JPS59221511A - ごみ焼却炉の燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の技術分野〕 本発明は、都市とみあるいは産業廃棄物を焼却する焼却
炉の燃焼制御方法に関する。

〔従来の焼却炉の燃焼制御方式〕

従来のごみ焼却炉の燃焼制御方式としては、（１）蒸発
量一定制御を主体とする方式（２）蒸発量一定制御にご
み処理量一定制御を併用する方式 の２方法が知られている。

〔従来の上記制御方式の欠点〕

従来の上記（１）の制御方式では、蒸発量一定制御だけ
であり、これはごみの発熱量が変化すると処理量を一定
に維持できない欠点を有する。

また、ごみの発熱量の予想（人間が実施）をまちがえて
蒸発量を設定してしまうと処理量は予想どおシにはなら
ないという欠点があった。

また、従来の上記（２）の制御方式は、蒸発量一定制御
とごみ処理量一定制御の操作端がそれぞれ別個のもので
ある。したがって、それぞれ別々の操作端（例えば蒸発
量一定制御は空気量の調節により、また、処理量一定制
御はフィーダの調節による。）を制御すると蒸発量の方
は発生熱量の一定化、処理量の方は燃料（ごみ量）の一
定住という相矛循した制御となり乱れが大きくなる欠点
があった。

〔本発明の目的〕

本発明は、上記従来の制御方式の欠点を解消するごみ焼
却炉の燃焼制御方法を提供するととを目的とする。さら
に詳細には、本発明は蒸発量の一定化、１日の処理量の
達成および低Ｈｏｘ運転の各ニーズに答えると々ができ
るごみ焼却炉の燃焼制御方法を提供することを目的とす
る。

〔本発明の構成〕

そして、本発明は、ごみ焼却炉の燃焼制御方法において
、蒸発量一定制御、処理量一定制御およびＮＯｘ制御の
３つの制御系と燃焼判断の補助ループとからなり蒸発量
制御を主とし、他のＮＯＸ及び処理量制御からの出力は
蒸発量制御の゛設定値を変更するいわゆるカスケード制
御とし、かつ、蒸発量の設定変更に際しＮＯｘの予想制
御ループを組込むことを特徴とするこみ燃焼制御方法で
ある。

本発明をより詳細に説明すると、本発明は従来の制御方
式のように蒸発量、ごみ処理量、Ｎ０ｘｆｌ＋ｌＩ御が
それぞれ単独ループよシなっているのではなく、次の（
１）と（２）とを組合せたごみ焼却炉の燃焼制御方法で
ある。

■　主体となるのは蒸発量制御であシ、処理量制御が作
動する場合には実際に燃えているごみのＬＨＶ　（発熱
量）を実績の蒸発量、処理量等から算出し、処理量の変
更予定値を蒸発量値に換算し蒸発量制御ループの設定値
を変更する（カスケード制御）点が本発明の特徴の一つ
である。（ＮＯＸ制御の場合もｏ２を下けるだけでは制
御できない場合は処理量を調節するが、これも最終的に
は処理量を蒸発量に換算して制御している。）゛ ■　’ＮＯｘ制御は従来排ガス中の０２％によるフィー
ドバック制御であったが、本発明においては、蒸発量の
設定値を変更する場合に事前に変更後のＨｏｘを算出し
規制値内に入るように予測制御するループを組込んだ点
がもう一つの特徴である。ＮＯＸの予測は処理量（これ
は蒸発量に比例する。）　−１ＪＯＸの相関式と０２％
−ＮＯｘの相関式（両者共実験式）により蒸発量変更后
の処理量及び予想される０２％からＮＯｘを算出してい
る。従って蒸発量の設定値を変更しても変更前と同等の
Ｎｏ　　量が又は最悪でも規制値以内のＨｏｘ発生量と
することができる。

以上本発明の詳細な説明したが、第１図及び第２図によ
ってよシ詳細に本発明を説明する。

〔第１図の説明〕 第１図は、本発明における主制御ループの関連図であっ
て、第１図の蒸発量制御ループ１１ＮＯ！制御部■、燃
焼監視部■は連続制御系であり、処理量制御部■は、一
定時間毎の間欠制御とＮＯＸ制御部■よシ処理量変更信
号が出た時にのみ作動する制御系である。

なお■はＮＯｘ予側予測部であシ、６は蒸発量設定値変
更値（蒸発量制御ループ内設定値変更用）、７は蒸発量
設定値変更値（ＮＯＸ予測制御部ＮＯＸ予測用）、８は
処理量設定値変更値である。

〔第２図の説明〕 第２図は本発明の１実施制御フロ一図であって、第１図
のシステムを構成する１例である。

以下第２図のフローについて説明すると、１）まず蒸発
量１、ＮＯｘ２、処理量３の設定値を入力する。

２）蒸発量制御ループは連続制御系であり、従来よシ使
用されている 蒸発量の設定値１と蒸発量の実測値４（必要に応じて蒸
気圧力による補正蒸気量５を使用する）とを６で比較し
、あらかじめ１に対し一定の比率で定められた上限値７
、下限値８に対しどの位置に実測値４があるか判断する
。

４が７と８の間にある場合又は７以上又は８以下にある
場合には９によりフィーダ・ストーカは現状維持される
。４が７点と重なった場合には、４の動きが上昇方向か
下降方向が１０で判断し、下降方向であれば１１により
フィーダ・ストーカを起動させる。上昇方向の場合は９
によシ現状維持とする。１２は４が８点に達した時に１
０と同様の判断をし上昇方向の場合は、やがて蒸発量が
設定値を起えるだろうことを予測し、１５によシフィー
ダ・ストーカを先行停止する。

３）　　ＮＯＸ制御部も連続作動ループである。

ＮＯｘの発生量と排ガス中の０２％又は処理量とは比例
関係にある（実験データによる）排ガス中のＮＯＸの実
測値１４と設定値２を１５で比較し１４が２以下の場合
は規制値内なので現状維持とする。１４が２以上の場合
には１６で０２とＮＯＸの相関式（実験式）によシ、Ｎ
ＯＸを２以下にする為の０２％を算出する。０２％を低
くしすぎるとごみの不完全燃焼が発生するので、下限の
０２（炉固有の設定値）が設定してあり、これと計算値
とを比較し、計算値が下限以上の場合は、１７によシ計
算された０２％になるよう空気量を調節する。計算値が
下限以下の場合には、下限の０２％になるように１７に
信号を出すと共に１８で処理量と１ＪＯｘの相関式（実
験式）によりＮＯｘを２以下にするのに必要な処理量を
計算する。

１８で計算された処理量は１９で焼却炉の正常運転を維
持するのに必要なＭｉｎ、処理量値（焼却炉固有の設定
値）と比較し、Ｍｉｎ処理量以下の場合は現在のごみ質
ではＮｏ　値が２以下とできない旨アラームを出す。Ｍ
ｉｎ処理量以上の場合は処理量制御部へ信号を送シ初期
設定値６を１８での計算値に変更する。

４）処理量制御部は一定時間毎又はＮＯｘ制御部よシ処
理量設定値変更指示があった場合にのみ作動する間欠制
御部である ごみ処理実績値２ｏと設定値３（又はＮＯｘ制御部より
指示のあった値、以下同じ）とを２１で比較しあらかじ
め設定された範囲内にあれば現状維持とする。実測値２
ｏが範囲外にある場合には、２２で実測の蒸発量４（又
は５）と処理量２ｏよシごみ発熱量（ＬＨＶ　）を計算
し、このＬＨＶを基に設定値３を達成した場合の蒸発量
を計算する。２２で計算された蒸発量がボイラの能力範
囲内がどうが２３で判別し能力以上のｉ合には２４でＬ
ＨＶと最大蒸発量（ボイラの能力値）よシ処理できる量
を算出し、この値を設定値５と置き換える。

（実際忙はこの時に設定処理量達成不可のアラームも出
す）。２２で計算された蒸発量がボイラ能力範囲内の場
合には、計算された蒸発量に蒸発量の設定値１を変更す
るに当りＮＯｘ値が規制値を越えないか次のＮＯｘ予測
制御部でチェックする（蒸発量の設定値を変えるとごみ
の処理量、排ガスの０２％が変化する蒸発量の設定値を
上げると処理電増で０２％が下がる設定値を下げだ場合
はこの逆） ５）　　ｙｏｘ予測制御部は処理量制御部より指示あっ
た場合のみ作動する。

２５で蒸発量の変更に比例して空気量を変更した場合の
ＮＯｘ値を計算する〔蒸発量を変更しても排ガス中の０
２％が現状と同じ０２％になるように空気量調節を行う
ことを前提とし、処理量（蒸発量の変更値に比例して変
わる）とＮＯｘの相関式によｐ　ＮＯｘ値を計算する〕
２５の計算Ｎｏ、値が規制値内かどうか２６で比較し、
規制値内の場合には２２で計算した蒸発量に設定変更す
るよう２７に信号を発すると共に１７に空気量の調節信
号を出す（調節の変化率は蒸発量の変化率に比例）。２
７によシ蒸発量の設定値１を２２で計算した値に修正す
る。２６で比較した結果ＮＯｘの規制値を越える場合に
は、２８で０２−Ｎｏｗ相関式によりＮＯｘを規制値内
に下げる為の０２％を計算する。（この時には蒸発量設
定値は変更する事を前提としている）。２８で計算され
た０２％と燃焼を維持するＭｉｎ　０２％とを２９で比
較する。Ｍｉｎ　Ｏｘ％以上の場合には２２で計算した
蒸発量に変更するよう２７に信号を送るとともに、２８
で計算した０２％になるように空気量を調節するよう１
７に信号を送る。２９での比較結果ＮＯｘの規制値を越
える場合（蒸発量を増やす場合にのみこういう状態が発
生する可能性あ！ｌｌ）には３０によりＭｉｎ　０２％
で処理できる量を計算しく蒸発量も計算）３１で実績値
２０と比較し２０以上の場合は２７へ６０で計算した蒸
発量に変更するよう２７へ信号を出すと共に０２％Ｍｉ
ｎになるよう１７へ信号を出す。３１は処理量及びＮＯ
ｘ予測制御のチェック用として設けてあシ３１で実績値
以下になるのは制御系内に異常があると判断しアラーム
を出す。（２９に至るまでは実績の処理量が少なく処理
量を増やす方向でチェックしているのに３０での計算結
果が実測よシ低くなることは考えられない） ６）燃焼監視部は連続作動系である。

３２で炉内の燃え切り点位置を監視（映像処理等を利用
）し所定の燃え切シ点位置よシ下方に下がった場合は異
常と判断し３３によシフイーダ・ストーカを一定時間強
制的に停止させ、その後３４により蒸気の発生量が上昇
方向かどうか判断する（通常設定値１に対し蒸発量の実
測値が下がった場合に、炉内にごみが入シすぎ熱え切り
点が下に下がる）上昇方向の場合には３５によシフイー
ダ・ストーカをＯＮ　　させ通常の蒸発量制御ループに
よりフィーダ・ストーカを制御するようにする。上昇方
向でない□場合には、ストーカだけ３６により一定時間
運転し３７で６４と同様のチェックを行う。３７で更に
蒸発量が上昇方向でない場合には燃焼を活発化するため
空気温度が上げられるかどうか３８で判断し、上げられ
る場合には３９で空気温度を上げ４０で３４と同様チェ
ックを行う。次に５８で空気温度を上げられない場合と
４０で上昇方向にない場合は４１で空気量が増やせるか
どうか判断（空気を増やする燃焼が活発になる傾向にち
る）シ、増やせる場合には空気量調節４２しだ後４３で
３４と同様チェックを行う、４１で空気が増やせない場
合と、４６で上昇しない場合には現状のごみでは設定蒸
発量１の達成はむシと判断し４４により現在の蒸発量（
４と同じ）になるよう設定値を変更すると共にアラーム
を出す。

なお、第２図において、次の（１）〜（５）が考慮され
ている。

（１）処理量の上下限値はＬＨＶ毎に指定できるものと
する。

（２）　　計算（＊１〜＊５はそれぞれ次のように計算
する。） ※１　負荷率（処理量）とＮＯｘ量の相関関数による（
０□％は現在の運転のもの） ※２０２％とＮＯｘ量の相関関数による※３０２％とし
負荷率とＮＯｘ量の相関関数より ※４ＬＨＶ（演算値）と目標処理量による※５ＬＨＶ（
演算値）とボイラ定格負荷の値による （３）空気量調節・・・指示された０□％とＬＨＶ　（
演算値）を基に空気量を質出しこの空気量になるよう制
御する。

（４）蒸気量、空気量、排ガス量は圧力、温度による補
正値を用いる。

（５）　　※〔この範囲は、一定時間毎とＮＯｘよ）の
入力があった場合に作動〕 〔本発明の効果〕 以上詳記したように本発明は、従来のごみ焼却炉の燃焼
制御方式とは ■　処理量制御を行うのに、ごみの発熱量の計算値（ａ
ｐ、ｔ＋による）と処理量から蒸発量を求め蒸発量制御
の設定値を変えるようにした。

即ち処理量制御により直接フィーダ等を調節するのでは
なく、主となる蒸発量制御の設定値を変えるようにした
こと。従って操作端はフィーダとストーカのみである。

■　Ｂｏｘ制御に予測制御をと９込んだ点の２点で相違
し、この２点の制御手段の採用によシ本発明は、従来の
制御方式では生じない効果、すなわち、蒸発量の一定化
、１日のごみ処理量の達成および低ＮＯｘ運転の各ニー
ズに応答できるすぐれた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明における主制御ループの関連図であシ
、第２図は本発明の１実施制御フロ一図である。 図において Ｉ・・・蒸発量制御ループ ■・・・ＮＯｘ予測制御部 ■・・・処理量制御部 ■・・・ＮＯｘ制御部 ■・・・燃焼監視部 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ごみ焼却炉の燃焼制御方法において、蒸発量一定制御、
   処理量一定制御およびＮＯｘ制御の５つの制御系と燃焼
   判断の補助ループとからなシ蒸発量制御を主とし、他の
   Ｈｏｘ及び処理量制御からの出力は蒸発量制御の設定値
   を変更するいわゆるカスケード制御とし、かつ、蒸発量
   の設定変更に際しＮＯｘの予想制御ループを組込むこと
   を特徴とするごみ燃焼制御方法。