JPH0658171B2 - 流動床焼却炉の運転制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、下水汚泥、産業廃棄物、泥炭等を焼却して処
理するのに利用される流動床焼却炉に係り、特にその運
転制御装置に関する。

従来の技術 流動床焼却炉で焼却する処理物は、種々の性状のものが
対象となり、特に含水率や可燃分率が大きく異なる場合
がある。このような性状の異なる処理物に対して、流動
床焼却炉の排ガス系統に設置されている排熱ボイラの出
力を所定範囲に維持するために、従来は低品質の処理物
の場合には補助燃料を燃焼させて炉内温度を保持した
り、廃熱ボイラ入口側の排ガスダンパの開度を調節して
廃熱ボイラへの流入排ガス量を増加させたりして、廃熱
ボイラ出力を維持していた。

発明が解決しようとする問題点 ところで、従来の流動床焼却炉では、低品質の処理物を
焼却するには補助燃料を必要とするという問題があっ
た。また、廃熱ボイラ出力を制御するために、廃熱ボイ
ラ入口側に排ガスダンパを設置しているが、高温耐熱用
のものを必要とし、信頼性や経済性に難点があった。さ
らに、排ガスダンパの開度の調節で廃熱ボイラへの排ガ
スの流量を主体に制御するので、空気予熱器へは残りの
排ガスが供給されることとなり、空気予熱器で予熱され
た流動空気温度は成行きでしか定まらず、制御が困難で
ある。そのため本来、流動空気温度が高ければ、低品質
の処理物の焼却でも補助燃料を低減できるのであるが、
流動空気温度の調整ができないため、それが困難である
し、逆に、処理物が高品質で燃焼特性の良いものである
ときには、炉内温度が上昇するので流動空気温度を下げ
たいところであるが、それができず、従って処理物の量
を減少させて対処せざるを得なかった。

問題点を解決するための手段 このような問題点を解決するために、本発明では、流動
床焼却炉の排ガス系統に並列に配置した廃熱ボイラおよ
び空気予熱器と、この空気予熱器および流動床焼却炉へ
空気を分岐して供給する手段と、前記流動床焼却炉内の
温度を検出して前記空気予熱器と流動床焼却炉へ供給す
る空気量の比率を変化させ、前記空気予熱器で予熱され
た流動空気温度を所定温度範囲に調整する第１の制御手
段と、前記空気予熱器で予熱された流動空気温度を検出
してこの空気予熱器へ流入する排ガス量を調整する第２
の制御手段と、前記廃熱ボイラおよび空気予熱器から電
気集塵器へ供給される排ガス温度を検出して廃熱ボイラ
へ流入する排ガス量を調整する第３の制御手段とを備え
る流動床焼却炉の運転制御装置を提供している。

作用 上記のように、本発明では、流動床焼却炉と空気予熱器
へ空気を分岐して供給するようにし、流動床焼却炉内の
温度に応じて空気予熱器へ供給される空気の比率を変化
させることによって、流動空気温度を調整し、更にこの
流動空気温度に応じて、空気予熱器へ供給される排ガス
量も調整するようにしたので、処理物の性状に応じた最
適な燃焼状態を補助燃料を使用することなく維持するこ
とができるようになる。

また、空気予熱器へ供給される排ガス量が減少すると廃
熱ボイラを通る高温の排ガス量が増し、電気集塵器に供
給される排ガス温度は上昇する。しかし、この排ガス温
度に応じて廃熱ボイラへ流入する排ガス量を調整するよ
うにしたので、電気集塵器へ供給される排ガスの温度を
所定の範囲に維持することができるようになる。

実施例 以下本発明に係る流動床焼却炉の運転制御装置の一実施
例を第１図および第２図を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明に係る流動床焼却炉システムの全体構成
を示した系統図であり、１は流動床燃焼炉（以下流動床
炉と称する）、２は流動床炉１の上部に設置した廃熱ボ
イラ、３は流動床炉１へ燃焼用の流動空気を供給するた
めの空気予熱器である。流動床炉１へは下水汚泥等の処
理物がコンベヤ４を介してホッパ５に一旦貯溜された
後、ポンプ６で定量的に供給される。

７は流動ブロワで、燃焼用の空気を管８，９を介して空
気予熱器３と流動床炉１へ分岐して供給する。流動床炉
１からの燃焼排ガスは、管１０，１１を介して廃熱ボイ
ラ２と空気予熱器３へ分岐して供給される。空気予熱器
３では、管８から供給される空気と管１１から供給され
る排ガスとの熱交換により、空気が予熱されて流動空気
として管１２を経て流動床炉１へ供給される。なお、管
９には空気ダンパ１３が設置されている。

廃熱ボイラ２で仕事をした排ガスは、管１４を経て電気
集塵器１５へ供給され、更に空気予熱器３で空気を加熱
した排ガスも、管１６を経て電気集塵器１５へ供給され
る。管１４には廃熱ボイラ出口排ガスダンパ１７が設置
されており、また、管１４に連なるボイラ２内部には、
廃熱ボイラ内部排ガスダンパ１８が設置されている。電
気集塵器１５でダストの取り除かれた排ガスは、排ガス
ファン１９を介して蒸気タービン２０へ供給される。

第２図は第１図中の本発明の主要部を詳細に示したもの
である。この図において、２１は流動床炉１内の温度を
検出するための炉内温度検出器であり、検出された温度
情報は炉内温度調節制御器２２へ送られ、この制御器２
２によって空気ダンパ１３の開閉度を調整して、流動ブ
ロワ７からの空気の空気予熱器３と流動床炉１への供給
比率を制御する（第１の制御手段）。すなわち、流動床
炉１の炉内温度は約８００℃に一定に保持されるよう
に、炉内温度が高くなれば空気ダンパ１３を開く方向に
制御して、空気予熱器３側への空気量を減少させて流動
空気温度を低下させ、逆に炉内温度が低くなれば空気ダ
ンパ１３を閉じる方向に制御して、空気予熱器３への空
気量を増加させ（この分管９を経て炉１への空気量が増
加する）て、流動空気の温度を上昇させる。この流動空
気温度としては、１００〜６５０℃程度であることが望
ましい。

しかし、炉内温度に応じて単純に空気ダンパ１３を開閉
すると、燃焼空気の温度を下げるために空気予熱器３の
バイパス流量を増加させた時、空気予熱器内を通過する
空気量が減少するので、空気予熱器の出口空気温度が必
要以上に上昇して加熱破損の恐れがでてくる。そこで、
空気予熱器３における過剰な熱交換を防ぐためには、空
気予熱器３を通過する排ガス量の制御が必要となり、以
下これを達成するための第２の制御手段について説明す
る。

管１２には、流動空気温度を検出するための空気予熱器
出口温度検出器２３が設置されている。この温度検出器
２３で検出された温度情報は、空気予熱器出口空気温度
制御器２４へ供給され、制御器２４は、管１４に設けた
廃熱ボイラ出口排ガスダンパ１７の開閉を制御する。空
気ダンパ１３を開いていくと、空気予熱器３への流入空
気量が減少して、結果的に空気予熱器３の出口の空気温
度（すなわち流動空気温度）が高くなる。これを一定に
するために、空気予熱器３へ導入される排ガス量を絞る
ようにする。そのために、圧力損失が相対的に少ない廃
熱ボイラの出口側ダクト１４に設けた排ガス出口排ガス
ダンパ１７を開く。逆に、空気ダンパ１３を閉じていく
ことによって、流動空気温度が低下する場合には、廃熱
ボイラ出口排ガスダンパ１７を閉じるようにして、空気
予熱器３への排ガスの供給量を増加させる。この様にし
て空気予熱器３で予熱された流動空気の温度が略一定と
なるように制御する。

一方、廃熱ボイラ出口排ガスダンパ１７を制御して空気
予熱器３へ供給する排ガス量を増減させると、逆に廃熱
ボイラ２へ供給される排ガス量が減増することとなり、
結果として廃熱ボイラ出口の排ガス温度が変動すること
になる（すなわち、ボイラに流入する排ガス量が増加す
れば出口での排ガス温度が上昇するし、流入排ガス量を
絞れば、出口排ガス温度は低下する）。このことによっ
て、管１４，１６を介して電気集塵器１５へ合流する排
ガスの温度が変動する。電気集塵器１５へ供給する排ガ
ス温度は、１８０〜３００℃程度に保持するのが望まし
く、従って、以下に説明する第３の制御手段によってこ
れを達成する。

この第３の制御手段は、廃熱ボイラ２を通った排ガスと
空気予熱３を通った排ガスとが合流して電気集塵器１５
の入口部へ導かれる配管２５に設けた合流排ガス温度検
出器２６と、この検出器から温度情報を受ける合流排ガ
ス温度制御器２７と、廃熱ボイラ内部排ガスダンパ１８
とで構成されている。そして、合流排ガス温度制御器２
７は、検出器２６からの温度情報を受けてダンパ１８の
開閉を制御する。すなわち、検出器２６で検出され温度
が低い場合にはダンパ１８を開いて廃熱ボイラ２へ排ガ
スが流れやすくなるように操作し、反対に検出器２６で
検出された温度が高い場合にはダンパ１８を閉じる方向
に操作する。従って、電気集塵器１５の入口における排
ガス温度が高い場合は、廃熱ボイラ２を通った高温の排
ガスの割合を下げるように作用し、逆に排ガス温度が低
い場合は、廃熱ボイラ２を通った高温の排ガスの割合を
上げるように作用するので、排ガス温度を所定の範囲に
保持することができる。

上記のように、炉内温度制御（第１の制御手段）と、空
気予熱器の出口空気温度制御（第２の制御手段）と、電
気集塵器へ供給される排ガスの温度制御（第３の制御手
段）との３つの制御を同時に行うことにより、下水汚泥
の性状が、例えば含水率で６９〜７６％と大きく変動し
た場合でも、電気集塵器へ供給される排ガス温度を１８
０〜３００℃程度に保持しながら、流動空気温度を２４
１〜６５０℃に制御することが可能である。このように
すれば、常に補助燃料を必要とせずに、自燃させて流動
床炉１出口の排ガス温度を略８００℃一定に維持するこ
とができ、かつ、処理物の処理量も減少させることな
く、定常処理が維持できる。

実施例での試験の結果では、空気予熱器３への排ガス量
の供給割合は、30.0〜65.5％まで変化させることとな
り、電気集塵器１５入口部での排ガス温度は２６８〜３
３０℃となり、問題のない制御範囲であることが確認で
きた。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、広範囲の処理物
性状変動に対して、安定した燃焼を維持することができ
るとともに、処理量を低下させることもなく、さらに補
助燃料も必要としない流動床焼却炉が提供される。ま
た、排ガス量の制御は廃熱ボイラの出口側のダンパで行
なえるので、信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る流動床燃焼炉システムの全体構成
を示した系統図、第２図は第１図中の本発明の一実施例
の主要部を示した系統図である。 １……流動床燃焼炉、２……廃熱ボイラ、３……空気予
熱器、７……流動ブロワ、１３……空気ダンパ、１５…
…電気集塵器、１７……廃熱ボイラ出口排ガスダンパ、
１８……廃熱ボイラ内部排ガスダンパ、２１……炉内温
度検出器、２２……炉内温度調節制御器、２３……空気
予熱器出口空気温度検出器、２４……空気予熱器出口空
気温度制御器、２６……合流排ガス温度検出器、２７…
…合流排ガス温度制御器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸高 広明 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重工 業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 岡澤 健 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重工 業株式会社横浜製作所内 (56)参考文献 特開 昭56−162313（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−3171（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流動床焼却炉の排ガス系統に並列に配置し
   た廃熱ボイラおよび空気予熱器と、この空気予熱器およ
   び流動床焼却炉へ空気を分岐して供給する手段と、前記
   流動床焼却炉内の温度を検出して前記空気予熱器と流動
   床焼却炉へ供給する空気量の比率を変化させ、前記空気
   予熱器で予熱された流動空気温度を所定温度範囲に調整
   する第１の制御手段と、前記空気予熱器で予熱された流
   動空気温度を検出してこの空気予熱器へ流入する排ガス
   量を調整する第２の制御手段と、前記廃熱ボイラおよび
   空気予熱器から電気集塵器へ供給される排ガス温度を検
   出して廃熱ボイラへ流入する排ガス量を調整する第３の
   制御手段とを備える流動床焼却炉の運転制御装置。