JP7313171B2 - 流動焼却炉の制御装置および流動焼却炉の制御方法 - Google Patents
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標準排ガス量=ケーキの理論燃焼排ガス量+補助燃料の理論燃焼排ガス量+注水分の排ガス量+過剰空気量・・・(1)
ここで、
ケーキの理論燃焼排ガス量:ケーキを空気比1で燃焼させたときに発生する排ガス量の値
補助燃料の理論燃焼排ガス量:補助燃料を空気比1で燃焼させたときに発生する排ガス量の値
注水分の排ガス量:流動焼却炉の温度を下げるために流動焼却炉に供給する水により発生する水蒸気量の値
過剰空気量:流動焼却炉に供給した空気のうち、燃焼に使用されない空気の量であり、流動焼却炉に供給された空気量からケーキおよび補助燃料の空気比1での燃焼に使用される空気量(理論燃焼空気量)を引くことで算出される値
前記標準排ガス量を炉内温度と炉内圧力を用いて補正するのに、以下の式(3)にて補正排ガス量を算出する
補正排ガス量[m3/s]=標準排ガス量[Nm3/s]×(273.15+炉内温度[℃])÷273.15×101.325÷(101.325+炉内圧力[kPa])・・・(3)
ことを特徴とする。
また、前記第1算出部は、前記焼却対象物が持つ複数の性状である含水率、有機成分率および元素組成に基づいて前記焼却対象物を焼却した場合の前記排ガス量を算出してもよい。さらに、前記焼却対象物を前記流動焼却炉に供給する供給路に接続される計測器であって、前記複数の性状の少なくともいずれかを計測する計測器が前記流動焼却炉を有する焼却システムに含まれる場合、前記第1算出部は、前記計測器により計測される性状と前記計測器により計測されない性状の予測値とを使用して前記焼却対象物を焼却した場合の排ガスの量を算出してもよい。
補正排ガス量[m 3 /s]=標準排ガス量[Nm 3 /s]×(273.15+炉内温度[℃])÷273.15×101.325÷(101.325+炉内圧力[kPa])・・・(3)
演算した前記補正排ガス量に基づいて前記流動焼却炉の空塔速度を算出する第2算出部と、算出した前記空塔速度が目標値から外れた場合、前記余剰空気調節弁と前記バイパス調節弁との少なくともいずれかに対し、それぞれを通過する気体の供給量を調節させる指示を発行する供給制御部とを有することを特徴とする。
標準排ガス量=ケーキの理論燃焼排ガス量+補助燃料の理論燃焼排ガス量+注水分の排ガス量+過剰空気量・・・(1)
ここで、
ケーキの理論燃焼排ガス量:ケーキを空気比1で燃焼させたときに発生する排ガス量の値
補助燃料の理論燃焼排ガス量:補助燃料を空気比1で燃焼させたときに発生する排ガス量の値
注水分の排ガス量:流動焼却炉の温度を下げるために流動焼却炉に供給する水により発生する水蒸気量の値
過剰空気量:流動焼却炉に供給した空気のうち、燃焼に使用されない空気の量であり、流動焼却炉に供給された空気量からケーキおよび補助燃料の空気比1での燃焼に使用される空気量(理論燃焼空気量)を引くことで算出される値
前記標準排ガス量を炉内温度と炉内圧力を用いて補正するのに、以下の式(3)にて補正排ガス量を算出する
補正排ガス量[m3/s]=標準排ガス量[Nm3/s]×(273.15+炉内温度[℃])÷273.15×101.325÷(101.325+炉内圧力[kPa])・・・(3)
ことを特徴とする。
また、前記焼却対象物が持つ複数の性状である含水率、有機成分率および元素組成に基づいて前記焼却対象物を焼却した場合の前記排ガス量を算出してもよい。さらに、前記焼却対象物を前記流動焼却炉に供給する供給路に接続される計測器であって、前記複数の性状の少なくともいずれかを計測する計測器が前記流動焼却炉を有する焼却システムに含まれる場合、前記計測器により計測される性状と前記計測器により計測されない性状の予測値とを使用して前記焼却対象物を焼却した場合の排ガスの量を算出してもよい。
補正排ガス量[m 3 /s]=標準排ガス量[Nm 3 /s]×(273.15+炉内温度[℃])÷273.15×101.325÷(101.325+炉内圧力[kPa])・・・(3)
演算した前記補正排ガス量に基づいて第2算出部にて前記流動焼却炉の空塔速度を算出し、算出した前記空塔速度が目標値から外れた場合、前記余剰空気調節弁と前記バイパス調節弁との少なくともいずれかに対し、それぞれを通過する気体の供給量を調節させる指示を発行することを特徴とする。
Claims (24)
- 下水から取り出した下水汚泥を脱水して生成されるケーキまたはさらに乾燥工程を経て乾燥した乾燥ケーキである焼却対象物を焼却する流動焼却炉を制御する流動焼却炉の制御装置において、
前記流動焼却炉に供給される前記焼却対象物と空気とを含み、さらに、前記流動焼却炉に供給される燃料と水とを含む複数種の供給物を供給する各供給路に接続される計測器であって、複数の性状のうち、少なくとも流量を計測する流量計が各々の供給路に備えられ、
前記複数種の供給物の量に基づいて、
前記流動焼却炉から排出される排ガスの量である補正排ガス量を算出する第1算出部と、
算出された前記補正排ガス量に基づいて前記流動焼却炉の空塔速度を算出する第2算出部と、
算出された前記空塔速度が目標値から外れた場合、前記複数種の供給物の各々を前記流動焼却炉にそれぞれ供給する複数の供給装置の少なくともいずれかに供給物の供給量を調節させる指示を発行する供給制御部と
を有し、
前記第1算出部は、
前記流動焼却炉へのケーキの供給量、補助燃料の供給量、空気の供給量および水の供給量(注水量)を取得し、取得した各種供給量に基づいて、前記流動焼却炉で発生する標準状態での排ガス量である標準排ガス量を以下の式(1)にて算出し、
標準排ガス量=ケーキの理論燃焼排ガス量+補助燃料の理論燃焼排ガス量+注水分の排ガス量+過剰空気量・・・(1)
ここで、
ケーキの理論燃焼排ガス量:ケーキを空気比1で燃焼させたときに発生する排ガス量の値
補助燃料の理論燃焼排ガス量:補助燃料を空気比1で燃焼させたときに発生する排ガス量の値
注水分の排ガス量:流動焼却炉の温度を下げるために流動焼却炉に供給する水により発生する水蒸気量の値
過剰空気量:流動焼却炉に供給した空気のうち、燃焼に使用されない空気の量であり、流動焼却炉に供給された空気量からケーキおよび補助燃料の空気比1での燃焼に使用される空気量(理論燃焼空気量)を引くことで算出される値
前記標準排ガス量を炉内温度と炉内圧力を用いて補正するのに、以下の式(3)にて補正排ガス量を算出する
補正排ガス量[m3/s]=標準排ガス量[Nm3/s]×(273.15+炉内温度[℃])÷273.15×101.325÷(101.325+炉内圧力[kPa])・・・(3)
ことを特徴とする流動焼却炉の制御装置。 - 請求項1に記載の流動焼却炉の制御装置において、
前記第1算出部は、前記焼却対象物が持つ複数の性状である含水率、有機成分率および元素組成に基づいて前記焼却対象物を焼却した場合の前記排ガス量を算出する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御装置。 - 請求項2に記載の流動焼却炉の制御装置において、
前記焼却対象物を前記流動焼却炉に供給する供給路に接続される計測器であって、前記複数の性状の少なくともいずれかを計測する計測器が前記流動焼却炉を有する焼却システムに含まれる場合、前記第1算出部は、前記計測器により計測される性状と前記計測器により計測されない性状の予測値とを使用して前記焼却対象物を焼却した場合の排ガスの量を算出する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の流動焼却炉の制御装置において、
前記供給制御部は、前記空塔速度が第1設定値より低い場合、前記複数の供給装置の少なくともいずれかに供給物の供給量を増加させる指示を発行し、前記空塔速度が第1設定値以上である第2設定値より高い場合、前記複数の供給装置の少なくともいずれかに供給物の供給量を減少させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の流動焼却炉の制御装置において、
前記供給制御部は、前記複数の供給装置の1つである空気供給装置に、前記流動焼却炉に供給する空気の量を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の流動焼却炉の制御装置において、
前記流動焼却炉は過給式の焼却炉であり、
前記供給制御部は、過給機のコンプレッサから前記流動焼却炉に供給する圧縮空気の量を調節する調節器に、前記流動焼却炉に供給する圧縮空気の量を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の流動焼却炉の制御装置において、
前記流動焼却炉は過給式の焼却炉であり、
前記供給制御部は、過給機のタービンに供給する排ガスの一部をタービン下流流路にバイパスするバイパス路にある調節弁の開度を調整する調節器に、前記流動焼却炉に供給する圧縮空気の圧力を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御装置。 - 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の流動焼却炉の制御装置において、
前記流動焼却炉は過給式の焼却炉であり、
前記供給制御部は、過給機のタービンに供給する排ガスの量を調節する調節器に、前記タービンに供給する排ガスの量を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御装置。 - 下水から取り出した下水汚泥を脱水して生成されるケーキまたはさらに乾燥工程を経て乾燥した乾燥ケーキである焼却対象物を焼却する過給式の流動焼却炉を制御する流動焼却炉の制御装置において、
前記流動焼却炉から排出される排ガスに含まれる固形成分を取り除く集塵機を、前記流動焼却炉の排ガス出口と過給機のタービン入口の間に設置し、
前記過給機のコンプレッサの圧縮空気出口と前記流動焼却炉の空気入口との間を接続する圧縮空気の供給用の配管に接続されて制御装置からの制御信号により開度が調節される余剰空気調節弁と、
前記過給機のタービン入口とタービン出口とを接続するバイパス経路に設けられ制御装置からの制御信号により開度が調節されるバイパス調節弁と、
前記流動焼却炉に供給される前記焼却対象物と空気とを含み、さらに、前記流動焼却炉に供給される燃料と水とを含む複数種の供給物を供給する各供給路に接続される計測器であって、各々の供給路には、複数の性状のうち、少なくとも流量を計測する流量計と、
を備え、
前記制御装置は、
前記集塵機の排ガス出口側に配置される流量計により計測される排ガス量を取得する取得部と、
取得した前記排ガス量を炉内温度と炉内圧力を用いて補正するのに、以下の式(3)にて補正排ガス量を算出する第1算出部と、
補正排ガス量[m 3 /s]=標準排ガス量[Nm 3 /s]×(273.15+炉内温度[℃])÷273.15×101.325÷(101.325+炉内圧力[kPa])・・・(3)
演算した前記補正排ガス量に基づいて前記流動焼却炉の空塔速度を算出する第2算出部と、
算出した前記空塔速度が目標値から外れた場合、前記余剰空気調節弁と前記バイパス調節弁との少なくともいずれかに対し、それぞれを通過する気体の供給量を調節させる指示を発行する供給制御部と
を有することを特徴とする流動焼却炉の制御装置。 - 請求項9に記載の流動焼却炉の制御装置において、
前記供給制御部は、前記排ガス出口側に設けられる過給機のコンプレッサから前記流動焼却炉に供給する圧縮空気の量を調整する調節器に、前記流動焼却炉に供給する圧縮空気の量を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御装置。 - 請求項9に記載の流動焼却炉の制御装置において、
前記供給制御部は、前記排ガス出口側に設けられる過給機のタービンに供給する排ガスの一部をタービン下流流路にバイパスするバイパス路にある調節弁の開度を調整する調節器に、前記流動焼却炉に供給する圧縮空気の圧力を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御装置。 - 請求項9に記載の流動焼却炉の制御装置において、
前記供給制御部は、前記排ガス出口側に設けられる過給機のタービンに供給する排ガスの量を調節する調節器に、前記タービンに供給する排ガスの量を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御装置。 - 下水から取り出した下水汚泥を脱水して生成されるケーキまたはさらに乾燥工程を経て乾燥した乾燥ケーキである焼却対象物を焼却する流動焼却炉の制御方法において、
前記流動焼却炉に供給される前記焼却対象物と空気とを含み、さらに、前記流動焼却炉に供給される燃料と水とを含む複数種の供給物を供給する各供給路に接続される計測器であって、複数の性状のうち、少なくとも流量を計測する流量計が各々の供給路に備えられ、
前記複数種の供給物の量に基づいて、
前記流動焼却炉から排出される排ガスの量である補正排ガス量を算出し、
算出された前記補正排ガス量に基づいて前記流動焼却炉の空塔速度を算出し、
算出された前記空塔速度が目標値から外れた場合、前記複数種の供給物の各々を前記流動焼却炉にそれぞれ供給する複数の供給装置の少なくともいずれかに供給物の供給量を調節させる指示を発行し、
前記流動焼却炉へのケーキの供給量、補助燃料の供給量、空気の供給量および水の供給量(注水量)を取得し、取得した各種供給量に基づいて、前記流動焼却炉で発生する標準状態での排ガス量である標準排ガス量を以下の式(1)にて算出し、
標準排ガス量=ケーキの理論燃焼排ガス量+補助燃料の理論燃焼排ガス量+注水分の排ガス量+過剰空気量・・・(1)
ここで、
ケーキの理論燃焼排ガス量:ケーキを空気比1で燃焼させたときに発生する排ガス量の値
補助燃料の理論燃焼排ガス量:補助燃料を空気比1で燃焼させたときに発生する排ガス量の値
注水分の排ガス量:流動焼却炉の温度を下げるために流動焼却炉に供給する水により発生する水蒸気量の値
過剰空気量:流動焼却炉に供給した空気のうち、燃焼に使用されない空気の量であり、流動焼却炉に供給された空気量からケーキおよび補助燃料の空気比1での燃焼に使用される空気量(理論燃焼空気量)を引くことで算出される値
前記標準排ガス量を炉内温度と炉内圧力を用いて補正するのに、以下の式(3)にて補正排ガス量を算出する
補正排ガス量[m3/s]=標準排ガス量[Nm3/s]×(273.15+炉内温度[℃])÷273.15×101.325÷(101.325+炉内圧力[kPa])・・・(3)
ことを特徴とする流動焼却炉の制御方法。 - 請求項13に記載の流動焼却炉の制御方法において、
前記焼却対象物が持つ複数の性状である含水率、有機成分率および元素組成に基づいて前記焼却対象物を焼却した場合の前記排ガス量を算出する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御方法。 - 請求項14に記載の流動焼却炉の制御方法において、
前記焼却対象物を前記流動焼却炉に供給する供給路に接続される計測器であって、前記複数の性状の少なくともいずれかを計測する計測器が前記流動焼却炉を有する焼却システムに含まれる場合、前記計測器により計測される性状と前記計測器により計測されない性状の予測値とを使用して前記焼却対象物を焼却した場合の排ガスの量を算出する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御方法。 - 請求項13から請求項15のいずれか1項に記載の流動焼却炉の制御方法において、
前記空塔速度が第1設定値より低い場合、前記複数の供給装置の少なくともいずれかに供給物の供給量を増加させる指示を発行し、前記空塔速度が第1設定値以上である第2設定値より高い場合、前記複数の供給装置の少なくともいずれかに供給物の供給量を減少させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御方法。 - 請求項13から請求項15のいずれか1項に記載の流動焼却炉の制御方法において、
前記複数の供給装置の1つである空気供給装置に、前記流動焼却炉に供給する空気の量を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御方法。 - 請求項13から請求項15のいずれか1項に記載の流動焼却炉の制御方法において、
前記流動焼却炉は過給式の焼却炉であり、
過給機のコンプレッサから前記流動焼却炉に供給する圧縮空気の量を調節する調節器に、前記流動焼却炉に供給する圧縮空気の量を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御方法。 - 請求項13から請求項15のいずれか1項に記載の流動焼却炉の制御方法において、
前記流動焼却炉は過給式の焼却炉であり、
過給機のタービンに供給する排ガスの一部をタービン下流流路にバイパスするバイパス路にある調節弁の開度を調整する調節器に、前記流動焼却炉に供給する圧縮空気の圧力を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御方法。 - 請求項13から請求項15のいずれか1項に記載の流動焼却炉の制御方法において、
前記流動焼却炉は過給式の焼却炉であり、
過給機のタービンに供給する排ガスの量を調節する調節器に、前記タービンに供給する排ガスの量を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御方法。 - 下水から取り出した下水汚泥を脱水して生成されるケーキまたはさらに乾燥工程を経て乾燥した乾燥ケーキである焼却対象物を焼却する過給式の流動焼却炉の制御方法において、
前記流動焼却炉から排出される排ガスに含まれる固形成分を取り除く集塵機を、前記流動焼却炉の排ガス出口と過給機のタービン入口の間に設置し、
前記過給機のコンプレッサの圧縮空気出口と前記流動焼却炉の空気入口との間を接続する圧縮空気の供給用の配管に接続されて制御装置からの制御信号により開度が調節される余剰空気調節弁と、
前記過給機のタービン入口とタービン出口とを接続するバイパス経路に設けられ制御装置からの制御信号により開度が調節されるバイパス調節弁と、
前記流動焼却炉に供給される前記焼却対象物と空気とを含み、さらに、前記流動焼却炉に供給される燃料と水とを含む複数種の供給物を供給する各供給路に接続される計測器であって、各々の供給路には、複数の性状のうち、少なくとも流量を計測する流量計と、
が備えられ、
前記集塵機の排ガス出口側に配置される流量計により計測される排ガス量を取得し、
取得した前記排ガス量を炉内温度と炉内圧力を用いて補正するのに、以下の式(3)にて第1算出部により補正排ガス量を算出し、
補正排ガス量[m 3 /s]=標準排ガス量[Nm 3 /s]×(273.15+炉内温度[℃])÷273.15×101.325÷(101.325+炉内圧力[kPa])・・・(3)
演算した前記補正排ガス量に基づいて第2算出部にて前記流動焼却炉の空塔速度を算出し、
算出した前記空塔速度が目標値から外れた場合、前記余剰空気調節弁と前記バイパス調節弁との少なくともいずれかに対し、それぞれを通過する気体の供給量を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御方法。 - 請求項21に記載の流動焼却炉の制御方法において、
前記排ガス出口側に設けられる過給機のコンプレッサから前記流動焼却炉に供給する圧縮空気の量を調整する調節器に、前記流動焼却炉に供給する圧縮空気の量を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御方法。 - 請求項21に記載の流動焼却炉の制御方法において、
前記排ガス出口側に設けられる過給機のタービンに供給する排ガスの一部をタービン下流流路にバイパスするバイパス路にある調節弁の開度を調整する調節器に、前記流動焼却炉に供給する圧縮空気の圧力を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御方法。 - 請求項21に記載の流動焼却炉の制御方法において、
前記排ガス出口側に設けられる過給機のタービンに供給する排ガスの量を調節する調節器に、前記タービンに供給する排ガスの量を調節させる指示を発行する
ことを特徴とする流動焼却炉の制御方法。
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