JP4413249B2 - Cremation furnace combustion control system and cremation furnace combustion control method - Google Patents
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Description
本発明は、火葬炉の燃焼制御システムおよび火葬炉の燃焼制御方法に関する。 The present invention relates to a cremation furnace combustion control system and a cremation furnace combustion control method.
近年、火葬場は、旧来のイメージを払拭し、無公害の近代的設備として整備されている。とりわけ、主要設備である火葬炉においては、発煙が無く、臭気を発生させない性能が要求されており、さらには、ダイオキシン類の排出も、ごみ焼却炉と同様に一定値以下にすることが義務づけられる。 In recent years, the crematorium has been developed as a modern, pollution-free facility that wipes out the traditional image. In particular, the cremation furnace, which is the main equipment, is required to have a performance that does not emit smoke and does not generate odors. Furthermore, the emission of dioxins is required to be less than a certain value, similar to a waste incinerator. .
一方、火葬炉は、拾骨のために遺骨が残るように遺体を焼却する必要があること、遺体や副葬品、柩の大小、多少に拘わらず、所定の時間内に焼却終了する必要があることなど、通常の焼却機器とは異なる複雑な運転が要求され、かつ失敗が許されない。 On the other hand, it is necessary for the cremation furnace to be incinerated so that the remains remain for picking up bones, and to be incinerated within the prescribed time regardless of the size of the remains, sub-funerals, and jars. A complicated operation different from normal incineration equipment is required, and failure is not allowed.
また、火葬炉は、火葬の前半は自燃工程、後半はバーナによる直接焼却という、2つのプロセスを一つの炉で行う、非常にユニークな燃焼機器である。さらに、間欠運転となる点もユニークである。 The cremation furnace is a very unique combustion device that performs two processes in one furnace, the self-combustion process in the first half of the cremation and the direct incineration in the second half. In addition, the intermittent operation is unique.
図1は、標準的な火葬工程を示す概略図である。図中、1は冷却室、2は主燃焼炉、3は炉内台車、4は柩、5は架台、6は遺骨を示している。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a standard cremation process. In the figure, 1 is a cooling chamber, 2 is a main combustion furnace, 3 is a trolley inside the furnace, 4 is a gutter, 5 is a gantry, and 6 is a remains.
わが国における火葬は、火葬終了後ただちに焼骨を拾うという習慣があるため、火葬は、移動可能な炉内台車に柩を載せて行われる。この火葬工程を具体的に説明すると、次のようになる。 Since cremation in Japan has a custom of picking up burned bones immediately after the cremation is over, cremation is carried out on a movable furnace carriage. The cremation process will be specifically described as follows.
(a)冷却室1内の炉内台車3に柩4を載せる。
(b)炉内台車3を火葬炉の主燃焼炉2に入れ、遺体を柩4や副装品とともに燃焼させ、焼骨にする。
(c)炉内台車3をある程度炉内冷却した後、主燃焼炉2より取り出し、冷却室1にてさらに冷却し、その後、冷却室1前方の拾骨室にて拾骨を行う。
(A) Place the
(B) The in-
(C) After the
図1に示すように、火葬炉の運転は、一火葬毎に、急加熱→焼却→冷却の工程を行うこととなり、しかもほとんどが、1日に1〜2回程度の運転しか行われない、バッチ運転となる。1回の火葬には、1時間〜1時間半程度の時間を要し、火葬と火葬の間は、30分から数時間である。 As shown in FIG. 1, the operation of the cremation furnace is to carry out a process of rapid heating → incineration → cooling for each cremation, and most of the operation is performed only once or twice a day. Batch operation. One cremation takes about 1 hour to 1 and a half hours, and the time between cremation and cremation is 30 minutes to several hours.
その他、火葬は、遺体を燃焼するという観点から以下の特徴がある。 In addition, cremation has the following characteristics from the viewpoint of burning the body.
(1)火葬は、故人の尊厳を守るという見地から、遺体に外部より機械的な力を加えることは好ましくない。 (1) From the standpoint of protecting the deceased's dignity, it is not preferable to apply mechanical force to the body from outside.
(2)火葬前半においては、柩や副葬品、遺体の皮下脂肪分等の易燃性の物質が多量にあるところに、主燃焼炉炉壁内張のセラミックファイバーの効果で、バーナに点火後、急激に燃焼が起こり、一時的に、燃焼ガスが多量に発生する。この時期の燃焼は、主に自燃であり、燃焼用空気の供給量制御と炉内圧制御が、重要な要素となる。また、この段階では燃焼を暴走させないことが大切であり、火葬炉制御のポイントは、この部分をどのように最適に行うかで、成否が決まる。 (2) In the first half of the cremation, there is a large amount of flammable substances such as spears, side funerals, and dead body fat, and after firing the burner due to the effect of ceramic fiber on the main combustion furnace wall, Abrupt combustion occurs, and a large amount of combustion gas is temporarily generated. Combustion at this time is mainly self-combustion, and the supply amount control of the combustion air and the furnace pressure control are important factors. At this stage, it is important not to make the combustion runaway. The point of cremation furnace control is determined by how this part is optimally performed.
(3)火葬後半では、遺体の腹部を中心とした比較的少量の高含水率の難燃焼性物質を、バーナの炎で燃焼させる。この時期の燃焼は主にバーナの炎による直接焼却であり、高温維持と被燃焼物の燃焼面のすみやかな更新が、重要なポイントとなる。 (3) In the second half of the cremation, a relatively small amount of high moisture content non-combustible material centering on the abdomen of the corpse is burned with a burner flame. Combustion during this period is mainly direct incineration by the burner flame, and maintaining the high temperature and promptly renewing the combustion surface of the combusted material are important points.
したがって、火葬炉を自動で、最適に運転しようとすると、高度な技術が要求される。 Therefore, advanced technology is required to operate the cremation furnace automatically and optimally.
自動運転システムがなかった時代には、各機器は個々の制御因子に対してシングルループ制御を行っていたが、この場合、炉を最適な状態で運転しようとすると、特に火葬前半において、作業員が炉に張り付いていなければならなかった。すなわち、燃焼状態を監視し、各バーナの出力等を手動で調整する必要があった。 In the era when there was no automatic operation system, each device performed single-loop control for individual control factors. In this case, when trying to operate the furnace in an optimal state, especially in the first half of the cremation, Had to stick to the furnace. That is, it is necessary to monitor the combustion state and manually adjust the output of each burner.
また、炉圧制御も、副葬品等の可燃物が多い場合や、遺体の脂肪分が多い場合に、燃焼速度が上がりすぎるため、異常燃焼状態になる場合に備えて、常に引きぎみにする(大きくマイナス側にする)必要があった。この結果、火葬後半の被燃焼物が少なくなった時や、火葬前半であっても、被燃焼物の発熱量が相対的に低い場合に発生した熱を十分に活かせず、主燃焼炉、再燃焼炉ともに、温度が上がりにくい状況になり、温度維持のために無駄な燃料を使用してバーナを焚いていた。 In addition, the furnace pressure control is always torn in preparation for the case of abnormal combustion because the burning rate increases too much when there are many combustibles such as collaterals or when the fat content of the corpse is high. It was necessary to make it negative. As a result, even when the burned material in the second half of the cremation decreases or even in the first half of the cremation, the heat generated when the calorific value of the burned material is relatively low cannot be fully utilized, and the main combustion furnace, Both the combustion furnaces were in a situation where the temperature was difficult to rise, and burners were burned using waste fuel to maintain the temperature.
更に、火葬後半では、早く火葬を完了したいという要求から、デレッキという金属の棒で遺体に機械力を加えたり、移動させたりして、燃焼を促進するという手法が取られていた。この結果、当然のことながら、作業員の運転スキルに個人差が生じ、腕の良い作業員とは、このデレッキ棒の使い方が上手で、早く火葬を完了できる人ということになっていた。つまり、「遺体の尊厳を守る」とか、「作業環境の向上」というところとは、はなはだ遠い状況になっていた。 Furthermore, in the second half of the cremation, in response to a request to complete the cremation quickly, a technique was taken to promote combustion by applying mechanical force to the body with a metal rod called Derekki or moving it. As a result, of course, there are individual differences in the driving skills of the workers, and the skilled workers are those who are good at using the Derek stick and can complete the cremation quickly. In other words, the situation of “preserving the dignity of the corpse” or “improvement of the working environment” was far away.
火葬炉の自動運転方法として、従来よりいくつかの提案がなされている。 Several proposals have been made as an automatic operation method of a cremation furnace.
特許文献1には、主燃焼室内に燃焼対象物の重量を計量する計量装置を設け、この計量装置からの出力信号に基づく燃焼前及び燃焼中の燃焼対象物の重量及び重量変化に応じて、主燃焼室に配設した燃焼バーナの出力を自動制御する火葬炉の燃焼制御法が開示されている。
In
特許文献2には、前室に続いて流体燃料による主バーナを有する主燃焼室を備え、主燃焼室から煙道を介して流体燃料による副バーナを有する再燃焼室を設け、前記前室から主燃焼室に亘る長さを持った自走式のキャリア台車に棺を載置する火葬台車をキャリア台車に設けた移送手段によって長手方向に摺動可能に載せて、そのキャリア台車を葬祭場の前ホールから前室内へと挿入する火葬炉において、前室から主燃焼室に亘りキャリア台車を載置する連続支持体を、火葬台車の荷重を検出する前ロードセルと主ロードセルとで担持すると共に、前ロードセルの検出信号に応じて副バーナを先行して自動的に起動すると共に主バーナの燃料供給量と稼働時間を規制する火葬パターン制御手段と、該火葬パターン制御手段に主ロードセルの検出信号で火葬状況を修正する修正手段とを設け、温度センサーとタイマーとによって、再燃焼室内が未燃焼ガスの燃焼に適するまで加熱された状況を検知する環境検出手段を設け、該環境検出手段の出力と火葬パターン制御手段の出力とで主バーナを起動する火葬炉が開示されている。
特許文献3には、燃焼炉に設けた燃焼温度検出手段の出力信号に基づきバーナの火力と炉内部からの排気量を制御する制御装置において、着火から消火に至る理想的な燃焼温度の時系列データを保持するための理想データ記憶部と、燃焼温度の時系列データに沿って燃焼すべく着火から消火に至るバーナの火力設定を司るシーケンス制御手段と、現燃焼温度と理想的な燃焼温度の時系列データとを適宜比較し現燃焼温度の方が高い場合は排気量を増し、現燃焼温度の方が低い場合は排気量を減ずる制御をするための排気量制御手段を具備する炉の燃焼制御装置が開示されている。
特許文献4には、所定の燃焼用バーナ並びに空気供給部を具備した燃焼室に、炉内温度センサを配置すると共に、前記バーナの燃料供給量並びに空気供給量の制御部を設け、炉内温度センサによって計測した炉内温度の温度変化率を基準としてバーナの燃料供給量並びに空気供給量を制御する火葬炉の燃焼方法が開示されている。
In
前掲の特許文献1に開示された火葬炉の燃焼制御法は、燃焼対象物の重量及び重量変化に応じて燃焼バーナの出力を自動制御するものであるが、燃焼対象物(柩、遺体、副葬品)の重量と重量変化だけでは、主燃焼室での燃焼対象物の焼却はできても、排ガス基準を満たすまでの細かな燃焼制御は困難である。
The combustion control method for the cremation furnace disclosed in the above-mentioned
特許文献2に開示された火葬炉では、前ロードセルの検出信号に応じて主バーナの燃料供給量及び稼働時間を規制する火葬パターン制御手段を設けたことにより、棺を載せた火葬台車を前室内に挿入した時点で、火葬体の荷重を検知することができ、火葬パターン制御手段を前記検出信号に応じて駆動することにより、各火葬体に従って適切な火葬処理を行うことができようになり、また、主ロードセルによって、先に与えられた火葬パターンを修正して火葬処理できるようになると記載されているが、特許文献1と同様に、排ガス基準を満たすまでの細かな燃焼制御は困難である。
In the cremation furnace disclosed in
特許文献3に開示された燃焼制御装置では、主燃焼室のサンプリング口に温度センサと圧力センサを配置して、両センサの出力を元に、理想データ記憶部と、シーケンス制御手段と、排気量制御手段と、火力修正手段を制御するものであるが、主燃焼室の出口の温度と圧力のみでは、排ガスの発煙や臭気、さらには、ダイオキシン濃度を基準値以下に低減する燃焼制御は困難である。
In the combustion control device disclosed in
特許文献4に開示された燃焼方法では、炉内温度センサによって計測した炉内温度の温度変化率を基準としてバーナの燃料供給量並びに空気供給量を制御するものであるが、これも、排ガス基準を満たすまでの細かな燃焼制御は困難である。
In the combustion method disclosed in
そこで本発明は、習熟を要することなく、一定レベル以上の火葬が簡単にでき、かつ、排ガス基準を満たす細かな燃焼制御を行うことのできる火葬炉の燃焼制御システムおよび火葬炉の燃焼制御方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a cremation furnace combustion control system and a cremation furnace combustion control method capable of easily performing cremation of a certain level or more without requiring proficiency and performing fine combustion control satisfying exhaust gas standards. The purpose is to provide.
前記課題を解決するため、本発明の第1の構成は、
炉内台車上に載せられた柩及びその内部に納められた遺体、副葬品等を燃焼するための主燃バーナ及び主燃焼炉2次空気量ダンパを設けた主燃焼炉と、
前記主燃焼炉に連通して設置され、再燃バーナ及び再燃焼炉2次空気量ダンパを設けた再燃焼炉と、
前記再燃焼炉からの排気を冷却する冷却器と、
前記冷却器の出口に設けられた炉出口ダンパと、
前記再燃焼炉からの排気を誘引する誘引送風機と、
前記排気を大気に排出する排気筒と、
前記主燃焼炉の炉内温度を計測する主燃焼炉温度計と、
前記再燃焼炉の炉内温度を計測する再燃焼炉温度計と、
前記排気中の排煙濃度及び酸素濃度をそれぞれ計測する排煙濃度計及び酸素濃度計と、
前記排煙濃度計で計測した排煙濃度が0で、かつ前記酸素濃度計で計測された酸素濃度を所定値以上に保つという条件を満たしながら、前記主燃バーナの出力が早く最大になるようにする主制御と、火葬前半の後期において主燃焼炉の温度が目標温度の範囲内にあれば、所定の開度だけ前記主燃焼炉2次空気量ダンパを一定時間開き、前記主燃焼炉の炉内温度が目標温度の範囲よりも高いときに前記主燃焼炉2次空気量ダンパを閉め、前記主燃焼炉の炉内温度が目標温度の範囲の中に入れば、前記主燃焼炉2次空気量ダンパを一定時間開くという動作を実行する補助制御とを行う主燃焼炉温度制御手段と
を備えたことを特徴とする火葬炉の燃焼制御システムである。
この第1の構成においては、主制御により、排煙濃度を0に保つという基本目標の下に、燃焼時間が最速になるように主燃バーナを制御すると共に、主燃焼炉の温度が高くなりすぎて、遺骨の形状を留めなくなるまでに加熱しないように、補助制御による温度制御を行う。
なお、上記において、「2次空気量」に対して「1次空気量」を規定していないが、本発明において「1次空気量」とは、主燃バーナおよび再燃バーナの燃料に混合する空気量(主燃焼炉においては、これに外部からのリーク空気量を加えた量)を指すものとする。
In order to solve the above problems, the first configuration of the present invention is:
A main combustion furnace provided with a main combustion burner and a main combustion furnace secondary air amount damper for burning the firewood placed on the bogie and the remains, sub-funders, etc.
A reburning furnace installed in communication with the main combustion furnace and provided with a reburning burner and a reburning furnace secondary air amount damper;
A cooler for cooling the exhaust from the reburning furnace;
A furnace outlet damper provided at the outlet of the cooler;
An induction fan for inducing exhaust from the reburning furnace;
An exhaust pipe for exhausting the exhaust to the atmosphere;
A main combustion furnace thermometer for measuring the furnace temperature of the main combustion furnace;
A recombustion furnace thermometer for measuring the in-furnace temperature of the recombustion furnace;
A flue gas concentration meter and an oxygen concentration meter for measuring the flue gas concentration and the oxygen concentration in the exhaust gas, respectively;
While satisfying the condition that the flue gas concentration measured by the flue gas concentration meter is 0 and the oxygen concentration measured by the oximeter is not less than a predetermined value, the output of the main combustion burner is maximized quickly. If the main combustion furnace temperature is within the target temperature range in the latter half of the first half of the cremation, the main combustion furnace secondary air amount damper is opened for a predetermined time, and the main combustion furnace When the furnace temperature is higher than the target temperature range, the main combustion furnace secondary air amount damper is closed, and if the furnace temperature in the main combustion furnace falls within the target temperature range, the main combustion furnace secondary A combustion control system for a cremation furnace, comprising a main combustion furnace temperature control means for performing auxiliary control for performing an operation of opening an air amount damper for a certain period of time.
In the first configuration, the main combustion burner is controlled so that the combustion time becomes the fastest under the basic goal of keeping the flue gas concentration at 0 by the main control, and the temperature of the main combustion furnace increases. Therefore, temperature control by auxiliary control is performed so as not to heat until the shape of the remains remains.
In the above description, the “primary air amount” is not defined with respect to the “secondary air amount”. However, in the present invention, the “primary air amount” is mixed with the fuel of the main burner and the reburn burner. The amount of air (in the main combustion furnace) refers to the amount obtained by adding the amount of air leaked from the outside to this.
本発明の第2の構成は、第1の構成において、前記再燃焼炉温度計または前記再燃焼炉の出口に設けた再燃焼炉出口温度計で計測した再燃焼炉温度信号に基づき、前記再燃焼炉の温度が目標温度に達しなければ、前記再燃バーナの出力を増し、逆に前記再燃焼炉の温度が上がりすぎた時は、まず、前記再燃バーナを消火し、不十分であれば、前記再燃焼炉2次空気量ダンパを開度調節して再燃焼炉2次空気の吹込量を増加し、それでも不足の場合は、前記再燃バーナより空気のみを投入する再燃焼炉温度制御手段を設けたことを特徴とする。
この第2の構成においては、火葬の進行に伴って被燃焼物が減少していくことから、主燃焼炉において発生する排ガス量もそれにしたがって減少することに対応して、再燃焼炉における再燃工程を、経済的に行うようにしたものである。
The second configuration of the present invention is based on the recombustion furnace temperature signal measured by the recombustion furnace thermometer or the recombustion furnace outlet thermometer provided at the outlet of the recombustion furnace in the first configuration. If the temperature of the combustion furnace does not reach the target temperature, the output of the reburning burner is increased. Conversely, when the temperature of the reburning furnace is excessively increased, first, the reburning burner is extinguished. The reburning furnace temperature control means for adjusting the opening degree of the reburning furnace secondary air amount damper to increase the reburning furnace secondary air blowing amount, and in the case where the reburning furnace secondary air blowing amount is still insufficient, It is provided.
In this second configuration, since the combustibles decrease as the cremation progresses, the amount of exhaust gas generated in the main combustion furnace also decreases accordingly. Is to be done economically.
本発明の第3の構成は、第1または第2の構成において、前記主燃焼炉には、前記炉内台車上の柩を所定高さ浮かせて、そこに2次空気を吹き込む2次空気口を複数、側壁に設けたことを特徴とする。
炉内台車上に載せた柩は、炉内台車の上面と密着しているため酸素が供給されにくく、その底部の温度が上がりにくいため、柩内部の遺体の一部は難燃部となる。そこで、この第3の構成においては、炉内台車上の柩を所定高さ浮かせて、そこに2次空気を吹き込む2次空気口を複数、側壁に設けて難燃部を主燃バーナの炎で包み込むことにより、遺体の燃焼を促進する。
According to a third configuration of the present invention, in the first or second configuration, the main combustion furnace has a secondary air port that floats a soot on the bogie inside the furnace to a predetermined height and blows secondary air into the soot. A plurality of these are provided on the side wall.
Since the soot placed on the in-furnace carriage is in close contact with the upper surface of the in-furnace carriage, it is difficult for oxygen to be supplied, and the temperature at the bottom of the soot is difficult to rise. Therefore, in this third configuration, a flame on the main combustion burner is provided by providing a plurality of secondary air ports on the side wall by floating the soot on the bogie inside the furnace at a predetermined height and blowing secondary air therethrough, and providing the flame retardant part with the flame of the main combustion burner. By wrapping with, promote the burning of the corpse.
本発明の第4の構成は、第1〜第3の構成において、前記主燃焼炉に送り込む主燃焼炉用2次空気と、前記主燃バーナに送り込む空気と、前記再燃焼炉に送り込む再燃焼炉用2次空気と、前記再燃バーナに送り込む空気とを生成する燃焼用送風機を設け、前記燃焼用送風機のヘッダーにおける空気圧を一定にするために、インバータを用いて、前記燃焼用送風機の回転数制御を行う圧力一定制御手段を設けたことを特徴とする。
この第4の構成においては、燃焼の三要素の一つである酸素、すなわち、空気量を自在に調整する方法として、燃焼用送風機を設け、ヘッダーにおける空気圧を一定にするために、インバータを用いて、燃焼用送風機の回転数制御を行う。各ラインの空気調整用ダンパの制御により、自在に空気を供給することができる。
According to a fourth configuration of the present invention, in the first to third configurations, the main combustion furnace secondary air fed into the main combustion furnace, the air fed into the main combustion burner, and the recombustion fed into the recombustion furnace A combustion blower for generating secondary air for the furnace and air fed into the reburning burner is provided, and an inverter is used to keep the air pressure in the header of the combustion blower constant, and the rotation speed of the combustion blower is A constant pressure control means for performing control is provided.
In this fourth configuration, oxygen, which is one of the three elements of combustion, that is, a method for freely adjusting the amount of air is provided with a combustion blower and an inverter is used to keep the air pressure at the header constant. Then, the rotational speed of the combustion blower is controlled. The air can be freely supplied by controlling the air adjusting damper of each line.
本発明の第5の構成は、第1〜第4の構成において、前記再燃焼炉の圧力の信号に基づいて、前記誘引送風機の回転数制御と、炉圧制御ダンパによる炉内圧の制御を行う圧力制御手段を設けたことを特徴とする。
炉内圧の制御がうまくいかないと、引きが十分でないとき燃焼ガスが炉から吹き出し、また、燃焼ガスが炉内台車の下部にまわり、炉内台車の車輪等を損傷する。逆に、引きが大きすぎるときは、外部からのリーク空気が多量に炉内に入り、炉温が上昇しにくい。そこで、この第5の構成においては、再燃焼炉の圧力の信号に基づいて、誘引送風機の回転数制御と、炉圧制御ダンパによる炉内圧の制御を行うことにより、炉内圧を制御し、燃焼ガスの吹き出しを防止すると共に、炉温を効率的に上昇させる。
According to a fifth configuration of the present invention, in the first to fourth configurations, based on the pressure signal of the recombustion furnace, the rotational speed control of the induction blower and the control of the furnace pressure by the furnace pressure control damper are performed. A pressure control means is provided.
If the control of the furnace pressure is not successful, the combustion gas blows out from the furnace when the pulling is not sufficient, and the combustion gas travels to the lower part of the furnace truck, damaging the wheels of the furnace truck. On the other hand, when the pulling is too large, a large amount of external leak air enters the furnace, and the furnace temperature hardly rises. Therefore, in this fifth configuration, based on the pressure signal of the re-combustion furnace, a speed control of the induced draft machine, and more possible to control the furnace pressure by a furnace pressure control damper to control the furnace pressure, While preventing blowing out of combustion gas, the furnace temperature is raised efficiently.
本発明の第6の構成は、第1〜第5の構成において、主燃バーナ、再燃バーナは、コントロールダンパで、ガス量、空気量が別々に制御されるものである。
この第6の構成においては、空燃比を自在に変えることができ、この結果、炎の最高温度部の位置を、主燃バーナ、再燃バーナを動かすことなく変化させることが可能となり、また、空気のみを送風することも可能となる。
According to a sixth configuration of the present invention, in the first to fifth configurations, the main combustion burner and the reburn burner are control dampers, and the gas amount and the air amount are controlled separately.
In the sixth configuration, the air-fuel ratio can be freely changed. As a result, the position of the highest temperature portion of the flame can be changed without moving the main combustion burner and the reburn burner, and the air It is also possible to blow only air.
本発明の第7の構成は、
炉内台車上に載せられた柩及びその内部に納められた遺体、副葬品等を燃焼するための主燃バーナ及び主燃焼炉2次空気量ダンパを設けた主燃焼炉と、
前記主燃焼炉に連通して設置され、再燃バーナ及び再燃焼炉2次空気量ダンパを設けた再燃焼炉と、
前記再燃焼炉からの排気を冷却する冷却器と、
前記冷却器の出口に設けられた炉出口ダンパと、
前記再燃焼炉からの排気を誘引する誘引送風機と、
前記排気を大気に排出する排気筒と、
前記主燃焼炉の炉内温度を計測する主燃焼炉温度計と、
前記再燃焼炉の炉内温度を計測する再燃焼炉温度計と、
前記排気中の排煙濃度及び酸素濃度をそれぞれ計測する排煙濃度計及び酸素濃度計とを備えた火葬炉の燃焼制御方法であって、
前記排煙濃度計で計測した排煙濃度が0で、かつ前記酸素濃度計で計測された酸素濃度を所定値以上に保つという条件を満たしながら、前記主燃バーナの出力が早く最大になるようにする主制御と、火葬前半の後期において主燃焼炉の温度が目標温度の範囲内にあれば、所定の開度だけ前記主燃焼炉2次空気量ダンパを一定時間開き、前記主燃焼炉の炉内温度が目標温度の範囲よりも高いときに前記主燃焼炉2次空気量ダンパを閉め、前記主燃焼炉の炉内温度が目標温度の範囲の中に入れば、前記主燃焼炉2次空気量ダンパを一定時間開くという動作を実行する補助制御とを行うことを特徴とする火葬炉の燃焼制御方法である。
この第7の構成においては、主制御により、排煙濃度を0に保つという基本目標の下に、燃焼時間が最速になるように主燃バーナを制御すると共に、主燃焼炉の温度が高くなりすぎて、遺骨の形状を留めなくなるまでに加熱しないように、補助制御による温度制御を行う。
The seventh configuration of the present invention is:
A main combustion furnace provided with a main combustion burner and a main combustion furnace secondary air amount damper for burning the firewood placed on the bogie and the remains, sub-funders, etc.
A reburning furnace installed in communication with the main combustion furnace and provided with a reburning burner and a reburning furnace secondary air amount damper;
A cooler for cooling the exhaust from the reburning furnace;
A furnace outlet damper provided at the outlet of the cooler;
An induction fan for inducing exhaust from the reburning furnace;
An exhaust pipe for exhausting the exhaust to the atmosphere;
A main combustion furnace thermometer for measuring the furnace temperature of the main combustion furnace;
A recombustion furnace thermometer for measuring the in-furnace temperature of the recombustion furnace;
A combustion control method for a cremation furnace comprising a flue gas concentration meter and an oxygen concentration meter that measure the flue gas concentration and the oxygen concentration in the exhaust gas, respectively,
While satisfying the condition that the flue gas concentration measured by the flue gas concentration meter is 0 and the oxygen concentration measured by the oximeter is not less than a predetermined value, the output of the main combustion burner is maximized quickly. If the main combustion furnace temperature is within the target temperature range in the latter half of the first half of the cremation, the main combustion furnace secondary air amount damper is opened for a predetermined time, and the main combustion furnace When the furnace temperature is higher than the target temperature range, the main combustion furnace secondary air amount damper is closed, and if the furnace temperature in the main combustion furnace falls within the target temperature range, the main combustion furnace secondary A combustion control method for a cremation furnace characterized by performing auxiliary control for executing an operation of opening an air amount damper for a certain period of time.
In the seventh configuration, the main combustion burner is controlled so that the combustion time becomes the fastest under the basic goal of keeping the flue gas concentration at 0 by the main control, and the temperature of the main combustion furnace increases. Therefore, temperature control by auxiliary control is performed so as not to heat until the shape of the remains remains.
本発明の第8の構成は、第7の構成において、前記再燃焼炉温度計または前記再燃焼炉の出口に設けた再燃焼炉出口温度計で計測した再燃焼炉温度信号に基づき、前記再燃焼炉の温度が目標温度に達しなければ、前記再燃バーナの出力を増し、逆に前記再燃焼炉の温度が上がりすぎた時は、まず、前記再燃バーナを消火し、不十分であれば、前記再燃焼炉2次空気量ダンパを開度調節して再燃焼炉2次空気の吹込量を増加し、それでも不足の場合は、前記再燃バーナより空気のみを投入することを特徴とする。
この第8の構成においては、火葬の進行に伴って被燃焼物が減少していくことから、主燃焼炉において発生する排ガス量もそれにしたがって減少することに対応して、再燃焼炉における再燃工程を、経済的に行うようにしたものである。
According to an eighth configuration of the present invention, in the seventh configuration, based on the recombustion furnace temperature signal measured by the recombustion furnace thermometer or the recombustion furnace outlet thermometer provided at the outlet of the recombustion furnace, If the temperature of the combustion furnace does not reach the target temperature, the output of the reburning burner is increased. Conversely, when the temperature of the reburning furnace is excessively increased, first, the reburning burner is extinguished. The reburning furnace secondary air amount damper is adjusted to increase the opening amount of the reburning furnace secondary air, and if it is still insufficient, only air is supplied from the reburning burner.
In the eighth configuration, since the combustibles decrease as the cremation progresses, the amount of exhaust gas generated in the main combustion furnace also decreases accordingly. Is to be done economically.
本発明の第9の構成は、第7または第8の構成において、排煙濃度が0から小さくジャンプを繰り返し出したときに、炉内圧を負圧ぎみにし、前記主燃バーナの出力を下げ、これでも排煙濃度が上昇する場合には、ただちに前記主燃バーナを停止し、炉内圧を負圧ぎみにすることを特徴とする。
この第9の構成においては、炉内圧を負圧ぎみにすることにより、主燃焼炉のリーク空気が増え、燃焼用空気が供給されることになり、不完全燃焼が解消される。また、主燃バーナの出力を下げるか消すことにより主燃焼炉2次空気量をしぼることにより、排煙をほぼ確実に止めることができる。
A ninth configuration of the present invention is the seventh or eighth configuration, in which when the flue gas concentration is small from 0 and repeatedly jumps, the furnace pressure is made negative and the output of the main combustion burner is reduced. If the flue gas concentration still increases, the main combustion burner is immediately stopped and the furnace pressure is made negative.
In the ninth configuration, by making the furnace pressure negative, the leakage air of the main combustion furnace is increased and combustion air is supplied, thereby eliminating incomplete combustion. Further, by reducing or eliminating the output of the main combustion burner to reduce the amount of secondary air in the main combustion furnace, smoke can be stopped almost certainly.
本発明の第10の構成は、第7〜第9の構成において、前記主燃焼炉における酸素濃度の変化率を演算し、これが一定以上になると、前記主燃バーナを消火するという制御を行うことを特徴とする。
この第10の構成においては、発煙する以前に制御を開始することにより、より最適な燃焼を行うことが可能となる。
According to a tenth configuration of the present invention, in the seventh to ninth configurations, the oxygen concentration change rate in the main combustion furnace is calculated, and when this exceeds a certain level, the main combustion burner is extinguished. It is characterized by.
In the tenth configuration, it is possible to perform more optimal combustion by starting the control before smoking.
本発明の第11の構成は、第7〜第10の構成において、前記主燃焼炉の温度が一定温度より高い場合に、主燃焼炉2次空気の吹き込みを、所定の吹込みタイミング、吹込み量(時間)で行うことを特徴とする。
この第11の構成においては、遺体の難燃部の燃焼促進制御を目的とするものであり、主燃焼炉温度が低いときには主燃焼炉温度が下がらないように主燃焼炉2次空気の吹き込みを行わず、主燃焼炉の温度が一定温度より高い場合に2次空気の吹き込みを行うようにして、燃焼促進を図るものである。
According to an eleventh configuration of the present invention, in the seventh to tenth configurations, when the temperature of the main combustion furnace is higher than a certain temperature, the main combustion furnace secondary air is blown at a predetermined blowing timing, It is characterized by being carried out in quantity (time).
The eleventh configuration is intended for combustion promotion control of the flame retardant part of the corpse. When the main combustion furnace temperature is low, the main combustion furnace secondary air is blown so that the main combustion furnace temperature does not decrease. Without this, the combustion is promoted by blowing secondary air when the temperature of the main combustion furnace is higher than a certain temperature.
本発明によれば、燃焼の自動化により、習熟を要することなく、一定レベル以上の火葬が簡単にでき、かつ、排ガス基準を満たす細かな燃焼制御を行うことのできる火葬炉の燃焼制御システムおよび火葬炉の燃焼制御方法が得られる。 According to the present invention, the combustion control system and the cremation of the cremation furnace which can easily perform cremation of a certain level or more and perform fine combustion control satisfying the exhaust gas standard without requiring mastery by automation of combustion. A furnace combustion control method is obtained.
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いながら説明する。
効率よく自動運転を行うためには、炉の各機器の性能を維持しつつ、炉をコンピュータ制御に適したシステムにする必要がある。このために他の火葬炉にはない種々の工夫を施しているが、以下にそれを述べる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In order to perform automatic operation efficiently, it is necessary to make the furnace suitable for computer control while maintaining the performance of each equipment of the furnace. For this purpose, various ideas not available in other cremation furnaces are given below.
現行の一般的な火葬炉の燃焼制御システムの構成を図2に示す。
図2において、1,1’は冷却室、2,2’は主燃焼炉、7,7’は再燃焼炉、8,8’は冷却器、9,9’は炉出口ダンパ、10はバグフィルタ、11は触媒、12は誘引送風機、13は排気筒である。なお、この火葬炉の燃焼制御システムでは、冷却室1,1’〜炉出口ダンパ9,9’を2系統備えており、共通のバグフィルタ10〜排気筒13を設けているが、1系統でも、3系統以上のシステムでも構わない。
FIG. 2 shows a configuration of a current general cremation furnace combustion control system.
In FIG. 2, 1, 1 'is a cooling chamber, 2, 2' is a main combustion furnace, 7, 7 'is a recombustion furnace, 8, 8' is a cooler, 9, 9 'is a furnace outlet damper, and 10 is a bug. A filter, 11 is a catalyst, 12 is an induction blower, and 13 is an exhaust pipe. In this cremation furnace combustion control system, the cooling
本実施の形態において、悪臭やダイオキシン類等の排出防止のため、火葬炉には再燃焼炉7,7’およびバグフィルタ10、ダイオキシン類分解触媒11等が取り付けられているが、とりわけ、再燃焼炉7,7’の設計および運転法は非常に重要である。それは、再燃焼炉7,7’が火葬炉における公害防止機器の中心となる設備であり、再燃焼炉7,7’の運転状態の善し悪しが、排ガスの質に大きく影響し、結果としてバグフィルタ10の寿命や触媒塔の触媒11の寿命を左右し、かつ、バグフィルタ10で集められた飛灰の質に影響することになるからである。
In the present embodiment, the cremation furnace is provided with the
主燃焼炉2、2’は被燃焼物の燃焼をつかさどるところであり、前述の火葬前半および火葬後半に対応するための工夫が凝らしてある。2次空気の吹込口は、炉内台車の上12cm程度の側壁に両側数か所ずつ設けてある。図3に、(a)火葬前半、(b)火葬後半における主燃焼炉内の状況を示す。
The
火葬点火直前においては、図3(a)のように、柩4が主燃焼炉2の容積の80%程度を占めていて、点火後に、被燃物の容積が徐々に減少する。この場合、不足する燃焼用空気は、炉内台車3と側壁の間を通って炉内に入ってくるリーク空気と、2次空気で補われることになる。柩4の中の副葬品が多い場合や、遺体の脂肪分が高い場合、2次空気の過度の使用は、燃焼をあおりすぎることになるので、燃焼が暴走しないように2次空気量をコントロールすることが必要である。リーク空気量は、炉内圧に反比例するが、炉内台車3の下部に高温の燃焼ガスが入り込まないように主燃焼炉2を常に負圧に保つ必要があるので、常に主燃焼炉内にリーク空気は導入されている。
Immediately before the cremation ignition, as shown in FIG. 3A, the
火葬後半においては、図3(b)に示すように、遺体の腹部を中心とした水分の多い、いわゆる難燃部を主燃バーナ14の火炎により焼却することとなる。難燃部は、表面が主燃バーナ14の炎の熱により炭化して、炭素被膜でおおわれたような状態となる。このような状態では、外部をおおっている炭素の熱伝導率が小さいことと、炭素被膜により、酸素の拡散が阻止されることから、さらに燃焼が困難な状況となる。この難燃物の燃焼の促進は、表面の炭素被膜をうまく燃やしてやることが、ポイントとなる。
In the second half of the cremation, as shown in FIG. 3 (b), a so-called flame-retardant portion having a large amount of moisture centered on the abdomen of the body is incinerated by the flame of the
そのためには、
(1)難燃部の温度上昇のための熱の効率的供給、
(2)難燃部燃焼のための空気(酸素)の効率的供給、
が必要である。
(1)では、水分の蒸発熱をうまく供給してやるのはもちろんのこと、全面の炭素を効率的に燃焼させるために1000℃以上の高温保持が必要となる(大気汚染全国協議会編:大気汚染ハンドブック(3)、燃焼編、コロナ社(1973)参照)。
これを実現するために、架台5を使用して炉内台車3より10cm程度浮かせて、遺体Bの難燃部を主燃バーナ14の炎でつつみ込む。また、(2)を実現するために、炉壁の2次空気口より高速の空気を遺体Bの難燃部に向けて吹き込む。
for that purpose,
(1) Efficient supply of heat to raise the temperature of the flame retardant part,
(2) Efficient supply of air (oxygen) for flame retardant combustion
is required.
In (1), not to mention the'll be well supplied moisture evaporation heat, total surface carbon efficiently 1000 for combustion ℃ high temperature above the holding of required (air pollution National Council ed: Air (See Contamination Handbook (3), Combustion, Corona (1973)).
In order to realize this, the
主燃焼炉2から排出される排ガスの量は均一ではなく、特に火葬前半は量も多く、不完全燃焼の状態で排出される。これを完全燃焼させるために、図4(a)に示すように、再燃焼炉7が主燃焼炉2に続いて設置される。再燃焼炉7には、昇温と温度維持のために再燃バーナ15を設置し、また、酸素濃度維持のための2次空気の吹き込み口16を再燃バーナ15の下部に設けている。再燃焼炉7には混合性の良さ、および十分なガスの滞留時間が必要であるが、図4(b),(c)に示す構造の通り、炉内に適当な絞り17,18を設けることにより、燃焼ガスと2次空気の混合性を確保している。これらの混合特性は、藤原健史らの研究「バッチ式焼却炉のごみ燃焼モデルの開発」(藤原健史、鈴木悠司、武田信生、高岡正輝、江口正司:バッチ式焼却炉のごみ燃焼モデルの開発、学会誌「EICA」、第7巻、第2号93−96(2002))で検証されている。再燃焼炉7の容量は、最大排ガス量に対し燃焼ガスの滞留時間が2秒以上確保される大きさとしている。再燃焼炉7は、主燃焼炉2に続いて設置されるため、主燃焼炉2の炉圧制御性は、再燃焼炉7の炉内圧変動に対する応答特性にかかっている。再燃焼炉7の圧力損失が大きいと、応答特性も下がる。したがって、混合特性を維持しつつ、圧力損失が比較的小さい構造とし、図4のような構造を採用した。
The amount of exhaust gas discharged from the
燃焼の三要素の一つである酸素、すなわち、空気を供給するシステムは物を燃焼させる上で重要なファクターである。
空気量を自在に調整する方法として、図5に示すように、燃焼用送風機20とコントロールダンパ21a〜21dによるシステムを構築し、ヘッダー22における空気圧を一定にするために、インバータ23を用いて、燃焼用送風機20の回転数制御を行っている。ヘッダー22に設けた圧力計24で燃焼用送風機20のヘッダー圧力を計測し、各ラインのコントロールダンパ21a〜21dを調節器25により制御することにより、主燃バーナ用空気、主燃焼炉用2次空気、再燃バーナ用空気、再燃焼炉用2次空気を、自在に供給することができる。
A system that supplies oxygen, that is, air, which is one of the three elements of combustion, is an important factor in burning an object.
As a method of adjusting the amount of air freely, as shown in FIG. 5, a system using a
炉にとって炉内圧力の制御は極めて重要であり、炉内圧力の制御の善し悪しがその炉の性能を決定づけるといっても過言ではない。
炉内圧の制御がうまくいかないと
(1)引きが十分でないとき
・燃焼ガスが炉から吹き出す。
・燃焼ガスが炉内台車の下部にまわり、炉内台車の車輪等を損傷する。
(2)引きが大きすぎるとき
・外部からのリーク空気が多量に炉内に入り、炉温が上昇しにくい。
(2)の場合、炉温を維持するための燃料消費量が増大し、結果として、排ガス量が増えることになり、省エネルギーの観点からも好ましくない。
炉内圧の制御は、図6に示すように、炉出口ダンパ9,9’と誘引送風機12により行うシステムを構築している。各再燃焼炉7,7’の圧力の信号を調節器26に送り、誘引送風機12の回転数制御と、炉出口ダンパ9,9’とによって、炉内圧を制御する方法である。
Control of the furnace pressure is extremely important for the furnace, and it is no exaggeration to say that the quality of the furnace pressure determines the performance of the furnace.
If the pressure inside the furnace is not well controlled (1) When pulling is not enough • Combustion gas blows out of the furnace.
-Combustion gas will travel to the bottom of the furnace truck and damage the wheels of the furnace truck.
(2) When the pull is too large ・ A large amount of external leak air enters the furnace and the furnace temperature is unlikely to rise.
In the case of (2), the fuel consumption for maintaining the furnace temperature increases, resulting in an increase in the amount of exhaust gas, which is not preferable from the viewpoint of energy saving.
As shown in FIG. 6, the furnace pressure is controlled by a
バーナ(主燃バーナ14,再燃バーナ15)は、図7に示すように、コントロールダンパ29a,29bで、ガス量、空気量を、調節器28により別々に制御するシステムとしている。このことにより、主燃バーナ14と再燃バーナ15の空燃比を自在に変えることができ、この結果、炎の最高温度部の位置を、バーナ14,15を動かすことなく変化させることが可能となる。また、空気のみを送風することも可能である。
As shown in FIG. 7, the burners (the
燃焼に関わる制御システムの構成を図8に示す。制御用コンピュータ30は、計測信号の入力が6点、操作信号の出力が6点となっている。本実施形態では、計測信号は、主燃焼炉温度計31、炉内圧計32、再燃焼炉温度計33、再燃焼炉出口温度計34、酸素濃度計35、排煙濃度計36であり、操作信号は、主燃焼炉2次空気量ダンパ37、主燃焼炉バーナ出力38、再燃焼炉2次空気量ダンパ39、再燃焼炉バーナ出力40、炉出口ダンパ41、誘引送風機回転数42である。操作側とのインターフェイスには、液晶表示器等の操作盤タッチパネル43を採用し、各々のデータの表示や、各機器の運転状態の表示を行うとともに、各機器のマニュアル操作も行えるようにしている。
FIG. 8 shows the configuration of a control system related to combustion. The
<制御の構成>
制御の構成は、図9に示すようであり、主制御は、6つのサブ制御を伴っていて、かつ、経験則による制御を通して相互に連動している。本実施形態のサブ制御は、主燃焼炉温度制御、再燃焼炉温度制御、炉内圧制御、再燃焼炉酸素濃度制御、排煙濃度制御、燃焼促進制御である。
<Control configuration>
The configuration of the control is as shown in FIG. 9, and the main control is accompanied by six sub-controls, and is linked to each other through empirical control. The sub-controls of this embodiment are main combustion furnace temperature control, recombustion furnace temperature control, furnace pressure control, recombustion furnace oxygen concentration control, flue gas concentration control, and combustion acceleration control.
(1)主制御
主制御は、火葬炉本来の目的が、遺体を焼却して、早く焼骨にするということであるから、排煙濃度計36の値を0に保ち、酸素濃度を6%以上(火葬初期は3%程度以上)に保ちながら、主燃バーナ14の出力を早く最大にするという、極めて単純なものである。
(1) Main control Main control is that the original purpose of the cremation furnace is to incinerate the body and quickly burn it, so the value of the flue
(2)主燃焼炉温度制御
主燃焼炉の温度の制御は、図10に示すように、主燃焼炉温度計31の信号を制御用コンピュータ30に取り込んで、主燃バーナ14の出力および主燃焼炉2次空気量を変化させるが、主たる操作は、主燃バーナ14の出力である。すなわち、炉温が低ければ、主燃バーナ14の出力を上昇させ、炉温が高くなれば、主燃バーナ14の出力を低下させる。しかしこの制御方法では、火葬の前半では、被燃焼物が多量に主燃焼炉2内にあるために、主燃バーナ14は最小、または消火の状態を維持することになることから、主燃焼炉2次空気量の操作が重要となる。火葬前半で主燃焼炉2次空気を導入すると、主燃焼炉2の温度は一般的に上昇する傾向があるが、実際には、被燃焼物の発熱量および主燃焼炉2次空気導入のタイミング、量に左右されるため降下する場合もある。この時点で、燃焼が暴走し、まったく手の付けられない状態になることだけは、絶対に避けなければならない。何故なら、燃焼させているのは遺体であって、水をかけて燃焼を減速させるような処置はとれないからである。この解決策として、経験則に基づく制御の追加を行い、目標温度の範囲(800℃〜1100℃程度)内で主燃焼炉温度制御を行っている。ここでは、「2次空気を吹き込んだときに、温度が上昇すれば、被燃焼物の発熱量が高く、下降すれば、発熱量が低い」という経験則を基に制御ロジックを構成している。すなわちまず、火葬前半の後期において温度の条件が満たされれば、X%だけ2次空気量ダンパを一定時間開く。この時、目標温度の範囲の中にあれば、目標の動作を繰り返し、そうでなければ、この動作はやめる。ここで、時間および温度条件、目標温度は、経験によって決められた値を使用していて、被燃焼物の発熱量が大きい場合に主燃バーナ14の最低出力または、消火の状態で、2次空気のみで良好な燃焼を行うことができる。
もちろん、被燃焼物の発熱量が小さい時は、主燃バーナ14の出力が上昇し、燃焼を維持しようとする制御が働く。
(2) Main Combustion Furnace Temperature Control As shown in FIG. 10, the main combustion furnace temperature control is performed by fetching the signal from the main
Of course, when the calorific value of the combusted material is small, the output of the
(3)再燃焼炉温度制御
図11に再燃焼炉の温度制御系統を示す。再燃焼炉7の温度制御は、再燃焼炉出口温度計34または再燃焼炉温度計33の信号を制御用コンピュータ30に取り込んで、再燃バーナ15の出力を変化させることが主である。再燃焼炉7の温度が目標温度に達しなければ、再燃バーナ15の出力を増し、逆に再燃焼炉7の温度が上がりすぎた時は、まず、再燃バーナ15を消火し、不十分であれば、再燃焼炉2次空気の吹込量を増加し、それでも不足の場合は、再燃バーナ15より空気のみを投入する。再燃焼炉2次空気量および再燃バーナ15からの空気量は、コントロールモーター付ダンパ21aで自在に制御できる。ここでは、再燃バーナ15を消火するタイミングと、再燃焼炉7に設置された2つの温度計33,34の使用法に経験則を用いている。
(3) Recombustion furnace temperature control FIG. 11 shows a recombustion furnace temperature control system. The temperature control of the
火葬は、被燃焼物が減少していくことから、排ガス量もそれに伴って減少するので、最大ガス量に対して設計された再燃焼炉を、最初から最後まで同じ状態で使用するのは不経済である。 In cremation, since the amount of combustibles decreases, the amount of exhaust gas also decreases accordingly, so it is not possible to use a reburning furnace designed for the maximum gas amount from the beginning to the end in the same state. It is an economy.
したがって、次のような制御を行っている。
(a)火葬前半
・再燃焼炉を代表する温度を測定する温度計として、再燃焼炉7の上段に設置した再燃焼炉出口温度計34を使用する。
・再燃バーナ15を着火状態にする。
Therefore, the following control is performed.
(A) First half of cremation-A recombustion
-Set the
(b)火葬後半
・再燃焼炉7を代表する温度を測定する温度計として、再燃焼炉7の中段に設置した再燃焼炉温度計33を使用する。
・再燃バーナ15を消火する。
ここで問題となるのが、火葬前半と後半の見極めであり、この判断に経験則を使用している。火葬時間、主燃バーナ出力、主燃焼炉2次空気量、主燃焼炉温度変化率により、主燃焼炉が、主燃バーナ14を中心とした焼却状態か否かを見極め、この時点以降を後半と判断し、(b)の制御を行っている。判断基準値は全て経験則により決定した。この改善により、燃料使用量が削減された。
(B) The second half of the cremation-As the thermometer for measuring the temperature representative of the
-Extinguish the
The problem here is the determination of the first half and the second half of the cremation, and rules of thumb are used for this judgment. Determine whether the main combustion furnace is incineration centered on the
(4)炉内圧制御
本火葬システムでは、図12に示すように、2炉の火葬炉C,C’に対して、1つの誘引送風機12が設けられているため、2つの火葬炉C,C’の制御用コンピュータ30,30’が連携して誘引送風機12を操作し、それぞれの炉内圧を制御している。2台の制御用コンピュータ30,30’の内、1台が誘引送風機12の操作権を持つ。また、2台の制御用コンピュータ30,30’は、相互に通信し合って、情報の共有化を行っている。
(4) Furnace pressure control In this cremation system, as shown in FIG. 12, since one
制御法は、2つの火葬炉内圧の内、高い方、例えば火葬炉Cを制御対象とし、設定した炉内圧が維持されるよう、誘引送風機12を制御する。こうすると、他方の火葬炉C’は負圧が大きくなり、いわゆる、引きすぎの状態になる。この他方の火葬炉C’の炉出口ダンパ9’を所定の圧力になるまで閉めることにより、設定した圧力となる。制御用コンピュータ30,30’は、図13に示すように、相互に結合されていて、共通部D(誘引送風機12)の操作権の切り替えが可能であるとともに、一方の制御用コンピュータがダウンしても、他方の制御用コンピュータで制御が補完できる二重化システムとなっている。
The control method targets the higher one of the two cremation furnace internal pressures, for example, the cremation furnace C, and controls the
炉内圧制御は、「火葬前半は、多量の燃焼ガスが急激に発生するので、炉内圧は負圧を若干大きくとったほうがよく、後半は、少ない燃料で主燃焼炉温度を高温に維持するために、負圧を小さくした方がよい」という経験則に基づいて行う。具体的には、たとえば、「主燃バーナ点火から、柩着火確認までは、圧力Y1に設定。」「柩着火確認から、Xi分未満までは、圧力Y2に設定」というように、炉内圧力の目標値を火葬工程に合わせて細かく9段階に設定し変更する。ここで、Xi,Yiの値は経験則により決定された値である。この方法も燃料使用量の削減に役立っている。 The furnace pressure control is: “In the first half of the cremation, a large amount of combustion gas is generated abruptly, so it is better to make the furnace pressure slightly negative, and in the second half the main combustion furnace temperature is kept high with less fuel. In addition, it is better to reduce the negative pressure based on an empirical rule. Specifically, for example, “the pressure Y1 is set from the main burner ignition to the soot ignition confirmation”, and “the pressure Y2 is set from the soot ignition confirmation to less than Xi minutes”. The target value is set to 9 levels and changed according to the cremation process. Here, the values of Xi and Yi are values determined by empirical rules. This method also helps to reduce fuel consumption.
(5)排煙濃度制御
この制御の系統を図14に示す。排煙濃度とは、煙道に対向して投光器、受光器を取り付け、測定光の減衰度を演算し、ダスト濃度を「光透過率濃度(%OPACITY)」で示した値である。排煙濃度の制御は、再燃焼炉に酸素濃度計が設置されるまでは、燃焼制御の中心となる最も重要な制御であった。そもそも、ダスト濃度が高くなるということは再燃焼炉制御システムが正常に機能している条件下では、再燃焼炉の処理能力を越えて燃焼ガスが発生していることを意味している。ダスト濃度を下げる方法としては一般的に以下の方法がある。
(5) Smoke concentration control This control system is shown in FIG. The flue gas density is a value indicating the dust density as “light transmittance density (% OPACITY)” by installing a projector and a light receiver facing the flue, calculating the attenuation of the measurement light. Control of flue gas concentration was the most important control that became the center of combustion control until an oximeter was installed in the reburning furnace. In the first place, an increase in dust concentration means that combustion gas is generated exceeding the processing capacity of the reburning furnace under the condition that the reburning furnace control system is functioning normally. In general, there are the following methods for reducing the dust concentration.
(a)炉内圧を引きぎみにする。主燃焼炉2のリーク空気が増え、燃焼用空気が供給されることになり、不完全燃焼が解消される。
(b)主燃バーナ14の出力を下げる、または消す。主燃焼炉2次空気量をしぼる。
(A) The furnace pressure is used as a key. Leakage air in the
(B) Reduce or turn off the output of the
この制御は、経験則に基づいている。(a)の段階で排煙が消える場合、燃焼ガス量は、再燃焼炉容量に対してさほど多くないと考えられるのに対し、(b)の段階で、しかも主燃バーナ14を消すことのみによって排煙が消える場合は、燃焼ガスは再燃焼炉容量を大幅に越えていることを意味する。したがって、排煙濃度計36の針が、0から小さくジャンプを繰り返し出すと、炉内圧を負圧ぎみにし、主燃バーナ14の出力を下げる。これでも排煙濃度計が上昇するようであったら、ただちに主燃バーナ14を停止し、炉内圧を負圧ぎみにする。この段階でほぼ確実に排煙が防止できる。ただし、この排煙濃度制御は、排煙が検出されて始めて制御がかかるので、いわゆる後追い制御となる。
This control is based on heuristics. When the flue gas disappears in the stage (a), the amount of combustion gas is considered not to be so large with respect to the reburning furnace capacity, whereas in the stage (b), only the
(6)酸素濃度制御
図15に示すように、再燃焼炉7出口の酸素濃度を、再燃バーナ15の出力と再燃焼炉2次空気の量で制御する。酸素濃度の目標値は通常で6%、火葬前半で3%程度としている。再燃焼炉2次空気量のみで酸素濃度が目標値に届かない時には、再燃バーナ15を停止して、空気のみを再燃バーナ15から吹き込む。酸素濃度と排煙濃度には明らかな相関があるため、炉の状況をもとに、経験則で操作できる。基本的には、酸素濃度が1%を切れば確実に発煙する。したがって、この経験則を使って、主燃バーナ14と主燃焼炉2次空気量を排煙濃度制御と同様に操作することができる。しかも、排煙濃度制御が後追い制御、つまり、排煙が出てから制御を行うのに対し、発煙する以前に制御を開始して、より最適な燃焼を行うことが経験則で可能となった。一般的に発煙しそうになると、急速に酸素濃度が減少するという現象から、酸素濃度の変化率を演算し、これが一定以上になると、主燃バーナ14を消火するという制御を行うこととした。ここで、この変化率の値が変わる点は経験値となる。この制御を導入することで、ほぼ確実に発煙を止めることが可能となった。このことから、酸素濃度制御を行えば、排煙濃度制御は副次的な制御となった。したがって、現在では、排煙濃度制御は、酸素濃度制御のバックアップとしての位置づけとしている。
(6) Oxygen Concentration Control As shown in FIG. 15, the oxygen concentration at the outlet of the
(7)燃焼促進制御
図16に燃焼促進制御の系統を示す。主燃焼炉2の説明の項で火葬後半における遺体Bの難燃部の燃焼の促進について述べたが、主燃焼炉2次空気の吹込み方法が、重要なポイントとなる。すなわち、主燃焼炉温度条件、吹込みタイミング、吹込み量である。これらは、経験則で決め、主燃焼炉温度計31で計測した主燃焼炉温度に基づき、制御用コンピュータ30に予め設定している。温度条件については、一定温度より高い場合しか2次空気の吹き込みを行わないとした。これは、主燃焼炉温度が低いと、燃焼促進効果が小さいことに加え、かえって主燃焼炉温度を下げてしまい、昇温のためにムダな燃料を使用するからである。吹込みタイミング、吹込み量(時間)のいずれも経験則で決定している。
(7) Combustion Promotion Control FIG. 16 shows a combustion promotion control system. In the description of the
<制御結果>
実運転における、自動燃焼システムによる炉内圧力、温度(主燃焼炉、再燃焼炉)、酸素濃度、排煙濃度、一酸化炭素濃度の制御結果を図17〜図20に示す。炉内圧力については、ほぼ、−30Pa〜−10Paの範囲に入り、しかも、火葬後半に進むにつれ、負圧の大きさが小さくなっていることがわかる。次に、主燃焼炉、再燃焼炉温度も、要求される温度領域を維持している。また、酸素濃度も火葬前半においては3%、後半においては6%以上をキープしている。一酸化炭素の発生も極めて小さい。火葬初期には少量発生しているがこれは、燃料に灯油を使用したため、着火時に一酸化炭素が発生するという理由による。なお、本炉は、手動操作は一切行っておらず、全般に亘って、自動運転されている。また、デレッキ操作も一切行っていない。以上の事により、本自動燃焼システムは、極めて有効な火葬炉の燃焼システムといえる。
<Control result>
FIG. 17 to FIG. 20 show control results of furnace pressure, temperature (main combustion furnace, recombustion furnace), oxygen concentration, flue gas concentration, and carbon monoxide concentration by an automatic combustion system in actual operation. It can be seen that the pressure in the furnace almost falls within the range of −30 Pa to −10 Pa, and the magnitude of the negative pressure decreases as the cremation progresses. Next, the main combustion furnace and recombustion furnace temperatures also maintain the required temperature range. In addition, the oxygen concentration keeps 3% in the first half of the cremation and 6% or more in the second half. The generation of carbon monoxide is extremely small. A small amount of cremation was generated at the beginning of the cremation, because kerosene was used as fuel, and carbon monoxide was generated during ignition. In addition, this furnace does not perform manual operation at all and is automatically operated over the whole. Also, no derecking operation is performed. From the above, this automatic combustion system can be said to be an extremely effective cremation furnace combustion system.
<まとめ>
火葬炉の燃焼制御システムに経験則を取り入れ、制御の安定性と速応性を向上させた。本実施の形態の効果をまとめると以下のとおりである。
<Summary>
Incorporating heuristics combustion control system of cremation furnace, with improved stability and quick response of the control. The effects of the present embodiment are summarized as follows.
1)火葬は、前半は、被燃焼物が多量に主燃焼炉に存在するため自燃となり、後半は、水分の多い遺体の腹部を、主燃バーナの火力で焼却するという、1つの炉で2つの異なる燃焼方式を行うユニークな燃焼工程であり、これを効率良く行うために、主燃焼炉の炉壁に2次空気吹込口、および炉内台車上に架台を設けた。 1) Cremation is self-combustion in the first half due to the presence of a large amount of combustibles in the main combustion furnace. In the second half, the abdomen of the dead body is incinerated with the heat of the main combustion burner. This is a unique combustion process that uses two different combustion methods. In order to efficiently perform this process, a secondary air inlet is provided on the furnace wall of the main combustion furnace, and a stand is provided on the carriage in the furnace.
2)主燃焼炉から、再燃焼炉に導入される排ガスは、量的に変化するが、これを効率良く運転するために、再燃焼炉の炉型を円筒型竪型とし、内部に絞りを二段設けることにより排ガスの混合性を向上させた。また、酸素濃度制御を取り入れた。さらに炉圧制御応答性を向上させた。 2) Exhaust gas introduced from the main combustion furnace into the recombustion furnace changes quantitatively. To operate this efficiently, the furnace type of the recombustion furnace is a cylindrical saddle and the inside is throttled. Mixing of exhaust gas was improved by providing two stages. In addition, oxygen concentration control was adopted. Furthermore, the furnace pressure control response was improved.
3)バーナの出力制御、燃焼用空気の供給量制御、炉圧制御を制御用コンピュータにより行えるようにシステムを構成した。 3) The system was configured so that burner output control, combustion air supply amount control, and furnace pressure control could be performed by a control computer.
4)燃焼制御プログラムは、燃焼理論に加えて経験則を取り入れ作成した。この結果、間欠運転であっても、主燃焼炉では安定した燃焼が行われ、炉圧制御の速応性の向上と相俟って再燃焼炉でも安定した燃焼が行われる。
以上の結果として、安定した燃焼が行われる火葬炉が完成した。
4) The combustion control program was created by incorporating empirical rules in addition to the combustion theory. As a result, even in the intermittent operation, stable combustion is performed in the main combustion furnace, and stable combustion is also performed in the recombustion furnace in combination with improvement in the rapid response of the furnace pressure control.
As a result, a cremation furnace with stable combustion was completed.
本発明は、燃焼の自動化により、一定レベル以上の火葬が誰にでも簡単にでき、かつ、排ガス基準を満たす細かな燃焼制御を行うことのできる火葬炉の燃焼制御システムおよびその燃焼制御方法として好適に利用することができる。 The present invention is suitable as a combustion control system for a cremation furnace and a combustion control method for the cremation furnace that can easily perform cremation of a certain level or more by anyone and can perform fine combustion control satisfying exhaust gas standards by automating combustion. Can be used.
1,1’ 冷却室
2,2’ 主燃焼炉
3 炉内台車
4 柩
5 架台
6 遺骨
7,7’ 再燃焼炉
8,8’ 冷却器
9,9’ 炉出口ダンパ
10 バグフィルタ
11 触媒
12 誘引送風機
13 排気筒
14 主燃バーナ
15 再燃バーナ
16 2次空気の吹き込み口
17,18 絞り
20 燃焼用送風機
21a〜21d コントロールダンパ
22 ヘッダー
23 インバータ
24 圧力計
25,26 調節器
27 インバータ
28 調節器
29a,29b コントロールダンパ
30 制御用コンピュータ
31 主燃焼炉温度計
32 炉内圧計
33 再燃焼炉温度計
34 再燃焼炉出口温度計
35 酸素濃度計
36 排煙濃度計
37 主燃焼炉2次空気量ダンパ
38 主燃焼炉バーナ出力
39 再燃焼炉2次空気量ダンパ
40 再燃焼炉バーナ出力
41 炉出口ダンパ
42 誘引送風機回転数
43 操作盤タッチパネル
B 遺体
C,C’ 火葬炉
D 共通部
1, 1 '
Claims (11)
前記主燃焼炉に連通して設置され、再燃バーナ及び再燃焼炉2次空気量ダンパを設けた再燃焼炉と、
前記再燃焼炉からの排気を冷却する冷却器と、
前記冷却器の出口に設けられた炉出口ダンパと、
前記再燃焼炉からの排気を誘引する誘引送風機と、
前記排気を大気に排出する排気筒と、
前記主燃焼炉の炉内温度を計測する主燃焼炉温度計と、
前記再燃焼炉の炉内温度を計測する再燃焼炉温度計と、
前記排気中の排煙濃度及び酸素濃度をそれぞれ計測する排煙濃度計及び酸素濃度計と、
前記排煙濃度計で計測した排煙濃度が0で、かつ前記酸素濃度計で計測された酸素濃度を所定値以上に保つという条件を満たしながら、前記主燃バーナの出力が早く最大になるようにする主制御と、火葬前半の後期において主燃焼炉の温度が目標温度の範囲内にあれば、所定の開度だけ前記主燃焼炉2次空気量ダンパを一定時間開き、前記主燃焼炉の炉内温度が目標温度の範囲よりも高いときに前記主燃焼炉2次空気量ダンパを閉め、前記主燃焼炉の炉内温度が目標温度の範囲の中に入れば、前記主燃焼炉2次空気量ダンパを一定時間開くという動作を実行する補助制御とを行う主燃焼炉温度制御手段と
を備えたことを特徴とする火葬炉の燃焼制御システム。 A main combustion furnace provided with a main combustion burner and a main combustion furnace secondary air amount damper for burning the firewood placed on the bogie and the remains, sub-funders, etc.
A reburning furnace installed in communication with the main combustion furnace and provided with a reburning burner and a reburning furnace secondary air amount damper;
A cooler for cooling the exhaust from the reburning furnace;
A furnace outlet damper provided at the outlet of the cooler;
An induction fan for inducing exhaust from the reburning furnace;
An exhaust pipe for exhausting the exhaust to the atmosphere;
A main combustion furnace thermometer for measuring the furnace temperature of the main combustion furnace;
A recombustion furnace thermometer for measuring the in-furnace temperature of the recombustion furnace;
A flue gas concentration meter and an oxygen concentration meter for measuring the flue gas concentration and the oxygen concentration in the exhaust gas, respectively;
While satisfying the condition that the flue gas concentration measured by the flue gas concentration meter is 0 and the oxygen concentration measured by the oximeter is not less than a predetermined value, the output of the main combustion burner is maximized quickly. If the main combustion furnace temperature is within the target temperature range in the latter half of the first half of the cremation, the main combustion furnace secondary air amount damper is opened for a predetermined time, and the main combustion furnace When the furnace temperature is higher than the target temperature range, the main combustion furnace secondary air amount damper is closed, and if the furnace temperature in the main combustion furnace falls within the target temperature range, the main combustion furnace secondary A combustion control system for a cremation furnace, comprising a main combustion furnace temperature control means for performing auxiliary control for performing an operation of opening an air amount damper for a predetermined time.
前記主燃焼炉に連通して設置され、再燃バーナ及び再燃焼炉2次空気量ダンパを設けた再燃焼炉と、
前記再燃焼炉からの排気を冷却する冷却器と、
前記冷却器の出口に設けられた炉出口ダンパと、
前記再燃焼炉からの排気を誘引する誘引送風機と、
前記排気を大気に排出する排気筒と、
前記主燃焼炉の炉内温度を計測する主燃焼炉温度計と、
前記再燃焼炉の炉内温度を計測する再燃焼炉温度計と、
前記排気中の排煙濃度及び酸素濃度をそれぞれ計測する排煙濃度計及び酸素濃度計とを備えた火葬炉の燃焼制御方法であって、
前記排煙濃度計で計測した排煙濃度が0で、かつ前記酸素濃度計で計測された酸素濃度を所定値以上に保つという条件を満たしながら、前記主燃バーナの出力が早く最大になるようにする主制御と、火葬前半の後期において主燃焼炉の温度が目標温度の範囲内にあれば、所定の開度だけ前記主燃焼炉2次空気量ダンパを一定時間開き、前記主燃焼炉の炉内温度が目標温度の範囲よりも高いときに前記主燃焼炉2次空気量ダンパを閉め、前記主燃焼炉の炉内温度が目標温度の範囲の中に入れば、前記主燃焼炉2次空気量ダンパを一定時間開くという動作を実行する補助制御とを行うことを特徴とする火葬炉の燃焼制御方法。 A main combustion furnace provided with a main combustion burner and a main combustion furnace secondary air amount damper for burning the firewood placed on the bogie and the remains, sub-funders, etc.
A reburning furnace installed in communication with the main combustion furnace and provided with a reburning burner and a reburning furnace secondary air amount damper;
A cooler for cooling the exhaust from the reburning furnace;
A furnace outlet damper provided at the outlet of the cooler;
An induction fan for inducing exhaust from the reburning furnace;
An exhaust pipe for exhausting the exhaust to the atmosphere;
A main combustion furnace thermometer for measuring the furnace temperature of the main combustion furnace;
A recombustion furnace thermometer for measuring the in-furnace temperature of the recombustion furnace;
A combustion control method for a cremation furnace comprising a flue gas concentration meter and an oxygen concentration meter that measure the flue gas concentration and the oxygen concentration in the exhaust gas, respectively,
While satisfying the condition that the flue gas concentration measured by the flue gas concentration meter is 0 and the oxygen concentration measured by the oximeter is not less than a predetermined value, the output of the main combustion burner is maximized quickly. If the main combustion furnace temperature is within the target temperature range in the latter half of the first half of the cremation, the main combustion furnace secondary air amount damper is opened for a predetermined time, and the main combustion furnace When the furnace temperature is higher than the target temperature range, the main combustion furnace secondary air amount damper is closed, and if the furnace temperature in the main combustion furnace falls within the target temperature range, the main combustion furnace secondary A combustion control method for a cremation furnace characterized by performing auxiliary control for performing an operation of opening an air amount damper for a certain period of time.
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