JPH10141632A - 焼却炉の燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼しているごみ層内各部の温度分布状況を
精度よく計測可能にし、ごみ層内温度が無用に上昇する
ことなく円滑に都市ごみ等の燃焼制御を行う事の出来る
焼却炉の燃焼制御方法。 【解決手段】 燃焼するごみ層内の所定位置へ、水冷し
た保護管により熱保護された温度検出器を挿入して、該
ごみ層内温度を直接計測し、その計測温度と予め設定し
ておいた温度とを対比させて、空気供給ダンパの開度を
制御し、燃焼空気量を適正配分供給する。そして前記温
度検出器は外筒、内筒、保護筒の三重管構成で構成する
とともに、保護筒内に先端検出部が外部に温度計を挿入
し、前記外筒と内筒の間及び内筒と温度計保護筒内の間
に冷却水を流すようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はストーカ炉、流動床
炉、産廃炉（ロータリキルン等）等の都市ごみや産業廃
棄物等の焼却炉の燃焼制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市ごみや産業廃棄物等の焼却炉
においては、前記都市ごみや産業廃棄物に含まれるプラ
スチック類の影響で、高カロリー化しており、この為例
えばストーカ炉においては焼却するごみ層を堆積する火
格子が熱破損温度付近まで加熱され、火格子が損傷する
事故の可能性が高くなっている。この為、高温ごみ固体
層内の温度を計測する必要があり例えばＲタイプやＫタ
イプの熱電対では１０００〜１３００℃高温度を測定で
きるが、補償線等を炉外に導出する必要があるために、
これらが熱損傷してしまい、前記ごみ固体層内の温度を
計測する手段がなく、現実的には放射温度計その他の非
接触温度計での固体層表面の計測で対応しているのが現
状である。

【０００３】また、ストーカ炉、流動床炉、産廃炉等に
おいては、炉内の燃焼を安定させるために、燃焼空気量
やごみの投入量を調節する等の方法をとっているが、こ
の場合も燃焼状況を把持するために、吸引式温度計等で
排ガス温度を計測したり、ボイラの蒸気発生量を計測す
る等間接的な方法でおこなわれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従って従来の炉内温度
計測方法としては、放射温度計その他の非接触温度計を
用いての固体層表面層の温度計測であり、また熱電対や
吸引式温度計等の接触式温度計を用いた場合も、その被
計測温度対象は排ガスやボイラ等の間接検知手法であ
り、いずれにしてもごみ層内の温度を精度よく直接検知
する手法は無かった。

【０００５】そこで本発明は、燃焼しているごみ層内各
部の温度分布状況を精度よく計測可能にし、これにより
ごみ層内温度が無用に上昇することなく火格子の熱損傷
を避けながら円滑に都市ごみや産業廃棄物等の燃焼制御
を行う事の出来る焼却炉の燃焼制御方法を提供する事に
ある。本発明の他の目的は、前記燃焼制御方法に用いる
温度検出器を高温状況下での苛酷な条件下でも耐えられ
るような構造とした焼却炉の燃焼制御方法を提供する事
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、温度計本体を
水冷した保護管内に挿設した状態で、該保護管をごみ固
体層内の任意の位置へ挿入し、温度計を保護しつつ温度
を計測するものである。即ち請求項１記載の発明は、都
市ごみや産業廃棄物等の焼却炉の燃焼制御方法におい
て、燃焼するごみ層内の所定位置へ、温度検出器、好ま
しくは水冷した保護管により熱保護された温度検出器を
挿入して、該ごみ層内温度を直接計測し、その計測温度
と予め設定しておいた温度とを対比させて、空気供給ダ
ンパの開度を制御し、燃焼空気量を適正配分供給するこ
とを特徴とする。

【０００７】そして前記温度検出器は請求項２に記載の
ように、同軸上に外筒、内筒、温度計保護筒の三重管構
成で構成するとともに、温度計保護筒内に先端検出部が
外部に温度計を挿入し、前記外筒と内筒の間及び内筒と
温度計保護筒内の間に冷却水を流すようにするのがよ
い。

【０００８】本発明は、ごみ固定層が燃焼中の高温化状
態（略８００〜１０００℃）でも、常時、安定的に温度
検出器に冷却水を供給することにより、長時間、ごみ層
内各部の温度を計測出来、その温度計測結果により、燃
焼空気供給ダンパ量を調節して、最適な空気配分により
最適燃焼状態を保つことができる。又本発明では、温度
検出器の検出位置を任意に変えることにより、左右方
向、上下方向等の計測したい箇所を自由に変えられる為
に任意の位置のごみ層内温度をパソコン等のダンパ制御
部に送る事が出来、一層精度よく燃焼空気供給ダンパ量
の調節が可能である。

【０００９】特にダンパ制御部は火格子等の熱損傷が生
じない上限値、及び円滑なごみ燃焼が可能な下限値に対
応する温度が予め設定したゾーン制御を行い、前記の計
測温度と上限値と下限値を対比させ、その結果で、ダン
パ開度調整により燃焼空気量や二次空気量の供給量を制
御することで、制御回路の負担の軽減と耐久性の向上を
図りながら最適燃焼条件に必要な空気量を適正配分供給
することが出来、安定した燃焼を継続させることが出来
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発
明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例
にすぎない。図１は本発明をストーカ炉に適用した実施
例を示す。Ａはストーカ式焼却炉で、投入ホッパ９、フ
ィーダ１０、ストーカ１１、風箱２０、押入送風機１
８、風箱用自動ダンパ１９、から構成され、ごみは投入
ホッパ９より投入され、フィーダ１０にて炉内に送り込
まれ、層状にてストーカ１１の駆動により火炎となると
ともに、信号ケーブル１７を介してパソコン１６よりの
制御信号に基づいて風箱用自動ダンパ１９を開閉制御
し、ストーカ１１に供給する風量の制御を行うように構
成されている。

【００１１】水冷式温度検出管１は焼却炉Ａ上方の覗き
窓１２よりごみ層内の所定位置に挿設可能に構成され、
且つ任意のごみ層内に移動操作するために、天井側手摺
りにチェーンブロック２を取り付け、床面にはレバーブ
ロック３を取り付けている。そして水冷式温度検出管１
は、先端に突出しているＫタイプシース熱電対１３より
の起電力を計測器１４で増幅検出して、その温度信号を
信号ケーブル１５を介してパソコン１６に導入される。
又、水冷式温度検出管１の冷却水入口５には、給水元バ
ルブ４、貯水部４０より耐圧ホース７を介して冷却水が
導入され、冷却水出口６より耐圧ホース７、排水ピット
８を介して外部に排出される。

【００１２】図３にかかる水冷式温度検出管１（温度検
出器）の断面図を示す。温度検出管１は同軸上に外側か
ら外筒３２と内筒３３と保護筒３４の三重管構成に構成
されている。保護筒３４内には温度計３１が挿入されそ
の先端部にＫタイプシース熱電対１３の検出部が突設し
ている。そして該温度検出管１を冷却するために、冷却
水入口５から冷却水を供給すると、矢印に示すように、
冷却水は外筒３２と内筒３３の間を流れ、温度検出管１
の先側からＵターンして内筒３３と保護筒３４の間を流
れて、冷却水出口６から排出される。温度検出管１は長
いので、適当な間隔でスペーサ３５を取り付けて、内筒
３３、温度計３４を固定している。

【００１３】次にかかる実施例の動作を説明する。覗き
窓１２より上方の天井面の手摺り等を利用し、斜め上方
位置にチェーンブロック２を取り付け、温度検出管１に
ワイヤロープを巻き付け、ホ−スの重みによるたわみ及
びずり落ち防止を図る。次に床面にワイヤロープを取り
付け、レバーブロック３をセットした後、レバーブロッ
ク３のシャックルを巻き付け、水冷温度検出管１のしな
り防止を図る。これは、長尺物の温度検出管１の自重や
ホ−スの重みによるたわみを修正し、先端が計測ポイン
トに達するようにする為である。

【００１４】次に所定の冷却水（２５リットル／ｍｉｎ
、圧力３Ｋｇ／ｃｍ² 以上）を供給し、冷却水の排出
量が充分であるか確認した後計測器１４を作動させ、次
に炉内が負圧状態であるか確認し、覗き窓１２の挿入口
を開ける。以上の作業及び安全を確認した後、チェーン
ブロックを操作し、計測点の角度となる様、微調整しな
がら、炉内に温度検出管１を挿入し、先端より５０ｍｍ
程度突出している温度計本体（熱電対等）１３共々温度
検出管１を、高温ごみ固体層の中へ押し込み、計測点に
達したなら、ずり落ち、たわみ、しなり防止のため、チ
ェーンブロック２、レバーブロック３、不燃性ロープ等
で完全固縛する。

【００１５】温度検出管１には先端より５００ｍｍピッ
チ（ピッチは任意である）で数字を刻印しており、基準
位置からの距離が解る様にしている。温度計本体（熱電
対等）１３よりの起電力は温度検出管１に挿設されてい
る補償導線より外部に引出され、刻々変化する温度信号
として計測器１４に取り込むとともに、ペンレコーダー
及びハイブリットレコーダー等の温度記録計（不図示）
により、記録を行なう。別の計測点に移動の際には、一
旦ごみ層より引き抜き、先の動作を行なうことにより、
再セッティングする。

【００１６】前記動作により、高温燃焼状況下でのごみ
層内の温度分布を計測出来る事を確認出来、炉内ごみ層
内温度を計測出来、冷却水の戻り温度の過昇温（通常６
０℃程度）を避ける事により、長時間、安定的にごみ層
内の温度を計測出来る。

【００１７】又本実施例はパソコン１６内に予め、上限
値、下限値を設定した基準温度と、計測した温度とを対
比させて、ダンパ開度調整によって燃焼空気量を調節す
ることにより、最適燃焼条件に必要な空気量を適正配分
供給が出来、安定した燃焼を継続させることが出来る。

【００１８】図４は前記動作を実現する為のパソコン内
の回路構成を示し、該回路は上限値、下限値を夫々設定
した基準温度設定回路５１、５２、前記計測温度が上限
値以上若しくは下限値以下になった際に差分演算回路５
４を作動させるイネーブル信号（制御開始信号）を出力
させる比較器（制御開始信号生成器）５３、計測温度と
上限値間の差若しくは下限値と計測温度との差を演算
し、その大小に応じた差分信号を出力する差分演算回路
５４、該差分演算回路５４よりの差分信号に基づいて風
箱用自動ダンパの開度調整信号を出力するダンパ駆動制
御回路５５よりなり、該制御回路５５よりの調整信号を
信号ケーブル１７を介して自動ダンパ１９に印加して開
度調整を行う。

【００１９】従ってかかる制御回路によれば、前記計測
温度が下限値〜上限値までの間はダンパの開度制御を行
わない、いわゆるゾーン制御の為に、制御回路の負担が
軽減するとともに、駆動部分の耐久性も向上する。従っ
て本実施例によれば、計測器１４より信号ケーブル１５
を介してパソコン１６に取り込まれた計測温度データ
が、上限値以上、若しくは下限値以下の温度温度になる
と、自動的にダンパ駆動制御回路５５よりの調整信号を
信号ケーブルを介して自動ダンパ１９に印加して、押込
送風機１８より供給される燃焼空気を取り入れる風箱自
動ダンパ１９の開度を制御し、風箱２０それぞれの空気
量を適正配分供給し、燃焼に適した最適空気量を供給す
る。

【００２０】図２は、流動層炉に本発明を適用した場合
の本発明の実施形態を示す。本実施例は図１の実施例と
同システムであり、流動床炉Ｂは、投入ホッパ部２６、
流動床を形成する砂層２３、砂層２３上に投入されたご
み層２３ａ、前記砂層２３の底部に設けられた散気部
（散気ノズル）２７からなり、前記散気部２７下方より
ダンパ２４を介して燃焼空気２１を供給し、流動床内で
の一次燃焼が行われる。 そして前記流動床上方でダン
パ２５を介して二次空気２２を導入して二次燃焼行うも
のである。

【００２１】そして本実施例によれば、温度検出管１及
び計測器１４より信号ケーブル１５を介してパソコン１
６に取り込まれた計測温度データが、上限値以上、若し
くは下限値以下の温度温度になると、自動的にダンパ駆
動制御回路よりの調整信号を信号ケーブル１７を介して
ダンパ２４、２５に印加して、燃焼空気のダンパ２４及
び二次空気２２のダンパ２５の開度を制御し、それぞれ
の空気量を適正配分供給し、燃焼に適した最適空気量を
供給することが出来る。

【００２２】

【発明の効果】以上記載した如く本発明によれば、焼却
炉内での都市ごみ、産廃等が、フィーダ、ストーカ駆動
により移動、層の厚さが耐えず変化しても、覗き窓より
の目視計測により、水冷温度検出管を上下左右に微調整
する事により、計測ポイントを狙うことが出来、信頼性
の高い温度計測が可能となり、ごみ層内温度を直接計測
して、ダンパ開度調整により、最適燃焼空気量を適正配
分するため、安定した燃焼を継続させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明をストーカ炉に適用した実施例を
示す。

【図２】図２は、流動層炉に本発明を適用した場合の本
発明の実施形態を示す。

【図３】図１及び図２に用いる本発明の温度検出管の断
面図である。

【図４】図４は前記動作を実現する為のパソコン内の回
路構成を示し、該回路は上限値、同上製作図である。
（参考添付）

【符号の説明】

Ａ 焼却炉 １ 温度検出管 １９ 風箱用自動ダンパ ３１ 温度計 ３２ 外筒 ３３ 内筒 ３４ 温度計保護筒

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 都市ごみや産業廃棄物等の焼却炉の燃焼
   制御方法において、燃焼するごみ層内の所定位置へ、温
   度検出器、好ましくは水冷した保護管により熱保護され
   た温度検出器を挿入して、該ごみ層内温度を直接計測
   し、その計測温度と予め設定しておいた温度とを対比さ
   せて、空気供給ダンパの開度を制御し、燃焼空気量を適
   正配分供給することを特徴とする焼却炉の燃焼制御方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の温度検出器が、同軸上に
   外筒、内筒、保護筒の三重管構成で構成するとともに、
   該保護筒内に先端検出部が外部に露出するように温度計
   を挿入し、前記外筒と内筒の間及び内筒と保護筒内の間
   に冷却水を流すようにしたことを特徴とする請求項１記
   載の焼却炉の燃焼制御方法。