JP2664909B2 - ごみ焼却設備の運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、発熱量の変動が大きい都市ごみ等を焼却処
理するのに好適なごみ焼却設備の運転方法に関する。 〔従来の技術〕 ストーカ炉あるいは流動床炉を備えたごみ焼却設備に
おいて、都市ごみを焼却処理する場合、クレーンによる
つかみ重量（投入重量）が一定になるように制御して
も、発熱量のばらつきが大きいごみであるため、燃焼を
安定化させることが困難であった。そこで、これまで
は、焼却炉内に燃焼用空気を過剰に供給することによっ
て、負荷変動に基因する黒煙の発生防止や未燃物の低減
に対処してきた。しかし、焼却負荷に対して供給空気量
が追従しないため、換言するなら燃焼用空気が適正量供
給されないため、NO_x（窒素酸化物）の発生や、燃焼温
度の変動に伴う燃回収量の変動など、種々の問題を生じ
てしまうという難点があった。 このような背景下で、最近の都市ごみ焼却設備では、
ごみの燃焼ガスの酸素濃度を検出し、この検出値に基づ
いて給じん量を制御することにより、燃焼の安定化を図
るという運転方法が知られている。 そのほか、ごみの供給量は一定にしておき、燃焼用空
気の温度や流量、炉壁温度等を測定し、入出熱の差から
ごみの発熱量を逆算して燃焼用空気の供給量を制御する
という運転方法も提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前者の従来技術は、燃焼ガス中の酸素
濃度が一定になるように給じん量を制御するので、発熱
量が高いごみが焼却炉内へ供給された場合、入熱量が大
きくなるため給じん量を減少させなければならず、ごみ
焼却設備の定格焼却量を確保できなくなる虞がある。 また、後者の従来技術は、例えば生ごみ直後に発泡ス
チロールが供給されたときのように、焼却炉内へ供給さ
れるごみの発熱量が急激に変化した場合、制御が後追い
になってしまうため、黒煙を発生するなどの不具合が起
こる。この後追い制御の問題は、燃焼ガス中の酸素濃度
を検出する前者の従来技術も同様に抱えている。 従来、例えば特開昭54−86973号公報、特開昭62−461
18号公報に記載されているようなごみ焼却方法が提案さ
れている。この方法は、焼却部と連通したごみ投入ホッ
パーのごみ上面レベルをレベル計で監視し、ごみ投入前
後のごみ上面レベルの変化と、ごみ投入重量より、ごみ
のかさ密度を計算し、このかさ密度に基づいてごみの燃
焼を制御する構成になっている。 ところがごみ投入ホッパのごみ上面レベルは平坦でな
く、大きな山の窪みなどの凹凸が形成され、しかもホッ
パ内でごみによるブリッジ（空間部）が形成されたり、
そのブリッジ（空間部）が潰れたり、またごみ投入ホッ
パの下部にあるごみは不定期的に焼却部側へ移動されて
処分される。このようなことからごみ上面レベルは常に
変動しており、そのため投入されたごみの体積を正確に
把握することができず、よってごみのかさ密度も不正確
であり、適切な燃焼制御が行なわれないという欠点を有
している。 本発明は叙上の点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、制御が後追いにならず、発熱量の変動が大きい
ごみも安定して焼却処理できるごみ焼却設備の運転方法
を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 従来技術が抱える問題点を解決し、上記目的を達成す
るために、本発明は、 ．上記クレーンの１回当たりのつかみ重量を計測し、 ．クレーンによる単位時間当たりの投入回数をカウン
トして、 ．この単位時間当たりのつかみ総重量と投入回数でク
レーンの１回当たりのつかみ平均重量を算出し、 ．このつかみ平均重量とクレーンのバケット容量から
投入されたごみの見掛比重を演算し、 ．この見掛比重と低位発熱量から投入されたごみの低
位発熱量を求め、 ．この低位発熱量のデータに応じてごみの燃焼を制御
するようにしたことを特徴とするものである。 〔作用〕 すなわち、本発明者は、ごみの見掛比重が小さければ
低位発熱量が高く、見掛比重が大きければ低位発熱量が
低いという相関関係に着目し、クレーンの１回当りのつ
かみ重量を計測してバケットの容量で割ることにより見
掛比重を算出し、この見掛比重から、焼却炉へ供給する
前の段階でごみの低位発熱量を求めておくという手法を
採用した。 本発明は前述のように、クレーンの１回当たりのつか
み重量を計測し、そのクレーンによる単位時間当たりの
投入回数をカウントして、この単位時間当たりのつかみ
総重量と投入回数でクレーンの１回当たりのつかみ平均
重量を算出することにより、ごみのつかみ重量のばらつ
きを無くして、燃焼制御系統の安定化を図ることができ
る。 さらに実際に投入したごみの重量だけを計測してそれ
に基づいて見掛比重を演算するから、その投入したごみ
だけの見掛比重を直接に知ることができ、従来提案され
た他の要因で常に変動しているホッパ内のごみレベル面
の変化から求める方法に比べてごみの見掛比重を正確に
把握することができ、従ってごみの燃焼制御が正確であ
る。 そして、低位発熱量を積算することで、焼却炉へ単位
時間当りに供給されるごみの入熱量が予め求められるの
で、こうして求めた入熱量の値に応じて燃焼用空気の流
量を制御すれば、一定の給じん量を確保したまま燃焼の
安定化が図れる。また、クレーンにより単位時間当りに
投入されるごみの低位発熱量の総和を求めておき、その
値に応じて給じん装置の給じん速度を制御すれば、焼却
炉へのごみの入熱量をほぼ一定に保つことができ、燃焼
炉の下流に設置した熱回収装置へ供給される熱量のばら
つきをなくすことが可能となる。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。 第１図は、本発明方法を適用した都市ごみ焼却設備の
一例を示す構成図であり、第２図は、この焼却設備で焼
却処理される標準的な都市ごみの見掛比重と低位発熱量
との相関関係を示す特性図であり、第３図は、運転制御
の具体例を示す系統図である。 第１図、第３図において、ごみピット１に貯留された
ごみは、クレーン２により給じんホッパ４に投入され、
このとき、クレーン２に付設された演算器23内蔵の計重
装置３が、クレーン２がつかんだ１回当りのごみ重量を
計測する。また、この計重装置３は、クレーン２が単位
時間当りにごみを給じんホッパ４へ投入した回数をカウ
ントし、上記つかみ重量を積算して投入回路で割ること
により、つかみ量のばらつきを考慮した単位時間当りの
平均値としてのつかみ重量を算出する。そして、このつ
かみ重量をクレーン２のバケットの容量で割ることによ
り、計重装置３はごみの見掛比重を算出し、第２図に示
す相関関係に基づいて、この見掛比重からごみの低位発
熱量を求め、この低位発熱量に上記投入回数を乗ずるこ
とより、給じんホッパ４に単位時間当りに投入されたご
みの低位発熱量の総和、つまり当該ごみを焼却炉７へ供
給した際の入熱量を、予め算出しておく。 給じんホッパ４に投入されたごみは、給じん装置５に
よって焼却炉７へ一定量ずつ供給される。そして、供給
されたごみを燃焼させる焼却炉７には、散気装置８から
一次空気が吹き込まれ、二次空気ノズル12からは二次空
気が吹き込まれるが、都市ごみは発熱量の変動が大きい
ため、一定量のごみを供給しても焼却炉７内における総
入熱量にはばらつきがある。そこで、上記計重装置３の
演算器23で予め算出したごみの入熱量信号を一次空気流
量調節計16および二次空気流量調節計17に出力し、この
入熱量信号に応じて、押込送風機９のサクションダンパ
11の開度および二次押込送風機13のサクションダンパ15
の開度を、それぞれ制御する。すなわち、演算器23から
出力される入熱量信号は、焼却炉７内へ単位時間当りに
供給されるごみの入熱量を予め教えてくれるので、一次
空気流量はこの入熱量に対して比例制御され、二次空気
流量は比例設定器24により一次空気流量に対し比例配分
されるようになっており、総入熱量に応じた適正な量の
燃焼用空気が焼却炉７内に吹き込まれることから、常に
最適な燃焼を行わせることができる。なお、図中の符合
10は一次空気流量計、14は二次空気流量計を示してい
る。 こうして、一定の給じん量を確保したまま燃焼の安定
化を図ることができるが、焼却能力等の要請で、焼却炉
７へ供給するごみの入熱量に上限を設定しなければなら
ないこともある。そこで、演算器23から水注入制御PID2
5に出力された低位発熱量のデータが設定値を上回る場
合には、この水注入制御PID25が水注入弁18を制御し、
出力値と設定値との差に応じた所定値の水を給じんホッ
パ４に添加できるようになっており、焼却炉７へのごみ
の入熱量が不所望に増大することを防止している。 また、給じん装置５の駆動機６にも、計重装置３の演
算器23からごみの入熱量信号が出力されており、この駆
動機６を制御することによって、焼却炉７へ単位時間当
りに供給するごみの入熱量を一定にすることができる。
すなわち、焼却炉７の下流に設置した廃熱ボイラ等の熱
回収装置19へ供給する熱量を一定にするために、入熱量
一定の状態で運転を行う際には、演算器23から駆動機６
の速度制御器26に出力される入熱量信号（例えばDC4〜2
0mA）に応じて、単位時間当りに投入されたごみの低位
発熱量の総和と反比例するように駆動機６の回転数を制
御することにより、焼却炉７へ単位時間当りに供給され
るごみの入熱量を常に一定に保つことができる。 そして、上記した運転方法を行った結果、燃焼ガス中
の酸素濃度や熱回収量が目的値と異なる場合には、その
信号を演算器23にフィードバックし、第２図に示す見掛
比重と低位発熱量との特性曲線（演算カーブ）に修正を
加えることにより、ごみ質の変化を考慮した制御が可能
となっている。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、クレーンの１回当たり
のつかみ重量を計測し、そのクレーンによる単位時間当
たりの投入回数をカウントして、この単位時間当たりの
つかみ総重量と投入回数でクレーンの１回当たりのつか
み平均重量を算出することにより、ごみのつかみ重量の
ばらつきを無くして燃焼制御系統の安定化を図ることが
できる。 さらに実際に投入したごみの重量だけを計測してそれ
に基づいて見掛比重を演算するから、その投入したごみ
だけの見掛比重を直接に知ることができ、従来提案され
た他の要因で常に変動しているホッパー内のごみレベル
面の変化から求める方法に比べて正確に見掛比重を把握
することができ、従ってごみの燃焼制御が正確である。
そして見掛比重との相関関係を利用してごみの低位発熱
量を求め、この低位発熱量のデータに応じて燃焼用空気
の流量や単位時間当りに供給される入熱量を制御するの
で、制御が後追いにならず、発熱量の変動が大きい都市
ごみ等のごみの焼却処理を確実に行うことができ、炉の
安全運転、黒煙の発生防止、NO_xの低減等が図れる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明方法を適用した都市ごみ焼却設備の一例
を示す構成図、第２図はごみの見掛比重と低位発熱量と
の相関関係を示す特性図、第３図は運転制御の具体例を
示す系統図である。 １……ごみピット、２……クレーン、３……計重装置、
４……給じんホッパ、５……給じん装置、６……駆動
機、７……焼却炉、９……押込送風機、13……二次押込
送風機、16……一次空気流量調節計、17……二次空気流
量調節計、18……水注入弁、19……廃熱回収装置、23…
…演算器、26……速度制御器。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．クレーンによって投入されたごみを給じん装置を介
   して焼却炉内へ供給するごみ焼却設備において、 ．上記クレーンの１回当たりのつかみ重量を計測し、 ．クレーンによる単位時間当たりの投入回数をカウン
   トして、 ．この単位時間当たりのつかみ総重量と投入回数でク
   レーンの１回当たりのつかみ平均重量を算出し、 ．このつかみ平均重量とクレーンのバケット容量から
   投入されたごみの見掛比重を演算し、 ．この見掛比重と低位発熱量との相関関係から投入さ
   れたごみの低位発熱量を求め、 ．この低位発熱量のデータに応じてごみの燃焼を制御
   するようにしたことを特徴とするごみ焼却設備の運転方
   法。 ２．特許請求の範囲第（１）項の記載において、上記低
   位発熱量を積算することによって上記焼却炉内へ単位時
   間当たりに供給されるごみの入熱量を予め求めておき、
   その値に応じて、上記焼却炉へ供給される燃焼用空気の
   流量を制御するようにしたことを特徴とするごみ焼却設
   備の運転方法。 ３．特許請求の範囲第（１）項の記載において、単位時
   間当たりに投入されたごみの上記低位発熱量の総和を求
   めておき、その値に応じて、上記焼却炉へ単位時間当た
   りに供給されるごみの入熱量がほぼ一定となるように上
   記給じん装置の給じん速度を制御するようにしたことを
   特徴とするごみ焼却設備の運転方法。 ４．特許請求の範囲第（１）項の記載において、上記低
   位発熱量のデータが予め設定された値を上回る場合に、
   両者の差に応じた所定量の水を、上記焼却炉へ供給する
   前の段階でごみに添加するようにしたことを特徴とする
   ごみ焼却設備の運転方法。 ５．特許請求の範囲第（１）項の記載において、焼却炉
   が流動床式焼却炉であることを特徴とするごみ焼却設備
   の運転方法。