JP3041611B2

JP3041611B2 - 焼却炉の異常診断方法

Info

Publication number: JP3041611B2
Application number: JP10310526A
Authority: JP
Inventors: 享木村
Original assignee: NAGANO INDUSTRY CO., LTD.
Current assignee: NAGANO INDUSTRY CO., LTD.
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2000-05-15
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: JP2000130732A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は焼却炉に付設したセ
ンサの異常の有無を診断する際に用いて好適な焼却炉の
異常診断方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、生活廃棄物や産業廃棄物等の被
焼却物を焼却するための焼却炉は各種知られている。

【０００３】従来、企業や病院等に設置される比較的中
規模な焼却炉は、燃焼バーナー及びエア供給部を付設し
た燃焼室（一次燃焼室）を備えている。そして、使用時
には、投入口の開閉扉を開き、被焼却物を燃焼室の内部
へ直接投入するとともに、燃焼バーナーを点火し、エア
供給部からエアを供給しながら焼却する。また、被焼却
物を追加投入する場合には、投入口の開閉扉を開いて、
追加の被燃焼物を燃焼中の燃焼室に順次投入する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、プラスチッ
ク等を燃焼させた際に発生するダイオキシン等の生態系
に与える有害物質が社会的問題になっており、このよう
な有害物質の発生源は上述した従来の焼却炉であること
も多い。一般に、ダイオキシンは摂氏８００℃以上の高
温で分解するため、性能面においてダイオキシン等の有
害物質の発生を抑制することは可能である。

【０００５】しかし、従来の焼却炉では、焼却炉に付設
した温度センサや炭酸ガス濃度センサ等のセンサ類に故
障や劣化等の異常が発生した場合、このような異常を迅
速，容易かつ的確に発見することができず、結局、セン
サ類の検出誤差がかなり大きくなっているにも拘わらず
そのまま使用を継続し、制御不良に基づく不完全燃焼に
より有害物質を大気中に放出し続けてしまう問題があっ
た。

【０００６】本発明はこのような従来の技術に存在する
課題を解決したものであり、焼却炉に付設したセンサ類
の異常の有無を迅速，容易かつ的確に診断して、ダイオ
キシン等の有害物質の放出を確実に防止できるようにし
た焼却炉の異常診断方法の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明に
係る焼却炉Ｈの異常診断方法は、焼却炉Ｈに付設したセ
ンサの異常の有無を診断するに際し、焼却炉Ｈに被焼却
物を投入しない状態で、焼却炉Ｈに備える作動部（燃焼
バーナー４ａ…，エア供給部５ａ…及び送風装置６等）
の一部又は全部を一定の条件で作動させ、焼却炉Ｈに付
設した炭酸ガス濃度センサ３ａ…、または炭酸ガス濃度
センサ３ａ…及び温度センサ２ａ…により検出する物理
量、即ち、炭酸ガス濃度検出値、または炭酸ガス濃度検
出値及び温度検出値が予め設定したモニタ範囲を外れて
いるときは、異常と診断して異常処理を行うようにした
ことを特徴とする。

【０００８】このように、温度センサ２ａ…，炭酸ガス
濃度センサ３ａ…に異常が生じた場合、焼却炉Ｈに被焼
却物を投入しない状態で、作動部を一定の条件で作動さ
せ、このときの温度センサ２ａ…，炭酸ガス濃度センサ
３ａ…から得る温度検出値，炭酸ガス濃度検出値に基づ
いて、温度センサ２ａ…，炭酸ガス濃度センサ３ａ…の
異常の有無を診断するようにしたため、焼却処理を行う
前に、異常のあるセンサ類を使用することに基づく制御
不良を回避できる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。

【００１０】まず、本発明を明確にするため、本実施例
に係る異常診断方法を実施できる焼却炉Ｈの構成及び動
作について、図２〜図４を参照して説明する。

【００１１】焼却炉Ｈにおいて、５０は一次燃焼室Ｃｆ
を有する一次燃焼ユニットであり、この一次燃焼ユニッ
ト５０の内部下部にはロストル５１を介して焼却灰収容
室Ｃａを備える。そして、この一次燃焼ユニット５０に
おける正面部には被焼却物を一次燃焼室Ｃｆ内に投入す
るための投入装置５２を付設する。この投入装置５２は
交互に開閉する外扉５２ｏと内扉５２ｉを有する。な
お、５３は焼却灰収容室Ｃａの焼却灰Ｍｆを外部に取り
出す際に、焼却灰Ｍｆが飛散しないように散水する散水
装置、４ａは一次燃焼室Ｃｆに臨ませた一次燃焼バーナ
ー、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは一次燃焼室Ｃｆにエアを
供給する複数のエア供給部である。

【００１２】また、５５はサイクロン型の二次燃焼室Ｃ
ｓを有する二次燃焼ユニットであり、この二次燃焼ユニ
ット５５の側面部上部と一次燃焼ユニット５０の側面部
上部は、導管５６により連通接続する。この導管５６に
は二次燃焼室Ｃｓ側に向けた二基の二次燃焼バーナー４
ｂ，４ｃを備える。

【００１３】一方、５７は二次燃焼ユニット５５に隣接
した排ガス処理ユニットであり、内部には、集塵塔５８
と除湿塔５９を備えるとともに、この集塵塔５８と除湿
塔５９の下方に中和槽６０を備える。集塵塔５８と除湿
塔５９の下端部開口は、中和槽６０を介して連通する。
また、中和槽６０は二次燃焼ユニット５５の底部とも連
通する。そして、集塵塔５８の上面部は、湾曲した煙導
管６１を介して二次燃焼ユニット５５に連通接続し、特
に、煙導管６１の入口は二次燃焼室Ｃｓの中間位置に臨
ませる。集塵塔５８はスクラバー方式を採用し、内部に
は複数のシャワーユニット６２…を配設する。一つのシ
ャワーユニット６２（他も同じ）は、水平方向へ霧状に
噴射する複数の噴射ノズル６３…及びこのシャワーユニ
ット６２の下端部に設けた傘形のガイド６４を有する。
除湿塔５９は内部に幾層にも配した水滴除去板６６…を
有し、これにより複雑流路を形成する。そして、除湿塔
５９の上面部には煙突６７を起設するとともに、この煙
突６７には送風装置６を付設する。送風装置６は、電動
モータにより回転するファンを有する送風機６ｘと、こ
の送風機６ｘによる送風をガイドする送風管６ｙを備
え、この送風管６ｙの先端側は煙突６７の周面部から内
部に入れ、折曲することにより先端吹出口６ｙｓは煙突
６７の排出方向Ｅに向ける。

【００１４】また、中和槽６０の底面部には煤塵回収装
置６９を付設する。煤塵回収装置６９は煤塵Ｍｓを沈殿
させる煤塵沈殿槽７０及びこの煤塵沈殿槽７０に沈殿し
た泥状の煤塵Ｍｓをスクリュ７１ｓにより回収タンク
（不図示）に回収する排出機構７１を備える。中和槽６
０には中和液が収容され、この中和液が循環機構により
シャワーユニット６２ａ…に供給されて噴射される。中
和液のｐＨはｐＨ計により検出され、一定のｐＨ（通
常、ｐＨ７）となるように中和剤供給部から中和剤が供
給されるとともに、必要に応じて水が供給される。な
お、７２は貯熱タンクである。

【００１５】他方、焼却炉Ｈの内部には複数の温度セン
サを付設する。２ａ，２ｂ，２ｃは一次燃焼室Ｃｆの内
部に配設した温度センサ、２ｄは導管５６の内部に配設
した温度センサ、２ｅは二次燃焼室５５（煙導管６１の
入口）の内部に配設した温度センサ、２ｆは集塵塔５８
の出口に配設した温度センサ、２ｇは煙突６７（除湿塔
５９の出口）の内部に配設した温度センサを示す。ま
た、煙導管６１の内部及び煙突６７の内部にはそれぞれ
炭酸ガス濃度センサ３ａ及び３ｂを付設する。

【００１６】一方、コンピュータ機能を有する制御部
（コントローラ）２０を備え、制御部２０の入力側に、
各温度センサ２ａ〜２ｇ及び各炭酸ガス濃度センサ３
ａ，３ｂ、さらには、操作部（操作パネル）２１を接続
する。また、制御部２０の出力側には表示部２２を接続
する。制御部２０は、制御プログラムに従って本発明に
係る異常診断方法を実行する。

【００１７】このように構成される焼却炉Ｈの基本動作
は次のようになる。まず、被焼却物は投入装置５２によ
り一次燃焼室Ｃｆに投入される。図２中、矢印Ｗは被焼
却物の投入経路を示す。そして、被焼却物は一次焼却室
Ｃｆにおいて一次焼却される。この場合、一次燃焼バー
ナー４ａが点火され、また、複数のエア供給部５ａ…か
らはエアが供給されることにより、被焼却物に対する焼
却が行われる。なお、焼却灰Ｍｆはロストル５１を通し
て焼却灰収容室Ｃａに蓄積される。

【００１８】一方、焼却時に発生する排ガス（煙）は、
送風装置６による誘引送風により煙突６７側に吸引され
る。図２中、矢印Ｆは気流の方向を示している。したが
って、一次焼却室Ｃｆ内の排ガスは、導管５６を通って
二次燃焼室Ｃｓに流入する。この場合、導管５６を通過
する排ガスは、二基の二次燃焼バーナー４ｂ，４ｃによ
り加熱され、サイクロン型の二次燃焼室Ｃｓにおいて二
次焼却される。これにより、ダイオキシン等の有害物質
は完全に分解される。なお、二次燃焼室Ｃｓでは粉塵の
一部が底部に収容された中和液中に落下する。

【００１９】さらに、二次燃焼室Ｃｓ内の排ガスは、煙
導管６１を通って集塵塔５８に流入する。スクラバー方
式の集塵塔５８では、シャワーユニット６２…から噴射
されるシャワー（中和液）により排ガス中の粉塵が除去
されるとともに、排ガスが冷却される。粉塵の除去され
た排ガスは、除湿塔５９に流入し、排ガス中の湿気が除
去された後、煙突６７から大気中に放出される。また、
シャワーユニット６２…から噴射されたシャワー及び除
湿塔５９で除去された水分（水滴）は中和槽６０に落下
する。

【００２０】なお、焼却処理が終了したなら、散水装置
５２から焼却灰収容室Ｃａに蓄積された焼却灰Ｍｆに散
水する。これにより、焼却灰Ｍｆを外部に取り出す際
に、例えば、風が強い場合であっても焼却灰Ｍｆの飛散
は防止される。また、中和槽６０における中和液中の粉
塵Ｍｓは煤塵回収装置６９により回収される。即ち、煤
塵Ｍｓは煤塵沈殿槽７０に沈殿し、この沈殿した泥状の
煤塵Ｍｓは排出機構７１におけるスクリュ７１ｓの回転
により回収タンク（不図示）に回収される。

【００２１】次に、本実施例に係る焼却炉Ｈの異常診断
方法について、図１に示すフローチャート及び図２を参
照して説明する。

【００２２】予め、制御部２０には、各温度センサ２ａ
…及び各炭酸ガス濃度センサ３ａ…の異常の有無を診断
するためのモニタ範囲を設定する。

【００２３】モニタ範囲の設定は、一例として次のよう
に行うことができる。まず、焼却炉Ｈに被焼却物を投入
しない状態において、焼却炉Ｈに備える作動部、即ち、
燃焼バーナー４ａ…，エア供給部５ａ…及び送風装置６
の一部又は全部を一定の条件で作動させる。この場合、
一定の条件で作動させるとは、例えば、燃焼バーナー４
ａのみをフル燃焼させ、かつ特定した一個所のエア供給
部５ａ及び送風装置６をフル作動させた状態で一定時間
継続させるなど、各作動部の動作条件を一定にすること
を意味する。さらに、他の一定の条件を付加する場合も
一定の条件で作動させる態様に含まれる。他の一定の条
件を付加するとは、炭酸ガス濃度センサ３ａ…の異常の
有無を診断する際に、ボンベから一定濃度（３％）のサ
ンプル用炭酸ガスを一次燃焼室Ｃｆに供給するような場
合である。そして、このような一定の条件の下で、正常
であることを確認した各温度センサ２ａ…により温度を
検出して温度検出値を得るとともに、正常であることを
確認した各炭酸ガス濃度センサ３ａ…により炭酸ガス濃
度を検出して炭酸ガス濃度検出値を得る。このような検
出作業を時を変えて何回か行い、そのバラつきを考慮し
てモニタ範囲となる適当な上限値と下限値を設定する。
このようにモニタ範囲は実験的に求めることができる。
なお、モニタ範囲は各センサ２ａ…，３ａ…毎に設定す
る。

【００２４】一方、診断処理は次のように行う。まず、
始動スイッチをオンにすることにより、自動的に異常診
断モードに移行する（ステップＳ１）。これにより、最
初に予熱運転が行われる（ステップＳ２）。この予熱運
転は、被焼却物を一次燃焼室Ｃｆに投入する前に、適正
な温度環境（例えば、摂氏８００℃以上）にすることを
目的とする。このような予熱運転を行うことにより、結
果的に、適正な温度環境により焼却できるまでの時間を
短縮できる。この予熱運転は、例えば、一次燃焼室Ｃｆ
の温度が安定すると見込まれる設定時間だけ行うことが
できる（ステップＳ３，Ｓ４）。

【００２５】そして、本実施例では、この予熱運転を異
常診断処理に利用する。即ち、予熱運転では、焼却炉Ｈ
に被焼却物を投入しない状態において、焼却炉Ｈに備え
る作動部、即ち、燃焼バーナー４ａ…，エア供給部５ａ
…及び送風装置６の一部又は全部を作動させる。したが
って、上述したモニタ範囲の設定時と同一条件により予
熱運転を行えば、予熱運転と同時に異常診断を行うこと
ができる。今、予熱運転を、例えば、モニタ範囲の設定
時と同一条件になる燃焼バーナー４ａのみをフル燃焼さ
せ、かつ特定した一個所のエア供給部５ａ及び送風装置
６をフル作動させた状態で一定時間継続させたものとす
る。

【００２６】制御部２０は、この時点で、炭酸ガス濃度
センサ３ａから検出される炭酸ガス濃度検出値と予め設
定したモニタ範囲を比較する（ステップＳ５，Ｓ６）。
この結果、炭酸ガス濃度検出値がモニタ範囲を外れてい
るときは、異常と診断して異常処理を行う（ステップＳ
７）。この場合、異常処理としては、焼却炉Ｈの本運転
の開始を中止し、表示部２２のアラームランプ等を点灯
させることにより、焼却炉Ｈの点検を要求する。このよ
うな処理は、他の炭酸ガス濃度センサ３ｂに対しても同
様に実行する。

【００２７】また、炭酸ガス濃度検出値がモニタ範囲内
にあるときは、炭酸ガス濃度センサ３ａ…は正常と診断
し、次いで、温度センサ２ａから検出される温度検出値
と予め設定したモニタ範囲を比較する（ステップＳ８，
Ｓ９）。この結果、温度検出値がモニタ範囲を外れてい
るときは、上記の場合と同様、異常と診断して異常処理
を行う（ステップＳ７）。この場合、異常処理として
は、焼却炉Ｈの本運転の開始を中止し、表示部２２のア
ラームランプ等を点灯させることにより、焼却炉Ｈの点
検を要求する。このような処理は、他の温度センサ２ｂ
…に対しても同様に実行する。

【００２８】そして、全センサ２ａ…，３ａ…の診断に
おいて異常がなければ、本運転を開始する（ステップＳ
１０）。本運転では前述のように、投入装置５２から一
次燃焼室Ｃｆに被焼却物が投入されることにより一連の
焼却処理が行われる。

【００２９】よって、このような異常診断方法によれ
ば、焼却炉Ｈに付設した炭酸ガス濃度センサ３ａ…及び
温度センサ２ａ…の異常の有無を迅速，容易かつ的確に
診断でき、制御不良に基づく不完全燃焼によりダイオキ
シン等の有害物質を大気中に放出し続けてしまう問題を
確実に防止できる。

【００３０】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
細部の構成，形状，素材，数量等において、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除すること
ができる。例えば、温度センサ２ａ…，炭酸ガス濃度セ
ンサ３ａ…の設置数，設置位置などは任意に実施でき
る。

【００３１】

【発明の効果】このように、本発明に係る焼却炉の異常
診断方法は、焼却炉に被焼却物を投入しない状態で、焼
却炉に備える作動部を一定の条件で作動させ、焼却炉に
付設した炭酸ガス濃度センサ、または炭酸ガス濃度セン
サ及び温度センサにより検出する物理量が予め設定した
モニタ範囲を外れているときは、異常と診断して異常処
理を行うようにしたため、焼却炉に付設したセンサ類の
異常の有無を迅速，容易かつ的確に診断することがで
き、もって、ダイオキシン等の有害物質の放出を確実に
防止できるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係る異常診断方法の処
理手順を順を追って示すフローチャート、

【図２】焼却炉の原理を示す模式的な全体構成図、

【図３】焼却炉の全体外観図、

【図４】焼却炉のレイアウトを示す模式的な全体斜視
図、

【符号の説明】

Ｈ焼却炉２ａ… 温度センサ３ａ… 炭酸ガス濃度センサ４ａ… 燃焼バーナー５ａ… エア供給部６ａ… 送風装置

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】焼却炉に付設したセンサの異常の有無を
診断する焼却炉の異常診断方法において、焼却炉に被焼
却物を投入しない状態で、焼却炉に備える作動部の一部
又は全部を一定の条件で作動させ、焼却炉に付設した炭
酸ガス濃度センサにより検出する物理量が予め設定した
モニタ範囲を外れているときは、異常と診断して異常処
理を行うことを特徴とする焼却炉の異常診断方法。
【請求項２】焼却炉に付設したセンサの異常の有無を
診断する焼却炉の異常診断方法において、焼却炉に被焼
却物を投入しない状態で、焼却炉に備える作動部の一部
又は全部を一定の条件で作動させ、焼却炉に付設した炭
酸ガス濃度センサ及び温度センサにより検出する物理量
が予め設定したモニタ範囲を外れているときは、異常と
診断して異常処理を行うことを特徴とする焼却炉の異常
診断方法。