JPH04254101A - ごみ焼却炉の燃焼制御方法 - Google Patents

ごみ焼却炉の燃焼制御方法

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JPH04254101A
JPH04254101A JP15005891A JP15005891A JPH04254101A JP H04254101 A JPH04254101 A JP H04254101A JP 15005891 A JP15005891 A JP 15005891A JP 15005891 A JP15005891 A JP 15005891A JP H04254101 A JPH04254101 A JP H04254101A
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rotary furnace
combustion
combustion grate
certain amount
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Miki Yamagishi
山岸 三樹
Eiichi Shibuya
渋谷 栄一
Sadao Suzuki
貞夫 鈴木
Tadashi Kokaji
小鍜治 正
Tsuneo Matsudaira
恒夫 松平
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NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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  • Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ごみを回転炉,後燃焼
火格子及びガス再燃焼室を含むごみ焼却炉で燃焼させる
と共に燃焼排ガスの熱量をボイラで回収する場合に、回
転炉の温度分布を設定された上、下限値内に収めると共
に、排熱回収ボイラの蒸気量を設定変動幅内に収められ
るようにしたごみ焼却炉の燃焼制御方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、ごみを回転炉,後燃焼火格子及び
ガス再燃焼室を含むごみ焼却炉で燃焼させると共に燃焼
排ガスの熱量をボイラで回収することは行われているが
、回転炉の温度分布を設定された上、下限値内に収める
と共に、排熱回収ボイラの蒸気量を設定変動幅内に収め
られるようにしたごみ焼却炉の燃焼制御方法はない。
【0003】
【解決しようとする課題】本発明は、回転炉の温度分布
を設定された上、下限値内に収めると共に、排熱回収ボ
イラの蒸気量を設定変動幅内に収められるようにしたご
み焼却炉の燃焼制御方法を提供することを課題とするも
のである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のごみ焼却炉の燃
焼制御方法の特徴は、ごみを回転炉,後燃焼火格子及び
ガス再燃焼室を含むごみ焼却炉で燃焼させると共に燃焼
排ガスの熱量をボイラで回収する場合に、
【0005】
排熱回収ボイラの蒸気量の変動幅を設定すると共に、回
転炉の温度分布の上、下限値及び後燃焼火格子速度並び
に回転炉入口空気量、燃焼排ガスの再循環量,及び後燃
焼火格子空気量の基準値を設定し、蒸気量が上記上限値
以上で、
【0006】回転炉温度分布が上記上限値に近い場合、
燃焼排ガスの再循環量を上記基準値に対して一定量増加
すると共に、回転炉入口空気量を上記基準値に対して一
定量減少し、
【0007】更に燃え切り点が適正か回転炉側にあると
きは、後燃焼火格子を一時停止すると共に、後燃焼火格
子空気量を上記基準値に対して一定量減少し、燃え切り
点が主灰シュート側にあるときは、後燃焼火格子を一時
停止し、回転炉温度分布が上記以外の場合、後燃焼火格
子を一時停止すると共に、後燃焼火格子空気量を上記基
準値に対して一定量減少し、蒸気量が上記下限値以下で
【0008】回転炉温度分布が上記下限値に近い場合、
燃焼排ガスの再循環量を上記基準値に対して一定量減少
すると共に、回転炉入口空気量を上記基準値に対して一
定量増加し、
【0009】更に燃え切り点が適正のときは、後燃焼火
格子速度を上記基準量に対して一定量増速すると共に、
後燃焼火格子空気量を上記基準値に対して一定量増加し
、燃え切り点が適正か回転炉側にあるときは、後燃焼火
格子速度を上記基準量に対して一定量増速し、燃え切り
点が主灰シュート側にあるときは、後燃焼火格子空気量
を上記基準値に対して一定量増加し、
【0010】回転
炉温度分布が上記以外の場合、後燃焼火格子速度を上記
基準量に対して一定量増速すると共に、後燃焼火格子空
気量を上記基準値に対して一定量増加することである。
【0011】
【作用】蒸気量が上限値以上の場合と、下限値以下の場
合とに分け、
【0012】蒸気量が上限値以上の場合に、回転炉の温
度分布が、上限に近いときと、それ以外のときに分け、
また、蒸気量が下限値以下の場合、回転炉の温度分布が
、下限に近いときと、それ以外のときに分けて、燃焼排
ガスの再循環量、回転炉入口空気量、後燃焼火格子速度
及び後燃焼火格子空気量を制御することにより、回転炉
の温度分布を設定された上、下限値内に収めると共に、
排熱回収ボイラの蒸気量を設定変動幅内に収めることが
できる。
【0013】
【実施例】本発明方法を実施するための装置の一例を第
1図のフローシートにより説明する。
【0014】ごみバンカ11に投入されたごみは、クレ
ーン12によりごみシュート14に投入される。この際
ごみ投入量は荷重計13により計量される。ごみ投入シ
ュート14にはごみレベル調節計15が設けられている
。ごみシュート14内のごみはごみ供給プッシャー16
により回転炉21へ供給される。17はプッシャーの速
度調節計である。回転炉21の入口にはスタートバーナ
22が設けられている。23は回転炉21の速度調節計
である。回転炉21内の各部の温度は温度計24により
測定される。また回転炉内のO2 %が酸素濃度計25
で測定される。回転炉21に続いて、後燃焼火格子26
a,26bが設けられ、その速度は速度調節計28a,
28bによって制御される。27はガス再燃焼室で、各
部の温度が温度計29によって測定される。30は炉内
ITVの画像処理により、後燃焼火格子26a,26b
上のごみの燃え切り点を算定する燃え切り点検出器であ
る。燃焼排ガスの熱量はボイラ41で回収される。42
は発生発気の流量計、43は排ガス温度調節計である。 排ガスは電気集じん器46で集じんされた後、再循環フ
ァン51により回転炉21の入口に送給される。52は
再循環量の調節計、53は温度計である。また排ガス中
のO2 %が酸素濃度計47で測定される。一方燃焼用
空気は、埋込ファン31から空気予熱器33を通って供
給される。32は吸込流量調節計、34は温度調節計で
ある。回転炉入口燃焼用空気量は流量調節計35により
調節され、後燃焼火格子用空気は流量調節計36a,3
6bにより調節される。また炉温冷却用空気は、冷却フ
ァン37から供給される。38は吸込流量調節計である
。 そしてガス再燃焼室27への空気量は流量調節計39に
よって調節されるようになっている。上記装置による制
御を第2図に示すフローチャートにより説明する。 (イ)炉本体から廃熱、ボイラーまでを一つの系として
熱収支計算を行い、ごみの低位発熱量(以下Hu )を
求める。
【0015】ごみの炉内滞留時間は約2〜3時間であり
、炉内へ切り出されたばかりのごみから、数時間前に切
り出されたごみ迄炉内の広範囲で燃焼しているので、総
合的なごみ質を求める必要がある。従ってごみ投入時毎
に炉内で燃焼したごみのHuを求め、それ以前に求めた
過去のHu を考慮してより正確なごみのHu を算出
する。Hu 計算は、例えば次のようにして行う。
【0016】   Hu =f(GRn,LFDF1+LFDF2,L
CDF ,LRDF ,ta,tR ,Gs ,tg)
+K  GRn:平均ごみ焼却量    (ton/h
)    荷重計13のデータをもとに算出する  L
FDF1+LFDF2:燃焼空気量(Nm3 /n) 
  流量計35及び36a,36bより  LCDF 
:再燃焼室用空気量  (Nm3 /h)   流量計
39より  ta    :燃焼空気温度      
(℃)      温度計34より  LRDF :再
循環ガス量      (Nm3 /h)   温度計
52より  tR   :再循環ガス温度    (℃
)      温度計53より  Gs   :ボイラ
蒸発量      (ton/h)    温度計42
より  tg    :ボイラ出口ガス温度(℃)  
    温度計43より  K    :定数 さらに上式で算出されたHu に対し、次の平滑化処理
を行い補正する。 Hu (n) =αHu +(1−α)Hu (n−1
)    Hu (n)   :今回のHu 計算結果
Hu (n−1) :前回の    〃α      
  :指数平滑係数(0≦α<1)
【0017】(ロ)
設定するごみ焼却量又は設定する蒸発量から算出された
ごみ焼却量Gに対応するように、ごみ切り出し量制御(
ごみ供給プッシャー16の速度制御)、回転炉回転数制
御及び火格子速度制御を行う。
【0018】(ハ)Hu ,Gにより燃焼空気量(LF
DF1* 及びLFDF2* )、再燃焼室用空気量(
LCDF * )、燃焼空気温度(TFDF *)及び
再循環ガス量(LRDF * )の基準値が算出され、
自動的に設定される。 1) LRDF * =LR (Hu ,G)関数LR
 は計算機の学習機能によりリアルタイムで、第3図に
示す如く回転炉内温度の最適点を選んだごみ質Hu と
焼却量GR の関数に更新される。 2) LFDF * =LFDF1* +LFDF2*
 =LF (Hu ,G)3) LFDF1* =LF
1(Hu ,LRDF * ,排ガスO2 %)
【00
19】回転炉入口燃焼空気量は、再循環排ガスLRDF
 * と回転炉入口燃焼空気LFDF1* を加えて、
ごみ質Hu に応じて定められる回転炉入口O2 %と
なる様算出する。(第4図) 4) LFDF2* =LFDF * −LFDF1*
5) LCDF * =LC (Hu ,GR ,GS
 ,tR )tR :再燃焼室出口温度 6) TFDF * =TF (Hu ,GR )(ニ
)ごみ投入毎にHu を算出し、(ロ),(ハ)を繰返
す。 (ホ)常時炉内ITV画面により燃え切り点制御を行う
(後述)。 (ヘ)炉内温度データ及びボイラ蒸発量データを読込み
、その変動を常時監視し、許容変動幅を越える場合には
以下の制御を行う。 その際、炉出口O2 %を酸素濃度計47により測定し
、その値も許容変動範囲内に常時維持されるよう、再燃
焼室空気量を二次的に自動制御する。 I   回転炉内温度制御
【0020】回転炉21内温度(長さ方向に入口,中央
,3/4,出口の4点測定)の分布を常時温度計24に
より計測し、所定の抑制燃焼温度パターンが許容範囲内
に維持されるよう、 ごみ供給プッシャー速度:V1     回転炉回転速度        :V1C  
  回転炉入口燃焼空気量  :LFDF1    燃
焼空気温度          :TFDF    再
循環排ガス量        :LRDFを、それぞれ
速度調節計17,23,温度調節計34及び流量調節計
35,52により先に算出した基準値をベースにして制
御します。 1) 回転炉内各温度が第5図に示す設定変動幅を越え
ているかどうかチェックする。 2) 回転炉内各温度が上限値以上となった場合
【00
21】a) 燃焼状況が積極燃焼かどうかを炉内温度、
後燃焼室温度、再燃焼室温度のバランスより判断し、積
極燃焼の場合は再循環ガス量LRDF を基準値に対し
一定量増加させて回転炉入口O2 を低下させ、又ごみ
供給プッシャ速度V1 及び回転炉回転速度V1cを基
準値に対し一定量増加する。
【0022】b) 積極燃焼ではなく抑制燃焼の場合は
、回転炉内の全O2 量が変らないように、再循環ガス
量LRDF を基準値に対して一定量増加させ、その量
に応じて回転炉入口燃焼空気LFDF1を基準値に対し
て減少させる。それでも上限値以上の場合には燃焼空気
温度TFDF を基準値に対して一定量減少させる。
【0023】c) これらの自動制御が行われた結果、
回転炉内温度の全てが各上限値以下となれば、V1 ,
V1c,TFDF ,LRDF ,LFDF1を計算結
果により算出された値V1 * ,V1c* ,TFD
F * ,LRDF * ,LFDF1* に戻す。 3) 回転炉内各温度が下限値I以下となった場合、

0024】a) 回転炉内の全O2 量が変らないよう
に、再循環ガス量LRDF を基準値に対して一定量減
少させ、その量に応じてLFDF1を基準値に対して増
加させる。それでも下限値I以下の場合にはTFDF 
を基準値に対して一定量増加させる。又、V1 ,V1
cを基準値に対して一定量増加させる。 b) その結果、回転炉内温度の全てが下限値I以上と
なれば、 V1 ,V1c,TFDF ,LRDF ,LFDF1
をV1 * ,V1c*,TFDF * ,LRDF 
*,LFDF1* に戻る。 4) 回転炉内温度の内1つでも加減値II以下となっ
た場合は、回転炉入口バーナ22着火指示の警報を出し
点火する。 II  再燃焼室温度制御 炉出口温度即ち再燃焼室27温度を常時温度計29によ
り計測し、公害防止対策上所定温度範囲に維持するよう
再燃焼室用空気量:LCDF を基準値をベースにして制御する。但し、炉出口O2 
%を常時監視し、未燃ガス発生防止面より、そのO2 
%が許容範囲内に維持されるよう、上記再燃焼室空気量
を二次的に補正する。 1) 再燃焼室温度が第6図に示す設定変動幅を越えて
いるかどうかチェックする 。2) 再燃焼室温度がA以上となった場合、a) 再
燃焼室用空気量LCDF をその基準値に対して一定量
増大させる。 b) その結果温度がB以下となればLCDF を計算
結果により算出された基準値LCDF * に戻す。 3) 再燃焼室温度がD以下となった場合、a) LC
DF をその値に対して一定量減少させる。 b) その結果温度がC以上となればLCDF をLC
DF * に戻す。 4) 同時に炉出口O2 %(EP出口部)が第7図に
示す設定変動幅を越えているかどうかチェックする。 5) 炉出口O2 %がE以上となった場合(炉出口温
度が変動幅以内でも) a) 3)−a)と同じ処理をとる。 b) その結果F以下となればLCDF をLCDF 
* に戻す。 6) 炉出口O2 %がH以下となった場合a) 2)
−a)と同じ処置をとる。 b) その結果、G以上となればLCDF をLCDF
 * に戻す。 III   蒸発量制御 蒸発量データを読込み、その変動を常時監視し、許容変
動幅を越える場合には以下の制御を行う。 1  蒸気量Gs が第8図に示す設定変動幅を越えて
いるかどうかチェックする。 2  Gs が上限A以上となった場合1) 回転炉内
温度パターンに於て回転炉1/2又は3/4の温度が第
5図のXゾーンから上にある場合
【0025】a) 後
燃焼火格子26a,26b上の燃え切り点が適正(後述
)である場合及び適正でなく回転炉側にある場合は回転
炉内の全O2 量が変らないように、再循環ガス量LR
DF を基準値に対して一定量増加させ、その量に応じ
て回転炉入口燃焼空気量LFDF1を基準に対して減少
させる。又No.1及びNo.2後燃焼火格子は停止し
、更に後燃焼火格子燃焼空気量LFDF2を基準値に対
し一定量減少する。 b) 燃え切り点が適正でなく主灰シュート側にある場
合は上記a)の操作の中でLFDF2以外の変更を行う
【0026】c) これらの自動制御が行われた結果、
Gs がB以下になればNo.1及びNo.2後燃焼火
格子を各々再起動させ、LRDF ,LFDF1,LF
DF2は計算により算出されたLRDF * ,LFD
F1* ,LFDF2* に戻す。
【0027】2) 回転炉温度が第5図のY,Z及びそ
れ以下のゾーンの場合は上記1)に於いてNo.1及び
No.2後燃焼火格子及びLFDF2のみを操作の対象
とし、上記1)と同様に調整します。 3)Gs が加減C以下となった場合
【0028】1) 回転炉内温度パターンに於て回転炉
1/2又は3/4の温度が第5図のZゾーンから下にあ
る場合回転炉内の全O2 量が変らないように、LRD
E を基準値に対して一定量減少させ、その量に応じて
LFDF1を基準値に対して増加させる。さらに a) 後燃焼火格子上の燃え切り点が適正(後述)の場
合に限りNo.1及びNo.2後燃焼火格子を一定量増
速し、さらにLFDF2を一定量増加する。 b) 後燃焼火格子上の燃え切り点が適正でなく回転炉
側にある場合はNo.1及びNo.2後燃焼火格子を一
定量増速する。 c) 後燃焼火格子上の燃え切り点が適正でなく主灰シ
ュート側にある場合はLFDF2を一定量増加する。
【0029】d) これらの自動制御が行われた結果、
Gs がD以上になればNo.1及びNo.2後燃焼火
格子速度を計算により算出された基準速度に戻し、LR
DF ,LFDF1,LFDF2をLRDF * ,L
FDF1* ,LFDF2* に戻す。
【0030】2) 回転炉温度がX,Y及びそれ以上の
ゾーンの場合は上記1)に於いてa),b),c),d
)のNo.1及びNo.2後燃焼火格子、及びLFDF
2のみを操作の対象としa),b),c),d)と同様
に調整する。
【0031】4)この運転にて目標焼却量を確保出来な
い場合には、蒸気量設定値を上げ、又逆に目標焼却量を
オーバーする場合には、蒸気量設定値を下げることによ
り目標焼却量を確保する。 IV  ごみ切出し量制御及び回転キルン制御の説明1
) ごみシュート14のレベルは例えば超音波レベル計
15により連続的に測定する。 2) 設定及び算出されたごみ焼却量Gを本制御におけ
る初期条件とする。
【0032】3) 超音波レベル計15によりクレーン
室へ投入支持が発信され、この指示に従いごみ投入がお
こなわれる。この時、投入前にクレーン荷重計13によ
って計測された実投入量(G′)が読込まれる。
【0033】4) G′投入完了前後時のごみレベル(
h)及び実際投入間隔(T)により、ごみのかさ密度及
びごみレベル降下速度(Vs )を計算し、それらより
Gが確保されるごみ供給プッシャ16の速度基準値(V
1 * )を算出する。
【0034】5) そのV1 * に従って、ごみ供給
プッシャ速度(V1 )を速度調節計17により自動制
御し、さらに回転炉回転速度(V1c)を燃焼中のごみ
質、ごみ供給プッシャ速度に見合った速度になる様に速
度調節計23により自動制御する。 V1c=V(V1 ,Hu ) 6) ごみレベルが投入準備レベルに達するとクレーン
室へごみ投入準備が出される。 7) ごみレベルが新に投入指示レベルに達するとクレ
ーン室へ投入指示が出され、ごみ投入がおこなわれ、上
述の3,4),5)及び6)が繰り返される。
【0035】8) 次回の投入指示がなされるまでの間
、定期的にごみレベル計15により実ごみレベル降下速
度を検出し、標準ごみレベル降下速度と比較し、ブリッ
ジ発生の有無を監視する。 V  燃え切り点制御及び火格子速度制御
【0036】
炉内ITVの画像処理により、後燃焼火格子上のごみの
燃え切り点を燃え切り点検出器30により算出し、その
位置が許容範囲内に保たれる様、ごみ質Hu 、ごみ供
給プッシャ速度V1 等に見合った速度になるように算
定される基準値V2* 及びV3 * をベースに、N
o.1後燃焼火格子速度V2 及びNo.2後燃焼火格
子速度V3 を速度調節計28a,28bにより制御す
る。       V2 =V(V1 ,Hu ),  V3
 * =V(V2 * ,Hu )      V2 
=K3 ×V2 *     ,  V3 =K3 ′
×V3 *    係数K3 ,K3 ′は燃え切り点位置に応じて第
9図に示す値とする。又、後燃焼火格子燃焼空気量LF
DF2も基準値LFDF2* をベースに燃え切り点が
許容範囲内に保たれる様制御する。 LFDF2=K4 ×LFDF2* 係数K4 は燃え切り点の位置に応じて、第10図に示
す値とする。
【0037】
【発明の効果】本発明のごみ焼却炉の燃焼制御方法は上
記のようなもので、回転炉の温度分布を設定された上、
下限値内に収めると共に、排熱回収ボイラの蒸気量を設
定変動幅内に収めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法を実施するための装置の一例を示す
フローシート。
【図2】本発明方法の一例を示すフローチャート。
【図3】ごみ質Hu ,焼却量Gとから基準再循環ガス
量LRDF * を設定するための関数LR の求め方
の説明図。
【図4】ごみ質に応じた回転炉入口目標O2 %の説明
図。
【図5】回転炉内温度パターンの説明図、
【図6】ガス
再燃焼室温度の制御範囲の説明図、
【図7】焼却炉出口
O2 %の制御範囲の説明図、
【図8】ボイラ蒸気量の
制御範囲の説明図、
【図9】燃え切り点位置に対応する
係数K3 及びK3 ′の値を示す説明図。
【図10】燃え切り点位置に対応する係数K4 の値を
示す説明図。
【符号の説明】
21…回転炉、26a,26b…後燃焼火格子、27…
ガス再燃焼室、41…ボイラ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ごみを回転炉,後燃焼火格子及びガス
    再燃焼室を含むごみ焼却炉で燃焼させると共に燃焼排ガ
    スの熱量をボイラで回収する場合に、排熱回収ボイラの
    蒸気量の変動幅を設定すると共に、回転炉の温度分布の
    上、下限値及び後燃焼火格子速度並びに回転炉入口空気
    量、燃焼排ガスの再循環量,及び後燃焼火格子空気量の
    基準値を設定し、蒸気量が上記上限値以上で、回転炉温
    度分布が上記上限値に近い場合、燃焼排ガスの再循環量
    を上記基準値に対して一定量増加すると共に、回転炉入
    口空気量を上記基準値に対して一定量減少し、更に燃え
    切り点が適正か回転炉側にあるときは、後燃焼火格子を
    一時停止すると共に、後燃焼火格子空気量を上記基準値
    に対して一定量減少し、燃え切り点が主灰シュート側に
    あるときは、後燃焼火格子を一時停止し、回転炉温度分
    布が上記以外の場合、後燃焼火格子を一時停止すると共
    に、後燃焼火格子空気量を上記基準値に対して一定量減
    少し、蒸気量が上記下限値以下で、回転炉温度分布が上
    記下限値に近い場合、燃焼排ガスの再循環量を上記基準
    値に対して一定量減少すると共に、回転炉入口空気量を
    上記基準値に対して一定量増加し、更に燃え切り点が適
    正のときは、後燃焼火格子速度を上記基準量に対して一
    定量増速すると共に、後燃焼火格子空気量を上記基準値
    に対して一定量増加し、燃え切り点が適正か回転炉側に
    あるときは、後燃焼火格子速度を上記基準量に対して一
    定量増速し、燃え切り点が主灰シュート側にあるときは
    、後燃焼火格子空気量を上記基準値に対して一定量増加
    し、回転炉温度分布が上記以外の場合、後燃焼火格子速
    度を上記基準量に対して一定量増速すると共に、後燃焼
    火格子空気量を上記基準値に対して一定量増加すること
    を特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御方法。
JP15005891A 1991-06-21 1991-06-21 ごみ焼却炉の燃焼制御方法 Expired - Lifetime JPH0772603B2 (ja)

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