JP6973246B2

JP6973246B2 - Waste incinerator method

Info

Publication number: JP6973246B2
Application number: JP2018070106A
Authority: JP
Inventors: 太一薄木; 知広傳田; 剛中山
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: JP2019178850A

Description

本発明は、ホッパに投入された廃棄物を廃棄物焼却炉の燃焼室で燃焼し、燃焼熱によりボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却方法に関する。 The present invention relates to a waste incineration method in which waste put into a hopper is burned in a combustion chamber of a waste incinerator and steam is generated by a boiler by combustion heat.

近年、廃棄物焼却炉における廃棄物の焼却処理によって発生する熱エネルギーの回収への関心が高まってきており、この熱エネルギーで駆動するボイラ発電設備が設置された廃棄物焼却炉が増加し、高い効率での熱回収を実現できる燃焼運転が要求されている。一方、廃棄物焼却炉から大気中に放出される環境汚染物質の規制が厳しくなるに従い、ダイオキシン類や窒素酸化物など燃焼由来の有害物質の排出を低減する燃焼運転も必要とされている。 In recent years, there has been increasing interest in the recovery of thermal energy generated by waste incinerators in waste incinerators, and the number of waste incinerators equipped with boiler power generation equipment driven by this thermal energy is increasing, which is high. Combustion operation that can realize efficient heat recovery is required. On the other hand, as regulations on environmental pollutants released into the atmosphere from waste incinerators become stricter, combustion operations that reduce the emission of harmful substances derived from combustion such as dioxins and nitrogen oxides are also required.

このように、廃棄物焼却炉に高度な燃焼運転制御が望まれているため、自動燃焼制御装置によって上記の要求を満たす運転制御が行われている。自動燃焼制御装置では、焼却炉が例えばストーカ式焼却炉の場合、操作量である給塵速度、火格子送り速度、燃焼空気量、及び冷却空気量などを制御することにより、蒸気発生量を安定化し、かつ排ガス中のダイオキシン類や窒素酸化物濃度を低く抑え、灰中の未燃成分を少なくする目的を達成するように、廃棄物を安定して燃焼するように運転されている。 As described above, since advanced combustion operation control is desired for the waste incinerator, the operation control satisfying the above requirements is performed by the automatic combustion control device. In the automatic combustion control device, when the incinerator is, for example, a stoker type incinerator, the amount of steam generated is stabilized by controlling the operation amount such as dust supply speed, grate feed speed, combustion air amount, and cooling air amount. It is operated so as to stably burn waste so as to achieve the purpose of reducing the concentration of dioxin and nitrogen oxides in the exhaust gas and reducing the unburned components in the ash.

しかしながら、このような燃焼制御は、廃棄物の投入の時点で該廃棄物の性状を監視することなく、いずれも燃焼の結果発生する燃焼ガスの温度、燃焼ガス中酸素濃度、燃焼ガス中一酸化炭素濃度等を監視する因子として検出したり、あるいは、燃焼後の排ガスの持つ熱量やボイラにおける蒸発量のデータ等から、焼却炉に投入された廃棄物の発熱量を算出し、これらの監視因子又は（算出した）発熱量に対応して各操作量をフィードバック制御するものであり、そのため後追い型の制御となり、焼却炉に投入する廃棄物の性状が変動した場合に遅れることなく即座に操作量を制御することができず、安定した運転制御を行うことができないことがある。 However, such combustion control does not monitor the properties of the waste at the time of charging the waste, and all of them are the temperature of the combustion gas generated as a result of combustion, the oxygen concentration in the combustion gas, and the monoxide in the combustion gas. It can be detected as a factor to monitor the carbon concentration, etc., or the calorific value of the waste put into the incinerator can be calculated from the data of the amount of heat of the exhaust gas after combustion and the amount of evaporation in the boiler, and these monitoring factors. Alternatively, each operation amount is feedback-controlled according to the (calculated) calorific value, so that it is a follow-up type control, and when the properties of the waste to be put into the incinerator change, the operation amount is immediately controlled without delay. It may not be possible to control the operation and stable operation control may not be possible.

このようにフィードバック制御方式による燃焼制御では、突然の廃棄物の性状変動に対応が困難であるので、例えば水分率が高く、非常に発熱量の低い廃棄物が炉内に投入されると、この変動に速やかに対応できずに急激に炉内の燃焼温度が低下し、ボイラの蒸気発生量が低下したり、燃焼運転の安定性が低下して排ガス中の有害物濃度が増加するという問題が生じる。 In this way, it is difficult to deal with sudden changes in the properties of waste by combustion control by the feedback control method. Therefore, for example, when waste with a high water content and a very low calorific value is put into the furnace, this There are problems that the combustion temperature in the furnace drops sharply without being able to respond quickly to fluctuations, the amount of steam generated in the boiler decreases, the stability of combustion operation decreases, and the concentration of harmful substances in the exhaust gas increases. Occurs.

廃棄物焼却炉の燃焼運転の安定性を乱す大きな要因として、投入される廃棄物の性状が一定しないため廃棄物の発熱量が変動することがある。焼却炉へ投入される廃棄物の性状は、廃棄物が収集される地域や、収集される時期、または天候や、季節によって大きく異なることから、廃棄物の発熱量は大きく変動する。 A major factor that disturbs the stability of the combustion operation of a waste incinerator is that the calorific value of the waste may fluctuate because the properties of the input waste are not constant. Since the properties of waste put into an incinerator vary greatly depending on the area where the waste is collected, the time when the waste is collected, the weather, and the season, the calorific value of the waste fluctuates greatly.

そこで、廃棄物が炉内に投入される前に通過するシュート部にて、予め廃棄物の発熱量の増加傾向を予測できれば、燃焼室内に発熱量の高い廃棄物が投入される前に廃棄物の供給量を抑制し、蒸気発生量の変動を抑制するとともに、過剰燃焼を抑制して局所高温場の発生により生じる窒素酸化物濃度の増加を抑制するフィードフォワード制御を行うことが可能になる。 Therefore, if the increasing tendency of the calorific value of the waste can be predicted in advance at the chute portion through which the waste passes before being charged into the furnace, the waste before the waste having a high calorific value is charged into the combustion chamber. It is possible to perform feed-forward control that suppresses the supply amount of steam, suppresses fluctuations in the amount of steam generated, suppresses excessive combustion, and suppresses the increase in nitrogen oxide concentration caused by the generation of a local high-temperature field.

また、廃棄物の発熱量の減少傾向を予測できれば、燃焼室内に発熱量の低い廃棄物が投入される前に燃焼室内の温度を上昇するように燃焼用空気供給量を増加させ、燃焼が不活発になることを抑制して蒸気発生量の減少を抑制するフィードフォワード制御を行うことが可能である。 In addition, if the decreasing tendency of the calorific value of the waste can be predicted, the amount of air for combustion is increased so as to raise the temperature in the combustion chamber before the waste having a low calorific value is put into the combustion chamber, and the combustion is not possible. It is possible to perform feed-forward control that suppresses activation and suppresses a decrease in the amount of steam generated.

シュート部にて廃棄物の発熱量を予測する手段としては、シュートを通過する廃棄物の水分率を計測する方法と、シュートに投入される廃棄物の嵩密度を計測する方法が知られている。特許文献１では、燃焼室へ投入される廃棄物の性状を投入前に求めて、求めた廃棄物の性状により燃焼制御を行う廃棄物焼却炉の制御方法が提案されている。 As a means for predicting the calorific value of waste in the chute, a method of measuring the water content of the waste passing through the chute and a method of measuring the bulk density of the waste put into the chute are known. .. Patent Document 1 proposes a method for controlling a waste incinerator in which the properties of waste to be charged into a combustion chamber are obtained before charging and combustion is controlled according to the properties of the obtained waste.

廃棄物の性状のうち、発熱量を大きく左右する因子は廃棄物の水分率であり、特許文献１には、燃焼前の廃棄物の静電容量の測定値から廃棄物中の水分率を算定する方法が開示されている。廃棄物焼却炉の投入口から燃焼室へ向け垂下するシュートの高さ方向中間部に水分率計として静電容量計を配置し、一対の電極間での廃棄物の静電容量を計測することで廃棄物の水分率を得ることとしている。静電容量計は、静電容量の値と水分率との値の対応関係を保有している水分率算定器に接続されており、静電容量計で計測された計測値から上記対応関係にもとづいて水分率を算定できるようになっている。 Among the properties of waste, the factor that greatly affects the calorific value is the water content of the waste, and in Patent Document 1, the water content in the waste is calculated from the measured value of the capacitance of the waste before combustion. How to do it is disclosed. A capacitance meter is placed as a moisture content meter in the middle part in the height direction of the chute that hangs down from the input port of the waste incinerator toward the combustion chamber, and the capacitance of waste between a pair of electrodes is measured. It is supposed to obtain the moisture content of the waste. The capacitance meter is connected to a moisture content calculator that has a correspondence relationship between the capacitance value and the moisture content, and the measured value measured by the capacitance meter changes to the above correspondence relationship. Based on this, the water content can be calculated.

特開２０１０−２１６９９０JP-A-2010-216990

特許文献１には求めた廃棄物の水分率算定値から、廃棄物の発熱量を推定し、それに応じて給塵速度、燃焼火格子送り速度、燃焼空気量など各操作量を制御することができ、安定した燃焼状態を得ることができると記載されている。しかしながら、水分率の計測方法について記載されているものの、得られた水分率に基づきどのように燃焼制御を行うのか明確にされていない。そのため、廃棄物の水分率算定値から発熱量を正確に把握して、発熱量の変動に対して廃棄物焼却炉の燃焼制御を適切に行い、廃棄物焼却炉を安定して運転することが必ずしもできるとは限らない。 In Patent Document 1, it is possible to estimate the calorific value of waste from the calculated value of water content of waste obtained, and control each operation amount such as dust supply speed, combustion grate feed speed, and combustion air amount accordingly. It is stated that a stable combustion state can be obtained. However, although the method for measuring the moisture content is described, it is not clarified how the combustion control is performed based on the obtained moisture content. Therefore, it is necessary to accurately grasp the calorific value from the calculated value of the water content of the waste, appropriately control the combustion of the waste incinerator against fluctuations in the calorific value, and operate the waste incinerator stably. It is not always possible.

本発明は、かかる事情に鑑み、廃棄物焼却炉へ供給される廃棄物の水分率が変動しても、その変動に応じた燃焼制御を速やかに行うことができ、安定した燃焼状態を良好に維持することができる廃棄物焼却方法を提供すること、詳しくは、焼却炉の燃焼室へ供給される直前の廃棄物の発熱量の変動を把握して、廃棄物の発熱量の変動に対応して、燃焼室に供給する廃棄物の発熱量を一定に維持するように廃棄物の供給速度を制御し廃棄物焼却炉の安定運転を可能とする廃棄物焼却方法を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, the present invention can promptly perform combustion control according to the fluctuation even if the water content of the waste supplied to the waste incinerator fluctuates, and can maintain a stable combustion state in a good manner. To provide a sustainable waste incineration method, specifically, to grasp the fluctuation of the calorific value of the waste immediately before being supplied to the combustion chamber of the incinerator, and to respond to the fluctuation of the calorific value of the waste. It is an object of the present invention to provide a waste incinerator method that enables stable operation of a waste incinerator by controlling the waste supply speed so as to maintain a constant calorific value of the waste supplied to the combustion chamber. ..

上述の課題は、本発明によれば、次のように構成される廃棄物焼却方法によって解決される。 According to the present invention, the above-mentioned problems are solved by a waste incinerator method configured as follows.

ホッパに投入されシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼室で燃焼しボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉による廃棄物焼却方法であって、
間欠的に外部から廃棄物をホッパに投入する廃棄物投入工程と、
供給装置に設けられた押出部の往復動の反復により廃棄物を燃焼室へ押し出して供給する廃棄物供給工程と、
燃焼室内へ燃焼用空気を供給して、該燃焼室内で廃棄物を燃焼させる廃棄物燃焼工程と、
燃焼室からの排ガスとの熱交換によりボイラで蒸気を発生させる蒸気発生工程と、
シュート内での廃棄物の性状の測定値に基づいて上記供給装置による廃棄物の供給速度を制御する燃焼制御工程とを備える廃棄物焼却方法において、
上記燃焼制御工程は、投入された廃棄物の性状の測定値を取得する性状測定値取得工程と、
上記性状測定値取得工程で取得された廃棄物の性状の測定値に基づいて、供給装置により燃焼室へ供給される廃棄物の発熱量を一定に維持するための廃棄物の供給速度を算出する演算工程と、
上記演算工程で算出された供給速度での上記押出部の往復動を供給装置に指示する供給速度指示工程とを有し、
上記性状測定値取得工程は、投入された廃棄物について、ホッパ内での廃棄物の表面の高さの測定値、投入された廃棄物の重量の測定値及びシュート内での廃棄物の水分率の測定値を廃棄物の性状の測定値として取得し、
上記演算工程は、
廃棄物の表面の高さの測定値及び廃棄物の重量の測定値に基づいて廃棄物の嵩密度を算出する工程と、
水分率の測定値に基づいて単位重量当たりの発熱量を求める工程と、
下記（１）式に基づいて、単位時間当たりに燃焼室へ供給される廃棄物の発熱量を供給発熱量として算出する工程と、
廃棄物の水分率が変動したとき、変動前の上記供給発熱量が維持されるように、下記（１）式に基づいて、単位時間当たりの押出部の往復回数を廃棄物の供給速度として算出する工程とを有していること、
を特徴とする廃棄物焼却方法。
Ｘ＝Ｑ・Ｍ・Ｓ・Ｔ（１）
Ｘ：単位時間当たりの供給発熱量（ＭＪ／ｈ）
Ｑ：単位重量当たりの発熱量（ＭＪ／ｋｇ）
Ｍ：嵩密度（ｋｇ／ｍ^３）
Ｔ：供給装置の一回の供給動作により供給される廃棄物の体積（ｍ^３／回）
Ｓ：供給速度としての単位時間当たりの押出部の往復回数（回／ｈ） It is a waste incinerator method that uses a waste incinerator that burns the waste that is put into the hopper and supplied via the chute in the combustion chamber and generates steam in the boiler.
The waste input process, which intermittently inputs waste to the hopper from the outside,
A waste supply process that pushes waste into the combustion chamber and supplies it by repeating the reciprocating movement of the extruder provided in the supply device.
A waste combustion process that supplies combustion air to the combustion chamber and burns the waste in the combustion chamber.
A steam generation process that generates steam in a boiler by exchanging heat with exhaust gas from the combustion chamber,
In a waste incineration method including a combustion control step of controlling the supply speed of waste by the above-mentioned supply device based on the measured value of the property of waste in the chute.
The combustion control step includes a property measurement value acquisition step for acquiring the property measurement value of the input waste and a property measurement value acquisition step.
Based on the measured value of the property of the waste acquired in the above-mentioned measurement value acquisition process, the waste supply rate for keeping the calorific value of the waste supplied to the combustion chamber by the supply device constant is calculated. Calculation process and
It has a supply speed instruction step of instructing the supply device to reciprocate the extrusion unit at the supply speed calculated in the calculation process.
In the above property measurement value acquisition step, for the charged waste, the measured value of the surface height of the waste in the hopper, the measured value of the weight of the charged waste, and the moisture content of the waste in the chute. Obtained the measured value of the waste as the measured value of the property of the waste,
The above calculation process is
The process of calculating the bulk density of waste based on the measured value of the surface height of the waste and the measured value of the weight of the waste,
The process of determining the calorific value per unit weight based on the measured value of moisture content,
Based on the following formula (1), the process of calculating the calorific value of waste supplied to the combustion chamber per unit time as the calorific value supplied, and
When the water content of the waste fluctuates, the number of round trips of the extruder per unit time is calculated as the waste supply speed based on the following equation (1) so that the heat supply calorific value before the fluctuation is maintained. Have a process to do,
A waste incinerator method characterized by.
X = Q ・ M ・ S ・ T (1)
X: Heat supply calorific value per unit time (MJ / h)
Q: Calorific value per unit weight (MJ / kg)
M: Bulk density (kg / m ³ )
T: Volume of waste supplied by one supply operation of the supply device (m ³ / time)
S: Number of round trips (times / h) of the extruder per unit time as the supply speed

本発明では、投入される廃棄物の水分率が変動しても、常に上記（１）式が成立するように、燃焼室への廃棄物の供給速度、すなわち供給装置の押出部の単位時間当たりにおける往復回数を算出することにより、燃焼室に供給される廃棄物の発熱量が一定に維持されることとなり、廃棄物焼却炉の安定運転が可能となる。 In the present invention, even if the water content of the input waste fluctuates, the supply speed of the waste to the combustion chamber, that is, per unit time of the extrusion section of the supply device, so that the above equation (1) always holds. By calculating the number of round trips in the above, the calorific value of the waste supplied to the combustion chamber is kept constant, and the stable operation of the waste incinerator becomes possible.

以上のように、本発明では、常に上記（１）式が成立するように、燃焼室への廃棄物の供給速度、すなわち供給装置の押出部の単位時間当たりにおける往復回数を算出することとしたので、投入される廃棄物の水分率が変動した場合であっても、燃焼室に供給される廃棄物の発熱量（供給発熱量）が一定に維持される。したがって、廃棄物焼却炉の安定運転が可能となり、蒸気発生量を一定に維持することができる。 As described above, in the present invention, it is decided to calculate the supply speed of waste to the combustion chamber, that is, the number of round trips per unit time of the extrusion section of the supply device so that the above equation (1) always holds. Therefore, even if the water content of the input waste fluctuates, the calorific value (supply calorific value) of the waste supplied to the combustion chamber is maintained constant. Therefore, stable operation of the waste incinerator is possible, and the amount of steam generated can be kept constant.

本発明の実施形態に係る廃棄物燃焼炉を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the waste combustion furnace which concerns on embodiment of this invention.

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１は、本発明の実施形態に係る廃棄物燃焼炉を示す概略構成図である。本実施形態に係る廃棄物燃焼炉は、火格子を有する全連型（２４時間連続運転）の火格子式廃棄物焼却炉であり、間欠的に外部から廃棄物が投入されるホッパ１と、該ホッパ１から垂下するシュート２と、該シュート２を経由して供給された廃棄物を燃焼するための燃焼室３と、該燃焼室３内へ下方から一次燃焼用空気を供給する一次燃焼用空気供給手段４と、燃焼室３の後流側の二次燃焼領域に二次燃焼用空気を供給する二次燃焼用空気供給手段５と、燃焼室３からの排ガスを受け該排ガスとの熱交換により蒸気を発生させるボイラ６と、シュート２内での廃棄物の性状の測定値に基づいて操作端の操作量を制御する制御装置７とを備えている。ボイラ６の入口近傍には二次燃焼領域が形成されている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a waste combustion furnace according to an embodiment of the present invention. The waste combustion furnace according to the present embodiment is a fully continuous type (24-hour continuous operation) grate-type waste incineration furnace having a grate, and a hopper 1 in which waste is intermittently input from the outside, and a hopper 1 A chute 2 hanging from the hopper 1, a combustion chamber 3 for burning waste supplied via the chute 2, and a primary combustion for supplying air for primary combustion into the combustion chamber 3 from below. The air supply means 4, the secondary combustion air supply means 5 that supplies the secondary combustion air to the secondary combustion region on the wake side of the combustion chamber 3, and the exhaust gas from the combustion chamber 3 and the heat of the exhaust gas. It includes a boiler 6 that generates steam by replacement, and a control device 7 that controls the amount of operation at the operation end based on the measured values of the properties of waste in the chute 2. A secondary combustion region is formed in the vicinity of the inlet of the boiler 6.

ホッパ１は、クレーン（図示せず）によって投入された廃棄物を受ける。該ホッパ１に接続されたシュート２の下部には、燃焼室へ廃棄物を供給する供給装置８が設けられている。該供給装置８は、廃棄物を押し出して燃焼室３内へ供給する往復動の反復が可能な押出部としての押出機８Ａを有している。本実施形態では、該押出機８Ａによる廃棄物の供給速度、換言すると単位時間当たりの押出機８Ａの往復回数を調整することによって、燃焼室３内への廃棄物の供給量が調整されるようになっている。 The hopper 1 receives the waste input by the crane (not shown). A supply device 8 for supplying waste to the combustion chamber is provided below the chute 2 connected to the hopper 1. The supply device 8 has an extruder 8A as an extruder capable of repeating a reciprocating motion of pushing out waste and supplying it into the combustion chamber 3. In the present embodiment, the amount of waste supplied into the combustion chamber 3 is adjusted by adjusting the supply speed of the waste by the extruder 8A, in other words, the number of round trips of the extruder 8A per unit time. It has become.

シュート２の側壁には、シュート２内の廃棄物の水分率を測定するための水分率測定手段としての水分率測定器９が設けられている。該水分率測定器９としては種々の方式を採用することができ、例えば、透過型マイクロ波強度方式、接触型マイクロ波強度方式、接触型静電容量方式、透過型静電容量方式、赤外線強度方式等が挙げられる。 On the side wall of the chute 2, a moisture content measuring device 9 is provided as a moisture content measuring means for measuring the moisture content of the waste in the chute 2. Various methods can be adopted as the moisture content measuring device 9, for example, a transmission type microwave intensity method, a contact type microwave intensity method, a contact type capacitance method, a transmission type capacitance method, and an infrared intensity. The method and the like can be mentioned.

例えば、透過型マイクロ波強度方式は、発信したマイクロ波を廃棄物に透過させ、受信したマイクロ波の減衰率などから廃棄物の水分率を測定する方式であり、測定できる廃棄物の範囲を広く確保できることができるので、シュート内の廃棄物のように水分率が不均一に分布している場合の測定に適している。 For example, the transmission type microwave intensity method is a method in which transmitted microwaves are transmitted through waste and the water content of the waste is measured from the attenuation rate of the received microwave, and the range of measurable waste is wide. Since it can be secured, it is suitable for measurement when the water content is unevenly distributed, such as waste in a chute.

透過型マイクロ波強度方式においては、水分率測定器９としての透過型マイクロ波強度水分計が、マイクロ波の発信部と、受信部と、該受信部に接続された水分率算定器とを有している。該発信部はシュート２の一方の壁面に設置され、受信部はシュート２の他方の壁面に設置される。マイクロ波は水分に吸収される特性をもつため、発信部から出たマイクロ波は、廃棄物を透過した際に廃棄物中の水分によって減衰して受信部へ到達する。透過型マイクロ波強度水分計では、このマイクロ波の減衰率に基づいて、廃棄物に含まれる水分率を算定することができる。 In the transmission type microwave intensity method, the transmission type microwave intensity moisture meter as the moisture content measuring device 9 has a microwave transmitting unit, a receiving unit, and a moisture content calculator connected to the receiving unit. doing. The transmitting unit is installed on one wall surface of the chute 2, and the receiving unit is installed on the other wall surface of the chute 2. Since microwaves have the property of being absorbed by water, the microwaves emitted from the transmitting unit are attenuated by the water in the waste when they pass through the waste and reach the receiving unit. In the transmission type microwave intensity moisture meter, the moisture content in the waste can be calculated based on the attenuation rate of the microwave.

具体的には、上記透過型マイクロ波強度水分計は、発信部の発信マイクロ波強度に対する受信部での受信マイクロ波強度との強度比（又は強度差）、すなわち発信部における発信電圧に対する受信部における受信電圧の電圧比（又は電圧差）を、マイクロ波が廃棄物を透過した際の減衰率（又は減衰量）として求める。上記水分率算定器は、マイクロ波の減衰率と廃棄物の水分率との相関関係を関係データベースとして予め保持していて、該関係データベースを参照することにより、実測の上記電圧比として求められた上記減衰率から廃棄物の水分率を算定する。水分率算定器は制御装置７の後述の性状測定値取得・演算部２０に接続されており、該水分率算定器で算定された廃棄物の水分率が該性状測定値取得・演算部２０へ伝送される。 Specifically, the transmission type microwave intensity moisture meter has an intensity ratio (or intensity difference) between the transmitted microwave intensity of the transmitting unit and the received microwave intensity at the receiving unit, that is, the receiving unit with respect to the transmitting voltage at the transmitting unit. The voltage ratio (or voltage difference) of the received voltage in the above is obtained as the attenuation rate (or the amount of attenuation) when the microwave passes through the waste. The moisture content calculator holds in advance the correlation between the attenuation rate of microwaves and the moisture content of waste as a relational database, and by referring to the relational database, it was obtained as the measured voltage ratio. The moisture content of the waste is calculated from the above decay rate. The moisture content calculator is connected to the property measurement value acquisition / calculation unit 20 described later of the control device 7, and the moisture content of the waste calculated by the moisture content calculator is transferred to the property measurement value acquisition / calculation unit 20. Be transmitted.

また、水分率測定器９として接触型静電容量方式を採用した場合、水分率測定器９としての接触型静電容量水分計が、接触型静電容量式の静電容量計と、該静電容量計に接続された水分率算定器とを有している。該静電容量計はシュート２内の廃棄物の静電容量の計測し、水分率算定器は、予め保持している廃棄物の静電容量と水分率との相関関係から、上記静電容量計による静電容量の計測値に対応する水分率を算定できるようになっている。具体的には、水分率算定器は、廃棄物の静電容量と廃棄物の水分率との相関関係を予め計測して明らかにした関係データベースを保持しており、静電容量計から送られてきた廃棄物の静電容量の計測値を上記関係データベースにおける静電容量と水分率との関係と照合して、測定された廃棄物の水分率を算定する。水分率算定器は制御装置７の後述の廃棄物の性状測定値取得部２０に接続されており、該水分率算定器で算定された廃棄物の水分率が該性状測定値取得部２０へ伝送される。 Further, when the contact type capacitance method is adopted as the moisture content measuring device 9, the contact type capacitance moisture meter as the moisture content measuring device 9 is the contact type capacitance type capacitance meter and the static. It has a moisture content calculator connected to a capacitance meter. The capacitance meter measures the capacitance of the waste in the chute 2, and the moisture content calculator measures the capacitance of the waste held in advance and the moisture content. It is possible to calculate the moisture content corresponding to the measured value of the capacitance by the meter. Specifically, the moisture content calculator holds a relational database that clarifies the correlation between the capacitance of waste and the moisture content of waste in advance, and is sent from the capacitance meter. The measured value of the capacitance of the waste that has been collected is compared with the relationship between the capacitance and the moisture content in the above relational database, and the measured moisture content of the waste is calculated. The moisture content calculator is connected to the waste property measurement value acquisition unit 20 described later of the control device 7, and the moisture content of the waste calculated by the moisture content calculator is transmitted to the property measurement value acquisition unit 20. Will be done.

また、ホッパ１の上部には、ホッパ１内での廃棄物の表面の高さ（レベル）を計測するための廃棄物レベル計１０が設けられている。 Further, a waste level meter 10 for measuring the height (level) of the surface of the waste in the hopper 1 is provided on the upper portion of the hopper 1.

燃焼室３の下部には、燃焼室３内の廃棄物を下流側への移動させる火格子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが設けられている。該火格子１１ａ〜１１ｄは往復動することにより廃棄物を移動させるとともに、廃棄物の撹拌をも行う。以下、説明の便宜上、必要に応じて火格子１１ａ〜１１ｄを「火格子１１」と総称する。 At the lower part of the combustion chamber 3, grate 11a, 11b, 11c, 11d for moving the waste in the combustion chamber 3 to the downstream side are provided. The grate 11a to 11d reciprocate to move the waste and also agitate the waste. Hereinafter, for convenience of explanation, the grate 11a to 11d are collectively referred to as "grate 11" as necessary.

一次燃焼用空気供給手段４は、火格子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの下方にそれぞれ風箱１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを有しており、燃焼室３内へ下方から一次燃焼用空気を供給する。火格子１１上のごみは、火格子１１上を移動しながら、一次燃焼用空気により乾燥、燃焼、後燃焼が行われた後に灰となり、灰落下口１８から外部に排出される。一次燃焼用空気は、一次燃焼用空気ブロア１４により各風箱１３ａ〜１３ｄを介して火格子１１ａ〜１１ｄの下方から燃焼室３内に供給される。また、一次燃焼用空気の量は、一次燃焼用空気を供給する配管に設けられたダンパ１５により調整される。また、各風箱１３ａ〜１３ｄのそれぞれに供給される一次燃焼用空気の量は、各風箱１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに一次燃焼用空気を供給する各配管に設けられたダンパ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにより調整される。 The primary combustion air supply means 4 has air boxes 13a, 13b, 13c, 13d below the grate 11a, 11b, 11c, 11d, respectively, and supplies the primary combustion air into the combustion chamber 3 from below. do. The dust on the grate 11 moves on the grate 11 and becomes ash after being dried, burned, and post-combusted by the primary combustion air, and is discharged to the outside from the ash drop port 18. The primary combustion air is supplied into the combustion chamber 3 by the primary combustion air blower 14 from below the grate 11a to 11d via the air boxes 13a to 13d. Further, the amount of the primary combustion air is adjusted by the damper 15 provided in the pipe for supplying the primary combustion air. Further, the amount of the primary combustion air supplied to each of the air boxes 13a to 13d is the dampers 15a, 15b provided in each pipe for supplying the primary combustion air to the air boxes 13a, 13b, 13c, 13d. , 15c, 15d.

二次燃焼用空気供給手段５は、燃焼室３の後流側であるボイラ６の入口近傍の二次燃焼領域に二次燃焼用空気を供給する。該二次燃焼用空気は、燃焼用二次空気ブロア１６により二次燃焼領域に供給される。二次燃焼用空気の量は、二次燃焼領域へ二次燃焼用空気を供給する配管に設けられたダンパ１７により調整される。二次燃焼用空気が二次燃焼領域に供給されることにより、該燃焼室３内で燃焼しきれなかった燃焼ガス中の可燃性ガスが完全に燃焼される。 The secondary combustion air supply means 5 supplies secondary combustion air to the secondary combustion region near the inlet of the boiler 6 on the wake side of the combustion chamber 3. The secondary combustion air is supplied to the secondary combustion region by the combustion secondary air blower 16. The amount of secondary combustion air is adjusted by a damper 17 provided in a pipe that supplies secondary combustion air to the secondary combustion region. By supplying the secondary combustion air to the secondary combustion region, the combustible gas in the combustion gas that could not be completely burned in the combustion chamber 3 is completely burned.

二次燃焼した後の排ガスは、下流側のボイラ６での熱交換により熱エネルギーを回収され、さらに排ガス処理を施された後に、煙突１９を通じて外部に排出される。 The exhaust gas after the secondary combustion recovers heat energy by heat exchange in the boiler 6 on the downstream side, is further treated with exhaust gas, and then discharged to the outside through the chimney 19.

制御装置７は、シュート２内での廃棄物の性状の測定値に基づいて操作端の操作量を、例えばＰＩＤ制御により制御する。本実施形態における燃焼制御においては、燃焼室内への廃棄物供給量が制御量として設定されている。また、上記廃棄物供給量に対応する操作端は供給装置８の押出機８Ａである。つまり、上記廃棄物供給量に対応する操作端の操作量は押出機８Ａの単位時間当たりの往復回数、換言すると廃棄物の供給速度である。図１に見られるように、操作端としての押出機８Ａは制御装置７の後述の供給速度指示部２２により制御されるようになっている。 The control device 7 controls the operation amount of the operation end based on the measured value of the property of the waste in the chute 2, for example, by PID control. In the combustion control in this embodiment, the amount of waste supplied to the combustion chamber is set as the control amount. Further, the operating end corresponding to the waste supply amount is the extruder 8A of the supply device 8. That is, the operation amount of the operation end corresponding to the waste supply amount is the number of round trips per unit time of the extruder 8A, in other words, the waste supply speed. As can be seen in FIG. 1, the extruder 8A as an operating end is controlled by a supply speed indicating unit 22 described later in the control device 7.

制御装置７は、廃棄物の性状の測定値として廃棄物投入量（重量）、ホッパ１内での廃棄物の表面の高さ、シュート２内での廃棄物の水分率を取得する性状測定値取得部２０と、該性状測定値取得部２０で算出された廃棄物の性状の測定値に基づいて、押出機８Ａにより燃焼室３へ供給される廃棄物の発熱量を一定に維持するための廃棄物の供給速度を算出する演算部２１と、演算部２１で算出された供給速度での動作を供給装置８に指示する供給速度指示部２２とを有している。 The control device 7 acquires the amount of waste input (weight), the height of the surface of the waste in the hopper 1, and the moisture content of the waste in the chute 2 as the measured values of the properties of the waste. To maintain a constant calorific value of the waste supplied to the combustion chamber 3 by the extruder 8A based on the measured values of the properties of the waste calculated by the acquisition unit 20 and the property measurement value acquisition unit 20. It has a calculation unit 21 for calculating the supply speed of waste, and a supply speed instruction unit 22 for instructing the supply device 8 to operate at the supply speed calculated by the calculation unit 21.

性状測定値取得部２０は、廃棄物がホッパ１に投入された際に、廃棄物レベル計１０での計測値、すなわちホッパ１内での廃棄物の表面の高さを取得する。また、性状測定値取得部２０は、廃棄物投入量（重量）を取得する。ここで、廃棄物投入量は、例えば、ホッパ１への廃棄物の投入の際、クレーンに設けられた重量計（図示せず）により計測される。さらに、性状測定値取得部２０は、水分率測定器９から廃棄物の水分率を取得する。 When the waste is put into the hopper 1, the property measurement value acquisition unit 20 acquires the measurement value by the waste level meter 10, that is, the height of the surface of the waste in the hopper 1. In addition, the property measurement value acquisition unit 20 acquires the amount of waste input (weight). Here, the amount of waste input is measured by, for example, a weighing scale (not shown) provided on the crane when the waste is charged into the hopper 1. Further, the property measurement value acquisition unit 20 acquires the moisture content of the waste from the moisture content measuring device 9.

演算部２１は、性状測定値取得部２０で取得された、廃棄物がホッパ１に投入された際の廃棄物の表面の高さの増加分に、ホッパ１の断面積（水平方向形状の面積）を乗じることにより、ホッパ１内へ投入された廃棄物の体積を算出する。次に、演算部２１は、廃棄物投入量を廃棄物体積で除してホッパ１に投入された廃棄物の嵩密度を算出する。 The calculation unit 21 increases the cross-sectional area (horizontal shape area) of the hopper 1 by the increase in the height of the surface of the waste when the waste is put into the hopper 1 acquired by the property measurement value acquisition unit 20. ) Is multiplied to calculate the volume of waste put into the hopper 1. Next, the calculation unit 21 divides the amount of waste input by the waste volume to calculate the bulk density of the waste charged into the hopper 1.

また、演算部２１は、廃棄物の水分率と単位重量当たりの発熱量との対応関係を関係データベースとして予め保持しており、該関係データベースを参照することにより、性状測定値取得部２０で取得された廃棄物の水分率から、その水分率に対応する単位重量当たりの発熱量を求める。 Further, the calculation unit 21 holds in advance the correspondence relationship between the water content of the waste and the calorific value per unit weight as a relational database, and by referring to the relational database, the property measurement value acquisition unit 20 acquires it. From the water content of the waste, the calorific value per unit weight corresponding to the water content is obtained.

さらに、演算部２１は、上述のとおり求めた単位重量当たりの発熱量（ＭＪ／ｋｇ）をＱとし、上述のとおり求めた廃棄物の嵩密度（ｋｇ／ｍ^３）をＭとし、供給装置８の一回の供給動作（押出機８Ａの押出動作）により供給される廃棄物の体積（ｍ^３／回）をＴとし、廃棄物の供給速度としての単位時間当たりの押出機８Ａの往復回数（回／ｈ）をＳとしたとき、下記（１）式に基づいて、単位時間当たりに燃焼室３へ供給される廃棄物の発熱量（供給発熱量）Ｘを算出する。ここで、単位重量当たりの発熱量Ｑは、廃棄物の水分率が変動したことにより制御を行う都度に求めるものであり、廃棄物の嵩密度Ｍは、廃棄物がホッパに投入された際に算出されるものであり、一回の押出機８Ａの一回の押出動作により供給される廃棄物の体積Ｔは予め定められた値である。
Ｘ＝Ｑ・Ｍ・Ｓ・Ｔ（１） Further, in the calculation unit 21, the calorific value per unit weight (MJ / kg) obtained as described above is set to Q, and the bulk density (kg / m ³ ) of the waste obtained as described above is set to M, and the supply device 8 is used. ^{Let T be the volume (m 3} / time) of the waste supplied by one supply operation (extrusion operation of the extruder 8A), and the number of round trips of the extruder 8A per unit time as the waste supply speed (m 3 / time). When the number of times / h) is S, the calorific value (supply calorific value) X of the waste supplied to the combustion chamber 3 per unit time is calculated based on the following equation (1). Here, the calorific value Q per unit weight is obtained each time the control is performed due to the fluctuation of the water content of the waste, and the bulk density M of the waste is obtained when the waste is put into the hopper. It is calculated, and the volume T of the waste supplied by one extrusion operation of one extruder 8A is a predetermined value.
X = Q ・ M ・ S ・ T (1)

供給速度指示部２２は、上記（１）式に用いた供給速度Ｓでの動作（押出機８Ａの往復動）を供給装置８に指示する。具体的には、供給速度としての単位時間当たりの押出機８Ａの往復回数を指示情報として供給装置８へ発信し、燃焼室３への廃棄物の供給量をフィードフォワード制御により制御する。 The supply speed indicating unit 22 instructs the supply device 8 to operate at the supply speed S (reciprocating movement of the extruder 8A) used in the above equation (1). Specifically, the number of round trips of the extruder 8A per unit time as the supply speed is transmitted to the supply device 8 as instruction information, and the amount of waste supplied to the combustion chamber 3 is controlled by feedforward control.

廃棄物燃焼炉の運転中、廃棄物の水分率が変動したとき、演算部２１は、上記関係データベースを参照して、性状測定値取得部２０で取得された変動後の水分率に対応する単位重量当たりの発熱量Ｑを新たに求める。そして、演算部２１は、上記供給発熱量Ｘが水分率の変動前に算出された供給発熱量Ｘと同じ供給発熱量に維持されるように、新たに求めた上記発熱量Ｑ及び上記（１）式に基づいて、廃棄物の供給速度Ｓ、すなわち単位時間当たりの押出機８Ａの往復回数を新たに算出する。そして、供給速度指示部２２は、演算部２１で新たに算出された供給速度Ｓでの押出機８Ａの往復動を供給装置８に指示する。 When the moisture content of waste fluctuates during the operation of the waste combustion furnace, the calculation unit 21 refers to the above relational database and is a unit corresponding to the moisture content after the fluctuation acquired by the property measurement value acquisition unit 20. The calorific value Q per weight is newly obtained. Then, the calculation unit 21 newly obtained the calorific value Q and the above (1) so that the calorific value supply X is maintained at the same calorific value supply X calculated before the fluctuation of the water content. ), The waste supply rate S, that is, the number of round trips of the extruder 8A per unit time is newly calculated. Then, the supply speed instruction unit 22 instructs the supply device 8 to reciprocate the extruder 8A at the supply speed S newly calculated by the calculation unit 21.

本実施形態では、シュート２における水分率測定位置（水分率測定器９の位置）から供給装置８の位置までの距離（ｍ）をＨとし、シュート２内での廃棄物の降下速度（ｍ／ｓ）をＶとしたとき、操作端である押出機８Ａの制御は、水分率の測定を行った時刻からＨ／Ｖ秒後の、水分率の測定を行った廃棄物が供給装置８の位置に到達したときに、廃棄物の供給速度Ｓを調整することにより行われる。このようなタイミングでフィードフォワード制御を行うことにより、水分率の変動に応じた燃焼制御をより正確に行うことができる。 In the present embodiment, the distance (m) from the moisture content measuring position (position of the moisture content measuring device 9) in the chute 2 to the position of the supply device 8 is H, and the descent speed (m / m /) of the waste in the chute 2. When s) is V, the control of the extruder 8A, which is the operation end, is the position of the supply device 8 where the waste whose moisture content is measured is H / V seconds after the time when the moisture content is measured. Is achieved by adjusting the waste supply rate S. By performing feedforward control at such a timing, it is possible to more accurately perform combustion control according to the fluctuation of the moisture content.

次に、本実施形態における燃焼制御の要領を説明する。まず、性状測定値取得部２０は、廃棄物レベル計１０で計測されたホッパ１内での廃棄物の表面の高さ、クレーンの重量計で計測された廃棄物投入量（重量）及び水分率測定器９から廃棄物の水分率の測定値を取得する。 Next, the procedure of combustion control in this embodiment will be described. First, the property measurement value acquisition unit 20 determines the height of the surface of the waste in the hopper 1 measured by the waste level meter 10, the amount of waste input (weight) and the moisture content measured by the scale of the crane. Obtain the measured value of the water content of the waste from the measuring instrument 9.

演算部２１は、既述したように、廃棄物の表面の高さの増加分、ホッパ１の断面積及び廃棄物投入量に基づいて、廃棄物の嵩密度Ｍを算出する。また、演算部２１は、関係データベースを参照することにより、廃棄物の水分率の測定値から、該測定値に対応する単位重量当たりの発熱量Ｑを求める。さらに、演算部２１は、嵩密度Ｍ、発熱量Ｑ、供給速度Ｓ、体積Ｔを用いて、上記（１）式に基づき供給発熱量Ｘを算出する。 As described above, the calculation unit 21 calculates the bulk density M of the waste based on the increase in the height of the surface of the waste, the cross-sectional area of the hopper 1 and the amount of the waste input. Further, the calculation unit 21 obtains the calorific value Q per unit weight corresponding to the measured value from the measured value of the water content of the waste by referring to the relational database. Further, the calculation unit 21 calculates the supply calorific value X based on the above equation (1) by using the bulk density M, the calorific value Q, the supply speed S, and the volume T.

供給速度指示部２２は、上記（１）式に用いた供給速度（Ｓ）、すなわち単位時間当たりの押出機８Ａの往復回数での往復動を供給装置８に指示することにより、燃焼室３への廃棄物の供給量を制御する。 The supply speed indicating unit 22 instructs the supply device 8 to reciprocate the supply speed (S) used in the above equation (1), that is, the number of reciprocating movements of the extruder 8A per unit time, to the combustion chamber 3. Control the supply of waste.

廃棄物の水分率が変動したときには、演算部２１は、上記関係データベースを参照して、変動後の水分率に対応する単位重量当たりの発熱量Ｑを新たに求める。そして、上記供給発熱量Ｘが水分率の変動前に算出された供給発熱量Ｘと同じ発熱量に維持されるように、新たに求めた上記発熱量Ｑ及び上記（１）式に基づいて、廃棄物の供給速度Ｓを新たに算出する。供給速度指示部２２は、演算部２１で新たに算出された供給速度Ｓでの往復動を供給装置８に指示する。 When the water content of the waste fluctuates, the calculation unit 21 newly obtains the calorific value Q per unit weight corresponding to the water content after the fluctuation with reference to the relational database. Then, based on the newly obtained calorific value Q and the above equation (1) so that the supply calorific value X is maintained at the same calorific value as the supply calorific value X calculated before the fluctuation of the water content. The waste supply rate S is newly calculated. The supply speed instruction unit 22 instructs the supply device 8 to reciprocate at the supply speed S newly calculated by the calculation unit 21.

以上のように、本実施形態では、常に上記（１）式が成立するように、燃焼室３への廃棄物の供給速度、すなわち供給装置８の押出機８Ａの単位時間当たりにおける往復回数を算出することとしたので、投入される廃棄物の水分率が変動した場合であっても、燃焼室３に供給する廃棄物の発熱量が一定に維持される。したがって、廃棄物焼却炉の安定運転が可能となり、蒸気発生量を一定に維持することができる。 As described above, in the present embodiment, the supply speed of waste to the combustion chamber 3, that is, the number of round trips per unit time of the extruder 8A of the supply device 8 is calculated so that the above equation (1) always holds. Therefore, even if the moisture content of the input waste fluctuates, the calorific value of the waste supplied to the combustion chamber 3 is maintained constant. Therefore, stable operation of the waste incinerator is possible, and the amount of steam generated can be kept constant.

本実施形態では、廃棄物の水分率が変動したとき、押出機８Ａの単位時間当たり往復回数が実際に廃棄物の焼却が行われる前に制御される、いわゆるフィードフォワード制御が行われるので、廃棄物の水分率の変動に応じた燃焼制御を速やかに行うことができる。したがって、廃棄物の水分率の急激な変動により廃棄物の供給発熱量が変動することを、時間遅れが生じることなく抑制することができ、安定した燃焼状態を良好に維持することができる。 In the present embodiment, when the moisture content of the waste fluctuates, the so-called feedforward control is performed in which the number of round trips per unit time of the extruder 8A is controlled before the waste is actually incinerated, so that the waste is discarded. Combustion control can be performed promptly according to fluctuations in the moisture content of the material. Therefore, it is possible to suppress the fluctuation of the heat generation amount of the waste supply due to the sudden fluctuation of the water content of the waste without causing a time delay, and it is possible to maintain a stable combustion state satisfactorily.

１ホッパ
２シュート
３燃焼室
６ボイラ
７制御装置
８供給装置
８Ａ押出機（押出部）
２０性状測定値取得部
２１演算部
２２供給速度指示部 1 Hopper 2 Chute 3 Combustion chamber 6 Boiler 7 Control device 8 Supply device 8A Extruder (extruder)
20 Property measurement value acquisition unit 21 Calculation unit 22 Supply speed indicator unit

Claims

It is a waste incinerator method that uses a waste incinerator that burns the waste that is put into the hopper and supplied via the chute in the combustion chamber and generates steam in the boiler.
The waste input process, which intermittently inputs waste to the hopper from the outside,
A waste supply process that pushes waste into the combustion chamber and supplies it by repeating the reciprocating movement of the extruder provided in the supply device.
A waste combustion process that supplies combustion air to the combustion chamber and burns the waste in the combustion chamber.
A steam generation process that generates steam in a boiler by exchanging heat with exhaust gas from the combustion chamber,
In a waste incineration method including a combustion control step of controlling the supply speed of waste by the above-mentioned supply device based on the measured value of the property of waste in the chute.
The combustion control step includes a property measurement value acquisition step for acquiring the property measurement value of the input waste and a property measurement value acquisition step.
Based on the measured value of the property of the waste acquired in the above-mentioned measurement value acquisition process, the waste supply rate for keeping the calorific value of the waste supplied to the combustion chamber by the supply device constant is calculated. Calculation process and
It has a supply speed instruction step of instructing the supply device to reciprocate the extrusion unit at the supply speed calculated in the calculation process.
In the above property measurement value acquisition step, for the charged waste, the measured value of the surface height of the waste in the hopper, the measured value of the weight of the charged waste, and the moisture content of the waste in the chute. Obtained the measured value of the waste as the measured value of the property of the waste,
The above calculation process is
The process of calculating the bulk density of waste based on the measured value of the surface height of the waste and the measured value of the weight of the waste,
The process of determining the calorific value per unit weight based on the measured value of moisture content,
Based on the following formula (1), the process of calculating the calorific value of waste supplied to the combustion chamber per unit time as the calorific value supplied, and
When the water content of the waste fluctuates, the number of round trips of the extruder per unit time is calculated as the waste supply speed based on the following equation (1) so that the heat supply calorific value before the fluctuation is maintained. and a step of,
Further, when the distance (m) from the measurement position of the water content in the chute to the position of the supply device is H, and the descent rate (m / s) of the waste in the chute is V, the supply device. The control of the above-mentioned extrusion section is performed so as to adjust the supply rate of waste after H / V seconds from the time when the water content is measured.
A waste incineration method characterized by.
X = Q ・ M ・ S ・ T (1)
X: Heat supply calorific value per unit time (MJ / h)
Q: Calorific value per unit weight (MJ / kg)
M: Bulk density (kg / m ³ )
T: Volume of waste supplied by one supply operation of the supply device (m ³ / time)
S: Number of round trips (times / h) of the extruder per unit time as the supply speed