JP2006234364A - 燃焼設備 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼灰中の未燃物の検出が確実で、かつその未燃物の完全燃焼が可能な燃焼設備を提供する。
【解決手段】後燃焼ゾーン３６を通る燃焼灰中での未燃物の含有を検出する未燃物含有検出手段１９と、ストーカ３から排出された燃焼灰を後燃焼ゾーン３６に戻す燃焼灰戻し手段１５，１６，１８と、未燃物含有検出手段１９の検出結果に基いて燃焼灰を戻すか否かを判断する制御部２０を備え、未燃物含有検出手段１９の検出結果に基いて制御部２０で燃焼灰中での未燃物が多いと判断されると、燃焼灰戻し手段１５，１６，１８によりストーカ３から排出された燃焼灰を後燃焼ゾーン３６に戻すことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、コーヒー粕などの被燃焼物を燃焼する燃焼設備に係り、特にストーカ上に被燃焼物を供給してその被燃焼物をストーカによって移動しながら燃焼するストーカ式燃焼設備に関するものである。

従来この種の燃焼設備として、例えば特開平６−２８２５号公報（下記特許文献１）に記載されているリドリング灰処理装置が提案されている。図５は、この灰処理装置の概略構成図である。

同図に示すように、灰処理装置５１内には複数のストーカ５２（５２ａ〜５２ｃ）が投入口５３から灰落とし口５４にかけて階段状に配置されている。投入口５３から投入されたごみなどの被燃焼物５５は、最初のストーカ５２ａで乾燥されて被燃焼物５５中に含まれている水分が除去され、次のストーカ５２ｂで１次空気の供給（図示せず）とともに本燃焼される。そして最終段のストーカ５２ｃで後燃焼されて、焼却残査５６が灰落とし口５４から落下し、灰押出装置５７により灰処理装置５１から取り出す。

ところでストーカ５２（５２ａ〜５２ｃ）の火格子５８には１次空気を供給するための無数の隙間が形成されているため、その隙間から細かい被燃焼物５５ａがストーカ５２（５２ａ〜５２ｃ）の下に落下する。特に被燃焼物５５を乾燥する最初のストーカ５２ａでは被燃焼物５５の燃焼が殆ど進行していないため、未燃状態の被燃焼物５５がそのままストーカ５２から落下することになる。この未燃状態の被燃焼物５５を前記焼却残査５６と混合して灰処理装置５１から取り出すと、排出量（体積）が嵩み、灰処理装置による減容効果が減退する。

そのためストーカ５２（５２ａ〜５２ｃ）の上に形成されている燃焼室５９に２次空気６０を供給する２次空気供給系統６１を分岐し、その分岐管６２を各ストーカ５２（５２ａ〜５２ｃ）の下部と接続する。

そして２次空気６０の一部を分岐管６２に通し、ストーカ５２（５２ａ〜５２ｃ）から落下した未燃状態の被燃焼物５５を含む燃焼灰６３を２次空気６０によって気流搬送して、２次空気供給口６４から落下させる。

２次空気供給口６４からの未燃状態の被燃焼物５５を含む燃焼灰６３はストーカ５２（５２ａ〜５２ｃ）の上に形成されている被燃焼物５５の層上に落下して、未燃物が燃焼するシステムになっている。
特開平６−２８２５号公報

ところでこの提案された灰処理装置では、未燃状態の被燃焼物５５を含む燃焼灰６３を本燃焼を行うストーカ５２ｂ上に投入している。本燃焼を行うストーカ５２ｂにはその下から燃焼用の１次空気が多量に噴出しているため、投下された燃焼灰６３はストーカ５２ｂ上に落下せず、燃焼室５９から図示しない後続のボイラ本体側に流れてしまう。

もともと燃焼灰６３は火格子５８の隙間を通って落下したものであるから、細かいものが多く、軽いため、燃焼ガスに同伴されてボイラ本体側に流れ、伝熱管などに付着して熱交換効率の低下や伝熱管の腐食など各種のトラブルを生じるという欠点がある。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、燃焼灰中の未燃物の検出が確実で、かつその未燃物の完全燃焼が可能な燃焼設備を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、例えばコーヒー粕などの被燃焼物の移動方向に沿って乾燥ゾーン、燃焼ゾーンならびに後燃焼ゾーンに分かれているストーカ上に被燃焼物を供給して、その被燃焼物をストーカによって移動しながらそのストーカの下方から供給される燃焼用空気によって燃焼する燃焼設備を対象とするものである。

そして前記後燃焼ゾーンを通る燃焼灰中での未燃物の含有を検出する例えば監視カメラなどの未燃物含有検出手段と、前記ストーカから排出された燃焼灰を前記後燃焼ゾーンに戻す例えば送風ファン、灰戻し管、イジェクターなどからなる燃焼灰戻し手段と、前記未燃物含有検出手段の検出結果に基いて燃焼灰を戻すか否かを判断する例えば切替制御部などの制御部とを備え、
前記未燃物含有検出手段の検出結果に基いて前記制御部によって燃焼灰中での未燃物が多いと判断されると、前記燃焼灰戻し手段によりストーカから排出された燃焼灰を前記後燃焼ゾーンに戻すことを特徴とするものである。

本発明は前述のような構成になっており、後燃焼ゾーンは燃焼ゾーンに比べて燃焼用空気の供給量が少ないため、層の状態が燃焼ゾーンよりも安定しており、そのために後燃焼ゾーンを通る燃焼灰中での未燃物の含有が確実に検出できる。

しかも、後燃焼ゾーンは燃焼用空気の供給量が少なく、層の状態が安定しているから、その上に燃焼灰を供給した際に飛散が少なく、確実に後燃焼ゾーン上に戻して未燃物を完全燃焼することができる。

本発明の実施形態を図とともに説明する。図１は本発明の実施形態に係る燃焼設備の概略構成図、図２はその燃焼設備に用いる燃焼ストーカの一部斜視図、図３は図２Ａ−Ａ線上の拡大断面図、図４は２次空気の供給系統図である。

図１において符号１は燃焼物、２は投入口、３はストーカ、４は第１の燃焼室、５は主灰抜出コンベヤ、６はストーカ下スクリューコンベヤ、７はスライドゲート、８はロータリバルブ、９はイジェクター、１０はダブルダンパー、１１は主灰コンベヤ、１２は切替ゲート、１３はコンテナ、１４はイジェクター、１５は灰送風ファン、１６は灰戻し管、１７はイジェクター、１８はノズル、１９は監視カメラ、２０は切替制御部、２１は水冷管壁、２２は蒸気ドラム、２３はボイラ本体、２４は水ドラム、２５は節炭器、２６は空気予熱器、２７はボイラ下スクリューコンベヤ、２８はロータリバルブ、２９は空気予熱器下スクリューコンベヤ、３０は灰回収管、４０は蒸気ヘッダー、４１は２次空気供給ノズル、４２は第２の燃焼室、４３はホッパーである。

図１に示すように、コーヒー粕等の被燃焼物１は投入口２からストーカ３上に投入され、それらストーカ３上に形成されている第１の燃焼室４において燃焼される。生成した主焼却灰は主灰抜出コンベヤ５により冷却されながら搬送され、ダブルダンパー１０を通り主灰コンベヤ１１により搬送されて、切替ゲート１２を通過した後に廃棄用のコンテナ１３に排出される。

第２の燃焼室４２には２次空気を供給するための空気供給ノズル４１が設置されており、生成した燃焼ガスは第２の燃焼室４２、ボイラ本体２３、節炭器２５、空気予熱器２６などを通って図示しない煙突へ導かれる。

ボイラ本体２３で捕集された燃焼灰はボイラ下スクリュウコンベヤ２７に集められ、節炭器２５ならびに空気予熱器２６などで捕集された燃焼灰は空気予熱器下スクリュウコンベヤ２９に集められて、後述する手段により回収される。

前記ストーカ３は図２に示すように固定火格子３１と、可動火格子３２と、
固定サイド火格子３３とから構成されており、固定火格子３１と可動火格子３２は被燃焼物１の流下方向に沿って交互に設けられている。

各可動火格子３２には可動バー４４が連結され、この可動バー４４は図示しない油圧シリンダに接続されており、可動バー４４の繰り返しの往復動により可動火格子３２が振動して、その振動により被燃焼物１は拡散されながら下側から供給される１次空気により燃焼し、順次主灰抜出コンベヤ５側に送られるようになっている。

複数のストーカ３は図１に示すように投入口２から灰落とし口３９に向けて階段状に配置されており、被燃焼物１の移動方向に沿って乾燥ゾーン３４、燃焼ゾーン３５、後燃焼ゾーン３６の３段に大まかに分かれている（図２参照）。

炉内に投入された被燃焼物１は可動火格子３２の振動により流下しながら焼却されるが、被燃焼物１がコーヒー粕のように細かくて水分含有率が５５％程度以上の粉末は、図３に示すように最初の乾燥ゾーン３４の所で可動火格子３２間の隙間３７から落下することが多い。特に細かい被燃焼物１を粒径の大きい他の物と混合しないでそれ単独で使用脚処理する場合は、隙間３７からの落下が多い。前記隙間３７は燃焼用１次空気の供給口として機能している。

燃焼ゾーン３５ならびに後燃焼ゾーン３６の領域で可動火格子３２間の隙間３７から落下するものもあるが、そのときには被燃焼物はすでに燃焼して灰になっている可能性が高いが、乾燥ゾーン３４の領域での落下物は燃焼がまだ進行していない未燃物３８が殆どである。

この未燃物３８は他の燃焼灰と一緒にホッパー４３、ストーカ下スクリューコンベヤ６ならびにダブルダンパ１０を介し、主灰コンベヤ１１でコンテナ１３に搬送される。特に燃焼設備の起動初期は被燃焼物１の炉内層温度が安定しておらず、従って未燃物３８の含有率が高い。

そのため後燃焼ゾーン３６あるいはその後段の灰落とし口３９付近のフラット部における燃焼状態を、例えば工業用テレビカメラ（ＩＴＶ）などの監視カメラ１９で常に撮像して、その画像情報が切替制御部２０に送信される。

送信された画像情報は切替制御部２０内の画像処理部（図示せず）で処理され、例えば火炎高さや火炎温度などの数値に変換して、予め記憶部（図示せず）に記憶されている火炎高さや火炎温度などの基準値と比較して、灰中の未燃物３８が基準値より多いか否かの判断がなされる。

そして切替制御部２０で灰中の未燃物３８が基準値より多いと判断されると、切替制御部２０からの制御信号により切替ゲート１２をイジェクター１４側に自動的に切替える。

特に運転初期は燃焼室４における全体の層内温度が安定しておらず、後燃焼ゾーン３６からの未燃物３８の排出が目立ち、しかも後燃焼ゾーン３６は燃焼用空気の供給量が少なく層の状態が安定しているため、後燃焼ゾーン３６或いはその近くの灰落とし口３９付近における灰の状態を監視カメラ１９で監視することにより、未燃物３８の含有状態が確実に把握できる。

前述の切替ゲート１２により切替えて、灰送風ファン１５を駆動して空気を圧送する。この空気の圧送により、空気予熱器下スクリューコンベヤ２９ならびにボイラ下スクリューコンベヤ２７で集められた燃焼灰、切替ゲート１２によって切替えられた燃焼灰、ならびにストーカ下スクリューコンベヤ６で集められた燃焼灰がそれぞれのイジェクター１７、１４、９で吸引され、灰戻し管１６を通してノズル１８から後燃焼ゾーン３６のストーカ３上に落下される。

後燃焼ゾーン３６は燃焼用空気の供給量が燃焼ゾーン３５に比較して少なく、層の状態が安定しており、未燃物３８が第１の燃焼室４内に飛散することなく、落下した未燃物３８を確実に燃焼することができて効果的である。

灰中の未燃物３８が少なくなったことを監視カメラ１９で確認すると、切替ゲート１２をイジェクター１４側からコンテナ１３側に切替えて、通常の運転を行う。このようにして処理された未燃物を含まない焼却灰は、農園等の土壌改良に有効活用でき環境に良好である。

図４に示すように、２次空気４５は押込送風ブロア４６により空気予熱器２６に送り込まれて所定の温度に予熱され、２次空気配管４７を通して２次空気ノズル４１から第２の燃焼室４２に供給される。また２次空気４５の一部は、ストーカ用配管４８を通して各ストーカ３のホッパー４３の下部から供給される。

前記実施形態では未燃物含有検出手段として監視カメラを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば赤外線温度計などの他の未燃物含有検出手段を用いることも可能である。

前記実施形態ではコーヒー粕を燃焼する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば塵埃類などの他の燃焼物を燃焼する場合にも適用可能である。

本発明の実施形態に係る燃焼設備の概略構成図である。 その燃焼設備に用いる燃焼ストーカの一部斜視図である。 図２Ａ−Ａ線上の拡大断面図である。 その燃焼設備の２次空気供給系統図である。 従来提案された燃焼設備の概略構成図である。

符号の説明

１：燃焼物、２：投入口、３：ストーカ、４：燃焼室、５：主灰抜出コンベヤ、６：ストーカ下スクリューコンベヤ、７：スライドゲート、８：ロータリバルブ、９：イジェクター、１０：ダブルダンパー、１１：主灰コンベヤ、１２：切替ゲート、１３：コンテナ、１４：イジェクター、１５：灰風ファン、１６：灰戻し管、１７：イジェクター、１８：ノズル、１９：監視カメラ、２０：切替制御部、２１：水冷管壁、２２：蒸気ドラム、２３：ボイラ本体、２４：水ドラム、２５：節炭器、２６：空気予熱器、２７：ボイラ下スクリューコンベヤ、２８：ロータリバルブ、２９：空気予熱器下スクリューコンベヤ、３０：灰回収管、３１：固定火格子、３２：可動火格子、
３３：固定サイド火格子、３４：乾燥ゾーン、３５：燃焼ゾーン、３６：後燃焼ゾーン、３７：隙間、３８：未燃物、３９：灰落とし口、４０：蒸気ヘッダー、４１：２次空気供給ノズル、４２：第２の燃焼室、４３：ホッパー、４４：可動バー、４５：２次空気、４６：押込送風ブロワ、４７：２次空気配管、４８：ストーカ用配管。

Claims (1)

1. 被燃焼物の移動方向に沿って乾燥ゾーン、燃焼ゾーンならびに後燃焼ゾーンに分かれているストーカ上に被燃焼物を供給して、その被燃焼物をストーカによって移動しながらそのストーカの下方から供給される燃焼用空気によって燃焼する燃焼設備において、
   前記後燃焼ゾーンを通る燃焼灰中での未燃物の含有を検出する未燃物含有検出手段と、
   前記ストーカから排出された燃焼灰を前記後燃焼ゾーンに戻す燃焼灰戻し手段と、
   前記未燃物含有検出手段の検出結果に基いて燃焼灰を戻すか否かを判断する制御部とを備え、
   前記未燃物含有検出手段の検出結果に基いて前記制御部で燃焼灰中での未燃物が多いと判断されると、前記燃焼灰戻し手段によりストーカから排出された燃焼灰を前記後燃焼ゾーンに戻すことを特徴とする燃焼設備。

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