JP3198593B2 - 灰溶融炉の電力制御方法 - Google Patents
灰溶融炉の電力制御方法Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
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- Discharge Heating (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、都市ごみ，産業廃棄物
等の焼却灰をアーク放電或いは抵抗加熱により溶融処理
する灰溶融炉において、その放電用投入電力を所要値に
制御する方法に関するものである。
等の焼却灰をアーク放電或いは抵抗加熱により溶融処理
する灰溶融炉において、その放電用投入電力を所要値に
制御する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ごみ焼却場で排出される都市ごみ等の焼
却灰を炉内に投入して電極間のアーク放電により加熱溶
融し固形化させる灰溶融炉には従来から特開昭６２−１
１２９１１号公報に記載のものが知られている。それは
炉内堆積した灰レベルをレベル計によって検出すると共
に、炉頂部の温度を温度計により検出し、灰レベル検出
値に基づいて炉頂部の温度が所定値以下になるように投
入電力を制御しようとするものであった。
却灰を炉内に投入して電極間のアーク放電により加熱溶
融し固形化させる灰溶融炉には従来から特開昭６２−１
１２９１１号公報に記載のものが知られている。それは
炉内堆積した灰レベルをレベル計によって検出すると共
に、炉頂部の温度を温度計により検出し、灰レベル検出
値に基づいて炉頂部の温度が所定値以下になるように投
入電力を制御しようとするものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで上記従来の灰
溶融炉においては、電極に印加しているアーク電圧を変
圧器の二次側タップを切換操作することにより切換えて
投入電力を所要値に制御するようにしている。
溶融炉においては、電極に印加しているアーク電圧を変
圧器の二次側タップを切換操作することにより切換えて
投入電力を所要値に制御するようにしている。
【０００４】ところが、上記のようなタップ電圧調整に
よる投入電力制御方法においては、炉内スラグと電極と
の間に形成されるアーク長が大きく変動し、アーク長が
長すぎる場合はその発生熱が焼却灰よりも炉内空間に放
出される割合が多くなり安定したアークも得難く、また
その反対にアーク長が短かいと短絡が多発するおそれが
あり操業が安定しないという問題がある。
よる投入電力制御方法においては、炉内スラグと電極と
の間に形成されるアーク長が大きく変動し、アーク長が
長すぎる場合はその発生熱が焼却灰よりも炉内空間に放
出される割合が多くなり安定したアークも得難く、また
その反対にアーク長が短かいと短絡が多発するおそれが
あり操業が安定しないという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の灰溶融炉の電力
制御方法は上記課題を解決しようとするもので、都市ご
み等の焼却灰を炉内に投入し炉内に垂下させた電極のア
ーク放電により該焼却灰を融解する灰溶融炉において、
焼却灰の炉内への投入量と炉底のベースメタル温度とを
基に所要投入電力を演算すると共に、該灰溶融炉の安定
操業が保証される炉内インピーダンスを予め求め、該炉
内インピーダンスと前記所要投入電力とより所要アーク
電圧を演算して該所要アーク電圧に最も近い電圧に変圧
器のタップ電圧を設定し、該タップ電圧と前記所要投入
電力とより所要アーク電流を演算し、該所要アーク電流
が達せられるように電極を上下動させることを特徴とす
るものである。
制御方法は上記課題を解決しようとするもので、都市ご
み等の焼却灰を炉内に投入し炉内に垂下させた電極のア
ーク放電により該焼却灰を融解する灰溶融炉において、
焼却灰の炉内への投入量と炉底のベースメタル温度とを
基に所要投入電力を演算すると共に、該灰溶融炉の安定
操業が保証される炉内インピーダンスを予め求め、該炉
内インピーダンスと前記所要投入電力とより所要アーク
電圧を演算して該所要アーク電圧に最も近い電圧に変圧
器のタップ電圧を設定し、該タップ電圧と前記所要投入
電力とより所要アーク電流を演算し、該所要アーク電流
が達せられるように電極を上下動させることを特徴とす
るものである。
【０００６】
【０００７】
【作用】常に安定したアーク放電が得られ、省エネルギ
ー効果もあると共に、所要投入電力が安定的に達せられ
るので出滓も安定し安定操業がなされる。
ー効果もあると共に、所要投入電力が安定的に達せられ
るので出滓も安定し安定操業がなされる。
【０００８】
【実施例】次に図と共に本発明の一実施例を説明する。
図１において、１は灰溶融炉、２Ａ，２Ｂ，２Ｃはこの
灰溶融炉中に垂下された棒状の電極、３はこれらの電極
を上下動させる電極昇降装置のモータ、４は該モータ３
に上下動指令を出す電極制御装置、５はこれら電極に三
相交流を給電する変圧器、６は該変圧器５の二次側の電
圧切換用タップを切換作動させるタップ切換装置であ
る。
図１において、１は灰溶融炉、２Ａ，２Ｂ，２Ｃはこの
灰溶融炉中に垂下された棒状の電極、３はこれらの電極
を上下動させる電極昇降装置のモータ、４は該モータ３
に上下動指令を出す電極制御装置、５はこれら電極に三
相交流を給電する変圧器、６は該変圧器５の二次側の電
圧切換用タップを切換作動させるタップ切換装置であ
る。
【０００９】７はこの灰溶融炉１上に設けられた灰計量
投入装置、８は該灰計量投入装置７に焼却炉（図示せ
ず）から都市ごみ等の焼却灰を搬送して来るコンベヤ、
９は灰溶融炉１内に堆積した焼却灰、１０は該焼却灰９
が溶融して出来たスラグ、１１は該灰溶融炉１の底部に
初装時の鉄屑および焼却灰９中の金属溶融物が溜められ
て出来たベースメタルである。
投入装置、８は該灰計量投入装置７に焼却炉（図示せ
ず）から都市ごみ等の焼却灰を搬送して来るコンベヤ、
９は灰溶融炉１内に堆積した焼却灰、１０は該焼却灰９
が溶融して出来たスラグ、１１は該灰溶融炉１の底部に
初装時の鉄屑および焼却灰９中の金属溶融物が溜められ
て出来たベースメタルである。
【００１０】電極２Ａ，２Ｂ，２Ｃのアーク放電により
加熱溶融されたスラグ１０は出滓口１２から炉外に排出
され、水槽１３中に沈下して冷却し固形化される。
加熱溶融されたスラグ１０は出滓口１２から炉外に排出
され、水槽１３中に沈下して冷却し固形化される。
【００１１】１４は所要電力演算ロジック１５と比較回
路１６と電力補正ロジック１７と電圧電流演算ロジック
１８とよりなる制御装置で、所要電力演算ロジック１５
には図２に例示したような灰投入量Ｗ（ｔｏｎ／ｈ）と
その焼却灰を溶融するのに必要な必要電力Ｐ（ＫＷ）と
の関係（理論的および経験的に得られたもの）が予め記
憶され、前記灰計量投入装置７からその灰投入量Ｗが入
力されるとこの関係式に従い電力補正ロジック１７に必
要電力Ｐを出力する。なお、この灰投入量Ｗは移動平均
法によって過去の投入量を鑑案した値を採るのが望まし
い。
路１６と電力補正ロジック１７と電圧電流演算ロジック
１８とよりなる制御装置で、所要電力演算ロジック１５
には図２に例示したような灰投入量Ｗ（ｔｏｎ／ｈ）と
その焼却灰を溶融するのに必要な必要電力Ｐ（ＫＷ）と
の関係（理論的および経験的に得られたもの）が予め記
憶され、前記灰計量投入装置７からその灰投入量Ｗが入
力されるとこの関係式に従い電力補正ロジック１７に必
要電力Ｐを出力する。なお、この灰投入量Ｗは移動平均
法によって過去の投入量を鑑案した値を採るのが望まし
い。
【００１２】また、比較回路１６には灰溶融炉１の熱経
済性および操業の安全性等を考慮したうえでベースメタ
ル１１が保持すべき目標温度ＴR （℃）が予め記憶され
ていいると共に、熱電対２２によりベースメタル１１の
実際の測定温度、即ちベースメタル温度ＴB （℃）が測
定され、この目標温度ＴR とベースメタル温度ＴBとの
温度偏差ＴE ＴE＝ＴR−ＴB が演算される。そして電力補正ロジック１７ではこの温
度偏差ＴE に対し、或る係数αを掛けた値で前記必要電
力Ｐが補正され、その補正量を△Ｐ（ＫＷ）とすると △Ｐ＝αＴE＝α（ＴR−ＴB） 補正後の電力、即ち所要投入電力をＰ´とすると Ｐ´＝Ｐ＋△Ｐ が演算され、この所要電力Ｐ´が電圧電流演算ロジック
１８に出力される。
済性および操業の安全性等を考慮したうえでベースメタ
ル１１が保持すべき目標温度ＴR （℃）が予め記憶され
ていいると共に、熱電対２２によりベースメタル１１の
実際の測定温度、即ちベースメタル温度ＴB （℃）が測
定され、この目標温度ＴR とベースメタル温度ＴBとの
温度偏差ＴE ＴE＝ＴR−ＴB が演算される。そして電力補正ロジック１７ではこの温
度偏差ＴE に対し、或る係数αを掛けた値で前記必要電
力Ｐが補正され、その補正量を△Ｐ（ＫＷ）とすると △Ｐ＝αＴE＝α（ＴR−ＴB） 補正後の電力、即ち所要投入電力をＰ´とすると Ｐ´＝Ｐ＋△Ｐ が演算され、この所要電力Ｐ´が電圧電流演算ロジック
１８に出力される。
【００１３】次に上記のようにして求められた所要電力
Ｐ´を実際に投入するためのタップ電圧，アーク電流の
制御方法を説明する。三相交流を電源とする場合、所要
電力Ｐ´は電極に印加されるアーク電圧をＶA ，アーク
電流をＩA とすると、
Ｐ´を実際に投入するためのタップ電圧，アーク電流の
制御方法を説明する。三相交流を電源とする場合、所要
電力Ｐ´は電極に印加されるアーク電圧をＶA ，アーク
電流をＩA とすると、
【数１】 で表わされる。ここで上記３の平方根は三相交流特有の
係数、θはその位相で、操業実積からｃｏｓθ＝０．９
５で固定してよい。
係数、θはその位相で、操業実積からｃｏｓθ＝０．９
５で固定してよい。
【００１４】ところで、三相交流の場合、アーク電圧Ｖ
A （Ｖ）とアーク電流ＩA （ＫＡ）と炉内インピーダン
スＲ（ｍΩ）とは間には次式の関係がある。
A （Ｖ）とアーク電流ＩA （ＫＡ）と炉内インピーダン
スＲ（ｍΩ）とは間には次式の関係がある。
【数２】
【数３】 この式を上記Ｐ´の式に代入するとＰ´は次式で表わさ
れる。
れる。
【数４】 従って、アーク電圧ＶA は、
【数５】 で表わされる。
【００１５】ところで、この炉内インピーダンスＲは或
る一定範囲内に維持することにより安定したアークが得
られ出滓もとどこおりなく行なわれ、かつ熱効率も良く
安定作業ができることが判明している。その範囲は経験
上得られるものであるが、一例としては４０〜７０ｍΩ
である。従ってこの範囲内で炉内インピーダンスＲの目
標値Ｒr を設定する。例えば範囲中の中間値である５５
ｍΩを目標インピーダンスとして上記式に代入すればア
ーク電圧ＶA は所要電力Ｐ´の関数となり電力補正ロジ
ック１７から出力された所要電力Ｐ´によりアーク電圧
をＶA を演算できる。そして電圧電流演算ロジック１８
はこうして得られたアーク電圧ＶA をタップ電圧設定装
置１９に出力する。
る一定範囲内に維持することにより安定したアークが得
られ出滓もとどこおりなく行なわれ、かつ熱効率も良く
安定作業ができることが判明している。その範囲は経験
上得られるものであるが、一例としては４０〜７０ｍΩ
である。従ってこの範囲内で炉内インピーダンスＲの目
標値Ｒr を設定する。例えば範囲中の中間値である５５
ｍΩを目標インピーダンスとして上記式に代入すればア
ーク電圧ＶA は所要電力Ｐ´の関数となり電力補正ロジ
ック１７から出力された所要電力Ｐ´によりアーク電圧
をＶA を演算できる。そして電圧電流演算ロジック１８
はこうして得られたアーク電圧ＶA をタップ電圧設定装
置１９に出力する。
【００１６】タップ電圧設定装置１９は図３に示したよ
うに前記タップ切換装置６に変圧器５の二次側タップ電
圧を１５０ｖから４７０ｖの間に設定された１７段階の
電圧に切換することを指令し得るもので、電圧電流演算
ロジック１８から得られたアーク電圧ＶA に最も近いタ
ップ電圧ＶT が選択され該タップ電圧ＶT が電極に印加
されるようにタップ切換装置６に切換指令がされる。
うに前記タップ切換装置６に変圧器５の二次側タップ電
圧を１５０ｖから４７０ｖの間に設定された１７段階の
電圧に切換することを指令し得るもので、電圧電流演算
ロジック１８から得られたアーク電圧ＶA に最も近いタ
ップ電圧ＶT が選択され該タップ電圧ＶT が電極に印加
されるようにタップ切換装置６に切換指令がされる。
【００１７】そして電圧電流演算ロジック１８ではその
タップ電圧ＶT において所要電力Ｐ´を投入し得る所要
アーク電流ＩA が次式により演算され、該所要アーク電
流ＩA が電極制御装置４に指令され、該電極制御装置４
は電流計２０により電極に流れる電流を実測しその電流
値を該電極制御装置４にフィードバックすることにより
指令値との偏差を解消させるべく該各電極２Ａ，２Ｂ，
２Ｃを上下動させ常に所要アーク電流ＩA が流れるよう
にするものである。
タップ電圧ＶT において所要電力Ｐ´を投入し得る所要
アーク電流ＩA が次式により演算され、該所要アーク電
流ＩA が電極制御装置４に指令され、該電極制御装置４
は電流計２０により電極に流れる電流を実測しその電流
値を該電極制御装置４にフィードバックすることにより
指令値との偏差を解消させるべく該各電極２Ａ，２Ｂ，
２Ｃを上下動させ常に所要アーク電流ＩA が流れるよう
にするものである。
【数６】
【００１８】なお、２１は上記所要電力Ｐ´，タップ電
圧ＶT ，所要アーク電流ＩA 等を表示するＣＲＴを示
す。
圧ＶT ，所要アーク電流ＩA 等を表示するＣＲＴを示
す。
【００１９】
【発明の効果】このように本発明は、灰溶融炉の安定操
業が保証される炉内インピーダンスと所要投入電力とに
より所要アーク電圧を演算し、該所要アーク電圧に近い
タップ電圧を選択設定してさらにそのタップ電圧にて前
記所要投入電力が投入される所要アーク電流が達せられ
るように電極を上下動させて炉内インピーダンスを調整
するものであるから、炉内インピーダンス，アーク長が
常に適正に保たれ、安定した操業を可能ならしめる有益
な効果がある。
業が保証される炉内インピーダンスと所要投入電力とに
より所要アーク電圧を演算し、該所要アーク電圧に近い
タップ電圧を選択設定してさらにそのタップ電圧にて前
記所要投入電力が投入される所要アーク電流が達せられ
るように電極を上下動させて炉内インピーダンスを調整
するものであるから、炉内インピーダンス，アーク長が
常に適正に保たれ、安定した操業を可能ならしめる有益
な効果がある。
【００２０】また、上記所要投入電力を焼却灰投入量に
従うと共にこれをベースメタル温度により補正して演算
により求めるようにしたので、焼却灰投入量の変動につ
れて炉内状況が変化するのに同調した制御を行なうこと
ができ、炉内が過熱，或いは過冷することなく常に良好
な出滓状況を保って安定操業ができる効果がある。
従うと共にこれをベースメタル温度により補正して演算
により求めるようにしたので、焼却灰投入量の変動につ
れて炉内状況が変化するのに同調した制御を行なうこと
ができ、炉内が過熱，或いは過冷することなく常に良好
な出滓状況を保って安定操業ができる効果がある。
【図１】本発明の灰溶融炉の電力制御方法を示したブロ
ック図。
ック図。
【図２】灰投入量と必要電力との関係を示した線図。
【図３】タップ電圧と投入電力との関係を示した線図。
１ 灰溶融炉 ２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 電極 ４ 電極制御装置 ５ 変圧器 ６ タップ切換装置 ７ 灰計量投入装置 ８ コンベヤ ９ 焼却灰 １０ スラグ １１ ベースメタル １２ 出滓口 １４ 制御装置 １５ 所要電力演算ロジック １６ 比較回路 １７ 電力補正ロジック １８ 電圧電流演算ロジック Ｗ 灰投入量 ＴR 目標温度 ＴB ベースメタル温度 Ｐ 必要電力 Ｐ´ 所要電力 ＶA アーク電圧 ＩA アーク電流 ＶT タップ電圧 Ｒ 炉内インピーダンス Ｒr 目標値
【数１】Ｐ´ ＝ ３・ＶA・ＩA・COSθ （ＫＷ）
【数２】ＶA ＝ ３・ＩA・Ｒ （Ｖ）
【数３】
【数４】
【数５】
【数６】
Claims (1)
- 【請求項１】 都市ごみ等の焼却灰を炉内に投入し炉内
に垂下させた電極のアーク放電により該焼却灰を融解す
る灰溶融炉において、焼却灰の炉内への投入量と炉底の
ベースメタル温度とを基に所要投入電力を演算すると共
に、該灰溶融炉の安定操業が保証される炉内インピーダ
ンスを予め求め、該炉内インピーダンスと前記所要投入
電力とより所要アーク電圧を演算して該所要アーク電圧
に最も近い電圧に変圧器のタップ電圧を設定し、該タッ
プ電圧と前記所要投入電力とより所要アーク電流を演算
し、該所要アーク電流が達せられるように電極を上下動
させることを特徴とした灰溶融炉の電力制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07360692A JP3198593B2 (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 灰溶融炉の電力制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07360692A JP3198593B2 (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 灰溶融炉の電力制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05242964A JPH05242964A (ja) | 1993-09-21 |
| JP3198593B2 true JP3198593B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=13523165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07360692A Expired - Fee Related JP3198593B2 (ja) | 1992-02-25 | 1992-02-25 | 灰溶融炉の電力制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3198593B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3858108B1 (de) | 2018-09-27 | 2022-04-27 | SMS Group GmbH | Verfahren zum betreiben eines elektrolichtbogenofens |
-
1992
- 1992-02-25 JP JP07360692A patent/JP3198593B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3858108B1 (de) | 2018-09-27 | 2022-04-27 | SMS Group GmbH | Verfahren zum betreiben eines elektrolichtbogenofens |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05242964A (ja) | 1993-09-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |