JP2001173929A - 汚泥焼却炉の汚泥供給量制御装置 - Google Patents

汚泥焼却炉の汚泥供給量制御装置

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JP2001173929A
JP2001173929A JP36355899A JP36355899A JP2001173929A JP 2001173929 A JP2001173929 A JP 2001173929A JP 36355899 A JP36355899 A JP 36355899A JP 36355899 A JP36355899 A JP 36355899A JP 2001173929 A JP2001173929 A JP 2001173929A
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Kazuo Nagahama
和男 長▲濱▼
Hiromichi Andou
寛通 安東
Makoto Kuroda
誠 黒田
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Kubota Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉内の燃焼状態の変化を事前に予測して、汚
泥供給量を制御して燃焼の安定化を図る。 【解決手段】 汚泥供給フィーダ41の制御設定値をセ
ンサ手段で計測したプロセス値に基づいて増減制御する
とともに、実績処理量が目標汚泥処理量に追従するよう
に増減制御する自動燃焼コントローラ45と、汚泥試料
計測装置44で計測した含水率および強熱減量に基づい
て自動燃焼コントローラ45の目標汚泥処理量を増減す
る目標汚泥処理量設定器46とを備え、目標汚泥処理量
設定器46は、含水率が高位値で、強熱減量が低位値で
ある条件下と、含水率が低位値で、強熱減量が高位値で
ある条件下とにおいて、所定基準値に所定抑制率を乗算
した値を目標汚泥処理量として指示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、下水汚泥を焼却す
る流動床焼却炉等における汚泥焼却炉の汚泥供給量制御
装置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2に示
すようなものである。図2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の回転速度を制御し
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の上部にはスクリュー搬送機等
からなる汚泥供給フィーダ26を設けており、汚泥供給
フィーダ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。
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。また、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3
0、31を設けている。
【0004】上記した構成において、流動床焼却炉20
の運転時には、自動燃焼コントローラ(図示省略)が炉
内温度、発生蒸気量、排ガス性状(O2濃度、NOx濃
度)などの各種のプロセス値を取り込み、プロセス値に
基づいて空気量、冷却水量、汚泥供給量、燃焼オイル供
給量等を操作している。自動燃焼コントローラに運転単
位時間における目標汚泥処理量を設定する。この目標汚
泥処理量は、焼却炉の定格負荷基づいて、あるいは焼却
炉の運転計画に基づいて手動操作によりもしくは自動操
作によって事前に設定する。
【0005】自動燃焼コントローラは、目標汚泥処理量
を達成するに必要な単位時間当たりの汚泥供給量を制御
設定値として汚泥供給フィーダ26に指示するととも
に、炉内温度センサ30、31で計測する炉内温度等の
プロセス値の変動に応じて、汚泥供給フィーダ26のフ
ィーダコントローラ(図示省略)へ指示する制御設定値
を増減し、定量供給する汚泥供給フィーダ26の回転速
度を制御して炉内に投入する汚泥量を調整し、最終的に
運転単位時間における目標汚泥処理量を達成するように
制御設定値を制御して汚泥供給を行なう。
【0006】更に、自動燃焼コントローラは、過去数時
間の運転実績を評価し、実際の処理実績と目標汚泥処理
量との偏差が大きくなった場合には、制御設定値が過剰
に大きくなって焼却炉に無理な負荷を与えることを防止
するために、目標汚泥処理量を低減する調整を行なう。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで近年において
は、複数の脱水処理場から脱水汚泥を収集し、集めた脱
水汚泥を混合して焼却処理する広域汚泥処理が行なわれ
ている。この混合汚泥を焼却する焼却炉においては、炉
内に投入する汚泥の含水率等の性状が時々刻々と変化す
る傾向にあり、目標汚泥処理量に追従させて安定した運
転を継続することは困難となってきている。
【0008】汚泥性状が変化して焼却炉の燃焼が安定状
態から悪化する傾向となると、自動燃焼コントローラ
は、プロセス値の変化に応じて汚泥の供給量を制御し、
炉内での実際の処理量を調整し、燃焼の安定化を図ろう
とする。この処理量が調整された過去数時間の運転実績
を評価して、目標汚泥処理量の低減調整を行なう場合も
あるが、プロセス値が変化する原因となる事象が起こっ
た後の事後評価による調整であるので、運転実績の評価
周期よりも短い期間において汚泥性状が変化する場合に
は調整が機能せず、燃焼状態を悪化させてしまう事態が
生じる。
【0009】本発明は上記した課題を解決するものであ
り、炉内の燃焼状態の変化を事前に予測して、汚泥供給
量を制御して燃焼の安定化を図る汚泥焼却炉の汚泥供給
量制御装置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、本発明の汚泥焼却炉の汚泥供給量制御装置は、汚泥
を焼却する焼却炉において、汚泥を炉内に投入する汚泥
供給フィーダと、汚泥供給フィーダの汚泥供給量を制御
するフィーダコントローラと、炉内の燃焼状態を示す指
標となるプロセス値を計測するセンサ手段と、汚泥供給
フィーダにおける汚泥の含水率および強熱減量を計測す
る汚泥試料計測装置と、フィーダコントローラへ指示す
る汚泥供給フィーダにおける汚泥供給量の制御設定値
を、センサ手段で計測したプロセス値に基づいて増減制
御するとともに、運転単位時間における実績処理量が予
め設定する目標汚泥処理量に追従するように増減制御す
る自動燃焼コントローラと、汚泥試料計測装置で計測し
た含水率および強熱減量に基づいて自動燃焼コントロー
ラへ指示する目標汚泥処理量を増減する目標汚泥処理量
設定器とを備え、目標汚泥処理量設定器は、汚泥試料計
測装置で計測した含水率が所定値以上の高位値であっ
て、強熱減量が所定値以下の低位値である条件下と、含
水率が所定値以下の低位値であって、強熱減量が所定値
以上の高位値である条件下とにおいて、所定基準値に所
定抑制率を乗算した値を目標汚泥処理量として自動燃焼
コントローラへ指示し、他の条件下において所定基準値
を目標汚泥処理量として自動燃焼コントローラへ指示す
るとともに、運転基準時刻以降で積算した実績処理量の
積算値が所定基準値から所定偏差以上に下回って解離し
ている場合には、所定基準値に所定増加率を乗算した値
を目標汚泥処理量として自動燃焼コントローラへ指示す
るものである。
【0011】上記した構成により、焼却炉の通常運転時
には、炉内に汚泥供給フィーダから制御設定値に基づい
て汚泥を定量供給し、センサ手段が検出する炉内の燃焼
状態を示すプロセス値を自動燃焼コントローラに入力す
るとともに、汚泥試料計測装置が計測する汚泥供給フィ
ーダにおけるその時々の汚泥の含水率および強熱減量を
目標汚泥処理量設定器に入力する。自動燃焼コントロー
ラは、センサ手段の出力値に応じて汚泥供給フィーダの
制御設定値を増減制御し、炉内に供給する汚泥供給量を
調整する。
【0012】目標汚泥処理量設定器は、汚泥試料計測装
置で計測した含水率が所定値以上の高位値であって、強
熱減量が所定値以下の低位値である場合には、これらか
炉内に投入する汚泥の性状が燃焼し難く、汚泥発熱量が
低いものであると事前に把握し、現在から先の近い将来
において燃焼状態が過少燃焼となって悪化する傾向にあ
ると判断する。
【0013】そして、所定基準値に所定抑制率を乗算し
た値を目標汚泥処理量として自動燃焼コントローラに入
力し、自動燃焼コントローラは抑制された目標汚泥処理
量に追従するように汚泥供給フィーダの制御設定値の増
減を制御する。また、目標汚泥処理量設定器は、含水率
が所定値以下の低位値であって、強熱減量が所定値以上
の高位値である場合には、これらか炉内に投入する汚泥
の性状が燃焼し易く、汚泥発熱量が高いものであると事
前に把握し、現在から先の近い将来において燃焼状態が
過剰燃焼となって悪化する傾向にあると判断する。
【0014】そして、所定基準値に所定抑制率を乗算し
た値を目標汚泥処理量として自動燃焼コントローラに入
力し、自動燃焼コントローラは抑制された目標汚泥処理
量に追従するように汚泥供給フィーダの制御設定値の増
減を制御する。このように、将来において焼却炉に加わ
る負荷を事前に抑制して、過負荷状態となって燃焼状態
が悪化することを防止することで、安定燃焼を維持する
ことができる。また、汚泥性状の計測因子として含水率
と強熱減量の二つの指標を組み合わせることにより、極
端に汚泥発熱量の低いものと高いものを抽出することが
でき、負荷を抑制する状況を特定して燃焼の安定化を図
るための確実な制御を行なうことができる。
【0015】負荷抑制によって実績処理量が下がった場
合でも、その後に汚泥性状が好転して汚泥発熱量が標準
的な値となって負荷に余裕が出た時点で、所定基準値に
所定増加率を乗算した値を目標汚泥処理量として自動燃
焼コントローラへ指示することにより、所定基準値を満
たすように実績処理量の回復を図ることができる。
【0016】
【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2において説明したものと同じであるので、
図2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。
【0017】流動床焼却炉20には汚泥を炉内に投入す
る汚泥供給フィーダ41を設けており、汚泥供給フィー
ダ41の基端側には汚泥ホッパ42を設けている。汚泥
供給フィーダ41は汚泥供給量を制御するフィーダコン
トローラ43を有し、汚泥ホッパ42には汚泥試料をサ
ンプリングして汚泥供給フィーダ41における汚泥の含
水率および強熱減量を計測する汚泥試料計測装置44を
接続している。
【0018】自動燃焼コントローラ45は、炉内温度セ
ンサ30、31の出力値を指標として、フィーダコント
ローラ43へ汚泥供給フィーダ41における汚泥供給量
の制御設定値を指示する。目標汚泥処理量設定器46
は、自動燃焼コントローラ45へ目標汚泥処理量を指示
し、汚泥試料計測装置44で計測した含水率および強熱
減量に基づいて目標汚泥処理量を増減する。この目標汚
泥処理量設定器46には、運転単位時間における所定基
準値を予め入力するとともに、運転単位時間における実
績処理量を随時に入力する。この所定基準値は、焼却炉
の定格負荷基づいて、あるいは焼却炉の運転計画に基づ
いて事前に設定する。
【0019】目標汚泥処理量設定器46は、汚泥試料計
測装置44で計測した含水率が所定値以上の高位値であ
って、強熱減量が所定値以下の低位値である条件下と、
含水率が所定値以下の低位値であって、強熱減量が所定
値以上の高位値である条件下とにおいて、所定基準値に
所定抑制率を乗算した値を目標汚泥処理量として自動燃
焼コントローラ45へ指示し、他の条件下において所定
基準値を目標汚泥処理量として自動燃焼コントローラ4
5へ指示するとともに、運転基準時刻以降で積算した実
績処理量の積算値が所定基準値から所定偏差以上に下回
って解離している場合には、所定基準値に所定増加率を
乗算した値を目標汚泥処理量として自動燃焼コントロー
ラ45へ指示する。
【0020】以下、上記した構成における作用を説明す
る。流動床焼却炉20の通常運転時には、炉内に汚泥供
給フィーダ41から汚泥を制御設定値に基づいて定量供
給する。汚泥試料計測装置44によって汚泥供給フィー
ダ41におけるその時々の汚泥の含水率および強熱減量
を計測し、炉内温度を炉内温度センサ30、31で計測
する。
【0021】炉内の燃焼状態を示すプロセス値としての
炉内温度を自動燃焼コントローラ49に入力し、含水率
および強熱減量を目標汚泥処理量設定器46に入力す
る。自動燃焼コントローラ45は、炉内温度センサ3
0、31の出力値に応じてフィーダコントローラ43に
指示する制御設定値を増減し、汚泥供給フィーダ41か
ら供給する汚泥量を増減調整するとともに、運転単位時
間における実績処理量が予め設定する目標汚泥処理量に
追従するように供給する汚泥量を増減制御する。
【0022】目標汚泥処理量設定器46は、汚泥試料計
測装置44で計測した含水率が所定値以上の高位値であ
って、強熱減量が所定値以下の低位値である場合には、
これらか炉内に投入する汚泥の性状が燃焼し難く、汚泥
発熱量が低いものであると事前に把握し、現在から先の
近い将来において燃焼状態が過少燃焼となって悪化する
傾向にあると判断する。
【0023】また、目標汚泥処理量設定器46は、含水
率が所定値以下の低位値であって、強熱減量が所定値以
上の高位値である場合には、これらか炉内に投入する汚
泥の性状が燃焼し易く、汚泥発熱量が高いものであると
事前に把握し、現在から先の近い将来において燃焼状態
が過剰燃焼となって悪化する傾向にあると判断する。そ
して、上述した二つのケースにおいて、所定基準値に所
定抑制率を乗算した値を目標汚泥処理量として自動燃焼
コントローラ45に入力する。自動燃焼コントローラ4
5は抑制された目標汚泥処理量に追従するように汚泥供
給フィーダ41の制御設定値の増減を制御する。
【0024】このように、事前に将来の燃焼状態を予測
し、将来における焼却炉の負荷を事前に抑制して、過負
荷状態となって燃焼状態が悪化することを防止すること
で、安定燃焼を維持することができる。また、汚泥性状
の計測因子として含水率と強熱減量の二つの指標を組み
合わせて、極端に汚泥発熱量の低いものと高いものを抽
出することで、負荷を抑制すべき特定の状況において燃
焼の安定化を図るための確実な制御を行なうことができ
る。
【0025】また、目標汚泥処理量設定器46は、他の
状態では自動燃焼コントローラ45へ所定基準値を指示
する。この状態は汚泥性状が好転して汚泥発熱量が標準
的な値となって負荷に余裕がある状態であり、負荷抑制
によって運転単位時間における実績処理量が下がり、実
績処理量が所定基準値から所定偏差以上に解離している
場合には、所定基準値に所定増加率を乗算した値を目標
汚泥処理量として自動燃焼コントローラ45へ指示す
る。このことにより、所定基準値を満たすように実績処
理量の回復を図ることができる。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、含水率
が所定値以上の高位値であって、強熱減量が所定値以下
の低位値である場合には、これらか炉内に投入する汚泥
の汚泥発熱量が低いものであると事前に把握して、近い
将来に燃焼状態が過少燃焼となって悪化すると判断し、
また、含水率が所定値以下の低位値であって、強熱減量
が所定値以上の高位値である場合には、これらか炉内に
投入する汚泥の汚泥発熱量が高いものであると事前に把
握し、近い将来に燃焼状態が過剰燃焼となって悪化する
傾向にあると判断し、これらの場合には、所定抑制率を
乗算した値の目標汚泥処理量に追従して汚泥供給フィー
ダの制御設定値の増減を制御することで、将来において
焼却炉に加わる負荷を事前に抑制して燃焼状態が悪化す
ることを防止でき、燃焼の安定化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における流動床焼却炉の要
部構成を示す模式図である。
【図2】従来の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 28 砂中バーナ 30、31 炉内温度センサ 41 汚泥供給フィーダ 42 汚泥ホッパ 43 フィーダコントローラ 44 汚泥試料計測装置 45 自動燃焼コントローラ 46 目標汚泥処理量設定器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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) 3K061 AA12 AB01 AC02 BA02 BA06 CA02 DB01 DB17 3K062 AA12 AB01 AC02 BA02 DA01 DA32 DA35 DA40 DB01

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 汚泥を焼却する焼却炉において、汚泥を
    炉内に投入する汚泥供給フィーダと、汚泥供給フィーダ
    の汚泥供給量を制御するフィーダコントローラと、炉内
    の燃焼状態を示す指標となるプロセス値を計測するセン
    サ手段と、汚泥供給フィーダにおける汚泥の含水率およ
    び強熱減量を計測する汚泥試料計測装置と、フィーダコ
    ントローラへ指示する汚泥供給フィーダにおける汚泥供
    給量の制御設定値を、センサ手段で計測したプロセス値
    に基づいて増減制御するとともに、運転単位時間におけ
    る実績処理量が予め設定する目標汚泥処理量に追従する
    ように増減制御する自動燃焼コントローラと、汚泥試料
    計測装置で計測した含水率および強熱減量に基づいて自
    動燃焼コントローラへ指示する目標汚泥処理量を増減す
    る目標汚泥処理量設定器とを備え、 目標汚泥処理量設定器は、汚泥試料計測装置で計測した
    含水率が所定値以上の高位値であって、強熱減量が所定
    値以下の低位値である条件下と、含水率が所定値以下の
    低位値であって、強熱減量が所定値以上の高位値である
    条件下とにおいて、所定基準値に所定抑制率を乗算した
    値を目標汚泥処理量として自動燃焼コントローラへ指示
    し、他の条件下において所定基準値を目標汚泥処理量と
    して自動燃焼コントローラへ指示するとともに、運転基
    準時刻以降で積算した実績処理量の積算値が所定基準値
    から所定偏差以上に下回って解離している場合には、所
    定基準値に所定増加率を乗算した値を目標汚泥処理量と
    して自動燃焼コントローラへ指示することを特徴とする
    汚泥焼却炉の汚泥供給量制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014152973A (ja) * 2013-02-07 2014-08-25 Ube Machinery Corporation Ltd 移動式焼却設備
CN114460983A (zh) * 2022-01-26 2022-05-10 浙江浙能嘉华发电有限公司 一种基于综合湿度因子的污泥掺烧比例控制方法

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