JP2002115833A

JP2002115833A - ゴミ焼却設備

Info

Publication number: JP2002115833A
Application number: JP2000310714A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Ouchi; 哲夫大内
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】時間遅れの少ない自動燃焼制御が可能なゴミ
焼却設備を提供する。【解決手段】誘引通風機１４などのファンにより、炉
内の圧力を一定に保つ制御を行う焼却炉において、誘引
通風機１４のファンを駆動するモータの駆動電流値に応
じて、燃料供給量及び燃焼空気量の制御を行う燃焼制御
部９を設けた。その際、前記モータの駆動電流値に判定
基準を設定し、前記燃焼制御部９は前記判定基準に基づ
いて焼却炉内の燃焼状態を数パターンに判定し、そのパ
ターンに応じた燃料供給量及び燃焼空気量制御を実行す
る

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は都市ゴミなどの廃薬
物焼却設備の燃焼制御プロセスにおけるゴミ供給量制御
方法に係り、特に、郊外物質の発生を抑制いて、誘引通
風機の電流値から現在の焼却炉負荷をリアルタイムに検
出することにより焼却炉に供給する燃料量を調整し、燃
焼制御をより厳密にすることにより、公害物質の発生を
抑制するゴミ焼却設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴミ焼却施設はその焼却処理プロセスの
中で、排ガスや排水、悪臭などの公害物質を発生する危
険を潜存的に持っているので、大気汚染防止法などの公
害規制法令に適合するものでなければならない。これに
対し焼却されるゴミは重油や石炭などの化石燃料と異な
り、低位発熱量が季節や天候、収集地域により変動する
変動要素の強いものである。また、含有する水分が多
い、形状や大きさ、密度が多様で燃焼速度が一様ではな
い、といった燃料特性をもつため、ゴミ焼却炉では燃焼
状態を常に監視し、窒素酸化物やＣＯなどの環境汚染物
質の発生を抑制している。

【０００３】都市ゴミ焼却設備に用いられている焼却装
置の１つである流動床式焼却炉は、炉底に流動媒体とし
て小径の砂を充填し、下部からの流動用押し込み空気に
より流動層を形成し、高温流動媒体の中でゴミの乾操・
焼却を行うもので、投入されたゴミはほぼ完全に灰化さ
れる。一方、ゴミの炉内投入量はゴミの形状などにより
不安定なため、Ｏ_２センサにより炉内の酸素量を検出す
るなどして燃焼制御を行い、窒素酸化物やＣＯの発生を
抑制している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの燃焼
制御は炉内におけるゴミの燃焼結果をエアヒータなどの
廃熱利用設備の後段で検出するため、炉内の燃焼状態を
検出するまでの時間的な遅れが大きく、投入ゴミ量の突
発的な変動に追従ができない。すなわち、ゴミ投入量が
突発的に増大したときに窒素酸化物の発生量が大となる
傾向がある。また、逆にゴミホッパが空になったり、給
塵装置内のゴミのからみなどにより、いわゆるゴミ切れ
状態が続くと、炉内のガス温度が低下し、ＣＯ発生が起
こる。ＣＯの値は正常な燃焼時にはほぼ０ｐｐｍである
が、このようなＣＯ発生時には１０００ｐｐｍ以上にも
なることがある。ＣＯは４時間平均値で評価するが、ゴ
ミ切れ状態が数分間続くとＣＯ４時間平均値が大きく上
昇するため、ゴミ切れの検出と燃焼制御が特に重要にな
る。

【０００５】以上のような状況から、ゴミ焼却施設で
は、重油や石炭などの化石燃料を用いたボイラの燃焼制
御のように、負荷設定に対して供給される実燃料量を計
測し、それに対応した空気量配分を設定する厳密な燃焼
制御ができない。そのため、あらかじめ決めた負荷設定
とゴミ質（ゴミの低位発熱量やゴミのかさ比重）から燃
料としてのゴミ量を過去の経験などをもとに設定し、そ
れに対して空気量を設定する制御を基本とし、さらに時
間的には後追いでＯ_２濃度から空気量を徹調整してい
た。

【０００６】上記問題の解決策として、炉内投入前のゴ
ミをマイクロ波を利用したセンサやＩＴＶカメラによる
画像処理から検出し、燃焼用空気量を先行制御する方法
があるが、マイクロ波を利用したセンサは照射したマイ
クロ波が乱反射を起こしゴミの正確な検出が困難であ
り、ＩＴＶカメラを利用した画像処理器は背景部分であ
る壁面が投入したゴミにより汚れるために投入ゴミの輪
郭抽出が困難になる。また、センサ部・カメラ部に投入
ゴミの塵挨が付着するなどの難点があり、焼却前のゴミ
の実燃料量を計測して燃焼用空気量を先行制御する手段
を困難なものとしていた。

【０００７】すなわち、従来では、現在実施されているＯ_２制御によるフイードバック制
御は、燃焼後の状態量を煙道で取り込んでいるため、時
間的な遅れが大きく、ゴミ供給量の突発的な変動には追
従できない。

【０００８】ＩＴＶカメラなどの光学式のゴミ検出器
は、塵挨により短時間でセンサ部が汚れるため、清掃作
業が必要となり、長期連続運転に適さない。

【０００９】マイクロ波センサはゴミ質により反射な
どの影響があり、正確ではない。

【００１０】等の問題点があった。

【００１１】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、時間遅れが少なく自動燃焼制
御を行えるゴミ焼却設備を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的は、焼却炉運転
中の誘引通風機インバータの電流値をＤＣＳ（Digital
Contorller System)などの中央制御装置で監視し、例え
ば電流値が計器の８５％以上に上昇する場合をゴミのど
さ落ちとして判定し、また電流値が計器の３０％以下の
状態が続く場合をゴミ切れとして判定する装置をゴミの
投入量制御に追加することにより達成される。

【００１３】すなわち、本発明は、誘引通風機などのフ
ァンにより、炉内の圧力を一定に保つ制御を行う焼却炉
において、誘引通風機のファンを駆動するモータの駆動
電流値に応じて、燃料供給量及び燃焼空気量の制御を行
う制御手段を備え、前記制御手段は、前記モータの駆動
電流値に判定基準を設定し、前記判定基準に基づいて焼
却炉内の燃焼状態を数パターンに判定し、そのパターン
に応じた燃料供給量及び燃焼空気量制御を実行する。ま
た、前記制御手段は前記モータの駆動電流値の判定基準
を運転データに基づいて自動設定する。なお、前記モー
タの駆動電流値としては、モータを駆動するインバータ
の電流値が使用される。

【００１４】このように構成すると、焼却炉運転中の誘
引通風機用インバータの電流値は焼却炉の負荷と比例し
て増減するため、本電流値が計器の最大レンジ近くまで
上昇する場合をゴミのどさ落ちと判定する。焼却炉内に
短時間で大量のゴミが投入される、いわゆるどさ落ちは
燃焼用空気量が一時的に不足することが原因で不完全燃
焼を起こすため、どさ落ち発生が検出されたときには、
焼却炉に供給するゴミ量を減らし、または、ゴミの供給
を一時的に停止し、さらに速やかに燃焼用空気コントロ
ールダンパを開けば、ＣＯ発生を抑制することができ
る。

【００１５】また、焼却炉運転中であるのに本電流値が
計器レンジの３０％以下の状態が続く場合をゴミ切れ状
態として判定装置により判定する。ゴミ切れ状態は炉内
空気の温度低下を招き不完全燃焼を起こすため、本手段
によりゴミ切れ状態を検出することにより速やかに燃焼
用空気コントロールダンパを絞れば、窒素酸化物やＣＯ
の発生を抑制できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１７】図１は都市ゴミ焼却設備に本発明による誘
引通風機インバータを使用した焼却炉負荷検出装置を付
加した例を示す燃焼系統部である。

【００１８】図１において、この都市ゴミ焼却設備は、
投入ホッパ１、投入ゴミ２、移送スクリュー３、投入シ
ュート４、流動床式焼却炉５、流動ブロワ６、２次空気
送風機７、燃焼用空気コントロールダンパ８、燃焼制御
部９、ガス冷却１０、エアヒータ１１、減温塔１２、バ
グフィルタ１３、誘引通風機１４、および誘引通風機用
インバータ１５の各要素から構成されている。

【００１９】この焼却設備では、投入ホッパ１から投入
されたゴミ２は移送スクリュー３により粗破砕されなが
ら移送され、投入シュート４を落下する。投入シュート
４を落下するゴミ２は流動妹式焼却炉５へ落下し焼却さ
れる。流動ブロワ６、及び２次空気送風機７は吐出圧力
をプロセス値として、焼却炉５に吹込む燃焼空気圧が常
に一定となるように吐出圧力一定制御を実施している。
制御手段としての燃焼制御部９の定常時動作は、燃焼炉
５内の雰囲気の酸素濃度を検出するＯ_２センサの出力信
号を常に取り込み、燃焼用空気コントロールダンパ８に
対して炉５内の燃料量に応じた空気量設定を行うもので
ある。また、燃焼制御部９は流動床式焼却炉５内の圧力
信号を常に取り込み、その値が一定の負圧となるように
誘引通風機用インバータ１５に対して回転数指令を出力
する。燃焼制御部９からの信号を受けた誘引通風機用イ
ンバータ１５は誘引通風機１４の回転数を制御し、誘引
通風機１４の電流を燃焼制御部９に出力する。

【００２０】本発明は、誘引通風機用インバータ１５か
ら燃焼制御部９に出力された誘引通風機１４の電流値を
焼却炉負荷として監視するものであり、誘引通風機１４
の電流値が計器レンジの８５％を越えた場合は焼却炉５
内にどさ落ちがあったと判断し、燃焼制御部９から燃焼
用空気コントロールダンパ８に対して開度を大とする指
令が出力され、焼却炉５内に送風する燃焼空気を増大さ
せる。また、移送スクリュー３に対して回転速度を小と
する指令が出力され、焼却炉５内に投入するゴミを減少
させる。これら２つの動作を同時に行うことにより、焼
却炉５内の酸素不足状態を速やかに解消し、ＣＯ発生を
抑制する。

【００２１】誘引通風機１４の電流値が計器レンジの３
０％を下回る状態が継続した場合は、焼却炉５内にゴミ
が投入されていないゴミ切れ状態が発生していると判断
し、燃焼制御部９から燃焼用空気コントロールダンパ８
に対して閉度を小とする指令が出力され、焼却炉５内に
送風する燃焼空気を減少させる。また、移送スクリュー
３に対して回転速度を大とする指令が出力され、投入ホ
ッパ１内のゴミを焼却炉５内に投入するよう動作する。
これら２つの動作を同時に行うことにより、焼却炉５内
の酸素過剰状態を解消し、窒素酸化物やＣＯの発生を抑
制する。

【００２２】図２に誘引通風機１４の電流値からゴミの
どさ落ち状態、及びゴミ切れ状態を検出する例を示す。
図２において２０は誘引通風機電流である。このグラフ
において、２１の領域は誘引通風機電流が８５％を越え
ているためゴミのどさ落ち状態と判断される。また、２
２の領域は誘引通風機電流が３０％以下の状態が続いて
いるためゴミ切れ状態と判断される。

【００２３】電流の計器レンジは各焼却炉によって異な
り、また焼却炉運転中の定常電流値も異なるため、ゴミ
切れが発生したと判断するための電流値は当初は計器レ
ンジの３０％に設定するが、焼却炉起動時に実施するパ
ージ中の電流値に１．５を乗じた値を自動で設定するよ
うプログラムしておく。本プログラムにより炉内に焼却
するゴミが存在しない焼却炉起動時のパージ中の誘引通
風機の電流値を基準とすることが可能となる。

【００２４】また、ごみのどさ落ちが発生したと判断す
るための電流値は当初は計器レンジの８５％に設定する
が、焼却炉運転中の負荷運転時の平均電流値に１．７を
乗じた値を自動で設定するようプログラムしておく。本
プログラムにより負荷運転時の誘引通風機の電流値を基
準とすることが可能となる。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、誘引通
風機のファンを駆動するモータの駆動電流値に応じて、
燃料供給量及び燃焼空気量の制御を行う制御手段を備
え、前記制御手段は前記モータの駆動電流値に判定基準
を設定し、前記判定基準に基づいて焼却炉内の燃焼状態
を数パターンに判定し、そのパターンに応じた燃料供給
量及び燃焼空気量制御を実行するので、この判定結果に
応じて安定した燃焼制御が実現でき、窒素酸化物やＣＯ
などの発生を抑制できる。

【００２６】また、前記駆動電流値はモータの駆動にイ
ンバータを使用するものであれば、誘引通風機のインバ
ータの電流値を監視することにより行うことができるの
で、検出も容易である。

【００２７】また、炉内のゴミの燃焼状態を誘引通風機
のモータの駆動電流値で検出するので、塵挨や汚れによ
る影響を受けにくく、経年変化もほとんどなく、長期間
にわたる高信煩な燃焼負荷の検出が可能である。

【００２８】また、センサを使用しないので、センサの
メンテナンスや清掃が不要であり、維持コストも不要と
なる。

【００２９】さらに、誘引通風機のモータの駆動電流値
（インバータの電流値）を炉内の燃焼状態計量装置とし
て使用するため、装置の低価格化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るゴミ焼却設備の概略構
成を示す燃焼系統図である。

【図２】誘引通風機の電流値からゴミのどさ落ち状態、
及びゴミ切れ状態を検出する例を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

１投入ホッパ２投入ゴミ３移送スクリュー４投入シュート５流動床式焼却炉６流動ブロワ７２次空気送風機８燃焼用空気コントロールダンパ９燃焼制御部１０ガス冷却室１０１１エアヒータ１２減温塔１３バグフィルタ１４誘引通風機１５誘引通風機用インバータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘引通風機などのファンにより、炉内の
圧力を一定に保つ制御を行う焼却炉でゴミを焼却するゴ
ミ焼却設備において、誘引通風機のファンを駆動するモータの駆動電流値に応
じて、燃料供給量及び燃焼空気量の制御を行う制御手段
を備え、前記制御手段は、前記モータの駆動電流値に判定基準を
設定し、前記判定基準に基づいて焼却炉内の燃焼状態を
数パターンに判定し、そのパターンに応じた燃料供給量
及び燃焼空気量制御を実行することを特徴とするゴミ焼
却設備。
【請求項２】前記制御手段は前記モータの駆動電流値
の判定基準を運転データに基づいて自動設定することを
特徴とする請求項１記載のゴミ焼却設備。
【請求項３】前記判定基準は、ゴミのどさ落ち状態と
ゴミ切れ状態の前記駆動電流値に基づいて設定されてい
ることを特徴とする請求項２記載のゴミ焼却設備。
【請求項４】前記モータの駆動電流値はモータを駆動
するインバータの電流値であることを特徴とする請求項
１に記載のゴミ焼却設備。