JPH0718524B2 - 廃熱ボイラのドラム圧力制御方法 - Google Patents

廃熱ボイラのドラム圧力制御方法

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JPH0718524B2
JPH0718524B2 JP10380587A JP10380587A JPH0718524B2 JP H0718524 B2 JPH0718524 B2 JP H0718524B2 JP 10380587 A JP10380587 A JP 10380587A JP 10380587 A JP10380587 A JP 10380587A JP H0718524 B2 JPH0718524 B2 JP H0718524B2
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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、都市ごみ又は産業廃棄物等を熱焼する流動床
式焼却炉に付属する廃熱ボイラのドラム圧力制御方法に
関するものである。
〔従来の技術〕
焼却炉に付属する廃熱ボイラの発生蒸気を有効に利用す
るためには、ボイラでの蒸気圧力をある範囲に保ちつつ
蒸気発生量を一定(又は使用量に応じて可変)に制御す
る必要がある。
通常のボイラであれば熱料として重油等発熱量が安定し
且つ応答性がよい熱料を使用しているので、蒸気使用量
が変動することにより変化するドラム圧力を一定にする
には熱料供給量を制御すればよく、その制御は容易であ
る。
しかしながら、都市ごみ又は産業廃棄物などを燃焼する
流動床式焼却炉に付属する廃熱ボイラにおいては、燃料
である都市ごみ又は産業廃棄物は発熱量が一定でなく、
応答も遅く、熱焼も重油等と比較すると不安定なため制
御が困難なものになる等の問題点があった。
そこで本出願人は先に上記問題点を解決したボイラドラ
ム圧力制御方法を開発し出願している(特願昭61−4147
9号、特開昭62−200102号公報参照)。
第7図は上記ボイラドラム圧力制御方法を実施する都市
ごみ又は産業廃棄物焼却設備の一例を示す概略図であ
る。同図において、Aは流動床式焼却炉、Bは廃熱ボイ
ラ、Cは排ガス処理設備、Dは給じん機、Eは押込送風
機、Fは2次送風機である。廃熱ボイラBのドラム圧力
は、ドラム圧力検出端1で検出され、ドラム圧力伝送器
2からドラム圧力検出値PV01としてドラム圧力調節計3
に伝送される。該ドラム圧力調節計3ではドラム圧力設
定値SV01と前記ドラム圧力検出値PV01との偏差を演算
し、給じん機Dを操作する操作出力MV01を得る。該操作
出力MV01を制御部4に伝送し、制御部4は給じん機用駆
動装置5を制御し給じん機Dから焼却炉Aに供給される
給じん量を制御する。これにより、ドラム圧力を或る範
囲に保つことができる。
また、廃熱ボイラBより送り出される蒸気流量は、蒸気
流量検出端6で検出され、蒸気流量伝送器7から蒸気流
量調節計8へ伝送される。該蒸気流量調節計8は予め設
定された一定量又は必要量と比較し、この偏差に応じ
て、ボイラ出口調節弁9を調節する。即ちボイラ出口調
節弁9は通常ドラム圧力調節弁として使用しているが、
この例では蒸気流量調節弁として使用している。これに
より、蒸気発生量が安定化する。
第8図は第7図に示す焼却設備ボイラへの入熱変化(パ
ルス)に対するドラム圧力、給じん機回転数、炉床酸素
濃度、2次空気流量及び排ガス酸素濃度の応答例を示す
図である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上記ボイラドラム圧力制御方法において
は、ドラム圧力と熱焼排ガス酸素濃度との特性の違いに
より、第8図に示す酸素過剰や酸素不足になることがあ
る。酸素過剰な場合は、窒素酸化物の発生、酸素不足の
場合は有視煙の発生を誘発し、環境対策上好ましくな
く、酸素濃度制御として2次送風機Fからの2次空気量
を操作して対処しているが、これは後者即ち有視煙を減
少させるには有効であるが前者即ち窒素酸化物を減少さ
せる効果は少なかった。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、押込空気量
を操作し炉床酸素濃度を変化させ、炉床酸素濃度制御に
より給じん機から焼却炉へ供給する給じん量を制御する
ことにより、窒素酸化物や有視煙の発生を防止すること
ができる廃熱ボイラのドラム圧力制御方法を提供するこ
とにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点を解決するため本発明は、押込空気供給装
置、2次空気供給装置及び給じん装置を具備し、押込空
気供給装置により流動床下部から炉内に空気を押し込む
と共に、2次空気供給装置により該流動床上部から炉内
に2次空気を送り込み、給じん装置により炉内に焼却物
を投入して燃焼させる流動床式焼却炉に付属する廃熱ボ
イラであって、該廃熱ボイラはボイラ出口調節弁を具備
し、廃熱ボイラのドラム圧により給じん装置を制御して
炉内に投入する焼却物の量を制御し廃熱ボイラのドラム
圧力を所定範囲に維持する廃熱ボイラのドラム圧力制御
方法において、ボイラのドラム圧力により押込空気供給
装置を制御し、ドラム圧力が高い時は炉内に押し込む押
込空気量を減少させると共にドラム圧力が低いときは押
込空気量を増加させ炉床酸素濃度を変化させ、該炉床酸
素濃度に応じて給じん装置を制御し、該酸素濃度が低い
時は焼却物量を減らし、該酸素濃度が高い時は焼却物量
を増やし、流動床部の酸素濃度を調整すると共に、廃熱
ボイラのドラム圧力を所定範囲に維持することを特徴と
する。
〔作用〕
ボイラドラム圧力制御方法を上記の如く構成することに
より、押込空気量を操作して炉床酸素濃度を変化させ、
該炉床酸素濃度に応じて給じん量を制御するから、炉床
部の空気過剰率を適正に保つことが可能となり、窒素酸
化物や有視煙の発生を抑制しながらボイラドラム圧力を
制御することが可能となる。また、従来の廃熱ボイラの
ドラム圧力制御弁として使用していたボイラ出口調節弁
を蒸気流量調節弁として使用することが可能となり、蒸
発量一定制御或いは使用量に応じた蒸発量制御が可能と
なる。
〔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図は本発明に係るボイラドラム圧力制御方法を実施
する都市ごみ又は産業廃棄物焼却設備の概略図である。
同図において、第7図と同一符号を付した部分は同一又
は相当部分を示す(以下他の図面においても同様とす
る)。
廃熱ボイラBのドラム圧力は、ドラム圧力検出端1によ
り検出され、ドラム圧力伝送器2からドラム圧力検出値
PV01としてドラム圧力調節計3に伝送される。該ドラム
圧力調節計3では、ドラム圧力設定値SV01と前記ドラム
圧力検出値PV01との偏差を演算し、操作出力MV01を得、
該操作出力MV01は押込空気流量設定値を演算する演算器
25と2次空気流量の設定値を演算する演算器26に伝送さ
れる。演算器25は該操作出力MV01及び押込空気流量基準
設定値SVとにより押込空気流量設定値SV05を算出し押込
空気流量調節計18に伝送する。即ち、ドラム圧力が高い
時は操作出力MV01を低下させ押込空気流量設定値SV05
下げ押込空気量を減少させる。ドラム圧力が低い時は操
作出力MV01を上昇させ押込空気流量設定値SV05を上げ押
込空気量を増加させる。一方押込空気流量調節計18には
押込空気流量検出端16で検出され押込空気流量伝送器17
から伝送される押込空気流量検出値PV05が入力されてす
る。なお、該押込空気流量検出値PV05は、炉床酸素濃度
演算器20にも伝送されている。
押込空気流量調節計18は、前記押込空気量設定値SV05
前記押込空気流量検出値PV05と比較演算し、操作出力MV
05を得押込空気流量調節弁19を操作して押込空気流量が
該押込空気量設定値SV05となるように制御する。これに
より押込空気流量が変化すると、炉床酸素濃度演算器20
の出力値PV06が変化する。即ち、押込空気量が減少する
と炉床酸素濃度が低下し、押込空気量が増加すると炉床
酸素濃度が上昇する。炉床酸素濃度調節計21は該出力値
PV06と炉床酸素濃度設定値SV06と比較演算し、操作出力
MV06を得て制御部4に伝送する。該制御部4は該操作出
力MV06により給じん機用駆動装置5を制御し、炉床部の
酸素濃度が炉床酸素濃度設定値SV06になるように給じん
量を調整する。即ち酸素濃度が低い時は給じん量を減ら
し、酸素濃度が高い時は給じん量を増やすように制御す
る。これにより、炉床部の酸素濃度を調整すると共に、
廃熱ボイラBのドラム圧力をある範囲に保つことができ
る。
ここで炉床酸素濃度は O2b=O2−Q2/Q1(21−O2)〔%〕 但し、O2b:炉床酸素濃度〔%〕、O2:排ガス酸素濃度
〔%〕、Q1:押込空気流量〔Nm3/h〕、Q2:2次空気流量
〔Nm3/h〕 となる。なお、PV03は排ガス酸素濃度検出端10−1で検
出され排ガス酸素濃度伝送器10−2ら出力される排ガス
酸素濃度検出値である。
排ガス酸素濃度は前記のように排ガス酸素濃度検出端10
−1により検出され、排ガス酸素濃度伝送器10−2によ
り排ガス酸素濃度検出値PV03として、炉床酸素濃度演算
器20に伝送されると同時に排ガス酸素濃度調節計11に伝
送される。該排ガス酸素濃度調節計11では、排ガス酸素
濃度設定値SV03と排ガス酸素濃度検出値PV03との偏差を
演算し、操作出力MV03を得て演算器26に伝送する。該演
算器26は該操作出力MV03に押込空気流量の変化分を加算
した出力Y03を2次空気流量調節計14に伝送する。該2
次空気流量調節計14は前記出力Y03により2次空気流量
設定値SV04をカスケード設定し、2次空気流量検出端12
で検出され、2次空気流量伝送器13から伝送される2次
空気流量検出値PV04が2次空気流量設定値SV04になるよ
うに2次空気流量調節弁15を操作する。これにより、排
ガス酸素濃度が一定になる。
第2図は上記ボイラドラム圧力制御方法を適用した場合
のボイラへの入熱変化に対応するドラム圧力、給じん機
回転数、炉床酸素濃度、押込空気流量、2次空気流量及
び排ガス酸素濃度の応答状態を示す図である。第7図に
示す従来のドラム圧力制御では、炉への入熱変化(パル
ス)に対して、給じん機を制御した場合、ドラム圧力と
酸素濃度の特性の違いにより、炉床部酸素濃度が過剰と
なる部分がある。本実施例では第2図に示すように、押
込空気流量及び2次空気流量の操作により炉床部酸素濃
度の過剰を抑制することが可能になる。従って窒素酸化
物の発生を抑えることができると共に排ガスの酸素濃度
も一定になる。
なお、第3図は演算器25の説明図であり、縦軸は上記操
作出力MV01、即ちドラム圧力制御出力を示し、横軸は押
込空気量設定値SV05を示す。図示するように、演算器25
はドラム圧力制御出力が変化するとそれに応じて押込空
気量設定値SV05を変化させて、押込空気流量調節計18に
出力する。
第4図は本発明に係るボイラドラム圧力制御方法を実施
する他の都市ごみ又は産業廃棄物焼却設備の概略図であ
る。本実施例では、蒸気流量調節弁として使用している
ボイラ出口調節弁9をドラム圧力が正常な範囲を逸脱し
た場合、正常な範囲に復帰するまでの強制的に開閉する
ようになっている点で、上記第1図の実施例とことな
る。第4図に示すように、ドラム圧力検出端1で検出さ
れドラム圧力伝送器2から伝送されるドラム圧力検値PV
01が設定値SV01より超過し、異常圧力となった際、非線
形演算器22によって演算された超過分Y01が加算演算23
に伝送され、該加算演算器23において、予め設定された
蒸発量設定値SV02と加算され、 Y02=SV02+Y01 となって蒸気流量調節計8に入力される。一方蒸気流量
調節計8には、蒸気流量検出端6で検出され蒸気流量伝
送器7より伝送される蒸気流量検出値が入力されている
ので、上記Yo2を蒸気流量調節計の設定値とし、蒸気流
量検出値PV02との偏差を演算し操作出力MV02を得る。該
操作出力MV02で蒸気流量調節弁として使用しているボイ
ラ出口調節弁9を操作する。従って、廃熱ボイラBのド
ラム圧力が異常になった際の各部へ与える悪影響を未然
に防止できる。
また、蒸発量設定値SV02は演算器27に入力されている。
該演算器27は該蒸発量設定値SV02に対応する押込空気流
量基準設定値SVを算定し、演算器25に伝送する。
第6図は上記演算器27の説明図であり、縦軸は押込空気
流量基準設定値SVを示し、横軸は蒸発量設定値SV02を示
す。図示するように、ある範囲では、蒸発量設定値SV02
に対して押込空気流量基準設定値SVを比例的に変化させ
演算器25に出力する。また、蒸発量設定値SV02が一定範
囲を越した場合は、前記押込空気流量基準設定値SVは一
定となる。即ち押込空気流量の設定値を基準設定値±α
の範囲で変化させる。
第4図に示すように産業廃棄物焼却設備を構成すること
により、廃熱ボイラBのドラム圧力が正常な範囲を逸脱
した場合、蒸気流量調節弁として使用するボイラ出口調
節弁9を強制的に開閉動作させることにより異常圧力を
未然に防ぐことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、以下のような優れ
た効果が得られる。
ドラム圧力により押込空気量を操作し炉床酸素濃度を
変化させる炉床酸素濃度制御により、間接的に給じん量
を制御するので、炉床部の空気過剰率を適正に保つこと
が可能となり、窒素酸化物の発生を抑制する効果が生じ
環境対策上極めて有効である。
また、上記に加え従来の廃熱ボイラのドラム圧力制
御弁として使用していたボイラ出口調節弁を蒸気流量調
節弁として使用することが可能となり、蒸発量の一定制
御或いは使用量に応じた蒸発量制御が可能となるから、
流動床式焼却炉における都市ごみ或いは産業廃棄物等
は、あたかも重油等の発熱量が安定し且つ応答性がよい
熱料のように利用することが可能となり、資源的価値を
高める。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るボイラドラム圧力制御方法を実施
する都市ごみ又は産業廃棄物焼却設備の概略図、第2図
はそのボイラへの入熱変化に対応する各応答状態を示す
図、第3図は演算器25の動作を説明する図、第4図は本
発明に係るボイラドラム圧力制御方法を実施する他の都
市ごみ又は産業廃棄物焼却設備の概略図、第5図は非線
形演算器22の動作を説明するための図、第6図は演算器
27の動作を説明するための図、第7図は従来のドラム圧
力制御方法を採用した都市ゴミ又は産業廃棄物焼却設備
の要部の機能説明図、第8図はそのボイラへの入熱変化
に対応する各応答状態を示す図である。 図中、A……焼却炉、B……廃熱ボイラ、C……排ガス
処理設備、D……給じん機、E……押込送風機、F……
2次送風機、1……ドラム圧力検出端、2……ドラム圧
力伝送器、3……ドラム圧力調節計、4……制御部、5
……給じん機用駆動装置、6……蒸気流量検出端、7…
…蒸気流量伝送器、8……蒸気流量調節計、9……ボイ
ラ出口調節弁、10−1……排ガス酸素濃度検出端、10−
2……排ガス酸素濃度伝送器、11……排ガス酸素濃度調
節計、12……2次空気流量検出端、13……2次空気流量
伝送器、14……2次空気流量調節計、15……2次空気流
量調節弁、16……押込空気流量検出端、17……押込空気
流量伝送器、18……押込空気流量調節計、19……押込空
気流量調節弁、20……炉床酸素濃度演算部、21……炉床
酸素濃度調節計、22……非線形演算器、23……加算演算
器、25……演算器、26……演算器、27……演算器。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】押込空気供給装置、2次空気供給装置及び
    給じん装置を具備し、前記押込空気供給装置により流動
    床下部から炉内に空気を押し込むと共に、2次空気供給
    装置により該流動床上部から炉内に2次空気を送り込
    み、給じん装置により炉内に焼却物を投入して熱焼させ
    る流動床式焼却炉に付属する廃熱ボイラであって、該廃
    熱ボイラはボイラ出口調節弁を具備し、廃熱ボイラのド
    ラム圧により前記給じん装置を制御して炉内に投入する
    焼却物の量を制御し廃熱ボイラのドラム圧力を所定範囲
    に維持する廃熱ボイラのドラム圧力制御方法において、 前記ボイラのドラム圧力により前記押込空気供給装置を
    制御し、ドラム圧力が高い時は炉内に押し込む押込空気
    量を減少させると共にドラム圧力が低いときは押込空気
    量を増加させ炉床酸素濃度を変化させ、該炉床酸素濃度
    に応じて給じん装置を制御し、該酸素濃度が低い時は焼
    却物量を減らし、該酸素濃度が高い時は焼却物量を増や
    し、流動床部の酸素濃度を調整すると共に、廃熱ボイラ
    のドラム圧力を所定範囲に維持することを特徴とする廃
    熱ボイラのドラム圧力制御方法。
  2. 【請求項2】前記ボイラ出口調節弁を蒸気流量調節弁と
    して使用することを特徴とする特許請求の範囲第(1)
    項に記載の廃熱ボイラのドラム圧力制御方法。
  3. 【請求項3】前記ドラム圧力が正常な範囲を逸脱して異
    常値になった場合正常範囲に復帰するまで前記蒸気流量
    調節弁を強制的に開閉することを特徴とする特許請求の
    範囲第(2)項記載の廃熱ボイラのドラム圧力制御方
    法。
  4. 【請求項4】蒸発量の設定値の変更に従い押し込み空気
    流量の基準設定値を変化させ、押込空気流量の設定値を
    基準設定値±αの範囲で変化させることを特徴とする特
    許請求の範囲第(1)項記載の廃熱ボイラのドラム圧力
    制御方法。
  5. 【請求項5】前記押込空気流量の増減に応じて2次空気
    量を増減させ排ガス中の酸素濃度を所定値に維持するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の廃熱ボ
    イラのドラム圧力制御方法。
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