JPH10132247A

JPH10132247A - 産業廃棄物焼却炉投入管理方法

Info

Publication number: JPH10132247A
Application number: JP28978096A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Watanabe; 康夫渡辺; Hiroaki Todaka; 広明戸▲高▼
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 1998-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】産業廃棄物の燃焼を安定化し、熱交換器の蒸
気発生量を安定化し、排ガス処理装置の所定性能を常時
満足させること。【解決手段】産業廃棄物を熱量等の性状で区分分けし
て貯蔵する貯溜槽３１〜３４と、廃棄物を貯溜槽からご
み供給装置７１〜７４へ投入するごみ搬送装置６と、ご
み供給装置から投入された廃棄物を燃焼する燃焼炉５１
〜５２と、所定性状の廃棄物を貯溜槽から適宜選択し、
燃焼炉への投入量及び混合量を計算して投入熱量を均一
化する管理用計算機１とにより、廃棄物投入量を制御し
て燃焼安定化を図る。その際、貯溜槽に区分された廃棄
物を所定熱量になるように予め混合して投入熱量をより
均一化し、また熱量での区分の他に有害ガス発生源毎に
も貯溜槽を区分して有害ガスの濃度変動を所定値以内に
制限し、更に蒸気量制御装置８１〜８２等で実際の燃焼
時における熱量を検出して廃棄物の熱量を補正し、また
この熱量補正を新たに貯溜槽に搬入された廃棄物の熱量
を考慮して行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は産業廃棄物焼却炉投
入管理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５を参照して、従来の産業廃棄物焼却
のフローを、産業廃棄物焼却設備の基本的な構成ととも
に説明する。

【０００３】図５において、まず、ごみトラック５によ
り収集された産業廃棄物の重量を、計量器３により計測
する。この重量計測は、トラック５の自重が既知である
ため、収集したトラックごと計測すれば算出できる。該
トラック５より、該産業廃棄物を廃棄物貯溜槽（所謂ご
みピット）３１〜３４の所定の槽に搬入する。

【０００４】産業廃棄物はクレーン等のごみ搬送装置６
により、廃棄物貯溜槽３１〜３４からごみ供給装置（所
謂ホッパ）７１〜７４へ搬送され、該ごみ供給装置７１
〜７４を介して焼却炉５１〜５２へと投入される。焼却
炉５１〜５２としては、ロータリーキルンと後燃焼スト
ーカとを組み合わせた炉や、流動床炉等があり、燃焼炉
であれば特に限定されない。

【０００５】燃焼炉にて発生した排ガスは、高温ガスで
あるために図示しないボイラ等の熱交換器により有効に
熱を回収されたり、有害物質等を除去されたりした後、
大気へ放出される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の産業廃棄物焼却
設備における燃焼炉への廃棄物の投入は、多種類の産業
廃棄物を対象として想定されていることは少なかった。
また、多種類の産業廃棄物を対象とする焼却設備におい
ても、焼却そのものが目的であり、混合が不十分のまま
焼却される結果、発熱量が変動し、廃熱エネルギー回収
として安定した蒸気発生量を確保することが困難であっ
た。

【０００７】即ち、産業廃棄物には、廃プラスチック、
事業系一廃、紙くず、繊維くず、ゴムくず、シュレッダ
ーダスト、混合建廃、廃油等、多種多様なものが含まれ
る。これらの産業廃棄物の発熱量は、多きいものもあれ
ば、小さいものもある。

【０００８】このため従来の燃焼炉では、このような多
種類のものが混在した産業廃棄物の燃焼に対し、発熱量
の変動が激しく、燃焼の安定化が図れず、ボイラ等の熱
交換器を設けた燃焼炉にあっては、蒸気発生量を安定し
て確保できないという不具合があった。

【０００９】また、排ガス管理上、ＨＣｌやＳＯｘ等を
一定値以下に抑える必要があるが、ＣｌやＳ、Ｆ、重金
属（鉛、カドミウム等）を含む産業廃棄物を管理せずに
燃焼した場合には、有害ガスの濃度変動も大きく、所定
値を超えると排ガス処理装置がその所定の性能を満足で
きないという不具合があった。

【００１０】本発明は上述した燃焼時の不具合を解消す
るものであり、燃焼炉における燃焼を安定化すること、熱交換器における蒸気発生量を安定化すること、排ガス処理装置の所定性能を常時満足させること、を
目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の産業廃棄物焼却炉投入管理方法は、産業廃棄物を性
状により所定の区分に分けて貯蔵する廃棄物貯溜槽と、
前記産業廃棄物を前記廃棄物貯溜槽からごみ供給装置へ
搬送するごみ搬送装置と、前記ごみ供給装置から投入さ
れた産業廃棄物を燃焼する燃焼炉と、所定の性状の産業
廃棄物を前記廃棄物貯溜槽から適宜選択し、燃焼炉への
投入量及び混合量を計算して産業廃棄物投入熱量を均一
化する管理用演算手段により、燃焼炉への産業廃棄物投
入量を制御して燃焼の安定化を図ることを特徴とするも
のである。

【００１２】また、本発明の産業廃棄物焼却炉投入管理
方法は、前記産業廃棄物投入熱量の均一化において、前
記廃棄物貯溜槽に区分された産業廃棄物を所定の熱量に
なるように予め混合することを特徴とし、或いは、前記
廃棄物貯溜槽が熱量による区分の他に有害ガス発生源毎
にも区分され、有害ガスの濃度変動を所定値以内に制限
することを特徴とし、或いはまた、燃焼中の前記産業廃
棄物の熱量検出手段を設け、該熱量検出手段により実際
の燃焼時における産業廃棄物の熱量を算出し、前記区分
分けされた産業廃棄物の熱量を補正することを特徴と
し、或いは更に、前記産業廃棄物の熱量補正が、新たに
廃棄物貯溜槽に搬入された産業廃棄物の熱量を考慮して
補正することを特徴とするものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
産業廃棄物焼却炉投入管理方法を、図面に基づいて説明
する。

【００１４】図１は産業廃棄物焼却施設の全体構成を示
す。図中、１は管理用計算機、２は受入廃棄物収録装
置、３は計量器、３１〜３４は貯溜槽、４は混合槽、５
はごみトラック、５１〜５２は焼却炉設備の燃焼炉（以
下、焼却炉という）、６はごみ搬送装置、７１〜７４は
ごみ供給装置、８１〜８２は蒸気量制御装置を示す。産
業廃棄物は、ごみトラック５と一緒に計量器３で重量
（搬入量）を計測され、同トラック５から廃棄物貯溜槽
３１〜３４に搬入され、ごみ搬送装置６により廃棄物貯
溜槽３１〜３４からごみ供給装置７１〜７４は投入さ
れ、ごみ供給装置７１〜７４より焼却炉５１〜５２へ投
入される。

【００１５】（第１実施例）まず、本発明の第１実施例
を、図１を参照して説明する。設備構成としては従来技
術のものと基本的には同じであるが、廃棄物貯溜槽３１
〜３４が相違する。

【００１６】即ち、各廃棄物貯溜槽３１〜３４は産業廃
棄物の性状により区別され、例えば熱量の高いものから
低いものへと適宜段階的に区分される。区分の仕方は設
備に応じ適宜可能である。また、廃棄物貯溜槽やごみ供
給装置や焼却炉等の数量は、目的や設備により適宜設定
可能である。

【００１７】図１を基に、以下、第１実施例の産業廃棄
物焼却投入管理方法を説明する。

【００１８】まず、ごみトラック５で収集される産業廃
棄物は、収集する場所によって発熱量等の性状が特定さ
れ、場所毎にほほ性状は一定であると見なせるため、こ
れを「仮の熱量値」として推定し設定しておく。そこ
で、トラック５が産業廃棄物を廃棄物貯溜槽３１〜３４
へ搬入する場合に、受入廃棄物収録装置２に該仮の熱量
値を入力した後、所定性状の廃棄物貯溜槽３１〜３４へ
搬入するものとする。

【００１９】前記産業廃棄物の性状（仮の熱量値）及び
計量器３で計測した産業廃棄物の搬入量は、信号ａとし
て管理用計算機１に与えられ、該管理用計算機１で管理
される。

【００２０】詳細は後にまとめて説明するが、管理用計
算機１にて所定の演算処理を行い、信号ｂとしてごみ搬
送装置６を制御する。この時の制御は、熱量を均一化す
るために例えば、貯溜槽３１からはＶ１、貯溜槽３２か
らはＶ２だけを搬送し、ごみ供給装置７１、２１から投
入せよという制御信号である。

【００２１】貯溜槽３１〜３４には所定の発熱量毎に廃
棄物が段階的に性状区分されているために、貯溜槽３１
〜３４から焼却炉５１、５２への投入量を性状区分毎に
適宜選択すれば、焼却炉へ投入する産業廃棄物の熱量も
均一化して管理できる。つまり、燃焼が安定化し、熱交
換器における蒸気発生量も安定化する。

【００２２】なお、廃棄物貯溜槽３１〜３４の槽数は設
備の制限や管理目的に応じて適宜設定する。本実施例で
は、４槽として例示した。

【００２３】廃油等の液体状廃棄物は、熱量が前記区分
に相当するものであっても、別途貯溜槽を設けて管理す
るようにする。

【００２４】（第２実施例）次に、第２実施例を説明す
る。本実施例では、第１実施例の方法に加え、廃棄物貯
溜槽に区分された産業廃棄物を、所定の熱量になるよう
に予め混合する。前述のように区分された産業廃棄物か
ら適宜所定量を混合すれば、更にきめ細かい熱量管理が
可能となる。

【００２５】例えば、図１において、廃棄物混合槽４を
新たに設け、廃棄物貯溜槽３３及び３４からそれぞれＷ
１、Ｗ２の量の産業廃棄物を廃棄物混合槽４に搬入し、
混合する。この混合槽４から廃棄物をごみ搬送装置６に
よりごみ供給装置７３、７４に投入して、焼却炉５２に
投入する。

【００２６】上記混合操作により、廃棄物貯溜槽３３〜
３４の中間区分の性状のものを適宜作ることができる。
当該混合操作は、或る廃棄物貯溜槽のみ優先して使用さ
れ、それ以外の貯溜槽はあまり使用されない場合が生じ
た時に、投入熱量を均一化するために行われる。

【００２７】混合操作の制御は管理用計算機１で行う
が、制御のための演算は後で詳細に説明する。

【００２８】（第３実施例）次に、第３実施例を説明す
る。前述の第１、第２実施例は熱量による管理である
が、更に、有害ガスを発生するような産業廃棄物を含む
場合には、有害ガス発生源毎に区分分けすることが好ま
しい。そこで本実施例では、廃棄物貯溜槽３１〜３４
を、熱量による区分の他に、有害ガス発生源毎にも区分
する。

【００２９】即ち、今、廃棄物貯溜槽３３はＣｌ（塩
素）分を多く含む産業廃棄物を貯蔵するものであると
し、廃棄物貯溜槽３４はＳ（硫黄）分を多く含む産業廃
棄物を貯蔵するものであるとし、更に、廃棄物貯溜槽３
１は高カロリーのもの、廃棄物貯溜槽３２は低カロリー
のものを貯蔵するものとして区分しておく。もちろん、
廃棄物貯溜槽３３〜３４も有害ガス区分の他に、推定熱
量を予め設定しておく。

【００３０】このように区分することにより、有害ガス
の濃度変動も併せて管理しながら産業廃棄物を焼却する
ことができ、排ガス処理装置の所定性能を常時満足させ
ることができる。

【００３１】（第４実施例）次に、第４実施例を説明す
る。本実施例では、産業廃棄物の熱量を推定して設定す
るのに加えて、実際の燃焼時における産業廃棄物の熱量
を算出し、その結果で、上述のように区分分けされた産
業廃棄物の熱量を補正する。

【００３２】即ち、炉内の実際の熱量を検出する検出手
段として、例えば、蒸気量検出手段を焼却炉付設の熱交
換器に設け、熱交換器で実際に発生した蒸気量を検出す
れば、炉内に投入した産業廃棄物の熱量が分かる。そこ
で今、蒸気量の検出信号をｄ（図１では焼却炉が２台な
ので、検出信号は炉毎にｄ１、ｄ２の如く２つある）と
して蒸気量制御装置８１〜８２により演算処理し、実際
の熱量を求める。該熱量は管理用計算機１にフィードバ
ックされ、廃棄物貯溜槽３１〜３４の残量の仮の熱量値
を補正あるいは修正し、より真の値に近い熱量値として
管理される。

【００３３】具体的には、この管理は、蒸気量の検出値
が蒸気量設定値より大きい場合は、想定した仮の熱量値
が小さかったことを意味するため、この差分だけ所定の
廃棄物貯溜槽の仮の熱量値を補正することにより行われ
る。

【００３４】このように、焼却炉５１〜５２に、それぞ
れ炉内の実際の熱量を検出するための蒸気量検出手段と
蒸気量制御装置８１〜８２を設ければ、更にきめ細かい
燃焼の管理ができる。

【００３５】なお、本実施例ではボイラ等で発生する蒸
気量から廃棄物の熱量を検出するために、蒸気量検出手
段を用いた例を示したが、この他にも、炉内の発生熱量
を検出する手段であれば特に限定されない。例えば、ボ
イラがない焼却炉であれば、排ガス量の大小にて熱量の
大小を間接的に検出することができる。これは，熱量の
大きい産業廃棄物を燃焼する場合、吹き込む空気量もそ
の分多量に供給してやる必要があり、結果的に排ガス量
が増えることになるからである。

【００３６】（第５実施例）次に、第５実施例を説明す
る。本実施例では、第４実施例における前記実際の熱量
のフィードバックの前に産業廃棄物が新たに当該廃棄物
貯溜槽に搬入された場合の対策として、このような場合
には、前記補正値により残量の熱量を補正の上、それ以
降の産業廃棄物の搬入量を加味して再度全体の熱量を算
出する。これにより、きめ細かい熱量の補正ができる。

【００３７】以上の第４、第５実施例での熱量補正の演
算処理は管理用計算機１で行われるが、演算処理方法の
詳細については後で説明する。

【００３８】（第６実施例）次に、第６実施例を説明す
る。本実施例は、多種類の発熱量の異なる産業廃棄物の
焼却において、安定した蒸気発生量を確保し、Ｃｌ、Ｓ
等の含有率の上限に関する運転条件を満足させ、特に、
設定熱量からの変動を最小とし、かつ、各種運転条件を
満足させる。そのため、主として管理用計算機１の制御
演算を、図２〜図４を参照して説明する。図２は制御の
概略を示し、図３はデータベースとなるファイルの構成
例を示し、図４は制御のフローチャートを示す。

【００３９】まず、本実施例の概要を下記（１）〜
（５）に示す。（１）産業廃棄物を性状により所定の区分に分けて貯蔵
する廃棄物貯溜槽を複数設置し、同一貯溜槽には、類似
の廃棄物種類を格納することにより、貯溜槽内の発熱量
の分散をできるだけ小さくしておく。また、複数の貯溜
槽から廃棄物を移送し、かつ、ごみ質（熱量等の性状）
の均一化を図るための廃棄物混合槽を設置する。（２）貯溜槽と混合槽内の廃棄物の現時点での平均発熱
量と在庫量を管理しておく。（３）設定発熱量からの変動を最小とし、且つ、一般的
にはこれと相反する各種運転条件を同時に満足する混合
量と投入量を計画するために、非線形計画法を使用す
る。（４）上記（３）項での設定発熱量と実際の発熱量の相
違をボイラ蒸気量の変動として検知し、かつ、ボイラ蒸
気量の変動より廃棄物の発熱量を補正して修正発熱量を
計算する。（５）上記（２）、（３）及び（４）項の処理のために
管理用計算機１を使用する。

【００４０】管理用計算機１の機能として、図２に示す
ように、主制御１００の下に、廃棄物在庫管理１０１、
カロリー管理１０２、要求投入量管理１０３、ごみ搬送
運転指示１０４、ごみ搬送運転報告１０５がある。

【００４１】また、管理用計算機１には図３に示すよう
にデータベースのファイル２００があり、これは廃棄物
分類マスター２０１、廃棄物マスター２０２、貯溜槽マ
スター２０３、貯溜槽在庫量２０４、焼却施設マスター
２０５、焼却炉燃焼状況２０６、廃棄物搬入実績ログ２
０７、ごみ搬送運転指示ログ２０８、ごみ搬送運転実績
ログ２０９、炉投入実績２１０からなる。

【００４２】廃棄物分類マスターファイル２０１は産業
廃棄物の分類と搬入先貯溜槽の情報を内容とし、分類コ
ード、設備番号等の項目がある。

【００４３】廃棄物マスターファイル２０２は産業廃棄
物の種類と関連する物理的・化学的性質、所属分類を内
容とし、廃棄物コード、発熱量、化学成分含有比、分類
コード等の項目がある。

【００４４】貯溜槽マスターファイル２０３は貯溜槽に
関する関連情報を内容とし、設備番号、収納限界値等の
項目がある。

【００４５】貯溜槽在庫量ファイル２０４は貯溜槽に収
納している廃棄物の在庫に関する情報を内容とし、設備
番号、在庫量、平均発熱量、平均化学成分含有比等の項
目がある。

【００４６】焼却施設マスターファイル２０５は焼却炉
に関する関連情報を内容とし、焼却施設番号、計画発熱
量、設定蒸発量等の項目がある。

【００４７】焼却炉燃焼状況ファイル２０６は現時点で
の燃焼状況を内容とし、焼却施設番号、時刻、蒸気発生
量、蒸気温度等の項目がある・

【００４８】廃棄物搬入実績ログファイル２０７は受入
廃棄物収録装置２より出力される搬入実績を内容とし、
搬入時刻、廃棄物種類、搬入量、収納先の設備番号等の
項目がある。

【００４９】ごみ搬送運転指示ログファイル２０８はご
み搬送装置６への指示を内容とし、指示時刻、搬送元
（設備番号）、搬送先（設備番号／焼却施設番号）、搬
送量（投入量）等の項目がある。

【００５０】ごみ搬送運転実績ログファイル２０９はご
み搬送装置６によって搬送された実績を内容とし、完了
時刻、搬送元（設備番号）、搬送先（設備番号／焼却施
設番号）、投入量等の項目がある。

【００５１】炉投入実績ファイル２１０は焼却施設によ
って焼却された実績を内容とし、炉への投入開始時刻、
炉番号、投入設備、投入量等の項目がある。

【００５２】次に、制御の概略を下記〜に示す。産業廃棄物焼却設備へ搬入されてくる廃棄物は、種類
（性状）によって予め決められている貯溜槽に収納され
る。この情報は、受入廃棄物収録装置２が管理する。搬入者が廃棄物の種類を受入廃棄物収録装置２に申告
すると、受入廃棄物収録装置２は搬入者に、搬入すべき
貯溜槽を指示する。受入廃棄物収録装置２より管理用計算機１へ、収納し
た貯溜槽、廃棄物の種類、搬入量が通知される。管理用計算機１は、上記項のデータにより、先に保
有してある貯溜槽毎の平均発熱量と収納量を更新する。設定発熱量からの変動を最小とし、一般的にはこれと
相反する各種運転条件を同時に満足する混合量と投入量
を計画するために、設定発熱量からの変動を評価関数と
し、且つ、各種運転条件を制約条件とする非線形最適化
問題として定式化し、評価関数の極小化として求める。
即ち、炉投入物の発熱量調整を予め計画しておく。この
計画時に上記項の値を利用する。この計画は定期的に
行われる。なお、貯溜槽内の発熱量の分散を小としてお
く理由は、評価関数の信頼性を高めるためでもある。上記項で求められた混合量より、所定の複数の貯溜
槽から混合槽へ、ごみ搬送装置６を用いて廃棄物を搬送
し、かつ、ごみ質均一化のため攪拌を行う。管理用計算機１は、上記項のデータにより、先に保
有してある貯溜槽毎の収納量と、混合槽の平均発熱量及
び収納量とを更新する。上記項で求められた投入量の廃棄物を、所定の貯溜
槽及び混合槽からごみ搬送装置６を用いて、ごみ供給装
置を通して焼却炉へ投入する。検知手段から管理用計算機１に通知される修正発熱量
は、ごみ搬送装置６の帆走量を変更することに使用し、
ボイラ蒸気量の変動を抑制する。また、次回の混合量と
投入量の計画にも利用するように、貯溜槽及び混合槽の
平均発熱量を更新しておく。

【００５３】図１において、受入廃棄物収録装置２は産
業廃棄物焼却設備へトラック５で廃棄物が搬入されてき
た時点で、どの貯溜槽に貯蔵するかを表示により指示
し、同時に、廃棄物の種類、計量器による搬入量を記録
する。貯溜槽３１〜３４は廃棄物の性状に応じて種類及
び発熱量が類似である廃棄物を同一槽に貯蔵するもので
あり、ごみが固形物又は固着物の場合はピットを、可燃
性液状物の場合はタンクを用いる。廃棄物混合槽４は産
業廃棄物焼却炉投入管理方法によって指示された複数の
貯溜槽から指定された混合量を移送され、ごみ質均一化
のために攪拌を図る。焼却炉設備は、ごみ供給装置７１
〜７４により投入された廃棄物を焼却する複数の焼却炉
５１〜５２と、焼却で発生した熱による蒸気発生を行う
ボイラより構成される。なお、本発明は、焼却設備が１
台でも複数台でも適用できる。ごみ搬送装置６は産業廃
棄物焼却炉投入管理方法によって指示された貯溜槽か
ら、指示された投入量をごみ供給装置７１〜７４に投入
して焼却炉設備に投入するか、又は、貯溜槽から混合槽
へ移送するものであり、ごみが固形物又は固着物の場合
はクレーンを、可燃性液状物の場合はポンプを用いる。
ごみ供給装置７１〜７４は指示された投入量を焼却炉設
備へ供給するものであり、ごみが固形物又は固着物の場
合はホッパを、可燃性液状物の場合はバーナを用いる。
蒸気量制御装置８１〜８２はボイラ等の発生蒸気量が目
標蒸気量に一定化するように、ごみ供給装置の供給量を
制御する。なお、発熱量の変更以外に目標蒸発量に一定
化できないと判断した場合には、その情報を管理用計算
機１に通知する。

【００５４】次に、図１中の信号を説明する。信号ａは
受入廃棄物収録装置２より管理用計算機１に通知される
搬送されてきた産業廃棄物の種類と搬入量を表す信号で
ある。この信号ａは、廃棄物が搬入される毎に随時通知
される。

【００５５】信号ｂは管理用計算機１からごみ搬送装置
６に通知される信号であり、廃棄物貯溜槽３３、３４か
ら混合槽４への移送量Ｗ１、Ｗ２を指示して混合させ、
廃棄物貯溜槽３１、３２及び混合槽４からごみ供給装置
７１〜７２への投入量Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３をを指示して投
入させる。

【００５６】信号ｃはごみ搬送装置６から管理用計算機
１へ通知される、実際にごみ搬送装置６が搬送した量Ｗ
１、Ｗ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を表す信号である。なお、
Ｗ１とＷ２はどの貯溜槽から貯溜槽４に廃棄物が投入さ
れたかの情報を含むものとし、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３はどの
貯溜槽と混合槽からどのごみ供給装置に廃棄物が投入さ
れたかの情報を含むものとする。

【００５７】信号ｄ（図１では炉数に合わせてｄ１、ｄ
２の２つ）は焼却炉５１、５２から蒸気量制御装置８
１、８２へ通知される信号であり、焼却炉５１、５２で
実際に発生した蒸気発熱量Ｑを表す。この信号ｄは随時
通知される。

【００５８】信号ｅ（図１では炉数に合わせてｅ１、ｅ
２の２つ）は蒸気量制御装置８１、８２から管理用計算
機１へ通知される、蒸気発生量Ｑから計算された修正発
熱量を表す信号である。この信号ｅは随時通知される。

【００５９】信号ｆ（図１では炉数に合わせてｆ１、ｆ
２の２つ）は管理用計算機１から蒸気量制御装置８１、
８２へ通知される信号であり、ごみ供給装置７１、７２
から焼却炉５１、５２への投入指示量を表す。この信号
ｆは随時通知される。

【００６０】信号ｇ（図１では炉数に合わせてｇ１、ｇ
２の２つ）は蒸気量制御装置８１、８２からごみ供給装
置７１、７２へのごみ供給起動／停止指令である。

【００６１】次に、管理用計算機１の処理機能を説明す
る。

【００６２】図２を参照するに、管理用計算機１の主制
御機能１００は、ＯＳ（OperationSystem）から制御を
受け取り、以下に示す各機能１０１〜１０５を必要によ
り呼び出す（割り込み）。終了が指示されたならば、Ｏ
Ｓに制御を返して、全ての処理が終了する。

【００６３】廃棄物在庫管理機能１０１は、各貯溜槽毎
の在庫量（具体的には重量）と平均発熱量を計算し、貯
溜槽在庫量ファイル２０４のレコードを更新する機能で
ある。この機能は、受入廃棄物収録装置２より新規の廃
棄物搬入があったことの通知を主制御機能２００が受け
た時、又は、ごみ搬送装置６よりごみ供給装置７１〜７
４に投入（移送）を行ったことの通知を受けた時場合
に、実行される。或る貯溜槽に関する計算内容を示せ
ば、下記数１〜数２に示す通りである。

【００６４】

【数１】在庫量＝Σ廃棄物搬入量_i−Σ廃棄物投入量_i
＋現在庫量

【数２】平均発熱量＝（Σ廃棄物搬入量_i×発熱量_i−
Σ廃棄物投入量_i×発熱量_i＋現在庫量×現平均発熱
量）／（数１で計算した在庫量）

【００６５】ただし、Σは廃棄物種類_iに関する和であ
り、発熱量_iはマスターファイル２０１〜２０４より検
索され、また、現在庫量及び現発熱量は貯溜槽在庫量フ
ァイル２０４より検索される。

【００６６】このように計算された在庫量及び平均発熱
量で、貯溜槽在庫量ファイル２０４の該当する項目値を
更新しておく。

【００６７】カロリー管理機能１０２は、最適な混合量
と投入量を計算し、それをごみ搬送装置６に指示するこ
とである。カロリー管理に必要な評価関数と制約条件は
予め定式化しておくが、定式の変更があれば随時修正は
可能である。以下に定式化の一例を示す。ただし、
（１）仮定、（２）変数の説明、（３）添字、（４）評
価関数、（５）操作量、（６）制約条件、（７）状態方
程式、というように項を分けて示す。

【００６８】（１）仮定は、下記〜とする。単位重量の焼却時間は、廃棄物の種類に関わらず、一
様とする。貯溜槽、混合槽内の廃棄物は均一に混合されているも
のとする。焼却炉数は２、貯溜槽数は４、混合槽数は１、ごみ搬
送装置数は１、ごみ供給装置数は４とする。貯溜槽３１、３２の廃棄物は両焼却炉５１、５２で焼
却し、貯溜槽３２、３３の廃棄物は混合槽４で混合した
後、焼却炉５１、５２で焼却する。

【００６９】（２）変数は、下記のものとする。Ｍ：廃棄物重量［ｋｇ］ｈ：廃棄物の単位重量当たりの発熱量［ｋｃａｌ／ｋ
ｇ］Ｖ：貯溜槽、混合槽からごみ供給装置への投入量［ｋｇ
／ｈ］Ｗ：貯溜槽から混合槽への移送量［ｋｇ／ｈ］Ｕ：ごみ供給装置から焼却炉への投入量［ｋｇ／ｈ］ τ：焼却炉の焼却能力［ｋｇ／ｈ］ ω：ごみ搬送装置の移送能力［ｋｇ／ｈ］ υ：ごみ供給装置の投入能力［ｋｇ／ｈ］Ｑ：廃棄物発熱量［ｋｃａｌ／ｋｇ］ Cl：廃棄物のＣｌ（塩素）含有率［％］

【００７０】（３）添字の意味は下記の通りとする。Ｐ１：貯溜槽１（この符号１は図１とは異なる識別番
号）Ｐ２：貯溜槽２（この符号２は図１とは異なる識別番
号）Ｐ３：貯溜槽３（この符号３は図１とは異なる識別番
号）ＰＭ：混合槽Ｈ１：ごみ供給装置１（この符号１は図１とは異なる識
別番号）Ｈ２：ごみ供給装置２（この符号２は図１とは異なる識
別番号）ｘ：焼却炉１（この符号１は図１とは異なる識別番
号）ｙ：焼却炉２（この符号２は図１とは異なる識別番
号）

【００７１】（４）評価関数は数３に示すものとする。

【００７２】

【数３】

【００７３】数３中で、Ｑ_x、Ｑ_y：焼却炉内単位時間発熱量であり、後述の数
１５で与えられ、詳細は（７）状態方程式の項における項に示される。
Ｑ_xREF ：焼却炉１における設定単位時間発熱量［ｋ
ｃａｌ／ｈ］Ｑ_yREF ：焼却炉２における設定単位時間発熱量［ｋ
ｃａｌ／ｈ］

【００７４】上記設定単位時間発熱量Ｑ_xREF、Ｑ_yREFは
焼却施設マスターファイル２０５より参照することがで
きる。数３の積分区間はどのように考えても良いが、貯
溜槽、混合槽の容量が大きく、在庫量の不足がないもの
と考えられる場合には、１時間としても良い。また、本
例の評価関数は設定発熱量からの変動としているが、そ
れ以外に、次のような項を考えることも可能である。

【００７５】或る貯溜槽のみ優先して使用され、それ以
外の貯溜槽は使用しないような解が得られることが考え
られる場合には、評価関数ｆに各貯溜槽の設定残存量を
設けておき、この設定残存量からの差も同時に小とする
解を計算させることもできる。即ち、数３の右辺に下記
数４の追加項を設ける。

【００７６】

【数４】追加項＝β｛ｈ_P1・｜Ｍ_P1−Ｍ_P1REF｜＋ｈ_P2
・｜Ｍ_P2−Ｍ_P2REF｜＋ｈ_P3・｜Ｍ_P3−Ｍ_P3REF｜｝

【００７７】（５）操作量は次に通りとする。Ｖｚ：貯溜槽、混合槽からごみ供給装置への投入量［ｋ
ｇ／ｈ］ｚ＝Ｐ１ｘ，ＰＭｘ，Ｐ１ｙＷｚ：貯溜槽から混合槽への移送量［ｋｇ／ｈ］ｚ＝Ｐ２，Ｐ３Ｕｚ：ごみ供給装置から焼却炉への投入量［ｋｇ／ｈ］ｚ＝Ｈ１，Ｈ２

【００７８】ここでは全ての変数を時間に対して連続と
して定式化しているため、上記操作量も時間の連続関数
で得られる。現実にはごみ搬送装置６で投入又は移送す
るため操作量は時間に対して離散的なものとなる。この
連続量で得られた操作量の離散化の一例を下記〜に
示す。連続量で得られる操作量をそのまま時間積分する。上記の時間積分が各操作量の単位操作量（例えば、
ごみ搬送装置６の１回での搬送能力）を越えたところ
で、実際の操作量とする。

【００７９】（６）制約条件として、下記〜を定め
る。

【００８０】焼却炉の焼却能力を数５で与える。

【数５】Ｕ_P1≦τ_x Ｕ_P1＋Ｕ_PM≦τ_y

【００８１】貯溜槽、混合槽の収納限界を数６で与え
る。

【数６】Ｍ_minz≦Ｍ_z≦Ｍ_maxz _z ：P1,P2,P3,PM Ｍ_min：貯溜槽、混合槽に最小限確保する必要のある収
納量Ｍ_max：貯溜槽、混合槽の最大収納量

【００８２】ごみ搬送装置の移送能力を数７で与え
る。

【数７】ΣＶ_x＋ΣＶ_y＋ΣＷ_z≦ω Σ_x：P1,PM から焼却炉１への投入量に関する和 Σ_y：P1から焼却炉２への投入量に関する和 Σ_z：P2,P3 からPMへの移送量に関する和

【００８３】ごみ供給装置の供給能力を数８で与え
る。

【数８】Ｕ_z≦υ_z _z ：H1,H2

【００８４】逆方向への移送はなしとする。式で表す
と、数９になる

【数９】−Ｖ_z≦０， _z：P1ｘ，PMｘ，P1ｙ −Ｗ_z≦０， _z：P2,P3 −Ｕ_z≦０， _z：H1,H2

【００８５】炉内の廃棄物の含有Ｃｌを、数１０のよ
うに許容値Ｃｌ_max以下に抑える。

【数１０】Ｃｌ_z≦Ｃｌ_max， _z：H1,H2

【００８６】（７）状態方程式は、下記〜で与えら
れる。

【００８７】貯溜槽、混合槽内の質量保存により数１
１が成り立つ。

【数１１】ｄＭ_P1／ｄｔ＝−Ｖ_P1x−Ｖ_P1y ｄＭ_P2／ｄｔ＝−Ｗ_P2 ｄＭ_P3／ｄｔ＝−Ｗ_P3 ｄＭ_PM／ｄｔ＝Ｗ_P2＋Ｗ_P3−Ｖ_PMx

【００８８】貯溜槽、混合槽内のエネルギー保存によ
り数１２が成り立つ。

【数１２】ｄ（ｈ_P1・Ｍ_P1）／ｄｔ＝−ｈ_P1・Ｖ_P1x−
ｈ_P1・Ｖ_P1y ｄ（ｈ_P2・Ｍ_P2）／ｄｔ＝−ｈ_P2・Ｗ_P2 ｄ（ｈ_P3・Ｍ_P3）／ｄｔ＝−ｈ_P3・Ｗ_P3 ｄ（ｈ_PM・Ｍ_PM）／ｄｔ＝−ｈ_PM・（Ｗ_P2＋Ｗ_P3−Ｖ
_PMx）

【００８９】ごみ供給装置内の質量保存により数１３
が成り立つ。

【数１３】ｄＭ_H1／ｄｔ＝Ｖ_P1x＋Ｖ_PMx−Ｕ_H1 ｄＭ_H2／ｄｔ＝Ｖ_P1y −Ｕ_H2

【００９０】ごみ供給装置内のエネルギー保存により
数１４が成り立つ。

【数１４】ｄ（ｈ_H1・Ｍ_H1）／ｄｔ＝ｈ_P1x・Ｖ_P1x＋
ｈ_PMx・Ｖ_PMx−ｈ_H1・Ｖ_H1 ｄ（ｈ_H2・Ｍ_H2）／ｄｔ＝ｈ_P1y・Ｖ_P1y
−ｈ_H2・Ｖ_H2

【００９１】廃棄物のＣｌ含有廃棄物の状態方程式
は、上記項と項の単位重量当たりの発熱量（ｈ）の
状態方程式である数１２、数１４において、ｈをＣｌ
（含有率）に置き換えたものに等しい。

【００９２】焼却炉内単位時間当たりの廃棄物発熱量
について数１５が成り立つ。

【数１５】Ｑ_x＝ｈ_H1・Ｕ_H1 Ｑ_y＝ｈ_H2・Ｕ_H2

【００９３】以上説明した定式化による実際の最適解
は、一般の最適化手法、例えば拡張ラグランジュ法等を
利用して求めることができる。

【００９４】次に、要求投入量管理機能１０３は、蒸気
量制御装置８１〜８２から通知される修正発熱量に基づ
き、貯溜槽、混合槽の平均発熱量の修正（補正）計算を
行い、蒸発量制御装置８１〜８２にごみ供給装置７１〜
７４からの投入指示量を通知する機能である。

【００９５】ここで、貯溜槽、混合槽の個数がｎ個であ
るとすると、それぞれの平均発熱量を推定するのに必要
な最小の修正発熱量データ数はｎ個である。焼却炉燃焼
状況ファイル２０６の最新のｎ個のレコードから修正発
熱量を参照し、且つ、燃焼のむだ時間を考慮して炉投入
実績ファイル２１０から対応する時刻に投入された貯溜
槽、混合槽からの投入量によりｎ個の推定平均発熱量を
求める。

【００９６】即ち、時刻ｔ１、ｔ２、……、ｔｎ（ｔ１
＜ｔ２＜…＜ｔｎ）での修正発熱量をｑ１、ｑ２、…
…、ｑｎ、各槽の推定平均発熱量をＸ１、Ｘ２、……、
Ｘｎ、時刻ｔｊにおいて槽ｊから投入された廃棄物量を
Ｍｉｊとすると、下記数１６の連立方程式が成立するの
で、これを一般的な解法で解き、Ｘ１、Ｘ２…Ｘｎを求
めれば良い。

【００９７】

【数１６】Ｍ１１・Ｘ１＋Ｍ１２・Ｘ２＋・・・＋Ｍ１
ｎ・Ｘｎ＝ｑ１Ｍ２１・Ｘ１＋Ｍ２２・Ｘ２＋・・・＋Ｍ２ｎ・Ｘｎ＝
ｑ２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｍｎ１・Ｘ１＋Ｍｎ２・Ｘ２＋・・・＋Ｍｎｎ・Ｘｎ＝
ｑｎ

【００９８】その他、ｎ個以上の修正発熱量のデータを
用いて、重回帰分析法等の統計的推定を行って、Ｘｉ
（ｉ＝１、・・ｎ）を求めることもできる。

【００９９】このように計算された各槽の推定発熱量値
で貯溜槽在庫量ファイル２０４の該当データ項目の旧値
を更新しておく。

【０１００】本実施例においては、焼却炉１に関しては
貯溜槽１、貯溜槽２、貯溜槽３及び混合槽であるからｎ
＝４、焼却炉２に関しては貯溜槽１であるからｎ＝１と
なる。

【０１０１】また、或る槽ｊの推定平均発熱量Ｘｊを用
いて、下記数１７で投入量Ｍｊを計算する。

【０１０２】

【数１７】Ｍｊ＝Ｍ’ｊ・Ｘ’ｊ／Ｘｊ

【０１０３】ただし、Ｍ’ｊ、Ｘ’ｊはカロリー管理機
能１０２によって計算された際の投入量、平均発熱量で
ある。

【０１０４】また、或るごみ供給装置ｋから焼却炉への
投入指示量Ｕｋは、下記数１８のように計算する。

【０１０５】

【数１８】Ｕｋ＝α・Ｕｋ’＋β・Ｎｋ α＋β＝１ α，β≧０

【０１０６】但し、Ｕｋ’はカロリー管理機能１０２に
よって計算された際のごみ供給装置ｋからの投入指示
量、Ｎｋはごみ供給装置ｋへ投入する槽についての数１
７の式（Ｍｊ＝Ｍ’ｊ・Ｘ’ｊ／Ｘｊ）で計算される投
入量Ｍｊの和である。

【０１０７】次に、ごみ搬送運転指示機能１０４は、カ
ロリー管理機能１０２によって計算された混合量、投入
量をごみ搬送運転指示ログファイル２０８に出力する機
能である。この機能は定期的に実行される。

【０１０８】ごみ搬送運転報告機能１０５はごみ搬送運
転実績ログファイル２０９よりレコードを読み込み、貯
溜槽在庫量ファイル２０４の在庫量データを更新する機
能である。この機能は随時実行される

【０１０９】上述した本実施例の産業廃棄物焼却炉投入
管理方法をまとめると、図４に示すフローとなる。

【０１１０】廃棄物在庫管理（廃棄物搬入）では、図４
のステップ３０１において、廃棄物の在庫量と平均発熱
量を計算し、貯溜槽在庫量ファイル２０４の更新を行
う。その際、廃棄物マスター２０２、貯溜槽マスター２
０３の各ファイルを参照する。次に、ステップ３０２
で、廃棄物の搬入実績を廃棄物搬入実績ログファイル２
０７に登録する。

【０１１１】カロリー管理では、ステップ３１１におい
て、非線形計画法により、最適な混合量、投入量を計算
する。その際、貯溜槽マスター２０３と焼却施設マスタ
ー２０５の各ファイルを参照する。次に、ステップ３１
２で、最適な混合量、投入量をごみ搬送運転指示ログフ
ァイル２０８に書き込む。

【０１１２】要求投入量管理では、ステップ３２１にお
いて、焼却炉燃焼状況ファイル２０６と炉投入実績ファ
イル２１０の各レコードから貯溜槽、混合槽の平均発熱
量を計算する。次に、ステップ３２２で、蒸気量制御装
置にごみ供給装置からの投入指示量を通知する。更に、
ステップ３２３で、貯溜槽在庫量ファイル２０４の平均
発熱量を更新する。

【０１１３】ごみ搬送運転指示管理では、ステップ３３
１において、最適な混合量、投入量をごみ搬送運転指示
ログファイル２０８により参照する。次に、ステップ３
３２で、ごみ搬送装置に混合量、投入量を通知する。

【０１１４】ごみ搬送運転報告管理では、ステップ３４
１において、ごみ搬送装置から通知されてきた混合量、
投入量をごみ搬送運転実績ログファイル２０９に登録す
る。次に、ステップ３４２で、炉投入実績ファイル２１
０にも登録する。更に、ステップ３４２で、貯溜槽在庫
量ファイル２０４の更新を行う。

【０１１５】以上詳述した本実施例によれば、下記
（１）〜（３）の効果がある。（１）工業団地等から発生する、とりわけ多種類の産業
廃棄物を焼却する施設において、各種運転条件を考慮し
た、設定発熱量からの変動を最小とする最適な廃棄物焼
却の管理が可能となることにより、燃焼炉における燃焼
が安定化すると友に、熱交換器における蒸気発生量が安
定化して安定した廃熱エネルギー回収が可能となる。（２）また、廃棄物焼却施設の基本的な装置、即ち受入
廃棄物収録装置、蒸発量検知手段、ごみ搬送装置とで関
連データを共有し、制御することにより焼却施設の運転
作業の軽減化が可能となる。特に、ごみ搬送装置とデー
タの共有をすることにより、ごみ搬送運転の自動化が可
能となる。（３）Ｃｌ，Ｓ等の濃度の均一性が取れた焼却が可能と
なり、排ガス処理装置の所定性能を常時満足するため、
ＨＣｌやＳＯ_xの除去が容易となる。

【０１１６】

【発明の効果】本発明は、従来の燃焼時の不具合を解消
し、下記〜の効果がある。燃焼炉における燃焼を安定化することができる。熱交換器における蒸気発生量を安定化することができ
る。排ガス処理装置の所定性能を常時満足させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。

【図２】制御の概略を示す図。

【図３】ファイルの構成例を示す図。

【図４】制御のフローチャートを示す図。

【図５】従来の技術を示す図。

【符号の説明】

１管理用計算機２受入廃棄物収録装置３計量器４廃棄物混合槽５ごみトラック６ごみ搬送装置３１、３２、３３、３４廃棄物貯溜槽５１、５２焼却炉７１、７２、７３、７４ごみ供給装置８１、８２蒸気量制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】産業廃棄物を性状により所定の区分に分
けて貯蔵する廃棄物貯溜槽と、前記産業廃棄物を前記廃
棄物貯溜槽からごみ供給装置へ搬送するごみ搬送装置
と、前記ごみ供給装置から投入された産業廃棄物を燃焼
する燃焼炉と、所定の性状の産業廃棄物を前記廃棄物貯
溜槽から適宜選択し、燃焼炉への投入量及び混合量を計
算して産業廃棄物投入熱量を均一化する管理用演算手段
により、燃焼炉への産業廃棄物投入量を制御して燃焼の
安定化を図ることを特徴とする産業廃棄物焼却炉投入管
理方法。
【請求項２】前記産業廃棄物投入熱量の均一化におい
て、前記廃棄物貯溜槽に区分された産業廃棄物を所定の
熱量になるように予め混合することを特徴とする請求項
１に記載の産業廃棄物焼却炉投入管理方法。
【請求項３】前記廃棄物貯溜槽が熱量による区分の他
に有害ガス発生源毎にも区分され、有害ガスの濃度変動
を所定値以内に制限することを特徴とする請求項１又は
請求項２に記載の産業廃棄物焼却炉投入管理方法。
【請求項４】燃焼中の前記産業廃棄物の熱量検出手段
を設け、該熱量検出手段により実際の燃焼時における産
業廃棄物の熱量を算出し、前記区分分けされた産業廃棄
物の熱量を補正することを特徴とする請求項１又は請求
項２又は請求項３に記載の産業廃棄物焼却炉投入管理方
法。
【請求項５】前記産業廃棄物の熱量補正が、新たに廃
棄物貯溜槽に搬入された産業廃棄物の熱量を考慮して補
正することを特徴とする請求項４に記載の産業廃棄物焼
却炉投入管理方法。