JPH11316012A - ごみ焼却炉の炉内圧力制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バグフィルタ等の機器を有する最新式のごみ
焼却炉においても、正確で応答性の良い炉内圧力制御を
実現する。 【解決手段】 焼却炉本体１からの排ガスは、排ガスボ
イラ２、エコノマイザ３排ガス減温塔４、バグフィルタ
５、排ガス再加熱器６、脱硝反応塔７を通り、誘引ファ
ン８により誘引されて、煙突９から大気に放散される。
システム制御器１４は、圧力検出器１０で検出された焼
却炉本体１の圧力を設定値と比較し、検出された圧力が
設定値に一致するように、ダンパ操作器１６を介してボ
イラ出口ダンパ１５を操作する。システム制御器１４
は、検出されたバグフィルタ入口圧力が目標値又は目標
範囲に入るように、ダンパ操作器１２を介して誘引ファ
ン入口ダンパ１１の開度を操作する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ焼却炉の炉内
圧力を安定に制御する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ごみ焼却炉においては、操業
中の炉内圧力を大気圧より数mm〜20mm水柱程度低く保
ち、それにより燃焼ガスの外部への漏れを防止すると共
に炉本体の寿命の延長を図り、あわせて覗き窓等を開放
する際の安全性を図っている。炉内圧力を制御する方法
としては、炉内圧力を検出し、それに応じて排ガス系統
に設けられたダンパの開度を操作する方法、又は排ガス
誘引ファンの回転数を操作する方法が一般的である。

【０００３】このような、ごみ焼却炉の炉内圧力制御方
法の例として、特開昭５６−２７８２６号公報に開示さ
れているものを図２、図３に示す。図２、図３におい
て、２１はごみ投入用ホッパ、２２は焼却炉本体、２３
は圧力検出端、２４は煙道、２５は誘引ファン、２６は
ダンパ、２７はダンパ操作機、２８はダンパ開度検出
端、２９は炉内圧力変換器、３０は誘引ファン用モー
タ、３１は速度設定器、３２は回転数検出器、PICAは炉
内圧力調節器、XIはダンパ開度指示計、SIは回転速度指
示計である。

【０００４】図２、図３において、ごみ投入用ホッパ２
１から投入されたごみは、焼却炉本体２２内で燃焼さ
れ、その燃焼排ガスは、誘引ファン２５に誘引されて煙
道２４を通り、図示されない煙突から大気中に放散され
る。焼却炉本体２２の炉内圧力を圧力検出端２３で検出
し、炉内圧力変換器２９で電気信号として炉内圧力調節
計PICAに入力する。図２の場合は、炉内圧力調節計PICA
は、この検出された圧力が目標圧力になるように、ダン
パ操作機２７を介して煙道２４に設けられたダンパ２６
の開度を操作する。図３の場合には、炉内圧力調節計PI
CAは、この検出された圧力が目標圧力になるように、速
度設定器３１を介して誘引ファンモータ３０の回転数を
操作し、誘引ファン２５の吸引力を変化させる。このよ
うな方法で、焼却炉本体の炉内圧力は、目標値に維持さ
れる。

【０００５】また、従来の技術として、前記ダンパ開度
による炉内圧力制御と、前記誘引ファン回転数による炉
内圧力制御を組み合せたものがある。これは、炉内圧力
そのものはダンパ開度によって制御し、炉内ガス流量の
変動に合わせて誘引ファンの回転数を変えるもので、炉
内ガス量変動に起因して、ダンパ開度が全開又は全閉近
くに成り、炉内圧力制御が不可能になることを回避しよ
うとするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来は、焼却炉本体と
誘引ファンとの間にある機器としては、排ガスボイラと
集塵機程度であった。そして、集塵機は、圧力損失の小
さい電気集塵機が主流であった。ところが、最近では、
集塵効率を高めるため、集塵機としてバグフィルタが多
く用いられるようになってきた。しかし、バグフィルタ
は、その集塵原理上、大きな圧力損失を生じるという欠
点を有している。

【０００７】さらに、効率的な熱回収を図ったり、環境
対策を行うために、エコノマイザ、排ガス減温塔、排ガ
ス再加熱器、脱硝反応塔等が焼却炉本体と誘引ファンと
の間に設けられるようになり、これらの点からも排ガス
系統の圧力損失が大きくなってきている。また、これら
の機器の設置に伴い、誘引ファン及び煙道ダンパと焼却
炉との距離が大きくなってきている。

【０００８】このように、排ガス系統に圧力損失の大き
な装置が設置され、焼却炉と煙道ダンパ、誘引ファンと
の距離が大きくなると、従来のような煙道ダンパ開度を
操作したり、誘引ファンの回転数を操作したりして直接
焼却炉本体の炉圧を調節しようとしても、応答性、追従
性が鈍くなるという問題点がある。

【０００９】これを図４を用いて説明する。図４におい
て、１は焼却炉本体、２は排ガスボイラ、３はエコノマ
イザ、４は排ガス減温塔、５はバグフィルタ、６は排ガ
ス再加熱器、７は脱硝反応塔、８は誘引ファン、９は煙
突、１０は圧力検出器、１１は誘引ファン入口ダンパ、
１２はダンパ操作器、１３は回転数制御装置、１４はシ
ステム制御器である。

【００１０】焼却炉本体１からの排ガスは、排ガスボイ
ラで蒸気を発生させた後、エコノマイザにてボイラへの
給水を加熱し、その後バグフィルタ５を通過させるため
に排ガス減温塔４で水冷される。そして、バグフィルタ
５でダストと有害物質を除去された後、排ガス再加熱器
６で再加熱され、脱硝反応塔７で脱硝される。排ガス処
理系統の排ガスは、誘引ファン８により誘引されてお
り、最終的には煙突９から大気に放散される。

【００１１】システム制御器１４は、圧力検出器１０に
より検出された焼却炉本体１の炉内圧力を目標値にする
ように、ダンパ操作機１２を介して誘引ファン入口ダン
パ１１の開度を操作すると共に、排ガス流量に応じて、
回転数制御装置１３を介して誘引ファン８の回転数を操
作している。

【００１２】このような排ガス処理系統を有するごみ焼
却炉において、例えば炉内圧力が高すぎた場合には、シ
ステム制御機器１４が誘引ファン入口ダンパ１１を開く
ように操作するが、すると、排ガスの流れが大きくなる
ことに伴い、誘引ファン入口ダンパ１１より前に設けら
れた装置、特にバグフィルタ５での圧力損失が大きくな
り、これが、炉内圧力を高めるように働く、すなわち、
誘引ファン入口ダンパ１１を操作しても、炉内圧力を変
化させることが容易でなくなる。また、誘引ファン入口
ダンパ１１から、焼却炉本体１までの距離が長くなるの
で、誘引ファン入口ダンパ１１を操作してから炉内圧力
が変化するまでの応答時間が長くなり、これに起因して
炉内圧力の制御性が悪くなるという問題点がある。

【００１３】また、バグフィルタの逆洗時には、逆洗の
状況に応じて刻々とバグフィルタの前後の差圧が変化
し、これが炉内圧力の変動の原因となる場合がある。

【００１４】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたもので、バグフィルタ等の機器を有する最新
式のごみ焼却炉においても、正確で応答性の良い炉内圧
力制御を実現することを課題とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、排ガス処理系統にバグフィルタを有
し、当該バグフィルタの後方に設けられた誘引ファンに
より排ガスを誘引して排出するごみ焼却炉の炉内圧力制
御方法であって、前記バグフィルタ前に設けられた第１
の操作端を操作することにより炉内圧力を目標値に制御
すると共に、前記誘引ファンの前に設けられた第２の操
作端を操作することにより、排ガス処理系統における前
記第１の操作端の後で前記バグフィルタの前の位置の圧
力を目標値又は目標所定範囲に制御することを特徴とす
るごみ焼却炉の炉内圧力制御方法（請求項１）である。

【００１６】本手段においては、圧力を操作するための
操作端が、バグフィルタの前と誘引ファンの前にそれぞ
れ設けられている。そして、炉内圧力は、バグフィルタ
前に設けられた第１の操作端を操作することにより制御
される。よって、第１の操作端が焼却炉本体に近い位置
に置かれることにより、応答の遅れを改善することがで
きる。

【００１７】このままでは、バグフィルタの逆洗や、流
量変動に伴うバグフィルタの圧力損失の変化は、炉内圧
力に影響を与えるが、この影響は、第１の操作端による
炉内圧力制御の応答が速いこと、及びバグフィルタが第
１の操作端の後方に設けられていることにより、第１の
操作端による炉内圧力制御で取り除くことが可能であ
る。

【００１８】しかしながら、バグフィルタの逆洗の状
態、流量変動の度合によっては、バグフィルタの差圧が
変化することに伴い、バグフィルタ入口の圧力が変化
し、それに伴って、この第１の操作端の動作範囲が、炉
内圧力を制御可能な範囲を超えてしまうことも考えられ
る。また、これらの状態の変化によって、第１の操作端
の動作が炉内圧力に与える影響の度合（ゲイン）が変化
して制御が不安定になることも考えられる。

【００１９】そこで、本手段においては、誘引ファンの
前に第２の操作端を設け、この操作端により、排ガス処
理系統における前記第１の操作端の後で前記バグフィル
タの前の位置の圧力を目標値又は目標所定範囲に制御す
る。これにより、第１の操作端の後の圧力は目標値又は
目標範囲に保たれるので、第１の操作端はぼぼ一定の条
件下で炉内圧の制御を行うことができ、制御が安定す
る。なお、第２の操作端による制御は副次的なものであ
るので、第１の操作端の制御に比して応答は遅くて良
く、また、目標値も必ずしも一つの値とする必要はな
く、ある程度幅を持ったものとすることができる。な
お、操作端としてはダンパーが一般的であるが、バタフ
ライ弁や、場合によっては補助的なファンを用いること
もできる。

【００２０】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、前記第１の操作端又は前記第
２の操作端のうち少なくとも１つの操作範囲が規定範囲
以外となった場合に、前記誘引ファンの回転数を、前記
操作端の操作範囲が規定範囲内に戻るように操作するこ
とを特徴とするもの（請求項３）である。

【００２１】この手段においては、いずれかの操作端の
操作範囲が規定範囲を外れた場合、すなわち制御に有効
な範囲を外れた場合は、誘引ファンの回転数を、前記操
作端の操作範囲が規定範囲内に戻るように操作する。す
なわち、いずれかの操作端が全閉に近い状態になった場
合には、誘引ファンの回転数を下げることによりドラフ
トを下げる。これにより、操作端が開く方向に動作し、
規定範囲内の開度に戻る。逆に、いずれかの操作端が全
開に近い状態になった場合には、誘引ファンの回転数を
上げることによりドラフトを上げる。これにより、操作
端が閉まる方向に動作し、規定範囲内の開度に戻る。こ
れにより、第１の操作端、第２の操作端は、常に炉内圧
力又は前記第１の操作端の後で前記バグフィルタの前の
位置の圧力を所定値に保つような制御動作を行うことが
できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例を
図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の例
である制御方法を実施する廃棄物焼却炉の排ガス処理系
統の例を示す図である。図１において、１は焼却炉本
体、２は排ガスボイラ、３はエコノマイザ、４は排ガス
減温塔、５はバグフィルタ、６は排ガス再加熱器、７は
脱硝反応塔、８は誘引ファン、９は煙突、１０は圧力検
出器、１１は誘引ファン入口ダンパ、１２はダンパ操作
器、１３は回転数制御装置、１４はシステム制御器、１
５はボイラ出口ダンパ、１６はダンパ操作器、１７はバ
グフィルタ入口圧力検出器、１８はバグフィルタ出口圧
力検出器である。

【００２３】焼却炉本体１からの排ガスは、排ガスボイ
ラで蒸気を発生させた後、エコノマイザ３にてボイラへ
の給水を加熱し、その後バグフィルタ５を通過させるた
めに排ガス減温塔４で水冷される。そして、バグフィル
タ５でダストと有害物質を除去された後、排ガス再加熱
器６で再加熱され、脱硝反応塔７で脱硝される。排ガス
処理系統の排ガスは、誘引ファン８により誘引されてお
り、最終的には煙突９から大気に放散される。

【００２４】図１に示される系統が図４に示される従来
技術の系統と異なる点は、エコノマイザ３と排ガス減温
塔４の間に、ボイラ出口ダンパ１５が附加されている点
と、バグフィルタ５の前後にそれぞれバグフィルタ入口
圧力検出器１７、バグフィルタ出口圧力検出器１８が設
けられている点である。

【００２５】システム制御器１４は、圧力検出器１０で
検出された焼却炉本体１の圧力を設定値と比較し、検出
された圧力が設定値に一致するように、ダンパ操作器１
６を介してボイラ出口ダンパ１５を操作する。図１に示
されるように、本実施の形態においては、炉内圧力の検
出端である圧力検出器１０と操作端であるボイラ出口ダ
ンパ１５の位置が近いので、制御応答を早くすることが
できる。また、検出端と操作端との間に、大きな圧力損
失を生じるものが無いので、感度の良い制御を行うこと
ができる。

【００２６】しかしながら、排ガス量が変化すると、バ
グフィルタ５の差圧が変動し、これに伴ってバグフィル
タ５入側の圧力も変動し、それが焼却炉１の炉内圧力に
変動を与える。また、バグフィルタ５の逆洗の状況によ
っても、バグフィルタ５の差圧が変化し、同じことが起
こる。これらに起因する焼却炉１の炉内圧力の変動は、
定常においては、ボイラ出口ダンパ１５による制御によ
り除去されるが、極端な場合には、これらが原因となっ
て、ボイラ出口ダンパ１５の開度が全開又は全閉に近く
なり、焼却炉１の炉内圧制御が不能となることもある。

【００２７】本実施の形態においては、これらの現象を
防ぐために、バグフィルタ入口圧力検出器１７によりバ
グフィルタ入口圧力を検出し、システム制御器１４に入
力している。システム制御器１４は、検出されたバグフ
ィルタ入口圧力が目標値又は目標範囲に入るように、ダ
ンパ操作器１２を介して誘引ファン入口ダンパ１１の開
度を操作している。これにより、バグフィルタ入口圧力
がほぼ一定になるので、ボイラ出口ダンパ１５の背圧も
ほぼ一定になり、したがって、ボイラ出口ダンパ１５に
よる焼却炉１の炉内圧力制御において、ダンパの開度が
全開又は全閉に近くなる可能性が少なくなる。

【００２８】この制御系は、ボイラ出口ダンパ１５の開
度が全開又は全閉に近くならないように保つ副次的な制
御系であるので、焼却炉内圧力制御に比して制御精度や
応答性を要しない。よって、圧力検出端であるバグフィ
ルタ入口圧力検出器１７と、操作端である誘引ファン入
口ダンパ１１の距離が遠くても、また、その間に大きな
圧力損失を発生したり圧力制御の外乱となったりするバ
グフィルタ５が存在したとしても、これが制御を不安定
にすることはない。

【００２９】排ガス流量の変化が大きかったり、バグフ
ィルタ５が詰まってきて圧力損失が大きくなったりした
場合には、上記のような制御系においても、ボイラ出口
ダンパ１５又は誘引ファン入口ダンパ１１が全開又は全
閉に近くなり、圧力制御を有効に行えないような状態が
発生することがある。本実施の形態においては、誘引フ
ァン入口ダンパ１１、ボイラ出口ダンパ１５の開度は、
システム制御器１４に入力されており、これらの開度が
予め定められた開度を外れた場合、システム制御器１４
は、回転数制御装置１３に指令を出して、誘引ファン８
の回転数を変化させる。

【００３０】たとえば、誘引ファン入口ダンパ１１、ボ
イラ出口ダンパ１５のいずれかが全閉に近くなった場合
には、システム制御器１４は、誘引ファン８の回転数を
下げ、これによってドラフトを小さくする。すると、各
圧力検出端位置における圧力は上昇するので、誘引ファ
ン入口ダンパ１１、ボイラ出口ダンパ１５は開く方向に
動作し、規定の開度に戻る。逆に、誘引ファン入口ダン
パ１１、ボイラ出口ダンパ１５のいずれかが全開に近く
なった場合には、システム制御器１４は、誘引ファン８
の回転数を上げ、これによってドラフトを大きくする。
すると、各圧力検出端位置における圧力は下降するの
で、誘引ファン入口ダンパ１１、ボイラ出口ダンパ１５
は閉じる方向に動作し、規定の開度に戻る。

【００３１】このようにして、誘引ファン入口ダンパ１
１、ボイラ出口ダンパ１５の開度を、常に圧力制御が可
能である開度範囲に維持する。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、バグフィルタ前に設けられた第１の操作端を操作す
ることにより炉内圧力を目標値に制御すると共に、前記
誘引ファンの前に設けられた第２の操作端を操作するこ
とにより、排ガス処理系統における前記第１の操作端の
後で前記バグフィルタの前の位置の圧力を目標値又は目
標所定範囲に制御しているので、バグフィルタ等の機器
を有する最新式のごみ焼却炉においても、正確で応答性
の良い炉内圧力制御を実現することができる。

【００３３】また、記第１の操作端又は前記第２の操作
端のうち少なくとも１つの操作範囲が規定範囲以外とな
った場合に、前記誘引ファンの回転数を、前記操作端の
操作範囲が規定範囲内に戻るように操作することによ
り、操作端による制御が不能になることを防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の例である制御方法を実施
する廃棄物焼却炉の排ガス処理系統の例を示す図であ
る。

【図２】従来のごみ焼却炉の炉内圧力制御方法の１例を
示す図である。

【図３】従来のごみ焼却炉の炉内圧力制御方法の他の例
を示す図である。

【図４】従来のごみ焼却炉の炉内圧力制御方法を、最近
のごみ焼却炉に用いた例を示す図である。

【符号の説明】

１…焼却炉本体、２…排ガスボイラ、３…エコノマイ
ザ、４…排ガス減温塔、５…バグフィルタ、６…排ガス
再加熱器、７…脱硝反応塔、８…誘引ファン、９…煙
突、１０…圧力検出器、１１…誘引ファン入口ダンパ、
１２…ダンパ操作器、１３…回転数制御装置、１４…シ
ステム制御器、１５…ボイラ出口ダンパ、１６…ダンパ
操作器、１７…バグフィルタ入口圧力検出器、１８…バ
グフィルタ出口圧力検出器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排ガス処理系統にバグフィルタを有し、
   当該バグフィルタの後方に設けられた誘引ファンにより
   排ガスを誘引して排出するごみ焼却炉の炉内圧力制御方
   法であって、前記バグフィルタ前に設けられた第１の操
   作端を操作することにより炉内圧力を目標値に制御する
   と共に、前記誘引ファンの前に設けられた第２の操作端
   を操作することにより、排ガス処理系統における前記第
   １の操作端の後で前記バグフィルタの前の位置の圧力を
   目標値又は目標所定範囲に制御することを特徴とするご
   み焼却炉の炉内圧力制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたごみ焼却炉の炉内
   圧力制御方法であって、前記第１の操作端又は前記第２
   の操作端のうち少なくとも１つの操作範囲が規定範囲以
   外となった場合に、前記誘引ファンの回転数を、前記操
   作端の操作範囲が規定範囲内に戻るように操作すること
   を特徴とするごみ焼却炉の炉内圧力制御方法。