JP2009257731A - Temperature control method for circulating fluidized bed type incinerator - Google Patents

Temperature control method for circulating fluidized bed type incinerator Download PDF

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拓幸 島本
Satoshi Fujii
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature control method for a circulating fluidized bed type incinerator preventing equipment trouble and operation trouble caused by a local temperature rise by restraining a change of temperature distribution in the incinerator caused by various fuel changes and variation and incineration load changes in the circulating fluidized bed type incinerator. <P>SOLUTION: The temperature control method for the circulating fluidized bed type incinerator is carried out by performing automatic online setting of a target value or a restriction value of the temperature of each part in the incinerator according to an incineration load and the composition and properties of fuel used in the incinerator, and adjusting a primary combustion air amount and a secondary combustion air amount supplied to the incinerator based on at least one of the set target value and restriction value of the temperature of each part in the incinerator. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、循環流動層式焼却炉(循環流動層型ボイラ)の温度制御方法に関するものである。   The present invention relates to a temperature control method for a circulating fluidized bed incinerator (circulating fluidized bed boiler).

循環流動層式焼却炉(循環流動層型ボイラ)は、代表例を図1に示すように、処理対象物(燃料)を燃焼或いはガス化させる燃焼炉1と、流動媒体を捕集して燃焼炉1へと戻すサイクロン2とで主に構成されており、燃焼炉1内の下部には、燃焼炉1内に一次燃焼空気を吹き込む一次燃焼空気吹き込み口3と、送風ファン4からの空気流量を制御する一次燃焼空気用ダンパ(弁)4aが設けられている。また、燃焼炉1の側壁には、燃焼炉1内に二次燃焼空気を吹き込むための二次燃焼空気吹き込み口5と、送風ファン4からの空気流量を制御する二次燃焼空気用ダンパ(弁)4bと、燃焼炉1内に処理対象物を投入するための投入口6と設けられている。   As shown in FIG. 1, a circulating fluidized bed incinerator (circulating fluidized bed type boiler), as shown in FIG. 1, is a combustion furnace 1 for burning or gasifying a processing object (fuel), and collecting and burning a fluidized medium. The cyclone 2 is mainly composed of a cyclone 2 that returns to the furnace 1. A primary combustion air blowing port 3 for blowing primary combustion air into the combustion furnace 1 and an air flow rate from the blower fan 4 are formed in the lower part of the combustion furnace 1. Is provided with a primary combustion air damper (valve) 4a. Further, on the side wall of the combustion furnace 1, a secondary combustion air blowing port 5 for blowing the secondary combustion air into the combustion furnace 1 and a secondary combustion air damper (valve) for controlling the air flow rate from the blower fan 4. ) 4b and a charging port 6 for charging the processing object into the combustion furnace 1.

このような循環流動層式焼却炉は、微粉炭燃焼に適した焼却炉として開発されたものであるが、石油代替ボイラとして、近年、多様な燃料の燃焼に展開されている。例えば、使用される燃料として、バイオマス、RPF、廃タイヤ、スラッジ、脱水汚泥が挙げられる。   Such a circulating fluidized bed incinerator has been developed as an incinerator suitable for pulverized coal combustion, but has recently been developed as an oil substitute boiler for burning various fuels. For example, biomass, RPF, waste tires, sludge, and dewatered sludge can be used as the fuel to be used.

ただし、このように燃料が多種多様になると、燃料毎の成分、組織、保有熱量などが異なることによる乾燥、乾留、燃焼速度の相違が発生するために、燃焼炉内でのガス流れ方向の主燃焼位置(主に燃料が燃焼する位置)や燃えきり位置(ガス、固定炭素分の燃焼が完了する位置)が変動し、炉内温度バランス(炉内温度分布)が変化する。また、燃料種類によっては、入荷状況によって、燃焼負荷(総投入燃料カロリー)を変更せざるを得ない場合があり、その場合も前述と同様に炉内温度バランスが変化する。その結果、当初予想していなかった炉内個所が高温化して、設備トラブルに繋がる危険性がある。   However, when fuels become diverse in this way, differences in drying, dry distillation, and combustion speed occur due to differences in the components, structure, and amount of stored heat for each fuel. The combustion position (position where fuel is mainly burned) and burnout position (position where combustion of gas and fixed carbon is completed) fluctuate, and the furnace temperature balance (furnace temperature distribution) changes. Further, depending on the type of fuel, the combustion load (total input fuel calorie) may have to be changed depending on the arrival status, and in that case, the furnace temperature balance changes as described above. As a result, there is a risk that the location in the furnace, which was not initially anticipated, will become hot and lead to equipment troubles.

そのため、特許文献1では、ガス燃焼の燃えきり点位置近くのサイクロン出口温度の温度制御を行うことで、更に下流に位置する排出ガス処理部の高温化による設備トラブルを防止しようとしている。
特開2000−18542号公報
Therefore, in Patent Document 1, an attempt is made to prevent equipment troubles due to the high temperature of the exhaust gas processing unit located further downstream by controlling the temperature of the cyclone outlet temperature near the burnout point position of gas combustion.
JP 2000-18542 A

しかし、特許文献1のようにサイクロン出口温度のみで制御していると、燃料性状によっては、炉全体の熱バランスが炉ガス流れ後方に偏った状態が継続し、ボイラが設置されている場合、炉体でバランス良く収熱できなくなる。   However, as controlled by the cyclone outlet temperature only as in Patent Document 1, depending on the fuel properties, the state where the heat balance of the entire furnace is biased to the rear of the furnace gas flow continues, and when the boiler is installed, Heat cannot be collected with good balance in the furnace body.

また、サイクロン出口温度のみを考慮していると、カロリーが高く、燃焼速度が速い燃料が入った場合、ガス流れ前方の燃料投入口付近上部の焼却炉主燃焼位置での局所高温に対応できない場合があり、高温(例えば、温度計測定値>950℃)の時間が継続すると、灰分が固着することでクリンカが発生する確率が高い。こうして発生したクリンカが炉下部に落下すると、操業を停止して、除去しなければならない。   Also, if only the cyclone outlet temperature is taken into consideration, when high calorie and high combustion speed fuel enters, it is not possible to cope with the local high temperature at the main combustion position of the incinerator near the fuel inlet in front of the gas flow If the time of high temperature (for example, thermometer measured value> 950 ° C.) continues, the probability that clinker is generated due to ash adhering is high. When the clinker generated in this way falls to the bottom of the furnace, the operation must be stopped and removed.

また、多種・多性状の燃料を使用する場合、燃料の配合・性状によっても炉内温度および温度バランスが大きく変化する。配合の変更、燃料の性状変動などにより、カロリーが高く、かつ燃焼速度が速い燃料が投入された場合、前述と同様に燃料投入部に近いボイラ中部温度が上昇し、950℃近くまで上昇するケースがある。炉内の温度分布むらを考慮すると、局所的に1000℃以上に近くになっている可能性があり、クリンカ発生の危険性がある。   In addition, when various / multiple fuels are used, the furnace temperature and temperature balance vary greatly depending on the blending / property of the fuel. When fuel with a high calorie and a high combustion rate is introduced due to a change in the composition, fluctuations in the properties of the fuel, etc., the boiler middle temperature close to the fuel injection part rises and rises to near 950 ° C. as described above There is. Considering the uneven temperature distribution in the furnace, there is a possibility that the temperature is locally close to 1000 ° C. or more, and there is a risk of clinker generation.

従来の循環流動層式焼却炉では、微粉炭や汚泥などを単一種類燃料で使用、または含水率などの性状分布が小さい燃料、例えば微粉炭やプラスチック系のRPFを混合して使用していた。そのため、燃料主燃焼位置の変動による加熱や固着物による設備負荷は小さく、上記の問題は顕在化しなかった。そのため、従来の制御系では、炉内各部の温度分布をトータルで考慮した制御にはなっていない。また、前述特許文献1の制御系では、サイクロン出口温度などの設定値は上限制約値であるため、焼却負荷、燃料配合、炉内温度バランス状態によらず、一定値を用いていた。   In conventional circulating fluidized bed incinerators, pulverized coal, sludge, etc. are used as a single type of fuel, or a fuel having a small property distribution such as moisture content, for example, pulverized coal or plastic RPF is mixed and used. . For this reason, heating due to fluctuations in the main combustion position of the fuel and the equipment load due to the sticking matter are small, and the above-mentioned problems have not become apparent. For this reason, the conventional control system does not perform the control in consideration of the temperature distribution of each part in the furnace. Moreover, in the control system of the above-mentioned patent document 1, since the set values such as the cyclone outlet temperature are upper limit constraint values, constant values are used regardless of the incineration load, the fuel composition, and the in-furnace temperature balance state.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、循環流動層式焼却炉における多種・多様燃料変更・変動や焼却負荷変更時に発生する炉内温度分布変更を抑制し、局所高温化による設備トラブル・操業トラブルを未然に防止することを実現する循環流動層式焼却炉の温度制御方法を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and suppresses changes in the temperature distribution in the furnace that occurs when various / various fuel changes / variations and incineration load changes are made in a circulating fluidized bed incinerator, and equipment by locally increasing the temperature It is intended to provide a temperature control method for a circulating fluidized bed incinerator that can prevent troubles and operational troubles.

本来は、燃料配合、燃料性状、焼却負荷によらず、各部温度は一定の温度に追従させるのが理想的であるが、炉内部形状・操作能力から考えると現実的ではない。また無理に操作量を大きく変化させると、燃焼のバランスを大きく崩す。例えば、一次燃焼空気を大幅に減らすと燃焼・流動砂の流動が減少し、残渣大・乾留速度減が発生する。また二次燃焼空気を大幅に減らすと、ガス攪拌効果が低減し、未燃ガス・残渣増・NOx増に繋がる。そのため、設備負荷を軽減し、安定した操業を実現するためには、燃料・焼却負荷に応じた目標温度を設定することが必要となる。   Originally, it is ideal that the temperature of each part follows a constant temperature regardless of the fuel composition, fuel properties, and incineration load, but it is not realistic in view of the internal shape and operation capability of the furnace. Forcibly changing the manipulated variable greatly disrupts the balance of combustion. For example, if the primary combustion air is significantly reduced, the flow of combustion / fluidized sand will decrease, resulting in a large residue and a reduction in the carbonization rate. If the secondary combustion air is significantly reduced, the gas stirring effect is reduced, leading to an increase in unburned gas, residue and NOx. Therefore, in order to reduce the equipment load and realize a stable operation, it is necessary to set a target temperature according to the fuel / incineration load.

このような考え方に基づいて、本発明は、上記の課題を解決するために、以下のような特徴を有している。   Based on such an idea, the present invention has the following features in order to solve the above problems.

[1]循環流動層式焼却炉において、前記焼却炉の焼却負荷・使用する燃料配合・性状に応じて、前記炉内各部温度の目標値、もしくは制約値を自動的にオンラインで設定し、設定された前記炉内各部温度の目標値、制約値の少なくとも一方に基づいて、前記焼却炉に供給される一次燃焼空気量および二次燃焼空気量を調整することを特徴とする循環流動層式焼却炉の温度制御方法。   [1] In a circulating fluidized bed incinerator, the target value or constraint value of each temperature in the furnace is automatically set online according to the incineration load of the incinerator, the fuel composition used, and the properties. The circulating fluidized bed incineration is characterized in that the amount of primary combustion air and the amount of secondary combustion air supplied to the incinerator are adjusted based on at least one of the target value and constraint value of each temperature in the furnace. Furnace temperature control method.

[2]過去炉内温度実績値を用いて、前記炉内各部温度の目標値、もしくは制約値をオンラインで補正することを特徴とする前記[1]に記載の循環流動層式焼却炉の温度制御方法。   [2] The temperature of the circulating fluidized bed incinerator according to [1], wherein a target value or a constraint value of each temperature in the furnace is corrected online using a past actual temperature in the furnace. Control method.

また、前記[1]または[2]を実プラントに適用した場合に残渣・未燃ガス分が発生したケースに備えて、一次燃焼空気量および二次燃焼空気量の上下限流量を設定・調整するため、以下のような特徴も有している。   In addition, when the above [1] or [2] is applied to an actual plant, the upper and lower limit flow rates of the primary combustion air amount and the secondary combustion air amount are set and adjusted in preparation for the case where residual and unburned gas components are generated. Therefore, it also has the following characteristics.

[3]一次燃焼空気量および二次燃焼空気量の調整量に制約を設けることを特徴とする前記[1]または[2]に記載の循環流動層式焼却炉の温度制御方法。   [3] The temperature control method for a circulating fluidized bed incinerator according to [1] or [2], wherein a restriction is imposed on an adjustment amount of the primary combustion air amount and the secondary combustion air amount.

本発明によれば、炉内各部の目標温度をオンラインで自動的に決定し、それに追従するように制御することで、循環流動層式焼却炉における多種・多様燃料変更・変動や焼却負荷変更時に発生する炉内温度分布変更を抑制し、局所高温化による設備トラブル・操業トラブルを未然に防止することができる。   According to the present invention, the target temperature of each part in the furnace is automatically determined online and controlled so as to follow it, so that various / various fuel changes / variations and incineration load changes in the circulating fluidized bed incinerator It is possible to suppress changes in the furnace temperature distribution that occur and to prevent equipment troubles and operational troubles due to local high temperatures.

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態では、2種類の燃料を使用する循環流動層式焼却炉を対象にした場合について説明するが、以下の説明は、3種類以上の燃料を使用する循環流動層式焼却炉であっても同様である。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a case where a circulating fluidized bed incinerator using two types of fuel is targeted will be described. However, the following explanation is based on a circulating fluidized bed incinerator using three or more types of fuel. It is the same even if there is.

まず、図1を用いて、この実施形態において対象とする循環流動層式焼却炉のプロセスについて説明する。   First, the process of the circulating fluidized bed incinerator targeted in this embodiment will be described with reference to FIG.

循環流動層式焼却炉は、処理対象物(燃料)を燃焼或いはガス化させる燃焼炉1と、流動媒体を捕集して燃焼炉1へと戻すサイクロン2とで主に構成されており、燃焼炉1内の下部には、燃焼炉1内に一次燃焼空気を吹き込む一次燃焼空気吹き込み口3と、送風ファン4からの流量を制御する一次燃焼空用ダンパ(弁)4aが設けられている。また、燃焼炉1の側壁には、燃焼炉1内に二次燃焼空気を吹き込むための二次燃焼空気吹き込み口5と、送風ファン4からの流量を制御する二次燃焼空気用ダンパ(弁)4bと、燃焼炉1内に処理対象物(燃料)を投入するための投入口6と設けられている。必要に応じて、燃料種類毎に設けられたコンベアにて搬送・検量して投入量を制御する燃料搬送・検量・投入量制御装置7も設けられている。   The circulating fluidized bed incinerator is mainly composed of a combustion furnace 1 for combusting or gasifying an object to be treated (fuel) and a cyclone 2 for collecting a fluid medium and returning it to the combustion furnace 1. In the lower part of the furnace 1, a primary combustion air blowing port 3 for blowing the primary combustion air into the combustion furnace 1 and a primary combustion air damper (valve) 4 a for controlling the flow rate from the blower fan 4 are provided. Further, on the side wall of the combustion furnace 1, a secondary combustion air blowing port 5 for blowing secondary combustion air into the combustion furnace 1 and a secondary combustion air damper (valve) for controlling the flow rate from the blower fan 4. 4b and an inlet 6 for introducing a processing object (fuel) into the combustion furnace 1 are provided. A fuel conveyance / calibration / injection amount control device 7 for controlling the input amount by conveying / calibrating by a conveyor provided for each fuel type is also provided as necessary.

燃焼炉1では、一次燃焼空気吹き込み口3及び二次燃焼空気吹き込み口5から燃焼炉1内に空気を吹き込むことで、投入口6から炉内に投入した処理対象物(燃料)を、燃焼炉1底部に充填された砂などの流動媒体とともに流動化させる。その過程で、処理対象物は、乾燥されて揮発分を放出し、燃焼する。   In the combustion furnace 1, by blowing air into the combustion furnace 1 from the primary combustion air blowing port 3 and the secondary combustion air blowing port 5, the object to be treated (fuel) charged into the furnace from the charging port 6 is burned into the combustion furnace 1. 1. Fluidize together with a fluid medium such as sand filled at the bottom. In the process, the object to be treated is dried to emit volatile matter and burned.

そして、前述したように、流動媒体や未燃分を捕集する捕集部(サイクロン)2と、捕集した流動媒体などを燃焼炉1に戻す戻し管2aとを備えており、サイクロン2では、それらを排ガスと流動媒体や比較的粒径の大きな灰などとに分離する。捕集部2で分離した排ガスは、比較的粒径の小さな灰などを同伴して排ガス処理設備2bへと送られ、除塵後に煙突2cから外部へと放出される。また、サイクロン2で回収した流動媒体や比較的粒径の大きな灰などは、流動媒体として、戻し管2aを介して燃焼炉1の下部へと戻して未燃分の再燃焼などを行う。   And as above-mentioned, it is equipped with the collection part (cyclone) 2 which collects a fluid medium and unburned matter, and the return pipe 2a which returns the collected fluid medium etc. to the combustion furnace 1, In the cyclone 2, These are separated into exhaust gas and fluid medium or ash having a relatively large particle size. The exhaust gas separated by the collection unit 2 is sent to the exhaust gas treatment facility 2b accompanied with ash having a relatively small particle diameter, and is discharged from the chimney 2c to the outside after dust removal. Moreover, the fluid medium collected by the cyclone 2 or the ash having a relatively large particle size is returned to the lower part of the combustion furnace 1 through the return pipe 2a as the fluid medium, and the unburned portion is reburned.

ここで、上述の燃焼炉1の床部に充填された流動媒体は、その下方から吹き込まれる一次燃焼空気により流動状態となり、流動媒体による濃厚層を形成し、その保有する高い熱容量および撹拌効果により、処理対象物の乾燥及び揮発分の放出を促進させる。また、前記燃焼炉1の上部には、一次燃焼空気の吹き込み及び二次燃焼空気の吹き込みにより吹き上げられて流動する流動媒体による希薄層が形成され、その流動媒体の保有する熱容量および撹拌効果により処理対象物の燃焼或いはガス化を行っている。   Here, the fluidized medium filled in the floor portion of the combustion furnace 1 described above becomes a fluidized state by the primary combustion air blown from below, forms a concentrated layer by the fluidized medium, and has a high heat capacity and stirring effect possessed by the fluidized medium. Accelerate the drying and volatile emissions of the object to be treated. In addition, a thin layer is formed in the upper part of the combustion furnace 1 by a fluid medium that is blown up and fluidized by blowing primary combustion air and secondary combustion air, and is treated by the heat capacity and stirring effect of the fluid medium. The object is burned or gasified.

なお、この実施形態においては、燃焼炉1内の代表温度として、燃焼炉1の中部の温度(燃焼炉中部温度)とサイクロン2の出口の温度(サイクロン出口温度)を用いることとし、その燃焼炉中部温度を計測するための燃焼炉中部温度計8と、サイクロン出口温度を計測するためのサイクロン出口計9を設置している。   In this embodiment, the temperature in the middle of the combustion furnace 1 (the temperature in the middle of the combustion furnace) and the temperature at the outlet of the cyclone 2 (the cyclone outlet temperature) are used as the representative temperatures in the combustion furnace 1, and the combustion furnace A combustion furnace middle thermometer 8 for measuring the middle temperature and a cyclone outlet meter 9 for measuring the cyclone outlet temperature are installed.

次に、この実施形態における炉内目標温度計算用の制御装置の構成について説明する。   Next, the configuration of the control device for calculating the in-furnace target temperature in this embodiment will be described.

図2に示すように、制御装置10は、投入される2種類の燃料の重量値を燃料搬送・検量・投入量制御装置7から受け取る。同様に、燃焼炉中部温度の計測値とサイクロン出口温度の計測値をそれぞれ燃焼炉中部温度計8とサイクロン出口温度計9から受け取る。これらのデータと、設定用計算機11にて人間が設定したパラメータ値と、データベース12に入っている過去炉内温度実績値(ここでは、過去の燃焼炉中部温度実績値とサイクロン出口温度実績値)と、各燃料のオフライン成分計測値から、制御装置10により、炉内各部(ここでは、燃焼炉中部とサイクロン出口)の目標温度を決定する。決定された目標に追従するように、一次燃焼空気吹込口3から吹き込む一次燃焼空気量および二次燃焼空気吹込口5から吹き込む二次燃焼空気量を計算し、各燃焼空気吹き込み口3、5に設置された流量計(図示せず)の計測値に基づいて、一次燃焼空気用ダンパ4aと二次燃焼空気用ダンパ4bの開度を調節する。   As shown in FIG. 2, the control device 10 receives the weight values of the two types of fuel to be input from the fuel transfer / calibration / input amount control device 7. Similarly, the measured value of the combustion furnace middle temperature and the measured value of the cyclone outlet temperature are received from the combustion furnace middle thermometer 8 and the cyclone outlet thermometer 9, respectively. These data, parameter values set by a human in the setting computer 11, and past reactor temperature actual values stored in the database 12 (here, past combustion furnace middle temperature actual values and cyclone outlet temperature actual values) Then, the target temperature of each part in the furnace (here, the middle part of the combustion furnace and the outlet of the cyclone) is determined by the control device 10 from the measured offline component values of each fuel. The amount of primary combustion air blown from the primary combustion air blow-in port 3 and the amount of secondary combustion air blown from the secondary combustion air blow-in port 5 are calculated so as to follow the determined target, and the respective combustion air blow-in ports 3 and 5 are calculated. The opening degree of the primary combustion air damper 4a and the secondary combustion air damper 4b is adjusted based on the measured value of an installed flow meter (not shown).

続いて、具体的な炉内各部(ここでは、燃焼炉中部とサイクロン出口)の目標温度の演算方法およびその目標温度に追従させるための制御方法について説明する。   Next, a specific method for calculating the target temperature of each part in the furnace (here, the middle part of the combustion furnace and the cyclone outlet) and a control method for following the target temperature will be described.

(a)目標温度計算
図3、図4に示すような、燃料配合比率と焼却負荷を入力としたマトリクステーブル形式によって、燃焼炉中部温度の目標温度(図3)とサイクロン出口温度の目標温度(図4)を自動的に決定する。図3、図4のマトリクス上の設定温度(B1〜B9、S1〜S9)は、シミュレーションや操業実績に基づいたリーズナブルな値を人間が設定する。設定の際には、焼却負荷が同様な場合、燃焼炉中部温度とサイクロン温度はトレードオフの関係、つまり一方を高くすると、一方が低くなる関係にあることも留意する必要がある。また、燃料配合比率と焼却負荷の入力に応じて、マトリクス間は自動的に線形補間して目標温度を算出する。なお、燃料配合比率は各燃料の燃料検量装置7の実績値を使用しても良いし、人間が設定した配合比率値を使用しても良い。同様に、焼却負荷も燃料検量装置7の実績値とオフラインで測定した燃料毎のカロリーに基づいて計算しても良いし、人間が設定した焼却負荷を使用してもよい。
(A) Target temperature calculation As shown in FIGS. 3 and 4, the target temperature (FIG. 3) and the target temperature of the cyclone outlet temperature (FIG. 3) and the target temperature of the cyclone outlet temperature (in FIG. 3) are input in a matrix table format with the fuel blend ratio and incineration load as inputs. 4) is automatically determined. As for the set temperatures (B1 to B9, S1 to S9) on the matrices in FIGS. 3 and 4, humans set reasonable values based on simulations and operation results. At the time of setting, it should also be noted that when the incineration load is the same, the temperature inside the combustion furnace and the cyclone temperature are in a trade-off relationship, that is, when one is increased, the other is decreased. Further, the target temperature is calculated by automatically performing linear interpolation between the matrices in accordance with the input of the fuel blending ratio and the incineration load. In addition, the actual value of the fuel calibration device 7 for each fuel may be used as the fuel blending ratio, or a blending ratio value set by a human may be used. Similarly, the incineration load may be calculated based on the actual value of the fuel calibration device 7 and the calorie of each fuel measured offline, or an incineration load set by a human may be used.

なお、この実施形態では、炉内温度の目標値を設定する場合について説明しているが、炉内温度の制約値を設定する場合についても同様である。   In this embodiment, the case where the target value of the furnace temperature is set has been described, but the same applies to the case where the constraint value of the furnace temperature is set.

また、燃料を3種類以上使用する場合は、マトリクステーブルについては、パラメータ数が増大しないように、通常、操業で使用するパターンの燃料配合比率に応じて複数のパターンを設け(例えば、図5)、目標温度を計算する。配合状態がマトリクステーブルから外れている場合には、その配合状態に近い2配合のパラメータ値を用いて、内挿・外挿により目標温度を計算する。   In addition, when three or more types of fuel are used, a plurality of patterns are provided for the matrix table according to the fuel blending ratio of the patterns normally used in operation so that the number of parameters does not increase (for example, FIG. 5). Calculate the target temperature. When the blending state deviates from the matrix table, the target temperature is calculated by interpolation / extrapolation using two blending parameter values close to the blending state.

(b)現在の操業実績温度に基づいた補正
上記(a)に示した方法で決定された炉内各部の目標温度(燃焼炉中部目標温度T1a、サイクロン出口温度T2a)は、過去の実績や操業経験に基づいてリーズナブルに決定されたものの、現在の操業とずれが発生してしまう可能がある。それを解消するために、過去の燃焼炉中部温度実績の平均値T1sと、過去のサイクロン出口温度実績の平均値T2sを用いて補正を行う。具体的な補正式は下記の通りである。
(B) Correction based on current operation performance temperature The target temperatures (combustion furnace middle target temperature T1a, cyclone outlet temperature T2a) determined by the method shown in (a) above are the past results and operations. Although it was reasonably determined based on experience, there is a possibility that a deviation from the current operation will occur. In order to solve this problem, correction is performed using the average value T1s of the past actual temperature in the combustion furnace and the average value T2s of the past cyclone outlet temperature. A specific correction formula is as follows.

燃焼炉中部目標温度補正値T1b
T1b=T1a×α+T1s×(1−α)
ここで、αは調整パラメータ、ただし 0≦α≦1とする。
Combustion furnace middle target temperature correction value T1b
T1b = T1a × α + T1s × (1−α)
Here, α is an adjustment parameter, where 0 ≦ α ≦ 1.

サイクロン出口目標温度補正値T2b
T2b=T2a×β+T2s×(1−β)
ここで、βは調整パラメータ、ただし 0≦β≦1とする。
Cyclone outlet target temperature correction value T2b
T2b = T2a × β + T2s × (1−β)
Here, β is an adjustment parameter, where 0 ≦ β ≦ 1.

なお、燃焼炉中部温度実績平均値T1sとサイクロン出口温度実績平均値T2sについては、あまり古いデータを用いずに、現時点から長くても30分以内(例えば、5分以内)の至近の温度実績(燃焼炉中部温度計8の計測値、サイクロン出口温度計9の計測値)の平均値を用いる。これによって、一種のフィードバック制御が行われる。   Note that the average actual temperature T1s and the average cyclotron outlet temperature T2s in the combustion furnace are not used, and the latest temperature results within 30 minutes (for example, within 5 minutes) at the latest are not used. The average value of the measured value of the combustion furnace middle thermometer 8 and the measured value of the cyclone outlet thermometer 9) is used. Thereby, a kind of feedback control is performed.

その際に、調整パラメータα、βについては、操作量の変更による制御対象の応答時間(ここでは、一次燃焼空気の吹き込み量と二次燃焼空気の吹き込み量を変更した後、燃焼炉中部温度あるいはサイクロン出口温度が変化するまでの時間)に基づいて、設定すればよい。α、βを大きくし過ぎると、早急に目標温度に到達しようとして、燃焼炉1内の燃焼状態の変動が大きくなり、逆にα、βを小さくし過ぎると、目標温度に到達するのに時間がかかり過ぎる。従って、制御対象の応答時間に応じて、望ましい応答になるようにα、βを決定すればよい。   At that time, for the adjustment parameters α and β, the response time of the object to be controlled by changing the manipulated variable (here, after changing the primary combustion air injection amount and the secondary combustion air injection amount, The time until the cyclone outlet temperature changes may be set. If α and β are too large, the target temperature will be reached quickly, and the fluctuation of the combustion state in the combustion furnace 1 will increase. Conversely, if α and β are too small, it will take time to reach the target temperature. It takes too much. Therefore, α and β may be determined so as to obtain a desired response according to the response time of the control target.

(c)炉内温度平準化制御
現在の炉内各部温度の計測値(燃焼炉中部温度計測値T1r、サイクロン出口温度計測値T2r)と前記の炉内目標温度補正値(燃焼炉中部目標温度補正値T1b、サイクロン出口目標温度補正値T2b)との差に基づいて、一次燃焼空気の吹き込み量と二次燃焼空気の吹き込み量のバランスを変更する。
(C) In-furnace temperature leveling control Current measured values of each temperature in the furnace (combustion furnace middle temperature measured value T1r, cyclone outlet temperature measured value T2r) and the above-mentioned furnace target temperature correction value (combustion furnace middle target temperature correction) Based on the difference between the value T1b and the cyclone outlet target temperature correction value T2b), the balance between the primary combustion air injection amount and the secondary combustion air injection amount is changed.

具体的例を用いて説明すると、カロリー高・燃焼速度高の燃料の比率が上昇した場合には、燃焼炉中部温度が上昇するため、一次燃焼空気の吹き込み量を増加させて、主燃焼位置をガス流れ下流側へ移行させる。このとき変更するのは、あくまで燃焼空気のバランスだけであり、一次燃焼空気の吹き込み量と二次燃焼空気の吹き込み量の合計量については、炉出口酸素濃度によって調整する。言い換えると、この炉内温度平準化制御は、投入された熱量をできるだけ燃焼炉1全体でバランス良く燃焼させるのが目的である。   To explain using a specific example, when the ratio of fuel with high calorie and high combustion speed increases, the temperature in the combustion furnace rises, so the amount of primary combustion air blown is increased and the main combustion position is set. The gas flow is shifted to the downstream side. What is changed at this time is only the balance of the combustion air, and the total amount of the primary combustion air and secondary combustion air is adjusted by the furnace outlet oxygen concentration. In other words, the in-furnace temperature leveling control is intended to burn the input heat quantity in the combustion furnace 1 as much as possible in a well-balanced manner.

また、実プラントに前述の方法を適用した場合でも、残渣・未燃ガス分が発生したケースが考えられる。そのため、以後の発生防止用に、一次燃焼空気量および二次燃焼空気量の上下限流量の制約を設定・調整可能な構造とする。   In addition, even when the above-described method is applied to an actual plant, there may be a case where residues and unburned gas are generated. For this reason, in order to prevent subsequent generation, the upper and lower limit flow rate constraints of the primary combustion air amount and the secondary combustion air amount can be set and adjusted.

前記の本発明の一実施形態に基づいて、実際に循環流動層式焼却炉の温度制御を行った結果を図6に示す。   FIG. 6 shows the result of actual temperature control of the circulating fluidized bed incinerator based on the embodiment of the present invention.

図6では、前記の特許文献1のようにサイクロン出口温度のみに上限制約(<980℃)を設けて制御を行った場合(従来例)と、本発明の一実施形態に基づいて制御を行った場合(本発明例)とを比較している。   In FIG. 6, when the control is performed by providing an upper limit restriction (<980 ° C.) only for the cyclone outlet temperature as in Patent Document 1 (conventional example), the control is performed according to one embodiment of the present invention. (Case of the present invention).

図6に示すように、従来例では、サイクロン出口温度のみを制約としているので、燃焼炉中部温度が950℃以上になっており、クリンカ発生のリスクが上昇している。   As shown in FIG. 6, in the conventional example, since only the cyclone outlet temperature is restricted, the temperature inside the combustion furnace is 950 ° C. or higher, and the risk of clinker generation is increased.

一方、本発明例では、燃焼炉中部目標温度T1aを940℃、サイクロン出口目標温度T2aを930℃とし、サイクロン出口温度計測値T2rがサイクロン出口目標温度T2aに緩やかに近づいているので、オンラインでサイクロン出口目標温度の補正を行い、サイクロン出口目標温度補正値T2bを993℃とした。その結果、燃焼炉中部温度計測値T1rは940℃、サイクロン出口温度計測値T2rは993℃付近に制御されており、設備トラブル・操業トラブルのリスクが低い安定した燃焼状態となっている。   On the other hand, in the present invention example, the combustion furnace middle target temperature T1a is set to 940 ° C., the cyclone outlet target temperature T2a is set to 930 ° C., and the measured cyclone outlet temperature T2r is gradually approaching the cyclone outlet target temperature T2a. The outlet target temperature was corrected, and the cyclone outlet target temperature correction value T2b was set to 993 ° C. As a result, the combustion furnace middle temperature measurement value T1r is controlled to 940 ° C., and the cyclone outlet temperature measurement value T2r is controlled to be around 993 ° C., which is a stable combustion state with low risk of equipment troubles and operation troubles.

本発明を一実施形態における循環流動層式焼却炉を示す図である。It is a figure which shows the circulating fluidized bed type incinerator in one Embodiment of this invention. 本発明を一実施形態における炉内目標温度設定用制御装置の説明図である。It is explanatory drawing of the control apparatus for furnace target temperature setting in one Embodiment of this invention. 燃焼炉中部目標温度設定用マトリクステーブルを示す図である。It is a figure which shows the matrix table for a combustion furnace middle target temperature setting. サイクロン出口目標温度設定用マトリクステーブルを示す図である。It is a figure which shows the matrix table for cyclone exit target temperature setting. 3種類以上の燃料を使用する場合のマトリクステーブルを示す図である。It is a figure which shows the matrix table in the case of using 3 or more types of fuels. 本発明の実施例1における温度制御結果を示す図である。It is a figure which shows the temperature control result in Example 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 燃焼炉
2 サイクロン
2a 戻し管
2b 排ガス処理設備
2c 煙突
3 一次燃焼空気吹込み口
4 送風ファン
4a 一次燃焼空気用ダンパ
4b 二次燃焼空気用ダンパ
5 二次燃焼空気吹込み口
6 燃料投入口
7 燃料搬送・検量・投入量制御装置
8 燃焼炉中部温度計
9 サイクロン出口温度計
10 炉内目標温度設定用制御装置
11 設定用計算機
12 データベース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Combustion furnace 2 Cyclone 2a Return pipe 2b Exhaust gas treatment equipment 2c Chimney 3 Primary combustion air blow-in port 4 Blower fan 4a Damper for primary combustion air 4b Damper for secondary combustion air 5 Secondary combustion air blow-in port 6 Fuel inlet 7 Fuel transfer / calibration / injection amount control device 8 Combustion furnace central thermometer 9 Cyclone outlet thermometer 10 Control device for setting the target temperature in the furnace 11 Setting computer 12 Database

Claims (3)

循環流動層式焼却炉において、前記焼却炉の焼却負荷・使用する燃料配合・性状に応じて、前記炉内各部温度の目標値、もしくは制約値を自動的にオンラインで設定し、設定された前記炉内各部温度の目標値、制約値の少なくとも一方に基づいて、前記焼却炉に供給される一次燃焼空気量および二次燃焼空気量を調整することを特徴とする循環流動層式焼却炉の温度制御方法。   In the circulating fluidized bed incinerator, according to the incineration load of the incinerator, the fuel composition to be used and the properties, the target value of each temperature in the furnace or the restriction value is automatically set online, and the set value The temperature of a circulating fluidized bed incinerator characterized by adjusting the amount of primary combustion air and the amount of secondary combustion air supplied to the incinerator based on at least one of a target value and a constraint value of each temperature in the furnace Control method. 過去炉内温度実績値を用いて、前記炉内各部温度の目標値、もしくは制約値をオンラインで補正することを特徴とする請求項1に記載の循環流動層式焼却炉の温度制御方法。   2. The temperature control method for a circulating fluidized bed incinerator according to claim 1, wherein a target value or a constraint value of each temperature in the furnace is corrected online using a past actual temperature in the furnace. 一次燃焼空気量および二次燃焼空気量の調整量に制約を設けることを特徴とする請求項1または2に記載の循環流動層式焼却炉の温度制御方法。   The temperature control method for a circulating fluidized bed incinerator according to claim 1 or 2, wherein a restriction is provided on an adjustment amount of the primary combustion air amount and the secondary combustion air amount.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102183015A (en) * 2011-04-01 2011-09-14 北京三博中自科技有限公司 Combustion optimizing control system of circulating fluidized bed boiler in wide-range change of load
CN103323145A (en) * 2013-06-26 2013-09-25 中冶长天国际工程有限责任公司 Method and device for detecting flue-gas temperature in rotary kiln
CN103471393A (en) * 2013-09-27 2013-12-25 中冶长天国际工程有限责任公司 Blast furnace gas double preheating and ignition furnace temperature control method and device
CN103499101A (en) * 2013-09-27 2014-01-08 中冶长天国际工程有限责任公司 Method and device for regulating temperature of hearth of ternary ignition furnace
CN106051784A (en) * 2016-07-21 2016-10-26 杭州和利时自动化有限公司 Combustion control method and device for incinerator
CN110260356A (en) * 2019-07-15 2019-09-20 白海波 A kind of energy-saving control method of fluidized-bed combustion boiler

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102183015A (en) * 2011-04-01 2011-09-14 北京三博中自科技有限公司 Combustion optimizing control system of circulating fluidized bed boiler in wide-range change of load
CN102183015B (en) * 2011-04-01 2012-10-31 北京三博中自科技有限公司 Combustion optimizing control system of circulating fluidized bed boiler in wide-range change of load
CN103323145A (en) * 2013-06-26 2013-09-25 中冶长天国际工程有限责任公司 Method and device for detecting flue-gas temperature in rotary kiln
CN103471393A (en) * 2013-09-27 2013-12-25 中冶长天国际工程有限责任公司 Blast furnace gas double preheating and ignition furnace temperature control method and device
CN103499101A (en) * 2013-09-27 2014-01-08 中冶长天国际工程有限责任公司 Method and device for regulating temperature of hearth of ternary ignition furnace
CN103499101B (en) * 2013-09-27 2015-10-28 中冶长天国际工程有限责任公司 A kind of temperature of hearth of ternary ignition furnace control method and device
CN106051784A (en) * 2016-07-21 2016-10-26 杭州和利时自动化有限公司 Combustion control method and device for incinerator
CN110260356A (en) * 2019-07-15 2019-09-20 白海波 A kind of energy-saving control method of fluidized-bed combustion boiler

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