JPS63169418A - 後燃焼空気流量制御方式 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ストーカ式塵芥焼却炉において、特に固形
炭素の如く長時間燃焼を要する塵芥の焼却のために設け
られる後燃焼ストーカにおける燃焼空気の流量制御方式
に関する。

〔従来の技術〕

この種の後燃焼空気流量制御方式としては、塵芥の燃焼
熱により発生する蒸気流量を計測し、これにもとづいて
制御を行なう方式がある。

第４図および第５図はいずれもか＼る従来方式を示す概
要図である。なお、これらの図において、６．７および
１５は調節計、１０は後燃焼空気制御用ダンパである。

すなわち、第４図に示す方式は蒸気流量計測値ＰＶがそ
の設定値Ｓｖに等しくなるように調節計６．７を介して
後燃焼空気制御用ダンパ１０の開度を制御するものであ
る。これに対し、第５図に示す方式は流量調節計６の出
力値ＭＶを、後燃焼ストーカの燃焼率計測値による制御
を行なう調節計１５の設定値とする、カスケード弐の制
御方式〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記前者の方式では後燃焼状態を全く計
測しておらず、また後者の方式では間接的に観測される
塵芥の表面温度から燃焼率を計測するものであるため、
内部状態の把握が不充分である。つまり、いずれの方式
も後燃焼ストーカの内部燃焼状態にもとづく制御ができ
ず、したがって後燃焼空気量の増加が燃焼の増加となっ
て燃焼ガス温度が上昇する場合だけでな（、反対に燃焼
増加とならずに燃焼ガス温度を冷却することになる場合
も生じ、その結果ボイラからの蒸発蒸気量が不安定にな
るという問題がある。

したがって、この発明は後燃焼空気量に基因する燃焼ガ
ス温度の不安定化とそれに伴う蒸発蒸気量の不安定化を
抑えると＼もに、固形炭素を含む塵芥を完全燃焼させて
未燃残留物の低減を図ることが可能な後燃焼空気流量制
御方式を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

焼却炉のボイラから発せられる蒸気の流量を制御する流
量制御手段と、後燃焼ストーカに供給される後燃焼空気
流量を計測する計測手段と、後燃焼ストーカの複数点の
炉床温度をそれぞれ計測する複数の測温手段と、これら
の計測値から所定の演算式にもとづいて後燃焼空気量の
変化値を演算する演算手段と、この変化値の上下限値を
所定値に制限する制限手段とを設ける。

〔作用〕

後燃焼ストーカの複数ケ所の炉床温度と後燃焼空気量と
から塵芥の燃焼状態を推測し、炉床温度のパターンを目
標状態に維持するように後燃焼空気量を制御することに
より、発生蒸気量の安定化と塵芥の完全燃焼とを同時に
可能ならしめるものである。

（実施例〕 第１図はこの発明の実施例を示す構成図である。

同図において、１は供給フィーダ、２は乾燥ストーカ、
３は燃焼ストーカ、４は後燃焼ストーカ、５はボイラ、
６は流量調節計、７はダンパ開度調節計、８は後燃焼空
気流量設定値演算回路（以下、単に設定値演算回路とも
いう。）、９は加算器、１０は後燃焼空気制御用ダンパ
である。

図示されない塵芥は供給フィーダｌを介して乾燥ストー
カ２に送られ、こ−で乾燥されたのち燃焼ストーカ３に
て燃焼される。通常の塵芥はこの燃焼ストーカ３にて焼
却されるが、例えば固形炭素等は完全燃焼しないので、
これらの塵芥はさらに後燃焼ストーカ４に送られ、こ＼
で完全に焼却されることになる。なお、供給フィーダ１
とストーカ２，３および４によって焼却炉本体が構成さ
れる。

一方、塵芥の燃焼熱により発生した蒸気はボイラ５に与
えられる。ボイラ５からの蒸気流量は流量発信器を介し
て検出され、これが設定値と等しくなるように流量調節
計６にて制御される。この流量調節計６の出力は、加算
器９において設定値演算回路８からの後燃焼空気流量設
定値Ｑ０と加算され、これがダンパ開度調節計７の目標
値として与えられて後燃焼空気流量の制御が行なわれる
。

設定値演算回路８は、後燃焼空気流量計測装置からの出
力と、後燃焼ストーカ４に直接取り付けられてその各部
の温度を計測する炉床温度計測装置４１，４２．４３か
らの各出力とにもとづいて後燃焼空気流量設定値Ｑ′″
を演算するが、その具体例が第２図に示されている。

すなわち、設定値演算回路８は演算器（または関数発生
器もしくはＲＯＭ）８１〜８４、減算器８５１．８５２
、係数器８６１，８６２、リミタ８７、出力回路８８、
乗算器Ｍ１〜Ｍ４および加算器Ａ１．Ａ２等から構成さ
れる。なお、同図の１１は後燃焼空気量計測装置であり
、４１〜４３は炉床温度計測装置である。

各炉床温度は温度計測袋！４１，４２．４３により計測
され、後燃焼空気量は計測装置１１で計測される。第１
図の位置関係から明らかなように、燃焼ストーカで燃焼
した後の未燃残留物および焼却灰は４１，４２．４３の
計測箇所を順に通過するため、基本的にはＴ＋　、Ｔｚ
　、Ｔｓの順に高い温度を示すことになる。各計測装置
で計測される流ＩＱＯ，炉床温度Ｔ＋　、Ｔｚ　、Ｔｓ
を制御状態演算器８１、塵芥後燃焼状態演算器８２，８
３゜８４を用いて各状態の関数値Ｇｏ　ｌ　Ｇｌ　、　
Ｇｔ　ｌＧ３を求める。そして、これらの値を用いて表
わされる次式を計算することにより、後燃焼空気流量の
変化値ΔＱが求められる。

ΔＱ＝に３・（Ｔ　３−　Ｔ　ｓｓ）・Ｇ　ｓ　＋　Ｋ
　ｔ・（Ｔ２Ｔｚｓ）・Ｇ２・Ｇ１・Ｇｏ　　　　　　
・・・・・・（１１演算器５１は、入力Ｑｏから第２Ａ
図（イ）の如き関係にある関数値Ｇ０を求める。この関
数値Ｇ０は後燃焼空気量が多いか少ないかの状態を表わ
すもので、多いときは１、少ないときは−１の値で、ど
ちらでもないときは０となる。なお、第２Ａ図（イ）の
ＱｍｆＱｍ□、Ｑ□＋　　ＱＦ□は関数の形を定める定
数値である。同様に演算器５２は、入力Ｔ。

から第２Ａ図（ロ）の如き関係にある関数値Ｇ１を求め
る。この関数値Ｇ１はＴ、が目標値Ｔ１３より高い状態
か否かを表わすもので高いときは１、高（ないときはＯ
となる。なお、第２Ａ図（ロ）のＴ　ＩＰＩＩ　Ｔ　ｒ
ｐｚは関数の形を定める定数値である。

また、演算器８３は、入力Ｔ２から第２Ａ図（ハ）の如
き関係にある関数値Ｇ２を演算する。この関数値ａＸは
Ｔｔが目標値Ｔｚｓより低い状態か否かを表わすもので
、低いときは１、低くないときはＯとなる。なお、第２
Ａ図（ハ）のＴ　！Ｉｌｌ　Ｔ　ｚ＊ｚは関数の形を定
める定数値である。さらに、演算器８４は、入力Ｔ、か
ら第２Ａ図（ニ）の如き関係にある関数値Ｇ、を演算す
る。この関数値Ｇ３はＴ、が目標値Ｔ’３ｇより高い状
態か低い状態かを表わすもので、高いときは１、低いと
きはＧ、、。

（＞Ｏ）　、Ｔｓｓに近いときは０となる。このとき、
ＧｆｆＰＩを１以外の値に゛することにより、Ｔ、が高
い場合と低い場合にＴ、のＴ。からのずれ（偏差）によ
る後燃焼空気流量の変化に対する効果を変えることがで
きる。なお、これらの関数でＯと１（Ｇ３ではＧ、、、
を含む）の間をとるときは、その当てはまる度合がその
ときの関数値で表わされると解釈し、その値に対応して
後燃焼空気流量の変化への効果があるものとする。

こうして、Ｔ２の目標値からのずれｉｔ　（’ｒ、　−
Ｔ２３）と０２．パラメータＫｚ（〉Ｏ）　、　Ｇｌお
よびＧｏとの積と、Ｔ、の目標値からのずれｔ　＜Ｔｘ
−Ｔ。）と０３およびパラメータに＋（＞０）との積の
それぞれの和から後燃焼空気量の変化値ΔＱを求めるこ
とができる。

このΔＱの変化方向と炉床温度パターンとの関係を示す
と、第３図のようになる。同図において、＋符号は後燃
焼空気量を増加させて塵芥の燃焼を促進させ、未燃物の
発生を防止する作用を示す。

これに対し、−符号は後燃焼空気量を減少させ、燃焼ガ
スの冷却効果による蒸発蒸気量の不安定化を防止する作
用を示す。また、Ｇｏの符号により変化するケースは、
後燃焼空気量が既に多い場合は更に増加させても燃焼の
促進効果はなく、冷却効果による影響を抑えるために後
燃焼空気量を減少させる作用を示し、後燃焼空気量が少
ない場合は増加させて燃焼の促進を期待する作用を示す
。

すなわち、後燃焼空気量の制御状態による制御を示すこ
とになる。なお、温度パターンの「・」印は目標温度を
、また「×」印は計測値をそれぞれ示している。

こうして得られた変化値ΔＱは、第２Ａ図（ホ）の如き
特性をもつ上下限リミタ８７により最大の変化値ΔＱ　
＊　ｍ　ｘと最小変化値ΔＱ、ｉ、（その値以下のとき
は出力“０”）のリミタ処理を経た後、これに後燃焼空
気流量Ｑ０を加えて上下限リミタ（出力値の上下限制約
）付後燃焼ストーカ燃焼空気流量設定値の出力回路８８
を介して出力される。

なお、この発明の変化例としては、次のものが考えられ
る。

１）第２図の流量計測装置１１のかわりにダンパ開度計
測装置を、ま□た出力装置８８のかわりに後燃焼ストー
カ燃焼空気調節ダンパ設定値出力回路を用いたもの。

２）炉床温度の計測ケ所を変更して燃焼状態を推測し、
上記と同様の燃焼状態関数を用いて関数値を求め、それ
らの値と各箇所の目標温度からのずれを用いて制御値を
決定しようとするもの。

３）この発明の演算部をディジタル計算機で実現したも
の。

〔発明の効果〕

この発明によれば、後燃焼空気量の制御状態と後燃焼ス
トーカ上の燃焼状態とにより常に一定の温度パターンを
維持する制御としたため、塵芥の完全燃焼による処理品
質の向上と過剰後燃焼空気による燃焼ガスの冷却や、そ
の結果生じる蒸発蒸気量の不安定化を抑える効果が得ら
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図は後燃
焼空気流量設定値演算回路の具体例を示流量制御方式の
従来例を示す概要図、第５図は同じく後燃焼空気流量制
御方式の別の従来例を示す概要図である。 符号説明 １・・・供給フィーダ、２・・・乾燥ストーカ、３・・
・燃焼ストーカ、４・・・後燃焼ストーカ、５・・・ボ
イラ、６．７．１５・・・調節計、８・・・後燃焼空気
流量設定値演算回路、９．Ａｔ、Ａ２・・・加算器、１
０・・・後燃焼空気制御用ダンパ、１１・・・後燃焼空
気流量計測装置、４１〜４３・・・後燃焼ストーカ炉床
温度計測装置、８１〜８４・・・演算器、８５１．８５
２・・・減算器、８６１，８６２・・・係数器、８７・
・・リミタ、８８・・・出力回路、Ｍ１〜Ｍ４・・・乗
算器。 代理人　弁理士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　　　清 第１図 佐ズ然蔑空気

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくとも後燃焼ストーカおよびボイラを備えてなるス
   トーカ式塵芥焼却炉において、 該ボイラから発せられる蒸気の流量を制御する流量制御
   手段と、 前記後燃焼ストーカに供給される後燃焼空気流量を計測
   する計測手段と、 該後燃焼ストーカの複数点の炉床温度をそれぞれ計測す
   る複数の測温手段と、 前記後燃焼空気計測値から焼却炉の制御状態を示す関数
   値を求めるとゝもに、前記各炉床温度計測値から焼却炉
   の塵芥後燃焼状態を示す関数値を求め、これらの各関数
   値と前記各炉床温度計測値およびその目標温度値とから
   所定の演算式にもとづいて後燃焼空気量の変化値を演算
   する演算手段と、 該変化値の上下限値をそれぞれ所定値に制限する制限手
   段と、 を設け、該制限手段からの出力を前記後燃焼空気計測値
   に加算して後燃焼空気流量の目標値を求め、該目標値を
   前記蒸気流量制御手段からの出力に加算して制御を行な
   うことを特徴とする後燃焼空気流量制御方式。