JP3590245B2

JP3590245B2 - Combustion control method in fluidized bed incinerator

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Publication number: JP3590245B2
Application number: JP27506797A
Authority: JP
Inventors: 裕士越智; 栄市大月; 吉田　　裕
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 2004-11-17
Anticipated expiration: 2017-09-22
Also published as: JPH1194225A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流動床部の砂等の流動媒体を下方から送り込む空気により流動させながら燃焼物を焼却する流動床焼却炉における燃焼制御方法に関し、特にごみ燃焼するのに好適な流動床焼却炉における燃焼制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の流動床焼却炉は、焼却炉立上げ時間が短いことや、流動床で焼却物を焼却するため焼却灰がきれいであること等により、都市ごみ焼却施設に適応した技術である。また、昨今の議論の対象であるダイオキシン類等の有害物質についても、燃焼性能や排ガス処理技術の向上により排出抑制技術が確立されている。燃焼性能の向上には焼却炉の形状、燃焼空気の投入方法、焼却物の供給方法等のハード部分の改善が不可欠であるが、これらと同時にこれらを制御するソフト部分の重要性も増してきている。特に、流動床焼却炉では、燃焼速度が速いために、焼却炉の燃焼状態を的確に、且つリアルタイムで把握して、プロセスに適した制御技術が要求される。
【０００３】
現在、流動床焼却炉の燃焼性能の向上に大きく寄与している制御技術は、特公平６−８９８８３号公報に開示されている流動床焼却炉における燃焼制御方法である。これは、流動床下部から送り込む空気により流動床部の流動媒体を流動させ、炉内に投入される焼却物の燃焼量を燃焼量検出手段で検出し、燃焼量が所定量以上の場合、流動床下部から送り込む空気量を減少させると共に、流動床上部の空間に吹き込む空気量を増大させることにより、炉内で燃焼する焼却物の燃焼量を所定量に維持し、燃焼空気量、排ガス量、排ガス中の酸素濃度及び未燃ガス量などの変動を抑制する流動床焼却炉における燃焼制御方法である。
【０００４】
都市ごみ焼却施設における焼却物であるごみは大きさ、形状とも多様であり、大きな塊状のごみが一度に焼却炉内に投入されることもある。これを避けるため、ごみピット内でクレーンによりごみを撹拌し、細分化することも試みられるが、該クレーンによる撹拌作業も限界がある。また、ごみの細分化及び均一化のため破砕施設を追加すると施設のイニシャルコスト、ランニングコストともに莫大なものとなる。そのためごみの大きさを小さく均一化することは実際上は困難である。
【０００５】
また、大きな塊状のごみが投入されると、流動床焼却炉においては、その燃焼速度の速さのために、一度に完全燃焼できずに、有色排煙の確認や、排ガスＣＯ、ダイオキシン類等の有害物質の排出を引き起こしてしまう。これを抑制するため、前述の燃焼制御方法は開発され、実機での確認運転を経て、過去十数年にわたり複数の施設において良好な結果を得ている。
【０００６】
また、ごみが焼却炉内に投入される前に、ごみの質や量を予め検知する方法としては、給塵装置の電動機の負荷変動を検知する方法や重量検出装置で重量を検知する方法、画像処理装置により検知する方法等があるが、その信頼性及び検出装置の設定環境により、その目的・機能を十分満足していないのが現状である。上記燃焼制御方法の概要を、流動床焼却炉内でごみが燃焼する過程に基づいて以下に示す。
【０００７】
先ず、流動床焼却炉の燃焼プロセスを以下に示す。図８はこの種の流動床焼却炉の概略構成を示す図である。流動床焼却炉１０において、ホッパー１１に投入された焼却物は、給塵機スクリュー１３により流動床焼却炉１０の内部に投入される。投入された焼却物１４は、流動床部１５又は該流動床部１５の上部で焼却される。流動床部１５には流動媒体である砂が充填されており、ここに焼却用の空気を送り込み、流動媒体を流動化して、焼却物の解砕、ガス化を促進する。焼却物１４の一部は流動床部１５で燃焼して、その熱は流動媒体へ移動する。
【０００８】
流動床部１５の流動媒体は６００〜６２０℃の温度を確保して、連続的に投入される焼却物の解砕、ガス化を継続する。一方、流動媒体中で燃焼しなかった焼却物１４は、流動床部１５の上部へ未燃焼ガスとして排出される。この未燃焼ガスに、流動床部１５の上部に送り込まれる２次空気等が供給され、混合、撹拌、燃焼の過程を経て、８５０℃〜９００℃の温度に確保された流動床焼却炉１０内のフリーボード部１６において、完全燃焼を達成した後、焼却炉外へ排ガス１７として排出される。また、焼却物１４中の不燃物１８は砂と共に焼却炉外へ排出される。
【０００９】
ここで、流動空気のラインは、押込送風機１９からの１次空気２０が途中で分岐して、流動床部１５の下のチャンバー２１へ送り込まれる空気を流動空気２２とする。他方に分岐した１次空気２０はバイパス空気２３と呼び、流動床焼却炉１０の上部のフリーボード部１６へ、２次空気２５と同様、燃焼空気として送り込まれる。このバイパス空気２３のラインに設置された流動空気バイパスダンパ２４の開度により流動空気量をコントロールする。また、フリーボード部１６での燃焼に寄与する２次空気２５は、２次送風機２６からのラインに設置された２次空気ダンパ２７の開度により、その空気量をコントロールしている。
【００１０】
実際の運転において、焼却炉に供給される焼却物の量が多い場合には、単位時間における焼却炉内の燃焼量も多くなるので、燃焼量を検知するフレームセンサ２８のフレームレベル（燃焼量レベル）も大きくなる。このとき、流動空気バイパスダンパ２４の開度を大きくして、流動空気量の一部をバイパスして、流動床部１５から送り込む空気量を一時的に低減させている。これにより、流動床部１５での流動媒体の流動化が緩慢になり、流動媒体からの焼却物への伝熱量が減少して、燃焼速度（流動床部での燃焼比率）が下がり、これに伴い焼却物の解砕、ガス化も緩やかになる。ガス化の緩慢化により、流動床部１５から発生する未燃焼ガス量も単位時間あたり減少する。
【００１１】
流動床部１５では未燃焼ガスが緩やかに発生しているので、流動床部１５上方のフリーボード部１６に２次空気２５やバイパス空気２３を適切に投入するので、流動床焼却炉１０において、時間当たりの燃焼量を所定量に維持制御し、完全燃焼が促進される。これが上記特公平６−８９８８３号公報に開示された、従来の燃焼制御方法である。
【００１２】
次に、従来の燃焼速度制御の制御方法を図９を用いて説明する。図９は図８に示す構成の流動床焼却炉におけるフレームレベル（燃焼量レベル）、流動空気バイパスダンパ２４の開度、流動空気量、及び炉床（流動床部１５）温度の経時変化例を示す図である。本制御の出力先である操作端は、流動空気バイパスダンパ２４（開度０〜１００％）１ケ所である。入力信号としては、フレームセンサ２８からのフレームレベル（０〜１００％）、流動床部１５の流動媒体（砂）温度（炉床温度）（０〜１２００℃）、炉内圧力（−２００〜＋２００ｍｍＡｑ）である。図１０は簡略化した制御フローを示す図である。
【００１３】
従来のメイン信号は図９（ａ）に示すフレームレベルで、これにより流動空気バイパスダンパ２４の開度は図９（ｂ）のように変動する。フレームレベルが大きくなると開方向に動作して、バイパス空気量を増大して、流動床部１５へ供給する流動空気量は図９（ｃ）のように減少する。流動空気バイパスダンパ２４でバイパスされたバイパス空気２３は、フリーボード部１６で燃焼用空気として流動床焼却炉１０内に供給される。
【００１４】
また、図９（ｄ）に示すように変動する流動床部１５の炉床温度によっても流動空気バイパスダンパ２４の上限値、下限値が変動する。炉床温度が低くなった場合、流動床部１５の流動媒体の流動化が阻害されて、不燃物等が流動床部１５に堆積して、流動不良が生じてしまう。これを回避するため炉床温度が図９（ｄ）のＡ部分に示すように低くなった時には、流動空気量を増やす方向に、即ち流動空気バイパスダンパ２４を閉める方向に制御する必要がある。また、炉内圧力制御は炉内圧力がある設定した炉内圧力より大きくなったときのみ、流動空気バイパスダンパ２４の開度を大きくする制御である。これはフレームレベルによる制御の補完的な機能を持っている。
【００１５】
図１０は上記従来の燃焼制御方法の制御フローを示す図である。図１０において、テーブル１の入力信号はフレームセンサ２８の出力信号であるフレームレベルである。出力はテーブル１の調整（ＸＹ座標上の折線グラフを形成する１０点の座標の位置（数値）を調整すること）により行う。テーブル１の調整が本制御のメインとなる。テーブル１の調整は、フレームレベルの大きさ、ピークの回数、流動空気量等により行う。一般に以下の▲１▼乃至▲５▼の状態の時にはテーブル１の折線の傾きを大きくして、流動空気バイパスダンパ２４の開度が大きくなるように調整する必要がある。また、逆の状態の時には、傾きを小さくする調整が必要となる。
【００１６】
▲１▼フレームレベルが小さい。
【００１７】
▲２▼フレームレベルのピーク回数が少ない。
【００１８】
▲３▼フレームレベルが大きい時の流動空気量（流動空気バイパスダンパ２４の開度が大となる時の最小流動空気量）を十分に低減できていない（但し、流動不良とならないこと）。
【００１９】
▲４▼フレームレベルが小さい時の流動空気量（流動空気バイパスダンパ２４の開度が小となる時の最大流動空気量）が十分に低減できていない（但し、流動不良とならないこと）。
【００２０】
▲５▼排ガスＣＯ濃度が高い。
これらの燃焼状態が変化する際には、テーブル１の数値等も再調整する必要がある。
【００２１】
また、演算器１では、炉内圧力がある設定値よりも大きくなった時にのみ、流動空気量を低減させるような演算を行っており、フレームレベルの補完的な役割を持っている。上限値１、下限値１は炉床温度を入力信号とするテーブル２、３の出力信号で設定される。テーブル２、３において、炉床温度が６００℃以下では出力は０％（上・下限値とも）、６２０℃以上では４０％（上限値）、５％（下限値）、６２０℃→６００℃の間は除々に出力を小さくするケースが設定例としてあげられる。
【００２２】
炉床温度が低くなると、流動化が緩慢になり、長時間継続運転すると、流動不良を引き起す恐れがある。このため、炉床温度が低下すると、流動空気バイパスダンパ２４の開度を除々に小さくして、流動空気量が流動床部１５に供給されて、流動が活発化するように上・下限値を設定する必要がある。テーブル２、３の設定値もテーブル１と同様に、最小・最大流動空気量を確保するように、燃焼状態、運転状態等で調整する必要がある。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
〔課題１〕
流動床焼却炉１０内に焼却物が投入されるときのフレームレベルの経時変化を図１１（ａ）、（ｂ）のフレームレベル（１）、（２）に示す。図示するように、フレームレベルのピーク（１００％を示す箇所）の出現は任意であり、その頻度も差異がある。質、量ともに安定したごみである場合は、図１１（ｃ）のフレームレベル（３）に示すようにフレームレベルの最大値と最小値の差が小さくなる。しかし、実際はごみの質や一度に投入される量の変動により、図１１（ｄ）のフレームレベル（４）に示すようにフレームレベルのピークが頻繁に出現する場合が多い。
【００２４】
この時、排ガスＣＯ等の有害物質の排出を抑制するために上記燃焼速度制御を実施すると、フレームレベルのピーク数に従って、流動空気バイパスダンパ２４の開度も図１１（ｅ）に示すように変動して、図１１（ｆ）に示すように流動空気量が低減している時間も長くなる。これにより、排ガスＣＯの排出は抑制できるのだが、流動空気量が多頻度にわたり低減すると、流動媒体である砂の流動が妨げられ、流動不良の現象が生じてくる。この流動不良のために、流動床部１５において、焼却物中に含まれる不燃物が堆積して、焼却運転を継続できない状況に陥る恐れがある。
【００２５】
最小流動空気量において、図１２の流動床焼却炉１０の領域Ａと領域Ｂの両者の圧力差をΔＰとして、フリーボード部１６の空塔速度Ｕを除々に大きくすると、空塔速度Ｕに対するΔＰの値が、それ以上空塔速度Ｕを大きくしても略一定となる。これを流動化開始点と呼び、これより流動層における最低流動化空気量を算出する。この空気量以下では、流動不良が発生し、供給されたごみが一気にガス化し、排ガス量が大きく変動することで、ガス冷却設備や集塵装置等の機器を損傷する恐れもあり、流動床焼却炉１０内での完全燃焼も達成できず、排ガスＣＯ、ダイオキシン類の発生を回避できない。
【００２６】
また、流動不良時には、燃焼状態によっては、焼却運転を一旦停止して、流動床部１５の清掃を行う必要も生じてくる。毎日の焼却計画に基づき安定したごみ焼却を実施している焼却施設においては、このようなことは多大な影響を与えることになる。また、今日の都市ごみ焼却施設においては、余熱利用、エネルギー回収等の目的よりボイラによる熱回収、タービンによる発電を行っている施設も多く、このような事態は、運転経費にも大きな損害を与えることとなる。
【００２７】
〔課題２〕
流動床焼却炉において、流動空気量の管理は以下▲１▼乃至▲３▼の３点において焼却設備の機能に大きく影響しており、その管理が不可欠である。
【００２８】
▲１▼流動空気量が過剰に投入される場合
供給された燃焼物は、流動媒体である砂が流動している流動床部１５において、解砕、ガス化、燃焼のプロセスを経て、完全燃焼して、排ガスや不燃物等の焼却残渣として、焼却炉外へ排出される。しかし、この際、常時、流動空気量が過剰に投入されると、燃焼速度の速い流動床焼却炉１０の流動床部１５においてはガス化速度が増して、燃焼用の２次空気２５をフリーボード部１６に投入しても、焼却炉内で完全燃焼できない場合がある。
【００２９】
フリーボード部１６において、流動床部１５からの未燃焼ガスは、２次空気２５や流動空気のバイパス空気２３と混合して、燃焼するが、その際、撹拌、滞留時間、高温の３つのファクターが維持されなくては焼却炉内での完全燃焼は促進されない。流動空気量が過剰な場合、撹拌効果や滞留時間を十分に確保できないために、排ガスＣＯやダイオキシン類等の有害物質が排出される恐れがある。このため、厚生省のガイドライン規制値を厳守できずに、その地域に社会的、衛生的に大きな損害を与えることになる可能性がある。
【００３０】
▲２▼流動空気量が過少に投入される場合
逆に、流動空気量を過少に投入すると、前述のように、排ガスＣＯやダイオキシン類等の有害物質の排出抑制には効果が大きいが、砂の流動化が阻害され、不燃物の堆積が進行してしまうという恐れがある。
【００３１】
▲３▼流動空気量の適正範囲内での管理
従来、フレームレベルの頻度や排ガスＣＯのピーク回数の状況に応じて、流動空気バイパスダンパ２４の開度を、オペレータが図１０のテーブル１を調整して頻繁に行う必要があった。流動不良を回避して、排ガスＣＯを低減できる流動空気量（Ｎｍ^３／ｈ）になるように、流動空気バイパスダンパ２４の開度（％）を調整していた。単位が％である流動空気バイパスダンパ２４の開度を調整しながら、単位Ｎｍ^３／ｈの流量を調整する作業は非常に困難であり、かつ調整に必要な設定値も多く、設定ミスによる不適切な焼却運転を行ってしまうという危険性を孕んでいた。
【００３２】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、従来の燃焼制御方法を改善し、流動床部の流動不良を回避しながら、且つ排ガス性状を改善、維持させるようなバランスを保持した運転を継続させることができる流動床焼却炉における燃焼制御方法を提供することを目的とする。
【００３３】
また、本発明は従来の燃焼制御方法を改善し、上記▲１▼乃至▲３▼の点より、流動空気量を数値で管理することにより、その管理値の範囲内において、従来の燃焼制御方法が実現できる流動床焼却炉における燃焼制御方法を提供することを目的とする。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明は、炉内の燃焼量を検知する検知手段を具備し、燃焼量が所定量以上の場合に流動空気量を低減させると共に、バイパスダンパを介して流動床上部に吹き込む空気量を増加させることにより、燃焼量を所定量に維持する流動床焼却炉における燃焼制御方法において、流動空気量が予め設定した最小と最大流量の数値内に維持できるように、流動空気量がその最小又は最大流量に近くなったとき、現在の流動空気量と該最小・最大流動空気流量との差を算出しその差が所定の設定値より大きいとき、該差から補正値を得、該補正値を調整し、該調整した補正値をその直前のバイパスダンパの上限値・下限値に加減して、新たなバイパスダンパの上限値・下限値を得、該新たな上限値・下限値で流動空気量を制御する流動空気量数値制御を行うことを特徴とする。
【００３５】
また、請求項２に記載の発明は、炉内の燃焼量を検知する検知手段を具備し、燃焼量が所定量以上の場合に流動空気量を低減させると共に、バイパスダンパを介して流動床上部に吹き込む空気量を増加させることにより、燃焼量を所定量に維持する流動床焼却炉における燃焼制御方法において、ある時間内の燃焼量が所定燃焼量より多い場合、これに対応して前記バイパスダンパ開度割合を算出し、これを演算器ＰＩＤに入力し、該演算器ＰＩＤの出力値を調整し、前記検知手段により検知された燃焼量から、該調整した演算値を減算して得た値により前記バイパスダンパの開度を決め、燃焼量が前記所定燃焼量より多くなった場合、自動的に流動空気量を増加させることを特徴とする。
【００３６】
また、請求項３に記載の発明は、炉内の燃焼量を検知する検知手段を具備し、燃焼量が所定量以上の場合に流動空気量を低減させると共に、バイパスダンパを介して流動床上部に吹き込む空気量を増加させることにより、燃焼量を所定量に維持する流動床焼却炉における燃焼制御方法において、流動空気量が予め設定した最小と最大流量の数値内に維持できるように、流動空気量がその最小又は最大流量に近くなったとき、現在の流動空気量と該最小・最大流動空気流量との差を算出しその差が所定の設定値より大きいとき、該差から補正値を得、該補正値を調整し、該調整した補正値をその直前のバイパスダンパの上限値・下限値に加減して、新たなバイパスダンパの上限値・下限値を得、該新たな上限値・下限値で流動空気量を制御する流動空気量数値制御を行うと共に、ある時間内の燃焼量が所定燃焼量より多い場合、これに対応して前記バイパスダンパ開度割合を算出し、これを演算器ＰＩＤに入力し、該演算器ＰＩＤで所定の設定値に近づくように演算して演算値を得て、該演算値を調整し、前記検知手段により検知された燃焼量から、該調整した演算値を減算して得た値によりバイパスダンパの開度を決め、燃焼量が前記所定燃焼量より多くなった場合、自動的に流動空気量を増加させることを特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を説明する。本発明は上記従来の流動床焼却炉における燃焼制御方法に求められる機能を燃焼制御に対するプロセスの要求事項を抽出し、制御の考え方を具体化し、制御ロジックを構築して流動床焼却炉における燃焼制御方法を構成したものである。
【００３８】
プロセスの要求事項
図８の流動床焼却炉１０において、流動空気量を制御することは、流動床部１５の燃焼速度を制御することであり、これにより、一度に大量の焼却物が投入されても、その燃焼速度、即ちガス化速度を緩慢化することが可能となった。これにより、流動床部１５からの未燃焼ガスに２次空気２５やバイパス空気２３等の燃焼空気を供給して、限られたフリーボード部１６の容積内で、完全燃焼を実現させることができ、流動床焼却炉１０における排ガスＣＯやダイオキシン類の有害物質の排出抑制技術を確実なものとした。燃焼速度が速いことに多くの利点を持つ流動床焼却炉であるが、本発明の燃焼制御により、燃焼速度の速さによる欠点と考えられていた排ガス性状の問題をクリアすることができた。
【００３９】
一方、これを実現させる流動空気量の設定、管理が難しく、特に流動不良による焼却運転の停止が一番の懸案事項であった。以下の２点について、上記従来の燃焼速度制御方法における問題点が顕在化してきた。
【００４０】
ａ）フレームレベルのピークの検出頻度により、流動空気バイパスダンパ２４の開度を大きくすると、その頻度が少ない場合には流動不良等の問題が起りにくいが、その頻度が多くなると、流動空気量が著しく減少する頻度も多くなり、流動不良の危険性が常に存在することになる。これを回避できるような、即ちフレームレベルが頻繁に大きくなり、流動空気バイパスダンパ２４の開度が頻繁に大きくなる場合には、排ガスＣＯの排出抑制を徹底的に厳守するのではなく、ある程度、流動床部１５の流動不良に陥らないようにバランスを保持して、自動的に流動化を活発にさせる制御、即ち流動空気量頻度制御が求められていた。
【００４１】
ｂ）フレームレベルの検出に従い、流動空気量は変動しているが、その空気量の上限値や下限値を数値で設定することで管理することが求められていた。フレームレベルが大きくなったときは、流動空気バイパスダンパ２４を開けて、流動空気量を低減して、流動床部１５の燃焼速度が緩慢化する。このとき流動空気量は、設定値で与えられた最小流動化流量を確実に保持されることが不可欠である。流動空気量を数値により管理できないと、設定値の設定ミス等により流動不良を引き起こす可能性がある。これを確実に回避するために、最大流動空気量と最小流動空気量の設定が可能な制御が要求されていた。また、従来の制御で適用していた流動床部１５の流動層温度による、流動空気バイパスダンパ２４の上・下限値の自動制御も満足すること、即ち流動空気量数値管理制御が求められていた。
【００４２】
上記要求事項ａ）、ｂ）に基づいて、各々独立した制御ロジックを作成する。プロセス上の矛盾がなく、機能を満足できる制御フローを構築する。図１は本発明の流動空気量頻度制御のロジック（破線で囲んだ部分）を具備する燃焼制御方法の制御フローを示す図である。本燃焼制御方法は、図１０に示す従来の燃焼制御方法の制御フローに、流動空気量の頻度を制御する機能を追加する過程で、フレームレベルからバイパスダンパまでのラインに流動空気バイパスダンパ２４の開度が大きくなったこと（流動空気量が低減したこと）を示す信号を追加する。但し、本燃焼制御は長期的に問題となるであろう流動不良を解消することが目的であるので、この信号が緩慢に、且つ長期にわたり、あるスパン内に確実に動作することを確認する必要がある。
【００４３】
その後に、フレームレベルからこの信号の値を減算するような制御ロジックを構築する。従来、使用していたテーブル機能（フレームレベルをＸ軸に、このテーブルの出力をＹ軸に設定した、設定パラメータが２０近くもある折れ線の機能）ではパラメータの設定の煩雑さ、わかりにくさ等もあるため、これを使用しない方向で制御の構築を行う。
【００４４】
図２は本発明の流動空気量数値管理制御ロジック（破線で囲んだ部分）を具備する燃焼制御方法の制御フロー構成を示す図である。本燃焼制御方法においては、流動空気バイパスダンパ２４の上限値、下限値に、フレームレベルによらず、予め設定した最大・最小の流動空気量を示すように、上・下限値を変動させる制御を構築する。この際、流動空気バイパスダンパ２４の開度の変化から実際の流動空気の変化までは時間遅れが存在することに注意を要する。また、上・下限値の単位％と流動空気量Ｎｍ^３／ｈに留意する。また、本燃焼制御方法では、流動床部１５の流動層温度の制御も加味する。以下、流動空気量頻度制御と流動空気量数値管理制御について図３、図４、図５及び図６を参照しながら説明する。
【００４５】
〔流動空気量頻度制御〕
図１において、流動空気バイパスダンパ２４の開度（操作出力値ＭＶ、０〜１００％）（図３（ａ）参照）とその上限値ＭＨ（０〜１００％）（図３（ｃ）参照）、下限値ＭＬ（０〜１００％）（図３（ｄ）参照）で、操作出力値（流動空気バイパスダンパの開度値）ＭＶの開度頻度を算出する。但し、フレームレベルが図３（ｂ）に示すように変化するものとする。割算器１の演算では、ある時間当たりの（ＭＶ−ＭＬ）÷（ＭＨ−ＭＬ）×１００％、即ち図３（ｅ）の中の領域Ｃの領域Ｄに対する（ある設定時間Ｔ当たりの）割合を算出している。
【００４６】
上記割合が大きい時は、流動空気バイパスダンパ２４の開度が大きくなる時間が長いことを示しており、流動床部１５への供給される流動空気量が低減傾向にあることが推測できる。また、逆にこの割合が小さい時は、流動バイパスダンパ２４は殆ど閉じており、流動床部１５には十分な流動空気が供給されており、流動不良の心配が少ないことが予測できる。
【００４７】
この割合を演算器ＰＩＤ１の入力（ＰＶ：プロセス値、図４（ｆ）参照）として、演算器ＰＩＤ１の設定値ＳＰに近づくように、演算器ＰＩＤ１は図４（ｇ）に示すような演算値を出力する。前述したように、流動空気バイパスダンパ２４の開度から、その頻度を確実に抽出できるように演算器ＰＩＤ１による制御を採用した。この演算器ＰＩＤ１の出力値を図４（ｈ）に示すようにフレームセンサ２８の出力値（フレームレベル）から減算する。
【００４８】
この減算の前後に上下限設定やゲインを追加する。最終的に、流動空気バイパスダンパ２４は図４（ｉ）に示すように、フレームレベルのピーク頻度が高いときは演算器ＰＩＤ１の出力は大きくなり、この演算値分を差し引いた値をその開度とし、図４（ｊ）に示すように流動空気量が極端に低減しないような形で、図４（ｉ）の領域Ｅに示すように、燃焼制御を継続させる。
【００４９】
本制御ブロックの出力値の各プロセス値との相関を示すと以下の通りとなる。
⇒フレームレベルが大きくなる。
⇒流動空気バイパスダンパ２４の開度が大きくなる。
⇒大きいフレームレベルが長く続くと除々に割算器１の出力が大きくなる。
⇒演算器ＰＩＤ１の入力ＰＶが大きくなる。
⇒演算器ＰＩＤ１の設定値ＳＰは一定なので該演算器ＰＩＤ１の出力が大きくなる。
【００５０】
⇒減算器１の出力は（フレームレベル）−（演算器ＰＩＤ１の出力）なのでフレームレベルより小さい値が出力される。
⇒減算器１の演算値が流動空気バイパスダンパ２４の開度を決定する。但し、上・下限値はリミット関与しない。
⇒流動空気バイパスダンパ２４の開度が小さくなる。
⇒バイパス空気量が減少して、流動床部１５へ供給される流動空気量が増えてくる。
⇒燃焼制御による流動化を緩和にした運転を行い、排ガスＣＯなどの未燃焼ガスの排出を抑制して、且つ流動不良を回避しうる制御を実現できる。
【００５１】
このように、本制御ロジックにより、ごみの質又は量の変動によりフレームレベルのピーク頻度が多くなるような場合でも、次第に演算器ＰＩＤ１の出力が大きくなり、フレームレベルから演算器ＰＩＤ１出力値分を差し引いた値が流動空気バイパスダンパ２４の開度となるので、フレームレベルのピークが生じても、流動空気の低減の割合が小さくなり、流動不良の回避及び活発な流動化を促進する。これにより、上記従来の流動床焼却炉における燃焼制御方法を補完する。
【００５２】
次に制御調整内容を説明する。割算器１で、ある時間内における
（流動空気バイパスダンパ開度ＭＶ−下限値ＭＬ）÷（上限値ＭＨ−下限値ＭＬ）
の演算（入出力は０〜１００％）を実施する。この割算器１の出力が大きい場合、流動空気バイパスダンパ２４の開度も大きく、流動空気量が低減傾向にあることを示す。この出力が演算器ＰＩＤ１の入力ＰＶとなる。該演算器ＰＩＤ１において、動作方向は正動作で、入力ＰＶが大きくなれば出力も大きくなる。演算器ＰＩＤ１の出力も０〜１００％である。演算器ＰＩＤ１の出力値は緩慢に動作するように設定する。次に、ゲイン器１で
演算器ＰＩＤ１出力値×ゲイン器１のゲイン（０〜１００％）÷１００
の演算を行う。
【００５３】
この後に上・下限値を設定する。本制御の出力値は減算器１でフレームレベルから減算される。即ち、フレームレベルのピークの出現回数（頻度）が多ければ、本制御の出力値も大きくなり、フレームレベルからの出力値を減算しているので、流動空気バイパスダンパ２４の開度が大きい状態を継続することを回避できる。
【００５４】
調整においても、演算器ＰＩＤ１の設定値ＳＰを１回調整すれば、燃焼状態の変化等によるフレームレベルの変化があっても、これに適応するように演算器ＰＩＤ１の出力値が演算されるので、上記従来の燃焼制御方法のテーブル１（フレームレベルと流動空気バイパスダンパ開度の折れ線テーブル）（図１０参照）等の設定値の頻繁な調整を必要としない。
【００５５】
〔流動空気量数値管理制御〕
図２において、流動床焼却炉内から焼却物が投入される時の流動空気バイパスダンパ２４の開度ＭＶ及びフレームレベル、流動空気量の経時変化を図５（ａ）〜（ｃ）に示す。ここで、本流動空気量数値管理制御の目的である最大・最小流動空気量を規定する。図５（ａ）〜（ｃ）のポイントＡが示すように、フレームレベルが大きくなり、流動空気バイパスダンパ２４の開度も大きくなり、流動空気量が低減する場合の流動空気量を最小流動空気量とする。反対に、ポイントＢに示すように、フレームレベルが小さく、流動空気バイパスダンパ２４の開度が小さい時の流動空気量を最大流動空気量とする。
【００５６】
最小流動空気量を規定する流動空気バイパスダンパ２４の上限値や、最大流動空気量を規定する流動空気バイパスダンパ２４の下限値を、本流動空気量数値管理制御で自動的に調整することで、最大および最小の流動空気量の設定値（最大流動空気量値ＳＶと最小流動空気量値ＳＶ）に近づくような制御を行う。
【００５７】
最小流動空気量の流量空気バイパスダンパ２４の上限値を決定する制御ロジックを説明する。先ず、流動空気量が最小となる条件を列記すると、本制御、即ち燃焼制御がＯＮとなっており（条件▲１▼）、フレームレベルのピークにより流動空気バイパスダンパ２４が上限値にはりついた（流動空気バイパスダンパ２４の出力値＝上限値パラメータ値の）状態がある程度の時間継続しているときに、流動空気量が最小となっている（条件▲２▼）。また、これらの条件下において、現在の流動空気量と最小流動空気量値ＳＶの比較でその差が大きいときに（条件▲３▼）、流動空気量数値管理制御がＯＮとなり（条件▲４▼）、流動空気バイパスダンパ２４が上限値を示すときの流動空気量を最小又は最大流動空気量値ＳＶに近づけるように、除々にこの上限値を変動させる制御を実施する。
【００５８】
本制御では、図２に示すように、前述の流動空気量頻度制御を考慮した上限値１及び下限値１の制御を行い、流動空気量の最大値及び最小値を保持させる制御である。ここでは、最小流動空気量を決定する上限値１を制御する際の制御フローを説明する。
【００５９】
先ず、減算器２で流動空気量から最小流動空気量値ＳＶを減算（図５（ｄ），（ｅ）参照）、この絶対値がある設定値１より大きくなると、条件▲３▼がＯＮとなる（図５（ｅ）参照）。また、減算器３で流動空気バイパスダンパ２４の開度から現在の上限値ＭＨを減算し（図５（ｆ），（ｇ）参照）、この絶対値がある設定値２より小さくなると、条件▲２▼がＯＮとなる（図５（ｇ）参照）。但し、この際、流動空気バイパスダンパ２４の開度の変化後、時間遅れを生じて流動空気量が変化することを考慮する（図６（ｈ）参照）。
【００６０】
また、燃焼制御ＯＮの条件▲１▼を加えて（図５（ａ）参照）、条件▲１▼〜▲３▼の全てを満足した時、条件▲４▼がＯＮとなり（図６（ｉ）のＰ部参照）、この時減算器の出力（図６（ｉ）参照）にゲイン器２のゲインをかける（図６（ｊ）参照）。但し、条件▲４▼がＯＦＦの時は、ゲイン器２の出力は０％となる。この出力値は、加算器１に入力され、前回の出力値に加算されることで、積分を実行している（図６（ｋ）参照）。この加算器１は、燃焼速度制御がＯＦＦ時には常時０％で、ＯＦＦ→ＯＮ時に初期値が入力され（図６（ｋ）のＷ部参照）、本制御が開始される。
【００６１】
実際の上限値の補正は、図６（ｋ）のＹ部において条件が満足すると、流動空気量が最小流動空気量値ＳＶより小さい場合は（図６（ｍ）のＸ部参照）、上限値を除々に低く設定し（図６（ｋ）、（ｌ）のＸ部参照）、逆に流動空気量が最小流動空気量値ＳＶより大きい場合は（図６（ｍ）のＹ部参照）、高く設定される（図６（ｋ）、（ｌ）のＹ部参照）。これらを繰り返すことにより、予め設定した最小流動空気量値ＳＶ（Ｎｍ^３／ｈ）を示すような上限値（％）を採るように制御される（図６（ｋ）、（ｌ）、（ｍ）のＺ部参照）。
【００６２】
また、この後のローセレクトでは、従来の燃焼制御方法における炉床温度制御の出力と、上記の流動空気量数値管理制御の出力の低い値のほうを選択する制御である。最終的な流動空気バイパスダンパ２４の開度と流動空気の経時変化を図６（ｌ）、（ｍ）に示す。一方、最大流動空気量のケースも同様に下限値を自動的に変動させて、流動空気量の最大値を常時確保できるような制御を行う。
【００６３】
次に制御調整内容の説明をする。現在の流動空気量と最小流動空気量値ＳＶ（流動空気バイパスダンパ２４の上限値１を決定する空気量）の差を求める減算を減算器２で行う。この差の絶対値１が設定値１より大きい場合、条件▲３▼が成立する。また、流動空気バイパスダンパ２４の開度ＭＶと現在の上限値ＭＨの差を減算器３で行いこの該差の絶対値２が設定値２より小さい場合、条件▲２▼が成立する。但し、条件▲２▼は、時間遅れを考慮している。これは、流動空気バイパスダンパ２４の開度が変化して、流動空気が変化するのに、ある程度の時間遅れが生じるためである。
【００６４】
図２の中のＡＮＤは、上記の条件▲２▼、▲３▼に加えて条件▲１▼（燃焼制御ＯＮ時）の全ての条件が成立すると、出力がＯＮとなり条件▲４▼が成立する。該条件▲４▼が成立すると、ゲイン器２で
減算器２の出力値×ゲイン器２のゲイン（０〜１００％）÷１００
の演算を行う。条件▲４▼が成立しない場合のゲイン器２の出力は０％となる。条件▲４▼が成立し、流動空気量が設定した最小流動空気量値ＳＶまで低減しない場合は、減算器２の出力はプラス値となるので、ゲイン器２の出力もプラス値となる。逆に流動空気量が低減しすぎて、最小流動空気量値ＳＶを下回った場合は、ゲイン器２の出力はマイナス値となる。
【００６５】
次の加算器１では、燃焼制御がＯＦＦ時０％を出力する。ＯＦＦ→ＯＮで初期値を１回出力する。この値をベースに加算器１で前述したプラス値やマイナス値を加算する。条件▲１▼では、加算器１に入力される値はプラス値なので、除々にその出力が大きくなり、上限値１を高く設定するようになる。これにより、更に流動空気バイパスダンパ２４の開度が大きくなり、流動空気量がより低減されて、最小流動空気量値ＳＶに近づく。
【００６６】
条件▲２▼では加算器１に入力される値はマイナス値なので、除々にその出力は小さくなり、上限値を低く設定するようになり、流動空気バイパスダンパ２４の開度は小さくなり、流動空気量が低減せずに、最小流動空気量値ＳＶに近づく。また、炉床温度との関連性は、従来の燃焼制御方法で説明したように、炉床温度が下がれば流動不良を回避するために流動空気バイパスダンパ２４の開度は小さくする制御を適用している。但し、炉床温度制御出力と流動空気量数値管理制御の出力の選択は、ローセレクトにより、いずれかの低い値を上限値１の設定値となるように制御している。
【００６７】
これは通常時は後者の制御値をもって燃焼速度制御を行い、燃焼状態の変動や１次空気量の設定変更にも、設定した最小・最大流動空気量の数値による管理・制御を確実に実施するためで、異常時（炉床温度が何らかの原因により下がってしまう場合）にのみ前者の出力値による制御がかかるようにするためのものである。テーブル２（図１０参照）の６２０℃以上の出力値は、流動空気量数値管理制御の出力より大きい値となるように設定している（６００℃以下では０％出力）。
【００６８】
上記の最小流動空気量値ＳＶにより上限値１を設定する制御と同様に、最大流動空気量値ＳＶによる下限値１の設定を行っている。本制御の調整において、絶対値１、２の設定値１、２とゲイン器２のゲインの適切な設定が不可欠となるが、これらを調整、設定すれば、その後の燃焼状態の変化、流動空気量の変動にも十分対処できるような制御ロジックとなっている。また、状態により、最小流動空気量値ＳＶに収束する時間に差異があらわれる可能性はあるが、本制御は、流動空気量頻度制御と同様、制御性の速い燃焼制御の長期間にわたるずれを補正する制御であり、緩慢な制御性を特徴としているので、制御に要する時間については、適切な設定を実施すれば、その問題は顕在化しない。
【００６９】
図７は本発明の燃焼制御方法と従来の燃焼制御によるフレームレベルの経時変化に対する流動空気バイパスダンパ２４の開度及び流動空気量の経時変化を示す図である。図７（ａ）はフレームレベルの経時変化を、図７（ｂ）及び（ｃ）は各々従来の流動空気量制御の流動空気バイパスダンパの開度及び流動空気量を示す。これによると、フレームレベルに従って図７（ｂ）に示すように流動空気バイパスダンパの開度が変動して最小流動空気量値ＳＶ以下になる時間も長く、流動空気量の低減度合いも大きく、流動不良となる可能性が高い。
【００７０】
これに対して、図７（ｄ）及び（ｅ）は本発明の流動空気量頻度制御、流動空気量数値管理制御の結果による流動バイパスダンパの開度及び流動空気量の経時変化を示す。図示するように、図７（ｄ）のＦ、Ｇ領域において、流動空気量数値管理制御が作用して、その上限値が低くなり、流動空気量が最小流動空気量値ＳＶに近づくように制御される。また、領域Ｈでは、流動空気量頻度制御により、フレームレベルのピーク頻度が多いため、流動空気バイパスダンパの開度を閉方向に制御し、流動空気量が低減し過ぎないように制御されている。
【００７１】
【発明の効果】
上記上記のように本発明によれば、従来の燃焼量が所定量以上の場合に流動空気量を低減させると共に、バイパスダンパを介して流動床上部に吹き込む空気量を増加させることにより、燃焼量を所定量に維持する流動床焼却炉における燃焼制御方法に、流動空気量が予め設定した最小と最大流量の数値内に維持できるように、流動空気量がその最小又は最大流量に近くなったとき、現在の流動空気量と該最小・最大流動空気流量との差を算出しその差が所定の設定値より大きいとき、該差から補正値を得、該補正値を調整し、該調整した補正値をその直前のバイパスダンパの上限値・下限値に加減して、新たなバイパスダンパの上限値・下限値を得、該新たな上限値・下限値で流動空気量を制御する流動空気量数値制御及び／又はある時間内の燃焼量が所定燃焼量より多い場合、これに対応して前記バイパスダンパ開度割合を算出し、これを演算器ＰＩＤに入力し、該演算器ＰＩＤの出力値を調整し、前記検知手段により検知された燃焼量から、該調整した演算値を減算して得た値により前記バイパスダンパの開度を決め、燃焼量が前記所定燃焼量より多くなった場合、自動的に流動空気量を増加させるので、未燃燃焼物の排出を抑制しながら、流動床部の流動媒体の流動不良を回避し得る燃焼制御を実現できるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流動床焼却炉における燃焼制御方法の制御フローを示す図である。
【図２】本発明の流動床焼却炉における燃焼制御方法の制御フローを示す図である。
【図３】本発明の流動床焼却炉における燃焼制御方法による各部の経時変化を示す図である。
【図４】本発明の流動床焼却炉における燃焼制御方法による各部の経時変化を示す図である。
【図５】本発明の燃焼制御方法による各部の経時変化を示す図である。
【図６】本発明の流動床焼却炉における燃焼制御方法による各部の経時変化を示す図である。
【図７】本発明の燃焼制御方法と従来の燃焼制御方法による各部の経時変化を示す図である。
【図８】流動床焼却炉の概略構成を示す図である。
【図９】従来の流動床焼却炉における燃焼制御方法による各部の経時変化を示す図である。
【図１０】従来の流動床焼却炉における燃焼制御方法の制御フローを示す図である。
【図１１】従来の流動床焼却炉における燃焼制御方法による各部の経時変化を示す図である。
【図１２】流動床焼却炉の流動床部の挙動を示す図である。
【符号の説明】
１０流動床焼却炉
１１ホッパー
１３給塵機スクリュー
１４焼却物
１５流動床部
１６フリーボード部
１７排ガス
１８不燃物
１９押込送風機
２０１次空気
２１チャンバー
２２流動空気
２３バイパス空気
２４流動空気バイパスダンパ
２５２次空気
２６２次送風機
２７２次空気ダンパ
２８フレームセンサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluidized bed in which a combustion medium is incinerated while fluidizing a fluid medium such as sand in a fluidized bed section by air fed from below. incineration Fluidized bed especially suitable for refuse combustion incineration The present invention relates to a combustion control method in a furnace.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of fluidized bed incinerator has been adapted to municipal solid waste incineration facilities due to the short start-up time of the incinerator and the clean incineration ash for incineration of incinerated materials in the fluidized bed. . Also, with regard to harmful substances such as dioxins, which are the subject of recent discussions, emission control technology has been established by improving combustion performance and exhaust gas treatment technology. In order to improve combustion performance, it is essential to improve the hardware such as the shape of the incinerator, the method of introducing combustion air, and the method of supplying incineration, but at the same time, the importance of the software that controls them has been increasing. I have. In particular, in a fluidized bed incinerator, since the combustion speed is high, a control technique suitable for a process is required, which accurately grasps the combustion state of the incinerator in real time.
[0003]
At present, a control technique that greatly contributes to the improvement of the combustion performance of a fluidized bed incinerator is a combustion control method in a fluidized bed incinerator disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-89883. This means that the fluidized medium in the fluidized bed is fluidized by air sent from the lower part of the fluidized bed, and the amount of combustion of the incinerated material introduced into the furnace is detected by the combustion amount detecting means. By reducing the amount of air sent from the lower part of the bed and increasing the amount of air blown into the space above the fluidized bed, the amount of incineration burning in the furnace is maintained at a predetermined amount, the amount of combustion air, the amount of exhaust gas, This is a combustion control method in a fluidized bed incinerator that suppresses fluctuations in the oxygen concentration and the amount of unburned gas in exhaust gas.
[0004]
The size and shape of the refuse incinerated in municipal solid waste incineration facilities vary in size, and large lumps are sometimes thrown into the incinerator at once. In order to avoid this, it is attempted to agitate the refuse in the refuse pit by using a crane to divide the refuse, but there is a limit to the agitation work by the crane. In addition, if a crushing facility is added for subdividing and equalizing the waste, both the initial cost and the running cost of the facility become enormous. Therefore, it is practically difficult to make the size of the dust small and uniform.
[0005]
In addition, when large lumps of solids are thrown in, the fluidized bed incinerator cannot burn completely at once due to the high burning speed, so that colored smoke can be confirmed, exhaust gas CO, dioxins, etc. Cause the emission of harmful substances. In order to suppress this, the above-described combustion control method has been developed, and after a confirming operation with an actual machine, good results have been obtained in a plurality of facilities over the past ten years.
[0006]
Also, before the refuse is put into the incinerator, as a method of detecting the quality and quantity of the refuse in advance, a method of detecting a load fluctuation of the electric motor of the dust supply device, a method of detecting the weight by the weight detection device, Although there is a method of detecting by an image processing device, etc., at present, its purpose and function are not sufficiently satisfied due to its reliability and the setting environment of the detecting device. The outline of the combustion control method is described below based on the process of burning refuse in a fluidized bed incinerator.
[0007]
First, the combustion process of the fluidized bed incinerator will be described below. FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of this type of fluidized bed incinerator. In the fluidized bed incinerator 10, the incineration material charged into the hopper 11 is charged into the fluidized bed incinerator 10 by the dust feed screw 13. The put incineration material 14 is incinerated in the fluidized bed part 15 or the upper part of the fluidized bed part 15. The fluidized bed section 15 is filled with sand as a fluidized medium, and air for incineration is sent into the fluidized bed section 15 to fluidize the fluidized medium to promote the disintegration and gasification of the incinerated material. Part of the incineration 14 is burned in the fluidized bed 15 and the heat is transferred to the fluidized medium.
[0008]
The fluidized medium in the fluidized bed section 15 maintains a temperature of 600 to 620 ° C., and continues to crush and gasify continuously incinerated materials. On the other hand, the incinerated material 14 that has not been burned in the fluidized medium is discharged to the upper part of the fluidized bed 15 as unburned gas. The unburned gas is supplied with secondary air and the like fed into the upper portion of the fluidized bed section 15, and is mixed, agitated, and burned, and the inside of the fluidized bed incinerator 10 maintained at a temperature of 850 ° C. to 900 ° C. After the complete combustion is achieved in the free board section 16 of the above, the exhaust gas is discharged out of the incinerator as exhaust gas 17. The non-combustibles 18 in the incineration 14 are discharged out of the incinerator together with the sand.
[0009]
Here, in the flowing air line, the primary air 20 from the push-in blower 19 branches on the way and is supplied to the chamber 21 below the fluidized bed 15 as the flowing air 22. The primary air 20 branched to the other side is referred to as bypass air 23, and is sent to the freeboard section 16 above the fluidized bed incinerator 10 as combustion air, like the secondary air 25. The amount of flowing air is controlled by the degree of opening of the flowing air bypass damper 24 installed in the bypass air 23 line. Further, the amount of the secondary air 25 contributing to the combustion in the free board unit 16 is controlled by the opening degree of a secondary air damper 27 installed in a line from a secondary blower 26.
[0010]
In the actual operation, if the amount of incineration supplied to the incinerator is large, the amount of combustion in the incinerator per unit time also increases, so the flame level of the flame sensor 28 for detecting the amount of combustion (combustion level ) Also increases. At this time, the opening of the fluidized air bypass damper 24 is increased to partially bypass the fluidized air amount, thereby temporarily reducing the amount of air sent from the fluidized bed 15. As a result, fluidization of the fluidized medium in the fluidized bed section 15 becomes slow, the amount of heat transferred from the fluidized medium to the incinerated material decreases, and the combustion rate (combustion ratio in the fluidized bed section) decreases. Accordingly, cracking and gasification of incinerated materials will also be moderate. Due to the slowing of gasification, the amount of unburned gas generated from the fluidized bed 15 also decreases per unit time.
[0011]
Since the unburned gas is gently generated in the fluidized bed section 15, the secondary air 25 and the bypass air 23 are appropriately introduced into the freeboard section 16 above the fluidized bed section 15. The combustion amount per hour is maintained and controlled at a predetermined amount, and complete combustion is promoted. This is a conventional combustion control method disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-89883.
[0012]
Next, a control method of the conventional combustion speed control will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows an example of temporal changes in the flame level (burning level), the opening degree of the fluidized air bypass damper 24, the fluidized air amount, and the temperature of the hearth (fluidized bed part 15) in the fluidized bed incinerator having the configuration shown in FIG. FIG. The operation end which is the output destination of this control is one location of the flowing air bypass damper 24 (opening degree 0 to 100%). The input signals include the frame level (0 to 100%) from the frame sensor 28, the temperature of the fluidized medium (sand) in the fluidized bed section 15 (furnace floor temperature) (0 to 1200 ° C.), and the furnace pressure (−200 to +200 mmAq). ). FIG. 10 is a diagram showing a simplified control flow.
[0013]
The conventional main signal is at the frame level shown in FIG. 9A, whereby the opening of the flowing air bypass damper 24 fluctuates as shown in FIG. 9B. When the frame level becomes large, the operation is performed in the opening direction, the amount of bypass air is increased, and the amount of flowing air supplied to the fluidized bed 15 is reduced as shown in FIG. 9C. The bypass air 23 bypassed by the fluidized air bypass damper 24 is supplied into the fluidized bed incinerator 10 as combustion air in the free board unit 16.
[0014]
Further, as shown in FIG. 9D, the upper limit value and the lower limit value of the fluidized air bypass damper 24 also vary depending on the hearth temperature of the fluidized bed portion 15 which varies. When the hearth temperature becomes low, fluidization of the fluidized medium in the fluidized bed portion 15 is hindered, and incombustibles and the like are deposited on the fluidized bed portion 15 to cause poor flow. In order to avoid this, when the hearth temperature decreases as indicated by the portion A in FIG. 9D, it is necessary to control the direction to increase the amount of flowing air, that is, to close the flowing air bypass damper 24. The furnace pressure control is a control for increasing the opening degree of the flowing air bypass damper 24 only when the furnace pressure becomes higher than a certain set furnace pressure. It has the complement of frame level control.
[0015]
FIG. 10 is a diagram showing a control flow of the conventional combustion control method. In FIG. 10, the input signal of Table 1 is a frame level which is an output signal of the frame sensor 28. The output is performed by adjusting the table 1 (adjusting the positions (numerical values) of the coordinates of the 10 points forming the line graph on the XY coordinates). Adjustment of the table 1 is the main part of this control. The adjustment of the table 1 is performed based on the size of the frame level, the number of peaks, the amount of flowing air, and the like. Generally, in the following states (1) to (5), it is necessary to increase the inclination of the fold line of the table 1 so that the opening of the flowing air bypass damper 24 is increased. In the reverse state, an adjustment to reduce the inclination is required.
[0016]
(1) The frame level is small.
[0017]
(2) The number of peaks at the frame level is small.
[0018]
{Circle around (3)} The amount of flowing air when the frame level is large (the minimum amount of flowing air when the opening degree of the flowing air bypass damper 24 is large) cannot be sufficiently reduced (however, the flow does not become defective).
[0019]
{Circle around (4)} The amount of flowing air when the frame level is small (the maximum amount of flowing air when the opening degree of the flowing air bypass damper 24 is small) cannot be sufficiently reduced (however, the flow does not become defective).
[0020]
(5) The exhaust gas CO concentration is high.
When these combustion states change, it is necessary to readjust the numerical values and the like in Table 1.
[0021]
The arithmetic unit 1 performs an arithmetic operation to reduce the amount of flowing air only when the furnace pressure becomes larger than a certain set value, and has a complementary role at the frame level. The upper limit value 1 and the lower limit value 1 are set by output signals of tables 2 and 3 using the hearth temperature as an input signal. In Tables 2 and 3, the output is 0% (both upper and lower limits) when the hearth temperature is 600 ° C or lower, 40% (upper limit), 5% (lower limit), and 620 ° C → 600 ° C when the furnace temperature is 620 ° C or higher. A setting example is a case where the output is gradually reduced during the interval.
[0022]
When the hearth temperature decreases, fluidization becomes slow, and if the furnace is operated continuously for a long time, poor flow may occur. For this reason, when the hearth temperature decreases, the opening degree of the fluidized air bypass damper 24 is gradually reduced, and the upper and lower limit values are set so that the fluidized air amount is supplied to the fluidized bed part 15 and the flow is activated. Must be set. Similarly to Table 1, the set values in Tables 2 and 3 need to be adjusted depending on the combustion state, operating state, and the like so as to secure the minimum and maximum flowing air amounts.
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
[Issue 1]
The time-dependent changes in the flame level when the incinerated material is put into the fluidized bed incinerator 10 are shown in flame levels (1) and (2) in FIGS. 11 (a) and 11 (b). As shown in the figure, the appearance of a frame-level peak (a portion indicating 100%) is arbitrary, and its frequency also differs. When the garbage is stable in both quality and quantity, the difference between the maximum value and the minimum value of the frame level becomes small as shown by the frame level (3) in FIG. However, in practice, frame level peaks frequently appear as shown in the frame level (4) of FIG.
[0024]
At this time, if the above-described combustion rate control is performed to suppress the emission of harmful substances such as exhaust gas CO, the opening degree of the flowing air bypass damper 24 also varies as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 11 (f), the time during which the amount of flowing air is reduced also becomes longer. As a result, the emission of exhaust gas CO can be suppressed, but if the amount of flowing air is reduced frequently, the flow of sand as a flowing medium is hindered, and a phenomenon of poor flow occurs. Due to the poor flow, incombustibles contained in the incinerated material may accumulate in the fluidized bed section 15 and the incineration operation may not be continued.
[0025]
At the minimum flowing air amount, assuming that the pressure difference between both the area A and the area B of the fluidized bed incinerator 10 in FIG. 12 is ΔP and the superficial velocity U of the freeboard section 16 is gradually increased, ΔP with respect to the superficial velocity U Becomes substantially constant even if the superficial velocity U is further increased. This is called the fluidization start point, and the minimum fluidized air amount in the fluidized bed is calculated from this. Below this amount of air, poor flow occurs, the supplied refuse gasifies at once, and the amount of exhaust gas fluctuates greatly, which may damage equipment such as gas cooling equipment and dust collection equipment, and fluidized bed incineration Complete combustion in the furnace 10 cannot be achieved, and the generation of exhaust gas CO and dioxins cannot be avoided.
[0026]
In addition, at the time of poor flow, it may be necessary to temporarily stop the incineration operation and clean the fluidized bed 15 depending on the combustion state. In an incineration facility that implements stable waste incineration based on a daily incineration plan, this will have a great impact. In addition, many of today's municipal solid waste incineration facilities use heat recovery by boilers and power generation by turbines for the purpose of utilization of residual heat and energy recovery, etc., and such a situation causes large damage to operating costs. It will be.
[0027]
[Issue 2]
In a fluidized bed incinerator, the management of the amount of flowing air greatly affects the function of the incinerator in the following three points (1) to (3), and its management is indispensable.
[0028]
(1) When the amount of flowing air is excessively input
The supplied combusted material is completely burned through a process of crushing, gasification, and combustion in a fluidized bed section 15 in which sand as a fluidized medium is flowing, as incineration residues such as exhaust gas and incombustibles. It is discharged outside the incinerator. However, at this time, if an excessive amount of fluidized air is constantly introduced, the gasification rate increases in the fluidized bed section 15 of the fluidized bed incinerator 10 having a high combustion rate, and the secondary air 25 for combustion is freed. Even if it is put into the board part 16, it may not be able to completely burn in the incinerator.
[0029]
In the free board section 16, the unburned gas from the fluidized bed section 15 is mixed with the secondary air 25 or the bypass air 23 of the fluidized air and burns. At this time, three factors of agitation, residence time and high temperature are used. If not maintained, complete combustion in the incinerator will not be promoted. If the amount of flowing air is excessive, harmful substances such as exhaust gas CO and dioxins may be discharged because a sufficient stirring effect and residence time cannot be secured. For this reason, it may not be possible to adhere to the Ministry of Health and Welfare's guideline regulation values, which may cause serious social and sanitary damage to the area.
[0030]
(2) When the amount of flowing air is too low
Conversely, if the amount of flowing air is too low, as described above, it is effective in suppressing the emission of harmful substances such as exhaust gas CO and dioxins, but the fluidization of sand is hindered, and the accumulation of incombustibles proceeds There is a risk of doing it.
[0031]
(3) Management of the amount of flowing air within an appropriate range
Conventionally, the opening degree of the flowing air bypass damper 24 has to be frequently adjusted by the operator by adjusting the table 1 in FIG. 10 in accordance with the frequency of the frame level and the number of peaks of the exhaust gas CO. The amount of flowing air (Nm ³ / H), the opening degree (%) of the flowing air bypass damper 24 was adjusted. While adjusting the opening degree of the flowing air bypass damper 24 whose unit is%, the unit Nm ³ It is very difficult to adjust the flow rate of / h, and there are many set values necessary for the adjustment, and there is a danger that an improper incineration operation may be performed due to a setting error.
[0032]
The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and improves the conventional combustion control method, avoids poor flow of the fluidized bed portion, and improves the exhaust gas properties while maintaining the balance to maintain and maintain the operation. Fluidized bed that can be continued incineration An object of the present invention is to provide a method for controlling combustion in a furnace.
[0033]
In addition, the present invention improves the conventional combustion control method, and manages the amount of flowing air numerically in terms of the above (1) to (3). Fluidized bed that can realize incineration An object of the present invention is to provide a method for controlling combustion in a furnace.
[0034]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is provided with a detecting means for detecting the amount of combustion in the furnace, and reduces the amount of flowing air when the amount of combustion is equal to or more than a predetermined amount, and further includes a bypass damper. In the combustion control method in a fluidized bed incinerator in which the amount of air blown into the upper part of the fluidized bed is increased to maintain the amount of combustion at a predetermined amount, the amount of fluidized air is set to a predetermined minimum value. When So that it can be maintained within the maximum flow rate When the flowing air amount is close to the minimum or maximum flow rate, the difference between the current flowing air amount and the minimum / maximum flowing air flow rate is calculated, and when the difference is larger than a predetermined set value, a correction value is calculated from the difference. And adjusting the correction value, adding or subtracting the adjusted correction value to the upper limit value / lower limit value of the immediately preceding bypass damper, to obtain a new upper limit value / lower limit value of the bypass damper, and obtaining the new upper limit value.・ At the lower limit Numerical control of the amount of flowing air for controlling the amount of flowing air is performed.
[0035]
Further, the invention according to claim 2 comprises a detecting means for detecting the amount of combustion in the furnace, and when the amount of combustion is equal to or more than a predetermined amount, reduces the amount of flowing air and at the top of the fluidized bed via a bypass damper. By increasing the amount of air blown into the combustion control method in the fluidized bed incinerator to maintain the combustion amount at a predetermined amount, if the combustion amount within a certain time is larger than the predetermined combustion amount, In response to this, the bypass damper opening ratio is calculated, and the calculated ratio is input to a computing unit PID, and the output value of the computing unit PID is adjusted. From the amount of combustion detected by the detection means, Said adjusted The opening degree of the bypass damper is determined by the value obtained by subtracting the calculated value, If the amount of combustion is greater than the predetermined amount of combustion, It is characterized in that the amount of flowing air is automatically increased.
[0036]
Further, the invention according to claim 3 further comprises a detecting means for detecting the amount of combustion in the furnace, and when the amount of combustion is equal to or more than a predetermined amount, reduces the amount of flowing air, and furthermore, the upper part of the fluidized bed via a bypass damper. In the combustion control method in the fluidized bed incinerator in which the combustion amount is maintained at a predetermined amount by increasing the air amount blown into When So that it can be maintained within the maximum flow rate When the flowing air amount is close to the minimum or maximum flow rate, the difference between the current flowing air amount and the minimum / maximum flowing air flow rate is calculated, and when the difference is larger than a predetermined set value, a correction value is calculated from the difference. And adjusting the correction value, adding or subtracting the adjusted correction value to the upper limit value / lower limit value of the immediately preceding bypass damper, to obtain a new upper limit value / lower limit value of the bypass damper, and obtaining the new upper limit value.・ At the lower limit While performing the flow air amount numerical control to control the flow air amount, if the combustion amount within a certain time is greater than a predetermined combustion amount, Corresponding to this, the bypass damper opening ratio is calculated, and the calculated ratio is input to a computing unit PID. The computing unit PID performs a computation to approach a predetermined set value to obtain a computed value. Adjust and said From the amount of combustion detected by the detection means, Said adjusted The opening of the bypass damper is determined by the value obtained by subtracting the calculated value, If the amount of combustion is greater than the predetermined amount of combustion, It is characterized in that the amount of flowing air is automatically increased.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The present invention extracts the process requirements for the combustion control of the functions required for the above-described conventional combustion control method in a fluidized bed incinerator, embodies the concept of control, constructs a control logic, and controls the combustion control in the fluidized bed incinerator. The method is configured.
[0038]
Process requirements
In the fluidized bed incinerator 10 shown in FIG. 8, controlling the amount of fluidized air means controlling the combustion rate of the fluidized bed section 15, and therefore, even if a large amount of incinerated material is supplied at one time, the combustion of The rate, that is, the gasification rate, can be reduced. Thereby, the combustion air such as the secondary air 25 and the bypass air 23 is supplied to the unburned gas from the fluidized bed section 15, and complete combustion can be realized within the limited volume of the free board section 16. Thus, the technology for controlling the emission of harmful substances such as exhaust gas CO and dioxins in the fluidized bed incinerator 10 has been secured. Although the fluidized bed incinerator has many advantages in that the combustion rate is high, the problem of the exhaust gas properties, which was considered to be a drawback due to the high combustion rate, could be solved by the combustion control of the present invention.
[0039]
On the other hand, it is difficult to set and manage the amount of flowing air to achieve this, and in particular, stopping the incineration operation due to poor flow has been a top concern. With respect to the following two points, problems in the above-mentioned conventional combustion speed control method have become apparent.
[0040]
a) If the opening degree of the flowing air bypass damper 24 is increased according to the detection frequency of the frame level peak, problems such as poor flow are unlikely to occur if the frequency is low, but if the frequency increases, the amount of flowing air decreases. The frequency of significant reduction also increases, and there is always a risk of poor flow. When this can be avoided, that is, when the frame level frequently increases and the opening degree of the flowing air bypass damper 24 frequently increases, the exhaust gas CO emission control is not strictly adhered to, but to some extent. There has been a demand for a control that automatically activates fluidization while maintaining a balance so as not to cause a poor flow of the fluidized bed portion 15, that is, a flow air amount frequency control.
[0041]
b) The flowing air amount fluctuates according to the detection of the frame level, but it has been required to manage the air amount by setting upper and lower limits of the air amount by numerical values. When the flame level increases, the fluidized air bypass damper 24 is opened to reduce the fluidized air amount, and the combustion speed of the fluidized bed 15 is slowed down. At this time, it is indispensable that the amount of flowing air is reliably maintained at the minimum fluidizing flow rate given by the set value. If the flowing air amount cannot be managed by numerical values, there is a possibility that a flow failure may occur due to a setting error of the set value or the like. In order to avoid this reliably, control capable of setting the maximum flowing air amount and the minimum flowing air amount has been required. Further, the automatic control of the upper and lower limits of the fluidized-air bypass damper 24 based on the fluidized-bed temperature of the fluidized-bed portion 15 which has been applied in the conventional control is required to be satisfied, that is, the fluidized-air amount numerical control is required. .
[0042]
Based on the requirements a) and b), independent control logics are created. Construct a control flow that can satisfy functions without any process inconsistency. FIG. 1 is a diagram showing a control flow of a combustion control method including a logic (portion enclosed by a broken line) of a flow air amount frequency control according to the present invention. This combustion control method is a process in which a function of controlling the frequency of the flow air amount is added to the control flow of the conventional combustion control method shown in FIG. A signal indicating that the opening degree has increased (the amount of flowing air has decreased) is added. However, since the purpose of this combustion control is to eliminate the poor flow that may be a problem in the long term, it is necessary to confirm that this signal operates slowly and reliably for a long time within a certain span. There is.
[0043]
Thereafter, control logic is constructed to subtract the value of this signal from the frame level. Conventionally, the table function (frame function is set on the X-axis and the output of this table is set on the Y-axis, a function of a broken line having nearly 20 setting parameters) is complicated and difficult to understand. Therefore, control is built in a direction that does not use this.
[0044]
FIG. 2 is a diagram showing a control flow configuration of a combustion control method including a flow air amount numerical management control logic (portion surrounded by a broken line) of the present invention. In the present combustion control method, the upper and lower limits of the flowing air bypass damper 24 are controlled so that the upper and lower values are changed so as to indicate a preset maximum and minimum flowing air amount regardless of the frame level. To construct. At this time, it should be noted that there is a time delay from the change in the opening degree of the flowing air bypass damper 24 to the change in the actual flowing air. Also, the unit% of the upper and lower limits and the flowing air amount Nm ³ Note / h. The present combustion control method also takes into account the control of the fluidized bed temperature of the fluidized bed 15. Hereinafter, the flowing air amount frequency control and the flowing air amount numerical control will be described with reference to FIGS. 3, 4, 5, and 6. FIG.
[0045]
(Fluid air frequency control)
In FIG. 1, the opening degree (operation output value MV, 0 to 100%) of the flowing air bypass damper 24 (see FIG. 3A) and its upper limit MH (0 to 100%) (see FIG. 3C). The opening frequency of the operation output value (opening value of the flowing air bypass damper) MV is calculated using the lower limit value ML (0 to 100%) (see FIG. 3D). However, it is assumed that the frame level changes as shown in FIG. In the operation of the divider 1, (MV−ML) ÷ (MH−ML) × 100% per time, that is, for the area D of the area C in FIG. The percentage is calculated.
[0046]
When the above ratio is large, it indicates that the time during which the opening degree of the fluidized air bypass damper 24 is large is long, and it can be estimated that the amount of fluidized air supplied to the fluidized bed 15 tends to be reduced. Conversely, when the ratio is small, the flow bypass damper 24 is almost closed, and sufficient fluid air is supplied to the fluidized bed portion 15, and it can be predicted that there is little fear of poor flow.
[0047]
Using this ratio as an input to the computing unit PID1 (PV: process value, see FIG. 4F), the computing unit PID1 calculates the calculated value as shown in FIG. 4G so as to approach the set value SP of the computing unit PID1. Is output. As described above, the control by the computing unit PID1 is employed so that the frequency can be reliably extracted from the opening degree of the flowing air bypass damper 24. The output value of the computing unit PID1 is subtracted from the output value (frame level) of the frame sensor 28 as shown in FIG.
[0048]
Before and after this subtraction, upper and lower limit settings and gain are added. Finally, as shown in FIG. 4 (i), when the peak frequency of the frame level is high, the output of the arithmetic unit PID1 becomes large, and the opening obtained by subtracting the calculated value is used as the opening degree of the flowing air bypass damper 24, as shown in FIG. Then, the combustion control is continued as shown in a region E of FIG. 4 (i) in such a manner that the amount of flowing air does not extremely decrease as shown in FIG. 4 (j).
[0049]
The correlation between the output value of this control block and each process value is as follows.
⇒The frame level increases.
⇒ The opening degree of the flowing air bypass damper 24 increases.
⇒If the large frame level continues for a long time, the output of the divider 1 gradually increases.
⇒ The input PV of the computing unit PID1 increases.
⇒ Since the set value SP of the computing unit PID1 is constant, the output of the computing unit PID1 increases.
[0050]
⇒ Since the output of subtracter 1 is (frame level)-(output of arithmetic unit PID1), a value smaller than the frame level is output.
⇒ The calculated value of the subtractor 1 determines the opening of the flowing air bypass damper 24. However, upper and lower limits do not affect the limit.
⇒ The opening degree of the flowing air bypass damper 24 is reduced.
⇒The amount of bypass air decreases, and the amount of flowing air supplied to the fluidized bed 15 increases.
⇒ It is possible to realize an operation in which the fluidization by the combustion control is moderated, the emission of unburned gas such as exhaust gas CO is suppressed, and the poor flow can be avoided.
[0051]
As described above, according to the present control logic, even when the peak frequency of the frame level increases due to the change in the quality or amount of the refuse, the output of the arithmetic unit PID1 gradually increases, and the output value of the arithmetic unit PID1 is calculated from the frame level. Since the subtracted value becomes the opening degree of the flowing air bypass damper 24, even if a frame level peak occurs, the rate of reduction of the flowing air is reduced, thereby avoiding poor flow and promoting active fluidization. This complements the combustion control method in the conventional fluidized bed incinerator.
[0052]
Next, the details of the control adjustment will be described. In the divider 1, within a certain time
(Flowing air bypass damper opening MV−lower limit ML) ÷ (upper limit MH−lower limit ML)
(Input and output are 0 to 100%). When the output of the divider 1 is large, the opening degree of the flowing air bypass damper 24 is also large, indicating that the flowing air amount tends to decrease. This output is the input PV of the computing unit PID1. In the operation unit PID1, the operation direction is a normal operation, and the output increases as the input PV increases. The output of the arithmetic unit PID1 is also 0 to 100%. The output value of the computing unit PID1 is set to operate slowly. Next, the gain unit 1
Computing unit PID1 output value × gain of gain unit 1 (0 to 100%) ÷ 100
Is calculated.
[0053]
After this, the upper and lower limits are set. The output value of this control is subtracted from the frame level by the subtractor 1. That is, if the number of appearances (frequency) of the frame level peaks is large, the output value of this control also increases, and since the output value from the frame level is subtracted, the state where the opening degree of the flowing air bypass damper 24 is large is considered. It is possible to avoid continuing.
[0054]
Also in the adjustment, if the set value SP of the computing unit PID1 is adjusted once, even if there is a change in the frame level due to a change in the combustion state or the like, the output value of the computing unit PID1 is calculated so as to adapt to the change. The frequent adjustment of the set values such as the table 1 (the broken line table of the flame level and the opening degree of the flowing air bypass damper) (see FIG. 10) of the conventional combustion control method is not required.
[0055]
[Numeric control of flowing air amount]
In FIG. 2, changes over time of the opening MV, the frame level, and the amount of flowing air of the flowing air bypass damper 24 when incinerated material is charged from the inside of the fluidized bed incinerator are shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c). Here, the maximum / minimum flowing air amount which is the object of the present flowing air amount numerical management control is defined. As shown by point A in FIGS. 5A to 5C, the frame level increases, the opening of the flowing air bypass damper 24 also increases, and the amount of flowing air when the amount of flowing air decreases is reduced to the minimum amount of flowing air. Amount. Conversely, as shown at point B, the amount of flowing air when the flame level is small and the opening of the flowing air bypass damper 24 is small is defined as the maximum flowing air amount.
[0056]
By automatically adjusting the upper limit value of the flowing air bypass damper 24 defining the minimum flowing air amount and the lower limit value of the flowing air bypass damper 24 defining the maximum flowing air amount by the present flowing air amount numerical management control, Control is performed so as to approach the set values of the maximum and minimum flowing air amounts (the maximum flowing air amount value SV and the minimum flowing air amount value SV).
[0057]
The control logic for determining the upper limit value of the flow air bypass damper 24 having the minimum flowing air amount will be described. First, when the conditions for minimizing the flowing air amount are listed, this control, that is, the combustion control is ON (condition (1)), and the peak of the flame level causes the flowing air bypass damper 24 to reach the upper limit value ( When the state of (output value of the flowing air bypass damper 24 = upper limit parameter value) continues for a certain period of time, the flowing air amount is minimum (condition (2)). Further, under these conditions, when the difference between the current flowing air amount and the minimum flowing air amount value SV is large (condition (3)), the flowing air amount numerical management control is turned on (condition (4)). ), Control is performed to gradually change the upper limit value such that the amount of flowing air when the flowing air bypass damper 24 indicates the upper limit value approaches the minimum or maximum flowing air amount value SV.
[0058]
In this control, as shown in FIG. 2, the upper limit value 1 and the lower limit value 1 are controlled in consideration of the above-mentioned flowing air amount frequency control, and the maximum value and the minimum value of the flowing air amount are held. Here, a control flow when controlling the upper limit value 1 for determining the minimum flowing air amount will be described.
[0059]
First, the minimum flowing air amount SV is subtracted from the flowing air amount by the subtractor 2 (see FIGS. 5 (d) and 5 (e)). When the absolute value exceeds a certain set value 1, the condition (3) is turned on. (See FIG. 5E). Further, the current upper limit value MH is subtracted from the opening degree of the flowing air bypass damper 24 by the subtractor 3 (see FIGS. 5F and 5G). 2 ▼ is turned on (see FIG. 5 (g)). However, at this time, it is considered that the amount of flowing air changes due to a time delay after the opening degree of the flowing air bypass damper 24 changes (see FIG. 6 (h)).
[0060]
When the condition (1) for turning on the combustion control is added (see FIG. 5 (a)) and all of the conditions (1) to (3) are satisfied, the condition (4) is turned on (FIG. 6 (i)). At this time, the output of the subtracter (see FIG. 6 (i)) is multiplied by the gain of the gain unit 2 (see FIG. 6 (j)). However, when the condition (4) is OFF, the output of the gain unit 2 is 0%. This output value is input to the adder 1 and added to the previous output value to perform integration (see FIG. 6 (k)). This adder 1 is always 0% when the combustion speed control is OFF, and an initial value is input when the combustion speed control is turned from OFF to ON (see the W section in FIG. 6 (k)), and this control is started.
[0061]
The correction of the actual upper limit value is performed when the condition is satisfied in the Y part of FIG. 6K and the flowing air amount is smaller than the minimum flowing air amount value SV (see the X part of FIG. 6M). Is gradually set low (see the X portion in FIGS. 6 (k) and (l)). Conversely, when the flowing air amount is larger than the minimum flowing air amount value SV (see the Y portion in FIG. 6 (m)), It is set high (see the Y section in FIGS. 6 (k) and 6 (l)). By repeating these, the minimum flowing air amount value SV (Nm ³ / H) is controlled so as to take an upper limit (%) as shown in FIG. 6 (k), (l) and (m).
[0062]
Further, in the subsequent low select, control is performed to select the lower value of the output of the hearth temperature control in the conventional combustion control method and the lower value of the output of the above-mentioned flowing air amount numerical management control. 6 (l) and 6 (m) show the final opening degree of the flowing air bypass damper 24 and the temporal change of the flowing air. On the other hand, in the case of the maximum flowing air amount, similarly, the lower limit value is automatically changed, and control is performed so that the maximum value of the flowing air amount can always be secured.
[0063]
Next, the contents of the control adjustment will be described. The subtractor 2 subtracts the difference between the current flowing air amount and the minimum flowing air amount value SV (the air amount that determines the upper limit 1 of the flowing air bypass damper 24). If the absolute value 1 of this difference is larger than the set value 1, condition (3) is satisfied. The difference between the opening MV of the flowing air bypass damper 24 and the current upper limit MH is calculated by the subtractor 3, and when the absolute value 2 of the difference is smaller than the set value 2, the condition (2) is satisfied. However, the condition (2) takes into account a time delay. This is because a certain time delay occurs when the opening degree of the flowing air bypass damper 24 changes and the flowing air changes.
[0064]
In FIG. 2, when all the conditions (1) (when the combustion control is ON) are satisfied in addition to the above conditions (2) and (3), the output is turned ON and the condition (4) is satisfied. . When the condition (4) is satisfied, the gain unit 2
Output value of subtracter 2 × gain of gain unit 2 (0 to 100%) ÷ 100
Is calculated. When the condition (4) is not satisfied, the output of the gain unit 2 is 0%. When the condition (4) is satisfied and the flowing air amount does not decrease to the set minimum flowing air amount value SV, the output of the subtractor 2 becomes a positive value, so that the output of the gain device 2 also becomes a positive value. Conversely, if the amount of flowing air is too low and falls below the minimum flowing air value SV, the output of the gain unit 2 becomes a negative value.
[0065]
The next adder 1 outputs 0% when the combustion control is OFF. Outputs the initial value once from OFF to ON. Based on this value, the adder 1 adds the above-described plus value and minus value. Under the condition (1), the value input to the adder 1 is a positive value, so that the output gradually increases, and the upper limit 1 is set higher. As a result, the opening degree of the flowing air bypass damper 24 further increases, and the flowing air amount is further reduced to approach the minimum flowing air amount value SV.
[0066]
Under condition (2), the value input to the adder 1 is a negative value, so that the output gradually decreases and the upper limit value is set low, the opening degree of the flowing air bypass damper 24 decreases, and the flowing air It approaches the minimum flowing air volume value SV without reducing the volume. In addition, as described in the conventional combustion control method, the control to reduce the opening degree of the flowing air bypass damper 24 in order to avoid poor flow when the hearth temperature falls is applied as described in the conventional combustion control method. ing. However, the selection of the hearth temperature control output and the output of the flowing air amount numerical control is controlled by low selection so that any lower value becomes the set value of the upper limit value 1.
[0067]
In normal times, the latter control value is used to control the combustion speed, and even when the combustion state fluctuates and the primary air amount is changed, the management and control based on the set minimum and maximum flowing air amounts are reliably performed. Therefore, the control based on the former output value is performed only when an abnormality occurs (when the hearth temperature drops for some reason). The output value at 620 ° C. or higher in Table 2 (see FIG. 10) is set to be larger than the output of the flowing air amount numerical management control (0% output at 600 ° C. or lower).
[0068]
Similar to the control for setting the upper limit value 1 based on the minimum flowing air amount value SV, the lower limit value 1 is set based on the maximum flowing air amount value SV. In the adjustment of this control, appropriate setting of the set values 1 and 2 of the absolute values 1 and 2 and the gain of the gain unit 2 are indispensable. However, if these are adjusted and set, the change of the combustion state and the flow air The control logic is designed to sufficiently cope with fluctuations in the amount. Further, depending on the state, there is a possibility that the time required to converge to the minimum flowing air amount value SV may differ. However, this control corrects a long-term deviation of the fast controllable combustion control as in the case of the flowing air amount frequency control. This control is characterized by slow controllability, so that if the time required for the control is set appropriately, the problem does not become apparent.
[0069]
FIG. 7 is a diagram showing the change over time of the opening degree of the flowing air bypass damper 24 and the flowing air amount with respect to the change over time of the flame level by the combustion control method of the present invention and the conventional combustion control. FIG. 7A shows the temporal change of the frame level, and FIGS. 7B and 7C show the opening degree and the flowing air amount of the conventional flowing air bypass damper for controlling the flowing air amount. According to this, as shown in FIG. 7 (b), the opening time of the flowing air bypass damper fluctuates according to the frame level and becomes longer than the minimum flowing air amount value SV. It is likely to be defective.
[0070]
On the other hand, FIGS. 7D and 7E show changes over time of the opening degree of the flow bypass damper and the flow air amount as a result of the flow air amount frequency control and the flow air amount numerical management control of the present invention. As shown in the figure, in the F and G regions of FIG. 7 (d), the control of the flowing air amount is controlled so that the upper limit value is reduced and the flowing air amount approaches the minimum flowing air amount value SV. Is done. In the region H, the peak frequency of the frame level is high due to the flow rate control of the flowing air, so that the opening degree of the flowing air bypass damper is controlled in the closing direction so that the flowing air amount is not reduced too much. .
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the conventional combustion amount is equal to or more than a predetermined amount, the amount of flowing air is reduced, and the amount of air blown into the upper part of the fluidized bed via the bypass damper is increased. Fluidized bed to maintain a predetermined amount incineration In the combustion control method in the furnace, the amount of flowing air When So that it can be maintained within the maximum flow rate When the flowing air amount is close to the minimum or maximum flow rate, the difference between the current flowing air amount and the minimum / maximum flowing air flow rate is calculated, and when the difference is larger than a predetermined set value, a correction value is calculated from the difference. And adjusting the correction value, adding or subtracting the adjusted correction value to the upper limit value / lower limit value of the immediately preceding bypass damper, to obtain a new upper limit value / lower limit value of the bypass damper, and obtaining the new upper limit value.・ At the lower limit Numerical control of the amount of flowing air for controlling the amount of flowing air and / or when the amount of combustion within a certain time is greater than a predetermined amount of combustion, In response to this, the bypass damper opening ratio is calculated, and the calculated ratio is input to a computing unit PID, and the output value of the computing unit PID is adjusted. From the amount of combustion detected by the detection means, Said adjusted By the value obtained by subtracting the operation value Said Determine the opening of the bypass damper, If the amount of combustion is greater than the predetermined amount of combustion, Since the amount of flowing air is automatically increased, an excellent effect of achieving combustion control capable of avoiding poor flow of the fluidized medium in the fluidized bed while suppressing discharge of unburned combustion products is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a control flow of a combustion control method in a fluidized bed incinerator of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a control flow of a combustion control method in the fluidized bed incinerator of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a change with time of each part by a combustion control method in a fluidized bed incinerator of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a change over time of each part according to a combustion control method in a fluidized bed incinerator of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a change over time of each part according to the combustion control method of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a change over time of each part by a combustion control method in the fluidized bed incinerator of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing changes over time of respective parts according to a combustion control method of the present invention and a conventional combustion control method.
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of a fluidized bed incinerator.
FIG. 9 is a diagram showing a temporal change of each part by a combustion control method in a conventional fluidized bed incinerator.
FIG. 10 is a diagram showing a control flow of a combustion control method in a conventional fluidized bed incinerator.
FIG. 11 is a diagram showing a temporal change of each part by a combustion control method in a conventional fluidized bed incinerator.
FIG. 12 is a view showing a behavior of a fluidized bed portion of a fluidized bed incinerator.
[Explanation of symbols]
10 Fluidized bed incinerator
11 Hopper
13 Dust supply screw
14 Incineration
15 Fluidized bed
16 Free Board Department
17 Exhaust gas
18 Incombustibles
19 push blower
20 Primary air
21 chamber
22 Flowing air
23 Bypass air
24 Flowing air bypass damper
25 Secondary air
26 Secondary blower
27 Secondary air damper
28 Frame sensor

Claims

A detecting means for detecting the amount of combustion in the furnace is provided, and when the amount of combustion is equal to or more than a predetermined amount, the amount of flowing air is reduced, and the amount of air blown into the upper part of the fluidized bed through the bypass damper is increased, so that combustion is performed. In a combustion control method in a fluidized bed incinerator maintaining the amount at a predetermined amount,
When the flowing air amount approaches the minimum or maximum flow amount, the current flowing air amount and the minimum / maximum flowing air flow amount can be maintained so that the flowing air amount can be maintained within the preset minimum and maximum flow values. Is calculated, and when the difference is larger than a predetermined set value, a correction value is obtained from the difference, the correction value is adjusted, and the adjusted correction value is adjusted to the upper limit value and the lower limit value of the immediately preceding bypass damper. Combustion control in a fluidized bed incinerator characterized by obtaining upper and lower limit values of a new bypass damper and performing a fluidized air amount numerical control for controlling a fluidized air amount with the new upper and lower limit values. Method.

A detecting means for detecting the amount of combustion in the furnace is provided, and when the amount of combustion is equal to or more than a predetermined amount, the amount of flowing air is reduced, and the amount of air blown into the upper part of the fluidized bed through the bypass damper is increased, so that combustion is performed. In a combustion control method in a fluidized bed incinerator maintaining the amount at a predetermined amount,
When the amount of combustion within a certain time is larger than a predetermined amount of combustion, the bypass damper opening ratio is calculated in accordance with the calculated amount, input to the computing unit PID, and the output value of the computing unit PID is adjusted. The degree of opening of the bypass damper is determined by a value obtained by subtracting the adjusted operation value from the amount of combustion detected by the detection means, and when the amount of combustion exceeds the predetermined amount of combustion , the flowing air is automatically adjusted. A method for controlling combustion in a fluidized bed incinerator, characterized by increasing the amount.

A detecting means for detecting the amount of combustion in the furnace is provided, and when the amount of combustion is equal to or more than a predetermined amount, the amount of flowing air is reduced, and the amount of air blown into the upper part of the fluidized bed through the bypass damper is increased, so that combustion is performed. In a combustion control method in a fluidized bed incinerator maintaining the amount at a predetermined amount,
When the flowing air amount approaches the minimum or maximum flow amount, the current flowing air amount and the minimum / maximum flowing air flow amount can be maintained so that the flowing air amount can be maintained within the preset minimum and maximum flow values. Is calculated, and when the difference is larger than a predetermined set value, a correction value is obtained from the difference, the correction value is adjusted, and the adjusted correction value is adjusted to the upper limit value and the lower limit value of the immediately preceding bypass damper. Then, the upper limit value and the lower limit value of the new bypass damper are obtained, the flow air amount numerical control for controlling the flow air amount based on the new upper limit value and the lower limit value is performed, and the combustion amount within a certain time is reduced to a predetermined combustion amount. If the number is larger, the bypass damper opening ratio is calculated in response to this, and the calculated ratio is input to the computing unit PID, and the computing unit PID performs a calculation so as to approach a predetermined set value to obtain a calculated value. adjust the calculated value, it is detected by the detection means From combustion rate, determine the opening of the by the value obtained by subtracting the calculated value obtained by the adjusting bypass damper, if the combustion amount becomes more than the predetermined combustion amount, thereby automatically increasing the flow amount of air A combustion control method in a fluidized bed incinerator characterized by the above-mentioned.