JP2001074223A - 焼却炉の運転制御方法 - Google Patents

焼却炉の運転制御方法

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JP2001074223A JP24809799A JP24809799A JP2001074223A JP 2001074223 A JP2001074223 A JP 2001074223A JP 24809799 A JP24809799 A JP 24809799A JP 24809799 A JP24809799 A JP 24809799A JP 2001074223 A JP2001074223 A JP 2001074223A
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和男 長▲濱▼
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武志 杉澤
Hiromichi Andou
寛通 安東
Tomoyuki Nojima
智之 野島
Koji Sakata
晃治 坂田
Makoto Kuroda
誠 黒田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 弊害を招くことなくボイラ蒸気量を適切に制
御することができる焼却炉の運転制御方法を提供する。 【解決手段】 蒸気量が第1上限設定値Aより低い場合
に、焼却処理量を制御量として焼却物供給量を操作し、
炉内温度を制御量として空気温度を操作する通常運転制
御を行ない、蒸気量が第1上限設定値Aより高くなった
場合に、第1抑制運転制御を行なうとともに、第1抑制
運転制御の継続時間を計測し、継続時間が所定時間を越
えるか、もしくは蒸気量が第2上限設定値Bより高くな
った場合に、第2抑制運転制御を行ない、第1抑制運転
制御では、蒸気量を制御量として空気温度を上げること
で空気予熱器における回収熱量を増加させる操作を行な
い、第2抑制運転制御では、蒸気量を制御量として焼却
物供給手段を制御して炉内に供給する焼却物供給量を減
少させる操作を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水汚泥を焼却す
る流動床焼却炉等における焼却炉の運転制御方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来の流動床焼却炉は、例えば図3に示
すようなものである。図3において、流動床焼却炉20
は、炉体21の内部に砂層部22とフリーボード部23
を形成している。砂層部22には分散パイプ24を配置
しており、分散パイプ24に接続してブロア25を設け
ている。このブロア25によって供給する流動空気を分
散パイプ24から砂層部22に噴出し、流動砂を流動状
態に保持するとともに、ブロア25の回転数を制御して
流動空気流量を操作し、炉内のO2濃度を目標値に制御
する。
【0003】砂層部22の上部にはプッシャー、スクリ
ュー搬送機等からなるケーキ投入機26を設けており、
ケーキ投入機26を制御して単位時間当たりの汚泥供給
量を操作し、一日当たりの汚泥処理量を目標値に制御す
る。ケーキ投入機26には汚泥供給量を検出して積算す
る汚泥処理量センサー26aを設けている。燃焼装置と
しては、砂層部22の上部に設けた始動バーナ27と砂
層部22の流動砂中に設けた砂中バーナ(オイルバー
ナ)28とを備えている。砂層部22およびフリーボー
ド部23にはそれぞれ炉内温度センサー29、30を設
けている。
【0004】流動床焼却炉20は、炉内で発生する排ガ
スの廃熱回収設備として空気予熱器31および廃熱ボイ
ラ32を備えており、炉内で発生する燃焼排ガスを炉体
21の頂部から空気予熱器31に導き、さらに廃熱ボイ
ラ32に導く排ガス経路33を有している。空気予熱器
31は排ガスを熱源として炉内に供給する空気を予熱
し、廃熱ボイラ32は排ガスを熱源として蒸気を発生さ
せる。排ガス経路33には排ガス中のO2濃度を検出す
るO2濃度センサー34、および排ガス中のNOx濃度
を検出するNOx濃度センサー35を設けている。廃熱
ボイラ32の蒸気管36には蒸気量を検出する蒸気量セ
ンサー37を設けている。
【0005】ブロア25によって供給する流動空気は、
第1ダンパ38を通って分散パイプ24に流れる第1経
路39と、第2ダンパ40および空気予熱器31を通っ
て第1経路39に合流する第2経路41を通り、第1ダ
ンパ38、第2ダンパ40の開度を制御することにより
流動空気温度を操作して炉内温度を制御する。流動砂は
排出部43から炉体21の外部に排出し、異物を分離し
て後に、砂投入口44から砂層部22に投入して循環さ
せる。
【0006】制御装置45は、炉内温度センサー29、
30、O2濃度センサー34、NOx濃度センサー3
5、蒸気量センサー37、汚泥処理量センサー26aの
出力値に基づいて、ブロア25を制御して炉内に供給す
る空気の空気流量を操作し、ケーキ投入機26を制御し
て炉内に供給する汚泥供給量を操作し、第1ダンパ3
8、第2ダンパ40を操作して空気予熱器31に流入す
る空気量を制御して炉内に供給する空気の空気温度を操
作して、流動床焼却炉20の運転制御を行なう。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記した構成におい
て、廃熱ボイラ32には安全基準として発生蒸気量に許
容上限として限界値を設定しており、この限界値を越え
ないように、ボイラ蒸気量を制御している。このため、
ボイラ蒸気量が限界値に近付いた場合には、ケーキ投入
機26を制御して汚泥供給量を減じる操作を行ない、あ
るいは第1ダンパ38、第2ダンパ40を操作して空気
予熱器31に流入する空気量を増加して、流動空気温度
を上げることで、空気予熱器31における回収熱量を増
加させる操作を行なっている。
【0008】しかし、汚泥供給量を減じる操作は、蒸気
量を抑制する効果が大きいが、汚泥処理量が目標値から
外れることなり、汚泥処理量を制御する観点においては
外乱を与える結果となるので、避けることが望ましい操
作である。流動空気温度を上げることは、一時的にボイ
ラ入口における排ガス温度を下げる効果はあるが、結果
として炉出口における排ガス温度の上昇を招くので、次
第に蒸気量を抑制する効果が無くなる。流動空気温度を
上げた状態を続けることは、蒸気量抑制における操作の
余裕を減らし、別途の要因において流動空気温度を下げ
戻す時に、その操作量が多くなり、他の障害をもたら
す。
【0009】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、弊害を招くことなくボイラ蒸気量を適切に制御する
ことができる焼却炉の運転制御方法を提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の焼却炉の運転制御方法は、炉内で発生する
排ガスを廃熱回収設備として設けた空気予熱器および廃
熱ボイラに供給し、空気予熱器で排ガスを熱源として炉
内に供給する空気を予熱し、廃熱ボイラで排ガスを熱源
として蒸気を発生させ、焼却物供給手段を制御して炉内
に供給する焼却物供給量を操作し、空気予熱器を制御し
て炉内に供給する空気の空気温度を操作する運転制御を
行なう焼却炉において、蒸気量が第1上限設定値より低
い場合に、焼却処理量を制御量として焼却物供給量を操
作し、炉内温度を制御量として空気温度を操作する通常
運転制御を行ない、蒸気量が第1上限設定値より高くな
った場合に、第1抑制運転制御を行なうとともに、第1
抑制運転制御の継続時間を計測し、継続時間が所定時間
を越えるか、もしくは蒸気量が第2上限設定値より高く
なった場合に、第2抑制運転制御を行ない、第1抑制運
転制御では、蒸気量を制御量として空気温度を上げるこ
とで空気予熱器における回収熱量を増加させる操作を行
ない、第2抑制運転制御では、蒸気量を制御量として焼
却物供給手段を制御して炉内に供給する焼却物供給量を
減少させる操作を行なうものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。本実施の形態における流動床焼却
炉は先に図3において説明したものと同じであるので、
図3を参照して同様の作用を行なう部材については同一
番号を付して説明を省略し、本実施の形態における特徴
的構成について説明する。
【0012】制御装置45は、炉内温度センサー29、
30、O2濃度センサー34、NOx濃度センサー3
5、蒸気量センサー37、汚泥処理量センサー26aの
出力値に基づいて、ブロア25を制御して炉内に供給す
る空気の空気流量を操作し、ケーキ投入機26を制御し
て炉内に供給する汚泥供給量を操作し、第1ダンパ3
8、第2ダンパ40を操作して空気予熱器31に流入す
る空気量を制御して炉内に供給する空気の空気温度を操
作して、流動床焼却炉20の運転制御を行なう。
【0013】制御装置45には、その制御回路中に機能
回路として、通常運転制御モードと第1抑制運転制御モ
ードと第2抑制運転制御モードと第1抑制運転制御モー
ドの継続時間を計測するカウンタとを設定しており、蒸
気量センサー37の出力値に基づいて各制御モードを切
り換えて運転制御を行なう。通常運転制御モードは、汚
泥処理量を制御量として汚泥供給量を操作し、O2濃度
を制御量として空気流量を操作し、炉内温度を制御量と
して空気温度を操作する運転制御を行なう。第1抑制運
転制御モードは、蒸気量を制御量として空気温度を操作
する運転制御を行なう。第2抑制運転制御モードは、蒸
気量を制御量として汚泥供給量を操作する運転制御を行
なう。
【0014】制御装置45には、制御モードの切り換え
のために、例えば図2に示すような判定基準を設定す
る。この判定基準は、カウンタによって計測する継続時
間とボイラー蒸気量とを指標とするものであり、ボイラ
ー蒸気量が第1上限設定値Aより小さい通常運転制御領
域(ZONE−0)と、ボイラー蒸気量が第1上限設定
値Aより大きくて第2上限設定値Bより小さく、かつカ
ウンタ値が最大値Cより小さい第1抑制運転制御領域
(ZONE−A1)と、ボイラー蒸気量が第2上限設定
値Bより大きいか、もしくはカウンタ値が最大値Cより
大きい第2抑制運転制御領域(ZONE−A2)からな
り、第1抑制運転制御領域(ZONE−A1)が時間の
経過とともに狭くなり、次第に第2抑制運転制御領域
(ZONE−A2)に移行する。
【0015】以下、上記した構成おける作用を説明す
る。図1のフローチャートに示すように、制御装置45
は、蒸気量センサー37の出力値を定期的に取り込み、
その値に基づいて抑制制御開始判定を行なう。この判定
において蒸気量センサー37の出力値が第1上限設定値
Aより低く、通常運転制御領域(ZONE−0)に該当
する場合には、カウンタの値をクリアして、通常運転制
御モードの運転制御を継続する。
【0016】通常運転制御モードでは、汚泥処理量が一
日の目標値を達成するように、ケーキ投入機26を制御
して汚泥供給量を増減する操作を行なう。また、O2
度センサー34の出力値が所定の範囲を保つように、ブ
ロア25を制御して空気流量を増減する操作を行なう。
また、炉内温度センサー29、30の出力値が所定の範
囲を保つように、第1ダンパ38、第2ダンパ40を操
作して、空気予熱器31に流入する空気量を制御し、炉
内に供給する空気の空気温度を操作する。
【0017】抑制制御開始判定において、蒸気量センサ
ー37の出力値が第1上限設定値Aより大きくて第2上
限設定値Bより小さい第1抑制運転制御領域(ZONE
−A1)に該当する場合には、第1抑制運転制御モード
で運転制御し、この第1抑制運転制御の継続時間をカウ
ンタ(ZONE−A1カウンタ)で計測し始める。第1
抑制運転制御モードでは、蒸気量を制御量として空気温
度を上げる操作を行なう。つまり、第1ダンパ38の開
度を絞り、第2ダンパ40の開度を増加して、空気予熱
器31に流入する空気量を増加させ、空気予熱器31に
おける回収熱量の増加を図り、廃熱ボイラ32に供給す
る熱量を減じる。その後、単位時間毎(1分)に蒸気量
センサー37の出力値およびカウンタ(ZONE−A1
カウンタ)値を取り込んで判定基準に照らし、制御領域
の判定を行なう。
【0018】この領域判定において、蒸気量センサー3
7の出力値が第1上限設定値Aより小さい通常運転制御
領域(ZONE−0)に該当する場合は、カウンタの値
をクリアして、通常運転制御モードに復帰する。領域判
定において、蒸気量センサー37の出力値が第1上限設
定値Aより大きくて第2上限設定値Bより小さく、かつ
カウンタ値が最大値Cより小さい第1抑制運転制御領域
(ZONE−A1)に該当する場合は、第1抑制運転制
御モードを継続し、さらに空気予熱器31に流入する空
気量を増加させ、空気予熱器31における回収熱量の増
加を図り、廃熱ボイラ32に供給する熱量を減じる。そ
の後、制御領域の判定に戻る。
【0019】領域判定において、蒸気量センサー37の
出力値が第2上限設定値Bより大きいか、もしくはカウ
ンタ値が最大値Cより大きい第2抑制運転制御領域(Z
ONE−A2)に該当する場合には、第2抑制運転制御
モードで運転制御する。この第2抑制運転制御では、ケ
ーキ投入機26を制御して汚泥供給量を減少させる。そ
の後、制御領域の判定に戻る。
【0020】上述した操作を繰り返し、蒸気量センサー
37の出力値が第1上限設定値Aより小さい通常運転制
御領域(ZONE−0)に戻った時点で、通常運転制御
モードに復帰する。
【0021】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ボイラ
蒸気量が第1上限設定値を越えて上限領域に該当する場
合には、空気温度の操作で対処し、第2上限設定値を越
えた時点で汚泥供給量を操作するので、初期の段階で蒸
気量を抑制できれば、処理量が目標値から離れずに炉内
の安定燃焼を継続することができる。空気温度の操作を
行なう第1抑制運転制御が時間の経過とともに第2抑制
運転制御に移行するので、効果が薄れた空気温度の操作
を続けることなく、適切な時期に確実な効果が期待でき
る焼却物供給量の操作を行なうことができ、弊害を招く
ことなくボイラ蒸気量を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における制御のフローチャ
ートである。
【図2】同実施の形態における判断基準を示すグラフ図
である。
【図3】流動床焼却炉の構成を示す摸式図である。
【符号の説明】
20 流動床焼却炉 21 炉体 22 砂層部 23 フリーボード部 24 分散パイプ 25 ブロア 26 ケーキ投入機 26a 汚泥処理量センサー 27 始動バーナ 28 砂中バーナ 29、30 温度センサー 31 空気予熱器 32 廃熱ボイラ 33 排ガス経路 34 O2濃度センサー 35 NOx濃度センサー 36 蒸気管 37 蒸気量センサー 38 第1ダンパ 39 第1経路 40 第2ダンパ 41 第2経路 43 排出部 44 砂投入口 45 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安東 寛通 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 (72)発明者 野島 智之 東京都中央区日本橋室町三丁目1番3号 株式会社クボタ東京本社内 (72)発明者 坂田 晃治 東京都中央区日本橋室町三丁目1番3号 株式会社クボタ東京本社内 (72)発明者 黒田 誠 大阪府大阪市浪速区敷津東一丁目2番47号 株式会社クボタ内 Fターム(参考) 3K062 AA11 AB01 AC02 AC19 BA01 DA01 DA16 DA22 DA25 DA32 DA40 DB01 DB30

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉内で発生する排ガスを廃熱回収設備と
    して設けた空気予熱器および廃熱ボイラに供給し、空気
    予熱器で排ガスを熱源として炉内に供給する空気を予熱
    し、廃熱ボイラで排ガスを熱源として蒸気を発生させ、
    焼却物供給手段を制御して炉内に供給する焼却物供給量
    を操作し、空気予熱器を制御して炉内に供給する空気の
    空気温度を操作する運転制御を行なう焼却炉において、 蒸気量が第1上限設定値より低い場合に、焼却処理量を
    制御量として焼却物供給量を操作し、炉内温度を制御量
    として空気温度を操作する通常運転制御を行ない、蒸気
    量が第1上限設定値より高くなった場合に、第1抑制運
    転制御を行なうとともに、第1抑制運転制御の継続時間
    を計測し、継続時間が所定時間を越えるか、もしくは蒸
    気量が第2上限設定値より高くなった場合に、第2抑制
    運転制御を行ない、 第1抑制運転制御では、蒸気量を制御量として空気温度
    を上げることで空気予熱器における回収熱量を増加させ
    る操作を行ない、 第2抑制運転制御では、蒸気量を制御量として焼却物供
    給手段を制御して炉内に供給する焼却物供給量を減少さ
    せる操作を行なうことを特徴とする焼却炉の運転制御方
    法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2484715A4 (en) * 2009-09-28 2017-04-12 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Fiber-reinforced composite material
JP2018105566A (ja) * 2016-12-27 2018-07-05 Jfeエンジニアリング株式会社 廃棄物焼却システム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2484715A4 (en) * 2009-09-28 2017-04-12 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Fiber-reinforced composite material
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