JPS63187018A - 流動層式ごみ焼却炉の制御装置 - 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〕 本発明は流動層式ごみ焼却炉の制？ｆｆｌ装置に係り、
特に都市ごみを流動層焼却炉で焼却処理する際の炉温制
御を行なうものに好適な流動層式ごみ焼却炉の制御装置
に関する。

〔従来の技術〕

都市ごみの焼却処理は従来、火格子を用いたストーカ炉
が一般的に使われてきたが、近年、燃焼性が優れる流動
層式焼却炉が採用されるようになってきた。ストーカ炉
は、比較的大容量のごみ焼却に使用される。この型の炉
は、多数の火格子を並べ、投入したごみを火格子を動か
すことによって、移動、攪拌させ、着火、燃焼させる。

ごみの炉内滞留時間は３０分程度と長いため、炉温は、
火（３子を丘作して、移動＋Ｐ；ｉ拌景を調節すること
によって制御する。また、焼却量が多いので、前段のご
みビットにおいて、クレーンによってごみを、移動、混
合し、均質化することにより、発熱量を一定化すること
も容易である。

しかし、流動層炉は、炉内滞留時間が数分と短かいため
、ごみ質の変動による発熱量の変化が、炉温に与える影
響が大きい。ごみの低位発熱量は、８００〜２０００Ｋ
ｃａｌ／Ｋｇと変動があり、１０００Ｋｃａｌ／Ｋｇ以
上の発熱量があれば自燃するが、それ以下では助燃が必
要である。ごみの発熱量は連続測定ができないので、定
期的に抜取り発熱量を測定している。

また、ごみの供給量は、ごみ供給クレーンのつかみ計に
よっており、現在値を把握することは、困難である。

そこで、炉温は供給量を一定にし、設定温度より炉温か
低下した場合には、補助燃料を流動層内に供給して、炉
温の上昇をはかると共に、設定温度より炉温か上昇した
場合には、水噴射をすることによって炉温を下降させ制
御〕１１する。

これによって、炉温は維持されるが、このあとの処置と
して、もし供給量が増大し、もしくは減少したために、
炉温か変動したのであれば、供給７を設定値に戻す操作
が必要である。また、発熱量が高すぎるために炉温か上
昇したのであれば、入熱を少なくずろため、供給量の設
定値を下げる必要があるし、逆に発熱量が低くなったた
めに、炉温か低下したのであれば、助燃をＩｌ！する必
要がある。これらの判断は、運転員が適宜判断して実行
している。

第４図は流動層式焼却炉システムの一例を示し、ごみ擾
入車１によるごみを投入可能にごみピット２が設置され
る。′ごみピット２内のごみ３を金山して供給ホッパ５
に供与するために、ピット２の上部にはクレーン４が設
けられている。

供給ホッパ５に近接して破砕機６が設けられ、この破砕
機６によって破砕されたごのを流動層８として底部に堆
積させる流動層炉７が破砕機６に近接して設けられてい
る。

流動層炉７の底部の流動層８が堆積する部位には、流動
層８の燃焼を促進させるだめの助燃料供給ノズル９が設
けられ、その下部に流動層８内に空気を放出させるため
のＩ’ｉ気管１０が配設されている。散気管１０には流
動化空気２６が供給される。また、流動層炉７の底部に
は不燃物を排出するための不燃物排出管２７が設けられ
、天井部には炉内で発生した燃焼ガスを排出するための
燃焼ガス排出管２８が設けられている。さらに、ごみピ
ット２の下部には、ごみ３より生じた水分をピット外に
排出するためのピット排出管２９が設けられている。

次に、第４図の構成における動作を説明する。

ごみ搬入車１で運ばれてきた都市ごみは、ごみピット２
に貯蔵される。ごみピットのごみ３は、クレーン４によ
って供給ホッパ５に供給される。

このとき、クレーン４の荷重計によって重量が計測され
る。供給ホッパ５から供給されたごみは、破砕機６によ
って破砕されたのち、流動層炉７で焼却される。

都市ごみの焼却は通常、自燃焼却させるので、焼却に必
要な熱量は、ごみによって供給される。

このとき、供給熱１ＱＫｃａｌ／ｈは、次式で表わされ
る。

供給熱Ｆｉｌ　Ｑ　Ｋｃａ　１／　＋＋　−ごみ発熱ｉ
ｔ　（Ｋｃａｌ／Ｋｇ）　Ｘ供給ｆｆｌ　（Ｋｇ／ｈ）
−−−−−（ｘ）〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、従来の流動層式ごみ焼却炉の制御にあっては、
前記（１）弐の右辺のうち、ごみ発熱量は定期的にサン
プルを抜取り測定をしているだけのため、発熱量の変動
を定常的に把握できるわけではない。

また、供給量は前述したように、クレーンのつかみ量で
計測しているが、供給ホッパ５と破砕機６で、通常１ｈ
程度の供給容量をもっているため、つかみ量は現在値に
比例しない。

このため、炉温か設定温度より上界、下降した場合、そ
の原因が供給量の増減にあるのか、発熱量の増減にある
のかは明らかにはならない。

従って、このような場合には、運転員が焼却炉の運転状
態から、炉温変動の要因が供給量にあるのか、発熱量に
あるのかを判断し、それに応じた運転をしているため、
この部分は常に人間が介在することが必要になり、運転
自動化の妨げになっている。

また、炉温か下がったときは、運転員は安全のため、供
給量が少ないことを確認できるまでは、助燃を実施する
ため、油の無駄使いとなるケースも発生する。

本発明の目的は、焼却炉の炉温を自動制御できるように
した流動層式ごみ焼却炉の制御装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明は、助燃バーナを備
えた流動層式ごみ焼却炉において、炉温の変動要因とな
る複数の情報を検出する計測手段と、該手段による各情
報値の上昇または下降を他の計測可能な事象から推定す
る推論手段と、該手段による推論結果に基づいて炉温変
動が前記情報のいずれに起因するかを判定し、該判定結
果に基づいてごみ供給を制御する制御手段とを設けて構
成しである。

〔作用〕

炉温変動に対し、推論機構は予め設定されたルールと運
転状態を示す情報とにより推論を実行し、炉温変動の原
因を推定する。これによって、制御装置は炉温復旧のた
めの処理を自動的に行なうことができるので、運転員の
介在を必要にすることがない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示し、第２図は本発明の処
理例を示すフローチャートである。

流動層炉７の助燃料供給ノズル９には助燃バーナ弁２０
が接続されると共に、供給ホッパ５には移動を制御する
ための供給制御機１９が設置されている。この供給制御
機１９及び助燃バーナ弁２０は、制御装置１６によって
制御される。制御装置１６からは運転情報１１が出力さ
れ、インターフェース１３に入力される。インターフェ
ース１３には、ワーキングメモリ１４１．ルールテーブ
ル１４２及びｆｌｕ　３ｆ６エンジン１４３を備えた推
論機構１４が接続される。この推論機構１４は、ルール
テーブル１４２に設定されている後述の７つのルールに
基づいて層温変動の原因を推定し、その結果をインター
フェース１５を介して制御装置１６へ出力する。

制御装置１６には、入力情報としてダンパ開度２２及び
流動層８内の層温度２４がある。層温度２４を検出する
ために、流動層８内に温度検出器３３が設けられている
。尚、流動層炉７よりＦｊＦ出される燃焼ガス２８は排
ガス処理装置２１によって処理されたのち、通風機２３
によって排出される。また、２５は水スプレ弁である。

次に、以上の構成における動作を説明する。

制御装置１６はごみ焼却炉の運転制御をしているが、何
らかの原因で、流動層温度２４が設定値より上昇または
下降したときは、それに応じた制御、すなわち、温度上
昇時には水スプレ弁２５を開き、温度下降時には助燃バ
ーナ弁２０を開き、流動層温度を設定温度になるように
回復をはかると共に必要な運転情報１１をインターフェ
ース１３を介して、推論機構１４に転送し、推論機構に
起動要求をかける。

推論機構１４は以下の７つのルールから、層温変動の原
因を推定する。各ルールは、ルールテーブル１４２に設
定されている。ルールは、炉温変動に関する定性的知識
を記述する条件部と、この条件部が真であれば導びかれ
る結論が記述される結論部とより成っている。

推論処理を第２図のフローチャートに従って説明する。

先ず、データ（雨量、月日、通風機ダンパ開度等）を制
御装置１６よりインターフェース１３を介して推論機構
１４に読み込む（ステップ３５）。このデータと後述す
るルールとによって温度変化要因を評価する。

各ルールは以下のようなものである。

ルール１、 条件部−・−前日が雨 結論部・・・・−・発熱量は低 前日が雨という１条件部は直接評価できないので、制御
装置１６より、前日の６〜１２時の雨量計の積算値を取
得し、これが設定値をこえた場合（実施例では１０　＋
ｎ　）に雨と判断する。これは、ごみ収集時に雨が降っ
ていれば、ごみの発熱ヱは低下するという知り４によっ
ている。

ルール２、 条件部−・−一一一一高発熱量ごみ地区のごみを焼却結
論部・・−一−−−発熱量は高 実施例においては、３つの地区を曜日を変えて、第１表
のように、ごみ収集を実施している。各地区のごみの分
析結果から、地区へが他地区に比べて、発熱量が１０％
高かったので、この地区のごみを焼却する。月曜と木曜
であれば、条件部は真と判断する。

第１表 ルール３、 条件部・−・−・７月または８月 結論部−・−・−発熱量は低 夏期は発熱量が低下するという知識による。７月、８月
は、推論機構内蔵のタイマーで判断する。

ルール４、 条件部・−−−−−一ごみビット排水が多い結論部−−
−−一−−発熱量は低 制御装置１６よりビット排水量２９の流量値を取得し、
設定値（実施例では５０　Ａ　／ｈ）以上なら多いと判
定する。水分の多いごみは、ごみビット排水も多いとい
う知識による。

ルール５、 条件部−一一一−・・通風機ダンパ開度が大結論部−・
・・供給量増 ルール６、 条件部−一−−−・・通風機ダンパ開度が小結論部−・
−供給量小 ルール５，６は、制御装置１４からのダンパ開度信号と
設定ダンパ開度から条件部を判断する。

ダンパ開度が焼却量の多少に比例するという知識による
。

ルール７、 条件部−・−・−前日に判定があった 結論部・・−−−ｍ−前日の判定を適用もし、前日に、
制御装置工６から問合せがあり、条件部が満足され、結
論が導きだされているなら、その結論を再び適用する。

以上のルール推論機構は層温上昇時には、ルール２，５
．７の順で評価し、層温下降時には、ルール１，２．３
，４，６．７の順に評価する。

推論エンジン１４３によつ°ζ供給量及び発熱量の過大
（過多）または過少が評価されると、その結果はインタ
ーフェース１５を介して制御装置１６へ出力する。

制御装置１６は、供給量が過大の場合（ステップ３６）
及び発熱量過多の場合（ステップ３８）に、ごみ供給制
御機１９のスクリューフィーダの回転数を下げるように
制御する。また、供給量が過少の場合（ステップ３７）
にはスクリューフィーダの回転数を上げるように制御す
る。スクリューフィーダの回転数を上げることによって
供給量が増し、回転数を下げることによって供給量が減
じる。

さらに発熱量が過少の場合（ステップ３９）、現状維持
（すなわちスクリュー回転数の変更なし）にする。また
、供給■及び発熱量が適正であると判定（ステップ３６
〜３９）された場合には、判断が不能であるため、アラ
ームを出力（ステップ４０）し、運転員に介入の必要な
ことを報知する。

なお、温度下降時の助燃バーナの使用と温度上昇時の水
スプレの使用は、上記の推論機構のルール解釈とは、独
立して運転される。実施例では、炉温設定温度８００　
°Ｃ１炉？！７５０６ｃで助燃バーナが「入」、８００
　°Ｃで「切」となる。また、水スプレーは炉温８５０
　Ｃ−（？　ｒ入ｊ、８００’Ｃ−（？「切」になる。

以上のように、従来は、炉温維持のための原因であると
ころのごみの供給量と発熱量は、し７時計測が困難であ
るため、制御装置のループに取り込まれていなかった。

これに対し本発明によれば、これらと関連する測定デー
タとのルールを作り、このルールを評価することによっ
て発熱量及び供給量の変動を把握することができる。こ
のため、運転員の介在を必要とすることなく炉温制御の
自動化を図ることができる。

また、温度低下時、供給量が減ったと推定できる場合で
も、すぐに供給量を増加できるため、従来に比べて助燃
料を３０％程度減らずことができる。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明によれば、推論機構を設けた
ことによって炉温変動の原因を推定することができ、炉
温制御の自動化を図ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は本発
明の処理を示すフローチャート、第３図は流動層式焼却
炉システムの一例を示すシステム構成図である。 ５−・−・−供給ホッパ、７・−−−一−−流動層炉、
９−・−一一一一助燃料供給ノズル、１０−・−一一−
−敗気管、１３．１５−・−・−インターフェース、１
４−−−−−−一推論機構、１６・−・−・制御装置、
１９−−−−一供給制御機、２ｆ）−−−−−−一助燃
バーナ弁、３３・−・・一温度検出器、１４２・・・・
−・−ルールテーブル、１４３−−−−−−−第１図 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）助燃バーナを備えた流動層式ごみ焼却炉において
   、炉温の変動要因となる複数の情報を検出する計測手段
   と、該手段による各情報値の上昇または下降を他の計測
   可能な事象から推定する推論手段と、該手段による推論
   結果に基づいて炉温変動が前記情報のいずれに起因する
   かを判定し、該判定結果に基づいてごみ供給を制御する
   制御手段とを具備することを特徴とする流動層式ごみ焼
   却炉の制御装置。
2. （２）前記情報は、ごみ発熱量及びごみ供給量であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の流動
   層式ごみ焼却炉の制御装置。
3. （３）前記推論手段は、前記情報の変化の高低を推定す
   るための複数のルールをテーブルとして具備することを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の流動層式
   ごみ焼却炉の制御装置。