JPH10111187A - Fluidized bed combustor - Google Patents

Fluidized bed combustor

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JPH10111187A
JPH10111187A JP8266410A JP26641096A JPH10111187A JP H10111187 A JPH10111187 A JP H10111187A JP 8266410 A JP8266410 A JP 8266410A JP 26641096 A JP26641096 A JP 26641096A JP H10111187 A JPH10111187 A JP H10111187A
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JP
Japan
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fluidized bed
temperature
furnace
air
temperature distribution
Prior art date
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Pending
Application number
JP8266410A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Imada
典幸 今田
Manabu Yamamoto
学 山本
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Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
Priority to JP8266410A priority Critical patent/JPH10111187A/en
Publication of JPH10111187A publication Critical patent/JPH10111187A/en
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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To deal with variation in the mass/quality of fuel quickly by calculating the temperature distribution in a furnace based on the sound wave propagation time of an acoustic sensor and feeding a quantity of air determined based on the temperature distribution in a furnace into a fluidized bed. SOLUTION: An acoustic gas temperature measuring controller 9 calculates a sound wave propagation time of an acoustic sensor 8 gas temperature, and temperature distribution. A primary air quantity controller 10 controls the primary air quantity based on a gas temperature distribution thus measured to vary the quantity of air being thrown into a furnace. The temperature measuring controller 9 measures temperature distribution on a measurinq plane and determines high and low temperature parts and a mean temperature. The quality of dust fuel currently thrown into the furnace can be estimated from the mean temperature and an optimal quantity of primary air to be thrown in is determined based the quality of dust. When a region higher than a predetermined temperature is present in the temperature distribution, concentration of low quality flame retardant dust fuel at that region is predicted and air supply to the lower temperature region is decreased by decreasing air supply to a high temperature region correspondingly. Consequently, variation in the mass/ quality of fuel can be dealt with quickly.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、流動床式燃焼装置に係
り、特に流動床式燃焼炉内のガス温度を一定に保ち、C
OやNOxの局所的な発生を抑えるのに好適な流動床式
燃焼装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fluidized bed combustion apparatus, and more particularly to a fluidized bed combustion furnace which maintains a constant gas temperature in a fluidized bed combustion furnace.
The present invention relates to a fluidized bed combustion apparatus suitable for suppressing local generation of O and NOx.

【0002】[0002]

【従来の技術】基本的なボイラ付き流動床燃焼装置の概
略構成を図15に示す。この装置は流動床炉1、その上
方に設置したボイラ2、給塵機3、一次空気吹き込み口
4、2次空気吹き込み口5などを備えている。都市ごみ
や汚泥などのごみ燃料はクレーンによってホッパーに投
入され、粉砕機、搬送コンベアを経て給塵機3に送ら
れ、給塵機3より流動床炉1内に投入される。
2. Description of the Related Art FIG. 15 shows a schematic configuration of a basic fluidized bed combustion apparatus with a boiler. The apparatus includes a fluidized bed furnace 1, a boiler 2 installed above the furnace, a dust feeder 3, a primary air blowing port 4, a secondary air blowing port 5, and the like. Waste fuel such as municipal waste and sludge is put into a hopper by a crane, sent to a dust feeder 3 via a crusher and a conveyor, and then put into the fluidized bed furnace 1 from the dust feeder 3.

【0003】投入されたごみ燃料は、炉内で一次空気吹
き込み口4から吹き込まれた一次空気により流動媒体と
共に流動層6を形成して一次燃焼する。そして、上方で
二次空気吹き込み口5から吹き込まれた二次空気により
二次燃焼して燃焼が完了する。流動床炉1で発生した燃
焼排ガスは、炉上部のボイラ2で水を加熱し、高温蒸気
を発生する。
[0003] The injected refuse fuel forms a fluidized bed 6 together with a fluidized medium by primary air blown from a primary air blowing port 4 in a furnace and performs primary combustion. Then, secondary combustion is performed by the secondary air blown from the secondary air blowing port 5 at the upper part, and the combustion is completed. The combustion exhaust gas generated in the fluidized-bed furnace 1 heats water in a boiler 2 at the top of the furnace to generate high-temperature steam.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このごみ燃料を使用す
る流動床式燃焼装置は、燃焼炉内に供給されるごみ燃料
の質及び量が絶えず変化するという特異性がある。これ
は、燃料がごみであるために、紙のような非常に燃焼の
早いものや、生ゴミのように水分を多く含み燃焼が遅い
ものが混在しているからである。そのため、供給された
ごみ燃料の質や量に応じて、一次空気量及び二次空気量
を適切に調整する必要がある。
The fluidized bed type combustion apparatus using the waste fuel has a peculiarity that the quality and quantity of the waste fuel supplied into the combustion furnace are constantly changed. This is because the fuel is garbage, and very fast burning materials such as paper and slow burning materials such as garbage are mixed. Therefore, it is necessary to appropriately adjust the primary air amount and the secondary air amount according to the quality and amount of the supplied refuse fuel.

【0005】例えば、低質のごみ燃料が投入された場合
は、炉に供給する総空気量を減少しないと空気過剰燃焼
となり、ボイラ効率が低下すると共にNOX の発生量が
増加する傾向がある。逆に、ごみ燃料の質が良い場合に
は、総空気量を増加しないと、空気不足となり、COの
多量発生の原因となる。
[0005] For example, when the dust fuel poor quality is turned on, if not decrease the total amount of air supplied to the furnace becomes excess air combustion, the amount of the NO X with the boiler efficiency is lowered tends to increase. Conversely, when the quality of the refuse fuel is good, if the total air amount is not increased, there will be a shortage of air and a large amount of CO will be generated.

【0006】この問題に対して従来は炉の出口に温度計
7を設置し、炉出口のガス温度を測定することで、現在
の燃料の質及び量を推定し、一次空気量、二次空気量あ
るいはごみ燃料投入量を制御している。しかし、この方
法には次のような問題がある。
Conventionally, a thermometer 7 is installed at the outlet of the furnace to measure the gas temperature at the outlet of the furnace, thereby estimating the current quality and quantity of the fuel, and determining the primary air quantity and the secondary air quantity. It controls the amount or amount of refuse fuel input. However, this method has the following problems.

【0007】第一に従来の方法において、前記温度計と
して熱電対が使用されている。これは、炉内にはS分が
含まれているために、熱電対の接点が腐食する。そのた
めに、表面を磁器製あるいはSUS製の管で覆う必要が
ある。そのために、測定温度の変化が実際のガス温度の
変化より遅れてしまい、燃料の質/量の変化に迅速に対
応した制御ができない。
First, in the conventional method, a thermocouple is used as the thermometer. This is because the furnace contains S content, and the contacts of the thermocouple corrode. For this purpose, the surface must be covered with a porcelain or SUS tube. For this reason, the change in the measured temperature is later than the change in the actual gas temperature, and it is not possible to perform control that quickly responds to the change in the quality / quantity of fuel.

【0008】第二に、熱電対ではある一点の温度を計測
するのみなので、炉内で温度分布が生じ、特定の領域に
おいて、燃料の質及び量の変化が生じたときに対処でき
ないなどの問題を有している。。
Second, since the thermocouple only measures the temperature at one point, a temperature distribution occurs in the furnace, and it is not possible to cope with a change in the quality and quantity of fuel in a specific area. have. .

【0009】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を解消し、燃料の質/量の変化に迅速に対応でき、高
効率、低CO、低NOx運転が可能な流動床式燃焼装置
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to overcome such disadvantages of the prior art, to respond quickly to changes in fuel quality / quantity, and to achieve high efficiency, low CO and low NOx operation in a fluidized bed combustion apparatus. Is to provide.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、流動層の上方に炉内を横切るように設置
した音響センサと、その音響センサにより測定した音波
経路の伝播時間から炉内の温度分布を算出する演算手段
と、その温度分布を元に流動層内の局所領域に投入する
空気量を決定する空気量制御手段と、その決定された空
気量に基づいて流動層内に空気を供給する空気量供給手
段とを設けたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an acoustic sensor installed above a fluidized bed so as to traverse the inside of a furnace, and a method for measuring the propagation time of a sound wave path measured by the acoustic sensor. Calculating means for calculating the temperature distribution in the air, air amount control means for determining the amount of air to be injected into a local region in the fluidized bed based on the temperature distribution, and in the fluidized bed based on the determined air amount. Air supply means for supplying air.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】ガス中を伝播する音の速度は以下
の式によって表すことができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The speed of sound propagating in gas can be expressed by the following equation.

【0012】 音速c=α・√T …(1) 式中のαはガス組成によって決まる定数であり、Tはガ
ス温度(K)である。すなわち、音響センサ間の距離が
既知である場合、センサ間の音波の伝播時間を測定すれ
ば、センサ間のガス温度を算出することができる。
Sound velocity c = α · ΔT (1) In the equation, α is a constant determined by a gas composition, and T is a gas temperature (K). That is, when the distance between the acoustic sensors is known, the gas temperature between the sensors can be calculated by measuring the propagation time of the sound wave between the sensors.

【0013】音響センサ間の音波の伝播時間を測定して
ガス温度に換算する方法は、そのときの燃焼ガスの温度
を直接知ることができるので、熱電対のような測定器の
熱容量に起因する時間遅れは生じない。そのために、応
答性の良い制御ができる。
The method of measuring the propagation time of a sound wave between acoustic sensors and converting the measured time to gas temperature can directly determine the temperature of the combustion gas at that time, and thus is caused by the heat capacity of a measuring device such as a thermocouple. There is no time delay. Therefore, control with good responsiveness can be performed.

【0014】また、音響センサを用いた手法は、発信器
から受信器間のガス温度を測定することになるので、熱
電対のように特定の一点を計るわけではなく、炉内全体
の影響を受けた温度となる。さらに、多数経路の伝播時
間を測定すれば、以下の方法で温度分布がわかるので、
炉内をいくつかの領域に分けて、個別の制御が可能とな
る。
In the method using an acoustic sensor, the gas temperature between the transmitter and the receiver is measured. Therefore, a specific point is not measured as in a thermocouple, but the influence of the entire furnace is measured. It will be the received temperature. Furthermore, if the propagation time of many paths is measured, the temperature distribution can be determined by the following method.
The inside of the furnace is divided into several regions, and individual control is possible.

【0015】以下、温度分布を算出する方法を簡単に述
べる。まず、測定部をいくつかの格子iに分割し、それ
ぞれ格子内のガス温度Tiは一定と仮定する。また、あ
るセンサ間の伝播経路jが格子iを通過する場合を考え
ると、この経路が格子iを通過する時間ti,j は以下の
式で表すことができる。
Hereinafter, a method of calculating the temperature distribution will be briefly described. First, the measuring unit is divided into several grids i, and it is assumed that the gas temperature Ti in each grid is constant. Considering a case where a propagation path j between a certain sensor passes through a grid i, a time t i, j at which this path passes through a grid i can be expressed by the following equation.

【0016】[0016]

【数2】
…(2)
(Equation 2)
… (2)

【0017】式中のLi,j は経路jが格子iを通過する
距離である。すなわち、経路jの全伝播時間は各格子を
通過する伝播時間の和であるので、以下の式で表すこと
ができる。
L i, j in the equation is the distance that the path j passes through the grid i. That is, since the total propagation time of the path j is the sum of the propagation times passing through each lattice, it can be expressed by the following equation.

【0018】[0018]

【数3】
…(3)
(Equation 3)
… (3)

【0019】この(3)式は経路の数だけ作ることがで
きるので、それらを連立させて解くことによって、各格
子の温度Ti を求めることができる。
Since this equation (3) can be created by the number of paths, the temperature T i of each lattice can be obtained by solving them simultaneously.

【0020】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る
流動床式燃焼装置の概略構成図である。基本的な構造は
従来のものと同じであるが、炉壁の二次空気吹き込み口
5の下側に、音響センサ8を設置してある。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fluidized bed type combustion apparatus according to a first embodiment of the present invention. The basic structure is the same as the conventional one, but an acoustic sensor 8 is installed below the secondary air inlet 5 in the furnace wall.

【0021】図2に流動層火炉の断面を示す。まず、流
動層の下側(図中のAの領域)は流動媒体と燃料である
ごみとが混じり、下方から投入される1次空気によて激
しく流動している領域である。流動層の中程(図中のB
の領域)は粒径の小さな(1mm以下程度)の流動媒体
と燃料であるごみの中で軽いものが流動している領域で
あり、これにより上部は非常に微粒な流動媒体(50μ
m程度)と燃焼後の灰が浮遊している領域である。前記
領域A,Bは燃焼反応が激しく進行している領域であ
り、また、流動媒体の濃度が濃いのでガス温度計測には
適さない。そこで、音響センサ8を領域Cの位置に設置
した。この位置は流動部の燃焼状態を反映した領域であ
り、かつ、ガス温度計測が可能な領域である。2次空気
を流入する事によって、燃焼状況が変わるので、流動層
部の燃焼状態を把握するためには2次空気吹き込み口5
より下の位置に音響センサ8を設置し、ガス温度を測定
する必要がある。
FIG. 2 shows a cross section of a fluidized bed furnace. First, the lower side of the fluidized bed (area A in the figure) is an area where the fluid medium and the refuse as fuel are mixed and violently flow by the primary air introduced from below. Middle of the fluidized bed (B in the figure)
Region) is a region in which a light flowing medium having a small particle diameter (about 1 mm or less) and a fuel as the refuse are flowing, so that the upper portion is a very fine flowing medium (50 μm).
m) and the area where the ash after combustion is floating. The regions A and B are regions in which the combustion reaction is progressing violently, and are not suitable for gas temperature measurement because the concentration of the fluid medium is high. Then, the acoustic sensor 8 was installed at the position of the area C. This position is an area that reflects the combustion state of the flowing part, and is an area where gas temperature can be measured. Since the combustion state changes due to the inflow of the secondary air, the secondary air blowing port 5 is required to grasp the combustion state of the fluidized bed.
It is necessary to install the acoustic sensor 8 at a lower position and measure the gas temperature.

【0022】図1に示すように、音響センサ8の音波の
発信ならびに受信、伝播時間の算出、ガス温度及び温度
分布の算出を行う音響式ガス温度計測制御器9が設置さ
れている。さらに、測定したガス温度分布をもとに、一
次空気量の制御を行う1次空気量制御装置10と、炉内
の局所への空気投入量を変えることができる一次空気投
入装置11とが設置してある。
As shown in FIG. 1, an acoustic gas temperature measurement controller 9 for transmitting and receiving a sound wave from the acoustic sensor 8, calculating a propagation time, and calculating a gas temperature and a temperature distribution is provided. Further, a primary air amount control device 10 for controlling the primary air amount based on the measured gas temperature distribution, and a primary air introduction device 11 capable of changing an air introduction amount to a local part in the furnace are provided. I have.

【0023】次に各部の詳細な構成について説明する。
図3は、図1中に線aで示した断面を上から見た図であ
る。各炉壁12にそれぞれ2個、合計8個の音響センサ
8を設置し、図中に実線で示す24経路の伝播時間をそ
れぞれ測定する。また、測定領域を、図中に破線で示す
ように平面的に16の領域に分割し、温度分布を算出し
た。この温度分布の分割は、1次空気の噴出部の形状に
合わせて設定した。本実施の形態において、24経路の
伝播時間計測と温度分布算出までの時間は約数秒であっ
た。
Next, a detailed configuration of each section will be described.
FIG. 3 is a view of the cross section indicated by line a in FIG. 1 as viewed from above. A total of eight acoustic sensors 8 are installed on each furnace wall 12, and the propagation times of 24 paths indicated by solid lines in the figure are measured. Further, the measurement area was divided into 16 areas in a plane as indicated by a broken line in the figure, and the temperature distribution was calculated. This division of the temperature distribution was set in accordance with the shape of the primary air ejection portion. In the present embodiment, the time required for measuring the propagation time of 24 paths and calculating the temperature distribution was about several seconds.

【0024】本実施の形態では、1次空気は図4に示す
ように16個のノズルに分割して供給する構成になって
いる。そこで、各ノズル部付近のガス温度が分かるよう
に16分割した。1次空気の噴出構造が異なる場合は、
違った温度分布算出法となる。例えば、図5は4本のノ
ズルから1次空気を噴出する例である。この場合、図6
に示すように1次空気のノズルの位置に合わせて、破線
で示すように火炉内を4分割し、それぞれ個別にガス温
度を算出することとなる。
In this embodiment, the primary air is divided into 16 nozzles and supplied as shown in FIG. Thus, the gas was divided into 16 parts so that the gas temperature in the vicinity of each nozzle was known. If the primary air ejection structure is different,
A different temperature distribution calculation method is used. For example, FIG. 5 shows an example in which primary air is ejected from four nozzles. In this case, FIG.
The inside of the furnace is divided into four parts as shown by broken lines in accordance with the position of the nozzle of the primary air as shown in FIG.

【0025】図7は、音響センサ8の詳細な構造を示す
図である。同図に示すように炉壁12の開口部に導波管
13を設置し、その後方に電磁式スピーカ14と電磁式
マイクロフォン15が設置してある。導波管13は炉内
の熱あるいは腐食性のガスから電磁式スピーカ14と電
磁式マイクロフォン15の保護ために設置してあり、そ
の途中に内部の冷却と灰の付着防止のために空気噴出口
16を設けている。
FIG. 7 is a diagram showing a detailed structure of the acoustic sensor 8. As shown in the figure, a waveguide 13 is installed in an opening of a furnace wall 12, and an electromagnetic speaker 14 and an electromagnetic microphone 15 are installed behind the waveguide 13. The waveguide 13 is provided to protect the electromagnetic speaker 14 and the electromagnetic microphone 15 from heat or corrosive gas in the furnace, and an air outlet is provided on the way to cool the inside and prevent ash from adhering. 16 are provided.

【0026】また、1次空気の投入量を局所的に変化し
た場合など、通常の流動部より上方に流動媒体が飛散す
る場合がある。この時、音響センサ8内に流動媒体が入
り込むことが懸念される。流動媒体の粒子径は1mm程
度であり、灰除去用空気では吹き飛ばすことが困難であ
る。そこで、網目が流動媒体の粒子径以下(本実施例で
は0.5mm)の金網を音響センサ8の導波管13の開
口部に設置し、流動媒体の混入を防止する構造とした。
なお、金網を設置する面において、全面に対する金網が
占める割合が大きくなると音が遮られてしまい、測定が
できなくなる。本実施の形態では全面に対する金網が占
める割合が0.5以上にならないような金網を設置し
た。なお、本実施例では金網を設置したが、セラミック
製の格子などでも同様な効果がある。
In some cases, such as when the input amount of primary air is locally changed, the flowing medium may scatter above the normal flowing portion. At this time, there is a concern that the flowing medium may enter the acoustic sensor 8. The particle size of the fluid medium is about 1 mm, and it is difficult to blow it off with ash removing air. Therefore, a metal mesh having a mesh size equal to or smaller than the particle diameter of the fluid medium (0.5 mm in the present embodiment) is provided at the opening of the waveguide 13 of the acoustic sensor 8 so as to prevent the fluid medium from being mixed.
If the ratio of the metal net to the entire surface on which the metal net is installed increases, the sound is interrupted and measurement becomes impossible. In this embodiment, a wire mesh is installed such that the ratio of the wire mesh to the entire surface does not become 0.5 or more. In this embodiment, a wire mesh is provided. However, a similar effect can be obtained with a ceramic grid or the like.

【0027】前記電磁式スピーカ14より発信する音波
の周波数は次のように選定した。音波が伝播する空間中
に粒子がある場合、散乱現象によって音は減衰する。そ
の減衰の大きさは粒子濃度、粒子直径、音波の周波数な
どによって変化する。図8に粒子径を1mm、伝播距離
が10mと仮定した場合の減衰特性を示す。音の周波数
が5000Hzを越えると減衰が大きくなることが分か
る。また、炉内騒音の主成分は500Hz未満であるの
で、500Hz未満の音を電磁式スピーカ14から発信
すると、炉内騒音との区別ができなくなる。そこで本実
施の形態では、500Hz〜5kHzの周波数領域から
選択された音波を発信している。なお、最適な周波数
は、測定する炉内の騒音特性、媒体粒子、火炉の大きさ
などによって選択される。
The frequency of the sound wave transmitted from the electromagnetic speaker 14 was selected as follows. If there are particles in the space where the sound wave propagates, the sound is attenuated by the scattering phenomenon. The magnitude of the attenuation varies depending on the particle concentration, the particle diameter, the frequency of the sound wave, and the like. FIG. 8 shows the attenuation characteristics when the particle diameter is assumed to be 1 mm and the propagation distance is assumed to be 10 m. It can be seen that the attenuation increases when the frequency of the sound exceeds 5000 Hz. In addition, since the main component of the furnace noise is less than 500 Hz, if a sound of less than 500 Hz is transmitted from the electromagnetic speaker 14, it cannot be distinguished from the furnace noise. Therefore, in the present embodiment, a sound wave selected from the frequency range of 500 Hz to 5 kHz is transmitted. The optimum frequency is selected depending on the noise characteristics in the furnace to be measured, the media particles, the size of the furnace, and the like.

【0028】図9は、前記音響式ガス温度計制御器9の
概略構成を示すブロック図である。同図に示すように音
響式ガス温度計制御器9は、各機器の動作を制御する制
御器17と、予め設定した波形を発信する波形発信器1
8と、波形信号を増幅する送信用アンプ19と、発信す
るスピーカをアンプとの切り替えるリレー20と、受信
器からの信号を増幅する受信用アンプ21と、増幅した
受信信号をデジタル化するA/D変換器22と、デジタ
ル信号からの音波の到達時間を検出する信号処理器23
と、検出した音波の到達時間から温度を換算する温度演
算器24と、各経路の温度から測定面の温度分布を算出
する温度分布演算器25とから主に構成されている。
FIG. 9 is a block diagram showing a schematic configuration of the acoustic gas thermometer controller 9. As shown in FIG. As shown in the figure, an acoustic gas thermometer controller 9 includes a controller 17 for controlling the operation of each device and a waveform transmitter 1 for transmitting a preset waveform.
8, a transmitting amplifier 19 for amplifying a waveform signal, a relay 20 for switching a transmitting speaker to an amplifier, a receiving amplifier 21 for amplifying a signal from a receiver, and an A / A for digitizing the amplified received signal. D converter 22 and signal processor 23 for detecting the arrival time of a sound wave from a digital signal
And a temperature calculator 24 for converting the temperature from the arrival time of the detected sound wave, and a temperature distribution calculator 25 for calculating the temperature distribution on the measurement surface from the temperature of each path.

【0029】次に本発明の実施の形態に係る流動床式燃
焼装置の燃焼制御の一例を説明する。まず、音響式ガス
温度計により、測定面の温度分布を測定する。測定例を
図10に示す。この結果から、低温部分と高温部分と平
均温度が分かる。平均温度(及びそのトレンド)から、
現在炉内に投入されているごみ燃料の質が推定できる。
そして、推定したごみの質に基づき最適な一次空気投入
量を決定する。
Next, an example of the combustion control of the fluidized bed type combustion apparatus according to the embodiment of the present invention will be described. First, the temperature distribution on the measurement surface is measured by an acoustic gas thermometer. FIG. 10 shows a measurement example. From these results, the low temperature portion, the high temperature portion, and the average temperature can be found. From the average temperature (and its trend)
It is possible to estimate the quality of refuse fuel currently in the furnace.
Then, the optimum primary air input amount is determined based on the estimated waste quality.

【0030】次に、また温度分布を観察する。所定温度
以上の領域がある場合、その領域には、質の悪い難燃性
のごみ燃料が集中していることが予想されるので、低温
領域への空気投入量を増加し、その分、高温領域の空気
量を減少する。このような操作を行うことで、低温域に
集中していた難燃性のごみ燃料を炉内に分散できるの
で、アンバランスな燃焼を防止することができる。
Next, the temperature distribution is observed again. If there is an area at or above the predetermined temperature, it is expected that poor-quality flame-retardant refuse fuel is concentrated in that area. Reduce the air volume in the area. By performing such an operation, the flame-retardant refuse fuel concentrated in the low-temperature region can be dispersed in the furnace, so that unbalanced combustion can be prevented.

【0031】例えば、図10に示した測定例では、全体
的には約920℃であるが、図面に向かって左上に80
0℃と低い領域があり、また、右下に980℃と高い領
域がある。この結果をもとに、左上の低温領域を分散さ
せるために、図4に示した一次空気分割供給装置のバル
ブB、Dの開度を上げて、投入空気量を増やす。そして
その増加分だけ、バルブN,Pの開度を下げて、投入空
気量を減少するという操作を自動的に行う。
For example, in the measurement example shown in FIG. 10, the temperature is about 920 ° C. as a whole,
There is an area as low as 0 ° C., and an area as high as 980 ° C. at the lower right. Based on this result, in order to disperse the low-temperature region at the upper left, the opening degree of the valves B and D of the primary air split supply device shown in FIG. Then, an operation of lowering the opening degrees of the valves N and P by the increased amount to reduce the amount of supplied air is automatically performed.

【0032】このように、平均温度で全空気量を制御す
ることで、全体の燃焼状態、ガス温度を応答性よく制御
することができる。また、局所のガス温度を制御するこ
とで、局所的に発生するCOやNOX の量を低減するこ
とができる。
As described above, by controlling the total air amount at the average temperature, the overall combustion state and gas temperature can be controlled with good responsiveness. Further, by controlling the gas temperature of the local, it is possible to reduce the amount of CO and NO X generated locally.

【0033】図11は本発明の第2の実施の形態を示す
図で、音響センサ8を1対のみ設置した例である。この
場合でも、炉幅全域にわたるガス温度が瞬間に測定でき
るので、炉内の燃焼制御に十分有効である。
FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention, in which only one pair of acoustic sensors 8 is installed. Even in this case, the gas temperature over the entire width of the furnace can be instantaneously measured, which is sufficiently effective for combustion control in the furnace.

【0034】図12は本発明の第3の実施の形態を示す
図で、炉幅方向にのみ一次空気量が制御可能な炉に対応
するための音響センサ8の設置例を示す図である。この
場合、炉の奥行き方向の温度分布を計っても制御できな
いので、幅方向のみ測定し、一次空気量を制御してい
る。
FIG. 12 is a view showing a third embodiment of the present invention, and is a view showing an installation example of an acoustic sensor 8 corresponding to a furnace whose primary air amount can be controlled only in the furnace width direction. In this case, even if the temperature distribution in the depth direction of the furnace cannot be controlled, the primary air amount is controlled by measuring only in the width direction.

【0035】図13は本発明の第4の実施の形態を示す
図で、2次空気吹き込み口5の上部にもう一組の音響セ
ンサ8を設置した例である。一般に、低NOX 運転をす
るために、1次燃焼域の空気量を理論空気量以下に設定
し、不足分(あるいはそれ以上)を2次空気より投入す
る方法が採用される。また、ダイオキシンの発生を抑え
るために、2次燃焼域の温度を一定値以上に保つ制御が
必要である。両者とも、局所的な燃料配分のアンバラン
スあるいは空気投入のアンバランスによって発生するこ
とが分かっているので、1次燃焼域の温度分布と2次燃
焼域の温度分布を測定し、1次空気量の局所配分、2次
空気量の局所配分、1次空気量と2次空気量の配分を制
御することで、より低NOX 、低ダイオキシン運転が可
能となる。
FIG. 13 is a view showing a fourth embodiment of the present invention, in which another set of acoustic sensors 8 is installed above the secondary air blowing port 5. In general, in order to lower NO X operation, set the air amount of the primary combustion zone below the theoretical air amount shortfall (or more) a method of introducing more secondary air is employed. Further, in order to suppress the generation of dioxin, it is necessary to control to keep the temperature of the secondary combustion zone at a certain value or more. It is known that both are caused by local fuel distribution imbalance or air charging imbalance. Therefore, the temperature distribution in the primary combustion zone and the temperature distribution in the secondary combustion zone are measured, and the primary air volume is measured. By controlling the local distribution of the secondary air amount, the local distribution of the secondary air amount, and the distribution of the primary air amount and the secondary air amount, lower NO x and lower dioxin operation can be achieved.

【0036】図14は本発明の第5の実施の形態を示す
図で、燃料量制御器27を設置し、音響センサ8に基づ
いて演算した燃焼域のガス温度分布に対応して燃料の供
給量を燃料量制御器27で求め、それによって燃料供給
器26を制御する例である。燃焼域のガス温度を基に1
次空気量を制御すると同時に、燃料の供給量を制御する
ことにより、より安定燃焼、低CO、低NOX の制御が
可能となる。
FIG. 14 is a view showing a fifth embodiment of the present invention, in which a fuel amount controller 27 is provided, and fuel is supplied in accordance with a gas temperature distribution in a combustion region calculated based on the acoustic sensor 8. This is an example in which the fuel amount is obtained by the fuel amount controller 27 and the fuel supply device 26 is thereby controlled. 1 based on the gas temperature in the combustion zone
Simultaneously controlling the following air quantity by controlling the supply amount of the fuel, more stable combustion, low CO, it is possible to control the low NO X.

【0037】本発明の各実施の形態ではごみ焼却に適用
した例について説明したが、本発明はこれに限定される
ものではなく、例えば石炭焚流動床など他の構成の流動
床式燃焼装置にも適用可能である。
In each embodiment of the present invention, an example in which the present invention is applied to waste incineration has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a fluidized bed type combustion apparatus having another configuration such as a coal-fired fluidized bed may be used. Is also applicable.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明は前述のように、流動層の上方に
炉内を横切るように設置した音響センサと、その音響セ
ンサにより測定した音波経路の伝播時間から炉内の温度
分布を算出する演算手段と、その温度分布を元に流動層
内の局所領域に投入する空気量を決定する空気量制御手
段と、その決定された空気量に基づいて流動層内に空気
を供給する空気量供給手段とを設けた構成になってい
る。このような構成を採用することにより、燃料の質/
量の変化に迅速に対応でき、高効率、低CO、低NOX
運転が可能となる。
As described above, the present invention calculates the temperature distribution in the furnace from the acoustic sensor installed above the fluidized bed so as to cross the furnace and the propagation time of the sound wave path measured by the acoustic sensor. Calculation means, air amount control means for determining the amount of air to be injected into a local region in the fluidized bed based on the temperature distribution, and air supply for supplying air into the fluidized bed based on the determined air amount And means are provided. By adopting such a configuration, fuel quality /
The amount of possible to quickly respond to changes, high efficiency, low CO, low NO X
Driving becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る流動床式燃焼
装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fluidized bed type combustion apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】流動層内の様子と音響センサの取り付け位置と
の関係を示す説明断面図である。
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing a relationship between a state in a fluidized bed and a mounting position of an acoustic sensor.

【図3】その第1の実施の形態に係る流動床式燃焼装置
における音響センサの配置例を示す平面概略図である。
FIG. 3 is a schematic plan view showing an arrangement example of acoustic sensors in the fluidized-bed combustion device according to the first embodiment.

【図4】その第1の実施の形態に係る流動床式燃焼装置
における一次空気分割供給装置を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a primary air split supply device in the fluidized bed combustion device according to the first embodiment.

【図5】一次空気分割供給装置の別の配置例を示す説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing another arrangement example of the primary air split supply device.

【図6】図5に示した一次空気分割供給装置に対応する
音響センサの別の配置例を示す平面概略図である。
FIG. 6 is a schematic plan view showing another arrangement example of the acoustic sensors corresponding to the primary air split supply device shown in FIG.

【図7】音響式温度計の概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an acoustic thermometer.

【図8】流動床炉内における音波の減衰の特性を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing characteristics of sound attenuation in a fluidized bed furnace.

【図9】本発明の実施の形態に係る音響式ガス温度計制
御器の概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an acoustic gas thermometer controller according to an embodiment of the present invention.

【図10】前記第1の実施の形態に係る流動床式燃焼装
置での音響式温度計による測定例を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of measurement by an acoustic thermometer in the fluidized bed combustion apparatus according to the first embodiment.

【図11】本発明の第2の実施の形態に係る流動床式燃
焼装置の概略構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a fluidized bed combustion apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第3の実施の形態に係る流動床式燃
焼装置の概略構成図である。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a fluidized bed combustion device according to a third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第4の実施の形態に係る流動床式燃
焼装置の概略構成図である。
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a fluidized bed combustion apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第5の実施の形態に係る流動床式燃
焼装置の概略構成図である。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a fluidized bed combustion device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図15】従来の流動床式燃焼装置の概略構成図であ
る。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a conventional fluidized bed combustion device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 流動床炉 2 ボイラ 4 1次空気吹き込み口 5 2次空気吹き込み口 6 流動層 8 音響センサ 9 音響式ガス温度計制御器 10 1次空気量制御装置 11 1次空気投入装置 12 炉壁 13 導波管 14 電磁式スピーカ 15 電磁式マイク 16 空気噴出口 17 制御器 18 波形発生器 19 送信用アンプ 20 リレー 21 受信用アンプ 22 A/D変換器 23 信号処理器 24 温度演算器 25 温度分布演算器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluid bed furnace 2 Boiler 4 Primary air blow-in port 5 Secondary air blow-in port 6 Fluidized bed 8 Acoustic sensor 9 Acoustic gas thermometer controller 10 Primary air amount control device 11 Primary air input device 12 Furnace wall 13 Introduction Wave tube 14 Electromagnetic speaker 15 Electromagnetic microphone 16 Air outlet 17 Controller 18 Waveform generator 19 Transmitting amplifier 20 Relay 21 Receiving amplifier 22 A / D converter 23 Signal processor 24 Temperature calculator 25 Temperature distribution calculator

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流動層の上方に炉内を横切るように設置
した音響センサと、その音響センサにより測定した音波
経路の伝播時間から炉内の温度分布を算出する演算手段
と、その温度分布を元に流動層内の局所領域に投入する
空気量を決定する空気量制御手段と、その決定された空
気量に基づいて流動層内に空気を供給する空気量供給手
段とを設けたことを特徴とする流動床式燃焼装置。
An acoustic sensor installed so as to cross the inside of a furnace above a fluidized bed, calculating means for calculating a temperature distribution in the furnace from a propagation time of a sound wave path measured by the acoustic sensor, Air amount control means for determining the amount of air to be originally injected into the local area in the fluidized bed, and air amount supply means for supplying air to the fluidized bed based on the determined air amount are provided. Fluid bed type combustion device.
【請求項2】 請求項1記載において、前記音響センサ
が複数設けられていることを特徴とする流動床式燃焼装
置。
2. A fluidized bed combustion apparatus according to claim 1, wherein a plurality of said acoustic sensors are provided.
【請求項3】 請求項1または2記載において、前記音
響センサから出力される音波の周波数が500Hzから
5kHzの範囲から選択されることを特徴とする流動床
式燃焼装置。
3. The fluidized bed combustion apparatus according to claim 1, wherein the frequency of the sound wave output from the acoustic sensor is selected from a range of 500 Hz to 5 kHz.
【請求項4】 請求項1記載において、前記音響センサ
が流動層と二次空気吹き込み口との間に配置されている
ことを特徴とする流動床式燃焼装置。
4. The fluidized bed combustion apparatus according to claim 1, wherein the acoustic sensor is disposed between the fluidized bed and a secondary air blowing port.
【請求項5】 請求項2記載において、前記複数の音響
センサによって測定される領域が複数に分割され、その
分割された領域に対して前記空気量制御手段により空気
量が決定されるように構成されていることを特徴とする
流動床式燃焼装置。
5. The apparatus according to claim 2, wherein the area measured by the plurality of acoustic sensors is divided into a plurality of areas, and the air amount control means determines an air amount for the divided area. A fluidized bed combustion device characterized by being performed.
【請求項6】 請求項1記載において、前記流動層に投
入される燃料がごみ類であることを特徴とする流動床式
燃焼装置。
6. The fluidized bed combustion apparatus according to claim 1, wherein the fuel supplied to the fluidized bed is refuse.
【請求項7】 請求項1記載において、前記音響センサ
が炉壁に開口した導波管内に設置されていることを特徴
とする流動床式燃焼装置。
7. The fluidized bed combustion apparatus according to claim 1, wherein the acoustic sensor is installed in a waveguide opened in a furnace wall.
【請求項8】 請求項7記載において、前記導波管の開
口部にフィルターが設置されていることを特徴とする流
動床式燃焼装置。
8. The fluidized bed combustion apparatus according to claim 7, wherein a filter is provided at an opening of the waveguide.
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