JP2002147732A - Refuse incinerator - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイオキシン類の
発生を抑制できるごみ焼却炉に関する。[0001] The present invention relates to a refuse incinerator capable of suppressing the generation of dioxins.
【0002】[0002]
【従来の技術】都市ごみ焼却炉は、社会生活において排
出される様々な廃棄物を処理するという重要な役割を担
っている。近年では、廃棄物であるごみの焼却処理によ
って発生する熱エネルギの回収への関心が高まり、ボイ
ラ発電設備の設置されたごみ焼却炉が増加し、ボイラで
の熱回収が効率的に行えるように、安定な燃焼が要求さ
れている。2. Description of the Related Art Municipal solid waste incinerators play an important role in treating various wastes discharged in social life. In recent years, interest in the recovery of thermal energy generated by the incineration of refuse has increased, and the number of refuse incinerators equipped with boiler power generation equipment has increased, so that heat recovery in boilers can be performed efficiently. , Stable combustion is required.
【0003】一方、大気中に放出される環境汚染物質の
規制が厳しくなるにしたがって、ダイオキシン(以下
「DXN」と記す。)類、窒素酸化物、一酸化炭素等の排
出を低減する燃焼運転が必要とされている。このよう
に、ごみ焼却炉に高度な燃焼運転が望まれているため、
自動燃焼制御装置によって上記の要求を満たす運転が行
われている。自動燃焼制御装置では、ごみ焼却炉の操作
量である給塵速度、燃焼火格子速度、燃焼空気量、及び
冷却空気量などを制御することにより、蒸気発生量を安
定化させると共に、排ガス中のDXN類、窒素酸化物、
一酸化炭素等を低く抑え、灰中の未燃成分が少なくなる
ように運転されている。[0003] On the other hand, as regulations on environmental pollutants released into the atmosphere become stricter, a combustion operation for reducing the emission of dioxins (hereinafter referred to as "DXN"), nitrogen oxides, carbon monoxide and the like has been carried out. is needed. As described above, because advanced combustion operation is required for refuse incinerators,
An operation that satisfies the above requirements is performed by the automatic combustion control device. The automatic combustion control device stabilizes the amount of steam generated by controlling the dust supply speed, combustion grate speed, combustion air amount, and cooling air amount, which are the manipulated variables of the refuse incinerator. DXNs, nitrogen oxides,
The operation is performed so that carbon monoxide and the like are kept low and the unburned components in the ash are reduced.
【0004】特にDXN類に関しては、発ガン性、催奇
形性などの広域にわたる毒性影響があることが知られて
おり、厚生省も焼却炉から排出されるDXN量に関して
ガイドラインを設けている。1990年に初めて設けら
れたガイドラインでは、煙突から排出されるDXN濃度
の目標値を0.5ng−TEQ/Nm3 以下と設定し
た。更に、1997年には、ガイドラインの見直しがな
され、煙突から排出されるDXN濃度の目標値を新設炉
で0.1ng−TEQ/Nm3 以下、既設炉で0.5n
g−TEQ/Nm3以下と設定し、2002年11月ま
でには上記の値を遵守することを義務付けている。ま
た、2000年にはDXN対策特別措置法により、排ガ
ス中のみならず、燃焼により生じる灰中のDXN類濃度
も含めたDXN総量について、焼却炉を管理する自治体
が独自に規制値を定めることが可能となっている。[0004] Particularly, DXNs are known to have a wide range of toxic effects such as carcinogenicity and teratogenicity, and the Ministry of Health and Welfare has established guidelines regarding the amount of DXN discharged from incinerators. In the guideline first established in 1990, the target value of the concentration of DXN emitted from the chimney was set to 0.5 ng-TEQ / Nm 3 or less. Furthermore, in 1997, revised guidelines have been made, 0.1ng-TEQ / Nm 3 or less the target value of the DXN concentration discharged from the chimney in new furnaces, 0.5n in existing furnace
g-TEQ / Nm 3 or less, and obeys the above values by November 2002. In addition, in 2000, the DXN Countermeasures Law stipulates that the local government that manages the incinerator sets its own regulation values for the total amount of DXN, including the concentration of DXNs in ash generated by combustion, as well as in exhaust gas. It is possible.
【0005】これらの規制に対し、燃焼過程における完
全燃焼の促進、DXN再合成の抑制、灰の無害化処理な
どによるDXN抑制技術が開発されている。なかでも、
燃焼過程における完全燃焼の促進技術に関し、酸素の過
不足により生じる不完全燃焼を抑制するため、焼却炉内
に供給される空気量を適切に制御することで二次燃焼が
行われるガス混合部での完全燃焼を促進し、ガス混合部
の温度を高温に保つことによってDXN類の発生を抑制
する方法が用いられている。[0005] In response to these regulations, techniques for suppressing DXN by promoting complete combustion in the combustion process, suppressing DXN resynthesis, and detoxifying ash have been developed. Above all,
Regarding technology for promoting complete combustion in the combustion process, in order to suppress incomplete combustion caused by excess or deficiency of oxygen, the gas mixing section where secondary combustion is performed by appropriately controlling the amount of air supplied to the incinerator A method has been used in which the complete combustion of NOx is promoted, and the generation of DXNs is suppressed by maintaining the temperature of the gas mixing section at a high temperature.
【0006】なお、焼却炉内に供給される空気量の制御
に当たり、焼却炉内の燃焼状態を判断する指標として、
ボイラの蒸気発生量が広く用いられている。これは、ボ
イラの蒸気発生量が、炉内の燃焼状態の変化に追随して
敏感に変化するためである。In controlling the amount of air supplied into the incinerator, as an index for judging the combustion state in the incinerator,
Boiler steam generation is widely used. This is because the amount of steam generated by the boiler changes sensitively following changes in the combustion state in the furnace.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ガス混合部のガス温度
を高温(850℃以上)に保つことによって、燃焼過程
におけるDXN類の発生をある程度抑制することは可能
であるが、今後さらなるDXN類の発生の抑制を図るに
は必ずしも十分でない可能性がある。By maintaining the gas temperature in the gas mixing section at a high temperature (850 ° C. or higher), it is possible to suppress the generation of DXNs in the combustion process to some extent. It may not always be sufficient to control the occurrence.
【0008】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、燃焼過程におけるDXN類の発生を効果的
に抑制することができるごみ焼却炉を提供することを目
的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a refuse incinerator capable of effectively suppressing the generation of DXNs in the combustion process.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、燃焼過程
におけるDXN類の発生を効果的に抑制できるごみ焼却
炉について検討を行った。Means for Solving the Problems The present inventors have studied a refuse incinerator capable of effectively suppressing the generation of DXNs in the combustion process.
【0010】図5は、実際のごみ焼却炉においてガス混
合部内のガス温度の経時的な変動(標準偏差)とごみ焼
却炉に設置されたボイラ出口におけるDXN類の濃度の
関係を調べた結果を示した図である。なお、図5に示し
た各測定点におけるガス混合部内のガス温度の平均は8
78〜904℃の範囲であった。FIG. 5 shows the result of examining the relationship between the temporal variation (standard deviation) of the gas temperature in the gas mixing section and the concentration of DXNs at the outlet of the boiler installed in the waste incinerator in an actual waste incinerator. FIG. The average of the gas temperatures in the gas mixing section at each measurement point shown in FIG.
The range was 78-904 ° C.
【0011】図5を検討した結果、ガス混合部における
ガス温度の平均値を高温に保つことはDXN類の発生を
抑制する上で重要であるが、さらに、ガス混合部内のガ
ス温度の経時的な変動(標準偏差)を低く抑えることが
DXN類の発生抑制効果をよりいっそう向上させる上で
重要であることが見い出された。As a result of examining FIG. 5, it is important to keep the average value of the gas temperature in the gas mixing section at a high temperature in order to suppress the generation of DXNs. It has been found that it is important to keep the fluctuation (standard deviation) low to further improve the effect of suppressing the generation of DXNs.
【0012】また、図6はボイラの蒸気発生量に基づき
焼却炉内に供給される空気量を調整することで燃焼制御
を行った場合のボイラ蒸気発生量の変化と焼却炉から排
出されるCO濃度の変化を調べた結果を示した図であ
る。ここで、CO濃度はDXN類の濃度と相関関係があ
り、比較的容易に測定できるCO濃度を計測することで
DXN類の発生挙動を把握することができる。さらに、
酸素の過不足により炉内の燃焼が不安定になるとCO濃
度が増加するため、CO濃度を計測することにより炉内
の燃焼状態を把握することが可能となる。FIG. 6 shows the change in the boiler steam generation amount and the CO emissions from the incinerator when the combustion control is performed by adjusting the amount of air supplied into the incinerator based on the boiler steam generation amount. FIG. 9 is a diagram showing the result of examining a change in density. Here, the CO concentration has a correlation with the concentration of DXNs, and the generation behavior of DXNs can be grasped by measuring the CO concentration that can be measured relatively easily. further,
If the combustion in the furnace becomes unstable due to excess or deficiency of oxygen, the CO concentration increases. Therefore, the combustion state in the furnace can be grasped by measuring the CO concentration.
【0013】図6に示すように、炉内の燃焼状態が急激
に変化しボイラの蒸気発生量が大きく変化した場合(図
中○で囲んだ部分)、ボイラ蒸気発生量の変化に基づき
燃焼制御を行う従来技術では燃焼制御が十分ではなくC
O濃度が増加することがわかる。従って、炉内の燃焼状
態の変化により迅速に対応するためには、ボイラの蒸気
発生量の変化に基づき燃焼制御を行う従来技術では十分
ではない。As shown in FIG. 6, when the combustion state in the furnace changes abruptly and the steam generation amount of the boiler changes greatly (the portion circled in the figure), the combustion control is performed based on the change in the boiler steam generation amount. In the prior art, the combustion control is not sufficient and C
It can be seen that the O concentration increases. Therefore, in order to respond more quickly to changes in the combustion state in the furnace, the prior art that performs combustion control based on changes in the amount of steam generated by the boiler is not sufficient.
【0014】本発明はこのような知見に基づきなされた
もので、以下のような特徴を有するごみ焼却炉である。 [1]ガス混合部におけるガス温度の経時的な変動を抑
える手段を備えたことを特徴とするダイオキシン類の発
生を抑制するごみ焼却炉。 [2]上記[1]において、ガス混合部におけるガス温
度の経時的な変動を抑える手段が、ガス混合部のガス温
度を計測する高応答センサと、該高応答センサによる計
測値に基づき炉内の燃焼制御を行う制御手段とを有する
ことを特徴とするごみ焼却炉。 [3]上記[1]において、ガス混合部におけるガス温
度の経時的な変動を抑える手段が、高応答アクチュエー
タを用いた炉内供給空気量の調節手段を有することを特
徴とするごみ焼却炉。 [4]上記[1]において、ガス混合部におけるガス温
度の経時的な変動を抑える手段が、ガス混合部のガス温
度を計測する高応答センサと、該高応答センサによる計
測値に基づき炉内の燃焼制御を行う制御手段と、高応答
アクチュエータを用いた炉内供給空気量の調節手段とを
有することを特徴とするごみ焼却炉。 [5]上記[2]または[4]において、高応答センサ
が、ガス混合部の特定成分の吸収波長帯における熱放射
エネルギーを検出することによりガス混合部のガス温度
を計測する放射温度計であることを特徴とするごみ焼却
炉。 [6]上記[5]において、特定成分がCO2 であるこ
とを特徴とするごみ焼却炉。 [7]上記[3]または[4]において、高応答アクチ
ュエータが、油圧ダンパであることを特徴とするごみ焼
却炉。The present invention has been made based on such findings, and is a refuse incinerator having the following features. [1] A refuse incinerator for suppressing generation of dioxins, which is provided with means for suppressing a temporal change in gas temperature in a gas mixing section. [2] In the above [1], the means for suppressing the time-dependent fluctuation of the gas temperature in the gas mixing section includes a high response sensor for measuring the gas temperature in the gas mixing section, And a control means for controlling combustion of the waste. [3] The refuse incinerator according to the above [1], wherein the means for suppressing a temporal change in the gas temperature in the gas mixing section includes means for adjusting the amount of air supplied into the furnace using a high response actuator. [4] In the above [1], the means for suppressing the time-dependent fluctuation of the gas temperature in the gas mixing section includes a high response sensor for measuring the gas temperature of the gas mixing section, A refuse incinerator comprising: control means for controlling combustion of the refuse; and means for adjusting the amount of air supplied into the furnace using a high response actuator. [5] In the above [2] or [4], the high response sensor is a radiation thermometer that measures the gas temperature of the gas mixing section by detecting the heat radiation energy in the absorption wavelength band of the specific component of the gas mixing section. A refuse incinerator characterized by the following. [6] The refuse incinerator according to [5], wherein the specific component is CO 2 . [7] The refuse incinerator according to [3] or [4], wherein the high response actuator is a hydraulic damper.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係るごみ焼却炉
の一実施形態を示す概略構成図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a refuse incinerator according to the present invention.
【0016】図1に示すごみ焼却炉は火格子4を有する
火格子式の焼却炉であり、ごみ投入口2、ごみの燃焼が
行われる炉1、炉1の出口側に設けられたガス混合部
7、ガス混合部7の下流側に設置された熱交換器9a及
び蒸気ドラム9bを備えたボイラ9を有している。The refuse incinerator shown in FIG. 1 is a grate type incinerator having a grate 4, a refuse inlet 2, a furnace 1 for burning refuse, and a gas mixture provided on the outlet side of the furnace 1. A boiler 9 having a heat exchanger 9a and a steam drum 9b installed downstream of the gas mixing section 7;
【0017】ごみ投入口2から投入されたごみは、給塵
装置3によって火格子4へ送り込まれる。火格子4は往
復運動し、その往復運動によってごみの撹拌および移動
が行われる。火格子4上のごみは、燃焼用空気ブロア6
により火格子4の下から供給される燃焼用空気の吹き込
みにより乾燥が行われた後に燃焼が行われ、排ガスと灰
に分解される。灰は、灰落下口5から落下して炉外に排
出される。なお、火格子4の下から供給される燃焼空気
は火格子下に設けられた風箱で分割されており、各風箱
毎の燃焼空気量は、風箱毎に分岐された燃焼空気供給配
管に設けられたダンパによって調整される。The refuse introduced from the refuse inlet 2 is sent to the grate 4 by the dust supply device 3. The grate 4 reciprocates, and the agitating and moving of the refuse are performed by the reciprocating motion. The refuse on the grate 4 is a combustion air blower 6
After drying is performed by blowing combustion air supplied from under the grate 4, combustion is performed, and the air is decomposed into exhaust gas and ash. The ash falls from the ash drop 5 and is discharged outside the furnace. Note that the combustion air supplied from below the grate 4 is divided by wind boxes provided below the grate, and the amount of combustion air for each wind box is determined by a combustion air supply pipe branched for each wind box. It is adjusted by the damper provided in.
【0018】火格子4の下から炉内に供給される燃焼用
空気の総量は燃焼用空気ブロア6の直近に設けた燃焼用
空気ダンパ14により調整され、また、各風箱に供給さ
れる燃焼用空気の量は、各風箱に燃焼用空気を供給する
各配管に設けられた火格子下燃焼用空気ダンパ14a,
14b,14c,14dにより調整される。図1に示し
た例では、火格子4の下をごみ搬送方向に対し4つの風
箱で分割して燃焼用空気を供給する構成としているが、
ごみ焼却炉の規模及び目的に応じて適宜変更可能であり
4つの風箱の場合に限られるものではないことは言うま
でもない。The total amount of combustion air supplied into the furnace from below the grate 4 is adjusted by a combustion air damper 14 provided immediately adjacent to the combustion air blower 6, and the amount of combustion supplied to each wind box is adjusted. The amount of air for combustion is determined by the combustion air dampers 14a, 14a,
It is adjusted by 14b, 14c, 14d. In the example shown in FIG. 1, the combustion air is supplied by dividing the lower part of the grate 4 with four wind boxes in the garbage transport direction,
Needless to say, it can be appropriately changed according to the scale and purpose of the refuse incinerator and is not limited to the case of four wind boxes.
【0019】また、炉壁に設けられた冷却空気吹き込み
口10からは、冷却用空気ブロア11により冷却空気が
吹き込まれ、燃焼ガス中の未燃焼成分を完全燃焼させる
と共に、炉壁の温度が過度に上昇することを防止する。Cooling air is blown in from a cooling air blow-in port 10 provided on the furnace wall by a cooling air blower 11, so that unburned components in the combustion gas are completely burned and the temperature of the furnace wall becomes excessive. To prevent it from rising.
【0020】さらに、炉内に設置された水噴霧ノズル1
5からは、水の噴霧が行われ炉内の燃焼状態の制御が行
われる。Further, a water spray nozzle 1 installed in the furnace
From 5, spraying of water is performed to control the combustion state in the furnace.
【0021】一方、火格子4の上流側のごみ乾燥過程で
発生した可燃性ガスと下流側の後燃焼過程で発生した燃
焼排ガスは、炉1の出口側に設けられたガス混合部7で
合流し再度攪拌混合され二次燃焼が行われる。ガス混合
部7の下流側には熱交換器9a及び蒸気ドラム9bを備
えたボイラ9が設置されており、二次燃焼ガスはここで
熱エネルギーを回収された後に煙突8から外部に排気さ
れる。On the other hand, the combustible gas generated in the refuse drying process on the upstream side of the grate 4 and the flue gas generated in the post-combustion process on the downstream side are combined in a gas mixing section 7 provided on the outlet side of the furnace 1. Then, the mixture is stirred and mixed again to perform secondary combustion. A boiler 9 provided with a heat exchanger 9a and a steam drum 9b is installed downstream of the gas mixing section 7, and the secondary combustion gas is exhausted from the chimney 8 after the thermal energy is recovered here. .
【0022】なお、炉1内には図1に仮想線で示したよ
うな中間天井18を設けても良い。中間天井18を炉内
に設けることにより、炉内のガスを火格子4の上流側の
ごみ乾燥過程で発生した可燃性ガスと下流側の後燃焼過
程で発生した燃焼排ガスに2分して排出することができ
る。この2分して排出したガスをガス混合部7で再合流
させることにより、ガス混合部でのガスの攪拌混合がさ
らに促進され、混合室7内での燃焼がより安定化し、燃
焼過程におけるダイオキシン類の発生のさらなる抑制、
ごみ未燃の発生防止を図ることができる。The furnace 1 may be provided with an intermediate ceiling 18 as shown by a virtual line in FIG. By providing the intermediate ceiling 18 in the furnace, the gas in the furnace is divided into two parts, a combustible gas generated in a dust drying process on the upstream side of the grate 4 and a combustion exhaust gas generated in a post-combustion process on the downstream side. can do. The gas discharged after being divided into two is recombined in the gas mixing section 7, whereby the stirring and mixing of the gas in the gas mixing section is further promoted, the combustion in the mixing chamber 7 is further stabilized, and the dioxin in the combustion process is reduced. Further suppression of the occurrence of
It is possible to prevent the generation of unburned waste.
【0023】このような構成の焼却炉において、本発明
は、ガス混合部7におけるガス温度の経時的な変動を抑
える手段を備えたものである。In the incinerator having such a configuration, the present invention is provided with a means for suppressing a temporal change of the gas temperature in the gas mixing section 7.
【0024】火格子4の上流側のごみ乾燥過程で発生し
た可燃性ガスと下流側の後燃焼過程で発生した燃焼排ガ
スが合流し二次燃焼が行われるガス混合部7の温度を平
均値レベルで所定温度以上に保つと共に、炉内の急激な
燃焼状態の変化に対しても迅速な制御を行うことによ
り、炉内燃焼の安定化を図り、ガス混合部7内の温度の
経時的な変動(標準偏差)を低く抑えることによってD
XN類の発生が効果的に抑制される。なお、前記所定温
度としては、DXN類の発生抑制効果を高めるために、
850℃以上とすることが好ましく、さらに900℃以
上の高温とすることがより好ましい。The temperature of the gas mixing section 7 where the combustible gas generated in the dust drying process on the upstream side of the grate 4 and the flue gas generated in the post-combustion process on the downstream side are merged and the secondary combustion is performed is set to an average level. And stabilize the combustion in the furnace by performing rapid control even for rapid changes in the combustion state in the furnace, and the temperature of the gas mixing section 7 fluctuates with time. (Standard deviation) to keep D
Generation of XNs is effectively suppressed. In addition, as the predetermined temperature, in order to enhance the effect of suppressing the generation of DXNs,
The temperature is preferably 850 ° C. or higher, and more preferably 900 ° C. or higher.
【0025】また、前記ガス混合部7におけるガス温度
の経時的な変動を抑える手段が、ガス混合部のガス温度
を計測する高応答センサと、該高応答センサによる計測
値に基づき燃焼制御を行う制御装置とを有することが好
ましい。The means for suppressing the variation over time of the gas temperature in the gas mixing section 7 is a high-response sensor for measuring the gas temperature in the gas mixing section, and performs combustion control based on the value measured by the high-response sensor. It is preferable to have a control device.
【0026】高応答センサにより計測されたガス混合部
7のガス温度に基づき焼却炉の燃焼制御を行う制御装置
によって各操作量を制御することにより、炉内の急激な
燃焼状態の変化に対しても迅速な制御が可能となり、ガ
ス混合部7内の温度の経時的な変動(標準偏差)を低く
抑えることができる。By controlling each manipulated variable by a control device for controlling the combustion of the incinerator based on the gas temperature of the gas mixing section 7 measured by the high response sensor, a sudden change in the combustion state in the furnace can be prevented. In addition, quick control is possible, and the temporal variation (standard deviation) of the temperature in the gas mixing section 7 can be suppressed to be low.
【0027】前記ガス混合部のガス温度を計測する高応
答センサとしては、例えばシース熱電対や放射温度計を
用いることができる。これらの温度計は、ボイラ蒸発量
に比べガス混合部のガス温度の変化に対し60〜120
sec程度応答が速いため、より迅速に炉の燃焼状態の
変化を検知することが可能となる。As the high response sensor for measuring the gas temperature of the gas mixing section, for example, a sheath thermocouple or a radiation thermometer can be used. These thermometers are capable of detecting a change in the gas temperature of the gas mixing section from 60 to 120 in comparison with the boiler evaporation amount.
Since the response is fast for about sec, it is possible to more quickly detect a change in the combustion state of the furnace.
【0028】ここで、放射温度計を用いる場合、ガス混
合部内の特定成分の吸収波長帯における熱放射エネルギ
ーを非接触で検出することにより、ガス混合部のガス温
度を計測する方法を用いることが好ましい。広い波長帯
の熱放射エネルギーを検出することによる温度計測は、
ガス混合部内に存在する水蒸気等による熱放射エネルギ
ーの吸収や炉壁からの熱放射エネルギー(炉壁温度)の
影響を受け正確なガス温度の計測が困難であった。本発
明においては、波長帯のフィルタリング技術を応用する
ことにより、ガス混合部内の特定成分の吸収波長帯にお
ける熱放射エネルギーを非接触で検出することが可能と
なったので、ガス混合部内に存在する水蒸気等による熱
放射エネルギーの吸収や炉壁温度の影響を受けることな
く正確なガス温度の計測が可能となった。Here, when a radiation thermometer is used, a method of measuring the gas temperature of the gas mixing section by detecting the heat radiation energy in the absorption wavelength band of a specific component in the gas mixing section in a non-contact manner may be used. preferable. Temperature measurement by detecting thermal radiation energy in a wide wavelength band,
Accurate measurement of gas temperature was difficult due to the influence of thermal radiation energy (furnace wall temperature) from the absorption of thermal radiation energy by water vapor and the like present in the gas mixing section and from the furnace wall. In the present invention, by applying the filtering technology of the wavelength band, it becomes possible to detect the heat radiation energy in the absorption wavelength band of the specific component in the gas mixing portion in a non-contact manner, so that it is present in the gas mixing portion. Accurate gas temperature measurement has become possible without being affected by heat radiation energy absorption by the steam or the furnace wall temperature.
【0029】さらに、前記特定成分としては、CO2を
用いることが好ましい。CO2はガス混合部内に大量に
存在し、他の成分、例えばN2と比較して吸収波長帯に
おける熱放射エネルギーが大きいため正確な温度計測が
可能となる。Further, it is preferable to use CO 2 as the specific component. CO 2 is present in a large amount in the gas mixing section and has a large thermal radiation energy in an absorption wavelength band as compared with other components, for example, N 2 , so that accurate temperature measurement is possible.
【0030】また、前記制御装置は、焼却炉内での安定
した燃焼を維持するため炉内の各状態量、例えば炉内温
度、ガス混合部温度、ボイラ蒸気発生量、CO濃度、O
2濃度等の情報に基づき、各操作量、例えばごみ投入
量、火格子の往復速度、燃焼用空気ブロワ6により炉内
に吹き込まれる燃焼用空気の総流量、冷却用空気ブロア
11により炉内に吹き込まれる冷却空気の吹き込み量、
水噴霧ノズル15から噴霧する水量等を制御する。Further, the control device controls each state quantity in the furnace, for example, the furnace temperature, the gas mixing section temperature, the boiler steam generation amount, the CO concentration, and the O 2 in order to maintain stable combustion in the incinerator.
2 Based on the information such as the concentration, each operation amount, for example, the amount of refuse, the reciprocating speed of the grate, the total flow rate of the combustion air blown into the furnace by the combustion air blower 6, and the cooling air blower 11 into the furnace. The amount of cooling air blown,
The amount of water sprayed from the water spray nozzle 15 is controlled.
【0031】図1には、前記高応答センサとして放射温
度計12を用い、該放射温度計12によるガス混合部7
のガス温度の計測値に基づき制御装置17により燃焼制
御を行う場合を示している。In FIG. 1, a radiation thermometer 12 is used as the high-response sensor, and a gas mixing unit 7 by the radiation thermometer 12 is used.
3 shows a case where the combustion control is performed by the control device 17 based on the measured value of the gas temperature.
【0032】図2に示すように、放射温度計12による
ガス温度の計測値は制御装置17に入力される。制御装
置17では、前記入力された計測値に基づき各操作量、
例えば燃焼用空気ブロワ6により炉内に吹き込まれる燃
焼用空気の総流量及び/又は冷却用空気ブロア11によ
り炉内に吹き込まれる冷却空気の吹き込み量の算出を行
い、その結果を信号として前記燃焼用空気ブロワ6の直
近に設けた燃焼用空気ダンパ14及び/又は前記冷却空
気ブロア11の直近に設けた冷却用空気ダンパ11aに
出力しダンパ開度の制御を行う。なお、制御装置17に
は例えばコンピュータを使用することができる。As shown in FIG. 2, the measured value of the gas temperature by the radiation thermometer 12 is input to the control device 17. The control device 17 controls each operation amount based on the input measurement value,
For example, the total flow rate of combustion air blown into the furnace by the combustion air blower 6 and / or the amount of cooling air blown into the furnace by the cooling air blower 11 is calculated, and the result is used as a signal to generate a signal for the combustion. The output is output to the combustion air damper 14 provided in the immediate vicinity of the air blower 6 and / or the cooling air damper 11a provided in the immediate vicinity of the cooling air blower 11, thereby controlling the damper opening. Note that, for example, a computer can be used as the control device 17.
【0033】また、制御装置17では、図3に示すよう
に、放射温度計12による温度計測値と焼却炉の焼却負
荷及び/又はごみの発熱量から算出される所定の温度基
準値との偏差に基づき制御装置17で燃焼用空気ブロワ
6により炉内に吹き込まれる燃焼用空気の総流量及び/
又は冷却空気ブロア11により炉内に吹き込まれる冷却
空気の吹き込み量の算出を行っても良い。さらに、図4
に示すように、放射温度計12による温度計測値と焼却
炉の焼却負荷及び/又はごみの発熱量から算出される所
定の温度基準値との偏差、及び、放射温度計12による
温度計測値と所定時間前に計測したガス混合部7のガス
温度の計測値との時間差分値に基づき制御装置17で燃
焼用空気ブロワ6により炉内に吹き込まれる燃焼用空気
の総流量及び/又は冷却空気ブロア11により炉内に吹
き込まれる冷却空気の吹き込み量の算出を行っても良
い。この場合、操業状態を考慮したより詳細な制御が可
能となる。In the control device 17, as shown in FIG. 3, a deviation between the temperature measured by the radiation thermometer 12 and a predetermined temperature reference value calculated from the incineration load of the incinerator and / or the calorific value of the refuse. The total flow rate of combustion air blown into the furnace by the combustion air blower 6 in the control device 17 based on
Alternatively, the amount of cooling air blown into the furnace by the cooling air blower 11 may be calculated. Further, FIG.
As shown in, the deviation between the temperature measured by the radiation thermometer 12 and a predetermined temperature reference value calculated from the incineration load of the incinerator and / or the calorific value of the refuse, and the temperature measured by the radiation thermometer 12 Based on a time difference between the measured value of the gas temperature of the gas mixing section 7 and the measured value before the predetermined time, the controller 17 controls the total flow rate of the combustion air blown into the furnace by the combustion air blower 6 and / or the cooling air blower. 11 may be used to calculate the amount of cooling air blown into the furnace. In this case, more detailed control in consideration of the operation state becomes possible.
【0034】なお、各操作量の制御手法としては、PI
D制御(一入力の場合)、ルールベース、ファジィ理論
などの手法が適用できる。また、前記冷却空気の吹き込
み量の算出に関しては、放射温度計12による計測値の
他、排ガス中のO2 濃度、NOx濃度、CO濃度等も考
慮することにより、より的確に燃焼状態を把握した制御
が可能となる。As a control method of each operation amount, PI
Methods such as D control (in the case of one input), rule base, and fuzzy theory can be applied. In addition, regarding the calculation of the cooling air blowing amount, the combustion state was grasped more accurately by taking into account the O 2 concentration, NOx concentration, CO concentration, and the like in the exhaust gas in addition to the value measured by the radiation thermometer 12. Control becomes possible.
【0035】また、前記各操作量の制御には高応答アク
チュエータを用いることが好ましい。高応答のアクチュ
エータを用いることにより、制御装置17からの制御信
号に対しより迅速に各操作量の制御が可能となり、ガス
混合部7内の温度の経時的な変動(標準偏差)を低く抑
えることができる。It is preferable to use a high-response actuator for controlling each of the operation amounts. By using a high response actuator, it is possible to more quickly control each manipulated variable in response to a control signal from the control device 17, and to suppress a temporal variation (standard deviation) of the temperature in the gas mixing section 7 to a low level. Can be.
【0036】ここで、前記高応答アクチュエータとして
は油圧の大きさにより操作端を駆動させる電油操作機、
例えば油圧ダンパ等を用いることができる。電油操作機
である油圧ダンパは、通常用いられているモータ駆動の
電動ダンパに比較して応答の速い動作が可能であるの
で、制御装置17からの制御信号に対しより迅速に各操
作量、例えば燃焼用空気ブロワ6により炉内に吹き込ま
れる燃焼用空気の総流量及び/又は冷却用空気ブロア1
1により炉内に吹き込まれる冷却空気の吹き込み量の制
御が可能である。Here, the high-response actuator includes an electro-hydraulic operating device that drives the operating end according to the magnitude of the hydraulic pressure,
For example, a hydraulic damper or the like can be used. The hydraulic damper, which is an electro-hydraulic operating device, can perform an operation with a faster response compared to a commonly used motor-driven electric damper. For example, the total flow rate of combustion air blown into the furnace by the combustion air blower 6 and / or the cooling air blower 1
1 allows control of the amount of cooling air blown into the furnace.
【0037】これは、通常用いられるモータ駆動の電動
ダンパは応答の速い動作をさせようとするとモータが電
流の変化に耐えられずショートしてしまうため変動のリ
ミッターや一次遅れ回路等により応答を遅らせているた
め迅速な応答ができないという問題があるが、電油操作
機はそのような問題がなく細かい変動に対しても劣化す
ることなく応答性の良い操作が可能だからである。This is because the motor-operated electric damper, which is usually used, is not able to withstand a change in current and short-circuits when trying to operate with a fast response, so that the response is delayed by a fluctuation limiter or a first-order delay circuit. Although there is a problem that a quick response cannot be performed because of this, the electro-hydraulic operating device does not have such a problem and can perform an operation with good responsiveness without being deteriorated even with a small change.
【0038】なお、前記高応答アクチュエータとしての
電油操作機は、火格子駆動装置に用いることも可能であ
る。これにより、火格子速度を応答性良く制御すること
が可能となり、炉内燃焼状態の安定化をより図ることが
できる。The electro-hydraulic operating device as the high response actuator can be used for a grate driving device. This makes it possible to control the grate speed with good responsiveness, and to further stabilize the combustion state in the furnace.
【0039】表1及び表2に、実施例として本発明に係
るごみ焼却炉と比較例として従来技術に係るごみ焼却炉
のガス混合部におけるガス温度の経時的な変動を測定し
た結果を示す。Tables 1 and 2 show the results obtained by measuring the variation over time of the gas temperature in the gas mixing section of the waste incinerator according to the present invention as an example and the waste incinerator according to the prior art as a comparative example.
【0040】ここで、ごみ焼却炉の焼却負荷は実施例及
び比較例共に300ton/dayのごみ焼却炉を用
い、表1は焼却負荷100%の場合、表2は焼却負荷8
0%の場合としてそれぞれ2日間の操業による結果を示
している。Here, the incineration load of the incinerator was 300 ton / day for both the examples and comparative examples. Table 1 shows an incineration load of 100%, and Table 2 shows an incineration load of 8.
The results obtained by operating for 2 days are shown for the case of 0%.
【0041】また、本発明に係るごみ焼却炉において
は、ガス混合部のガス温度を放射温度計を用いて計測
し、制御装置においては前記放射温度計によるガス混合
部の温度計測値と、焼却炉の焼却負荷及びごみの発熱量
から算出される所定の温度基準値との偏差に基づき燃焼
用空気の総流量及び冷却空気の吹き込み量を算出し、前
記算出結果に基づき油圧ダンパを用いた燃焼用空気ダン
パ及び冷却用空気ダンパの調整を行っている。これに対
し、従来技術に係るごみ焼却炉では、ボイラ蒸発量の計
測値と所定の基準値との偏差に基づき燃焼用空気の総流
量及び冷却空気の吹き込み量を算出し、前記算出結果に
基づき電動モータを用いた燃焼用空気ダンパ及び冷却用
空気ダンパの調整を行っている。Further, in the refuse incinerator according to the present invention, the gas temperature of the gas mixing section is measured by using a radiation thermometer, and the controller measures the temperature of the gas mixing section by the radiation thermometer and the incineration. The total flow rate of combustion air and the amount of cooling air blown are calculated based on a deviation from a predetermined temperature reference value calculated from the incineration load of the furnace and the calorific value of the refuse, and combustion using a hydraulic damper is performed based on the calculation result. The air damper for cooling and the cooling air damper are adjusted. On the other hand, in the refuse incinerator according to the related art, the total flow rate of the combustion air and the blowing amount of the cooling air are calculated based on a deviation between the measured value of the boiler evaporation amount and a predetermined reference value, and based on the calculation result. The adjustment of the combustion air damper and the cooling air damper using the electric motor is performed.
【0042】[0042]
【表1】 [Table 1]
【0043】[0043]
【表2】 [Table 2]
【0044】表1及び表2に示すように、いずれの場合
も、従来技術に係る焼却炉(比較例)に比べて本発明に
係る焼却炉(実施例)のほうが、ガス混合部での温度の
経時的な変動が20%程度抑えられており、本発明の効
果が確認できた。なお、表1及び表2とも本発明に係る
ごみ焼却炉(実施例)と従来技術に係るごみ焼却炉(比
較例)では、ガス混合部での温度の平均値の差は10℃
以内であり、ほとんど差異はなかったと考えられる。As shown in Tables 1 and 2, in each case, the incinerator according to the present invention (Example) had a higher temperature in the gas mixing section than the incinerator according to the prior art (Comparative Example). Was reduced by about 20%, confirming the effect of the present invention. In both Tables 1 and 2, the difference between the average value of the temperature in the gas mixing section between the refuse incinerator according to the present invention (Example) and the refuse incinerator according to the prior art (Comparative Example) is 10 ° C.
It is considered that there was almost no difference.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、燃
焼過程におけるDXN類の発生の抑制を図ることができ
るごみ焼却炉が提供される。As described above, according to the present invention, there is provided a refuse incinerator capable of suppressing generation of DXNs in a combustion process.
【図1】本発明に係るごみ焼却炉の一実施形態を示す概
略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a refuse incinerator according to the present invention.
【図2】放射温度計によるガス温度の計測値に基づく制
御方法の一例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a control method based on a measured value of a gas temperature by a radiation thermometer.
【図3】放射温度計によるガス温度の計測値に基づく制
御方法の他の一例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing another example of a control method based on a measured value of a gas temperature by a radiation thermometer.
【図4】放射温度計によるガス温度の計測値に基づく制
御方法の他の一例を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing another example of a control method based on a measured value of a gas temperature by a radiation thermometer.
【図5】ボイラの蒸気発生量に基づき焼却炉内に供給さ
れる空気量の制御を行った場合のボイラ蒸気発生量の変
化と焼却炉から排出されるCO濃度の変化を調べた結果
を示した図である。FIG. 5 shows a result of examining a change in a boiler steam generation amount and a change in a CO concentration discharged from the incinerator when the amount of air supplied into the incinerator is controlled based on the boiler steam generation amount. FIG.
【図6】実際のごみ焼却炉においてガス混合部内のガス
温度の経時的な変動(標準偏差)とごみ焼却炉に設置さ
れたボイラ出口におけるDXN類の濃度の関係を表した
図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a temporal change (standard deviation) of a gas temperature in a gas mixing section and a concentration of DXNs at an outlet of a boiler installed in a waste incinerator in an actual waste incinerator.
1 炉 2 ごみ投入口 3 給塵装置 4 火格子 5 灰落下口 6 燃焼用空気ブロア 7 ガス混合部 8 煙突 9 ボイラ 9a 熱交換器 9b 蒸気ドラム 10 冷却空気吹き込み口 11 冷却空気ブロア 12 温度計 13 ボイラ流量計 14 燃焼用空気ダンパ 14a,14b,14c,14d 火格子下燃焼空気ダ
ンパ 15 水噴霧ノズル 17 制御手段 18 中間天井DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Furnace 2 Garbage inlet 3 Dust supply device 4 Grate 5 Ash fallout port 6 Combustion air blower 7 Gas mixing section 8 Chimney 9 Boiler 9a Heat exchanger 9b Steam drum 10 Cooling air blowing port 11 Cooling air blower 12 Thermometer 13 Boiler flow meter 14 Air damper for combustion 14a, 14b, 14c, 14d Combustion air damper under grate 15 Water spray nozzle 17 Control means 18 Intermediate ceiling
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島本 拓幸 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 土井 茂行 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 永関 三千男 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 中川 知紀 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 3K062 AA11 AB01 AC01 BA02 BB04 CA02 CA03 CB06 DA01 DA08 DA24 DB01 DB06 DB08 DB28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takuyuki Shimamoto 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Shigeyuki Doi 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Inside Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Michio Nagaseki 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Japan Inside Nippon Kokan Co., Ltd. (72) Tomonori Nakagawa 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Sun 3K062 AA11 AB01 AC01 BA02 BB04 CA02 CA03 CB06 DA01 DA08 DA24 DB01 DB06 DB08 DB28
Claims (7)
動を抑える手段を備えたことを特徴とするダイオキシン
類の発生を抑制するごみ焼却炉。1. A refuse incinerator for suppressing generation of dioxins, comprising: means for suppressing time-dependent fluctuation of gas temperature in a gas mixing section.
動を抑える手段が、ガス混合部のガス温度を計測する高
応答センサと、該高応答センサによる計測値に基づき炉
内の燃焼制御を行う制御手段とを有することを特徴とす
る請求項1に記載のごみ焼却炉。2. A high-response sensor for measuring a gas temperature in a gas mixing section, and means for controlling combustion in a furnace based on a value measured by the high-response sensor. The incinerator according to claim 1, further comprising a control unit for performing the operation.
動を抑える手段が、高応答アクチュエータを用いた炉内
供給空気量の調節手段を有することを特徴とする請求項
1に記載のごみ焼却炉。3. The incineration of refuse according to claim 1, wherein the means for suppressing the time-dependent fluctuation of the gas temperature in the gas mixing section includes means for adjusting the amount of air supplied into the furnace using a high response actuator. Furnace.
動を抑える手段が、ガス混合部のガス温度を計測する高
応答センサと、該高応答センサによる計測値に基づき炉
内の燃焼制御を行う制御手段と、高応答アクチュエータ
を用いた炉内供給空気量の調節手段とを有することを特
徴とする請求項1に記載のごみ焼却炉。4. A high-response sensor for measuring a gas temperature in a gas mixing section, and means for controlling combustion in a furnace based on a value measured by the high-response sensor. The incinerator according to claim 1, further comprising control means for performing the control, and means for adjusting the amount of air supplied into the furnace using a high response actuator.
吸収波長帯における熱放射エネルギーを検出することに
よりガス混合部のガス温度を計測する放射温度計である
ことを特徴とする請求項2または請求項4に記載のごみ
焼却炉。5. The high-response sensor is a radiation thermometer that measures the gas temperature of the gas mixing section by detecting thermal radiation energy in the absorption wavelength band of a specific component of the gas mixing section. A refuse incinerator according to claim 2 or claim 4.
請求項5に記載のごみ焼却炉。6. The refuse incinerator according to claim 5, wherein the specific component is CO 2 .
ることを特徴とする請求項3または請求項4に記載のご
み焼却炉。7. The refuse incinerator according to claim 3, wherein the high response actuator is a hydraulic damper.
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