JP3928709B2 - ごみ焼却炉の燃焼制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に都市ごみや産業廃棄物等を焼却処理する焼却炉に供給されるごみの燃焼制御を行うごみ焼却炉の燃焼制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、都市ごみや産業廃棄物等を燃焼処理する焼却炉にはホッパが付設されており、ごみ等はクレーンで掴み上げられそのホッパ内に投入された後、このホッパ下部に設けられる給じん装置により順次焼却炉内へ供給されるようになっている。ここで、給じん装置として多く用いられる形式としてプッシャータイプのものがあり、焼却炉として多く用いられている形式としてストーカ炉のものがある。
【０００３】
このような焼却炉は、排出される様々な廃棄物を処理する上で重要な役割を果たしている。また、近年では、廃棄物であるごみの焼却処理によって発生する熱エネルギーの回収に関する関心が高まり、ボイラー発電設備が設置されたごみ焼却炉が増加し、ボイラーでの熱回収が効率的に行えるように焼却炉内において安定な燃焼状態を保つことが要求されている。その一方、大気中に放出される環境汚染物の規制が厳しくなるに従い、ダイオキシン類やＮＯｘなどの発生を抑制する必要性が生じている。
【０００４】
このため、ボイラー蒸発量や焼却炉内の温度が規定範囲内に収まるように燃焼制御を行い、ダイオキシン類やＮＯｘ等の発生を抑制するとともに、ボイラーでの熱回収を効率的に行うようにされている。
【０００５】
ところで、このような燃焼制御は、焼却炉またはそれより下流側に設けられたセンサー等によってボイラー蒸発量、炉温、更には燃焼により発生するＣＯ、ダイオキシン類、ＮＯｘ等の発生量が検出され、それらが許容範囲から逸脱した場合に、例えば、一次燃焼空気の吹き込み量の増減や、一次燃焼空気の各ストーカ段への分配あるいはストーカそのものの移動速度を調整することによって行われる。こうした燃焼制御を行うことによって、ボイラー蒸発量、炉温、ＣＯの発生量、ダイオキシン類の発生量、ＮＯｘ等の発生量が所定の範囲内になるようにされている。
【０００６】
しかしながら、この従来の燃焼制御方式によれば、焼却炉あるいはそれより下流側に設けられたセンサー等で検出された情報に基づき、上流側の焼却炉の燃焼制御を行うという、下流側で検出されるデータを指標とした制御方法が採られているため、ホッパ内に貯留されているごみ質あるいはそのごみの質の変化にリアルタイムに対応することができないという問題点がある。そのため、水気が多いごみ等のイレギュラーなごみが焼却炉内に供給された場合、その焼却炉内の燃焼状態が不安定になり、ダイオキシン類やＣＯ、ＮＯｘ等の発生増加、未燃物の増加、炉温の異常上昇、炉温の異常下降などの原因となり、更には前記ボイラーによる熱回収の効率低下の要因になるという問題点がある。
【０００７】
そこで、このような問題点を解決するために、ホッパにごみが投入される毎に、その投入ごみの重量および容積に係る情報を検出し、それらのデータに基づき投入ごみの単位時間あたりの供給熱量を求めるごみ供給熱量計測装置と、焼却炉に供給されるごみの供給熱量が一定になるように給じん手段を制御することによって焼却炉内の燃焼状態を安定させるごみ供給制御装置が本出願人によって特願２００２−５１９７０号にて提案されている。
【０００８】
特願２００２−５１９７０号で提案されるごみ供給制御装置によれば、給じん手段よりも上流で得られる情報に基づき、単位時間あたりのごみの供給熱量が求められ、この供給熱量が一定になるように給じん手段が制御されるため、投入ごみの質が変化したとしても、焼却炉の燃焼状態を安定維持することができ、ダイオキシン類やＣＯ、ＮＯｘ等の発生を抑制し、ボイラーによる熱回収の効率を維持するとともに、焼却炉の炉温の異常上昇および異常下降を防止することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなごみ供給制御装置によれば、ホッパから焼却炉に供給されるごみの供給熱量が常に一定にされているため、水気を多く含み熱量が極端に低いごみの場合、大量に焼却炉内に供給されることになるため、炉温を急激に低下させて焼却炉の燃焼状態を不安定なものにし、ダイオキシン類のＮＯｘやＣＯの発生増加を促し、ボイラーによる熱回収の効率を低下させるという問題点がある。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、水気を多く含み熱量が極端に低いイレギュラーごみが、焼却炉の内部に大量に供給される場合であっても、焼却炉内の燃焼状態を安定維持可能な燃焼制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、本発明によるごみ焼却炉の燃焼制御装置は、
ホッパ内に投入されたごみをそのホッパの下部から給じん手段によって焼却炉内に供給し、この焼却炉内にて焼却処理するごみ焼却炉の燃焼制御装置であって、
（ａ）前記ホッパ内に投入されるごみの重量と、ホッパ内に貯留されている投入直前のごみの総容積と、投入直後のごみの総容積と、ホッパ内部で生じるごみ圧縮によるホッパ内部のごみの移動量と、ホッパへ投入される投入ごみ重量とによりごみ質を推定するごみ質推定手段、
（ｂ）前記ごみ質推定手段からの出力に基づき、前記給じん手段により供給されるごみの供給熱量が一定になるようにその給じん手段を制御するごみ供給熱量制御手段、
（ｃ）前記ごみ質の基準値を記憶する基準値記憶手段、
（ｄ）前記ごみ質検出手段により求められる供給ごみのごみ質が前記基準値記憶手段に記憶されているごみ質の基準値以下であることを判定するごみ質判定手段および
（ｅ）前記ごみ質判定手段からの出力に基づき、前記焼却炉の燃焼ストーカへ送られるごみが完全燃焼しやすい状態になるように前記燃焼手段を制御する燃焼状態制御手段
を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明によれば、まず、ホッパ内に投入されるごみの重量と、ホッパ内に貯留されている投入直前のごみの総容積と、投入直後のごみの総容積と、ホッパ内部で生じるごみ圧縮によるホッパ内部のごみの移動量と、ホッパへ投入される投入ごみ重量とにより、焼却炉に供給されるごみのごみ質が推定される。このご、得られた供給ごみ質に基づき、給じん手段により供給されるごみの供給熱量が一定になるようにその給じん手段が制御される。
【００１３】
以上のような制御の場合、給じん手段が制御されて常に一定の供給熱量のごみが焼却炉に供給されるため、通常の質のごみが焼却炉に供給される場合には、その焼却炉の燃焼状態が安定状態を維持するものの、例えば水気を多く含み熱量が低いイレギュラーなごみが焼却炉に供給される場合には、そのごみが大量に焼却炉内に供給されるため、焼却炉の炉温を著しく下降させ、その焼却炉の燃焼状態を不安定する恐れがある。そこで、前述の給じん手段の制御と合わせて以下のような制御がおこなわれる。
【００１４】
まず、自治体等から得られたごみ質のデータを統計処理することにより求められる投入ごみのごみ質の基準値を予め基準値記憶手段に記憶しておく。そして、前述のようにして求められた供給ごみ質と、このごみ質の基準値との比較を行い、前記供給ごみ質がごみ質の基準値以下かどうかの判定をごみ質判定手段にて行う。次に、このごみ質判定手段における出力に基づき、燃焼状態制御手段にて燃焼手段が制御され、前記焼却炉の燃焼ストーカへ送られるごみが完全燃焼しやすい状態にされる。
【００１５】
このように、イレギュラーなごみが焼却炉に供給される場合には、給じん手段の制御に加えて、燃焼手段が制御されるため、通常のごみが投入される場合は勿論、水気を多く含み熱量が極端に低いイレギュラーなごみが焼却炉に大量に供給される場合であっても、焼却炉の燃焼状態を安定維持することができる。この結果、ダイオキシン類や、ＣＯ、ＮＯｘ等の発生を抑制し、ボイラーによる熱回収の効率を安定維持するとともに、焼却炉の炉温を許容範囲内に納めることができる。
【００１７】
前記燃焼状態制御手段は、前記焼却炉へ供給される乾燥空気の空気量を増やすことにより、ごみを完全燃焼しやすい状態にするものであるのが好ましく、また前記焼却炉へ供給される乾燥空気の温度を上げることにより、ごみを完全燃焼しやすい状態にするものであるのが好ましい。こうすることで、焼却炉内のごみが乾燥し易くなるため、水気を多く含み熱量が極端に低いイレギュラーなごみが供給される場合であっても、そのごみを完全燃焼しやすい状態にすることができる。
【００１８】
また本発明において、前記給じん手段と前記焼却炉の乾燥ストーカの速度比を調整することにより、ごみを完全燃焼しやすい状態にするものとすることもできる。このようにしたものでは、給じん装置と乾燥ストーカの速度比を調整して、乾燥ストーカ上のごみの厚みを薄くして乾燥しやすい状態にすることが可能であるため、焼却炉に水気を多く含むイレギュラーなごみが大量に供給される場合であっても完全燃焼しやすい状態にすることができる。
【００１９】
図１には、本発明の一実施の形態に係るごみ焼却炉の燃焼制御装置のシステム構成図が示されている。
【００２０】
本実施形態において、ごみ等を焼却するためのストーカ式焼却炉１が設けられ、この焼却炉１にはごみ貯留用のホッパ２が付設されている。また、このホッパ２の下部であって、乾燥ストーカ３ａ、燃焼ストーカ３ｂおよび後燃ストーカ３ｃを備える階段式ストーカ３の最上流部には給じん装置４が設置されている。なお、これら各ストーカ３ａ、３ｂ、３ｃには、後述の速度制御信号を受信し、その制御信号に基づき各ストーカ３ａ、３ｂ、３ｃの移動速度を制御するための制御機構（図示せず）が備えられている。
【００２１】
前記給じん装置４はプッシャー式（往復運動式）の装置であって、平板状のステップ５の上面に沿って往復運動されるプッシャー（給じん装置）６と、このプッシャー６を往復運動させる駆動機構７とを備えて構成されている。また、ホッパ２の外部には、ごみ収集車などから収集された都市ごみ等を一旦貯留するごみピット（図示せず）が付設されており、このごみピットより掴み上げられたごみはホッパ２の上方からクレーン８によってホッパ２の内部へ投入される。こうしてホッパ２内に投入されたごみは順次ステップ５上に落下し、プッシャー６の往復運動によって順次焼却炉１内の乾燥ストーカ３ａに切り出される。焼却炉１内に供給されたごみは乾燥ストーカ３ａ、燃焼ストーカ３ｂ、後燃ストーカ３ｃと送られ、乾燥ストーカ３ａにおける一部表面燃焼、燃焼ストーカ３ｂにおける燃焼、後燃ストーカ３ｃにおけるおき燃焼等の各種燃焼が順次行われる。
【００２２】
前述の乾燥ストーカ３ａ、燃焼ストーカ３ｂ、後燃ストーカ３ｃの下部には、空気ホッパ９ａ、９ｂ、９ｃがそれぞれ設けられている。また、前記後燃ストーカ３ｃの下流には、灰排出装置（図示せず）が設けられており、燃焼によって生じる灰を外部に設けられた灰ピット（図示せず）に排出するようにされている。
【００２３】
一方、前記焼却炉１の下部には、前記階段式ストーカ３へ供給される一次燃焼空気を送り出すための一次燃焼空気送風機１０が設けられている。この一次燃焼空気送風機１０にはダクト１１が接続されており、このダクト１１から分岐された分岐ダクト１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、空気ホッパ９ａ、９ｂ、９ｃにそれぞれ接続されている。前記一次燃焼空気送風機１０より送風される一次燃焼空気は、一次燃焼空気送風機１０に接続されているダクト１１および、そのダクト１１より分岐される分岐ダクト１１ａ、１１ｂ、１１ｃを通って、空気ホッパ９ａ、９ｂ、９ｃに供給された後、各ストーカ３ａ、３ｂ、３ｃに吹き込まれる。また、分岐ダクト１１ａ、１１ｂ、１１ｃの途中には、その分岐ダクト１１ａ、１１ｂ、１１ｃ内の通過面積を調節し、その分岐ダクト１１ａ、１１ｂ、１１ｃを通過する一次燃焼空気の量を増減させて、前記各ストーカ３ａ、３ｂ、３ｃへ吹き込む一次燃焼空気の供給量およびその一次燃焼空気の各ストーカ３ａ、３ｂ、３ｃへの供給比率を制御するダンパー１２ａ、１２ｂ、１２ｃがそれぞれ配されている。
【００２４】
一方、ごみをホッパ２内に投入する前記クレーン８には、このクレーン８によって掴み上げられ、前記ホッパ２内に投入される投入ごみの重量を測定し重量データとして発信する重量計１３が取り付けられており、前記ホッパ２の上方には、ごみの表面までの距離を二次元的に走査し、（ごみまでの距離の）距離分布データを作成・発信する走査型レーザー式レベル計１４が配置されている。また、ホッパ２の一側面にはホッパ内のごみの移動距離を測定し移動距離データとして発信する回転式ごみ速度計１５が取り付けられている。
【００２５】
前記焼却炉１の外部には演算・制御装置１６が設けられている。この演算・制御装置１６は、各種電気信号を入力するための入力部と、前記ホッパ２の形状、前記走査型レーザー式レベル計１４の設置座標、演算後のデータ、実測データ等の各種データを記録する記憶領域部と、投入されるごみの投入ごみ質および投入されたごみが前記焼却炉内に供給された際にその焼却炉の燃焼状態が安定するような燃焼度合い等の後述のフローに基づく演算を行う演算部と、この演算結果に基づく電気信号（制御信号）を出力するための出力部を有している。この演算・制御装置１６の出力部は、前記プッシャー６を往復運動させる駆動機構７と、前記乾燥ストーカ３ａおよび燃焼ストーカ３ｂおよび後燃ストーカ３ｃのそれぞれに設けられる図示されない制御機構と、前記ダンパー１２ａ、１２ｂ、１２ｃの制御機構に接続されている。
【００２６】
前記ホッパ２の上方に配置される走査型レーザー式レベル計１４は、図２に示されるように、一方向に偏向しつつレーザー光を物質に投光し、その反射光を受光することで物質を一次元的（直線的）に走査する機能を有する従来公知のレーザー式レベル計に、この偏向方向（図２（ａ）における±θｘ方向）に対して垂直方向の偏向（図２（ｂ）における±θｙ方向）が可能なように改良したものである。この二次元走査型レーザー式レベル計１４は、そのθｘ方向の偏向によって、ホッパ２の一辺に平行なラインの走査ができるように、そのθｘ方向の偏向方向が調節されている。そして、θｘ方向およびθｙ方向に対する偏向を行うことによって、物質までの距離を三次元的に知ることができる。
【００２７】
前記走査型レーザー式レベル計１４によれば、図２（ａ）で示されるように、まず従来公知のレーザー式レベル計と同じく＋θｘ方向に対して偏向しながらのレーザー光の投・受光が行われることで、図２（ｃ）に示されるように、ホッパ２の一辺に平行なラインが走査される。次いで、図２（ｂ）に示されるように、θｙ方向に対して＋Δθｙ分の偏向が行われることで、図２（ｃ）に示されるように、θｘ方向の偏向による走査開始位置が変更される。次いで、−θｘ方向に偏向しながらのレーザー光の投・受光によって、偏向された走査ラインの距離が測定される。次いで、再びθｙ方向に対して＋Δθｙ分の変更が行われた後、＋θｘ方向に偏向しつつレーザー光の投・受光が行われる。このような作業が繰り返えし行われることにより、ごみの表面が二次元的に（平面的に）走査され、三次元的な距離分布データが作成される。なお、以上のような走査は連続的に行われ、その走査が終了する毎に、三次元的な距離分布データが作成され前記演算・制御装置１６へ順次送信される。
【００２８】
一方、前記回転式ごみ速度計１５は、ホッパ２に新たにごみが投入された際のごみ圧縮によって生じるホッパ２内部のごみの移動量を検出するために設けられたものであり、具体的には投入されたごみの自重による移動距離Ｌが測定される。この回転式ごみ速度計１５は、図３に示されているように、ホッパ２の側壁に設けられた切欠部から、ローラの一部がホッパ２内部に突設するように取り付けられており、新たなごみの投入によって、既にホッパ内に貯留されているごみが圧縮され、この圧縮時に生じるごみとローラとの摩擦によりローラが回転する。この回転量によって圧縮によるごみの移動距離Ｌ［ｍ］が検出される。このごみの移動距離Ｌ［ｍ］は移動距離データとして前記演算・制御装置１６に送信される。
【００２９】
次に、本実施形態における、ごみ質の判定と、ごみ供給制御と、ごみ燃焼制御の過程を図４に示されるフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の説明において、投入回数ｔにおける投入ごみ重量、投入ごみ容積、投入ごみ比重、投入ごみ質をそれぞれＷ（ｔ）、Ｑ（ｔ）、Ｒ（ｔ）、Ｈｕ（ｔ）とする。また、焼却炉に供給されるごみの投入回数をｔ＝ｎ回目の投入ごみとする。
【００３０】
Ａ１： 投入ごみ容積Ｑ（ｔ）、投入ごみ重量Ｗ（ｔ）、投入ごみ比重Ｒ（ｔ）、投入ごみ質Ｈｕ（ｔ）（ｔ＝１、２、３…、ｎ、…）をごみがホッパに投入される毎に求め、それらの値を前記演算・制御装置１６の記憶領域部に投入回数毎に分類して記憶する。なお、このステップＡ１の詳細内容については、図５に示されるフローチャートによって後述する。
Ａ２： 前記走査型レーザー式レベル計１４より順次送信される距離分布データに基づき、ホッパ内部のごみの総容積Ｑ_{ｔｏｔａｌ}を順次演算し、そのごみ容積Ｑ_{ｔｏｔａｌ}を時間微分してホッパ２内のごみ容積の変化率ｄＱを演算する。
Ａ３： 次いで、このごみ容積の変化率ｄＱと、前記演算・制御装置１６の記憶領域部に投入回数毎に分類されて記憶されている投入ごみの情報に基づき、焼却炉に供給されるごみの投入回数ｔ＝ｎを割り出す。
Ａ４：前記演算・制御装置１６の記憶領域部にて、投入回数ｔ（ｔは１以上の整数）毎に分類して記憶されている投入ごみ質Ｈｕ（ｔ）（ｔ＝１、２、３…、ｎ、…）の中から、前のステップＡ３で割り出された投入回数ｔ＝ｎ（焼却炉１に供給されるごみの投入回数）における投入ごみ質Ｈｕ（ｎ）を求める。すなわち、投入回数ｔ＝ｎのごみが焼却炉１に供給されているかを判定して、焼却炉１に供給されるごみのごみ質を推定する。なお以下の説明において、焼却炉１に供給されるごみを供給ごみとし、上記投入ごみ質Ｈｕ（ｎ）を供給ごみ質Ｈｕ（ｎ）ということとする。
【００３１】
Ａ５：前のステップＡ２で求められるホッパ２内部のごみ容積の変化率ｄＱ（ホッパ内部のごみ容積の変動率）および、ステップＡ３にて割り出された投入回数ｔ＝ｎ（すなわち、焼却炉１に供給されるごみ）における供給ごみ比重Ｒ（ｎ）［ｋｇ／ｍ^３］と計算式
ｄＷ［ｋｇ／ｈ］＝ｄＱ［ｍ^３／ｈ］×Ｒ（ｎ）［ｋｇ／ｍ^３］
と基づき、ホッパ２内部のごみの移動重量ｄＷ［ｋｇ／ｈ］を演算する。次いで、このごみの移動重量ｄＷ［ｋｇ／ｈ］と前のステップＡ４で求められる供給ごみ質Ｈｕ（ｎ）［ＭＪ／ｋｇ］と計算式
ｄＲ［ＭＪ／ｈ］＝ｄＷ［ｋｇ／ｈ］×Ｈｕ（ｎ）［ＭＪ／ｋｇ］
とに基づき、ごみ焼却炉内に供給される直前の、単位時間あたりのごみの供給熱量ｄＲ［ＭＪ／ｈ］を演算する。
Ａ６：単位時間あたりの供給熱量ｄＲに基づき、この供給熱量が一定となるような前記プッシャー６の給じん速度を割り出し、その給じん速度に応じた電気信号（供給制御信号）を前記プッシャー６の駆動機構７に送信して、前記プッシャーの給じん速度を調整する。
Ａ７：前記演算・制御装置１６の記憶領域部に予め記憶されているごみ質の基準値Ｈｕ＿ｓｖを呼び出す。このごみ質の基準値Ｈｕ＿ｓｖは自治体などの実測データを統計処理することによって求められるものである。
Ａ８：前記供給ごみ質Ｈｕ（ｎ）がごみ質の基準値Ｈｕ＿ｓｖ以下であるかどうかを判定する。
【００３２】
Ａ９：前記供給ごみ質Ｈｕ（ｎ）がごみ質の基準値Ｈｕ＿ｓｖより大きい値である場合は、ごみ質を'良い'と判定しこのフローを終了する。
【００３３】
Ａ１０：前のステップＡ８で供給ごみ質Ｈｕ（ｎ）がごみ質の基準値以下の値である場合には、この供給ごみの質を'悪い'と判定する。
Ａ１１：焼却炉１内のごみが完全燃焼しやすい状態になるような、一次燃焼空気量の増加量を割り出し、その一次燃焼空気量の増加に応じた電気信号（通過面積制御信号）を分岐ダクト１１ａ、１１ｂ、１１ｃの途中に設けられるダンパー１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送信して、分岐ダクト１１ａ、１１ｂ、１１ｃにおける一次燃焼空気の通過面積を調整し、特に乾燥ストーカ３ａに吹き込む一次燃焼空気を増加させる。
【００３４】
次に、前のステップＡ１における、投入ごみ容積Ｑ（ｔ）、投入ごみ重量Ｗ（ｔ）、投入ごみ比重Ｒ（ｔ）、投入ごみ質Ｈｕ（ｔ）を求め、前記演算・制御装置１６の記憶領域部に記憶するまでの過程について、図５に示されるフローチャートを参照しつつ説明する。
【００３５】
Ａ１０１：前記ホッパ２に貯留されているごみの表面を前記走査型レーザー式レベル計１４を用いて走査し、投入回数ｔのごみが投入される直前のごみ表面の距離分布データを作成し、前記演算・制御装置１６に送信する。
Ａ１０２：前記演算・制御装置１６において、前のステップＡ１０１において走査型レーザー式レベル計１４より作成された、ホッパ２に投入される直前の三次元的な距離分布データを受け取り、この距離分布データと予め入力され記憶されているホッパ２の形状と前記走査型レーザー式レベル計１４の設置座標とに基づき、投入直前のホッパ２内に貯留されているごみの表面断面形状を解析する。次いで、ごみの表面形状とホッパ２の形状とに基づきホッパ２内に貯留されている投入直前のごみの総容積Ｑ_{ｔｏｔａｌ}［ｍ^３］を演算する（図３参照）。
【００３６】
Ａ１０３：クレーン８で掴み上げられる（投入回数ｔにおける）ごみの重量Ｗ（ｔ）［ｋｇ］を前記重量計１３にて検出し、重量データとして演算・制御装置１６に送信する。
【００３７】
Ａ１０４：前記クレーン８で掴み上げられた（投入回数ｔの）ごみがホッパ２に投入された後、そのホッパ２に貯留されているごみの表面を走査し、投入回数ｔのごみが投入された直後の距離分布データを作成し、前記演算・制御装置１６に送信する。
Ａ１０５：前のステップ２と同様にして、投入直後の距離分布データに基づき投入直後のごみの表面断面形状を解析し、総容積Ｑ'_{ｔｏｔａｌ}［ｍ^３］を演算する。
【００３８】
Ａ１０６：（投入回数ｔの）ごみの投入後に、ホッパ内部で生じるごみ圧縮によるホッパ２内部のごみの移動量を検出し、その移動距離Ｌ［ｍ］を移動距離データとして演算・制御装置１６に送信する。
Ａ１０７：ごみの投入後に前記回転式ごみ速度計１５より検出され発信された、ごみの移動距離データと（移動距離Ｌ［ｍ］）、回転式ごみ速度計１５の取り付け部におけるホッパ２の断面積Ｓ［ｍ^２］（予めインプットされているホッパの形状により判明）と、計算式
Ｖ［ｍ^３］＝Ｓ［ｍ^２］×Ｌ［ｍ］
に基づき、ごみ投入による、ホッパ２内部のごみ圧縮により移動したごみ量（ごみ移動体積）Ｖ［ｍ^３］を演算する。
【００３９】
Ａ１０８：投入前のごみレベルＱ_{ｔｏｔａｌ}［ｍ^３］と、投入後のごみレベルＱ'_{ｔｏｔａｌ}［ｍ^３］と、ごみ投入時に移動したごみ量Ｖ［ｍ^３］と計算式
Ｑ（ｎ）［ｍ^３］＝Ｑ'_{ｔｏｔａｌ}［ｍ^３］−Ｑ_{ｔｏｔａｌ} ［ｍ^３］＋Ｖ［ｍ^３］
に基づき、投入回数ｔにおける、投入ごみ容積Ｑ（ｔ）［ｍ^３］を演算する。
【００４０】
Ａ１０９：投入回数ｔ＝ｎにおける投入ごみ容積Ｑ（ｔ）［ｍ^３］と、クレーン８に設けられる重量計１３より検出された、投入ごみ重量(投入されたごみの重量)Ｗ（ｔ）［ｋｇ］と計算式
Ｒ（ｔ）［ｋｇ／ｍ^３］＝Ｗ（ｔ）［ｋｇ］／Ｑ（ｔ）［ｍ^３］
に基づき、投入ごみ比重Ｒ（ｔ）を演算する。
Ａ１１０：投入ごみ比重Ｒ（ｔ）［ｋｇ／ｍ^３］と、ごみ比重とごみ質（ごみ熱量）との相関を示す実測データとに基づき、投入ごみ質Ｈｕ（ｔ）［ＭＪ／ｋｇ］を推定する。
Ａ１１１：以上のようなフローをホッパ２にごみが投入される毎に行い、投入ごみ容積Ｑ（ｔ）、投入ごみ重量Ｗ（ｔ）、投入ごみ比重Ｒ（ｔ）および投入ごみ質Ｈｕ（ｔ）を投入回数ごとに分類して、前記演算・記憶装置１６の記憶領域に記憶する。
【００４１】
本実施形態においては、ホッパに供給されるごみの供給ごみ質Ｈｕ（ｎ）と、ごみ質の基準値Ｈｕ＿ｓｖの比較が行われ、供給ごみ質Ｈｕ（ｎ）がごみ質の基準値Ｈｕ＿ｓｖより大きな値である場合、その供給ごみの質が'良い'と判断され、供給ごみ質Ｈｕ（ｎ）がＨｕ＿ｓｖ以下である場合には、逆に質が'悪い'と判断される。
【００４２】
質の'良い'と判断された場合には、ごみの供給熱量が一定になるよう前記プッシャー６の供給量が制御されて、焼却炉１の燃焼状態が安定に保たれる。
【００４３】
一方、質が'悪い'と判断されるごみ、すなわち、水気を多く含み熱量が低いイレギュラーなごみが焼却炉１内に供給される場合においても、ごみの供給熱量が一定になるようにプッシャー６の給じん速度が調整されるため、その水気を多く含み熱量の低いごみは、大量に焼却炉１に供給される。しかしながら、本実施形態においては、その水気を多く含む質の悪いごみが焼却炉１に供給される場合、通常のプッシャー６における給じん速度の調整に加えて、焼却炉１内に吹き込まれる一次燃焼空気量が増加するような電気信号（通過面積制御信号）が前記ダンパー１２ａ、１２ｂ、１２ｃに送信されて前記分岐ダクト１１ａ、１１ｂ、１１ｃの通過面積が調整される。そして、焼却炉１のごみが完全燃焼しやすい状態にされ、その焼却炉１の燃焼状態が安定維持される。したがって、水気を多く含み供給熱量が極端に低いイレギュラーなごみが供給されたとしても、焼却炉１の燃焼状態が安定維持され、それに伴ない、ダイオキシン類、ＣＯ、ＮＯｘ等の発生防止、未燃物の減少、炉温の異常上昇または異常低下が防止され、更にはボイラー発電の効率が安定維持される。
【００４４】
本実施形態においては、前記ダンパ１２ａ、１２ｂ、１２ｃに通過面積制御信号を送信し、分岐ダクト１１ａ、１１ｂ、１１ｃの通過面積を調整して特に乾燥ストーカ３ａに吹き込む一次燃焼空気の量を増加させて焼却炉１内の燃焼状態を安定にするようにされているが、乾燥ストーカ３ａ上のごみが乾燥しやすい状態になるような処理であれば、乾燥空気の空気量を増加したり、あるいは、空気温度を上げたり、あるいは、給じん装置と乾燥ストーカ３ａの速度比を調整して、乾燥ストーカ３ａ上のごみの厚みを薄くするなど他の手段を用いることもできる。
【００４５】
なお、本発明におけるごみ質推定手段、ごみ供給熱量制御手段、基準値記憶手段、ごみ質判定手段および燃焼状態制御手段は、本実施形態における演算・制御装置に対応する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に関わるごみ焼却炉の燃焼制御装置のシステム説明図である。
【図２】図２（ａ）は、本実施形態に係る走査型レーザー式レベル計のθｘ方向における同さ説明図であり、図２（ｂ）は、走査型レーザー式レベル計のθｙ方向における同さ説明図であり、図２（ｃ）は、走査型レーザー式レベルによる走査を説明する説明図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る、回転式のごみ移動検出装置による、ホッパ内部におけるごみの移動距離の検出を説明する説明図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る、プッシャー６の給じん速度の調整および、一次燃焼空気量の増加の過程を説明するフローチャートである。
【図５】図５は、本実施形態に係る投入ごみ重量、投入ごみ容積、投入ごみ比重、投入ごみ質を求め、記憶する過程を示すフローチャートである
【符号の説明】
１ 焼却炉
２ ホッパ
３ａ 乾燥ストーカ
３ｂ 燃焼ストーカ
３ｃ 後燃ストーカ
４ 給じん装置
６ プッシャー
８ クレーン
１０ 一次燃焼空気送風機
１１ ダクト
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ 分岐ダクト
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ ダンパー
１３ 重量計
１４ 走査型レーザー式レベル計
１５ 回転式ごみ速度計
１６ 演算・制御装置

Claims (4)

1. ホッパ内に投入されたごみをそのホッパの下部から給じん手段によって焼却炉内に供給し、この焼却炉内にて焼却処理するごみ焼却炉の燃焼制御装置であって、
   （ａ）前記ホッパ内に投入されるごみの重量と、ホッパ内に貯留されている投入直前のごみの総容積と、投入直後のごみの総容積と、ホッパ内部で生じるごみ圧縮によるホッパ内部のごみの移動量と、ホッパへ投入される投入ごみ重量とによりごみ質を推定するごみ質推定手段、
   （ｂ）前記ごみ質推定手段からの出力に基づき、前記給じん手段により供給されるごみの供給熱量が一定になるようにその給じん手段を制御するごみ供給熱量制御手段、
   （ｃ）前記ごみ質の基準値を記憶する基準値記憶手段、
   （ｄ）前記ごみ質検出手段により求められる供給ごみのごみ質が前記基準値記憶手段に記憶されているごみ質の基準値以下であることを判定するごみ質判定手段および
   （ｅ）前記ごみ質判定手段からの出力に基づき、前記焼却炉の燃焼ストーカへ送られるごみが完全燃焼しやすい状態になるように前記燃焼手段を制御する燃焼状態制御手段
   を備えることを特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御装置。
2. 前記燃焼状態制御手段は、前記焼却炉へ供給される乾燥空気の空気量を増やすことにより、ごみを完全燃焼しやすい状態にする請求項１に記載のごみ焼却炉の燃焼制御装置。
3. 前記燃焼状態制御手段は、前記焼却炉へ供給される乾燥空気の温度を上げることにより、ごみを完全燃焼しやすい状態にする請求項１に記載のごみ焼却炉の燃焼制御装置。
4. 前記燃焼状態制御手段は、前記給じん手段と前記焼却炉の乾燥ストーカの速度比を調整することにより、ごみを完全燃焼しやすい状態にする請求項１に記載の燃焼制御装置。

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