JP3850247B2 - 焼却炉の制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、集積されたゴミをクレーン装置で焼却炉のホッパーに投入し、このホッパーに投入されたゴミをプッシャ機構の作動により焼却炉内に押し込み投入してゴミの焼却を行う焼却処理系を構成し、前記クレーン装置で持ち上げたゴミの重量を計測する重量センサからの重量情報と、ホッパーに投入されたゴミを焼却炉内に送るために必要なプッシャ機構の作動回数の情報とに基づいて、ホッパー内のゴミを焼却炉に押し込み投入する際のプッシャ機構の作動速度を設定する焼却炉の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記のように構成された焼却炉の制御方法として特開平７‐２６９８３４号公報に示されるものが存在する。この従来の技術では、クレーンに備えた重量検出機構で検出したゴミの重量と、プッシャ機構の平均プッシャ速度とを求めると共に、ホッパー内の全てのゴミを炉内に投入するに必要なプッシャの押し込み回数を求め、この必要押し込み回数と平均プッシャ速度から、現在炉内に押し込まれているゴミがホッパーに供給された時刻を求め、この時刻に重量検出機構で検出されたゴミ重量からゴミ質を判断してプッシャの作動速度を設定するよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来例では、ゴミピットのゴミをクレーンで掴み上げてホッパーに投入する作動が行われると共に、このようにゴミをクレーンで掴み上げた際の重量を計測し、予め求めたゴミ重量に対するプッシャの効率の関係のデータと、クレーンで掴み上げた際のゴミ重量とに基づいて、プッシャの作動速度の調節を行うよう制御動作が設定されている。
【０００４】
しかし、この従来の技術では、現実にゴミの焼却を行いながらゴミ重量に対するプッシャの効率のデータを収集する必要があるため、データを収集するために日数がかかるものであった。特に、クレーンで掴みあげるゴミの量（体積）は一定では無く、例えば、水分を含んだ状態のゴミであっても、クレーンで掴み上げる際の掴み量が少ない場合には、重量検出機構で検出されるゴミの重量が軽いため、水分が少ない（乾燥した）ゴミ質であると判断されることも考えられる。これと同様に比較的乾燥状態にあるゴミであっても、クレーンで掴み上げる際に平均的な掴み量より多く掴む現象が生じた場合には、重量検出機構で検出されるゴミの重量が重いため、水分が多いゴミ質であると判断されることもあり、適正な制御を行うために改善を要するものであった。
【０００５】
本発明の目的は、クレーンを用いてゴミの投入を行う焼却炉であっても、クレーンの掴み量の変動に影響されること無く、ゴミ質を正確に判別して適正な制御を可能にする制御方法を合理的に構成する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る焼却炉の制御方法の特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
集積されたゴミをクレーン装置で焼却炉のホッパーに投入し、このホッパーに投入されたゴミをプッシャ機構の作動により焼却炉内に押し込み投入してゴミの焼却を行う焼却処理系を構成し、前記クレーン装置で持ち上げたゴミの重量を計測する重量センサからの重量情報と、ホッパーに投入されたゴミを焼却炉内に送るために必要なプッシャ機構の作動回数の情報とに基づいて、ホッパー内のゴミを焼却炉に押し込み投入する際のプッシャ機構の作動速度を設定する焼却炉の制御方法において、前記焼却炉におけるゴミの目標焼却ベースをゴミ送り効率で除する演算によって求めた値を前記プッシャ機構の基準速度に設定する速度演算ステップを設定すると共に、前記ホッパーの全容量をゴミで満たした際において前記重量センサで計測されるゴミの全重量の情報と、このホッパーのゴミを焼却炉内に押し込み投入するに要したプッシャ機構の作動回数の情報とを、時間経過に沿った履歴情報として保存する保存ステップを設定し、この保存ステップで保存した履歴情報から、最近において単位重量のゴミを焼却炉内に押し込み投入するに必要としたプッシャ機構の作動回数の情報と、この最近より古い過去において単位重量のゴミを焼却炉内に押し込み投入するに必要としたプッシャ機構の作動回数の情報とから前記ゴミ送り効率を求める演算を行う効率演算ステップを設定してある点にある。
【０００７】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、保存ステップにおいて、ホッパーの全容量をゴミで満たした際のゴミの全重量の情報と、このホッパーのゴミを焼却炉内に押し込み投入するに要したプッシャ機構の作動回数の情報とを履歴情報として保存し、この履歴情報に基づいて効率演算ステップが、最近のプッシャ機構の作動回数と、過去のプッシャ機構の作動回数とからゴミ送り効率を求め、このように求めたゴミ送り効率に基づいて速度演算ステップがプッシャ機構の作動速度を求めるものとなる。つまり、最近のプッシャ機構の作動回数と、過去のプッシャ機構の作動回数とは、ホッパーの全容量を満たすゴミの全重量に対するプッシャ機構の作動回数として与えられるので、この作動回数はゴミ質を反映した値となっており、従来の技術のようにクレーン装置による掴み量の変動の影響を受けることがない。
【０００８】
具体的にゴミ送り効率を（単位重量／作動回数）となる単位で表した場合には、単位量のゴミの重量が大きく（重く）なるほど、ゴミ送り効率の数値が大きくなるので、速度演算ステップにおいて、ゴミ送り効率で目標焼却ベースを除する演算を行った場合には、水分を含んで重いゴミであるほどプッシャ機構の作動速度を低速化させるものとなり処理形態に無理が無い。しかも、履歴情報を保存する際には、ホッパーの全容量をゴミで満たしたタイミング毎に情報の保存を行えるので、現実には、数時間より短い時間間隔で履歴情報を保存し、この履歴情報における最近と、過去とにおけるゴミ質を反映したプッシャ機構の作動速度を設定できるものとなる。その結果、従来の技術のようにデータ収集に日数を要することがないばかりか、時間経過に伴うゴミ質の変化を迅速、正確に反映して適切な制御を可能にする制御方法が合理的に構成されたのである。
【０００９】
本発明の請求項２に係る焼却炉の制御方法の特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項１の焼却炉の制御方法において、前記ゴミ送り効率をＥと表し、最近のゴミ送り効率をＥｒと表し、過去のゴミ送り効率をＥｐと表し、過去のゴミ送り効率加重をｗと表した場合に、Ｅ＝Ｅｒ×（１−ｗ）＋Ｅｐ×ｗとなる演算式に基づいた演算によってゴミ送り効率を求めるよう前記効率演算ステップが構成されている点にある。
【００１０】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、最近のゴミ送り効率Ｅｒと過去のゴミ送り効率Ｅｐとを単純に平均する処理によってゴミ送り効率を求めるものとは異なり、最近のゴミ送り効率Ｅｒと過去のゴミ送り効率Ｅｐとに対して過去のゴミ送り効率加重ｗで重み付けを行って加重平均を取ることにより、過去のゴミ送り効率Ｅｐ、即ち、既に焼却炉に投入されているゴミを焼却炉に投入した際のゴミ送り効率を反映させたゴミ送り効率の値を求め得るものとなった。その結果、プッシャ機構の作動速度を大きく変動させること無く円滑な処理を可能にするものとなった。
【００１１】
本発明の請求項３に係る焼却炉の制御方法の特徴、作用・効果は次の通りである。
〔特徴〕
請求項２の焼却炉の制御方法において、前記効率演算ステップにおいては、前記最近のゴミ送り効率を、第１設定時間以前から現在までに前記ホッパーの全容量を満たしたゴミの全重量を、第１設定時間以前から現在までにおいてプッシャ機構が作動した回数で除する演算により求め、前記過去のゴミ送り効率を、前記第１設定時間より過去となる第２設定時間から、前記第１設定時間までに前記ホッパーの全容量を満たしたゴミの全重量を、第２設定時間から第１設定時間までにおいてプッシャ機構が作動した回数で除する演算により求めるよう構成してある点にある。
【００１２】
〔作用・効果〕
上記特徴によると、現在と第１設定時間と第２設定時間とを設定することにより、最近のゴミ効率と、過去のゴミ送り効率とを求めているので、連続した時系列上の現象変化をゴミ送り効率に反映させることが可能となる。その結果、ホッパーに投入されたゴミ質に適正に対応したプッシャ機構の作動速度を設定することが可能となった。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ゴミピット１に集積されたゴミを掴み上げるバケット２と、このバケット２で掴み上げたゴミの重量を計測する重量センサ３とを有したクレーン装置Ｃからのゴミが投入されるホッパー４を備えると共に、このホッパー４からのゴミを炉内に押し込み投入するプッシャ機構５と、炉内に投入されたゴミを搬送しながら焼却を行うストーカ式の焼却処理帯６と、焼却処理帯６からの焼却灰を回収する灰ピット７とを備えてゴミ焼却装置が構成されている。
【００１４】
前記プッシャ機構５は、前記ホッパー４の下部に配置され、油圧シリンダ５ａの駆動力で作動するピストン型の押し出し部５ｂを往復作動させることで、ホッパー内のゴミを炉内に押し出し投入するよう機能し、このプッシャ機構５の作動回数、即ち、押し出し部５ｂの送出し速度は、後述するように前記重量センサ３で計測されるゴミの重量の情報と、プッシャ機構５によるゴミ送り効率の情報とに基づき図２に示す制御装置Ｄで設定される。尚、制御装置Ｄはマイクロプロセッサーを有した汎用コンピュータを用いることが可能である。
【００１５】
前記焼却処理帯６は、炉内でのゴミの搬送方向の上手位置（プッシャ機構５の側）に配置され、供給されたゴミを乾燥させ着火点近くまで加熱する乾燥処理帯６ａと、乾燥ゴミを燃焼させる燃焼処理帯６ｂと、燃焼したゴミを灰化させる後燃焼処理帯６ｃとを、搬送方向に沿って配置すると共に、搬送方向の下手側ほど低いレベルとなるよう夫々を階段状に配置して成り、夫々の処理帯６ａ、６ｂ、６ｃの下方に対して空気を供給する空気供給機構８を備えている。この空気供給機構８はブロワ８ｃからの誘引空気を流路８ｂを介して夫々の処理帯６ａ、６ｂ、６ｃの下方に配置した風箱８ａに導くよう構成され、この風箱８ａに導かれた空気は処理帯６ａ、６ｂ、６ｃを上方に通過することによりゴミの燃焼を促進するものとなっている。
【００１６】
夫々の処理帯６ａ、６ｂ、６ｃは固定状態の固定火格子と、固定火格子に対して摺動自在な可動火格子とを備えると共に、油圧シリンダ（図示せず）の作動により動火格子を固定火格子に対して往復摺動させて焼却帯上のゴミを乾燥処理帯６ａ、燃焼処理帯６ｂ、後燃焼処理帯６ｃ夫々の方向に順次移送しながらゴミの撹拌を行い、これと同時に空気供給機構８からの空気を焼却帯６に供給するよう構成されている。そして、後燃焼処理帯６ｃで灰化したゴミは灰押し装置１０に落下し、灰出しコンベア１１によって灰ピット７に搬送集積される。
【００１７】
前記燃焼処理帯６ｂで発生した燃焼ガスは、発電機１３のエネルギーとして利用すべくは廃熱ボイラ１２に導かれ、電気集塵機などから成る排ガス処理設備１４により煤塵や有害ガスが除去された後に煙突１５から排出される。
【００１８】
以上の構成は従来からの焼却炉と基本的に変わるところが無く、本発明の焼却装置ではプッシャ機構５の制御方法に特徴を有するものであり、その制御方法を説明する。
【００１９】
制御装置Ｄは図３のフローチャートに示すように、プッシャ機構５の作動速度を設定する。つまり、制御が開始されると、イニシャライズを行い、プッシャ機構５を作動させる際の目標値とすべき基準速度Ｖ（ｃ／ｈ）〔単位は作動回数／時間〕を設定し、焼却炉における目標焼却ベースＡ（ｔ／ｈ）〔単位は処理重量（トン）／時間〕を設定し、ゴミ送り効率Ｅ（ｔ／ｃ）〔単位は処理量（トン）／作動回数〕を設定して、Ｖ＝Ａ÷Ｅを演算し、この基準速度Ｖをプッシャ機構５の目標作動速度に設定する（＃０１〜＃０３ステップ）。尚、＃０２ステップが速度演算ステップに対応する。
【００２０】
又、この演算を行う際に、制御が開始された直後にはゴミ送り効率Ｅは求められておらず、この制御を行う以前の制御によって求められたゴミ送り効率Ｅの値が保存されている場合には、その値を、前記イニシャライズの処理（＃０１ステップ）においてゴミ送り効率Ｅとして設定する。特に、焼却炉を初めて稼働させる場合のようにゴミ送り効率Ｅが求められていない場合には、予め設定された値をゴミ送り効率Ｅとして前記イニシャライズの処理において設定する。
【００２１】
次に、履歴情報の保存を行う（＃０４ステップ）。この＃０４ステップが保存ステップに対応するものであり、この履歴情報ではホッパー４の全容量を満たした際のゴミの重量と、このゴミをプッシャ機構５で焼却炉に押し込み投入する際の作動回数との関係をゴミ送り効率として時間経過に沿って単位時間毎に保存したものである。尚、この履歴情報としてホッパー４の全容量を満たした際のゴミの重量と、このゴミをプッシャ機構５で焼却炉に押し込み投入する際の作動回数との情報を保存するものであっても良く、このように情報を保存した場合にはゴミ送り効率は別途演算によって求める必要がある。
【００２２】
前述のように履歴情報の保存を行った後には、履歴情報に基づいて前述したゴミ送り効率Ｅ（ｔ／ｃ）を求める演算を行う（＃０５ステップ）。この＃０５ステップが効率演算ステップに対応するものであり、この演算を行うに先立って、最近のゴミ送り効率Ｅｒ（ｔ／ｃ）〔単位は処理量（ｔ：トン）／作動回数〕と、過去のゴミ送り効率Ｅｐ（ｔ／ｃ）〔単位は処理量（ｔ：トン）／作動回数〕と、過去のゴミ送り効率の効率加重ｗ（無単位：重み係数）とを求め、
Ｅ＝Ｅｒ×（１−ｗ）＋Ｅｐ×ｗとなる演算式の演算を行うことにより、ゴミ送り効率Ｅを求めるものとなる。
【００２３】
ここで、最近のゴミ送り効率Ｅｒ及び過去のゴミ送り効率Ｅｐについて説明する。前記履歴情報には前述のように単位時間毎に情報を保存してあり、その一例として、図４に示すように、現在をＴ０に設定し、現在から設定された時間だけ過去の第１設定時間としてＴ１を設定し、この過去Ｔ１から更に設定された時間だけ過去の第２設定時間としてＴ２を設定すると、最近のゴミ送り効率Ｅｒは、Ｔ１〜Ｔ０の間においてホッパー４の全容量を満たす量のゴミがクレーン装置Ｃで投入された際において重量センサ３で計測されたゴミの全重量（ｔ：例えば積算値）を、プッシャ機構５の作動回数で除する演算によって求めている。又、過去のゴミ送り効率Ｅｐは、Ｔ２〜Ｔ１の間においてホッパー４の全容量を満たす量のゴミがクレーン装置Ｃで投入された際において重量センサ３で計測されたゴミの全重量（ｔ：例えば積算値）をプッシャ機構４の作動回数で除する演算によって求めている。
【００２４】
又、Ｔ１〜Ｔ０、及び、Ｔ２〜Ｔ１の時間間隔は、ホッパー４の全容量を満たす量のゴミがクレーン装置Ｃで投入された後、このホッパー４内のゴミの全てが焼却炉にプッシャ機構５によって押し込み投入されるまでの投入時間（数時間より短い時間：具体的には９０分程度）に設定することが基本となるが、この時間間隔を投入時間の整数倍の時間に設定することや、この時間間隔を投入時間の整数分の１に設定し、演算によってプッシャ５の作動回数を求めるよう処理形態を設定しても良い。又、過去のゴミ送り効率の効率加重ｗは、重み付けとして過去のゴミ送り効率に基づいて、１＞ｗ＞０の範囲内で与えられる数値である。
【００２５】
ホッパー４の全容量を満たす量のゴミがクレーン装置Ｃで投入されたことを判別する手段を説明していないが、本発明では、ホッパー４がゴミで満杯状態になったことを検出するセンサ類を備える構成や、ホッパー４がゴミで満杯状態になった際には、この満杯状態をオペレータが視覚的に把握してスイッチ類を操作することで、ホッパー４の全容量を満たす量のゴミがクレーン装置Ｃで投入されたことを判別する構成を採用できる。又、プッシャ機構５の作動回数は制御装置Ｄの内部にソフトウエアの形でセットされたカウンターの計数によって求めるようになっている。
【００２６】
この処理を予め設定されたインターバルで反復して行うことにより、＃０５ステップで求めたゴミ送り効率Ｅが、＃０２ステップにおいて演算に適用される結果、ゴミ質を反映した基準速度が設定され、その適切な基準速度でプッシャ機構５が作動することにより適切な焼却が実行される。そして、この処理を継続することで、時間経過に伴うゴミ質の変化に対応したゴミ送り効率Ｅが設定されるのである。又、処理を終了した際には、終了のゴミ送り効率Ｅが保存され、この後、焼却炉での焼却を行う際のゴミ送り効率の初期値として使用される（＃０６、＃０７ステップ）。
【００２７】
特に、このように制御を行った際には、図５にグラフとして示すように、ゴミ送り効率Ｅと、プッシャ機構５の作動速度（ゴミ送り速度Ｖ）との変化が現れるものとなる。
【００２８】
このように、本発明では、最近のプッシャ機構の作動回数と、この最近から数時間程度以内の時間に設定可能な過去のプッシャ機構の作動回数とに基づいてゴミ送り効率Ｅを求め、焼却炉における目標焼却ベースをゴミ送り効率Ｅで除する演算を行って、プッシャ機構５の作動速度を設定するので、従来の技術のようにデータを収集するために期間を特別に設定することが無いばかりか、クレーン装置Ｃのバケット２の掴み量の変動の影響を受けることが無く、ホッパー４に投入されたゴミを適切な速度で焼却炉に押し込み投入できるものとなっている。特に、最近と、過去とにおけるゴミ送り効率を加重平均することによって求めたゴミ送り効率に基づいてプッシャ機構５の作動速度を設定するので、最近と過去とにおけるゴミ質を反映した適正なプッシャ機構の作動速度を設定できるものとなっている。
【００２９】
〔別実施の形態〕
本発明は上記実施の形態以外に、例えば、ストーカ式の焼却炉以外に適用することも可能であり、最近のゴミ送り効率Ｅｒ、過去のゴミ送り効率Ｅｐを求める際の時間設定を任意に行うよう構成することが可能であり、夫々の効率を求めるにホッパー４の全容量をゴミで満たす状況が複数回含まれる時間域においてゴミの重量（ホッパーの全容量の整数倍のゴミの量の重量）を求め、プッシャ機構が作動した総回数を求めて演算を行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】焼却炉の構成を示す模式図
【図２】制御系を示すブロック回路図
【図３】プッシャ機構制御ルーチンのフローチャート
【図４】履歴情報として保存されるゴミ送り効率のサンプリング形態を示す図
【図５】ゴミ送り効率とプッシャ機構の作動速度とをグラフ化した図
【符号の説明】
３ 重量センサ
４ ホッパー
５ プッシャ機構
Ａ ゴミの目標焼却ベース
Ｃ クレーン装置
Ｅ ゴミ送り効率
Ｅｐ 過去のゴミ送り効率
Ｅｒ 最近のゴミ送り効率
Ｖ 速度
ｗ 過去のゴミ送り効率加重
Ｔ０ 現在
Ｔ１ 第１設定時間
Ｔ２ 第２設定時間

Claims (3)

1. 集積されたゴミをクレーン装置で焼却炉のホッパーに投入し、このホッパーに投入されたゴミをプッシャ機構の作動により焼却炉内に押し込み投入してゴミの焼却を行う焼却処理系を構成し、前記クレーン装置で持ち上げたゴミの重量を計測する重量センサからの重量情報と、ホッパーに投入されたゴミを焼却炉内に送るために必要なプッシャ機構の作動回数の情報とに基づいて、ホッパー内のゴミを焼却炉に押し込み投入する際のプッシャ機構の作動速度を設定する焼却炉の制御方法であって、
   前記焼却炉におけるゴミの目標焼却ベースをゴミ送り効率で除する演算によって求めた値を前記プッシャ機構の基準速度に設定する速度演算ステップを設定すると共に、
   前記ホッパーの全容量をゴミで満たした際において前記重量センサで計測されるゴミの全重量の情報と、このホッパーのゴミを焼却炉内に押し込み投入するに要したプッシャ機構の作動回数の情報とを、時間経過に沿った履歴情報として保存する保存ステップを設定し、
   この保存ステップで保存した履歴情報から、最近において単位重量のゴミを焼却炉内に押し込み投入するに必要としたプッシャ機構の作動回数の情報と、この最近より古い過去において単位重量のゴミを焼却炉内に押し込み投入するに必要としたプッシャ機構の作動回数の情報とから前記ゴミ送り効率を求める演算を行う効率演算ステップを設定してある焼却炉の制御方法。
2. 前記ゴミ送り効率をＥと表し、最近のゴミ送り効率をＥｒと表し、過去のゴミ送り効率をＥｐと表し、過去のゴミ送り効率加重をｗと表した場合に、
   Ｅ＝Ｅｒ×（１−ｗ）＋Ｅｐ×ｗとなる演算式に基づいた演算によってゴミ送り効率を求めるよう前記効率演算ステップが構成されている請求項１記載の焼却炉の制御方法。
3. 前記効率演算ステップにおいては、前記最近のゴミ送り効率を、第１設定時間以前から現在までに前記ホッパーの全容量を満たしたゴミの全重量を、第１設定時間以前から現在までにおいてプッシャ機構が作動した回数で除する演算により求め、
   前記過去のゴミ送り効率を、前記第１設定時間より過去となる第２設定時間から、前記第１設定時間までに前記ホッパーの全容量を満たしたゴミの全重量を、第２設定時間から第１設定時間までにおいてプッシャ機構が作動した回数で除する演算により求めるよう構成してある請求項２記載の焼却炉の制御方法。

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