径より大
きいごみが投入される場合があり、スクリューへの飲み
込みが阻害され、定量性がそこなわれる。更に、スクリ
ューの端部よりごみが落下する場合、ごみが絡まりあ
い、大きな塊となりなかなか落下しない場合がある。そ
して、落ち口のシュート部にオーバハングとなり一気に
落下することになる。これらは性状が大きく変化する都
市ごみ、産業廃棄物に特有の問題で、特に無破砕の場合
顕著である。流動床炉は、スタートアップが容易なこ
と、灰が乾いてきれいなことから都市ごみ焼却炉に向い
ているが、燃焼速度が速いため、投入されるごみ量の変
動が燃焼の変動へ大きく影響を及ぼす。その対策とし
て、流動化の緩慢化、炉内の明るさを利用して応答の速
い給じん量制御、二次空気量制御が開発されている。

【０００５】しかし、給じん量の変動を抑制するのが最
も好ましく、そのための給じん機から落下するごみを測
定する方法は例えば、給じん機の落ち口に、光電リレー
を設け、そこを遮る影から給じん量を推察する方法があ
る。しかし、この方法はごみが軽く落ち口に飛散するよ
うな性状の場合、重い性状のごみに比べてごみの落下量
を多く見積もる傾向にある。また、ごみの性状を判別で
きずに単に通過する影を測定しているだけでは、常に性
状が変化するごみが燃焼に影響を及ぼす具合を推定でき
ない。というのは実際に燃焼に影響を及ぼすのは、ごみ
の量と発熱量の積である入熱量であるためであり、単に
量（重量）のみを測定していては投入されるごみの燃焼
に及ぼす影響を推定できない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来技術の問題点を解消し、ごみの性状である発熱量を判
別できる算出手段を有し、それにより給じん量、二次空
気量、燃焼速度（流動空気量）を制御することのできる
流動床式焼却装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、給じん機と、該給じん機のごみの出口
部と流動床式焼却炉のごみの供給口とを結ぶシュート部
を有する流動床式焼却装置において、前記供給されるご
みを撮影するテレビカメラを設置すると共に、該撮影し
た画像に基づいて、ごみの発熱量を算出する手段を設け
たことを特徴とする流動床式焼却装置としたものであ
る。また、前記流動床式焼却装置において、ごみを撮影
するテレビカメラは、前記給じん機のごみの出口部から
ごみの落下する様子を観察できる位置に設置することが
でき、更に、前記ごみの発熱量を算出する手段は、撮影
した画像のごみの明るさと色をリアルタイムで検出して
行うことができる。

【０００８】本発明の流動床式焼却装置においては、前
記の算出したごみの発熱量に基づいて、給じん機の回転
数を制御する制御手段を設けるか、又は、二次空気量を
制御する制御手段を設けるか、あるいは、該信号に基づ
いて、ガス化を調節するための流動空気量を制御をする
制御手段を設けることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明を図面を用いて詳細
に説明する。図１に、本発明の流動床式焼却装置の全体
構成図を示し、図２に図１の給じん機のごみ出口部の部
分拡大図を示す。図１及び２において、１は給じん機、
２はシュート部、３は流動床焼却炉であり、ごみがホッ
パ７から給じん機１により、シュート部２を通って焼却
炉３に投入される。その際、給じん機１の出口部５に落
下するごみをテレビカメラ４で撮影する。

【００１０】図２に、出口部５の落ち口とテレビカメラ
４の位置の関係を示す。テレビカメラ４は、給じん機１
からごみが落下するシュート２の途中もしくは、落ち口
を撮影する。撮影する範囲は、給じん機からごみがオー
バーハングしてまさに落ちようとする部分と、そこから
離れて落下していく部分の両方を見渡せる位置が望まし
い。その結果、ごみが一気に落下する瞬間とその量を捉
えることができる。また、その性状が乾いて発熱量が高
いと予想したり、湿って発熱量が低そうであると推定で
きる。撮影した画像は、ごみの落下量を算出する算出手
段１３に送られてリアルタイムで画像処理され、また、
ごみの質（発熱量）を算出する算出手段１４により、単
位時間当たりの発熱量を算出する。

【００１１】このようにして、ごみの落下量及び発熱量
を算出した信号は、制御手段１５に送られて、それぞ
れ、給じん量制御１６、二次空気量制御１７、流動空気
量制御１８される。なお、発熱量の算定は次のように行
う。ごみは、一般に紙類が多いと発熱量が高く、水分が
多いと発熱量が少ない。従って、検出したものの色が明
るいと発熱量が高く、暗いと低いとする。また、これは
例に過ぎず、明るさと色により、マトリックスを組み発
熱量を算定する。

【００１２】画像処理により、リアルタイムにごみの量
を検出する処理フローの一例を示せば次のようになる。（ａ）画像の取り込み、（ｂ）画像の二値化、（ｃ）輪
郭の認識、（ｄ）輪郭の中の面積の算出、（ｅ）その面
積内の重心の算出（平面的に捕らえた画像の図心を重心
とする）、（ｆ）重心、面積の記憶、（ｇ）前回算出し
た重心と今回算出した重心の移動距離に面積をかける。
それらを、認識した輪郭の数だけたしあわせる。

【００１３】次に、本発明のごみの落下量と発熱量の算
出手段を用いた給じん量、二次空気量、流動空気量の制
御を図３〜５を用いて説明する。図３は、給じん量制御
をごみ落下量と発熱量の算出手段により行うための説明
図である。既存技術では、ボイラ６のドラム圧力を一定
にするように、給じん機の回転数を制御１６している。
ボイラの熱容量は非常に大きいので、速い応答は期待で
きない。本発明では、ごみの落下量算出手段からの検出
信号と発熱量算出手段１４からの検出信号が制御手段１
５に送られ、そして、制御手段１５では別に送られてく
るドラム圧力を一定にするように動作する信号１９に基
づいて、前記検出信号に基づく給じん機の回転数を増減
するように、給じん量制御１６をする。このように制御
１６することにより、瞬時のごみの落下に対しても対応
できる制御が可能となる。

【００１４】図４は、二次空気量制御をごみの落下量と
発熱量算出手段により行うための説明図である。既存技
術では、煙突２１入り口の酸素濃度が一定となる、二次
空気量１２を設定するように二次空気量制御１７は動作
している。酸素濃度計２２は炉の下流にあるので、時間
遅れが存在し、速い応答は期待できない。本発明では、
ごみの落下量算出手段１３からの検出信号と発熱量算出
手段１４からの検出信号が制御手段１５に送られ、制御
手段１５において、二次空気量の制御信号に変換され、
二次空気量制御１７をする。このように制御１７するこ
とにより、瞬時のごみの落下に対しても対応できる制御
が可能となる。

【００１５】図５は、流動空気量制御をごみの落下量と
発熱量算出手段により行うための説明図である。既存技
術では、炉内が明るくなったら、流動空気を減じて急激
なごみのガス化を防ぐ。炉内の明るさ２３を利用するの
で、応答は速いが、燃焼する前に対応することができな
い。本発明では、ごみの落下量算出手段１３からの検出
信号と発熱量算出手段１４からの検出信号が制御手段１
５に送られ、制御手段１５において、制御信号に変換さ
れ、流動空気量制御１８をする。このように制御するこ
とにより、ごみがたくさん落下したら、あらかじめ、流
動空気１１を減少制御１８させ、ガス化が緩慢に行われ
るようにする。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、酸素濃度が適正に保た
れ、ごみが一気に落下することによる酸素濃度の急激な
減少がなくなり、酸素濃度が低くとも未燃分が少なくな
る。その結果、低酸素濃度運転が可能となり、ボイラ効
率が増加する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流動床式焼却装置の全体構成図。

【図２】図１の給じん機のごみ出口部の部分拡大図。

【図３】本発明を用いた給じん量制御の説明図。

【図４】本発明を用いた二次空気量制御の説明図。

【図５】本発明を用いた流動空気量制御の説明図。

【符号の説明】

１：給じん機、２：シュート、３：流動床焼却炉、４：
テレビカメラ、５：出口部、６：ボイラ、７：ホッパ、
８：流動層、９：モーター、１０：送風機、１１：押込
空気、１２：２次空気、１３：ごみ落下量算出手段、１
４：ごみ発熱量算出手段、１５：制御手段、１６：モー
ター回転数制御、１７：二次空気量制御、１８：流動空
気量制御、１９：ドラム圧制御、２０：排ガス処理装
置、２１：煙突、２２：酸素濃度制御、２３：炉内明る
さ検出

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】給じん機と、該給じん機のごみの出口部
と流動床式焼却炉のごみの供給口とを結ぶシュート部を
有する流動床式焼却装置において、前記供給されるごみ
を撮影するテレビカメラを設置すると共に、該撮影した
画像に基づいて、ごみの発熱量を算出する手段を設けた
ことを特徴とする流動床式焼却装置。
【請求項２】前記ごみを撮影するテレビカメラは、前
記給じん機のごみの出口部からごみの落下する様子を観
察できる位置に設置することを特徴とする請求項１記載
の流動床式焼却装置。
【請求項３】前記ごみの発熱量を算出する手段は、撮
影した画像のごみの明るさと色をリアルタイムで検出し
て行うすることを特徴とする請求項１又は２記載の流動
床式焼却装置。
【請求項４】請求項１、２又は３記載の流動床式焼却
装置において、前記算出したごみの発熱量に基づいて、
給じん機の回転数を制御する制御手段又は二次空気量を
制御する制御手段を設けたことを特徴とする流動床式焼
却装置。
【請求項５】請求項１、２又は３記載の流動床式焼却
装置において、前記算出したごみの発熱量に基づいて、
ガス化を調節するための流動空気量を制御する制御手段
を設けたことを特徴とする流動床式焼却装置。