JP3510030B2 - ごみ焼却設備 - Google Patents
ごみ焼却設備Info
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- JP3510030B2 JP3510030B2 JP34328395A JP34328395A JP3510030B2 JP 3510030 B2 JP3510030 B2 JP 3510030B2 JP 34328395 A JP34328395 A JP 34328395A JP 34328395 A JP34328395 A JP 34328395A JP 3510030 B2 JP3510030 B2 JP 3510030B2
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- Japan
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- heat
- dust
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみ焼却設備に係
り、特に、季節変動や収集地域によって焼却時の発熱量
の変動が大きい都市ごみを焼却する都市ごみ焼却設備に
関する。
り、特に、季節変動や収集地域によって焼却時の発熱量
の変動が大きい都市ごみを焼却する都市ごみ焼却設備に
関する。
【０００２】
【従来の技術】焼却炉の排熱を用いて発電を行う発電シ
ステムが付設されたごみ焼却設備においては、安定な発
電電力を得るため、発電要求に対応した熱量を発生する
ことが求められる。焼却炉の発熱量は、焼却炉に投入さ
れるごみの量（ごみ供給量）と質（ごみ発熱量）とによ
って変動するので、焼却炉の発熱量とごみ供給量及びご
み発熱量との関係を正確に把握することは、発電要求に
対応した熱量を発生させ、安定な発電電力を得るために
重要である。
ステムが付設されたごみ焼却設備においては、安定な発
電電力を得るため、発電要求に対応した熱量を発生する
ことが求められる。焼却炉の発熱量は、焼却炉に投入さ
れるごみの量（ごみ供給量）と質（ごみ発熱量）とによ
って変動するので、焼却炉の発熱量とごみ供給量及びご
み発熱量との関係を正確に把握することは、発電要求に
対応した熱量を発生させ、安定な発電電力を得るために
重要である。
【０００３】ところで、各所より収集された都市ごみ
は、収集地域や収集時刻それに天候や季節等によってご
み発熱量が大きく変動する。また、収集された都市ごみ
は、ごみ焼却設備に備えられたごみピットに溜められ、
ごみクレーンのバケットで搬送されて焼却炉内に投入さ
れるが、ごみピットに溜められたごみの発熱量がごみピ
ット内の貯溜場所によって不均一であると、仮に焼却炉
に対するごみ供給量を高精度に制御したとしても、焼却
炉の発熱量を安定に制御することができない。かかる事
情に鑑みて、従来においては、ごみピットの容積を十分
大きくし、ごみクレーンによってピット内のごみを適宜
撹拌してその均質化を図り、ごみ発熱量の変動を軽減す
る方法が採られている。しかし、日中、ごみ収集車が頻
繁にごみを搬入しているような状況下では、ごみピット
内のごみを十分に撹拌することは事実上困難であり、こ
の方法によってはごみ発熱量を均一化すること、ひいて
は焼却炉の発熱量を安定に制御することが困難である。
は、収集地域や収集時刻それに天候や季節等によってご
み発熱量が大きく変動する。また、収集された都市ごみ
は、ごみ焼却設備に備えられたごみピットに溜められ、
ごみクレーンのバケットで搬送されて焼却炉内に投入さ
れるが、ごみピットに溜められたごみの発熱量がごみピ
ット内の貯溜場所によって不均一であると、仮に焼却炉
に対するごみ供給量を高精度に制御したとしても、焼却
炉の発熱量を安定に制御することができない。かかる事
情に鑑みて、従来においては、ごみピットの容積を十分
大きくし、ごみクレーンによってピット内のごみを適宜
撹拌してその均質化を図り、ごみ発熱量の変動を軽減す
る方法が採られている。しかし、日中、ごみ収集車が頻
繁にごみを搬入しているような状況下では、ごみピット
内のごみを十分に撹拌することは事実上困難であり、こ
の方法によってはごみ発熱量を均一化すること、ひいて
は焼却炉の発熱量を安定に制御することが困難である。
【０００４】一方、ごみ発熱量を工業分析によって求め
る方法としては、厚生省環境衛生局水道環境部環境整備
課編集の「ごみ焼却施設各種試験マニュアル」に記載さ
れているが、当該マニュアルに記載の方法は、乾燥ごみ
の発熱量を燃焼計で計測するものであるため、焼却炉の
運転中に実時間で計測することは困難である。したがっ
て、ごみ発熱量を実時間で計測可能な方法の開発が求め
られるが、実際のごみ焼却設備においては、焼却炉への
ごみ供給量の実時間計測も難しいため、運転中に焼却炉
の炉内温度（火炉温度）が上昇又は下降したとき、これ
がごみ発熱量の変動に起因するものなのか、ごみ供給量
の増減に起因するものなのかを把握することが困難であ
る。
る方法としては、厚生省環境衛生局水道環境部環境整備
課編集の「ごみ焼却施設各種試験マニュアル」に記載さ
れているが、当該マニュアルに記載の方法は、乾燥ごみ
の発熱量を燃焼計で計測するものであるため、焼却炉の
運転中に実時間で計測することは困難である。したがっ
て、ごみ発熱量を実時間で計測可能な方法の開発が求め
られるが、実際のごみ焼却設備においては、焼却炉への
ごみ供給量の実時間計測も難しいため、運転中に焼却炉
の炉内温度（火炉温度）が上昇又は下降したとき、これ
がごみ発熱量の変動に起因するものなのか、ごみ供給量
の増減に起因するものなのかを把握することが困難であ
る。
【０００５】かかる問題を解決するため、従来より、ご
み発熱量をごみ供給クレーンのバケットと関連させて求
めようとする提案がなされている。特開平１−１１４６
１０号公報には、バケットによるごみのつかみ重量とバ
ケットの容積とから見掛け比重を求め、予め求められた
見掛け比重と低位発熱量との相関関係から発熱量を推定
する方法が記載されており、また、特開平５−２１５３
１８号公報には、ごみクレーンバケットの挟持角から推
定されるごみの体積とバケットによってつかみ取られた
ごみの重量からごみの比重を算出する方法が記載されて
いる。
み発熱量をごみ供給クレーンのバケットと関連させて求
めようとする提案がなされている。特開平１−１１４６
１０号公報には、バケットによるごみのつかみ重量とバ
ケットの容積とから見掛け比重を求め、予め求められた
見掛け比重と低位発熱量との相関関係から発熱量を推定
する方法が記載されており、また、特開平５−２１５３
１８号公報には、ごみクレーンバケットの挟持角から推
定されるごみの体積とバケットによってつかみ取られた
ごみの重量からごみの比重を算出する方法が記載されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】然るに、前者の方法
は、バケットの容積を一定としてごみの見掛け比重を求
めているので、ごみの見掛け比重を正確に求めることが
できない。即ち、ごみ供給クレーンのバケットは、常に
一定体積のごみをつかみ取るわけではなく、ごみバケッ
トの容積よりも少ない量をつかむこともあるし、バケッ
トからはみ出した状態でごみをつかむこともあるので、
バケットの容積を一定としてごみの見掛け比重を求める
と、その算出値が不正確なものになる。また、後者の方
法は、バケットの挟持角度を検出してごみの体積を推定
するので、バケットの容積を一定としてごみの見掛け比
重を求める場合よりもごみの見掛け比重を正確に算出す
ることができるが、この場合にも、バケットの挟持角と
バケットによってつかみ取られたごみの量とは正確に対
応しないので、ごみの見掛け比重の算出値が不正確なも
のになる。
は、バケットの容積を一定としてごみの見掛け比重を求
めているので、ごみの見掛け比重を正確に求めることが
できない。即ち、ごみ供給クレーンのバケットは、常に
一定体積のごみをつかみ取るわけではなく、ごみバケッ
トの容積よりも少ない量をつかむこともあるし、バケッ
トからはみ出した状態でごみをつかむこともあるので、
バケットの容積を一定としてごみの見掛け比重を求める
と、その算出値が不正確なものになる。また、後者の方
法は、バケットの挟持角度を検出してごみの体積を推定
するので、バケットの容積を一定としてごみの見掛け比
重を求める場合よりもごみの見掛け比重を正確に算出す
ることができるが、この場合にも、バケットの挟持角と
バケットによってつかみ取られたごみの量とは正確に対
応しないので、ごみの見掛け比重の算出値が不正確なも
のになる。
【０００７】さらに、ごみの比重と発熱量がある条件の
もとで一定の相関関係にあったとしても、その相関関係
は、ごみの収集地域や収集時刻それに季節や天候などの
条件によって変動するので、これらの条件を加味した適
切な補正を加えなければ、算出されたごみ発熱量を用い
て適切なごみ焼却設備の運用をすることができない。
もとで一定の相関関係にあったとしても、その相関関係
は、ごみの収集地域や収集時刻それに季節や天候などの
条件によって変動するので、これらの条件を加味した適
切な補正を加えなければ、算出されたごみ発熱量を用い
て適切なごみ焼却設備の運用をすることができない。
【０００８】本発明は、かかる従来技術の不都合を解消
するためになされたものであって、その課題とするとこ
ろは、要求される焼却炉発熱量に応じて、適正量のごみ
を安定に焼却炉内に供給可能なごみ焼却設備を提供する
ことにある。
するためになされたものであって、その課題とするとこ
ろは、要求される焼却炉発熱量に応じて、適正量のごみ
を安定に焼却炉内に供給可能なごみ焼却設備を提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するため、第１に、ごみ供給クレーンを用いて焼却
炉内にごみを供給するごみ焼却設備において、前記ごみ
供給クレーンのバケット内面に圧力検出装置を設置する
と共に、ごみをつかんだときのバケット開度に対する前
記圧力検出装置の指示値の変化量と予め求めておいたご
み発熱量との相関式からごみ発熱量を推定し、ごみ供給
熱量を制御する装置を備えるという構成にした。
解決するため、第１に、ごみ供給クレーンを用いて焼却
炉内にごみを供給するごみ焼却設備において、前記ごみ
供給クレーンのバケット内面に圧力検出装置を設置する
と共に、ごみをつかんだときのバケット開度に対する前
記圧力検出装置の指示値の変化量と予め求めておいたご
み発熱量との相関式からごみ発熱量を推定し、ごみ供給
熱量を制御する装置を備えるという構成にした。
【００１０】また、第２に、前記構成のごみ焼却設備に
おいて、前記ごみ供給熱量を制御する装置は、前記ごみ
焼却炉に加えられる空気、補助燃料、冷却水の流量と温
度並びに燃焼排ガスの温度、放熱熱量などから燃焼中の
ごみの発熱量を逆算し、これを補正値として前記相関式
に補正を加えながらごみ発熱量を推定し、ごみ供給熱量
を制御するという構成にした。
おいて、前記ごみ供給熱量を制御する装置は、前記ごみ
焼却炉に加えられる空気、補助燃料、冷却水の流量と温
度並びに燃焼排ガスの温度、放熱熱量などから燃焼中の
ごみの発熱量を逆算し、これを補正値として前記相関式
に補正を加えながらごみ発熱量を推定し、ごみ供給熱量
を制御するという構成にした。
【００１１】ごみ供給クレーンのバケットに、その内面
に作用する圧力を検出する圧力検出器とバケット開度の
検出器とを設置し、ごみをつかんだバケットの開度が大
きいときの前記圧力検出器の出力値と、その状態からバ
ケット開度を狭め、ごみを圧縮したときの前記圧力検出
器の出力値との差又は比をとれば、当該バケットにつか
まれたごみの応力比の大小を求めることができる。ごみ
の応力比とごみ発熱量とは密接な関係があり、かつこれ
らの関係は予め実験室的に求めておくことができるの
で、ごみ焼却設備の運転中に前記圧力検出器及びバケッ
ト開度検出器の出力信号よりごみの応力比を求めれば、
予め実験室的に求められたごみ応力比とごみ発熱量との
相関式から、当該バケットでつかまれて焼却炉に投入さ
れたごみの発熱量を正確に推定することができる。よっ
て、入熱が一定になるようにごみ供給量を適切に制御し
たり、あるいは後続する廃熱ボイラなどの排熱回収装置
の要求する熱量に見合うようにごみ供給量を適切に制御
することができる。
に作用する圧力を検出する圧力検出器とバケット開度の
検出器とを設置し、ごみをつかんだバケットの開度が大
きいときの前記圧力検出器の出力値と、その状態からバ
ケット開度を狭め、ごみを圧縮したときの前記圧力検出
器の出力値との差又は比をとれば、当該バケットにつか
まれたごみの応力比の大小を求めることができる。ごみ
の応力比とごみ発熱量とは密接な関係があり、かつこれ
らの関係は予め実験室的に求めておくことができるの
で、ごみ焼却設備の運転中に前記圧力検出器及びバケッ
ト開度検出器の出力信号よりごみの応力比を求めれば、
予め実験室的に求められたごみ応力比とごみ発熱量との
相関式から、当該バケットでつかまれて焼却炉に投入さ
れたごみの発熱量を正確に推定することができる。よっ
て、入熱が一定になるようにごみ供給量を適切に制御し
たり、あるいは後続する廃熱ボイラなどの排熱回収装置
の要求する熱量に見合うようにごみ供給量を適切に制御
することができる。
【００１２】なお、燃焼中のごみの発熱量は、ごみの応
力比の大小によってのみ変動するものではなく、ごみ焼
却炉に加えられる燃焼用空気の流量や温度、補助燃料
量、冷却水の流量や温度などによっても変動する。そこ
で、ごみ焼却炉の熱収支を演算することによってごみ焼
却炉における実際のごみ発熱量を逆算し、この逆算され
たごみ発熱量にて前記ごみ応力比とごみ発熱量との相関
式を適宜補正することにより、より正確なごみ供給量を
求めることができる。
力比の大小によってのみ変動するものではなく、ごみ焼
却炉に加えられる燃焼用空気の流量や温度、補助燃料
量、冷却水の流量や温度などによっても変動する。そこ
で、ごみ焼却炉の熱収支を演算することによってごみ焼
却炉における実際のごみ発熱量を逆算し、この逆算され
たごみ発熱量にて前記ごみ応力比とごみ発熱量との相関
式を適宜補正することにより、より正確なごみ供給量を
求めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】まず、本発明に係る運転方法が実
行されるごみ焼却設備の一例を、図１に基づいて説明す
る。図１において、１はごみＡが貯溜されるごみピッ
ト、２はごみＡの供給クレーン、３は当該クレーン２に
備えられたバケット、４は給じん装置、５はごみ焼却
炉、６はごみ焼却炉５の排熱を有効利用するための排熱
回収ボイラ等の排熱回収装置、７はごみ焼却炉５に供給
される燃焼用空気を予熱する空気予熱器、８は排ガス中
のダスト及び有害物質を除去する除塵装置を示してい
る。
行されるごみ焼却設備の一例を、図１に基づいて説明す
る。図１において、１はごみＡが貯溜されるごみピッ
ト、２はごみＡの供給クレーン、３は当該クレーン２に
備えられたバケット、４は給じん装置、５はごみ焼却
炉、６はごみ焼却炉５の排熱を有効利用するための排熱
回収ボイラ等の排熱回収装置、７はごみ焼却炉５に供給
される燃焼用空気を予熱する空気予熱器、８は排ガス中
のダスト及び有害物質を除去する除塵装置を示してい
る。
【００１４】前記給じん装置４は、ごみを受け入れるホ
ッパ１１と、ホッパ１１に受け入れられたごみをごみ焼
却炉５に圧送するスクリューフィーダ１２と、スクリュ
ーフィーダ１２を回転駆動するモータ１３と、ホッパ１
１に受け入れられたごみの重量を計重する給じん装置計
重機１４とから構成されており、ホッパ１１内には、下
側ごみレベル計１５及び上側ごみレベル計１６が設定さ
れている。
ッパ１１と、ホッパ１１に受け入れられたごみをごみ焼
却炉５に圧送するスクリューフィーダ１２と、スクリュ
ーフィーダ１２を回転駆動するモータ１３と、ホッパ１
１に受け入れられたごみの重量を計重する給じん装置計
重機１４とから構成されており、ホッパ１１内には、下
側ごみレベル計１５及び上側ごみレベル計１６が設定さ
れている。
【００１５】バケット３には、その内面に作用する圧力
を検出する圧力検出器３ａと、バケット３の開度を検出
するバケット開度検出器３ｂとが設置される。圧力検出
器３ａとしては表面にストレインゲージが貼付された金
属板等を用いることができ、バケット開度検出器３ｂと
しては、バケット３の適当な部分に取り付けられたポテ
ンショメータ等を用いることができる。
を検出する圧力検出器３ａと、バケット３の開度を検出
するバケット開度検出器３ｂとが設置される。圧力検出
器３ａとしては表面にストレインゲージが貼付された金
属板等を用いることができ、バケット開度検出器３ｂと
しては、バケット３の適当な部分に取り付けられたポテ
ンショメータ等を用いることができる。
【００１６】ごみ焼却炉５には、補助燃料配管２１と冷
却水配管３１と燃焼用空気配管４１とが接続されてお
り、各配管２１，３１，４１には、その内部を流れる流
体の温度計２２，３２，４２と流量計２３，３３，４３
とが設定されている。また、当該ごみ焼却炉５の出口煙
道には、燃焼排ガスの温度計５２が設定されている。
却水配管３１と燃焼用空気配管４１とが接続されてお
り、各配管２１，３１，４１には、その内部を流れる流
体の温度計２２，３２，４２と流量計２３，３３，４３
とが設定されている。また、当該ごみ焼却炉５の出口煙
道には、燃焼排ガスの温度計５２が設定されている。
【００１７】以下、前記のように構成されたごみ焼却設
備の一般的な運転方法について説明する。
備の一般的な運転方法について説明する。
【００１８】各家庭や事業所からごみ収集車によって回
収されたごみは、ごみピット１に貯蔵される。そして、
ごみピット１に貯蔵されたごみは、供給クレーン２に付
設されたバケット３によってごみピット１から取り出さ
れ、ホッパ１１内に順次供給される。
収されたごみは、ごみピット１に貯蔵される。そして、
ごみピット１に貯蔵されたごみは、供給クレーン２に付
設されたバケット３によってごみピット１から取り出さ
れ、ホッパ１１内に順次供給される。
【００１９】ホッパ１１内に供給されたごみの堆積量
は、上下のごみレベル計１５，１６及び給じん装置計重
機１４にて常時計測されており、ホッパ１１内のごみ堆
積量が予め定められた規定値以下になったとき、ごみ供
給クレーン２を作動して、ごみピット１からホッパ１１
へのごみの供給が行われる。なお、ホッパ１１へのごみ
供給は、ごみレベル計１５，１６及び給じん装置計重機
１４の出力信号に応じて自動的に行われるほか、クレー
ン運転員が目視でホッパ１１内のごみ堆積量を判断する
ことによっても行われる。ホッパ１１内に供給されたご
みは、当該ホッパ１１の底面に設置されたスクリューフ
ィーダ１２によって定量が焼却炉５に供給される。
は、上下のごみレベル計１５，１６及び給じん装置計重
機１４にて常時計測されており、ホッパ１１内のごみ堆
積量が予め定められた規定値以下になったとき、ごみ供
給クレーン２を作動して、ごみピット１からホッパ１１
へのごみの供給が行われる。なお、ホッパ１１へのごみ
供給は、ごみレベル計１５，１６及び給じん装置計重機
１４の出力信号に応じて自動的に行われるほか、クレー
ン運転員が目視でホッパ１１内のごみ堆積量を判断する
ことによっても行われる。ホッパ１１内に供給されたご
みは、当該ホッパ１１の底面に設置されたスクリューフ
ィーダ１２によって定量が焼却炉５に供給される。
【００２０】焼却炉５は、流動層炉を例にとって説明す
ると、珪砂等の砂を流動媒体とし、これを６５０〜７５
０℃程度の高温に保ち、流動層下部から空気予熱器７で
加温された燃焼用空気を供給し、燃焼と流動化を行わせ
る。給じん装置４から供給されたごみは、流動層内で高
温の流動媒体と撹拌混合され、速やかに乾燥、燃焼す
る。燃焼排ガス５３は、燃焼排熱回収装置６、空気予熱
器７、除塵装置８を経て系外へ排出される。
ると、珪砂等の砂を流動媒体とし、これを６５０〜７５
０℃程度の高温に保ち、流動層下部から空気予熱器７で
加温された燃焼用空気を供給し、燃焼と流動化を行わせ
る。給じん装置４から供給されたごみは、流動層内で高
温の流動媒体と撹拌混合され、速やかに乾燥、燃焼す
る。燃焼排ガス５３は、燃焼排熱回収装置６、空気予熱
器７、除塵装置８を経て系外へ排出される。
【００２１】次に、図２及び図３に基づいて、本発明の
特徴部分であるクレーンバケット３に設けられた圧力検
出器３ａとバケット開度検出器３ｂの出力信号とからご
み発熱量を推定する方法と、火炉廻りの熱収支からごみ
発熱量を補正する方法とについて説明する。
特徴部分であるクレーンバケット３に設けられた圧力検
出器３ａとバケット開度検出器３ｂの出力信号とからご
み発熱量を推定する方法と、火炉廻りの熱収支からごみ
発熱量を補正する方法とについて説明する。
【００２２】〈ごみ発熱量の推定方法〉ごみ供給クレー
ン１は、図２（ａ）に示すようにバケット３を全開した
状態でごみピット１内に貯蔵されたごみＡにバケット３
を突き刺し、次いで、バケット３を全開状態より閉じる
方向に付勢しつつごみＡをすくい取る。ごみＡをすくい
上げた段階では、バケット３は必ずしも全閉状態になら
ず、全開と全閉の中間状態になるのがむしろ普通であ
る。次いで、バケット３を閉じてバケット３を上昇さ
せ、ホッパ１１の上方でバケット３を開いてごみを排出
する。
ン１は、図２（ａ）に示すようにバケット３を全開した
状態でごみピット１内に貯蔵されたごみＡにバケット３
を突き刺し、次いで、バケット３を全開状態より閉じる
方向に付勢しつつごみＡをすくい取る。ごみＡをすくい
上げた段階では、バケット３は必ずしも全閉状態になら
ず、全開と全閉の中間状態になるのがむしろ普通であ
る。次いで、バケット３を閉じてバケット３を上昇さ
せ、ホッパ１１の上方でバケット３を開いてごみを排出
する。
【００２３】そこで、図２（ｂ）に示すように、バケッ
ト３の開度が全開と全閉の中間の適当な開き角度αとな
る時点で、圧力検出器３ａによりバケット３の内面に作
用する与圧Ｐ1 を計測し、次に図２（ｃ）に示すよう
に、バケット３の開度が開き角度αと全閉の中間の適当
な開き角度βとなる時点で、同じく圧力検出器３ａによ
りバケット３の内面に作用する与圧Ｐ2 を計測する。
ト３の開度が全開と全閉の中間の適当な開き角度αとな
る時点で、圧力検出器３ａによりバケット３の内面に作
用する与圧Ｐ1 を計測し、次に図２（ｃ）に示すよう
に、バケット３の開度が開き角度αと全閉の中間の適当
な開き角度βとなる時点で、同じく圧力検出器３ａによ
りバケット３の内面に作用する与圧Ｐ2 を計測する。
【００２４】Ｋ＝Ｐ2／Ｐ1 ……（１）
上記の第１式で与えられるＫは、ごみを圧縮したときの
応力比であり、ごみの圧縮しやすさを表す変化量として
捉えることができる。圧縮しやすいごみは応力比Ｋが小
さく、圧縮しにくいごみは応力比Ｋが大きくなる。例え
ば水は非圧縮であるので、水分の高いごみは応力比Ｋが
大きくなり、紙やプラスチックなどの可燃物はごみとし
て排出された状態では圧縮性が高いので、応力比Ｋが小
さくなる。なお、与圧Ｐ1 の計測時におけるバケット３
の開き角度αを全開角よりも小さく取るのは、ごみＡを
バケット３の定格容量より少なくつかんでも適当な与圧
が得られるようにするためであり、与圧Ｐ2 の計測時に
おけるバケット３の開き角度βを全閉角より大きく取る
のは、圧縮性の小さいごみではバケット３が完全に閉じ
ない場合があるからである。
応力比であり、ごみの圧縮しやすさを表す変化量として
捉えることができる。圧縮しやすいごみは応力比Ｋが小
さく、圧縮しにくいごみは応力比Ｋが大きくなる。例え
ば水は非圧縮であるので、水分の高いごみは応力比Ｋが
大きくなり、紙やプラスチックなどの可燃物はごみとし
て排出された状態では圧縮性が高いので、応力比Ｋが小
さくなる。なお、与圧Ｐ1 の計測時におけるバケット３
の開き角度αを全開角よりも小さく取るのは、ごみＡを
バケット３の定格容量より少なくつかんでも適当な与圧
が得られるようにするためであり、与圧Ｐ2 の計測時に
おけるバケット３の開き角度βを全閉角より大きく取る
のは、圧縮性の小さいごみではバケット３が完全に閉じ
ない場合があるからである。
【００２５】一方、ごみの応力比Ｋとごみ発熱量との関
係は、実験室的な方法で予め求めることができる。図３
に、ごみの応力比Ｋとごみ発熱量との関係を表すチャー
トの一例を示す。従って、ごみ焼却設備の運転時におい
て、バケット３の内面に作用する与圧Ｐ1 ，Ｐ2 とバケ
ット３の開き角度α，βとから第１式で与えられる応力
比Ｋを計算すれば、図３のチャートからごみ発熱量を推
定することができ、この推定発熱量にごみの投入量を乗
算すれば、総入熱量を求めることができる。そして、こ
のようにして求められた総入熱量が排熱回収装置６の要
求熱量に合致するように給じん装置４に備えられたスク
リュー駆動モータ１３の回転数をＰＩＤ補正することに
よって、常時適正な燃焼を維持できる。図３のチャート
は、以下に述べる方法で最適化できるので、初期状態に
おいて必ずしも正確である必要はない。
係は、実験室的な方法で予め求めることができる。図３
に、ごみの応力比Ｋとごみ発熱量との関係を表すチャー
トの一例を示す。従って、ごみ焼却設備の運転時におい
て、バケット３の内面に作用する与圧Ｐ1 ，Ｐ2 とバケ
ット３の開き角度α，βとから第１式で与えられる応力
比Ｋを計算すれば、図３のチャートからごみ発熱量を推
定することができ、この推定発熱量にごみの投入量を乗
算すれば、総入熱量を求めることができる。そして、こ
のようにして求められた総入熱量が排熱回収装置６の要
求熱量に合致するように給じん装置４に備えられたスク
リュー駆動モータ１３の回転数をＰＩＤ補正することに
よって、常時適正な燃焼を維持できる。図３のチャート
は、以下に述べる方法で最適化できるので、初期状態に
おいて必ずしも正確である必要はない。
【００２６】なお、前記実施例においては、応力比Ｋか
らごみ発熱量を推定する方法について説明したが、ごみ
焼却設備の実運転中に計量可能で、かつごみ発熱量と相
関関係が得られるものであれば、他の計測値を用いてご
み発熱量を推定することもできる。例えば、バケット開
度に対する圧力を連続的に計測し、この微分値、すなわ
ち線分の傾きを指標としてもよい。推定したごみ発熱量
によって、入熱が一定になるようにごみ供給量を適切に
制御したり、あるいは後続する排熱回収装置６の要求す
る熱量に見合うようにごみ供給量を適切に制御すること
ができる。
らごみ発熱量を推定する方法について説明したが、ごみ
焼却設備の実運転中に計量可能で、かつごみ発熱量と相
関関係が得られるものであれば、他の計測値を用いてご
み発熱量を推定することもできる。例えば、バケット開
度に対する圧力を連続的に計測し、この微分値、すなわ
ち線分の傾きを指標としてもよい。推定したごみ発熱量
によって、入熱が一定になるようにごみ供給量を適切に
制御したり、あるいは後続する排熱回収装置６の要求す
る熱量に見合うようにごみ供給量を適切に制御すること
ができる。
【００２７】〈ごみ発熱量の補正方法〉次に、図４に基
づいて、ごみ発熱量をごみ焼却炉５の熱物質収支から逆
算し、図３のチャートを実機に合わせて補正する方法に
ついて説明する。図４において、与圧Ｐ1 ，Ｐ2 から応
力比Ｋを求め、次いで、この応力比Ｋと図３のチャート
とからごみ発熱量を推定し、火炉内の発熱量を演算によ
り求めると共に、スクリュー駆動モータ１３の回転数を
排熱回収装置６の要求熱量に合致するようにＰＩＤ補正
するまでの手順については、上記〈ごみ発熱量の推定方
法〉の欄で説明したとおりであるので、ここでは重複を
避けるため、説明を省略する。
づいて、ごみ発熱量をごみ焼却炉５の熱物質収支から逆
算し、図３のチャートを実機に合わせて補正する方法に
ついて説明する。図４において、与圧Ｐ1 ，Ｐ2 から応
力比Ｋを求め、次いで、この応力比Ｋと図３のチャート
とからごみ発熱量を推定し、火炉内の発熱量を演算によ
り求めると共に、スクリュー駆動モータ１３の回転数を
排熱回収装置６の要求熱量に合致するようにＰＩＤ補正
するまでの手順については、上記〈ごみ発熱量の推定方
法〉の欄で説明したとおりであるので、ここでは重複を
避けるため、説明を省略する。
【００２８】バケット３によってホッパ１１内に搬送さ
れたごみは、給じん装置４に備えられたスクリューフィ
ーダ１２によってごみ焼却炉５に圧送され、焼却され
る。ホッパ１１内のごみ堆積量が下側ごみレベル計１５
で設定されるレベル以下となったときに供給クレーン２
を駆動してのホッパ１１に対するごみ供給が開始され、
ホッパ１１内のごみ堆積量が上側ごみレベル計１６で設
定されるレベル以上となったときにホッパ１１に対する
ごみ供給が停止される場合、下側ごみレベル計１５の設
定位置における給塵装置４の容積をＷ［ｍ3 ］とし、ス
クリューフィーダ１２の排出速度をＶ［ｍ3 ／ｈ］とす
ると、給じん装置４内のごみは、第２式で示すようにｔ
［ｈ］後に焼却されることになる。
れたごみは、給じん装置４に備えられたスクリューフィ
ーダ１２によってごみ焼却炉５に圧送され、焼却され
る。ホッパ１１内のごみ堆積量が下側ごみレベル計１５
で設定されるレベル以下となったときに供給クレーン２
を駆動してのホッパ１１に対するごみ供給が開始され、
ホッパ１１内のごみ堆積量が上側ごみレベル計１６で設
定されるレベル以上となったときにホッパ１１に対する
ごみ供給が停止される場合、下側ごみレベル計１５の設
定位置における給塵装置４の容積をＷ［ｍ3 ］とし、ス
クリューフィーダ１２の排出速度をＶ［ｍ3 ／ｈ］とす
ると、給じん装置４内のごみは、第２式で示すようにｔ
［ｈ］後に焼却されることになる。
【００２９】ｔ＝Ｗ／Ｖ ……（２）
そこで、ｔ［ｈ］後の焼却炉廻りの熱物質収支は以下の
ようになる。
ようになる。
【００３０】まず、入熱に関しては、下記の第３式〜第
８式にて表される燃焼空気顕熱ｑ1と、補助燃料顕熱ｑ2
と、補助燃料発熱量ｑ3 と、ごみ顕熱ｑ4 と、冷却水
顕熱ｑ5 と、ごみ発熱量ｑx とがある。
８式にて表される燃焼空気顕熱ｑ1と、補助燃料顕熱ｑ2
と、補助燃料発熱量ｑ3 と、ごみ顕熱ｑ4 と、冷却水
顕熱ｑ5 と、ごみ発熱量ｑx とがある。
【００３１】ｑ1＝Ｗa×ｉta ……（３）
ｑ2＝Ｗf×ｉtf ……（４）
ｑ3＝Ｗf×Ｈf ……（５）
ｑ4＝Ｗx×ｉtx ……（６）
ｑ5＝Ｗm×ｉtm ……（７）
ｑx＝Ｗx×Ｈx ……（８）
ここで、Ｗa ［ｋｇ／ｈ］は重量ベースの時間当たりの
燃焼空気流量であり、流量計４３及び温度計４２にて体
積ベースの空気流量とその温度とを計測することによっ
て求めることができる。
燃焼空気流量であり、流量計４３及び温度計４２にて体
積ベースの空気流量とその温度とを計測することによっ
て求めることができる。
【００３２】ｉtaは空気温度ｔのときの保有熱で、保有
熱は温度ｔによって一意に定まるので、温度計４２にて
空気温度を計測することによって求めることができる。
熱は温度ｔによって一意に定まるので、温度計４２にて
空気温度を計測することによって求めることができる。
【００３３】Ｗf ［ｋｇ／ｈ］は補助燃料の重量ベース
の流量で、流量計２３にて求められる容積ベースの流量
より換算できる。
の流量で、流量計２３にて求められる容積ベースの流量
より換算できる。
【００３４】Ｈf は補助燃料の発熱量で、使用する燃料
によって一意に定まる。
によって一意に定まる。
【００３５】Ｗm ［ｋｇ／ｈ］は火炉温度が上がり過ぎ
たときに注入される冷却水の重量ベースの流量で、流量
計３３にて計測できる。また、ｉtmは冷却水の保有熱で
あり、温度計３２の計測結果より求めることができる。
たときに注入される冷却水の重量ベースの流量で、流量
計３３にて計測できる。また、ｉtmは冷却水の保有熱で
あり、温度計３２の計測結果より求めることができる。
【００３６】Ｗx ［ｋｇ／ｈ］はごみ供給量で、ごみク
レーンバケット３に計重機を設け、計測データの移動平
均を取ることによって求められる。
レーンバケット３に計重機を設け、計測データの移動平
均を取ることによって求められる。
【００３７】Ｈx は、ここで求めようとしているごみ発
熱量である。
熱量である。
【００３８】一方、出熱に関しては、下記の第９式〜第
１１式にて表される燃焼空気乾ガス保有熱Ｑ1 と、燃焼
空気蒸気保有熱Ｑ2 と、火炉放散熱などの未勘定損失Ｑ
3 とがある。
１１式にて表される燃焼空気乾ガス保有熱Ｑ1 と、燃焼
空気蒸気保有熱Ｑ2 と、火炉放散熱などの未勘定損失Ｑ
3 とがある。
【００３９】Ｑ1＝Ｗg×ｉtg …… （９）
Ｑ2＝Ｗw×ｉtw ……（１０）
Ｑ3＝Ｑc ……（１１）
ここで、Ｗgは燃焼排ガス中の乾ガス重量で、下記の第
１２式で表せる。
１２式で表せる。
【００４０】
Ｗg＝Ｗx×（１−ｍ）＋Ｗf＋Ｗa ……（１２）
Ｗwは燃焼排ガス中の水分重量で、下記の第１３式で表
せる。
せる。
【００４１】
Ｗw＝Ｗx×ｍ＋Ｗm …………（１３）
ｉtg，ｉtwはそれぞれ燃焼排ガス温度がｔのときの乾ガ
ス及び蒸気の保有熱であって、各保有熱は温度ｔによっ
て一意に定まるので、温度計５２にて燃焼排ガス温度を
計測することによって求めることができる。
ス及び蒸気の保有熱であって、各保有熱は温度ｔによっ
て一意に定まるので、温度計５２にて燃焼排ガス温度を
計測することによって求めることができる。
【００４２】また、ｍはごみの水分で、実時間で計測す
ることは困難であるが、前述したように水分の多いごみ
は非圧縮性に近く応力比ｋは高く、可燃物を多く含む水
分の少ないごみは応力比Ｋは小さいので、応力比Ｋとの
相関｛ｍ＝ｆ（ｋ）｝で求めることができる。
ることは困難であるが、前述したように水分の多いごみ
は非圧縮性に近く応力比ｋは高く、可燃物を多く含む水
分の少ないごみは応力比Ｋは小さいので、応力比Ｋとの
相関｛ｍ＝ｆ（ｋ）｝で求めることができる。
【００４３】Ｑc は未勘定損失で、火炉壁面から放散す
る熱量などであるが、全入出熱に占める割合は少ないの
で、適当な定数として計算すればよい。
る熱量などであるが、全入出熱に占める割合は少ないの
で、適当な定数として計算すればよい。
【００４４】前出の第３式〜第１１式を入出熱が等しい
という性質で整理すると下記の第１４式及び第１５式が
求まり、これらの各式から第１６式が求まる。
という性質で整理すると下記の第１４式及び第１５式が
求まり、これらの各式から第１６式が求まる。
【００４５】
Ｑ＝ｑ1＋ｑ2＋ｑ3＋ｑ4＋ｑ5＋ｑx……（１４）
Ｑ＝Ｑ1＋Ｑ2＋Ｑ3 ……（１５）
ｑx ＝Ｑ−（ｑ1＋ｑ2＋ｑ3＋ｑ4）
＝Ｗx×Ｈx ……（１６）
この第１６式を解けば、ごみ発熱量Ｈx を求めることが
できる。このようにして求めたごみ発熱量Ｈx と対応す
る応力比Ｋによって図３の相関式を補正すればよい。
できる。このようにして求めたごみ発熱量Ｈx と対応す
る応力比Ｋによって図３の相関式を補正すればよい。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ごみ供給クレーンのバケットに圧力検出器とバケット開
度検出器とを設置し、バケット開度が大きいときの圧力
検出器の出力値と、バケット開度を狭めたときの圧力検
出器の出力値とから当該バケットにつかまれたごみの応
力比の大小を求め、予め求められたごみの応力比とごみ
発熱量との相関式からごみ発熱量を推定するようにした
ので、当該バケットでつかまれて焼却炉に投入されたご
みの発熱量を正確に推定できると共に、火炉温度の増減
がごみの供給量増減に基づくものなのか、ごみの発熱量
変動に基づくものなのかを容易に判断できる。よって、
入熱が一定になるようにごみ供給量を適切に制御した
り、あるいは後続する排熱回収装置の要求する熱量に見
合うようにごみ供給量を適切に制御することができる。
また、実際の焼却結果から熱物質収支によりごみの発熱
量を求め、応力比との関係式を補正するようにしたの
で、常に正確なごみ発熱量の推定が可能となる。
ごみ供給クレーンのバケットに圧力検出器とバケット開
度検出器とを設置し、バケット開度が大きいときの圧力
検出器の出力値と、バケット開度を狭めたときの圧力検
出器の出力値とから当該バケットにつかまれたごみの応
力比の大小を求め、予め求められたごみの応力比とごみ
発熱量との相関式からごみ発熱量を推定するようにした
ので、当該バケットでつかまれて焼却炉に投入されたご
みの発熱量を正確に推定できると共に、火炉温度の増減
がごみの供給量増減に基づくものなのか、ごみの発熱量
変動に基づくものなのかを容易に判断できる。よって、
入熱が一定になるようにごみ供給量を適切に制御した
り、あるいは後続する排熱回収装置の要求する熱量に見
合うようにごみ供給量を適切に制御することができる。
また、実際の焼却結果から熱物質収支によりごみの発熱
量を求め、応力比との関係式を補正するようにしたの
で、常に正確なごみ発熱量の推定が可能となる。
【図１】本発明に係るごみ焼却設備の構成図である。
【図２】本発明に係るバケットの構成と当該バケットに
よるごみの応力比測定方法を示す側面図である。
よるごみの応力比測定方法を示す側面図である。
【図３】ごみの応力比Ｋとごみ発熱量との関係を示すグ
ラフ図である。
ラフ図である。
【図４】本発明に係るごみ焼却設備の制御特性図であ
る。
る。
１ ごみピット
２ ごみ供給クレーン
３ クレーンバケット
３ａ 圧力検出器
３ｂ バケット開度検出器
４ 給じん装置
５ ごみ焼却炉
６ 排熱回収装置
７ 空気予熱器
８ 除塵装置
１１ ホッパ
１２ スクリューフィーダ
１３ スクリュー駆動モータ
１４ 給じん装置計重機
１５ 下側ごみレベル計
１６ 上側ごみレベル計
２１ 補助燃料配管
３１ 冷却水配管
４１ 燃焼用空気配管
２２，３２，４２，５２ 温度計
２３，３３，４３ 流量計
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−190326（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−114610（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−82609（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−332639（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−265124（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−215318（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−101311（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−53183（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F23G 5/50
B65F 5/00 - 9/00
B65G 63/00
Claims (2)
- 【請求項１】 ごみ供給クレーンを用いて焼却炉内にご
みを供給するごみ焼却設備において、前記ごみ供給クレ
ーンのバケット内面に圧力検出装置を設置すると共に、
ごみをつかんだときのバケット開度に対する前記圧力検
出装置の指示値の変化量と予め求めておいたごみ発熱量
との相関式からごみ発熱量を推定し、ごみ供給熱量を制
御する装置を備えたことを特徴とするごみ焼却設備。 - 【請求項２】 請求項１に記載のごみ焼却設備におい
て、前記ごみ供給熱量を制御する装置は、前記ごみ焼却
炉に加えられる空気、補助燃料、冷却水の流量と温度並
びに燃焼排ガスの温度、放熱熱量などから燃焼中のごみ
の発熱量を逆算し、これを補正値として前記相関式に補
正を加えながらごみ発熱量を推定し、ごみ供給熱量を制
御することを特徴とするごみ焼却設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34328395A JP3510030B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ごみ焼却設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34328395A JP3510030B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ごみ焼却設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09178147A JPH09178147A (ja) | 1997-07-11 |
| JP3510030B2 true JP3510030B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=18360324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34328395A Expired - Fee Related JP3510030B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | ごみ焼却設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3510030B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4351592B2 (ja) | 2004-07-15 | 2009-10-28 | 三菱電機株式会社 | 制御装置一体型回転電機 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP34328395A patent/JP3510030B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09178147A (ja) | 1997-07-11 |
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