JP2022152687A - 燃焼炉及び燃焼炉の制御方法 - Google Patents

燃焼炉及び燃焼炉の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ストーカにより移送される未燃の被燃焼物の移送方向における分布状態に応じて適切に被燃焼物の燃焼状態を制御する。【解決手段】焼却炉本体１０と、焼却炉本体１０に廃棄物２００を供給する廃棄物供給部２０と、廃棄物供給部２０により焼却炉本体１０に供給された廃棄物２００を移送方向ＴＤに移送するストーカ３０と、焼却炉本体１０へ燃焼用空気を供給する一次空気供給部４０および二次空気供給部５０と、ストーカ３０により移送される未燃の廃棄物２００の移送方向ＴＤにおける分布状態を検出する分布状態検出センサ６０と、検出された分布状態に基づいて、移送方向ＴＤにおいて未燃の廃棄物２００が他の領域よりも多く存在する第１所定領域に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給されるように一次空気供給部４０および二次空気供給部５０を制御する制御部７０と、を備えるストーカ式焼却炉１００を提供する。【選択図】図１

Description

本開示は、燃焼炉及び燃焼炉の制御方法に関する。
廃棄物等の被燃焼物を焼却処理する焼却炉として、ストーカ式焼却炉が用いられている。ストーカ式焼却炉は、固定段と可動段とを交互に配置してなるストーカ（火格子）を備え、油圧装置により可動段を往復移動させることにより、ストーカ上で、ホッパから投入された被燃焼物の撹拌と移送を行いながら乾燥及び燃焼を行う。乾燥及び燃焼された被燃焼物は、灰となり、焼却炉内から排出される。
このようなストーカ式焼却炉では、ストーカ上の被燃焼物や灰の状態を把握することが燃焼効率の向上等のために重要である。ストーカ式焼却炉において、火格子上の被燃焼物等の状態を把握するものには、例えば、特許文献１が知られている。特許文献１には、被燃焼物が燃焼する燃焼領域と灰との境界である燃え切り点の位置や、被燃焼物または灰の積層高さを導出し、被燃焼物の供給量または被燃焼物の移送速度を調整することが開示されている。
特開２０１８－１５５４１１号公報
廃棄物等の被燃焼物をストーカへ供給する際には、被燃焼物を供給するフィーダによる搬送速度の時間的変化や、被燃焼物に含まれる水分等の性状により、ストーカにより移送される未燃の被燃焼物の移送方向における分布状態が変動する。例えば、一時的に多量の被燃焼物がストーカに供給された場合、ストーカに導かれた被燃焼物が移送方向の下流側に押し出され、他の領域よりも多量の被燃焼物が存在する領域が発生する。この場合、他の領域よりも多量の被燃焼物が存在する領域に十分な燃焼用空気が供給されない状態となり、被燃焼物を完全燃焼させられない可能性がある。
しかしながら、特許文献１は、燃え切り点の位置や被燃焼物または灰の積層高さという局所的な状態に基づいて被燃焼物の供給量等を制御するものであり、ストーカにより移送される未燃の被燃焼物の移送方向における分布状態に応じて適切に被燃焼物の燃焼状態を制御することができない。
例えば、ストーカへ供給される被燃焼物の供給量が時間的に変動する場合、その変動に応じて被燃焼物の移送方向における燃焼状態も時間的に変動するが、このような変動に応じて被燃焼物の燃焼状態を制御することができない。
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、移送部により移送される未燃の被燃焼物の移送方向における分布状態に応じて適切に被燃焼物の燃焼状態を制御することが可能な燃焼炉及び燃焼炉の制御方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る燃焼炉は、被燃焼物を移送方向に沿って移送しながら燃焼させる燃焼炉であって、前記被燃焼物を燃焼させる燃焼炉本体と、前記燃焼炉本体に前記被燃焼物を供給する被燃焼物供給部と、前記燃焼炉本体に設置されるとともに前記被燃焼物供給部により前記燃焼炉本体に供給された前記被燃焼物を前記移送方向に移送する移送部と、前記燃焼炉本体へ燃焼用空気を供給する空気供給部と、前記移送部により移送される未燃の前記被燃焼物の前記移送方向における分布状態を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記分布状態に基づいて、前記移送方向において未燃の前記被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域に前記他の領域よりも多く前記燃焼用空気が供給されるように前記空気供給部を制御する制御部と、を備える。
本開示の一態様に係る燃焼炉の制御方法は、被燃焼物を移送方向に沿って移送しながら燃焼させる燃焼炉の制御方法であって、前記燃焼炉は、前記被燃焼物を燃焼させる燃焼炉本体と、前記燃焼炉本体に前記被燃焼物を供給する被燃焼物供給部と、前記燃焼炉本体に設置されるとともに前記被燃焼物供給部により前記燃焼炉本体に供給された前記被燃焼物を前記移送方向に移送する移送部と、前記燃焼炉本体へ燃焼用空気を供給する空気供給部と、を備え、前記移送部により移送される未燃の前記被燃焼物の前記移送方向における分布状態を検出する検出工程と、前記検出工程により検出された前記分布状態に基づいて、前記移送方向において未燃の前記被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域に前記他の領域よりも多く前記燃焼用空気が供給されるように前記空気供給部を制御する制御工程と、を備える。
本開示によれば、移送部により移送される未燃の被燃焼物の移送方向における分布状態に応じて適切に被燃焼物の燃焼状態を制御することが可能な燃焼炉及び燃焼炉の制御方法を提供することができる。
本開示の一実施形態に係るストーカ式焼却炉を示す概略断面図である。 図１に示すストーカ式焼却炉の二次空気供給部が配置される位置における横断面図である。 カメラが撮像した画像と画像処理部が検出する廃棄物の分布状態の一例を示す図である。 カメラが撮像した画像と画像処理部が検出する廃棄物の分布状態の一例を示す図である。 本開示の一実施形態に係るストーカ式焼却炉の制御方法を示すフローチャートである。
以下に、本開示の一実施形態に係るストーカ式焼却炉（燃焼炉）１００について、図面を参照して説明する。図１は、本開示の一実施形態に係るストーカ式焼却炉１００を示す概略断面図である。図２は、図１に示すストーカ式焼却炉の二次空気供給部が配置される位置における横断面図である。
以下では、廃棄物２００を燃焼させる燃焼炉の一例として、ストーカ式焼却炉１００について説明するが、ストーカ式焼却炉１００に替えて他の燃焼炉を採用してもよい。他の燃焼炉は、例えば、微粉炭ボイラやキルンなどである。
本実施形態のストーカ式焼却炉１００は、被燃焼物である廃棄物２００を移送方向ＴＤに移送しながら燃焼させる装置である。図１に示すように、ストーカ式焼却炉１００は、焼却炉本体（燃焼炉本体）１０と、廃棄物供給部（被燃焼物供給部）２０と、ストーカ（移送部）３０と、一次空気供給部（空気供給部）４０と、二次空気供給部（空気供給部）５０と、分布状態検出センサ（検出部）６０と、制御部７０と、熱回収ボイラ８０と、減温塔８５と、集塵装置９０と、煙突９５と、を備える。ここで、廃棄物２００とは、固形の廃棄物であり、例えば、紙やプラスチック等からなる固形ごみを含む家庭ごみである。
焼却炉本体１０は、ストーカ３０が移送する廃棄物２００を燃焼させる装置である。焼却炉本体１０は、ストーカ３０が移送する廃棄物２００を取り囲むように配置される炉壁により、廃棄物２００を燃焼させる燃焼空間を形成する。
廃棄物供給部（被燃焼物供給部）２０は、焼却炉本体１０に廃棄物２００を供給する装置である。廃棄物供給部２０は、廃棄物２００を受け入れる投入ホッパ２１と、投入ホッパ２１に投入された廃棄物２００を焼却炉本体１０に供給するフィーダ２２と、を有する。フィーダ２２として、例えば、押し込み式のフィーダ２２を用いることができる。押し込み式のフィーダ２２は、廃棄物２００を焼却炉本体１０に向けて押し込み部材（図示略）押し込む動作と、押し込み部材を焼却炉本体１０から引き離す動作とを繰り返す装置である。
ストーカ３０は、焼却炉本体１０に設置されるとともに廃棄物供給部２０により焼却炉本体１０に供給された廃棄物２００を移送方向ＴＤに沿って移送する装置である。ストーカ３０は、廃棄物２００を混合攪拌しつつ移送方向ＴＤに移送しながら乾燥・燃焼させる金属製の火格子（図示略）を有する。火格子は、固定段（図示略）と可動段（図示略）とを交互に配置してなり、油圧装置（図示略）により可動段を往復移動させることにより、廃棄物２００の移送を行う。
一次空気供給部４０は、焼却炉本体１０へ燃焼用空気を供給する装置である。一次空気供給部４０は、複数の一次空気供給ポート４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅと、複数のダンパ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅと、送風機４３と、を有する。複数の一次空気供給ポート４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅは、移送方向ＴＤに沿って上流側から下流側へ向けて間隔を空けて配置されている。
複数のダンパ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅは、それぞれ送風機４３から複数の一次空気供給ポート４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅへ供給される一次空気の送風量を調整する。ダンパ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅの開度は、制御部７０から送信される制御信号により制御される。
送風機４３は、大気中の空気を送風するものとするが、他の態様であってもよい。例えば、送風機４３は、空気予熱器（図示略）により温度調整された空気、焼却炉本体１０で生成される燃焼ガス、酸素富化ガス、およびこれらの混合ガスを送風するものであってよい。
二次空気供給部５０は、焼却炉本体１０へ燃焼用空気を供給する装置である。二次空気供給部５０は、複数の上流側空気供給ポート５１と、複数の下流側空気供給ポート５２と、複数のダンパ５３と、複数のダンパ５４と、送風機５５と、を有する。
送風機５５は、大気中の空気を送風するものとするが、他の態様であってもよい。例えば、送風機５５は、空気予熱器（図示略）により温度調整された空気、焼却炉本体１０で生成される燃焼ガス、集塵装置９０から排出される燃焼ガス、酸素富化ガス、およびこれらを任意に組み合わせた混合ガスを送風するものであってよい。
図１に示すように、上流側空気供給ポート５１は、ストーカ３０の上方に配置されるとともに移送方向ＴＤの上流側から下流側に向けて燃焼用空気を供給する装置である。下流側空気供給ポート５２は、ストーカ３０の上方に配置されるとともに移送方向ＴＤの下流側から上流側に向けて燃焼用空気を供給する装置である。上流側空気供給ポート５１は、下流側空気供給ポート５２と対向するように下流側空気供給ポート５２よりも移送方向ＴＤの上流側に配置されている。
図２に示すように、二次空気供給部５０は、移送方向ＴＤに直交する幅方向ＷＤに沿って間隔を空けて配置される複数の上流側空気供給ポート５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ）と、移送方向ＴＤに直交する幅方向ＷＤに沿って間隔を空けて配置される複数の下流側空気供給ポート５２（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ）と、を有する。
複数のダンパ５３ａ，５３ｂ，５３ｃは、それぞれ送風機５５から複数の上流側空気供給ポート５１ａ，５１ｂ，５１ｃへ供給される二次空気の送風量を調整する。同様に、複数のダンパ５４ａ，５４ｂ，５４ｃは、それぞれ送風機５５から複数の下流側空気供給ポート５２ａ，５２ｂ，５２ｃへ供給される二次空気の送風量を調整する。ダンパ５３，５４の開度は、それぞれ制御部７０から送信される制御信号により制御される。
分布状態検出センサ６０は、ストーカ３０により移送される未燃の廃棄物２００の移送方向ＴＤにおける分布状態を検出する装置である。分布状態検出センサ６０は、画像を撮像するカメラ６１と、カメラ６１が撮像した画像を処理する画像処理部６２と、を有する。
カメラ６１は、可視光線あるいは赤外線を撮像することが可能な撮像装置であり、焼却炉本体１０の上部の壁面に取り付けられている。カメラ６１は、ストーカ３０の上方から廃棄物２００および廃棄物２００から揮発した揮発性ガスが燃焼する火炎の状態を、ストーカ３０の移送方向ＴＤの所定範囲に渡る領域を可視画像あるいは赤外画像として撮像する。
画像処理部６２は、カメラ６１がストーカ３０の上方から廃棄物２００および火炎の状態を撮像した画像に基づいて、未燃の廃棄物２００の移送方向ＴＤにおける分布状態（愛１分布状態）と、未燃の廃棄物２００の幅方向ＷＤにおける分布状態（第２分布状態）を検出する。
ここで、図３および図４を参照して、画像処理部６２が、カメラ６１が撮像した画像に基づいて、未燃の廃棄物２００の移送方向ＴＤにおける第１分布状態と、未燃の廃棄物２００の幅方向ＷＤにおける第２分布状態を検出する処理について説明する。図３および図４は、カメラ６１が撮像した画像と画像処理部６２が検出する廃棄物２００の分布状態の一例を示す図である。図２における位置Ｐ０，Ｐ２，Ｐ４は、図３および図４における位置Ｐ０，Ｐ２，Ｐ４に対応している。
図３は、廃棄物２００が予め定められた規定の範囲内の分量でストーカ３０に供給されている状態における分布状態を示す。一方、図４は、廃棄物２００が予め定められた規定の範囲内を超える量でストーカ３０に供給されている状態における分布状態を示す。図４では、高輝度の画像が存在する領域が図３よりも移送方向ＴＤの下流側に移動した状態を示している。これは、多量の廃棄物２００がストーカ３０に供給されたことにより、図３において火炎が最も発生する位置が移送方向ＴＤの下流側に移動したことを示している。
図３および図４に示す画像は、カメラ６１が撮像した各画素の輝度を濃淡で示したものである。色が濃くなるほど輝度値が低く、色が薄くなるほど輝度値が高いことを示している。図３および図４に示す画像において輝度値が高い画素が密集した領域は、廃棄物２００から発生した揮発性ガスが燃焼して火炎が発生している領域を示す。図３および図４に示す画像において輝度値が高い画素が密集した領域は、廃棄物２００が少ない領域を示している。
画像処理部６２は、例えば、カメラ６１が撮像した画像から輝度値が所定値よりも高い画素を抽出し、抽出された画素が密集した領域を抽出領域Ａとして抽出する。また、画像処理部６２は、抽出領域Ａに含まれる全ての画素の輝度値から、抽出領域Ａの輝度値の重心位置Ｐｃを算出する。
図３および図４において、軸線Ｘは移送方向ＴＤと平行に延びる直線であり、軸線Ｙは移送方向ＴＤに直交する幅方向ＷＤと平行に延びる直線である。図３に示す位置Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐｃは、それぞれ軸線Ｘ，軸線Ｙにより規定されるＸＹ平面上の位置を示している。位置Ｐ０，Ｐ１，Ｐ２の軸線Ｙ上の位置はＹ０であり、位置Ｐ０，Ｐ３，Ｐ４の軸線Ｘ上の位置はＸ０である。位置Ｐ１は、位置Ｐ０および位置Ｐ２の中点となっている。位置Ｐ３は、位置Ｐ０および位置Ｐ４の中点となっている。位置Ｐ５は、位置Ｐ１と軸線Ｘ上の位置がＸ１で一致し、位置Ｐ３と軸線Ｙ上の位置がＹ１で一致する。
画像処理部６２は、重心位置Ｐｃを算出し、軸線Ｘ上の位置がＸｃであり、軸線Ｙ上の位置がＹｃであることを特定する。そして、画像処理部６２は、重心位置Ｐｃ（Ｘｃ，Ｙｃ）を中心とした領域Ｒを特定する。領域Ｒは、軸線Ｘ方向において第１所定領域ｒ１を有し、軸線Ｙ方向において第２所定領域ｒ２を有する。
抽出領域Ａの輝度値の重心位置Ｐｃから特定される領域Ｒは、廃棄物２００から発生した揮発性ガスが燃焼した火炎が最も多く発生している領域を示している。画像処理部６２が検出する第１所定領域ｒ１は、未燃の廃棄物２００の移送方向ＴＤにおける分布状態（第１分布状態）を示す。また、画像処理部６２が検出する第２所定領域ｒ２は、未燃の廃棄物２００の幅方向ＷＤにおける分布状態（第２分布状態）を示す。
領域Ｒが示す分布状態は、他の領域よりも酸素濃度が高く廃棄物２００から発生する揮発分（例えば、ＣＨ４やＣＯ）が多い燃焼状態であることを示す。また、領域Ｒの酸素濃度が他の領域よりも高いため、領域Ｒが示す分布状態は、他の領域より窒素酸化物濃度が高い燃焼状態であることを示す。
以上の説明において、分布状態検出センサ６０は、カメラ６１がストーカ３０の上方から廃棄物２００および火炎の状態を撮像した画像に基づいて、未燃の廃棄物２００の移送方向ＴＤにおける分布状態と、未燃の廃棄物２００の幅方向ＷＤにおける分布状態を検出するものとしたが、他の態様であってもよい。
例えば、分布状態検出センサ６０は、移送方向ＴＤにおける分布状態として、移送方向ＴＤにおける温度分布を検出するようにしてもよい。具体的には、分布状態検出センサ６０は、ストーカ３０の上方に移送方向ＴＤに沿って複数箇所に配置された温度センサ（図示略）から移送方向ＴＤにおける温度分布を取得し、最も温度が高い領域を第１所定領域ｒ１として検出してもよい。この場合、第１所定領域ｒ１が示す分布状態は、他の領域よりも温度が高い燃焼状態であることを示す。
また、分布状態検出センサ６０は、幅方向ＷＤにおける分布状態として、幅方向ＷＤにおける温度分布を検出するようにしてもよい。具体的には、分布状態検出センサ６０は、ストーカ３０の上方に幅方向ＷＤに沿って複数箇所に配置された温度センサ（図示略）から幅方向ＷＤにおける温度分布を取得し、最も温度が高い領域を第２所定領域ｒ２として検出してもよい。
また、分布状態検出センサ６０は、温度センサに替えてレーザＣＴを採用し、移送方向ＴＤにおけるガス組成分布を移送方向ＴＤにおける分布状態として検出し、幅方向ＷＤにおけるガス組成分布を幅方向ＷＤにおける分布状態として検出してもよい。この場合、分布状態検出センサ６０は、未燃の廃棄物２００が多量に存在することを示す所定のガスの量が多い領域を、第１所定領域ｒ１および第２所定領域ｒ２として検出する。
制御部７０は、分布状態検出センサ６０により検出する分布状態に基づいて、一次空気供給部４０および二次空気供給部５０を制御する装置である。ここで、制御部７０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。
制御部７０は、分布状態検出センサ６０により検出された移送方向ＴＤの分布状態に基づいて、移送方向ＴＤにおいて未燃の廃棄物２００が他の領域よりも多く存在する第１所定領域ｒ１に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給されるように一次空気供給部４０を制御する。
制御部７０は、図３に示す例では、第１所定領域ｒ１に近接した位置に配置される一次空気供給ポート４１ｂ，４１ｃから供給される燃焼用空気の第１流量が他の領域に近接した位置に配置される一次空気供給ポート４１ａ，４１ｄ，４１ｅから供給される燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように一次空気供給部４０を制御する。
図３に示す軸線Ｘに沿った領域ｒａ，ｒｂ，ｒｃ，ｒｄ，ｒｅは、それぞれ移送方向ＴＤにおいて一次空気供給ポート４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅが配置される領域を示している。図３では、画像処理部６２により、第１所定領域ｒ１として、領域ｒｂおよび領域ｒｃを含む領域を検出している。
領域ｒｂおよび領域ｒｃへ一次空気を供給する一次空気供給ポート４１ｂ，４１ｃから供給される燃焼用空気の第１流量を、他の領域に近接した位置に配置される一次空気供給ポート４１ａ，４１ｄ，４１ｅから供給される燃焼用空気の第２流量よりも多くすることで、領域ｒｂおよび領域ｒｃに存在する廃棄物２００の燃焼を促進させることができる。
一方、制御部７０は、図４に示す例では、第１所定領域ｒ１に近接した位置に配置される一次空気供給ポート４１ｃ，４１ｄから供給される燃焼用空気の第１流量が他の領域に近接した位置に配置される一次空気供給ポート４１ａ，４１ｂ，４１ｅから供給される燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように一次空気供給部４０を制御する。
図４では、画像処理部６２により、第１所定領域ｒ１として、領域ｒｃおよび領域ｒｄを含む領域を検出している。領域ｒｃおよび領域ｒｄへ一次空気を供給する一次空気供給ポート４１ｃ，４１ｄから供給される燃焼用空気の第１流量を、他の領域に近接した位置に配置される一次空気供給ポート４１ａ，４１ｂ，４１ｅから供給される燃焼用空気の第２流量よりも多くすることで、領域ｒｃおよび領域ｒｄに存在する廃棄物２００の燃焼を促進させることができる。
また、制御部７０は、分布状態検出センサ６０により検出された移送方向ＴＤの分布状態に基づいて、移送方向ＴＤにおいて未燃の廃棄物２００が他の領域よりも多く存在する第１所定領域ｒ１に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給されるように二次空気供給部５０を制御する。
制御部７０は、図３に示す例では、第１所定領域ｒ１が移送方向ＴＤにおいて下流側空気供給ポート５２よりも上流側空気供給ポート５１に近接した位置に存在するため、下流側空気供給ポート５２から供給される燃焼用空気の流量が上流側空気供給ポート５１から供給される燃焼用空気の流量よりも多くなるように二次空気供給部５０を制御する。
制御部７０は、より具体的には、上流側空気供給ポート５１から供給される燃焼用空気と下流側空気供給ポート５２から供給される燃焼用空気とが合流する移送方向ＴＤ上の位置が、重心位置Ｐｃの軸線Ｘ上の位置である位置Ｘｃと一致するように、ダンパ５３およびダンパ５４を制御する。
図３に示す例では、重心位置Ｐｃからの移送方向ＴＤにおける距離が遠い下流側空気供給ポート５２から供給される燃焼用空気の流量を、上流側空気供給ポート５１から供給される燃焼用空気の流量よりも多くしている。これにより、重心位置Ｐｃの近傍の火炎を移送方向ＴＤの下流側へ引き込み、揮発性ガスの滞留時間を確保し、重心位置Ｐｃの近傍の揮発性ガスとその下流側の揮発性ガスとの混合を促進させることができる。
また、図３に示す例では、重心位置Ｐｃからの移送方向ＴＤにおける距離が近い上流側空気供給ポート５１から供給される燃焼用空気の流量を、下流側空気供給ポート５２から供給される燃焼用空気の流量よりも少なくしている。上流側空気供給ポート５１から供給される燃焼用空気の貫通力を小さくすることで、上流側空気供給ポート５１に近接した位置を酸素濃度が高い状態とし、未燃の揮発性ガスが燃焼しないまま上方へ導かれることを抑制することができる。
制御部７０は、図４に示す例では、第１所定領域ｒ１が移送方向ＴＤにおいて上流側空気供給ポート５１よりも下流側空気供給ポート５２に近接した位置に存在するため、上流側空気供給ポート５１から供給される燃焼用空気の流量が下流側空気供給ポート５２から供給される燃焼用空気の流量よりも多くなるように二次空気供給部５０を制御する。
制御部７０は、より具体的には、上流側空気供給ポート５１から供給される燃焼用空気と下流側空気供給ポート５２から供給される燃焼用空気とが合流する移送方向ＴＤ上の位置が、重心位置Ｐｃの軸線Ｘ上の位置である位置Ｘｃと一致するように、ダンパ５３およびダンパ５４を制御する。
また、制御部７０は、分布状態検出センサ６０により検出された幅方向ＷＤの分布状態に基づいて、幅方向ＷＤにおいて未燃の廃棄物２００が他の領域よりも多く存在する第２所定領域ｒ２に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給されるように二次空気供給部５０を制御する。
図３に示す軸線Ｙに沿った領域ｒｆ，ｒｇ，ｒｈは、それぞれ幅方向ＷＤにおいて上流側空気供給ポート５１ａ，５１ｂ，５１ｃが配置される領域を示している。同様に、領域ｒｆ，ｒｇ，ｒｈは、それぞれ幅方向ＷＤにおいて下流側空気供給ポート５２ａ，５２ｂ，５２ｃが配置される領域を示している。図３では、画像処理部６２により、第２所定領域ｒ２として、領域ｒｆおよび領域ｒｇを含む領域を検出している。
図３では、画像処理部６２により、第２所定領域ｒ２として、領域ｒｆおよび領域ｒｇを含む領域を検出している。したがって、制御部７０は、図３に示す例では、上流側空気供給ポート５１ａ，５１ｂから供給する燃焼用空気の供給量を、上流側空気供給ポート５１ｃから供給する燃焼用空気の供給量よりも多くするように、ダンパ５３を制御する。また、制御部７０は、図３に示す例では、下流側空気供給ポート５２ａ，５２ｂから供給する燃焼用空気の供給量を、下流側空気供給ポート５２ｃから供給する燃焼用空気の供給量よりも多くするように、ダンパ５４を制御する。
熱回収ボイラ８０は、焼却炉本体１０で生成される燃焼ガスによって水蒸気を生成する装置である。焼却炉本体１０で生成された燃焼ガスは、熱回収ボイラ８０に設置された複数の伝熱管（図示略）を流れる給水と熱交換を行う。伝熱管内を流れる給水と熱交換を終えた燃焼ガスは、熱回収ボイラ８０から減温塔８５へ導かれる。
減温塔８５は、熱回収ボイラ８０から導かれた燃焼ガスの温度を低下させる装置である。減温塔８５は、例えば、燃焼ガスに水を噴霧することにより燃焼ガスの温度を低下させる。減温塔８５により温度が低下した燃焼ガスは、集塵装置９０に導かれる。
集塵装置９０は、減温塔８５から導かれた燃焼ガスに含まれる煤塵を除去する装置である。集塵装置９０により煤塵が除去された燃焼ガスは、煙突９５に導かれて大気中に放出される。
次に、本実施形態のストーカ式焼却炉１００の制御方法について、図５を参照して説明する。図５は、本開示の一実施形態に係るストーカ式焼却炉１００の制御方法を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１（検出工程）で、分布状態検出センサ６０は、ストーカ３０により移送される未燃の廃棄物２００の移送方向ＴＤにおける分布状態および幅方向ＷＤにおける分布状態を検出する。分布状態検出センサ６０は、検出された移送方向ＴＤにおける分布状態および幅方向ＷＤにおける分布状態を、制御部７０に伝達する。
具体的には、分布状態検出センサ６０は、移送方向ＴＤにおける分布状態として、廃棄物２００から発生した揮発性ガスが燃焼した火炎が最も多く発生している第１所定領域ｒ１を検出する。また、分布状態検出センサ６０は、幅方向ＷＤにおける分布状態として、廃棄物２００から発生した揮発性ガスが燃焼した火炎が最も多く発生している第２所定領域ｒ２を検出する。
ステップＳ１０２（制御工程）で、制御部７０は、ステップＳ１０１により検出された移送方向ＴＤにおける分布状態に基づいて、移送方向ＴＤにおいて未燃の廃棄物２００が他の領域よりも多く存在する第１所定領域ｒ１に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給されるように一次空気供給部４０を制御する。
具体的には、制御部７０は、第１所定領域ｒ１に近接した位置に配置される一次空気供給ポート（一次空気供給ポート４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅの少なくともいずれか）から供給される燃焼用空気の第１流量が他の領域に近接した位置に配置される一次空気供給ポート（一次空気供給ポート４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅの少なくともいずれか）から供給される燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように一次空気供給部４０を制御する。
また、ステップＳ１０２（制御工程）で、制御部７０は、ステップＳ１０１により検出された幅方向ＷＤにおける分布状態に基づいて、幅方向ＷＤにおいて未燃の廃棄物２００が他の領域よりも多く存在する第２所定領域ｒ２に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給されるように二次空気供給部５０を制御する。
具体的には、制御部７０は、第２所定領域ｒ２に近接した位置に存在する上流側空気供給ポート５１（上流側空気供給ポート５１ａ，５１ｂ，５１ｃの少なくともいずれか）から供給する燃焼用空気の供給量を、その他の領域に存在する上流側空気供給ポート（上流側空気供給ポート５１ａ，５１ｂ，５１ｃの少なくともいずれか）から供給する燃焼用空気の供給量よりも多くするように、ダンパ５３を制御する。
同様に、制御部７０は、第２所定領域ｒ２に近接した位置に存在する下流側空気供給ポート５２（下流側空気供給ポート５２ａ，５２ｂ，５２ｃの少なくともいずれか）から供給する燃焼用空気の供給量を、その他の領域に存在する下流側空気供給ポート（下流側空気供給ポート５２ａ，５２ｂ，５２ｃの少なくともいずれか）から供給する燃焼用空気の供給量よりも多くするように、ダンパ５４を制御する。
ステップＳ１０３（制御工程）で、制御部７０は、ステップＳ１０１により検出された移送方向ＴＤにおける分布状態に基づいて、移送方向ＴＤにおいて未燃の廃棄物２００が他の領域よりも多く存在する第１所定領域ｒ１に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給されるように二次空気供給部５０を制御する。
具体的には、制御部７０は、上流側空気供給ポート５１から供給される燃焼用空気と下流側空気供給ポート５２から供給される燃焼用空気とが合流する移送方向ＴＤ上の位置が、第１所定領域ｒ１と一致するように、ダンパ５３およびダンパ５４を制御する。
ステップＳ１０４で、制御部７０は、ストーカ３０により移送される未燃の廃棄物２００の移送方向ＴＤにおける分布状態および幅方向ＷＤにおける分布状態を検出する処理を終了するかどうかを判定する。制御部７０は、ＮＯと判定した場合はステップＳ１０１からステップＳ１０３の処理を再び実行し、ＹＥＳであれば本フローチャートの処理を終了させる。
以上説明した本実施形態のストーカ式焼却炉１００が奏する作用および効果について説明する。
本実施形態のストーカ式焼却炉１００によれば、廃棄物供給部２０に焼却炉本体１０に供給されてストーカ３０により移送される未燃の廃棄物２００の移送方向ＴＤにおける分布状態が分布状態検出センサ６０により検出される。そして、分布状態検出センサ６０により検出された未燃の廃棄物２００の移送方向ＴＤにおける分布状態に基づいて、制御部７０が、移送方向ＴＤにおいて未燃の廃棄物２００が他の領域よりも多く存在する第１所定領域ｒ１に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給されるように一次空気供給部４０および二次空気供給部５０を制御する。
第１所定領域ｒ１における未燃の廃棄物２００の燃焼が他の領域よりも促進されるため、未燃の廃棄物２００の移送方向ＴＤにおける分布状態に応じて、廃棄物２００を完全燃焼させるように廃棄物２００の移送方向ＴＤの各領域における燃焼状態を適切に制御することができる。移送方向ＴＤにおける燃焼用空気の供給量が適切に制御されるため、局所的な空気不足によるＣＯの発生や局所的な空気過剰によるＮＯｘの発生を抑制することができる。
また、本実施形態のストーカ式焼却炉１００によれば、移送方向ＴＤに直交する幅方向ＷＤにおける未燃の廃棄物２００の分布状態を検出し、廃棄物２００を完全燃焼させるように廃棄物２００の幅方向ＷＤの各領域における燃焼状態を適切に制御することができる。幅方向ＷＤにおける燃焼用空気の供給量が適切に制御されるため、局所的な空気不足によるＣＯの発生や局所的な空気過剰によるＮＯｘの発生を抑制することができる。
また、本実施形態のストーカ式焼却炉１００によれば、移送方向ＴＤにおいて未燃の廃棄物２００が他の領域よりも多く存在する第１所定領域ｒ１が、移送方向ＴＤにおいて上流側空気供給ポート５１よりも下流側空気供給ポート５２に近接した位置に存在する場合、上流側空気供給ポート５１から供給される燃焼用空気の第１流量が下流側空気供給ポート５２から供給される燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように二次空気供給部５０が制御される。
第１流量が第２流量よりも多くなることにより、上流側空気供給ポート５１から供給される燃焼用空気と下流側空気供給ポート５２から供給される燃焼用空気とが合流する地点が、上流側空気供給ポート５１と下流側空気供給ポート５２との中間地点よりも下流側空気供給ポート５２に近接した位置となる。これにより、第１所定領域ｒ１に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給され、第１所定領域ｒ１における未燃の廃棄物２００の燃焼を促進させることができる。
また、第１流量が第２流量よりも多くなることにより、第１所定領域ｒ１の近傍に存在する未燃の揮発性ガスが、上流側空気供給ポート５１から焼却炉本体１０に投入される燃焼用空気の流れに引き寄せられ、第１所定領域ｒ１から上流側空気供給ポート５１側へ移動する。これにより、廃棄物２００から発生する揮発性ガスが移送方向ＴＤに分散され、焼却炉本体１０の広範な領域で廃棄物２００の燃焼を促進することができる。
本実施形態のストーカ式焼却炉１００によれば、移送方向ＴＤにおいて未燃の廃棄物２００が他の領域よりも多く存在する第１所定領域ｒ１に近接した位置に配置される一次空気供給ポートから供給される燃焼用空気の第１流量が、他の領域に近接した位置に配置される一次空気供給ポートから供給される燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように一次空気供給部４０が制御される。第１流量が第２流量よりも多くなることにより、第１所定領域ｒ１に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給され、第１所定領域ｒ１における未燃の廃棄物２００の燃焼を促進させることができる。
以上説明した実施形態に記載の燃焼炉は、例えば以下のように把握される。
本開示に係る燃焼炉は、被燃焼物を移送方向に沿って移送しながら燃焼させる燃焼炉（１００）であって、前記被燃焼物を燃焼させる燃焼炉本体（１０）と、前記燃焼炉本体に前記被燃焼物を供給する被燃焼物供給部（２０）と、前記燃焼炉本体（１０）に設置されるとともに前記被燃焼物供給部により前記燃焼炉本体に供給された前記被燃焼物を前記移送方向に移送する移送部（３０）と、前記燃焼炉本体へ燃焼用空気を供給する空気供給部（４０，５０）と、前記移送部により移送される未燃の前記被燃焼物の前記移送方向における分布状態を検出する検出部（６０）と、前記検出部により検出された前記分布状態に基づいて、前記移送方向において未燃の前記被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域に前記他の領域よりも多く前記燃焼用空気が供給されるように前記空気供給部を制御する制御部（７０）と、を備える。
本開示に係る燃焼炉によれば、被燃焼物供給部に燃焼炉本体に供給されて移送部により移送される未燃の被燃焼物の移送方向における分布状態が検出部により検出される。そして、検出部により検出された未燃の被燃焼物の移送方向における分布状態に基づいて、制御部が、移送方向において未燃の被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域（ｒ１）に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給されるように空気供給部を制御する。
第１所定領域における未燃の被燃焼物の燃焼が他の領域よりも促進されるため、未燃の被燃焼物の移送方向における分布状態に応じて、被燃焼物を完全燃焼させるように被燃焼物の移送方向の各領域における燃焼状態を適切に制御することができる。移送方向における燃焼用空気の供給量が適切に制御されるため、局所的な空気不足によるＣＯの発生や局所的な空気過剰によるＮＯｘの発生を抑制することができる。
本開示に係る燃焼炉において、前記検出部は、前記移送部の上方から前記被燃焼物を撮像した画像に基づいて前記分布状態を検出する構成としてもよい。
本構成の燃焼炉によれば、移送部の上方から被燃焼物を撮像した画像に基づいて分布状態を検出し、被燃焼物を完全燃焼させるように被燃焼物の移送方向の各領域における燃焼状態を適切に制御することができる。
本開示に係る燃焼炉において、前記検出部は、前記移送方向における温度分布に基づいて前記分布状態を検出する構成としてもよい。
本構成の燃焼炉によれば、移送方向における温度分布に基づいて分布状態を検出し、被燃焼物を完全燃焼させるように被燃焼物の移送方向の各領域における燃焼状態を適切に制御することができる。
本開示に係る燃焼炉において、前記検出部は、前記移送方向に直交する幅方向における未燃の前記被燃焼物の前記分布状態を検出し、前記制御部は、前記検出部により検出された前記幅方向における前記分布状態に基づいて、前記幅方向において未燃の前記被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第２所定領域（ｒ２）に前記他の領域よりも多く前記燃焼用空気が供給されるように前記空気供給部を制御する構成としてもよい。
本構成の燃焼炉によれば、移送方向に直交する幅方向における未燃の被燃焼物の分布状態を検出し、被燃焼物を完全燃焼させるように被燃焼物の幅方向の各領域における燃焼状態を適切に制御することができる。幅方向における燃焼用空気の供給量が適切に制御されるため、局所的な空気不足によるＣＯの発生や局所的な空気過剰によるＮＯｘの発生を抑制することができる。
本開示に係る燃焼炉において、前記空気供給部は、前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の上流側から下流側に向けて前記燃焼用空気を供給する上流側空気供給ポート（５１）と、前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の下流側から上流側に向けて前記燃焼用空気を供給する下流側空気供給ポート（５２）と、を有し、前記上流側空気供給ポートは、前記下流側空気供給ポートと対向するように前記下流側空気供給ポートよりも前記移送方向の上流側に配置されており、前記制御部は、前記第１所定領域が前記移送方向において前記上流側空気供給ポートよりも前記下流側空気供給ポートに近接した位置に存在する場合、前記上流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第１流量が前記下流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように前記空気供給部を制御する構成としてもよい。
本構成の燃焼炉によれば、移送方向において未燃の被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域が、移送方向において上流側空気供給ポートよりも下流側空気供給ポートに近接した位置に存在する場合、上流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気の第１流量が下流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように空気供給部が制御される。
第１流量が第２流量よりも多くなることにより、上流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気と下流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気とが合流する地点が、上流側空気供給ポートと下流側空気供給ポートとの中間地点よりも下流側空気供給ポートに近接した位置となる。これにより、第１所定領域に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給され、第１所定領域における未燃の被燃焼物の燃焼を促進させることができる。
また、第１流量が第２流量よりも多くなることにより、第１所定領域の近傍に存在する未燃の揮発性ガスが、上流側空気供給ポートから燃焼炉本体に投入される燃焼用空気の流れに引き寄せられ、第１所定領域から上流側空気供給ポート側へ移動する。これにより、被燃焼物から発生する揮発性ガスが移送方向に分散され、燃焼炉本体の広範な領域で被燃焼物の燃焼を促進することができる。
本開示に係る燃焼炉において、前記空気供給部は、前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の上流側から下流側に向けて前記燃焼用空気を供給する上流側空気供給ポート（５１）と、前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の下流側から上流側に向けて前記燃焼用空気を供給する下流側空気供給ポート（５２）と、を有し、前記上流側空気供給ポートは、前記下流側空気供給ポートと対向するように前記下流側空気供給ポートよりも前記移送方向の上流側に配置されており、前記制御部は、前記第１所定領域が前記移送方向において前記下流側空気供給ポートよりも前記上流側空気供給ポートに近接した位置に存在する場合、前記下流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第１流量が前記上流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように前記空気供給部を制御する構成としてもよい。
本構成の燃焼炉によれば、移送方向において未燃の被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域が、移送方向において下流側空気供給ポートよりも上流側空気供給ポートに近接した位置に存在する場合、下流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気の第１流量が上流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように空気供給部が制御される。
第１流量が第２流量よりも多くなることにより、下流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気と上流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気とが合流する地点が、下流側空気供給ポートと上流側空気供給ポートとの中間地点よりも上流側空気供給ポートに近接した位置となる。これにより、第１所定領域に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給され、第１所定領域における未燃の被燃焼物の燃焼を促進させることができる。
また、第１流量が第２流量よりも多くなることにより、第１所定領域の近傍に存在する未燃の揮発性ガスが、下流側空気供給ポートから燃焼炉本体に投入される燃焼用空気の流れに引き寄せられ、第１所定領域から下流側空気供給ポート側へ移動する。これにより、被燃焼物から発生する揮発性ガスが移送方向に分散され、燃焼炉本体の広範な領域で被燃焼物の燃焼を促進することができる。
本開示に係る燃焼炉において、前記空気供給部は、前記移送部の下方から前記移送部により移送される前記被燃焼物に向けて前記燃焼用空気を供給する複数の一次空気供給ポート（４１ａ～４１ｅ）を有し、複数の前記一次空気供給ポートは、前記移送方向に沿って配置されており、前記制御部は、前記第１所定領域に近接した位置に配置される前記一次空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第１流量が前記他の領域に近接した位置に配置される前記一次空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように前記空気供給部を制御する構成としてもよい。
本構成の燃焼炉によれば、移送方向において未燃の被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域に近接した位置に配置される一次空気供給ポートから供給される燃焼用空気の第１流量が、他の領域に近接した位置に配置される一次空気供給ポートから供給される燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように空気供給部が制御される。第１流量が第２流量よりも多くなることにより、第１所定領域に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給され、第１所定領域における未燃の被燃焼物の燃焼を促進させることができる。
以上説明した実施形態に記載の燃焼炉の制御方法は、例えば以下のように把握される。
本開示に係る燃焼炉の制御方法は、被燃焼物を移送方向に沿って移送しながら燃焼させる燃焼炉の制御方法であって、前記燃焼炉は、前記被燃焼物を燃焼させる燃焼炉本体と、前記燃焼炉本体に前記被燃焼物を供給する被燃焼物供給部と、前記燃焼炉本体に設置されるとともに前記被燃焼物供給部により前記燃焼炉本体に供給された前記被燃焼物を前記移送方向に移送する移送部と、前記燃焼炉本体へ燃焼用空気を供給する空気供給部と、を備え、前記移送部により移送される未燃の前記被燃焼物の前記移送方向における分布状態を検出する検出工程と、前記検出工程により検出された前記分布状態に基づいて、前記移送方向において未燃の前記被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域に前記他の領域よりも多く前記燃焼用空気が供給されるように前記空気供給部を制御する制御工程と、を備える。
本開示に係る燃焼炉によれば、被燃焼物供給部に燃焼炉本体に供給されて移送部により移送される未燃の被燃焼物の移送方向における分布状態が検出工程により検出される。そして、検出工程により検出された未燃の被燃焼物の移送方向における分布状態に基づいて、制御工程が、移送方向において未燃の被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給されるように空気供給部を制御する。
第１領域における未燃の被燃焼物の燃焼が他の領域よりも促進されるため、未燃の被燃焼物の移送方向における分布状態に応じて、被燃焼物を完全燃焼させるように被燃焼物の移送方向の各領域における燃焼状態を適切に制御することができる。移送方向における燃焼用空気の供給量が適切に制御されるため、局所的な空気不足によるＣＯの発生や局所的な空気過剰によるＮＯｘの発生を抑制することができる。
本開示に係る燃焼炉の制御において、前記検出工程は、前記移送部の上方から前記被燃焼物を撮像した画像に基づいて前記分布状態を検出する構成としてもよい。
本構成の燃焼炉の制御方法によれば、移送部の上方から被燃焼物を撮像した画像に基づいて分布状態を検出し、被燃焼物を完全燃焼させるように被燃焼物の移送方向の各領域における燃焼状態を適切に制御することができる。
本開示に係る燃焼炉の制御方法において、前記検出工程は、前記分布状態として、前記移送方向における温度分布を検出する構成としてもよい。
本構成の燃焼炉の制御方法によれば、分布状態として移送方向における温度分布を検出し、被燃焼物を完全燃焼させるように被燃焼物の移送方向の各領域における燃焼状態を適切に制御することができる。
本開示に係る燃焼炉の制御方法において、前記検出工程は、前記移送方向に直交する幅方向における未燃の前記被燃焼物の前記分布状態を検出し、前記制御工程は、前記検出工程により検出された前記幅方向における前記分布状態に基づいて、前記幅方向において未燃の前記被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第２所定領域に前記他の領域よりも多く前記燃焼用空気が供給されるように前記空気供給部を制御する構成としてもよい。
本構成の燃焼炉の制御方法によれば、移送方向に直交する幅方向における未燃の被燃焼物の分布状態を検出し、被燃焼物を完全燃焼させるように被燃焼物の幅方向の各領域における燃焼状態を適切に制御することができる。幅方向における燃焼用空気の供給量が適切に制御されるため、局所的な空気不足によるＣＯの発生や局所的な空気過剰によるＮＯｘの発生を抑制することができる。
本開示に係る燃焼炉の制御方法において、前記空気供給部は、前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の上流側から下流側に向けて前記燃焼用空気を供給する上流側空気供給ポートと、前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の下流側から上流側に向けて前記燃焼用空気を供給する下流側空気供給ポートと、を有し、前記上流側空気供給ポートは、前記下流側空気供給ポートと対向するように前記下流側空気供給ポートよりも前記移送方向の上流側に配置されており、前記制御工程は、前記第１所定領域が前記移送方向において前記上流側空気供給ポートよりも前記下流側空気供給ポートに近接した位置に存在する場合、前記上流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第１流量が前記下流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように前記空気供給部を制御する構成としてもよい。
本構成の燃焼炉の制御方法によれば、移送方向において未燃の被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域が、移送方向において上流側空気供給ポートよりも下流側空気供給ポートに近接した位置に存在する場合、上流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気の第１流量が下流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように空気供給部が制御される。
第１流量が第２流量よりも多くなることにより、上流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気と下流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気とが合流する地点が、上流側空気供給ポートと下流側空気供給ポートとの中間地点よりも下流側空気供給ポートに近接した位置となる。これにより、第１所定領域に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給され、第１所定領域における未燃の被燃焼物の燃焼を促進させることができる。
また、第１流量が第２流量よりも多くなることにより、第１所定領域の近傍に存在する未燃の揮発性ガスが、上流側空気供給ポートから燃焼炉本体に投入される燃焼用空気の流れに引き寄せられ、第１所定領域から上流側空気供給ポート側へ移動する。これにより、被燃焼物から発生する揮発性ガスが移送方向に分散され、燃焼炉本体の広範な領域で被燃焼物の燃焼を促進することができる。
本開示に係る燃焼炉の制御方法において、前記空気供給部は、前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の上流側から下流側に向けて前記燃焼用空気を供給する上流側空気供給ポートと、前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の下流側から上流側に向けて前記燃焼用空気を供給する下流側空気供給ポートと、を有し、前記上流側空気供給ポートは、前記下流側空気供給ポートと対向するように前記下流側空気供給ポートよりも前記移送方向の上流側に配置されており、前記制御工程は、前記第１所定領域が前記移送方向において前記下流側空気供給ポートよりも前記上流側空気供給ポートに近接した位置に存在する場合、前記下流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第１流量が前記上流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように前記空気供給部を制御する構成としてもよい。
本構成の燃焼炉の制御方法によれば、移送方向において未燃の被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域が、移送方向において下流側空気供給ポートよりも上流側空気供給ポートに近接した位置に存在する場合、下流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気の第１流量が上流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように空気供給部が制御される。
第１流量が第２流量よりも多くなることにより、下流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気と上流側空気供給ポートから供給される燃焼用空気とが合流する地点が、下流側空気供給ポートと上流側空気供給ポートとの中間地点よりも上流側空気供給ポートに近接した位置となる。これにより、第１所定領域に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給され、第１所定領域における未燃の被燃焼物の燃焼を促進させることができる。
また、第１流量が第２流量よりも多くなることにより、第１所定領域の近傍に存在する未燃の揮発性ガスが、下流側空気供給ポートから燃焼炉本体に投入される燃焼用空気の流れに引き寄せられ、第１所定領域から下流側空気供給ポート側へ移動する。これにより、被燃焼物から発生する揮発性ガスが移送方向に分散され、燃焼炉本体の広範な領域で被燃焼物の燃焼を促進することができる。
本開示に係る燃焼炉の制御方法において、前記空気供給部は、前記移送部の下方から前記移送部により移送される前記被燃焼物に向けて前記燃焼用空気を供給する複数の一次空気供給ポートを有し、複数の前記一次空気供給ポートは、前記移送方向に沿って配置されており、前記制御工程は、前記第１所定領域に近接した位置に配置される前記一次空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第１流量が前記他の領域に近接した位置に配置される前記一次空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように前記空気供給部を制御する構成としてもよい。
本構成の燃焼炉の制御方法によれば、移送方向において未燃の被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域に近接した位置に配置される一次空気供給ポートから供給される燃焼用空気の第１流量が、他の領域に近接した位置に配置される一次空気供給ポートから供給される燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように空気供給部が制御される。第１流量が第２流量よりも多くなることにより、第１所定領域に他の領域よりも多く燃焼用空気が供給され、第１所定領域における未燃の被燃焼物の燃焼を促進させることができる。
１０ 焼却炉本体（燃焼炉本体）
２０ 廃棄物供給部（被燃焼物供給部）
２１ 投入ホッパ
２２ フィーダ
３０ ストーカ（移送部）
４０ 一次空気供給部
４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ 一次空気供給ポート
４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ ダンパ
４３ 送風機
５０ 二次空気供給部
５１ 上流側空気供給ポート
５２ 下流側空気供給ポート
５３，５４ ダンパ
５５ 送風機
６０ 分布状態検出センサ
６１ カメラ
６２ 画像処理部
７０ 制御部
８０ 熱回収ボイラ
８５ 減温塔
９０ 集塵装置
９５ 煙突
１００ ストーカ式焼却炉（燃焼炉）
２００ 廃棄物
Ａ 抽出領域
Ｐｃ 重心位置
Ｒ 領域
ＴＤ 移送方向
ＷＤ 幅方向
ｒ１ 第１所定領域
ｒ２ 第２所定領域
上記課題を解決するために、本開示は以下の手段を採用する。
本開示の一態様に係る燃焼炉は、被燃焼物を移送方向に沿って移送しながら燃焼させる燃焼炉であって、前記被燃焼物を燃焼させる燃焼炉本体と、前記燃焼炉本体に前記被燃焼物を供給する被燃焼物供給部と、前記燃焼炉本体に設置されるとともに前記被燃焼物供給部により前記燃焼炉本体に供給された前記被燃焼物を前記移送方向に移送する移送部と、前記燃焼炉本体へ燃焼用空気を供給する空気供給部と、前記移送部により移送される未燃の前記被燃焼物の前記移送方向における分布状態を検出する検出部と、前記検出部により検出された前記分布状態に基づいて、前記移送方向において未燃の前記被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域に前記他の領域よりも多く前記燃焼用空気が供給されるように前記空気供給部を制御する制御部と、を備え、前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の上流側から下流側に向けて前記燃焼用空気を供給する上流側空気供給ポートと、前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の下流側から上流側に向けて前記燃焼用空気を供給する下流側空気供給ポートと、を有し、前記上流側空気供給ポートは、前記下流側空気供給ポートと対向するように前記下流側空気供給ポートよりも前記移送方向の上流側に配置されており、前記制御部は、前記第１所定領域が前記移送方向において前記上流側空気供給ポートよりも前記下流側空気供給ポートに近接した位置に存在する場合、前記上流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第１流量が前記下流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように前記空気供給部を制御する。
本開示の一態様に係る燃焼炉の制御方法は、被燃焼物を移送方向に沿って移送しながら燃焼させる燃焼炉の制御方法であって、前記燃焼炉は、前記被燃焼物を燃焼させる燃焼炉本体と、前記燃焼炉本体に前記被燃焼物を供給する被燃焼物供給部と、前記燃焼炉本体に設置されるとともに前記被燃焼物供給部により前記燃焼炉本体に供給された前記被燃焼物を前記移送方向に移送する移送部と、前記燃焼炉本体へ燃焼用空気を供給する空気供給部と、を備え、前記空気供給部は、前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の上流側から下流側に向けて前記燃焼用空気を供給する上流側空気供給ポートと、前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の下流側から上流側に向けて前記燃焼用空気を供給する下流側空気供給ポートと、を有し、前記上流側空気供給ポートは、前記下流側空気供給ポートと対向するように前記下流側空気供給ポートよりも前記移送方向の上流側に配置されており、前記移送部により移送される未燃の前記被燃焼物の前記移送方向における分布状態を検出する検出工程と、前記検出工程により検出された前記分布状態に基づいて、前記移送方向において未燃の前記被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域に前記他の領域よりも多く前記燃焼用空気が供給されるように前記空気供給部を制御する制御工程と、を備え、前記制御工程は、前記第１所定領域が前記移送方向において前記上流側空気供給ポートよりも前記下流側空気供給ポートに近接した位置に存在する場合、前記上流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第１流量が前記下流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように前記空気供給部を制御する。

Claims (14)

  1. 被燃焼物を移送方向に沿って移送しながら燃焼させる燃焼炉であって、
    前記被燃焼物を燃焼させる燃焼炉本体と、
    前記燃焼炉本体に前記被燃焼物を供給する被燃焼物供給部と、
    前記燃焼炉本体に設置されるとともに前記被燃焼物供給部により前記燃焼炉本体に供給された前記被燃焼物を前記移送方向に移送する移送部と、
    前記燃焼炉本体へ燃焼用空気を供給する空気供給部と、
    前記移送部により移送される未燃の前記被燃焼物の前記移送方向における分布状態を検出する検出部と、
    前記検出部により検出された前記分布状態に基づいて、前記移送方向において未燃の前記被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域に前記他の領域よりも多く前記燃焼用空気が供給されるように前記空気供給部を制御する制御部と、を備える燃焼炉。
  2. 前記検出部は、前記移送部の上方から前記被燃焼物を撮像した画像に基づいて前記分布状態を検出する請求項１に記載の燃焼炉。
  3. 前記検出部は、前記移送方向における温度分布に基づいて前記分布状態を検出する請求項１に記載の燃焼炉。
  4. 前記検出部は、前記移送方向に直交する幅方向における未燃の前記被燃焼物の前記分布状態を検出し、
    前記制御部は、前記検出部により検出された前記幅方向における前記分布状態に基づいて、前記幅方向において未燃の前記被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第２所定領域に前記他の領域よりも多く前記燃焼用空気が供給されるように前記空気供給部を制御する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃焼炉。
  5. 前記空気供給部は、
    前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の上流側から下流側に向けて前記燃焼用空気を供給する上流側空気供給ポートと、
    前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の下流側から上流側に向けて前記燃焼用空気を供給する下流側空気供給ポートと、を有し、
    前記上流側空気供給ポートは、前記下流側空気供給ポートと対向するように前記下流側空気供給ポートよりも前記移送方向の上流側に配置されており、
    前記制御部は、前記第１所定領域が前記移送方向において前記上流側空気供給ポートよりも前記下流側空気供給ポートに近接した位置に存在する場合、前記上流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第１流量が前記下流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように前記空気供給部を制御する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃焼炉。
  6. 前記空気供給部は、
    前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の上流側から下流側に向けて前記燃焼用空気を供給する上流側空気供給ポートと、
    前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の下流側から上流側に向けて前記燃焼用空気を供給する下流側空気供給ポートと、を有し、
    前記上流側空気供給ポートは、前記下流側空気供給ポートと対向するように前記下流側空気供給ポートよりも前記移送方向の上流側に配置されており、
    前記制御部は、前記第１所定領域が前記移送方向において前記下流側空気供給ポートよりも前記上流側空気供給ポートに近接した位置に存在する場合、前記下流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第１流量が前記上流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように前記空気供給部を制御する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃焼炉。
  7. 前記空気供給部は、前記移送部の下方から前記移送部により移送される前記被燃焼物に向けて前記燃焼用空気を供給する複数の一次空気供給ポートを有し、
    複数の前記一次空気供給ポートは、前記移送方向に沿って配置されており、
    前記制御部は、前記第１所定領域に近接した位置に配置される前記一次空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第１流量が前記他の領域に近接した位置に配置される前記一次空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように前記空気供給部を制御する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の燃焼炉。
  8. 被燃焼物を移送方向に沿って移送しながら燃焼させる燃焼炉の制御方法であって、
    前記燃焼炉は、
    前記被燃焼物を燃焼させる燃焼炉本体と、
    前記燃焼炉本体に前記被燃焼物を供給する被燃焼物供給部と、
    前記燃焼炉本体に設置されるとともに前記被燃焼物供給部により前記燃焼炉本体に供給された前記被燃焼物を前記移送方向に移送する移送部と、
    前記燃焼炉本体へ燃焼用空気を供給する空気供給部と、を備え、
    前記移送部により移送される未燃の前記被燃焼物の前記移送方向における分布状態を検出する検出工程と、
    前記検出工程により検出された前記分布状態に基づいて、前記移送方向において未燃の前記被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第１所定領域に前記他の領域よりも多く前記燃焼用空気が供給されるように前記空気供給部を制御する制御工程と、を備える燃焼炉の制御方法。
  9. 前記検出工程は、前記移送部の上方から前記被燃焼物を撮像した画像に基づいて前記分布状態を検出する請求項８に記載の燃焼炉の制御方法。
  10. 前記検出工程は、前記分布状態として、前記移送方向における温度分布を検出する請求項８に記載の燃焼炉の制御方法。
  11. 前記検出工程は、前記移送方向に直交する幅方向における未燃の前記被燃焼物の前記分布状態を検出し、
    前記制御工程は、前記検出工程により検出された前記幅方向における前記分布状態に基づいて、前記幅方向において未燃の前記被燃焼物が他の領域よりも多く存在する第２所定領域に前記他の領域よりも多く前記燃焼用空気が供給されるように前記空気供給部を制御する請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の燃焼炉の制御方法。
  12. 前記空気供給部は、
    前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の上流側から下流側に向けて前記燃焼用空気を供給する上流側空気供給ポートと、
    前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の下流側から上流側に向けて前記燃焼用空気を供給する下流側空気供給ポートと、を有し、
    前記上流側空気供給ポートは、前記下流側空気供給ポートと対向するように前記下流側空気供給ポートよりも前記移送方向の上流側に配置されており、
    前記制御工程は、前記第１所定領域が前記移送方向において前記上流側空気供給ポートよりも前記下流側空気供給ポートに近接した位置に存在する場合、前記上流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第１流量が前記下流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように前記空気供給部を制御する請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の燃焼炉の制御方法。
  13. 前記空気供給部は、
    前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の上流側から下流側に向けて前記燃焼用空気を供給する上流側空気供給ポートと、
    前記移送部の上方に配置されるとともに前記移送方向の下流側から上流側に向けて前記燃焼用空気を供給する下流側空気供給ポートと、を有し、
    前記上流側空気供給ポートは、前記下流側空気供給ポートと対向するように前記下流側空気供給ポートよりも前記移送方向の上流側に配置されており、
    前記制御工程は、前記第１所定領域が前記移送方向において前記下流側空気供給ポートよりも前記上流側空気供給ポートに近接した位置に存在する場合、前記下流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第１流量が前記上流側空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように前記空気供給部を制御する請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の燃焼炉の制御方法。
  14. 前記空気供給部は、前記移送部の下方から前記移送部により移送される前記被燃焼物に向けて前記燃焼用空気を供給する複数の一次空気供給ポートを有し、
    複数の前記一次空気供給ポートは、前記移送方向に沿って配置されており、
    前記制御工程は、前記第１所定領域に近接した位置に配置される前記一次空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第１流量が前記他の領域に近接した位置に配置される前記一次空気供給ポートから供給される前記燃焼用空気の第２流量よりも多くなるように前記空気供給部を制御する請求項８から請求項１２のいずれか一項に記載の燃焼炉の制御方法。
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