JP2006125759A

JP2006125759A - 焼却炉の運転制御装置

Info

Publication number: JP2006125759A
Application number: JP2004316276A
Authority: JP
Inventors: Ryuji Ito; 隆二伊藤; Hirotaka Ikeda; 広孝池田; Kazuhiro Miyatani; 和宏宮谷
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2006-05-18

Abstract

【課題】焼却炉への瞬間的なごみどさ落ちなどによる焼却炉への入熱量が変動した場合のおいても、焼却炉後流側の廃熱ボイラへの供給蒸気量を安定化すること。
【解決手段】搬送されたごみを焼却する焼却炉６と、焼却炉で発生した排ガスを利用する廃熱ボイラ７と、を備える焼却設備において、焼却炉６の炉内温度を計測する温度計３３を設け、温度計で計測した炉内温度があらかじめ設定した規定値以上の温度変化を生じたことを検知し、この検知によって、酸素ガス１７を廃熱ボイラ７の入口側の二次燃焼室に供給して未燃分を燃焼させること。また、炉内温度の温度変化量に対応して酸素ガスの供給量を決定すること。
【選択図】図１

Description

本発明は、焼却設備に係り、特に、併設する発電設備で得られる発電電力量の安定化を図る焼却炉において、瞬間的な焼却炉への入熱の変動に対応する焼却炉の運転制御装置に関する。

従来技術における焼却炉の運転制御装置に関する全体系統の構成を図２に示す。図２において、廃熱ボイラを用いて発生蒸気を利用した発電設備を併設する焼却炉においては、需要電力に応じた電力を安定して供給することが要求される。このためには、まず焼却炉への入熱量を制御し、焼却炉内で燃焼させ最終的に廃熱ボイラへの入熱量を需要電力に応じたものとすることが必要となる。

しかし、焼却対象となる都市ごみ等のごみは、多種多様な構成要素から成り立っているため、ガスや重油及び石炭等を燃料とする発電設備のように、焼却炉への入熱量を燃料投入量にて調整する手法と同様にして、給塵装置などのごみ供給装置で定量供給した場合では焼却炉への入熱量は一定にならない。

焼却炉への入熱量一定を図るために、特許文献１に示すような技術が既に提案されている。特許文献１の技術を図２を参照して説明すると、ごみの応力比がごみの発熱量と相関関係にあることを利用して、ごみクレーンバケット３に応力計、開度計を設置し、ごみを掴んだごみクレーンバケット３の開度を狭めたときの圧力検出装置の指示値の変化量からごみの応力比を求め、これと予め求めておいたごみ発熱量と応力比の相関関係から発熱量をもとめ、ごみの供給量を制御し、焼却炉６への入熱量を制御するものである。

特許文献１では、ごみピット１内のごみをごみクレーンバケット３で掴み、このとき前述した手法にてごみの発熱量を求めて、ごみホッパ４へ投入後、給じん機５にて焼却炉６へ定量供給する。燃焼用空気は燃焼用送風機１４にて供給されるが、供給空気量は酸素濃度計３２にて計測した排ガス中の酸素濃度から算出して供給する運転制御方法となっている。
特開平９−１７８１４７号公報

しかしながら、特許文献１に示すような入熱量制御方法を採用した場合、平均的にはほぼ均一な入熱の確保が可能ではあるが、焼却炉では、ごみのどさ落ちといわれる、ごみがひとかたまりで落ちる現象が生じ、この現象が生じた場合、特許文献１による入熱量制御方法にみで対処すると、瞬間的に燃焼状態が不安定になり、未燃分の増加による発熱量の減少、すなわち廃熱ボイラへの入熱量が低下し、ひいては発電量の変動につながってしまう。

また、排ガス中の酸素濃度変化を検出してこの検出に応じて燃焼用空気量を制御して対応する方法も考えられるが、排ガス中の酸素濃度を測定した後に対応すると云うことでは、測定自身に時間がかかり制御に遅れが出ることと、さらに、大型補機である燃焼用空気ファン自身の応答遅れを考慮した場合、この方法によってごみのどさ落ち等への対応は不可能である。

上述した特許文献１の技術は、比較的長時間運転での平均的な入熱量の制御としては有効であるものの、ごみどさ落ち等の瞬間的な発熱量変動に対する配慮がされておらず、これによって発電電力量の変動が発生し得る。

本発明の目的は、焼却炉での焼却熱を利用する廃熱ボイラ発電設備において、安定した発電出力を得るための焼却炉運転制御装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明は次のような構成を採用する。
搬送されたごみを焼却する焼却炉と、前記焼却炉で発生した排ガスを利用する廃熱ボイラと、を備える焼却設備において、前記焼却炉の炉内温度を計測する温度計を設け、前記温度計で計測した炉内温度があらかじめ設定した規定値以上の温度変化を生じたことを検知し、この検知によって、酸素ガスを前記廃熱ボイラの入口側の二次燃焼室に供給して未燃分を燃焼させる構成とする。

また、前記焼却炉の運転制御装置において、前記炉内温度の温度変化量に対応して前記酸素ガスの供給量を決定する構成とする。さらに、前記焼却炉の運転制御装置で実施される上述したような、温度計による炉内温度の規定値以上の温度変化量の検知、前記検知に基づく酸素ガスの二次燃焼室への供給からなる運転制御方法。

本発明によると、焼却炉に廃熱ボイラを設置してその発生蒸気にて発電を行う施設において、廃熱ボイラへの入熱量がきめ細かく制御可能となるため、発電電力の精密な制御が可能となる。

また、排ガス中の未燃分を低減することもでき、ダイオキシンの再デノボ合成の要因因子である炭素粒子の低減も可能であるためダイオキシン排出量を低減することができる。

本発明の実施形態に係る焼却炉の運転制御装置について、図１を参照しながら以下説明する。図１は本発明の実施形態に係る焼却炉の運転制御装置に関する全体構成を示す系統図である。

図１において、１はごみピット、２はごみクレーン、３はごみクレーンバケット、４はごみホッパ、５は給じん機、６は焼却炉、７は廃熱ボイラ、８は過熱器、９はエコノマイザ、１０は減温装置、１１は集じん装置、１２は誘引通風機、１３は煙突、１４は燃焼用送風機、１５は空気予熱器、１６は酸素発生装置、１７は酸素ガス貯留槽、３１は流量計、３２は酸素濃度計、３３は音響式ガス温度計、をそれぞれ表す。

焼却対象物であるごみは、ごみピット１からごみクレーンバケット３で掴まれごみクレーン２にて焼却炉のごみホッパ４へ搬送される。搬送されたごみは給じん機５で焼却炉６へ投入される。焼却対象物であるごみはごみクレーン２にて搬送されるとき、ごみクレーンバケット３内で応力比を測定し発熱量を算出される。この算出については背景技術の項目で記述した内容と同様の手法で実施される。なお、発熱量の算出に際して、ごみクレーンバケット３内での応力比を採用することに限らず、クレーンの掴み量を採用してもよい。算出された発熱量が、廃熱ボイラ６の要求する熱量となるように給じん機５でごみ投入量を調整する。

焼却炉６内の温度は音響式ガス温度計３３などの瞬時の温度変化を測定可能な機器にて常時測定する。ここで測定された温度変化量が所定値となった場合、酸素発生装置１６の酸素ガス貯留槽１７から廃熱ボイラ７の入口にある二次燃焼室へ酸素ガスを供給し、燃焼用酸素を供給する。

さらに詳しく説明すると、本実施形態においては、音響式ガス温度計３３などの瞬時の温度変化を測定可能な機器を用いて、常時焼却炉温度を測定し、予め設定した関数による規定値以上の急激な温度変化が生じた場合（温度計を接続した温度コントローラによって経時的な温度変化を検出している）、どさ落ちまたはごみ質の変化と判定して、酸素ガスを二次燃焼室に供給するとともに、この温度変化量に対応して酸素ガスの供給量を決定する。

酸素ガスは酸素発生装置１６の酸素ガス貯留槽１７から廃熱ボイラ入口の二次燃焼室へ供給され、どさ落ちの場合に不足となる燃焼用酸素が供給されて、廃熱ボイラ７入口の入熱量が確保されることとなる。

以上説明したように、従来、発電出力を制御するために、クレーンの掴み量またはごみバケット内の応力比を用いてごみの発熱量を設定し、このごみ発熱量に応じた給塵制御を行い、発電機出力の制御を行う運転を実施している場合においても、焼却炉ではごみのどさ落ちなどが生じ、この結果、炉温の低下すなわち廃熱ボイラヘの入熱量の低下を生じてしまうということがあった。これを防止するため、本実施形態では、炉温の変動を瞬間的に感知可能な温度測定器（音響式ガス温度計など）にて測定し、この温度の変化量に応じた燃焼用の酸素ガスを、廃熱ボイラ入口にある二次燃焼室に吹き込み、瞬間的に増加する未燃分を燃焼させることで、廃熱ボイラ入口での入熱量を安定化させるものである。これによって、廃熱ボイラで発生される蒸気量を安定化することができ、発電機出力を変動させることがないようにすることができる。

本発明の実施形態に係る焼却炉の運転制御装置に関する全体構成を示す系統図である。従来技術における焼却炉の運転制御装置に関する全体構成を示す系統図である。

符号の説明

１ごみピット
２ごみクレーン
３ごみクレーンバケット
４ごみホッパ
５給じん機
６焼却炉
７廃熱ボイラ
８過熱器
９エコノマイザ
１０減温装置
１１集じん装置
１２誘引通風機
１３煙突
１４燃焼用送風機
１５空気予熱器
１６酸素発生装置
１７酸素ガス貯留槽
３１流量計
３２酸素濃度計
３３音響式ガス温度計

Claims

搬送されたごみを焼却する焼却炉と、前記焼却炉で発生した排ガスを利用する廃熱ボイラと、を備える焼却設備において、
前記焼却炉の炉内温度を計測する温度計を設け、
前記温度計で計測した炉内温度があらかじめ設定した規定値以上の温度変化を生じたことを検知し、
この検知によって、酸素ガスを前記廃熱ボイラの入口側の二次燃焼室に供給して未燃分を燃焼させる
ことを特徴とする焼却炉の運転制御装置。
請求項１において、
前記炉内温度の温度変化量に対応して前記酸素ガスの供給量を決定することを特徴とする焼却炉の運転制御装置。