JPH0470528B2

JPH0470528B2 -

Info

Publication number: JPH0470528B2
Application number: JP61096823A
Authority: JP
Inventors: Miki Yamagishi; Eiichi Shibuya; Sadao Suzuki; Tadashi Kokaji; Tsuneo Matsudaira
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1986-04-28
Filing date: 1986-04-28
Publication date: 1992-11-11
Also published as: JPS62255717A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］この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ガス化燃焼させる
場合の燃焼制御方法に関するものである。

［発明の技術的背景］従来通常の都市ごみを燃焼火格子上で燃焼さ
せ、未燃分を回転キルンを利用して後燃焼させる
ごみ焼焼炉が知られているが、分別ごみを回転炉
と後燃焼火格子とを組合せた焼却炉で焼却する実
用例はない。

この発明は、ごみの安定した燃焼を長期に渡つ
て維持すると共に、有害ガス、未燃ガスの発生を
抑制する燃焼制御方法を提供することを目的とす
るものである。

［発明の概要］この発明のごみ焼却炉の燃焼制御方法は、回転
炉、後燃焼室及び再燃焼室を含むごみ焼却炉で、
ごみ供給プツシヤー速度、回転炉回転速度、回転
炉入口燃焼空気量及び燃焼排ガスの再循環量の基
準値を設定すると共に、回転炉内の温度分布パタ
ーンの上下限値を設定し、回転炉内各温度が上記
上限値以上になつた場合は、再循環排ガス量を上
記基準値に対して一定量増加すると共に、回転炉
温度、後燃焼室温度及び再燃焼室温度のバランス
によつて、ごみ供給プツシヤー速度及び回転炉回
転速度を上記基準値に対して一定量増加するか、
または、回転炉入口燃焼空気量を上記基準値に対
して一定量減少し、一方、キルン内各温度が上記
下限値以下になつた場合は、再循環排ガス量を上
記基準値に対して一定量減少すると共に、回転炉
入口燃焼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ものである。

［発明の実施例］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。ごみバンカ１
１に投入されたごみは、クレーン１２によりごみ
シユート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。ごみ投入シユート
１４にはごみレベル調節計１５が設けられてい
る。ごみシユート１４内のごみはごみ供給プツシ
ヤー１６により回転炉２１へ供給される。１７は
プツシヤ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。２
３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２
８ａ，２８ｂによつて制御される。２７はガス再
燃焼室で、各部の温度が温度計２９によつて測定
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
環フアン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、埋込みフアン３１
から空気予熱器３３を通つて供給される。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，
３６ｂにより調節される。また炉温冷却用空気
は、冷却フアン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によつて調節されるよう
になつている。

上記装置による制御を第２図に示すフローチヤ
ートにより説明する。

(イ) 炉本体から廃熱、ボイラ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。

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。従つ
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。

Hu＝ｆ（G_Ro、L_FDF1＋L_FDF2、L_CDF、 L_RDF、ta、t_R、Gs、tg）＋Ｋ G_Ro：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＋L_FDF2：燃焼空気量（Nm³／ｎ）流量計３
５及び３６ａ，３６ｂより L_CDF：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 L_RDF：再循環ガス量（Nm³／ｈ）流量計５２より t_R：再循環ガス温度（℃）温度計５３より Gs：ボイラ蒸発量（ton／ｈ）流量計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） (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（ごみ供給プツシヤー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。

(ハ) Hu、Ｇにより燃焼空気量（L^* _FDF1及びL^* _FDF2）、
再燃焼室用空気量（L^* _CDF、燃焼空気温度
（T^* _FDF）及び再循環ガス量（L^* _RDF）の基準値が
算出され、自動的に設定される。

(1) L^* _RDF＝L_R（Hu、Ｇ）関数L_R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G_Rの関数
に更新される。

(2) L^* _FDF＝L^* _FDF1＋L^* _FDF2＝L_F（Hu，Ｇ） (3) L^* _FDF1＝L_F1（Hu、L^* _RDF、排ガスO₂％）回転炉入口燃焼空気量は、再循環排ガス
L^* _RDFと回転炉入口燃焼空気L^* _FDF1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) L^* _FDF2＝L^* _FDF−L^* _FDF1 (5) L^* _CDF＝Lc（Hu、G_R、G_S、t_R） t_R：再燃焼室出口温度 (6) T^* _FDF＝T_F（Hu、G_R） (ニ) ごみ投入毎にHuを算出し、(ロ)、(ハ)を繰返す。

(ホ) 上時炉内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。

回転炉内温度制御回転炉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２
４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、ごみ供給プツシヤー速度：V₁ 回転炉回転速度：V_1C 回転炉入口燃焼空気量：L_FDF1 燃焼空気温度：T_FDF 再循環排ガス量：L_RDF 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エツクする。

(2) 回転炉内各温度が上限値以上となつた場合 (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L_RDF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、又ごみ供給ブ
ツシヤ速度V₁及び回転炉回転速度V_1cを基
準値に対し一定量増加する。

(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L_RDF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
L_FDF1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
T_FDFを基準値に対して一定量減少させる。

(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、V_1c、T_FDF、L_RDF、L_FDF1を計算結果に
より算出された値V^* ₁、V^* _1c、T^* _FDF、L^* _RDF、
L^* _FDF1に戻す。

(3) 回転炉内各温度が下限値以下となつた場
合、 (a) 回転炉内の全O₂量が変らないように、
再循環ガス量L_RDFを基準値に対して一定量
減少させ、その量に応じてL_FDF1を基準値
に対して増加させる。それでも下限値以
下の場合にはT_FDFを基準値に対して一定量
増加させる。

又、V₁、V_1c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
以上となれば、 V₁、V_1c、T_FDF、L_RDF、L_FDF1をV^* ₁、
V^* _1c、T^* _FDF、L^* _RDF、L^* _FDF1に戻る。

(4) 回転炉内温度の内１つでも下限値以下と
なつた場合は、回転炉入口バーナ２２着火指
示の警報を出し点火する。

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：L_CDF 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エツクする。

(2) 再燃焼室温度が以上となつた場合、 (a) 再燃焼室用空気量L_CDFをその基準値に対
して一定量増大させる。

(b) その結果温度が以下となればL_CDFを計
算結果により算出された基準値L^* _CDFに戻
す。

(3) 再燃焼室温度が以下となつた場合、 (a) L_CDFをその値に対して一定量減少させ
る。

(b) その結果温度が以上となればL_CDFを
L^* _CDF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エ
ツクする。

(5) 炉出口O₂％が以上となつた場合（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) その結果以下となればL_CDFをL^* _CDF
に戻す。

(6) 炉出口O₂％が以下となつた場合 (a) (2)−(a)と同じ処置をする。

(b) その結果、以上となればL_CDFをL^* _CDFに
戻す。

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。

蒸気量G_Sが第８図に示す設定変動幅を越
えているかどうかチエツクする。

G_Sが上限以上となつた場合 (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図のゾーンから上
にある場合 (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L_RDF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L_FDF1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L_FDF2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ユート
側にある場合は上記(a)の操作の中で
L_FDF2以外の変更を行う。

(c) これらの自動制御が行われた結果、
G_Sが以下になればNo.１及びNo.２後燃
焼火格子を各々再起動させ、L_RDF、
L_FDF1、L_FDF2は計算により算出された
L^* _RDF、L^* _FDF1、L^* _FDF2に戻す。

(2) 回転炉温度が第５図の、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L_FDF2のみを操作
の対象とし、上記(1)と同様に調整します。

G_Sが下限以下となつた場合 (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、L_RDFを基準値に対して一定量減少
させ、その量に応じてL_FDF1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L_FDF2
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
なく主灰シユート側にある場合はL_FDF2
を一定量増加する。

(d) これらの自動制御が行われた結果、
G_Sが点以上になれば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、L_RDF、L_FDF1、L_FDF2を
L^* _RDF、L^* _FDF1、L^* _FDF2に戻す。

(2) 回転炉温度が、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L_FDF2
のみを操作の対象とし、(a)、(b)、(c)、(d)と
同様に調整する。

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。

ごみ切出し量制御及び回転キルン制御の説明 (1) ごみシユート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。

(3) 超音波レベル計１５によりクレーン室へ投
入指示が発信され、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によつて計測された実投入量
G′が読込まれる。

(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V_Sを計算し、それらより
Ｇが確保されるごみ供給プツシヤ１６の速度
基準値V^* ₁を算出する。

(5) そのV^* ₁に従つて、ごみ供給プツシヤ速度
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V_1Cを燃焼中のごみ質、
ごみ供給プツシヤ速度に見合つた速度になる
様に速度調節計２３により自動制御する。

V_1C＝Ｖ（V₁Hu） (6) ごみレベル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。

(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、ブリツジ発生の有無を監視する。

燃え切り点制御及び火格子速度制御炉内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、ごみ供給プツシヤ速度V₁等
に見合つた速度になるように算定される基準値
V^* ₂及びV^* ₃をベースに、No.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）、V^* ₃＝Ｖ（V^* ₂、Hu） V₂＝K₃×^* ₂、V₃＝K′₃×V^* ₃ 係数K₃、K′₃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L_FDF2も基準値
L^* _FDF2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。

L_FDF2＝K₄×L^* _FDF2 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。

［発明の効果］この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、後燃焼室及び再燃焼室を
含むごみ焼却炉でのごみの燃焼を安定して行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は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、第２図は本発明方法の一
例を示すフローチヤート、第３図はごみ質Hu、
焼却量Ｇとから基準再循環ガス量L^* _RDFを設定する
ための関数L_Rの求め方の説明図、第４図はごみ
質に応じた回転炉入口目標O₂％の説明図、第５
図は回転炉内温度パターンの説明図、第６図はガ
ス再燃焼室温度の制御範囲の説明図、第７図は焼
却炉出口O₂％の制御範囲の説明図、第８図はボ
イラ蒸気量の制御範囲の説明図、第９図及び第１
０図は、それぞれ燃え切り点位置に対応する係数
K₃、K′₃及びK₄の値を示す説明図である。２１……回転炉、２６ａ，２６ｂ……後燃焼火
格子、２７……ガス再燃焼室、４１……ボイラ。

Claims

【特許請求の範囲】

１回転炉、後燃焼室及び再燃焼室を含むごみ焼
却炉で、ごみ供給プツシヤー速度、回転炉回転速
度、回転炉入口燃焼空気量及び燃焼排ガスの再循
環量の基準値を設定すると共に、回転炉内の温度
分布パターンの上下限値を設定し、回転炉内各温
度が上記上限値以上になつた場合は、再循環排ガ
ス量を上記基準値に対して一定量増加すると共
に、回転炉温度、後燃焼室温度及び再燃焼室温度
のバランスによつて、ごみ供給プツシヤー速度及
び回転炉回転速度を上記基準値に対して一定量増
加するか、または、回転炉入口燃焼空気量を上記
基準値に対して一定量減少し、一方、キルン内各
温度が上記下限値以下になつた場合は、再循環排
ガス量を上記基準値に対して一定量減少すると共
に、回転炉入口燃焼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。