JP2021103062A - ごみ焼却炉の燃切点推定方法及びごみ焼却炉の燃切点調整方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1には、ストーカ式のごみ焼却炉1が示されている。ごみ収集車が進入するプラットホームA、ごみ収集車により収集されたごみを集積するごみピットB、ごみ投入ホッパD、ごみピットBからごみをごみ投入ホッパDに移送するごみクレーンC、炉室E、炉室Eの上部空間に設置した廃熱ボイラF、エコノマイザGなどを備え、炉室Eで生じた燃焼排ガスが煙道に流れ、煙道に沿って配された減温塔H、集塵機Iなどの排ガス処理設備で浄化された後に煙突Jから排気される。炉室Eを負圧に維持するべく、煙道には誘引送風機Lが設けられている。
図3には、上述したごみ焼却炉1で焼却されるごみの燃焼状態や、廃熱ボイラFで生成される蒸気量を制御する燃焼制御装置10の構成が示されている。燃焼制御装置10は、給じん装置Pによって主燃焼室2に供給されるごみの投入量を調整する給じん制御部11、油圧機構h1,h2,h3によって乾燥帯S1、燃焼帯S2、後燃焼帯S3それぞれの搬送速度を制御する搬送制御部12、各風箱W1〜W4から供給する主燃焼用空気の給気量を調整するとともにガス供給機構4からの給気量を調整する給気制御部13、各制御部11,12,13に制御指令を出力する演算処理部14を備えている。
燃切点推定部15は、ストーカ機構Sの上面で焼却されるごみを赤外線カメラ5で撮影した画像情報に基づいて燃切点を推定する演算ブロックである。
赤外線カメラ5で撮影した画像情報は、温度情報を各画素の値とする画像である。従って、各仮想基準線Lr,Lc,Llを含む仮想垂直面と画像情報との交点の画素値が各仮想基準線Lr,Lc,Ll上の温度情報として抽出される。なお、仮想基準線は少なくとも1本設定すればよいが、炉幅方向に燃焼状態の偏りがあるような場合に、その偏りを平準化するためには複数本設定することが好ましい。
温度分布算出ステップは、ごみの搬送方向に沿う長さを一方の軸(本実施形態ではX軸)とし、温度を他方の軸(本実施形態ではY軸)とする2次元座標系に対して、仮想基準線Lr,Lc,Llの最上流側から下流側に向けた所定範囲に存在する温度情報から一方の軸方向に沿う上流側近似直線を生成する第1処理と、当該所定範囲より下流側に存在する温度情報から上流側近似直線の右端を始点とする下流側近似直線を生成する第2処理を、前記所定範囲を下流側に向けて所定間隔で次第に大きくして繰返し、第1処理と第2処理の其々の近似直線の決定係数の合計が最大となるときの上流側近似直線及び下流側近似直線を前記温度分布特性線とする。
層厚推定部16は、風箱W1〜W4から供給される燃焼空気の圧力であるストーカ下圧力とストーカ機構Sの上方空間の圧力である炉内圧力との圧力差と、ストーカ機構Sを介して炉室2に流れる燃焼空気流量とに基づいて、ストーカ機構の上面のごみの層厚を算出するごみ層厚評価ステップを実行する。
ごみ層厚指数I=ΔP−a×Qb
ここに、ΔP=ストーカ下圧力−炉内圧力、Qは主燃焼用空気流量、a,bは定数である。主燃焼用空気流量Qが増えると圧損が上昇するという特性に基づき、ごみ層厚指数Iは静圧ΔPに動圧を加味した指数として、乾燥帯S1、燃焼帯S2、後燃焼帯S3の其々で適正範囲が規定されている。
制御指令生成部18は、燃切点推定部15で推定された燃切点、層厚推定部16で推定されたごみ層厚、蒸気量制御部17で求められた給気量に基づいて、給じん制御部11、搬送制御部12、給気制御部13に制御指令を出力する。その結果、給じん速度、搬送速度、給気量が調整され、燃切点が所定範囲に調整され、ごみの層厚が所定範囲に調整され、蒸気量の変動が所定範囲に調整される。
第1に、燃焼帯S2のごみ層厚が適正範囲より厚くなり、燃焼帯S2のごみの温度が適正範囲より低下すると、低質ごみが過剰供給状態にあると判断して、燃焼空気量を増量調整するとともに、給じん速度を減速補正する。
第2に、燃焼帯S2のごみ層厚が適正範囲より薄くなり、燃焼帯S2のごみの温度が適正範囲より上昇すると、高質ごみが供給不足状態にあると判断して、燃焼空気量を減量調整するとともに、給じん速度を増速補正する。
第3に、燃焼帯S2のごみ層厚が適正範囲より厚くなり、燃焼帯S2のごみの温度が適正範囲より上昇すると、高質ごみが過剰供給状態にあると判断して、燃焼空気量を減量調整するとともに、給じん速度を減速補正する。
第4に、燃焼帯S2のごみ層厚が適正範囲より薄くなり、燃焼帯S2のごみの温度が適正範囲より低下すると、低質ごみが供給不足状態にあると判断して、燃焼空気量を増量調整するとともに、給じん速度を増速補正する。
2:主燃焼室
3:二次燃焼室
4:ガス供給機構
10:燃焼制御装置
11:給じん制御部
12:搬送制御部
13:給気制御部
14:演算処理部
15:燃切点推定部
16:層厚推定部
17:蒸気量制御部
18:制御指令生成部
A:プラットホーム
B:ごみピット
C:クレーン機構
D:ごみ投入ホッパ
E:焼却炉本体
F:廃熱ボイラ
G:エコノマイザ
Claims (5)
- ストーカ機構の上面で焼却されるごみを赤外線カメラで撮影した画像情報に基づいて燃切点を推定するごみ焼却炉の燃切点推定方法であって、
前記ストーカ機構によるごみの搬送方向に沿う仮想基準線を少なくとも1本設定し、前記仮想基準線上で上流側から下流側に到る温度情報を前記画像情報から抽出する温度情報抽出ステップと、
前記温度情報抽出ステップで抽出された温度情報に基づいて、上流側から下流側に到る温度分布特性線を算出する温度分布算出ステップと、
前記温度分布算出ステップで算出された温度分布特性線の変曲点の位置に基づいてごみの燃切点を算出する燃切点算出ステップと、
を備えているごみ焼却炉の燃切点推定方法。 - 前記温度分布算出ステップは、ごみの搬送方向に沿う長さを一方の軸とし、温度を他方の軸とする2次元座標系に対して、前記仮想基準線の上流側の所定範囲に存在する温度情報から前記所定範囲で上流側近似直線を生成する第1処理と、前記所定範囲より下流側の任意の範囲に存在する温度情報から前記上流側近似直線の下流端を始点とする下流側近似直線を生成する第2処理を、前記所定範囲を所定間隔で次第に大きくして繰返し、前記第1処理と前記第2処理の其々の近似直線の決定係数の合計が最大となるときの上流側近似直線及び下流側近似直線を前記温度分布特性線とするステップである請求項1記載のごみ焼却炉の燃切点推定方法。
- 前記上流側近似直線は前記一方の軸に平行な直線である請求項2記載のごみ焼却炉の燃切点推定方法。
- 前記温度情報抽出ステップで設定される仮想基準線は、炉幅方向中央部と炉幅方向中央部を挟み炉幅方向左側と路幅方向右側の少なくとも3本設定される請求項1から3の何れかに記載のごみ焼却炉の燃切点推定方法。
- 炉室にごみを投入する給じん装置と、前記給じん装置により炉室に投入されたごみを搬送しながら焼却するストーカ機構と、を備えたごみ焼却炉の燃切点調整方法であって、
請求項1から4の何れかに記載のごみ焼却炉の燃切点推定方法を用いて前記燃切点を求める燃切点算出ステップと、
前記燃切点算出ステップで算出された前記燃切点を所定燃切点範囲に維持するように前記ストーカ機構による搬送速度を調整する燃切点調整ステップと、
を備えているごみ焼却炉の燃切点調整方法。
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