JP3319327B2 - ごみ焼却炉の燃焼制御方法およびその装置 - Google Patents

ごみ焼却炉の燃焼制御方法およびその装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ焼却炉の燃焼
制御方法およびその装置に関し、詳しくは、ごみ焼却炉
内に供給される二次燃焼空気量を制御することで、有害
物質である排ガス中のＣＯ，ＮＯｘの発生を抑制すると
ともに、排ガス中のダイオキシン類の生成を抑制するこ
とができるごみ焼却炉の燃焼制御方法およびその装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、都市ごみ焼却炉は、日々
の生活から排出される様々な廃棄物を処理するという重
要な役割を担っている。このようなごみ焼却炉では、燃
焼状態を安定による熱エネルギーの効率向上や大気に排
出されるＮＯｘ等の有害排ガスの低減のために自動燃焼
制御装置による運転が行われている。
【０００３】火格子式ごみ焼却炉では、火格子から送り
込まれる一次燃焼空気と、炉出口近傍に送り込まれる二
次燃焼空気とによって、都市ごみの焼却が行われてい
る。このようなごみ焼却炉の自動燃焼制御装置では、排
ガス中の有害物質であるＣＯ濃度の低減を指標とした、
二次燃焼空気量の制御が行われている。具体的には二次
燃焼域の未燃成分を完全に燃焼させるために、炉出口温
度や、排ガス中のＯ2 、ＣＯ濃度をガス分析計により計
測して、これらのデータを制御装置に入力してフィード
バック制御により二次燃焼空気の供給量を調整して、二
次燃焼域の温度を高温に保ち、適度なＯ2 濃度を維持し
ている。
【０００４】このような二次燃焼空気量の調整によるＣ
Ｏ濃度低減は環境汚染が問題となっているダイオキシン
類の濃度の低減にも有効であるとされていた。その理由
としては、ダイオキシン類の計測には高価な分析装置と
高度な技術が必要であり、それ自体をモニタリングする
ことができない。その代替策として未燃ガスの代表的指
標であってダイオキシン類と相関があるＣＯ濃度のモニ
タリングが有効であると考えられていた。
【０００５】図１２は、特開平４−３２４０１５号公報
に開示された焼却炉である。同図の焼却炉３０は燃焼室
３１と二次燃焼室３２とから構成され、燃焼空気は送風
ブロワ３５を介して火格子３６の下方からと、燃焼室３
１内に直接供給され、二次燃焼空気は送風ブロワ３７か
らノズル３８を経て二次燃焼室３２に供給されている
る。煙道３４の入り口の二次燃焼室３２にＣＯ検出手段
（ＣＯ濃度計）３３が設けられ、ＣＯ検出手段３３から
の出力が制御装置４０に入力され、その計測結果に基づ
いて、二次燃焼室３２に完全燃焼に必要なＯ2 量を維持
するために、二次燃焼空気量の過不足量が算出されて、
それに応じて二次燃焼空気量と吹き込み温度が操作され
ている。
【０００６】そして、二次燃焼室における適正な量のＯ
2 を供給して、ＣＯの発生が抑制され、燃焼による反応
熱量が増加し、炉内の雰囲気温度が上昇して、高い燃焼
ガス温度が維持されるので、ダイオキシン類の生成を抑
制することができる。しかしながら、最近では、計測技
術の発達により、ダイオキシン類の前駆体である、クロ
ロベンゼン類、クロロフェノール類の検出が可能な半連
続分析計が開発されている。なお、クロロベンゼン類、
クロロフェノール類の半連続分析計は、特開平５−３１
２７９６号公報に開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１２
に示した従来の焼却炉では、ＣＯ検出手段によるＣＯ濃
度計測値からＯ2 の過不足量を算出しているが、一面的
にしか燃焼状態を推定できない問題がある。例えば、Ｃ
Ｏ濃度計や熱画像からの判断では、ＣＯ発生時の状態が
酸欠によるものか、あるいは酸素過多による温度低下に
よるものかの判別は難しい。
【０００８】また、従来例のダイオキシン類の濃度を低
減する制御方法として、ＣＯ濃度を検出して制御する方
法がなされている。ＣＯ濃度とダイオキシン類濃度の相
関性は、ＣＯ濃度が５０ｐｐｍ以下の低濃度領域では良
好でないので、厳密にダイオキシン類の濃度を低減する
ことはできない欠点がある。従って、ダイオキシン類の
生成を抑制する目的で、ＣＯ濃度を代替指標とするのは
あまり好ましいものではない。
【０００９】本発明は、上記の課題に鑑みなされたもの
であり、排ガス中のダイオキシン類前駆物質を検出し
て、ダイオキシン類の生成を抑制することができるごみ
焼却炉の燃焼制御方法およびその装置を提供することを
目的とする。
【００１０】また、本発明は、ボイラ蒸気発生量、炉出
口温度、排ガス中のＣＯ濃度、Ｏ2濃度、ＮＯｘ濃度の
計測値を取り入れることで、多面的な燃焼状態を把握し
ながらＮＯｘ，ＣＯの発生を抑制でき、かつ排ガス中の
ダイオキシン類前駆物質の濃度を低減するように燃焼制
御することで、ダイオキシン類の生成が抑制できるごみ
焼却炉の燃焼制御方法およびその装置を提供することを
目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するためになされたものであり、ごみ焼却炉の燃焼制
御にあたり、排ガス中のクロロベンゼン類、クロロフェ
ノール類の濃度が低濃度領域（５０ｐｐｍ以下）であっ
てもダイオキシン類濃度との相関関係が認められ、ダイ
オキシン類の前駆体として扱え、しかも排ガス前処理で
の水分除去に伴う損失がほとんどなく、有用な代替指標
物質であることに着目してなされたものであり、ごみ焼
却炉の燃焼制御における制御パラメータとして、二次燃
焼空気量を制御したものである。
【００１２】以下、請求項に対応させて説明する。請求
項１に記載の発明は、ごみ焼却炉に設けられたボイラか
ら発生する蒸気発生量を安定化するように一次燃焼空気
量を制御し、かつ再燃焼のための二次燃焼空気量を制御
する燃焼制御方法であって、前記蒸気発生量、前記二次
燃焼空気量、炉出口温度、排ガス中のＣＯ濃度、Ｏ2濃
度、ＮＯｘ濃度の各制御パラメータによって、前記二次
燃焼空気量を制御して、排ガス中のＮＯｘの発生を抑制
するとともに、前記排ガス中のダイオキシン類前駆体で
ある排ガス中のクロロベンゼン類とクロロフェノール類
の濃度とＯ2濃度との相互関係から前記排ガス中のクロ
ロベンゼン類とクロロフェノール類の濃度が最少となる
Ｏ2濃度を推定して、前記二次燃焼空気量を調整して、
排ガス中のダイオキシン類の生成を抑制することを特徴
とするごみ焼却炉の燃焼制御方法である。）この発明で
は、焼却炉の排ガス中のＣＯ濃度、ＮＯｘ濃度の低減を
図るとともに、焼却炉から発生する排ガス中のダイオキ
シン類前駆体の濃度を検出して、ダイオキシン類前駆体
が最少となるＯ2濃度によって、制御パラメータを修正
して二次燃焼空気量を制御している。
【００１３】
【００１４】また、請求項２の発明は、ごみ焼却炉に設
けられたボイラから発生する蒸気発生量を安定化するよ
うに一次燃焼空気量を制御し、かつ再燃焼のための二次
燃焼空気量を制御する燃焼制御方法であって、前記蒸気
発生量、前記二次燃焼空気量、炉出口温度、排ガス中の
ＣＯ濃度、Ｏ 2 濃度、ＮＯｘ濃度の各制御パラメータに
よって、前記二次燃焼空気量を非線形制御により算出し
て、排ガス中のＮＯｘの発生を抑制するとともに、前記
排ガス中のダイオキシン類前駆体であるクロロベンゼン
類とクロロフェノール類を連続または半連続分析計によ
る排ガス分析計によって濃度を計測して、それらの濃度
の和と前記Ｏ 2 濃度との相互関係を周期的に関数近似手
法により算出し、前記クロロベンゼン類とクロロフェノ
ール類の濃度が最少となるＯ 2 濃度を算出して、Ｏ 2 濃度
の制御パラメータを逐次修正して、前記非線形制御を実
行して、二次燃焼空気量を調整して排ガス中のダイオキ
シン類の生成を抑制することを特徴とするごみ焼却炉の
燃焼制御方法である。この発明では、排ガス中の各成分
濃度や蒸発量等の計測値から、各々の計測値に基づく制
御パラメータによる非線形制御により、炉内燃焼状態を
判断し、二次燃焼空気量を算出・調整することで、排ガ
ス中のＣＯ、ＮＯｘの発生を抑制する。この非線形制御
にあたり、排ガス中のクロロベンゼン類とクロロフェノ
ール類の濃度を検出して、それらの和が最少になるＯ2
濃度を推定して、Ｏ2濃度の制御パラメータを逐次修正
して、非線形制御を実行しており、クロロベンゼン類と
クロロフェノール類、Ｏ2濃度の変動に対応しながらダ
イオキシン類の生成を抑制するものである。
【００１５】また、請求項３の発明は、請求項２に記載
の発明において、前記非線形制御がファジィ制御である
ことを特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御方法である。こ
の発明では、非線形特性を伴う多変数干渉系である、ご
み焼却炉の燃焼制御において、制御ルールを言語的に記
述でき、パラメータの調整も容易であり、ファジィ制御
を適用することにより、二次燃焼制御量をきめ細かく制
御できる。
【００１６】
【００１７】
【００１８】また、請求項４の発明は、ごみ焼却炉の燃
焼制御装置において、ごみ焼却炉内に一次燃焼空気を供
給して、炉内可燃物を燃焼させるとともに、ボイラ蒸気
発生量を安定させるように制御する一次燃焼空気制御手
段と、ボイラ蒸気発生量と二次燃焼空気量と炉出口温度
と排ガス分析計によるＣＯ濃度、Ｏ2濃度、ＮＯｘ濃度
を周期的に計測し、各々の計測値に基づいて二次燃焼空
気量を制御する二次燃焼空気制御手段と、排ガス中のク
ロロベンゼン類、クロロフェノール類を計測する連続ま
たは半連続分析計と、前記連続または半連続分析計によ
る計測値の和と前記Ｏ2濃度の計測値に基づいて、その
相互関係を求めるための相関曲線推定手段と、前記相関
曲線推定手段により求められる相関関係から排ガス中の
クロロベンゼン類とクロロフェノール類の濃度の和が最
少となるＯ2濃度を算出する演算手段と、前記演算手段
によって算出されたＯ2濃度に基づいて、二次燃焼空気
を算出する制御パラメータを逐次修正して、前記二次燃
焼空気制御手段により二次燃焼空気を算出し、二次燃焼
空気量を炉内に供給して排ガス中のダイオキシン類の生
成を抑制することを特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御装
置である。この発明では、一次燃焼空気量の制御によ
り、安定した燃焼を維持し、二次燃焼制御手段によりＮ
Ｏｘ濃度とダイオキシン類の生成が抑制される。また、
前記演算手段に逐次最小二乗法、連分数展開、スプライ
ン近似、テイラー級数近似、ラグランジュの補間法など
を適用することで、多変数制御の自動化ができる。
【００１９】また、請求項５の発明は、請求項４に記載
の発明において、前記二次燃焼制御手段がファジィ制御
手段であることを特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御装置
である。この発明では、非線形特性を伴う多変数干渉系
である、ごみ焼却炉の燃焼制御において、制御ルールを
言語的に記述でき、パラメータの調整も容易であるファ
ジィ制御手段を適用することにより、二次燃焼制御量を
きめ細かく制御できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るごみ焼却炉の
燃焼制御方法とその装置の実施の形態について、図面を
参照して説明する。図１は、ごみ焼却炉の燃焼制御方法
およびその制御装置の一実施形態を説明するための図で
あり、図２は他の実施形態を示し、図１の実施形態と
は、ごみ焼却炉は同一であるが、制御手段が異なってい
る。
【００２１】（実施形態１）図１は、本発明の一実施形
態の概要を示す図であり、同図において、ごみ焼却炉１
は火格子式の焼却炉であり、主燃焼室１ａと、再燃焼室
１ｂと、ごみ投入口２から投入される生ごみを順次揺動
させて焼却させるための乾燥火格子３ａ、燃焼火格子３
ｂ、後燃焼火格子３ｃが設けられ、再燃焼室１ｂ上部に
はボイラ７とその熱交換器７ａが設けられている。４は
灰を炉外に排出する落下口である。ごみ焼却の炉出口６
は急冷反応塔や集塵装置等を経て煙突８へと接続されて
いる。一次燃焼空気を、乾燥火格子３ａ、燃焼火格子３
ｂ、後燃焼火格子３ｃの下方から主燃焼室１ａに供給す
る一次燃焼空気ファン５とその流量を調整する一次燃焼
空気流量調整器５ａが備えられ、かつ二次燃焼空気を二
次燃焼空気吹き込み口９から主燃焼室１ａ内に供給する
二次燃焼空気ファン１０とその流量を調整する二次燃焼
空気流量調整器１０ａが備えられている。
【００２２】炉出口温度センサＴが、主燃焼室１ａの直
上の再燃焼室１ｂまたはその近傍に設けられ、その出力
が炉出口温度計１２に入力されている。更に、炉出口６
には排ガスをサンプリングして、排ガス中のＯ2 濃度を
検出するＯ2 濃度計１３、ＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ
検出計１４、ＣＯ濃度を検出するＣＯ濃度計１５が設け
られ、更に、炉出口６の排ガスをサンプリングして、ダ
イオキシン類の前駆物質であるクロロベンゼン類（ＣＢ
類）とクロロフェノール類（ＣＰ類）との濃度を検出す
る排ガス分析計１６が設けられている。ボイラ７からの
蒸気を送る配管に設けられた蒸気流量計１１により、蒸
気流量が計測されている。二次燃焼空気ファンからの空
気を送る配管に設けられた二次燃焼空気流量計１０ｂに
より、二次燃焼空気量が計測されている。これらの各計
測値である、炉出口温度、排ガス中のＯ2 濃度、ＮＯｘ
濃度、ＣＯ濃度、ＣＢ類とＣＰ類の濃度、蒸気流量、二
次燃焼空気量の各制御パラメータは、制御装置２０に入
力される。なお、明細書中では、クロロベンゼンをＣ
Ｂ、クロロフェノールをＣＰと略記する箇所がある。
【００２３】制御装置２０は、例えばコンピュータが使
用され、制御部と演算部からなる中央処理装置と記憶装
置とを備え、主な機能として、Ｏ2 −ＣＢ，ＣＰ相関曲
線推定手段１７ａと、クロロベンゼン類とクロロフェノ
ール類の加算された濃度が最少となるＯ2 濃度を推定す
るための最少Ｏ2 濃度演算手段１７ｂと、二次燃焼空気
制御手段１８と、一次燃焼空気制御手段１９とから構成
されている。
【００２４】一次燃焼空気制御手段１９では、一次燃焼
空気流量調整器５ａを操作して、一次燃焼空気量を調整
して、各火格子３ａ〜３ｃの下方から主燃焼室１ａ内に
供給されている。二次燃焼空気制御手段１８では、二次
燃焼空気流量調整器１０ａを操作して、二次燃焼空気流
量計１０ｂからの二次燃焼空気量をフィードバックして
最適値となるように調整されて、二次燃焼空気ファン１
０から二次燃焼空気が二次燃焼空気吹き込み口９を介し
て主燃焼室１ａ内に吹き込まれている。
【００２５】また、相関曲線推定手段１７ａでは、排ガ
ス中のＯ2 濃度値に対する排ガス中のクロロベンゼン類
とクロロフェノール類の加算された濃度値が所定の周期
で記憶装置に入力され、Ｏ2 濃度と、ＣＢ類とＣＰ類の
濃度の和との相関曲線が作成されている。最少Ｏ2 濃度
演算手段１７ｂでは、この相関曲線からＣＢ類とＣＰ類
の加算された濃度値が最少となるＯ2 濃度が算出され、
この最少Ｏ2 濃度値を制御パラメータとして、二次燃焼
空気制御手段１８に周期的に入力して演算処理し、二次
燃焼空気量が求められている。最少Ｏ2 濃度演算手段１
７ｂは逐次最小二乗法、連分数展開、スプライン近似、
テイラー級数近似、ラグランジュの補間法などによる。
【００２６】更に、本実施形態の燃焼制御について説明
すると、二次燃焼空気制御手段１８による二次燃焼空気
量の制御では、ボイラ蒸発量と二次燃焼空気量と炉出口
温度と排ガス中のＣＯ濃度、Ｏ2 濃度、ＮＯｘ濃度が周
期的に計測され、各々の計測値に基づいて、二次燃焼空
気量が制御されている。炉出口６の排ガスは、例えば、
５秒毎に連続または半連続分析計による排ガス分析計１
６にサンプリングされて、排ガス中のＣＢ類、ＣＰ類の
濃度が計測され、ＣＢ類とＣＰ類の濃度の和が算出され
て時系列的に記憶装置に記憶されている。排ガスをサン
プリングして、排ガス中のＯ2 濃度をＯ2 濃度計１３で
検出して、その計測値を時系列的に記憶する。
【００２７】続いて、記憶装置に書き込まれたデータを
読み出して、ＣＢ類とＣＰ類の濃度の加算濃度値を、一
定時間毎に移動平均を算出し、同様にＯ2 濃度の移動平
均を算出する。移動平均値の算出は、例えば、２分毎に
最近５分間のデータの平均を算出して記憶する。また、
相関曲線推定手段１７ａによりＯ2 濃度に対するＣＢｓ
−ＣＰｓ加算濃度に相関曲線（近似曲線）が作成され
る。この相関曲線から最少Ｏ2 濃度演算手段１７ｂによ
り、ＣＢｓ−ＣＰｓ加算濃度が最少値となるＯ2濃度が
算出される。二次燃焼空気制御手段１８には、ボイラ蒸
気発生量、二次燃焼空気量、炉出口温度、排ガス中のＯ
2 濃度、ＮＯｘ濃度、ＣＯ濃度の各計測値と、最少Ｏ2
濃度演算手段１７ｂとによって算出される最適Ｏ2 濃度
の各制御パラメータが入力されて、二次燃焼空気量の制
御が周期的に実行される。二次燃焼空気制御手段１８か
らの二次燃焼空気量制御信号が二次燃焼空気調整器１０
ｂに入力され、修正された二次燃焼空気量が主燃焼室１
ａ内に供給され、排ガス中のクロロベンゼン類、クロロ
フェノール類濃度が低減できるとともに、排ガス中のＮ
Ｏｘ濃度はＯ2 濃度に比例するので、酸素過剰とならな
いように制御できる。
【００２８】更に、本実施形態の燃焼制御では、二次燃
焼空気量の制御が、図３、図４に示した計測データ解析
結果に基づいてなされている。図３には、二次燃焼空気
量に対する排ガス中のＣＯ濃度、ＮＯｘ濃度、炉出口温
度との関係が示されている。ＮＯｘ濃度は二次燃焼空気
量と正の相関がある。それに対し、ＣＯ濃度は二次燃焼
空気量が少なすぎると、領域（Ｉ）に示したように、炉
内の酸素が不足気味となりＣＯ濃度が高くなる。逆に、
領域(III) に示したように、二次燃焼空気量が多すぎる
と過剰な酸素が冷却作用を及ぼし、炉出口温度も下が
り、ＣＯ濃度が高くなる。二次燃焼空気量が適量である
領域では完全燃焼するため、炉出口温度は高くなり、Ｃ
Ｏ濃度が低くなる。よってＣＯ、ＮＯｘを同時に抑制す
るためには、二次燃焼空気量を適度な領域（II）に保
ち、完全燃焼を促進させるように制御する。また、Ｏ2
濃度は二次燃焼空気量と正の相関がある。
【００２９】更に、図４を参照して説明すると、一定周
期ごとに排ガス中のクロロフェノール類とクロロベンゼ
ン類との濃度と、排ガス中のＯ2 濃度を計測してデータ
を記憶装置に蓄積する。そして、一定周期ごとに算出さ
れるクロロフェノール類、クロロベンゼン類の濃度の和
の平均値とＯ2 濃度の平均値に基づいて、相関曲線推定
手段１７ａにより、逐次Ｏ2 −ＣＢ，ＣＰの相互関係を
推定する。図４に示すように、ダイオキシン類の前駆体
である、クロロフェノール類とクロロベンゼン類の濃度
におけるＯ2 濃度との相関曲線（ロ）は、ＣＯ濃度の場
合の相関曲線（イ）と同じく下に凸状の二次曲線とな
る。この相関曲線（ロ）によりクロロフェノール類とク
ロロベンゼン類の濃度を最少にするＯ2 濃度を推定する
ことができる。この最少Ｏ2 濃度は、最少Ｏ2 濃度演算
手段１７ｂで算出し、そのＯ2 濃度値を基準値として、
制御パラメータを設定して二次燃焼空気制御手段１８に
より二次燃焼空気量の制御を行うことによって、厳密な
ダイオキシン類の低減が可能になる。
【００３０】従って、本実施形態によれば、二次燃焼空
気量の制御に当たり、炉内温度および排ガス中のＯ2 、
ＣＯ、ＮＯｘ濃度を測定して、二次燃焼空気量に対する
炉内温度および排ガス中のＯ2 、ＣＯ、ＮＯｘ濃度の特
性に応じて、よりきめ細かく二次燃焼空気量を制御して
炉内温度を安定にすることができるとともに、排ガス中
のＯ2 濃度を所定の範囲に設定して、Ｏ2 不足によるＣ
Ｏ濃度の上昇と、Ｏ2過剰によるＮＯｘ，ＣＯ濃度の上
昇を防ぎ、しかもダイオキシン類前駆物質の生成を抑制
することができる。
【００３１】（実施形態２）次に、本発明の他の実施形
態について、図２を参照して説明する。本実施形態は、
実施形態１のごみ焼却炉と同一であるが、排ガスの分析
手段が異なっており、クロロベンゼン類やクロロフェノ
ール類、ＣＯ濃度、ＮＯｘ濃度を排ガス分析計１６ａで
計測して検出している。無論、実施形態１のように個々
に計測してもよいことは明らかである。本実施形態で
は、一次燃焼空気量の制御については実施形態１と同一
である。二次燃焼空気量の制御では、Ｏ2 濃度と、クロ
ロベンゼン類とクロロフェノール類の濃度の和との相関
関係を相関曲線推定手段１７ａで求めて、その二次関数
で表される相関曲線から最少Ｏ2 濃度演算手段１７ｂに
よる関数近似手法、例えば、逐次最小二乗法を適用し
て、排ガス中のＣＢ類とＣＰ類の加算濃度が最少となる
Ｏ2 濃度を算出して、その制御パラメータを二次燃焼空
気制御手段１８に入力する。二次燃焼空気制御手段１８
は、非線形制御を適用して、二次燃焼空気量を算出して
いる。無論、最少Ｏ2 濃度演算手段１７ｂは、逐次最小
二乗法、連分数展開、スプライン近似、テイラー級数近
似、ラグランジュの補間法などによる。
【００３２】先ず、Ｏ2 濃度計１３によるＯ2 濃度と、
排ガス分析計１６によるクロロベンゼン類、クロロフェ
ノール類濃度の和の計測データから得られる関係は、図
４に示した通りである。相関曲線を算出する式は、Ｏ2
濃度をＸ、クロロベンゼン類、クロロフェノール類濃度
の和をＹとすれば、（１）式に示す二次関数で表すこと
ができる。
【００３３】 Ｙ ＝ Ａ1 Ｘ2 ＋ Ａ2 Ｘ ＋ Ａ3 ………（１） 但し、Ａ1 、Ａ2 、Ａ3 は相関曲線係数である。（１）
式において、関数Ｙが最小となる相関曲線係数Ａ1 、Ａ
2 、Ａ3 は、逐次最小二乗法による下記の（２）式によ
って得られる。
【００３４】
【数１】
【００３５】（２）式は、Ｏ2 濃度と、クロロベンゼン
類とクロロフェノール類の濃度値の和の平均化されたデ
ータがｎ個あるとき、その直近のｋ個のデータにより、
関数Ｙが最小となる相関曲線係数Ａ1 、 Ａ2 、 Ａ3 を決
定する演算処理を行うことができる。この近似曲線か
ら、クロロベンゼン類、クロロフェノール類の濃度の和
を最少にする最適Ｏ2 濃度をＸＯ２すると、最適Ｏ2 濃
度ＸＯ２ は、（３）式で求めることができる。 ＸＯ２ ＝ −Ａ2 ／２Ａ1 ………（３）
【００３６】最適Ｏ2 濃度ＸＯ２は、Ｏ2 濃度の目標値
として、二次燃焼空気制御手段１８へ入力される。この
ように、クロロベンゼン類、クロロフェノール類の濃度
の和を最少とするＯ2 濃度の目標値は、相関曲線推定手
段１７ａおよび最少Ｏ2 濃度演算手段１７ｂにより算出
することができる。また、二次燃焼空気制御手段１８に
は、非線形制御手段が適用される。二次燃焼空気制御の
具体的な手法を表１および図５のフローチャートを用い
て説明する。
【００３７】
【表１】
【００３８】最初に、計測値より、現在の燃焼状態が表
１に示す（１）から（１５）の条件に当てはまるかの判
断を順次行う。これらの条件が当てはまる場合は、矢印
（→）で示した制御を実行する。この制御の実行は、各
条件に対して予め設定しておいた増分量または減分量に
従い、二次燃焼空気制御手段１８によって、二次燃焼空
気量調整器１０ａを調整する。
【００３９】次に、その燃焼制御の具体的な演算方法に
ついて、図５〜図８に示したフローチャートに基づいて
説明する。なお、図５〜図８は表１の条件をフローチャ
ートで図式化したものである。
【００４０】図５のSTART1、図６のSTART2、図７のSTAR
T3、図８のSTART4からフローチャートに従って、一定周
期で条件を満足しているかを判断し、最終的にＷ1 から
Ｗ4の値が決定される。Ｗ1 〜Ｗ4 および二次燃焼空気
量の前回値Ｕk-1 から二次燃焼空気量の今回値Ｕk が導
出される。
【００４１】なお、図５〜図８において、Ｔｅは炉出口
温度、Ｆ２は二次燃焼空気量、ＳＴはボイラ蒸発量、Ｏ
2 は酸素濃度、ＮＯｘはＮＯｘ濃度、ＣＯはＣＯ濃度を
表す。また、Ｔ1 は炉出口温度の下限判定値を判別する
調整パラメータである。Ｆ２ 1 、Ｆ２2 は、それぞれ二
次燃焼空気量の上限、下限判定値を判別する調整パラメ
ータである。ＳＴ1 、ＳＴ2 は、それぞれボイラ蒸発量
の上限、下限判定値を判別する調整パラメータである。
ＯＸ1 、ＯＸ2 は、それぞれＯ2 濃度の上限、下限判定
値を判別する調整パラメータである。Ｎ1 は、それぞれ
ＮＯｘ濃度の上限判定値を判別する調整パラメータであ
る。ＣＯ1 は、それぞれＣＯ濃度の上限判定値を判別す
る調整パラメータである。Ｇ1 〜Ｇ15は二次燃焼空気量
の増分、減分量を与える調整パラメータである。
【００４２】先ず、図５〜図８のフローチャートによ
り、二次燃焼空気量の制御について説明する。図５にお
いて、ステップＳ１は、Ｔｅ（炉出口温度）＜Ｔ1 （炉
出口温度下限値）が判定され、この条件を満足する場合
はステップＳ２に進む。ステップＳ２では、Ｆ２（二次
燃焼空気量）＞Ｆ２1 （二次燃焼空気量上限値）が判定
され、この条件を満足すれば、Ｗ1 をＧ1 に設定する。
ステップＳ２において、Ｆ２＞Ｆ２1 を満足しない場合
はステップＳ３に進み、Ｆ２≦Ｆ２2 （二次燃焼空気量
下限値）を満足する場合は、Ｗ1 をＧ2 に設定する。ス
テップＳ３で、Ｆ２≦Ｆ２2 を満足しない場合は、Ｗ１
をＧ3 とする。
【００４３】ステップＳ１において、Ｔｅ＜Ｔ1 を満足
しない場合は、ステップＳ４に進み、Ｆ２＞Ｆ２1 の条
件を判定し、満足する場合は、ステップＳ５に進み、Ｓ
Ｔ（ボイラ蒸気量）＞ＳＴ1 （ボイラ蒸気量上限値）の
条件を満足する場合は、Ｗ1をＧ4 とする。ステップＳ
５において、この条件を満足しない場合は、ステップＳ
６に進み、ＳＴ≦ＳＴ2 （ボイラ蒸気量下限値）の条件
が判定され、満足する場合はＷ1 をＧ5 とし、満足しな
い場合はＷ1 をＧ6 とする。
【００４４】ステップＳ４において、Ｆ２＞Ｆ２1 の条
件を満足しない場合は、ステップＳ７に進み、Ｆ２≦Ｆ
２2 の条件が判定される。この条件を満足する場合は、
ステップＳ８に進み、ＳＴ＞ＳＴ1 の条件を満足する場
合はＷ1 をＧ7 とする。
【００４５】ステップＳ８において、ＳＴ＞ＳＴ1 の条
件を満足しない場合は、ステップＳ９に進み、ＳＴ≦Ｓ
Ｔ2 の条件を満足する場合はＷ1 をＧ8 とし、ステップ
Ｓ９の条件を満足しない場合はＷ1 をＧ9 とする。ま
た、ステップＳ７の条件を満足しない場合はＷ1 をＧ10
とする。
【００４６】続いて、図６のフローチャートでは、ステ
ップＳ１において、ＣＯ（ＣＯ濃度）＞ＣＯ1 の条件が
判定され、この条件を満足する場合は、ステップＳ２に
進み、Ｆ２＞Ｆ２1 の条件が判定され、この条件を満足
する場合はＷ2 ＝Ｇ11とし、この条件を満足しない場合
は、ステップＳ３に進む。ステップＳ３において、Ｆ２
≦Ｆ２2 の条件を満足する場合は、Ｗ2 ＝Ｇ12とし、満
足しない場合はＷ2 ＝０とする。ステップＳ１におい
て、ＣＯ＞ＣＯ1 の条件を満足しない場合はＷ2 ＝０と
する。
【００４７】続いて、図７のフローチャートでは、ステ
ップＳ１において、Ｏ2 （Ｏ2 濃度）＞ＯＸ1 の条件を
満足する場合は、Ｗ3 ＝Ｇ13とする。ステップＳ１の条
件を満足しない場合は、ステップＳ２に進み、Ｏ2 ≦Ｏ
Ｘ2 を満足する場合は、Ｗ3＝Ｇ14とし、ステップＳ２
を満足しない場合は、Ｗ3 ＝０とする。
【００４８】続いて、図８のフローチャートでは、ステ
ップＳ１において、ＮＯｘ＞Ｎ1 の条件を満足した場合
は、Ｗ4 ＝Ｇ15とし、この条件を満足しない場合は、Ｗ
4 ＝０とする。
【００４９】上記のように、図６〜図８のフローチャー
トに従って、Ｗ1 ないしＷ4 の値が設定され、今回の二
次燃焼空気量Ｕｋ は、Ｗ1 ないしＷ4 の値と前回の二
次燃焼空気量Ｕｋ−１ に基づいて、下記の演算式によ
り、今回の二次燃焼空気量の値Ｕｋ が導出される。 Ｕｋ = Ｕｋ−１ + Ｗ1 + Ｗ2 + Ｗ3 + Ｗ4 ……（４）
【００５０】なお、ＯＸ1 、ＯＸ2 は相関曲線推定手段
１７にて計算される最適Ｏ2 濃度ＸＯ２ に基づいて、
（５）式、（６）式により、逐次決定する。それ以外の
調整パラメータについては手動で入力して設定する。無
論、自動で入力してもよい。
【００５１】 ＯＸ1 ＝ ＸＯ２ ＋ α１ … （５） ＯＸ2 ＝ ＸＯ２ − α２ … （６） 但し、α１、α２：調整パラメータ
【００５２】上記のように、本実施形態のごみ焼却炉で
は、ボイラ蒸発量と二次燃焼空気量と炉出口温度と排ガ
ス分析計によるＣＯ濃度、Ｏ2 濃度、 ＮＯｘ濃度を周
期的に計測し、各々の計測値に基づいて非線形制御手段
により二次燃焼空気量を制御する系を備えている。更
に、排ガス中のクロロベンゼン類、クロロフェノール類
の連続または半連続分析計による排ガス分析計により、
計測された計測値の和とＯ2 濃度計の計測値に基づい
て、周期的に相互関係の評価式を逐次最小二乗法により
算出し、それに基づき、非線形制御手段におけるＯ2 濃
度の制御パラメータを逐次修正する機能も備えている。
その結果、ごみ焼却炉の排ガス中のＮＯｘと未燃成分、
主にダイオキシン類の生成を抑制することができる。
【００５３】上記のように、ごみ焼却炉のプロセスは非
線形特性を伴う、多変数干渉系であり、線形制御を前提
とした現代制御理論を適用することは、非常に困難であ
るが、上記で説明した非線形制御手法を用いることによ
って、極めて良好な制御が可能である。
【００５４】（実施形態３）以下、本発明の他の実施形
態について、図２を参照して説明する。本実施形態は、
実施形態１のごみ燃焼炉と同一である。本実施形態で
は、Ｏ2 濃度と、ＣＢ類とＣＰ類の濃度の和の相関関係
を、関数近似手法による相関曲線推定手段（近似曲線算
出手段）１７ａにより算出する。最少Ｏ２濃度演算手段
１７ｂでは、周期的に計測して時間に依存した重み付け
を行う、重み付き逐次最小二乗法を適用し、かつ、二次
燃焼空気制御手段１８にファジィ制御手段を適用した場
合について説明する。
【００５５】排ガス中のＯ2 濃度と、クロロベンゼン類
とクロロフェノール類の濃度の和の計測データから得ら
れる関係は、図４に示した通り、下に凸となる二次関数
で表される。この相関曲線の式は、先に説明したよう
に、Ｏ2 濃度をＸ、クロロベンゼン類とクロロフェノー
ル類の濃度の和をＹとすると、（７）式で表される。 Ｙ ＝ Ａ1 Ｘ2 ＋ Ａ2 Ｘ ＋ Ａ3 ……（７） ＣＢ類とＣＰ類の和Ｙを最少とする相関曲線係数Ａ1 、
Ａ2 、Ａ3 は、（８）式に示す逐次最小二乗法により得
ることができる。
【００５６】
【数２】
【００５７】（８）式は、Ｏ2 濃度とクロロベンゼン
類、クロロフェノール類濃度の和の平均化されたデータ
がｎ個あるとき、その直近のｋ個のデータによって相関
曲線係数を決定する演算が可能であることを示してい
る。更に、忘却係数λを使って、新しいデータには大き
い重み、古いデータには小さい重みを持たせている。忘
却係数λは通常、０．９０から０．９５の範囲の値を用
いる。また、忘却係数λが１のとき、（８）式は、従来
の逐次最小二乗法である。その結果、最近の傾向に依存
した、相関関係から最適Ｏ2 濃度を得ることができる。
得られた近似曲線から、クロロベンゼン類とクロロフェ
ノール類の濃度の和を最少にする最適Ｏ2 濃度ＸＯ２
は、（９）式で求めることができる。 ＸＯ２ ＝ −Ａ2 ／２Ａ1 ……（９） 最適Ｏ2 濃度ＸＯ２は、二次燃焼空気制御手段１８へＯ
2 濃度の目標値として引き渡される。
【００５８】以下、ファジィ制御を適用した、二次燃焼
空気制御の具体的な手法について、説明する。表２はフ
ァジィ制御にて二次燃焼空気量制御を実施する場合のフ
ァジィルールを示した表であり、表３は表２のファジィ
ルール（１）〜（１８）を整理して示したものである。
【００５９】
【表２】
【００６０】
【表３】
【００６１】表３に示したように、前件部（入力）は炉
出口温度、蒸発量偏差、二次燃焼空気量偏差、排ガスＣ
Ｏ濃度、排ガスＮＯｘ濃度、排ガスＯ2 濃度であり、後
件部（出力）は二次燃焼空気量の増減分である。各規則
の演算は図９、図１０に示したメンバーシップ関数に基
づいて、各入力項目毎に計算される。次に、ルール
（１）〜（１８）の各演算結果の和によって二次燃焼空
気量の増減分を算出する。ただし、条件を満たさなけれ
ば、出力を零として演算する。
【００６２】図１の二次燃焼空気量制御手段１８では上
記の演算を行い、求めた各ルールの後件部推論結果を統
合して、ルール全体の推論結果を出力する。各ルールの
後件部推論結果の統合には、ファジィ演算の一般的な手
法、例えば、min-max 重心法、product-sum 重心法等が
用いられる。二次燃焼空気量制御手段（ファジィ制御手
段）１８で得られた推論結果が二次燃焼空気量調整器１
０ａに出力され、二次燃焼空気量が補正される。
【００６３】次に、具体的に計算量が少なく、制御系実
装に適しているシングルトン法をファジィ演算に適用し
た例について説明する。まず、前件部メンバーシップ関
数により適合度を算出する。炉出口温度がTeであると
き、図９（ａ）において、条件「炉出口温度が低い」
（イ）に対する適合度はａ1であり、条件「炉出口温度
がやや低い」（ロ）に対する適合度はａ2である。ま
た、条件「炉出口温度が適当である」（ハ）に対する適
合度はａ3（０）である。なお、これらのメンバーシッ
プ関数のパラメータはあらかじめ設定しておく。
【００６４】ボイラ蒸発量偏差がSTMDIFであるとき、図
９（ｂ）において、条件「蒸発量偏差が低い」（イ）に
対する適合度はｂ1 であり、条件「蒸発量偏差が高い」
（ロ）に対する適合度はｂ2 である。なお、これらのメ
ンバーシップ関数のパラメータはあらかじめ設定してお
く。
【００６５】二次燃焼空気量偏差が F2DIF であると
き、図９（ｃ）において、条件「二次燃焼空気量偏差が
低い」（イ）に対する適合度はｃ1 であり、条件「二次
燃焼空気量偏差が適当である」（ロ）に対する適合度は
ｃ2である。また、条件「二次燃焼空気量偏差が高い」
（ハ）に対する適合度はｃ3（０）である。なお、これ
らのメンバーシップ関数のパラメータはあらかじめ設定
しておく。
【００６６】ＣＯ濃度がＣＯであるとき、図９（ｄ）に
おいて、条件「ＣＯ濃度が適当である」（イ）に対する
適合度はｄ1であり、条件「ＣＯ濃度が高い」（ロ）に
対する適合度はｄ2である。なお、これらのメンバーシ
ップ関数のパラメータはあらかじめ設定しておく。
【００６７】ＮＯｘ濃度がＮＯｘであるとき、図９
（ｅ）において、条件「ＮＯｘ濃度が適当である」
（イ）に対する適合度はｅ1 であり、条件「ＮＯｘ濃度
が高い」（ロ）に対する適合度はｅ2である。なお、こ
れらのメンバーシップ関数のパラメータはあらかじめ設
定しておく。
【００６８】Ｏ2 濃度がＯ2 であるとき、図１０におい
て、条件「Ｏ2 濃度が低い」（イ）に対する適合度はｆ
1であり、条件「Ｏ2 濃度がやや低い」（ロ）に対する
適合度はｆ2 である。また、条件「Ｏ2 濃度が適当であ
る」（ハ）に対する適合度はｆ3 （０）であり、条件
「Ｏ2 濃度が高い」（ニ）に対する適合度はｆ
4 （０）、条件「Ｏ2 濃度がとても高い（大高）」
（ホ）に対する適合度はｆ5（０）である。なお、これ
らのメンバーシップ関数のパラメータは相関曲線推定手
段１７ａと最少Ｏ2 濃度演算手段１７ｂとで算出される
最適Ｏ2 濃度ＸＯ２を中心に設定する。具体的には、Ｏ
2 濃度の変動の最大と最小の差を１％程度に抑えるため
に条件「Ｏ2 濃度が適当である」（ハ）の領域をＸＯ２
±β１％に定める。また、条件「Ｏ2 濃度がとても高
い」（ホ）と条件「Ｏ2 濃度が低い」（イ）の領域をＸ
Ｏ２±β２％程度に定める。ただし、β１、β２は調整
パラメータであり、β１＜β２の条件を満足するように
設定する。
【００６９】これらのメンバーシップ関数から、表３の
ルールに対する適合度を順次、計算する。ルール（１）
の条件は「炉出口温度が低い」なので、適合度Ｚ１は式
（１０）に示すとおり、ａ1である。
【００７０】同様に、ルール（２）〜（１８）に対する
適合度Ｚ２〜Ｚ１８を式（１１）〜（２７）により計算
する。 Ｚ１ ＝ａ1 … （１０） Ｚ２ ＝ａ2 ×ｃ1 … （１１） Ｚ３ ＝ａ2 × ｃ3 … （１２） Ｚ４ ＝ａ2 × ｃ2 … （１３） Ｚ５ ＝ａ3 × ｂ2 × ｃ1 … （１４） Ｚ６ ＝ａ3 × ｂ1 × ｃ1 … （１５） Ｚ７ ＝ａ3 × ｂ2 × ｃ3 … （１６） Ｚ８ ＝ａ3 × ｂ1 × ｃ3 … （１７） Ｚ９ ＝ａ3 × ｂ2 × ｃ2 × ｆ4 … （１８） Ｚ１０ ＝ａ3 × ｂ2× ｃ2 × ｆ3 … （１９） Ｚ１１ ＝ｂ1 × ｃ2 … （２０） Ｚ１２ ＝ｅ2 … （２１） Ｚ１３ ＝ａ3 × ｄ2 … （２２） Ｚ１４ ＝ａ2 × ｄ2 … （２３） Ｚ１５ ＝ｆ1 … （２４） Ｚ１６ ＝ｆ5 … （２５） Ｚ１７ ＝ｄ1 × ｅ1 … （２６） Ｚ１８ ＝ｆ2 … （２７）
【００７１】次に、後件部において推論を行うために、
二次燃焼空気量変更分Ｖ１〜Ｖ１８を定める。そして、
（２８）式により推論を行って、推論結果Ｗを得る。
【００７２】
【数３】
【００７３】最後に推論結果から、推論結果Ｗと二次燃
焼空気量出力値の前回値（Ｕｋ−１）から二次燃焼制御
量出力値の今回値（Ｕｋ）を得ることができる。 Ｕｋ ＝ Ｕｋ−１ ＋ Ｗ … （２９） このように、二次燃焼空気制御手段１８から出力される
二次燃焼空気量Ｕk によって、二次燃焼空気調整器１０
ａを操作して、排ガス中のＮＯｘと未燃成分を抑制し
て、ダイオキシン類の生成を抑制するものである。
【００７４】
【実施例】図１１に示すように、計測して得られたＯ2
濃度とクロロベンゼン類とクロロフェノール類の濃度の
和の関係を、実施形態３に適用した場合、最適Ｏ2 濃度
を逐次最小二乗法によって解くことで、相関曲線は図中
の一点鎖線で示される。Ｏ 2 濃度をＸ、クロロベンゼン
類、クロロフェノール類の濃度の和をＹとしたときの近
似式は（３０）式で表される。 Ｙ＝０．８１９３Ｘ2 −９．９９０７Ｘ＋４５．５２５…（３０）
【００７５】このとき、（３０）式からＹを最小にする
最適Ｏ2 濃度ＸＯ２は、約６．１％と求められる。ま
た、二次燃焼空気量のファジィ制御では、Ｏ2 濃度の前
件部メンバーシップ関数はＸＯ２を基に構成する。Ｏ2
濃度の変動の最大と最小の差を１％ぐらいに抑えるため
に、実施形態中の調整パラメータβ１、β２をそれぞれ
０．５、０．８に定めたとき、条件「Ｏ2 濃度が適当で
ある」の領域は６．１±０．５％になる。また、条件
「Ｏ2 濃度がとても高い」、条件「Ｏ2 濃度が低い」の
領域は６．１±０．８％になる。この結果に基づき、二
次燃焼空気量が制御される。
【００７６】上記のように、本実施例では、ボイラ蒸発
量と二次燃焼空気量と炉出口温度と排ガス分析計による
ＣＯ濃度、Ｏ2 濃度、ＮＯｘ濃度を周期的に計測し、各
々の計測値に基づいてファジィ制御により二次燃焼空気
量を制御する系を備えている。更に、排ガス中のクロロ
ベンゼン類、クロロフェノール類の連続または半連続分
析計による計測値の和とＯ2 濃度分析計の計測値に基づ
いて、周期的にＯ2 −ＣＢ，ＣＰの相互関係の評価式を
逐次最小二乗法により算出し、それに基づき、ファジィ
制御におけるＯ2 濃度の制御パラメータを逐次修正する
機能を有する。その結果、排ガス中のＮＯｘと未燃成
分、主にダイオキシン類の生成を抑制するものである。
【００７７】また、本発明では、ごみ焼却炉の排ガス中
に含まれるダイオキシン類の前駆物質であるクロロベン
ゼン類とクロロフェノール類の濃度の和が、低濃度領域
であってもＯ2 濃度との相関関係が認められることから
ダイオキシン類を厳密に抑制するために、オンラインま
たはオンサイトで計測されるクロロベンゼン類、クロロ
フェノール類の濃度の計測値を直接制御装置に取り入れ
て燃焼制御するものである。このようなごみ焼却炉の燃
焼制御では、非線形特性を伴う、多変数干渉系であるの
で、ファジィ制御を用いることによって、制御ルールが
言語的に記述でき、制御パラメータの調整が容易であ
り、二次燃焼空気量のきめ細かな制御に最適である。
【００７８】なお、相互関係を近似曲線で推定する際、
図４に示した相互間の特性は、その近似曲線式が二次関
数で十分対応できることを示している。また、近似曲線
式の算出方法としては、逐次最小二乗法（時間に依存し
た重みを付加した形でも可）、連分数展開、スプライン
近似、テイラー級数近似、ラグランジュの補間法などが
挙げられる。これらの手法によって、得られた曲線から
クロロフェノール類とクロロベンゼン類濃度を最小にす
るＯ2 濃度を推定して、ダイオキシン類の生成を精度よ
く制御することができる。
【００７９】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、ごみ焼
却炉において、排ガス中のダイオキシン類の前駆物質で
あるクロロベンゼン類とクロロフェノール類をモニタリ
ングすることで、クロロベンゼン類とクロロフェノール
類の濃度の和と、排ガス中のＯ 2 濃度との相互関係が認
められ、この相関からダイオキシン類の前駆物質を最小
にする最適なＯ2 濃度を算出して、その値を二次燃焼空
気量の制御における、Ｏ 2 濃度の制御パラメータに取り
入れることで、精度よくダイオキシン類の生成を抑制す
ることができる効果を有する。
【００８０】また、本発明によれば、二次燃焼空気量を
制御することで、排ガス中の有害物質であるＣＯ、ＮＯ
ｘ、ダイオキシン類の発生を同時に抑制できるので、生
活環境の保全に極めて効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるごみ焼却炉の燃焼制御方法およ
びその装置の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係わるごみ焼却炉の燃焼制御方法およ
びその装置の他の実施形態を示す図である。
【図３】二次燃焼空気量と排ガス中のＣＯ濃度、ＮＯｘ
濃度、炉出口温度との相関関係を示す図である。
【図４】Ｏ2 濃度に対するクロロベンゼン類、クロロフ
ェノール類の濃度の和、ＣＯ濃度の相関関係を示す図で
ある。
【図５】二次燃焼空気量を非線形制御方法で制御するた
めのフローチャートである。
【図６】二次燃焼空気量の非線形制御方法で制御するた
めのフローチャートである。
【図７】二次燃焼空気量の非線形制御方法で制御するた
めのフローチャートである。
【図８】二次燃焼空気量の非線形制御方法で制御するた
めのフローチャートである。
【図９】二次燃焼空気量のファジィ制御方法の前件部メ
ンバーシップ関数を示す図である。
【図１０】二次燃焼空気量のファジィ制御方法の前件部
メンバーシップ関数を示す図である。
【図１１】Ｏ2 濃度に対するクロロベンゼン類、クロロ
フェノール類の加算された図である。
【図１２】従来の焼却炉を示した図である。
【符号の説明】
１ ごみ焼却炉 １ａ 主燃焼室 １ｂ 再燃焼室 ２ ごみ投入口 ３ａ 乾燥火格子 ３ｂ 燃焼火格子 ３ｃ 後燃焼火格子 ４ 落下口 ５ 一次燃焼空気ファン ５ａ 一次燃焼空気流量調整器 ６ 炉出口 ７ ボイラ ７ａ 熱交換機 ８ 煙突 ９ 二次燃焼空気吹き込み口 １０ 二次燃焼空気ファン １０ａ 二次燃焼空気流量調整器 １０ｂ 二次燃焼空気流量計 １１ 蒸気流量計 １２ 炉出口温度計 １３ Ｏ2 濃度計 １４ ＮＯｘ濃度計 １５ ＣＯ濃度計 １６，１６ａ 排ガス分析計 １７ａ 相関曲線推定手段 １７ｂ 最少Ｏ2 濃度演算手段 １８ 二次燃焼空気制御手段 １９ 一次燃焼空気制御手段 ２０ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮澤 邦夫 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 横山 隆 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−300239（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−49623（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−161849（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23G 5/50 G01N 30/88 G01N 33/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ごみ焼却炉に設けられたボイラから発生
    する蒸気発生量を安定化するように一次燃焼空気量を制
    御し、かつ再燃焼のための二次燃焼空気量を制御する燃
    焼制御方法であって、前記蒸気発生量、前記二次燃焼空
    気量、炉出口温度、排ガス中のＣＯ濃度、Ｏ2濃度、Ｎ
    Ｏｘ濃度の各制御パラメータによって、前記二次燃焼空
    気量を制御して、排ガス中のＮＯｘの発生を抑制すると
    ともに、前記排ガス中のダイオキシン類前駆体である排
    ガス中のクロロベンゼン類とクロロフェノール類の濃度
    とＯ2濃度との相互関係から前記排ガス中のクロロベン
    ゼン類とクロロフェノール類の濃度が最少となるＯ2濃
    度を推定して、前記二次燃焼空気量を調整して、排ガス
    中のダイオキシン類の生成を抑制することを特徴とする
    ごみ焼却炉の燃焼制御方法。
  2. 【請求項２】 ごみ焼却炉に設けられたボイラから発生
    する蒸気発生量を安定化するように一次燃焼空気量を制
    御し、かつ再燃焼のための二次燃焼空気量を制御する燃
    焼制御方法であって、前記蒸気発生量、前記二次燃焼空
    気量、炉出口温度、排ガス中のＣＯ濃度、Ｏ 2 濃度、Ｎ
    Ｏｘ濃度の各制御パラメータによって、前記二次燃焼空
    気量を非線形制御により算出して、排ガス中のＮＯｘの
    発生を抑制するとともに、前記排ガス中のダイオキシン
    類前駆体であるクロロベンゼン類とクロロフェノール類
    を連続または半連続分析計による排ガス分析計によって
    濃度を計測して、それらの濃度の和と前記Ｏ 2 濃度との
    相互関係を周期的に関数近似手法により算出し、前記ク
    ロロベンゼン類とクロロフェノール類の濃度が最少とな
    るＯ 2 濃度を算出して、Ｏ 2 濃度の制御パラメータを逐次
    修正して、前記非線形制御を実行して、二次燃焼空気量
    を調整して排ガス中のダイオキシン類の生成を抑制する
    ことを特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御方法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のごみ焼却炉の燃焼制御
    方法において、 前記非線形制御がファジィ制御であ ることを特徴とする
    ごみ焼却炉の燃焼制御方法。
  4. 【請求項４】 ごみ焼却炉の燃焼制御装置において、 ごみ焼却炉内に一次燃焼空気を供給して、炉内可燃物を
    燃焼させるとともに、ボイラ蒸気発生量を安定させるよ
    うに制御する一次燃焼空気制御手段と、 ボイラ蒸気発生量と二次燃焼空気量と炉出口温度と排ガ
    ス分析計によるＣＯ濃度、Ｏ 2 濃度、ＮＯｘ濃度を周期
    的に計測し、各々の計測値に基づいて二次燃焼空気量を
    制御する二次燃焼空気制御手段と、 排ガス中のクロロベンゼン類、クロロフェノール類を計
    測する連続または半連続分析計と、 前記連続または半連続分析計による計測値の和と前記Ｏ
    2 濃度の計測値に基づいて、その相互関係を求めるため
    の相関曲線推定手段と、 前記相関曲線推定手段により求められる相関関係から排
    ガス中のクロロベンゼン類とクロロフェノール類の濃度
    の和が最少となるＯ 2 濃度を算出する演算手段と、 前記演算手段によって算出されたＯ 2 濃度に基づいて、
    二次燃焼空気を算出する制御パラメータを逐次修正し
    て、前記二次燃焼空気制御手段により二次燃焼空気を算
    出し、二次燃焼空気量を炉内に供給して排ガス中のダイ
    オキシン類の生成を抑制することを特徴とするごみ焼却
    炉の燃焼制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載のごみ焼却炉の燃焼制御
    装置において、 前記二次燃焼制御手段がファジィ制御手段であ ることを
    特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御装置。
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