JP2001029725A - 廃棄物溶融設備の集じん装置の排ガス入口温度制御方法 - Google Patents

廃棄物溶融設備の集じん装置の排ガス入口温度制御方法

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JP2001029725A
JP2001029725A JP11205410A JP20541099A JP2001029725A JP 2001029725 A JP2001029725 A JP 2001029725A JP 11205410 A JP11205410 A JP 11205410A JP 20541099 A JP20541099 A JP 20541099A JP 2001029725 A JP2001029725 A JP 2001029725A
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waste
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cooling device
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Masanobu Iccho
昌宣 一町
Koichi Kawabe
幸一 川部
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 廃棄物のごみ質変動に伴う急激な燃焼変化
に追従できる制御が可能となり、集じん装置の排ガス入
口温度を安定化させることができる廃棄物溶融設備の集
じん装置の温度制御方法の提供。 【解決手段】廃棄物溶融設備の集じん装置9の排ガス入
口温度制御方法において、集じん装置9の排ガス入口温
度をフィードバックして排ガス冷却装置8の噴霧水量の
制御量を演算し、廃熱回収ボイラ出口の排ガス温度と煙
突排ガス流量とを用いて、排ガス冷却装置8に流入する
排ガス熱量を求め、求められた排ガス熱量から排ガス冷
却装置8の噴霧水量の制御量を演算し、求められた前記
二つの噴霧水量の制御量を加算して得られた制御量によ
り流量調節計15で排ガス冷却装置8の噴霧水量を調節
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、廃棄物溶融炉を備
えた廃棄物溶融設備の集じん装置の排ガス入口温度を安
定して保つ温度制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般廃棄物、産業廃棄物、又はそれらを
乾燥、焼却、破砕処理等によって得られた中間処理物
(焼却灰やそれを一度埋め立て処理後、再度掘り起こし
た土砂分を含む埋立ごみ)、汚泥等の廃棄物の処埋方法
として、廃棄物を溶融炉で、乾燥、予熱、熱分解、燃
焼、溶融し、スラグやメタルとして取り出す廃棄物溶融
処埋方法が知られている。
【0003】図4は、廃棄物溶融処埋設備の概略図であ
り、廃棄物が、ごみピット1からごみクレーン2により
シャフト炉式熱分解溶融炉の上部より装入され、また、
副原料として副原料貯留槽3から石灰石やコークスが装
入される。炉底部の羽口4から酸素含有ガス又は酸素富
化ガス、あるいはその上方の羽口5から空気が吹き込ま
れる。コークスや熱分解によって生じた炭素質を高温炉
床において高温度で燃焼させ、炉内の乾燥帯、熱分解帯
及び燃焼溶融帯を順次通過させて溶融スラグ化する。溶
融炉から排出される高温の排ガスは、燃焼室6で燃焼さ
れ、廃熱回収ボイラ7で熱回収が行われ、排ガス冷却装
置8で冷却され、集じん装置9で固気分離され、誘引通
風機10により、煙突11から排出される。
【0004】この廃棄物溶融処埋設備において、集じん
装置9の入口温度は、塩化物などによる設備の腐食を抑
制するため、排ガス中の有害成分の発生を抑えるため、
また、集じん装置9を保護するため、排ガス冷却装置8
で水を噴霧することにより150〜200℃に保つよう
に冷却している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、廃棄物
溶融炉では、廃棄物のごみ質が装入毎に変動するので、
排ガス流量、排ガス温度の変動が大きい。そのため、排
ガス冷却装置8により排ガスの冷却を精確に制御しにく
いという問題がある。
【0006】排ガス冷却装置8の温度制御として、廃棄
物溶融炉とは異なり、廃棄物を連続的に装入するストー
カー炉のようなごみ焼却炉設備においては、例えば、特
公平10−274411号公報にみられるように、ボイ
ラを有する焼却炉の排ガスを排ガス冷却装置及び集じん
装置で順次処理するごみ焼却炉の集じん装置の温度制御
方法において、集じん装置入口の排ガス温度を計測する
とともに、焼却炉の排ガス温度もしくは排ガス流量又は
ボイラの蒸気発生量を計測し、これらの計測結果にもと
づいて排ガス冷却装置の水噴射量を操作し、集じん装置
入口の排ガス温度を制御するごみ焼却炉の集じん装置の
温度制御方法が知られている。
【0007】しかしながら、前記温度制御方法において
は、ボイラ発生蒸気量の計測では、ボイラの時定数が加
味されるので、排ガス冷却装置に流入する排ガスの熱量
として不適当であり、フィードフォワード要素としては
適当ではない。
【0008】また、排ガス温度と排ガス流量の単純積で
とらえているが、廃棄物溶融炉を用いた廃棄物処理設備
では、ごみ焼却量を容易に制御できるストーカー炉と異
なり、排ガス流量の変動が大きく、単純積は制御上の外
乱となるという問題がある。そこで、本発明は、廃棄物
溶融処理において、排ガス冷却装置に流入する排ガスの
熱量演算を行い、排ガス冷却装置にて噴霧する噴霧水量
の制御を行って、廃棄物のごみ質変動に伴う急激な燃焼
変化に追従できる制御が可能となり、集じん装置の排ガ
ス入口温度を安定化させることができる廃棄物溶融設備
の集じん装置の温度制御方法を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、廃棄物溶融炉
からの排ガスが燃焼室で燃焼され、廃熱回収ボイラで熱
回収され、排ガス冷却装置の噴霧水で冷却され、集じん
装置で固気分離され、煙突から排出される廃棄物溶融設
備の集じん装置の排ガス入口温度制御方法において、集
じん装置の排ガス入口温度をフィードバックして排ガス
冷却装置の噴霧水量の制御量を演算し、廃熱回収ボイラ
出口の排ガス温度と煙突排ガス流量とを用いて、排ガス
冷却装置に流入する排ガス熱量を求め、求められた排ガ
ス熱量から排ガス冷却装置の噴霧水量の制御量を演算
し、求められた前記二つの噴霧水量の制御量を加算して
得られた制御量により流量調節計で排ガス冷却装置の噴
霧水量を調節することを特徴とする。
【0010】前記構成において、集じん装置入口温度を
測定する温度計を切り替えて測定することができる。ま
た、排ガス流量の測定値は、フィードフォワード要素と
して使用することから、ノイズ的な流量変動をカットす
るため、移動平均処理を行ってもよい。
【0011】さらに、廃棄物溶融炉に吹き込む空気流量
と酸素流量、燃焼室に吹き込む燃焼空気流量の総和及び
燃焼室に入り込む汚水より排ガス流量を演算してもよ
い。
【0012】
【発明の実施の形態】図1は本発明の温度制御系を備え
た排ガス処理設備を示す図、図2は本発明の制御系を示
す図である。ボイラ7、排ガス冷却装置8、集じん装置
9、誘引通風機10及び煙突11の配置は、前述の図4
に示す廃棄物溶融処埋設備と同じなので、同一符号を付
しその説明は省略する。
【0013】ボイラ7の排ガス出口には、排ガス温度計
12が設けられている。排ガス温度計12により検出さ
れたボイラ出口温度(TI)は熱量演算装置13に入力
し、また、ボイラ出口温度(TI)からガス比熱(K
C)を求め、熱量演算装置13に入力する。なお、ボイ
ラ出口温度(TI)の変動が小さい場合には、ガス比熱
を定数として演算ロジックを簡略化してもよい。
【0014】排ガス冷却装置8には噴霧装置14が設け
られ、噴霧水量は、噴霧水量調節計制御出力(MVn)
により制御される噴霧水量調節計15で調節される。
【0015】煙突11には排ガス流量計16が設けら
れ、検出した排ガス流量は移動平均処理されて、排ガス
量(F4)が熱量演算装置13に入力される。移動平均
処理は、溶融炉の炉況、燃焼室での燃焼状態により、排
ガス流量がノイズ的に細かく変動するため、外乱をなく
す目的で行う。
【0016】熱量演算装置13では、ボイラ出口温度
(TI)、ガス比熱(KC)及び排ガス量(F4)から
ボイラ出口排ガス熱量(EI)が演算される。
【0017】ボイラ出口排ガス熱量(EI)は熱量→噴
霧水量換算係数(KF)によりボイラ出口排ガス熱量換
算値(F61)が求められ、ボイラ出口排ガス熱量換算
値(F61)を調整用ゲイン(CK)で、噴霧水量調節
計15の制御量(CK*ΔF61)が求められる。
【0018】集じん装置9の排ガス入口には、排ガス入
口温度調節計17が設けられ、検出温度から集じん装置
の排ガス入口温度調節計17の制御量(MVn0)が求
められる。
【0019】制御量(MVn0)と制御量(CK*ΔF
61)とが加算器18で加算されて、噴霧水量調節計制
御出力(MVn)が求められ、この出力から噴霧水量が
制御される。
【0020】ボイラ出口排ガス熱量(EI)、ボイラ出
口排ガス熱量換算値(F61)、噴霧水量調節計制御出
力(MVn)は次式によって求められる。
【0021】EI=F4*TI*KC F61=EI/KF MVn=MVn0+CK*ΔF61 ここで、 EI:ボイラ出口排ガス熱量 F4:排ガス量 TI:ボイラ出口排ガス温度 KC:排ガス比熱 F61:ボイラ出口排ガス熱量換算値 KF:熱量→噴霧水量換算係数 MVn:噴霧水量調節計制御出力 CK:調整用ゲイン MVn0:集じん装置の排ガス入口温度調節計の制御量 ΔF61:ボイラ出口排ガス熱量換算値変化分 図3は本発明の集じん装置入口温度検出方法の一例を示
す図で、熱電対などの入口温度計17a,17bを一対
備え、温度計にトラブル等による不足の事態があった場
合に、切替装置19で他方の温度計に自動的に切り替え
ることによって、制御を中断することがない。また、設
備運転中でも片方の温度計をメンテナンスのために取り
外すことができる。
【0022】図3は本発明の温度制御方法による温度変
化(a)と、従来の温度変化との状態(b)を示すグラ
フである。
【0023】従来は、集じん装置の入口温度の設定値か
らの偏差が±20℃程度であったが、本発明では±10
℃に制御することができた。
【0024】また、前記実施例では、排ガス流量は、煙
突排ガス流量を測定して演算に使用しているが、下記に
示す演算により排ガス流量としてもよい。排ガス流量の
演算を図4を参照して説明する。
【0025】BGAS={Q1-1+Q1-2+Q2+Q3-1+Q
3-2+(Q4×22.41/18)}×α ここで、 BGAS:ボイラ入口排ガス流量演算値(Nm3/h) Q1-1:下段送風空気流量実績値(Nm3/h) Q1-2:上段送風空気流量実績値(Nm3/h) Q2 :送風酸素流量実績値(Nm3/h) Q3-1:1次燃焼空気量実績値(Nm3/h) Q3-2:2次燃焼空気量実績値(Nm3/h) Q4 :ごみ汚水吹き込み量実績値(m3/h) α :補正係数 燃焼室吹き込み空気流量実績値は、燃焼室の方式により
1次からn次空気を吹き込む場合は、全ての吹き込み空
気の総和の実績値とする。ごみ汚水吹き込み量実績値
は、ごみ汚水吹き込み量以外に燃焼室に吹き込む流体が
ある場合には、その量も合計した値にする。
【0026】上記のBGASの式で演算された排ガス流量
については、次の利点がある。すなわち、煙突排ガス流
量は、排ガス冷却装置を通過した排ガス流量を測定して
いるため、排ガス冷却装置に流入するガス量としては、
遅れを含んでいる。一方、上記のBGASの式で演算され
た排ガス流量では、排ガス冷却装置より上流の設備、装
置へ吹き込む空気、酸素水の量から排ガス流量を演算す
るため、排ガス冷却装置に流入する排ガス流量として遅
れのない値として制御することができる。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、排ガス冷却装置に流入
する排ガスの熱量演算を行い、排ガス冷却装置にて噴霧
する噴霧水量の制御を行って、廃棄物のごみ質変動に伴
う急激な燃焼変化に追従できる制御が可能となり、集じ
ん装置の排ガス入口温度を安定化させることができる。
また、非定常的に発生する溶融炉からの急激な熱量変動
時の排ガス冷却装置の温度制御設定値からの偏差が従来
技術に比べて低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の温度制御系を備えた排ガス処理設備を
示す図である。
【図2】本発明の制御系を示す図である。
【図3】本発明の温度制御方法による温度変化(a)
と、従来の温度変化との状態(b)を示すグラフであ
る。
【図4】排ガス流量を演算する場合の説明図である。
【図5】廃棄物溶融処埋設備の概略図である。
【符号の説明】
1:ごみピット 2:ごみクレーン 3:副原料貯
留槽 4:炉低羽口 5:羽口 6:燃焼室 7:ボイラ 8:排ガス
冷却装置 9:集じん装置 10:誘引通風機 11:煙突
12:排ガス温度計 13:熱量演算装置 14:噴霧装置 15:噴霧
水量調節計 16:排ガス流量計 17:集じん装置の排ガス入口
温度調節計 18:加算器 19:切替装置
フロントページの続き Fターム(参考) 3K070 DA05 DA07 DA09 DA24 DA32 DA37 DA49 DA58 DA59 DA64 4D032 AC01 BA05 CA01 4D058 JA04 SA20 UA03 UA11

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 廃棄物溶融炉からの排ガスが燃焼室で燃
    焼され、廃熱回収ボイラで熱回収され、排ガス冷却装置
    の噴霧水で冷却され、集じん装置で固気分離され、煙突
    から排出される廃棄物溶融設備の集じん装置の排ガス入
    口温度制御方法において、 集じん装置の排ガス入口温度をフィードバックして排ガ
    ス冷却装置の噴霧水量の制御量を演算し、 廃熱回収ボイラ出口の排ガス温度と煙突排ガス流量とを
    用いて、排ガス冷却装置に流入する排ガス熱量を求め、
    求められた排ガス熱量から排ガス冷却装置の噴霧水量の
    制御量を演算し、 求められた前記二つの噴霧水量の制御量を加算して得ら
    れた制御量により流量調節計で排ガス冷却装置の噴霧水
    量を調節することを特徴とする廃棄物溶融設備の集じん
    装置の温度制御方法。
  2. 【請求項2】 排ガス流量の測定値を移動平均処理して
    ノイズとなる流量変動をカットすることを特徴とする請
    求項1記載の廃棄物溶融設備の集じん装置の温度制御方
    法。
  3. 【請求項3】 集じん装置入口温度を測定する一対の温
    度計を切り替えて測定することを特徴とする請求項1記
    載の廃棄物溶融設備の集じん装置の温度制御方法。
  4. 【請求項4】 廃棄物溶融炉に吹き込む空気流量と酸素
    流量、燃焼室に吹き込む燃焼空気流量の総和及び燃焼室
    に入り込む汚水より排ガス流量を演算することを特徴と
    する請求項1記載の廃棄物溶融設備の集じん装置の温度
    制御方法。
JP11205410A 1999-07-19 1999-07-19 廃棄物溶融設備の集じん装置の排ガス入口温度制御方法 Withdrawn JP2001029725A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3516307A4 (en) * 2016-09-26 2020-11-04 Clean Bio Heat Sverige AB COMBUSTION GAS TREATMENT SYSTEM AND METHOD
JP2020190364A (ja) * 2019-05-21 2020-11-26 学校法人東京電機大学 燃焼制御方法、ごみ焼却炉発電設備
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CN114777325A (zh) * 2022-04-11 2022-07-22 富联智能工坊(郑州)有限公司 锅炉系统调控方法、模型建立方法、相关设备及介质

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