JPS6246119A - 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】 〔発明の技術分野〕 この発ＢＡは高分子系ごみの含有率の高い分別ごみを回
転キルン、後燃焼火格子及びガス混合室を含むごみ焼却
炉でガス化燃焼させる場合の燃焼制御方法に関するもの
である。

〔発明の技術的背景〕

従来通常の、都市ごみを燃焼火格子上で燃焼させ、未燃
分を回転キルンを利用して後燃焼させるごみ焼却炉が知
られているが、分別ごみを回転キルンと後燃焼火格子と
を組合せた焼却炉で焼却する実用例はない。

この発明は、ごみの安定した燃焼を長期に渡って維持す
ると共に、有害ガス、未燃ガスの発生を抑制する燃焼制
御方法を提供することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

この発明の分別ごみ焼却炉の燃焼制御方法の特徴は高分
子系ごみの含有率の高い分別ごみを回転子ル／、後燃焼
火格子及びがス混合室を含むごみ焼却炉でガス化燃焼さ
せると共に燃焼排ガスの熱量をボイラで回収する場合に
、ごみ焼却炉及びボイラを一つの系として求めたごみ質
並びにごみ焼却量等をベース仄、ごみ供給プッシャ速度
１回転キルン速度及び後燃焼火格子速度並びに燃焼排ガ
スの再循環量、後燃焼空気蓋及びガス混合空気ｉを自動
設定し、これら設定値をごみ焼却炉炉内各部温度及び燃
焼排ガス中０Ｏ２％によって自動調整することである。

高分子系ごみの含有率の高い分別ごみを回転キルンで焼
却処理することによシ、回転キルン内でごみの平均化を
図シ、ごみの緩慢な熱分解。

燃焼が行わｎるので多少のごみ質変動を吸収して安定な
燃焼を行うことができる。

回転キルンの上記特性に加えて、ごみ供給！２シャー速
度２回転キルン速度、再循環ガス量等を調節することに
よシ、炉内各部温度パターンを所定の状態に保ち安定し
た熱分解燃焼を維持し、又がス混合室内で二段燃焼を完
結する。

〔発明の実施例〕

本発明方法を実施するための装置の一例を第１図の７０
−シートにより説明する。こみバンカ１１に投入さｎた
ごみは、クレーン１２にょ９ごみ７＆−ト１４に投入さ
ｎる。この際ごみ投入量は荷重計１３により計量される
・。ごみ投入シュート１４にはごみレベル調節計１５が
設けられている。こみシェード１４内のごみはごみ供給
プッシャ−１６により回転キルン２ノへ供給さｎる。１
７はプッシャーの速度調節計である。回転キルン２ノの
入口にはスタートバーナ２２が設けらｎている。２３け
回転キルン２１の速度調節計である。回転キルン２１内
の各部の温度は温度計２４により測定ざ扛る。回転キル
ン２１に続いて、後燃焼火格子２６が設けられ、その速
度は速度調製針２８によって制御される。２７はガス混
合室で、各部のｉｌＮ度が温度計２９によって測定さｎ
る。３０ばｆ内ＩＴＶの画像処理によシ、後燃焼火格子
２６上のごみの燃え９９点を算定する燃え切９点検出器
である。燃焼排ガスの熱量はゲイ２４ノで回収さｎる。

４２￥ｉ発生発気の流量計、４３ｉｌｔ排ガス温度調節
計である。排ガスは電気集じん器で集じんさｎた後、再
循環ファン５１によシ回転キルン２ノの入口に送給さｎ
る。５２は再循環量の調節計、５３は温度計である。ま
た排ガス中の０２％が酸素濃度計４７で測定さｎる。一
方燃焼用空気は、埋込ファン３１から空気予熱器３３を
通って供給される。３２は吸込流量調節計、３４は温度
調節計である。スタートバーナ２２用の空気は流量計３
７により測定さｎる。

また後燃焼用空気は流量調節計３５により調節さ扛、が
ス混合室２７への混合空気量は流量調節計３６によって
調節さｎるようＫなっている。

上記装置による制御を第２図に示すフローチャートによ
シ説明する。

（イ）　炉本体から廃熱ボイラーまでを一つの系として
熱収支計算を行い、ごみの低位発熱量（以下Ｈｕ　）を
求める。

ごみの炉内滞留時間は約２〜３時間であり、炉内へ切シ
出されたばかシのごみから、数時間前に切シ出さｎたご
み迄炉内の広範囲で燃焼しているので、総合的なごみ質
を求める必要がある。

従ってごみ投入時毎に炉内で燃焼したごみのＨｕを求め
、そｎ以前に求めた過去のＨｕを考慮してよシ正確なご
みのＨｕを算出する。

Ｈｕ計算は例えば次のようにして行う。

Ｈｕ＝ｆ（Ｇｕｎ”Ｌｙｎｒ１＋Ｌｙｐｙ２＋Ｌ１ｐｙ
ｐｔｌ−ｔＨｌＧｓ　、　ｔｇ　）　＋Ｋ ＧＲｎ：平均ごみ焼却ｆ　（ｔ　ｏ　ｎ／ｈ　）　　。

荷重計１４のデータをもとＫｇ出する。

ＬＦＤＦ、：後燃焼空気＃ＣＮｒｎ’Ａ）　　、流量計
３５より”ＦＤＰ”再燃焼空気量（Ｎｍ　’７へ）、流
量計３６よりｔａ　　　：燃焼空気温度（℃）　　　、
＠度肝３４よりＬＲＤＦ　　”再循環ガス量（Ｎｍ３／
ｈ）　　、流量計５２よりｔＲ：再循環ガス温度（℃）
、　　温度計５３より］ａ：＆イラ蒸発Ｊｉ　（ｔ　ｏ
　ｎ／ｈ　）　、流量計４２よりｔｇ：　デイラ出ロガ
ス温度（℃）、温度計４３よシＫ　：定　数 さらに上式で算出さｎたＨｕに対し、次の平滑化処理を
行い補正する。

（ｎ）　　　　　　　　　（ｎ−＋） Ｈｕ　＝＝αＨｕ＋（１−α）Ｈｕ （ｎ） Ｈｕ：今回のＨｕ計算結果 （ｎ−１）。

Ｈｕ、前回のＨｕ計算結果 α　　　：指数平滑係数（０≦αく１）（ロ）設定する
ごみ焼却−ｆｉ：Ｇに対応するように、例えば後述する
ごみ切ｐ出し量制御（ごみ供給プッシャー速度制御）及
び回転キルン制御を行う。

（ハ）　Ｉ（ｕ、Ｇにより後燃焼空気量（”；ＤＦｌ）
　ｌ混合空気ｔ（Ｌｙｏｙｚ）及び再循環がスｔ　（Ｌ
：、Ｄ、）の基準値が算出され、自動的に設定される。

Ｌｙ　：　ｙ　１”　Ｌ　１　（Ｈｕ　＋　Ｇ　）　、
Ｌ　Ｆ　：　ｙ　２　＝Ｌ　２　（Ｈｕ　ｒ　Ｇ　）　
ｒＬＲ”、、　　＝　ＬＲ（Ｈｕ、Ｇ） この円関数Ｌ２及びＬＲは計１ｇ機の学習機能によりリ
アルタイムで、第３図に示す如くキルン内温度の最適点
を選んだごみ質Ｈｕと焼却１ｉＧＲの関数に更新される
。

に）　ごみ投入毎にＨｕ　ｆ算出し、（ロ）、（／→を
繰返す。

（ホ）常時炉内ＩＴＶ画面によυ燃え切り点制御を行う
。

（へ）炉内温度データを温度計２４．２９から読込み、
その変動を常時監視し、許容変動範囲内える場合には以
下の制御を行う。

その際、炉出口０２チを酸素濃度計４７により測定し、
その値も許容変動範囲内に常時維持されるよう、混合空
気セを二次的に自動制御する。

■　回転キルン内温度制御 回転キルン２ノ内温度（長さ方向に数点測定）の分布を
常時温度計２４により計測し、所定の燃焼温度ノ４ター
ンが許容範囲内に維持されるよう、 ごみ供給プッシャー速度：ｖｌ 回転キルン速度：ｖ、ｃ 再循環排ガスｆ　：　ＬＲ，。

を、それぞれ速度調節計１７．２３及び５２によシ先に
算出した基準値をペースにして制御する。

１）キルン内各温度が第４図に示す設定変動幅を越えて
いるかどうかチェックする。

２）キルン内各温度が上限値以上となった場合 ａ）燃焼状況を、キルン内温度、後燃焼室温度、ガス混
合室温度のバランスより判断し、キルン内温度が後燃焼
室及びガス混合室温度より高い場合はごみ供給グツシャ
ー速度ｖ１及び回転キルン速度■１ｃを基準値に対し一
定量増加する。

ｂ）キルン内温度が第４図に示すような分布で、キルン
出口温度が後燃焼室及びガス混合室温度にほぼ同じの場
合は再循環ガス量”ＲＤＦを基準値に対し一定量増加さ
せる。

Ｃ）これらの自動制御が行われた結果、キルン内温度の
全てが各上限値以下となれば、ｖ、、　Ｖ、ｃｔ　ＬＲ
Ｄ、Ｈ計算結果Ｋ　Ｌ　リ算Ｉｆｊ　サレｆＣ値”１”
　＋　”１（：”　、ＬＲ”ＤＦに戻す。

３）キルン内各温度が下限値Ｉ以下となった場合 ａ）ＬＲＤＦを基準値に対し一定量減少し、又、ｖｌ、
ｖｌｃを基準値に対し一定量増加する。

ｂ）その結果、キルン内温度の全てが下限値工以上とな
れば、 Ｖ、Ｖ、Ｖ　　はｖｄａ　、　ｖｌ　、　ｖ　＊１　　
　　　　＋ｅ　　　　　　！ＬＤＦ　　　　　　Ｔ　　
　　　　Ｉｃ　　　　　　１ＬＤＦに戻す。

４）キルン内温度の内１つでも下限値■以下となった場
合は、キルン入ロパーナ２Ｉ着火指示の警報を出し点火
する。

■　ガス混合室温度制御 炉出口温度即ちガス混合室温度を常時計測し、公害防止
対策上所定温度範囲に維持するよう ガス混合空気−１１：：ＬアＤ２□ を基準値をペースにして制御する。

但し、炉出口０２チを常時監視し、未燃がス発生防止面
よシ、その０２チが許容範囲内に維持されるよう、上記
ガス混合空気量を二次的に補正する。

１）ガス混合室温度が第５図に示す設定変動幅を越えて
いるかどうかチェックする。

２）ガス混合室温度が０以上となった場合ａ）ガス混合
空気量ＬＦＤＦ２をその基準値に対して一定量増大させ
る。

ｂ）その結果温度が■以下となればＬＦＤＦ２は、計算
結果により算出された基準値 しＦ′Ｄ２□に戻す。

３）ガス混合室温度が◎以下となった場合’）　　ＬＰ
ＤＦ□をその値に対して一定量減少させる。

ｂ）その結果、温度が０以上となれば ”ＦＤＰ’□はＬＦ’ＤＦ□に戻す。

４）同時に、炉出口０２％（ＥＰ出口部）が第６図に示
す設定変動幅を越えているかどうかチェックする。

５）炉出口０２チが０以上となった場合（炉出口温度が
変動幅以内でも） ａ）３）−ａ）と同じ処置をする。

ｂ）その結果、［Ｆ］以下となれば、ＬＰＤＦ□はＬｄ
２□に戻す。

６）炉出口０２ｑｂが■以下となった場合ａ）２）−ａ
）と同じ処置をする。

ｂ）その結果、０以上となれば、ＬＦＤＦ２はＬＦ”Ｄ
Ｆ□に戻す。

■　とみ切出し量制御及び回転キルン制御１）こみシュ
ート１４のレベルを例えば超音波レベル計１５により連
続的に測定する。

２）設定されたごみ焼却量Ｇを本制御における初期条件
とする。

３）超音波レベル計１５によりクレーン室へ投入指示が
発信され、この指示に従いごみ投入がおこなわれる。こ
の時、投入前にクレーン荷重計１３によって計測された
実投入量（Ｇ′）が読込まれる。

４）Ｇ′投投入完了前待時ごみレベル（ｈ）及び実際投
入間隔（Ｔ）により、ごみのかさ密度及びごみレベル降
下速度（ｖ８）を計算し、それらよりＧが確保されるご
み供給グツシャ１６の速度基準値（ｖｌ）を算出する。

５）そのｖｌ。に従って、ごみ供給プンシャ速度（Ｖ、
）を速度調節計１７により自動制御し、さらに回転キル
ン速度（ｖｌｃ）を燃焼中のごみ質ごみ供給プッシャ速
度に見合った速度になる様に速度調節計２３により自動
制御する。

Ｖ、ｃ＝　Ｖ（Ｖｌ、　Ｈｕ　） ６）ごみレベルが投入準備レベルに達するとクレーン室
へごみ投入準備が出される。

７）ごみレベルが新に投入指示レベルに達するとクレー
ン室へ投入指示が出され、ごみ投入が行なわれ、上述の
３．４．５及び６が繰り返される。

８）次回の投入指示がなされるまでの間、定期的にごみ
レベル計１５により実ごみレベル降下速度を検出し、標
進ごみレベル降下速度と比較し、ブリッジ発生の有無を
監視する。

■　燃え切り点制御 炉内ＩＴＶの画像処理により、後燃焼火格子上のごみの
燃え切り点を燃え切り点検出器３０により算出し、その
位置が許容範囲内ＶＣ保たれる様、ごみ質Ｈｕ　、ごみ
供給プッシャ速度ｖ１に見合った速度になるように算定
される基準値■！をペースに、後燃焼火格子速度ｖ２を
速度調節計２８により制御する。

Ｖ　”　二Ｖ　（■１ｒ　Ｈｕ　） Ｖ＝＝ＫＸＶ” ２　　　　　　Ｓ　　　　２ 係数に、は、燃え切り点の位置に応じて、第７図に示す
値とする。

又、後燃焼窒只ｔＬ、Ｄ、、も基準値”Ｆ”ＤＦｌをペ
ースに燃え切シ点が許容範囲内に保たれる量制御する。

”ＦＤＦｉ　＝　Ｋ４　×”Ｆ”ＤＦ１係数に４は燃え
切り点の位置に応じて、第８図に示す値とする。

〔発明の効果〕

この発明の分別ごみ焼却炉の燃焼制御方法は上記のよう
なもので、次の如き効果を奏する。

１）ごみの安定したガス化燃焼を長期に渡って維持する
ことができる。

２）ごみの燃焼が安定するため、ボイラ蒸発量も安定し
、これによりボイラ発生蒸気の利用価値を高めることが
できる。

３）炉内各部の燃焼ガス温度が安定するため、炉内耐火
物の寿命を長くすることができ、特に高分子系ごみの焼
却で問題となる回転キルンへのクリンカの付着を防止す
ることができる。

４）ＮＯｘ及びグイオキシン等の有害ガスの発生が安定
抑制され、又未燃ガス（Ｃｏ）やすすの発生も抑制する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を芙施するための装置の一例を示す
フローシート、第２図は本発明方法の一例を示すフロー
チャート、第３図はごみ質Ｈｕ　＋焼却量Ｇとから基潴
再循環ガス量”ＲＤＦを設定するための関数ＬＲの求め
方の説明図、第４図は回転キルン内温度の許容パターン
の説明図、第５図はガス混合室温度の制御範囲の説明図
、第６図は焼却炉出口０□チの制御範囲の説明図、第７
図及び第８図は、それぞれ燃え切り点位置に対応する係
数に３及びに４の値を示す説明図である。 ２１・・・回転キルン、２６・・・後燃焼人格子、２７
・・・ガス混合室、４ノ・・・ｒＪ？イラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高分子系ごみの含有率の高い分別ごみを回転キルン、後
   燃焼火格子及びガス混合室を含むごみ焼却炉でガス化燃
   焼させると共に燃焼排ガスの熱量をボイラで回収する場
   合に、ごみ焼却炉及びボイラを一つの系として求めたご
   み質並びにごみ焼却量等をベースに、ごみ供給プッシャ
   速度、回転キルン速度及び後燃焼火格子速度並びに燃焼
   排ガスの再循環量、後燃焼空気量及びガス混合空気量を
   自動設定し、これら設定値をごみ焼却炉炉内各部温度及
   び燃焼排ガス中のＯ＿２％によって自動調整することを
   特徴とする分別ごみ焼却炉の燃焼制御方法。