JP2006046867A - 燃焼システムの着火方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のバーナへ一つの燃料ポンプにより油燃料を供給するように構成した燃焼システムにおいて、燃焼バーナの増加時の失火を防止すること。
【解決手段】 互いに隔離して設けられ、それぞれ着火手段３５，３６を有する複数のバーナ３，５と、これらバーナ３，５へ油燃料を供給する燃料ポンプ２８と、この燃料ポンプ２８から前記各バーナ３，５への燃料供給を制御する燃料弁３１，３３とを備える燃焼システムの着火方法において、既燃のバーナと別のバーナへ燃料を供給して着火する際に、前記既燃バーナの着火手段を作動させることを特徴とする。また、前記燃料ポンプ２８が電磁ポンプであることを特徴とする。さらに、前記燃焼システムが乾留ガスを生成するガス化室４および乾留ガスを燃焼させる燃焼室６を有する乾留焼却炉であり、前記複数のバーナが、前記ガス化室４の着火バーナ３および前記燃焼室６の助燃バーナ５を含むことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、乾留焼却炉などの燃焼システムの着火方法に関するものである。

従来、乾留焼却炉として、下記特許文献１に記載のものが提案されている。なお、下記において、括弧書きの符号は、各特許文献中における符号である。

下記特許文献１に記載のものは、被焼却物の焼却部(2)と有害物質の除去部(2a)とから
なり、焼却部(2)は、被焼却物(5)を焼却する加熱バーナ(12a)付きの一次燃焼室(9)と、この一次燃焼室(9)の上部に設けた乾燥室(10)とを備え、除去部(2a)は、焼却部(2)から排出される未燃ガスを焼却するための加熱バーナ(12)付きの二次燃焼室(11)と、焼却部(2)側
を負圧状態にするファン(3)を備えたものである。
特開平１１−１４１８３５号公報

この出願の発明者らは、特許文献１に記載のような互いに隔離された複数のバーナ(12a)(12)を備える乾留焼却炉において、複数のバーナへ一つの燃料ポンプにより油燃料を供給するようにシステムを構成した場合、つぎの課題があることを見出した。すなわち、既に着火し燃焼しているバーナに加えて、未着火のバーナを着火させようとした場合、燃料ポンプの特性などにより、既に着火しているバーナの油圧が低下して、失火する可能性があることを見出した。

この発明が解決しようとする課題は、複数のバーナへ一つの燃料ポンプにより油燃料を供給するように構成した燃焼システムにおいて、燃焼バーナの増加時の失火を防止することである。

この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、それぞれ着火手段を有する複数のバーナへ燃料ポンプにより油燃料を供給する燃焼システムの着火方法において、既燃バーナと別のバーナへ燃料を供給して着火する際に、前記既燃バーナの着火手段を作動することを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記燃料ポンプが電磁ポンプであることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２において、前記燃焼システムが乾留ガスを生成するガス化室および乾留ガスを燃焼させる燃焼室を有する乾留焼却炉を含み、前記複数のバーナが前記ガス化室の着火バーナおよび前記燃焼室の助燃バーナを含むことを特徴としている。

この発明によれば、燃焼バーナの増加時、既燃バーナの着火手段を作動させるので、油圧低下による既燃バーナの失火を防止することができる。

つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、乾留ガス化方式焼却炉
のみならず、それぞれ着火手段を有する複数のバーナと、これらバーナへ油燃料を供給する燃料ポンプと、この燃料ポンプから前記各バーナへの燃料供給を制御する燃料弁とを備える燃焼システムに適用可能である。特に、燃料ポンプとして電磁ポンプを用いたシステムに好適に実施される

この発明の実施の形態は、それぞれ着火手段を有する複数のバーナと、これらバーナへ油燃料を供給する燃料ポンプと、この燃料ポンプから前記各バーナへの燃料供給を制御する燃料弁とを備える燃焼システムの着火方法において、既燃（既に燃焼している）バーナと別のバーナへ燃料を供給して着火する際に、前記既燃バーナの着火手段を作動させることを特徴としている。

この実施の形態においては、前記バーナに着火するには、同バーナの着火手段を作動させると共に、同バーナへの燃料弁を開いて、前記燃料ポンプを駆動する。これにより１本のバーナが着火して燃焼を開始する。つぎに、燃焼バーナを増加するには、既燃のバーナ以外の追加燃焼バーナの着火手段を作動させると共に、同バーナへの燃料弁を開く。これにより、前記燃料ポンプから燃料が供給され、追加燃焼バーナが着火して燃焼を開始する。この燃焼バーナの増加時、既燃バーナへの供給される燃料の圧力（油圧）が一時的に低下して、同バーナが失火する虞があるが、この実施の形態においては、既燃バーナの着火手段が作動されるので、たとえ瞬時的に失火しても再度着火され、失火が防止される。

つぎに、この実施の形態の各構成要素について、説明する。前記バーナは、油燃料を燃焼させるバーナであって、２本以上あれば良い。これらバーナは、互いに隔離されて配置される。この隔離とは、好ましくは、隔壁により隔離するが、これに限定されるものではなく、既燃バーナが失火したとき追加燃焼バーナの着火手段によりスムーズな着火が不可能な状態な配置をも意味する。これらの各バーナには、それぞれ着火手段を有している。この着火手段は、好ましくは、スパーク点火式のものとするが、これに限定されるものではない。

前記燃料ポンプは、燃料タンクから複数の前記バーナへ燃料を並列に供給するものであり、好ましくは、電磁ポンプとするが、電磁ポンプ以外であって燃焼バーナの増加時に一時的に油圧が低下するポンプとすることができる。

前記燃料弁は、前記各バーナへの燃料の供給、遮断を制御できれば、どのような構成の弁で有っても良いが、好ましくは、電磁開閉弁とする。

以上の構成要素により、燃焼システムが構成されるが、この実施の形態の特徴部分は、既燃のバーナと別のバーナへ燃料を供給して着火する際に、前記既燃バーナの着火手段を作動させる構成である。この構成は、マイクロコンピュータなどの制御器の制御手順により、前記燃料ポンプ、前記着火手段および前記燃料弁を制御することで実現される。この制御手順において、既燃バーナの着火手段の作動タイミングは、好ましくは、追加バーナの着火手段の作動タイミングと同時とするが、これに限定されるものではなく、前記燃料弁が開く前，油圧が低下する前とすることができる。さらに油圧センサを設けて、圧力低下時のみ着火手段を作動させるように構成することができる。

以下、この発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の燃焼システムである乾留焼却炉の一実施例の概略構成を示す説明図であり、図２は、同実施例の制御回路でり、図３は、同実施例の乾留焼却工程を説明するフローチャート図である。本実施例の乾留焼却炉１は、乾留ガス化方式および二次燃焼方式により、廃棄物などの被焼却物２を焼却処理する装置である。この乾留焼却炉１は、着火バーナ（第一バーナ）
３を有し被焼却物２を収容するガス化室４と、助燃バーナ（第二バーナ）５を有し被焼却物２から発生させた乾留ガスを燃焼させる燃焼室６と、この燃焼室６からの燃焼排ガスを装置外へ排出する排気筒７と、前記ガス化室４や前記燃焼室６およびそれらに設けた前記各バーナ３，５へ空気を供給する送風機８とを主要部として備える。

前記ガス化室４には、被焼却物２の投入口１０および焼却後の灰出し口１１が設けられている。前記投入口１０，前記灰出し口１１には、それぞれ第一扉１２，第二扉１３が開閉可能に設けられている。

前記着火バーナ３には、前記送風機８に接続される第一ダクト１４から分岐された第二ダクト１５を介して前記送風機８からの空気が供給可能とされている。そして、その第二ダクト１５には、前記着火バーナ３の手前に第一ダンパ１６が設けられており、着火バーナ３への供給空気量を調整可能である。

また、前記ガス化室４には、前記ガス化室４内の温度を検出するための第一温度センサ１７が設けられる。この第一温度センサ１７は、前記ガス化室４の排ガス出口部付近に設けられる。さらに、前記ガス化室４内下部の炉床には、このガス化室４内に空気を導入するガス化空気管１８が設けられている。

このガス化空気管１８は、前記送風機８からの空気を前記ガス化室４の炉床からこのガス化室４内に導入するものであり、その入口部には、第二ダンパ１９が設けられている。この第二ダンパ１９は、駆動モータ（図示省略）により停止位置を変更して開度を調整するものであり、前記ガス化空気管１８への空気供給量を調整することができる。

前記燃焼室６は、上下に細長い円筒状とされ前記ガス化室４と連通されている。この燃焼室６の下部には、前記助燃バーナ５が設けられる。また、この助燃バーナ５には、第一ダクト１４から分岐される第三ダクト２０に設けた第三ダンパ２１を介して前記送風機８からの燃焼用空気が供給される。この燃焼室６には、その出口部温度（燃焼室温度）を検出する第二温度センサ２２を設けている。

さらに、燃焼室６には燃焼用空気路２３が接続される。この燃焼用空気路２３は、ガス化室４からの乾留ガスを前記助燃バーナ５にて燃焼させるために、乾留ガスに空気を混合するためのものである。本実施例では、燃焼用空気路２３は、図１に示すように、前記第一ダクト１４に連通する前記燃焼室６の外周に形成される通路２４，前記第一ダクト１４および前記第一ダクト１４と前記外周通路２４とを接続する第四ダクト２５を含む。この第四ダクト２５には第四ダンパ２６を設けている。

前記送風機８は、前記着火バーナ３、前記ガス化空気管１８、前記助燃バーナ５および前記燃焼用空気路２３へ共通的に空気を送り込むファンである。本実施例の送風機８は、インバータ制御にて回転数を制御可能である。そして、前記送風機８と前記各ダンパ１６，１９，２１，２６との間の空間には、その空間内の圧力を計測する圧力センサ３０が設けられており、その圧力センサ３０の出力に基づき、前記送風機８の回転数を制御可能としている。この圧力センサ３０は、図１に示すように、前記第一ダクト１４上部に設けられている。

つぎに、燃料系統につき説明する。前記着火バーナ３および前記助燃バーナ５には、補助燃料としての灯油が供給可能とされている。すなわち、前記着火バーナ３には、燃料タンク２７からの補助燃料が、燃料ポンプ２８を有する第一給油ライン２９と第一電磁弁３１を有する第二給油ライン３２とを介して供給される。また、前記助燃バーナ５には、前記第一給油ライン２９と第二電磁弁３３を有する第二給油ライン３４とを介して供給され
る。前記燃料ポンプ２８は、電磁ポンプが用いられている。

そして、前記着火バーナ３および前記助燃バーナ５には、それぞれスパークを形成するすることにより、各バーナ３，５に着火するスパーク点火式の第一着火器３５および第二着火器３６（図２参照）を備えている。

また、本実施例の制御回路を図２に基づき説明する。前記第一温度センサ１７，前記第二温度センサ２２および前記圧力センサ３０からの信号を入力して、制御器３７は、前記バーナ３，助燃バーナ５への送風量や風圧、および前記各バーナ３，５への燃料の供給量を制御すると共に、前記第一着火器３５，前記第二着火器３６を制御して、図３に示す乾留硝焼却の各工程を制御する。この実施例においては、前記制御器３７の制御手順（プログラム）は、この発明の特徴とする失火防止の制御手順を含んでいる。図２においては、前記各ダンパ１６，１９，２１，２５の駆動手段を図示省略している。

この失火防止の制御手順は、既燃のバーナが存在する状態において、この既燃バーナと別のバーナ（追加バーナ）へ燃料を供給して着火する際に、追加バーナの着火器を作動させるだけでなく、既燃バーナの着火器を作動させることを特徴とするものである。以下に、乾留焼却の工程と共に、詳細に説明する。

まず、乾留焼却炉１の運転開始に際し、前記投入口１０の前記第一扉１２を開けて被焼却物２を前記ガス化室４内へ投入し、前記投入口１０の第一扉１２を閉めて被焼却物２を前記ガス化室４内に収容する。つぎに、あらかじめ決められたプログラムに従い、前記制御器３７により被焼却物２の焼却処理がなされる。

この基本的焼却作業は、バッチ処理であり、このバッチ処理は、図３に示すように、予熱工程、乾留工程、おき火工程、およびポストパージ工程とからなる。そして、これら作業中には、前記送風機８を作動させるが、前記ガス化室４や前記燃焼室６への各供給空気量およびそれらに設けた各バーナ３，５への各供給空気量は、それぞれに設けたダンパ１９，２６，１６，２１の停止位置を調節することで設定される。その際、圧力センサ３０の出力に基づいて、前記送風機８の回転数を制御することで、所定の風圧で空気を供給できる。したがって、各工程において所望の送風量を安定して供給することができる。

予熱工程は前記助燃バーナ５のみを作動させて、前記燃焼室６内で補助燃料を燃焼させることにより、ダイオキシン類を分解することができる温度以上に前記燃焼室６内を予熱する工程である。この助燃バーナ５の作動は、前記制御器３７が、前記燃料ポンプ２８を駆動すると共に。前記第二電磁弁３３を開き、前記第二着火器３６へ給電し、これを作動することにより、行われる。

この予熱工程において、前記燃焼室６内の温度が８２０℃以上になると、予熱工程を終了して乾留工程へ移行する。この乾留工程では、前記助燃バーナ５の燃焼を継続させながら、前記ガス化室４内において、前記着火バーナ３により補助燃料を燃焼させて被焼却物２に着火する。この着火の際に、前記制御器３７による失火防止機能が作動する。

すなわち、前記助燃バーナ５は既燃バーナであり、追加バーナである着火バーナ３を着火しようとして、前記第一電磁弁３１を開くと、前記燃料ポンプ２８が電磁ポンプであることもあって、前記各バーナ３，５への給油圧力が低下する。このため前記着火バーナ３は、油圧低下により失火しようとするが、この助燃バーナ５に付設の前記第二着火器３６の作動により、失火が防止される。その結果、この助燃バーナ５の失火に伴う焼却停止などのトラブルを回避できる。

被焼却物２に着火したら前記着火バーナ３の作動を停止する。そして、前記ガス化空気管１８からガス化室４内へ空気を供給するのであるが、その供給量をゴミ燃焼量に必要とする理論空気量以下（空気比0.1〜0.2）に制限することにより、被焼却物２を蒸し焼き状態とする。これにより、被焼却物２から乾留ガスが発生する。これ以降、この着火バーナ３は、乾留ガスの発生を促す必要があるとき作動を再開される。そして、この再着火の際、前記助燃バーナ５は、原則的に一定量の燃焼を継続しているので、前記制御器３７による失火防止機能が行われる。この乾留工程では、前記ガス化室４内で乾留ガスを発生させながら、この乾留ガスを前記燃焼室６内で燃焼させる。その燃焼排ガスは、前記排気筒７を通して大気中へ排出される。

所定時間に亘る乾留工程が終了した後、つぎにおき火工程へ移行する。このおき火工程は、乾留ガスが発生した残りの被焼却物２，すなわち炭化した状態の被焼却物２をおき火の状態（いわゆる「おき」の状態）で燃焼させる工程である。このおき火工程において、前記着火バーナ３は、前記ガス化室４内で「おき」状態の被焼却物２の焼却を促す必要があるとき、前記第一ダンパ１６を開いて補助燃料による燃焼を再開する。また、前記第二ダンパ１９を開いて前記ガス化空気管１８から前記ガス化室４への供給空気量は増加させる。そして、前記助燃バーナ５は、前記燃焼室６内の温度を設定温度に維持するように補助燃料を燃焼させる。このおき火工程においても、乾留工程のときと同様、前記燃焼室６からの８２０℃以上の燃焼排ガスは、前記排気筒７を介して大気中へ排出される。

おき火工程においては、前記着火バーナ３の作動を停止し、前記助燃バーナ５を作動し、被焼却物２が燃え尽きるまでの間、徐々に前記ガス化室４内の温度を低下させる。そして、前記ガス化室４内の温度が所定温度，たとえば３２０℃以下になると、ゴミもほぼ燃焼し尽くしたと判断されるので、前記助燃バーナ５も停止し、ポストパージ工程へ移行する。

ポストパージ工程は、前記ガス化室４および前記燃焼室６を冷却する工程である。このポストパージ工程においては、両バーナ３，５をともに停止させ、前記ガス化空気管１８や燃焼用空気路２３から空気を導入することにより、前記ガス化室４および前記燃焼室６を冷却する。そして、所定時間に亘るポストパージ工程が終了すると、送風を停止し、焼却処理を終了する。

この発明は、前記実施例に限定されるものではなく、乾留焼却炉の構成は種々変更可能である。

本発明の乾留焼却炉の一実施例の概略構成を示す説明図である。 図１の乾留焼却炉の燃焼室部分を拡大して示す概略断面図である。 図１の乾留焼却炉の基本的焼却作業工程を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 乾留焼却炉
２ 被焼却物
３ 着火バーナ
４ ガス化室
５ 助燃バーナ
６ 燃焼室
８ 送風機
２７ 燃料タンク
２８ 燃料ポンプ
３１ 第一電磁弁（燃料弁）
３３ 第二電磁弁（燃料弁）
３５ 第一着火器（着火手段）
３６ 第二着火器（着火手段）
３７ 制御器（制御手段）

Claims (3)

1. それぞれ着火手段３５，３６を有する複数のバーナ３，５へ燃料ポンプ２８により油燃料を供給する燃焼システムの着火方法において、既燃バーナ５と別のバーナ３へ燃料を供給して着火する際に、前記既燃バーナ５の着火手段３６を作動することを特徴とする燃焼システムの着火方法。
2. 前記燃料ポンプ２８が電磁ポンプであることを特徴とする請求項１に記載の燃焼システムの着火方法。
3. 前記燃焼システムが乾留ガスを生成するガス化室４および乾留ガスを燃焼させる燃焼室６を有する乾留焼却炉を含み、前記複数のバーナが前記ガス化室４の着火バーナ３および前記燃焼室６の助燃バーナ５を含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃焼システムの着火方法。

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