JPH07111248B2 - 流動床炉における燃焼制御方法 - Google Patents

流動床炉における燃焼制御方法

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JPH07111248B2
JPH07111248B2 JP1212823A JP21282389A JPH07111248B2 JP H07111248 B2 JPH07111248 B2 JP H07111248B2 JP 1212823 A JP1212823 A JP 1212823A JP 21282389 A JP21282389 A JP 21282389A JP H07111248 B2 JPH07111248 B2 JP H07111248B2
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剛行 内藤
芳喜 黒田
正昭 古川
吉田  裕
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  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流動床炉における燃焼制御方法に関するもの
で、特に炉内の燃焼状態(燃焼量)を略一定に維持し、
且つ炉床温度を燃焼が安定する範囲に維持するようにし
た流動床炉における燃焼制御方法に関するものである。
〔従来技術〕
流動床炉は、その燃焼性能が良いため、都市ゴミや産業
廃棄物の焼却炉として多く利用されている。しかしなが
ら、燃焼性能が良いため都市ゴミ等その性質上連続した
定量供給が不可能な焼却物をこの流動床炉に投入した場
合、焼却物が素早く燃焼してしまうため、焼却物の投入
量のバラツキがそのまま燃焼ガス中の酸素濃度のバラツ
キにつながり、未燃ガスの排出等による大気汚染の問題
があった。また、前記燃焼量の変動に十分対応できるよ
うにするために、送風設備や排ガス系の設備に容量の大
きいものを設置しなければならず、設備コスト等の面で
も問題があった。
そこで上記のように流動床炉に焼却物がバラついて投入
された場合、瞬間的に大量の焼却物が燃焼するのを防止
する対策として、本出願人が先に出願したPCT/JP88/004
37号(特公平6−89883号公報)に開示された流動床に
おける燃焼方法がある。この燃焼方法は流動床炉を流動
空気300〜600Nm3/H・m2(上記公報ではこれより広く250
〜700Nm3/H・m2となっている)で運転し、炉内の燃焼が
活発の時は、流動床下部から送り込む、所謂流動空気を
減少させ燃焼物量のガス化を抑制し、燃焼が不活発の時
は流動空気を増加させ、燃焼物のガス化を活発化させる
ようにしたものである。これにより、炉内に投入される
焼却物の変動に係わらず、炉内の燃焼状態を略一定に維
持できるようにしたものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで流動床炉において、安定した燃焼を維持するに
は、炉床温度は600℃〜800℃に維持する必要がある。通
常流動床炉は流動空気を1000Nm3/H・m2で運転している
から、炉内に投入される都市ゴミや産業廃棄物は一気に
ガス化し、燃焼速度の変動が大きく、酸素や一酸化炭素
の変動が大きい。また、伝熱係数は略一定であるから、
炉床温度は600℃〜800℃に維持されている。これに対し
て、上記のように流動空気を制御して行なう燃焼制御方
法においては、流動床炉を流動空気300〜600Nm3/H・m2
の間で運転し、燃焼状態に応じてこの流動空気量を変化
させているから、燃焼は穏やかとなって上記酸素や一酸
化炭素の変動は少なくなる。そのため概して、流動床に
おける流動媒体の流動化が不活発となり、炉床の温度が
低下する傾向にあり、炉床温度が上記温度範囲を下回
り、燃焼が不安定になるという問題があった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、炉内に投入
される焼却物の変動に係わらず燃焼状態を略一定に維持
することができ、且つ炉床温度を燃焼が安定にする範囲
に維持できる流動床炉における燃焼制御方法を提供する
ことにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するため本発明は、流動床下部から送り
込む空気により流動媒体を流動させると共に、燃焼状態
に応じて該流動床下部から送り込む空気量を300〜600Nm
3/H・m2の範囲で燃焼が旺盛のときは減少し燃焼が旺盛
でないときは増加し、炉内に投入される燃焼物の変動に
かかわらず燃焼量を略一定に維持する流動床炉における
燃焼制御方法において、流動床の温度を検出する炉床温
度検出手段を設け、該炉床温度検出手段の出力により流
動床温度を600℃以下とならない所定温度範囲に維持す
るように流動床下部から送り込む空気量を流動床温度が
下がった場合増加し、流動床温度が上がった場合減少さ
せることを特徴とする。
〔作用〕 流動床炉における燃焼制御方法を上記の如く行なうこと
により、炉内の燃焼状態に応じて燃焼が旺盛のときは流
動床下部から送り込む空気量を減少させると、流動床の
流動媒体の流動が緩慢となり、燃焼物の燃焼(ガス化)
が緩慢となり、また燃焼が旺盛でないときは流動床下部
から送り込む空気量を増加させることにより、流動媒体
の流動が活発となり、燃焼物の燃焼(ガス化)が旺盛と
なるから、炉内に投入される燃焼物の変動にかかわらず
燃焼量を略一定に維持することができる。流動床下部か
ら送り込む空気量を300〜600Nm3/H・m2の範囲で燃焼量
に応じて変化させているから、流動床温度が600℃以下
となる場合がある。流動床温度が600℃以下となると燃
焼が不安定になるので、上記のように流動床温度を600
℃以下とならない所定温度範囲に維持するため、炉床温
度検出手段の出力により、流動床下部から送り込む空気
量を流動床温度が下がった場合増加し、流動床温度が上
がった場合減少させることにより燃焼が安定する。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明に係る燃焼制御装置の構成を示す図であ
る。図において、10は流動床焼却炉であり、該流動床焼
却炉10は下部の流動層4とその上部にフリーボード2を
具備する構成である。1はフリーボード2に流動空気を
送り込む送風機であり、3は送風機1からの流動空気を
フリーボード2にバイパスするバイパス制御弁、5はフ
リーボード2の上部に設けられ炉内の明るさを検出する
明るさ検出端、6は流動層4即ち流動床の温度を検出す
る炉床温度検出端、7は流動空気検出端、11は演算Y1
行なう演算器、12は演算Y2を行なう演算器、13は送風機
1から流動層4に送り込む流動空気を制御する流動制御
調節計である。
炉内の燃焼状態、即ち燃焼量の大小は炉内の明るさに反
映されるから明るさ検出端5の出力である明るさ信号PV
0は炉内の燃焼量に対応して変化することになる。演算
器11はこの明るさ信号PV0から流動空気量設定値SV1を算
出する演算Y1を行なう。演算器12はこの流動空気量設定
値SV1と炉床温度検出端6の炉床温度検出信号PV1とか
ら、流動空気量設定値SV2を算出する演算Y2を行ない、
流動制御調節計13に出力する。流動制御調節計13は流動
空気量設定値SV2と流動空気検出端7からの流動層4に
送り込まれる流動空気量の流動空気検出信号PV3とか
ら、バイパス制御弁3を制御する制御信号MVをバイパス
制御弁3に出力し、フリーボード2にバイパスする空気
量を制御し、流動層4に送り込む流動空気量を制御す
る。
第2図は、演算器11で行なう上記明るさ検出端5からの
明るさ信号PV0から、流動空気量設定値SV1を算出する演
算Y1の内容を説明するための図である。図示するよう
に、明るさ信号PV0に応じて流動空気量設定値SV1は折れ
線状に変化する。即ち、流動空気量設定値SV1をある範
囲ΔSV1内で明るさ信号PV0に応じて変化させる。即ち、
明るさ信号PV0が小さい場合は流動空気量設定値SV1を大
きくし、流動媒体の流動化を活発にし、明るさ信号PV0
が大きい場合は流動空気量設定値SV1を小さくし、流動
媒体の流動化を不活発にする。これにより、炉内に投入
される焼却物の量の変動にかかわらず、燃焼状態を略一
定に維持することができる。即ち、焼却物の量が多い場
合は、明るさ検出端5の出力である明るさ信号PV0が大
きくなるから、流動空気量設定値SV1は小さくなり、流
動空気量が減少し、流動層4の流動媒体の流動化が不活
発となる。その結果、焼却物のガス化が遅れ、燃焼速度
が遅くなる。反対に、焼却物の量が少ない場合は、明る
さ検出端5の出力である明るさ信号PV0が小さくなるか
ら、流動空気量設定値SV1は大きくなり、流動空気量が
増大し、流動層4の流動媒体の流動化が活発となる。そ
の結果焼却物のガス化が速くなり、燃焼速度が迅速とな
る。
上記のような明るさ検出端5からの信号で流動空気量を
制御した場合、通常の流動床炉の流動空気量が1000Nm3/
H・m2であるものを、300〜600Nm3/H・m2(第2図のS
V1)の間で燃焼状態に応じて変化させているから、炉床
温度が低下する傾向にあり炉床温度が600℃以下となる
場合がある。
そこで、本実施例では、炉床温度検出端6からの炉床温
度、即ち流動層4の温度を検出し、流動空気量を制御し
て流動層4の温度が所定温度以下になるのを防止するの
である。第3図は演算器11からの流動空気量設定値SV1
と炉床温度検出端6からの炉床温度検出信号PV1とから
流動空気量設定値SV2を算出する演算Y2の内容を説明す
るための図である。流動空気量設定値SV1と流動空気量
設定値SV2の関係を定義する関数を炉床温度検出信号PV1
により変更する。即ち、基本的には流動空気量設定値SV
1と流動空気量設定値SV2の関係は比例関係にあり、炉床
温度が下がった場合流動空気量を増加させ、炉床温度が
上がった場合は流動空気量を下げるのである。これを式
で示すと下記の如くになる。
SV2=f(SV1)−α(PV1−m) 但し、αは比例定数、mは基準値である。
第4図は上記演算器12の演算Y2の内容を説明するための
図である。同図(a)に示すように、流動空気量設定値
SV1と流動空気量設定値SV2の関係は比例関係にあり、そ
の比例定数を炉床温度検出信号PV1により変化させるこ
とにより、上記と同じような燃焼制御を行なうことがで
きる。これを式で示すと下記の如くなる。
SV2=m・SV1 但し、mは第4図(b)に示すPV1の関数である。即
ち、炉床温度が低い時は傾きを急にし、炉床温度が高い
時は傾きを緩くする。例えば、 m=−m1PV1+α とする。
但し、m1は正の比例定数、αは定数である。
上記のように、本実施例では、炉内の燃焼状態、即ち燃
焼量を明るさ検出端5で検出し、燃焼量に応じ流動床下
部から流動層4に送り込む流動空気量を変化させると共
に、流動床の温度を炉床温度検出端6で検出しこの流動
床の温度に応じて、温度が低い場合は流動空気量を増加
させ、反対に温度が高い場合は流動空気量を減少させて
制御するから、流動床温度が燃焼が安定する温度範囲に
保つことができ、炉内の燃焼を安定に維持できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本願発明によれば、燃焼状態に応じ
て該流動床下部から送り込む空気量を300〜600Nm3/H・m
2の範囲で燃焼が旺盛のときは減少し燃焼が旺盛でない
ときは増加し、更に流動床温度を600℃以下とならない
所定温度範囲に維持するように流動床下部から送り込む
空気量を流動床温度が下がった場合増加し、流動床温度
が上がった場合減少させるので、炉内に投入される燃焼
物の変動にかかわらず燃焼量を略一定に維持すると共
に、流動床下部から送り込む流動化空気量の減少により
流動媒体の流動化の不活発により流動床の低下を防止
し、炉内の燃焼を安定に維持できるという優れた効果が
得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る燃焼制御方法を適用する流動床炉
の燃焼流動装置の構成を示す図、第2図は演算Y1の内容
を説明するための図、第3図は演算Y2の内容を説明する
ための図、第4図(a).(b)は演算Y2の内容を説明
するための図である。 図中、1……送風機、2……フリーボード、3……バイ
パス制御弁、4……流動層、5……明るさ検出端、6…
…炉床温度検出端、7……流動空気検出端、11……演算
器、12……演算器、13……流動制御調節計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 裕 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会社 荏原製作所内 (56)参考文献 特開 昭54−141071(JP,A) 特開 昭54−110674(JP,A) 特開 平1−277107(JP,A) 特公 平1−39007(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流動床下部から送り込む空気により流動媒
    体を流動させると共に、燃焼状態に応じて該流動床下部
    から送り込む空気量を300〜600Nm3/H・m2の範囲で燃焼
    が旺盛のときは減少し燃焼が旺盛でないときは増加し、
    炉内に投入される燃焼物の変動にかかわらず燃焼量を略
    一定に維持する流動床炉における燃焼制御方法におい
    て、 前記流動床の温度を検出する炉床温度検出手段を設け、
    該炉床温度検出手段の出力により流動床温度を600℃以
    下とならない所定温度範囲に維持するように前記流動床
    下部から送り込む空気量を流動床温度が下がった場合増
    加し、流動床温度が上がった場合減少させることを特徴
    とする流動床炉における燃焼制御方法。
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