JP7058559B2 - Waste incinerator and incinerator pressure control method - Google Patents

Description

本発明は、廃棄物焼却装置および焼却炉内圧力制御方法に関し、特に、排気ガスを誘引する誘引ファンを備える廃棄物焼却装置において焼却炉内の圧力を制御する技術に関する。 The present invention relates to a waste incinerator and a pressure control method in an incinerator, and more particularly to a technique for controlling pressure in an incinerator in a waste incinerator including an attraction fan for attracting exhaust gas.

ごみ処理施設等に設置された廃棄物焼却装置は、焼却炉に加えて、燃焼用空気を送風するための押込送風機、燃焼炉からの排ガスを処理するための排ガス処理装置、および、排ガス処理装置の上流もしくは下流側の煙道に配置された誘引ファン（誘引通風機）などを備えている（例えば、特許文献１）。誘引ファンによって誘引された排気ガスは、煙突を通して外部へと排出される。 In addition to the incinerator, the waste incinerator installed in the waste treatment facility includes a push-in blower for blowing combustion air, an exhaust gas treatment device for treating exhaust gas from the combustion furnace, and an exhaust gas treatment device. It is equipped with an attracting fan (attracting ventilator) or the like arranged in the flue on the upstream side or the downstream side of the above (for example, Patent Document 1). The exhaust gas attracted by the attraction fan is discharged to the outside through the chimney.

廃棄物焼却装置の作動中、誘引ファンによって排気ガスが所定の流量で誘引され、焼却炉内は所定の負圧に保たれる。焼却炉内の圧力は、例えば、煙道に設けた風量調整ダンパの開度を調整することによって制御することができる。特に油圧駆動式のダンパは応答性が良好であり、油圧駆動式のダンパを用いれば、焼却炉内の圧力が急激に変動するときにも所望の圧力に制御しやすい。 During the operation of the waste incinerator, the exhaust gas is attracted at a predetermined flow rate by the attraction fan, and the inside of the incinerator is maintained at a predetermined negative pressure. The pressure in the incinerator can be controlled, for example, by adjusting the opening degree of the air volume adjusting damper provided in the flue. In particular, the hydraulically driven damper has good responsiveness, and if the hydraulically driven damper is used, it is easy to control the desired pressure even when the pressure in the incinerator suddenly fluctuates.

一方、焼却炉内の圧力は、例えば、誘引ファンの回転数を調整することによっても制御することができる。誘引ファン（より具体的にはファンを回転させる電動機）の回転数は、例えば、可変速制御（ＶＶＶＦ：Variable Voltage Variable Frequency）方式によって制御したり、流体継手などの機械式によって制御することができる。 On the other hand, the pressure in the incinerator can also be controlled by, for example, adjusting the rotation speed of the attraction fan. The rotation speed of the attract fan (more specifically, the motor that rotates the fan) can be controlled by, for example, a variable speed control (VVVF: Variable Voltage Variable Frequency) method or a mechanical method such as a fluid coupling. ..

ＶＶＶＦ方式では、インバータを用いて、電動機に入力する交流電圧の大きさおよび周波数を変化させることによって電動機の回転数が制御される。また、ＶＶＶＦ方式では、入力電圧の大きさと周波数とがリニアな関係に設定されることが多く、電動機の回転数を小さくするためには電圧および周波数を小さくし、電動機の回転数を大きくするためには電圧および周波数を大きくする。 In the VVVF method, the rotation speed of the motor is controlled by changing the magnitude and frequency of the AC voltage input to the motor by using an inverter. Further, in the VVVF method, the magnitude and frequency of the input voltage are often set in a linear relationship, and in order to reduce the rotation speed of the motor, the voltage and frequency are reduced and the rotation speed of the motor is increased. Increase the voltage and frequency.

このようにインバータ制御によって誘引ファンを可変回転数で駆動し、焼却炉内圧力を制御するようにすれば、必要とされる回転数で誘引ファンを駆動すればよいので、消費電力を削減することができる。 In this way, if the induction fan is driven at a variable rotation speed by inverter control and the pressure inside the incinerator is controlled, the attraction fan can be driven at the required rotation speed, so that power consumption can be reduced. Can be done.

特開２０００－３０４２４０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-304240

近年の大型化する廃棄物焼却装置において、誘引ファンの駆動のためにインバータを用いることがある。ただし、慣性力の大きい大型ファンを所定時間内に所望の回転数まで低下させることが困難な場合がある。 In recent years, in the increasing size of waste incinerators, an inverter may be used to drive the attraction fan. However, it may be difficult to reduce the large fan having a large inertial force to a desired rotation speed within a predetermined time.

電動機の回転数を急速に低下させるためには、制動装置や回生システムを用いて回転を抑制することが考えられる。しかし、例えば高圧インバータ制御の電動機においては、制動機構や回生システムなどのような制動機能を備えた製品は市場にほとんど存在しておらず、現状、非常に高価である。また、回生システムによる制動機能を実現するためには放電抵抗を用いる必要があり、コストの増加が見込まれる。また、小型の焼却炉では低圧インバータを用いることも多いが、この場合にも、制動機能を備えないインバータを用いることができれば、コストや設置スペースを削減できるため有利であった。 In order to rapidly reduce the rotation speed of the motor, it is conceivable to suppress the rotation by using a braking device or a regenerative system. However, for example, in a high-voltage inverter-controlled motor, there are few products on the market that have a braking function such as a braking mechanism or a regenerative system, and at present, they are very expensive. Further, in order to realize the braking function by the regenerative system, it is necessary to use a discharge resistor, which is expected to increase the cost. In addition, a low-voltage inverter is often used in a small incinerator, but even in this case, if an inverter without a braking function can be used, it is advantageous because the cost and installation space can be reduced.

したがって、インバータ駆動の誘引ファンを備える廃棄物焼却装置において、低コストで焼却炉内圧力を適切に制御できる方法が求められていた。 Therefore, in a waste incinerator equipped with an inverter-driven attraction fan, there has been a demand for a method capable of appropriately controlling the pressure in the incinerator at low cost.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、誘引ファンのインバータ駆動により省消費電力を実現しながら、比較的安価な方法で適切に焼却炉内圧力を制御することが可能な廃棄物焼却装置および焼却炉内圧力制御方法を提供することをその目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and it is possible to appropriately control the incinerator pressure by a relatively inexpensive method while realizing power consumption by driving an induction fan with an inverter. It is an object of the present invention to provide a waste incinerator and a pressure control method in an incinerator.

本発明の実施形態による廃棄物焼却装置は、焼却炉と、前記焼却炉の煙道の下流側に設けられた誘引ファンと、前記誘引ファンの回転数を制御するインバータと、前記煙道に配置されたダンパと、前記ダンパの開度を制御するダンパ制御器とを備え、前記インバータを用いて前記誘引ファンの回転数を制御することによって前記焼却炉の焼却炉内圧力を調整するように構成されており、所定の最大減速率を超える減速率で前記誘引ファンの回転数を低下させる回転数指令が要求されたとき、前記所定の最大減速率を超えないように前記インバータを駆動するとともに、前記要求された回転数指令に基づいて算出された変動量で前記ダンパの開度の制御を行う。 The waste incinerator according to the embodiment of the present invention is arranged in the incinerator, an attraction fan provided on the downstream side of the flue of the incinerator, an inverter for controlling the rotation speed of the attraction fan, and the flue. A damper controller for controlling the opening degree of the damper is provided, and the pressure inside the incinerator of the incinerator is adjusted by controlling the rotation speed of the attraction fan using the inverter. When a rotation speed command for lowering the rotation speed of the attract fan is requested at a deceleration rate exceeding a predetermined maximum deceleration rate, the inverter is driven so as not to exceed the predetermined maximum deceleration rate, and the incinerator is driven. The opening degree of the damper is controlled by the fluctuation amount calculated based on the requested rotation speed command.

ある実施形態において、前記インバータと前記ダンパ制御器とに接続された制御回路を備え、前記制御回路は、前記誘引ファンの回転数を所定の最大減速率を超える減速率で低下させることが要求されたか否かを判定する減速率判定回路と、前記最大減速率を超える減速率で低下させることが要求されたと判定されたときに、前記誘引ファンの回転数を前記最大減速率で低下させる指令に補正して前記インバータに出力する回転数指令補正回路と、補正前の回転数指令と、前記回転数指令補正回路が生成する補正後の回転数指令との差分をダンパの開度に換算して前記ダンパ制御器に出力する差分換算回路とを有する。 In certain embodiments, the inverter is provided with a control circuit connected to the damper controller, and the control circuit is required to reduce the rotation speed of the attraction fan at a deceleration rate exceeding a predetermined maximum deceleration rate. A deceleration rate determination circuit that determines whether or not the inverter has been used, and a command to reduce the rotation speed of the induction fan by the maximum deceleration rate when it is determined that a deceleration rate exceeding the maximum deceleration rate is required to be reduced. The difference between the rotation number command correction circuit that is corrected and output to the inverter, the rotation number command before correction, and the rotation number command after correction generated by the rotation number command correction circuit is converted into the opening degree of the damper. It has a difference conversion circuit that outputs to the damper controller.

ある実施形態において、上記の廃棄物焼却装置は、前記差分換算回路からの出力に基づいて前記ダンパ制御器によって前記ダンパの開度が制御された後、前記誘引ファンの回転数を所定の最大減速率を超える減速率で低下させることが要求されない状態に戻ったときには、前記ダンパの開度を設定された開度に戻すように構成されている。 In one embodiment, the waste incinerator decelerates the rotation speed of the attract fan to a predetermined maximum after the opening degree of the damper is controlled by the damper controller based on the output from the difference conversion circuit. When it returns to a state where it is not required to decrease at a deceleration rate exceeding the rate, the opening degree of the damper is configured to return to the set opening degree.

本発明の実施形態による焼却炉内圧力制御方法は、焼却炉と、前記焼却炉の煙道の下流側に設けられた誘引ファンと、前記誘引ファンの回転数を制御するインバータと、前記煙道に配置されたダンパと、前記ダンパの開度を制御するダンパ制御器とを備える廃棄物焼却装置において用いられ、前記誘引ファンの回転数を制御するための回転数指令を生成するステップと、前記生成された回転数指令が、所定の最大減速率を超える減速率で前記誘引ファンの回転数を低下させる回転数指令であったか否かを判断するステップと、前記所定の最大減速率を超える減速率を超える回転数指令であると判断された場合において、前記所定の最大減速率を超えないように補正した回転数指令によって前記インバータを駆動するステップと、前記補正した回転数指令によって前記インバータを駆動すると同時に、前記生成された回転数指令と前記補正した回転数指令との差分に対応する変動量で前記ダンパの開度の制御するステップとを包含する。 The incinerator pressure control method according to the embodiment of the present invention includes an incinerator, an induction fan provided on the downstream side of the flue of the incinerator, an inverter for controlling the rotation speed of the attraction fan, and the flue. A step of generating a rotation speed command for controlling the rotation speed of the flue fan, which is used in a waste incinerator including a damper arranged in the above and a damper controller for controlling the opening degree of the damper, and the above. A step of determining whether or not the generated rotation speed command is a rotation speed command for lowering the rotation speed of the attract fan at a deceleration rate exceeding a predetermined maximum deceleration rate, and a deceleration rate exceeding the predetermined maximum deceleration rate. When it is determined that the rotation speed command exceeds the above, the step of driving the inverter by the rotation speed command corrected so as not to exceed the predetermined maximum deceleration rate and the step of driving the inverter by the corrected rotation speed command. At the same time, the step of controlling the opening degree of the damper by the fluctuation amount corresponding to the difference between the generated rotation speed command and the corrected rotation speed command is included.

本発明の実施形態にかかる廃棄物焼却装置によれば、ダンパを補助的に用いて誘引ファンの消費電力を低減しながら焼却炉内圧力を適切に制御することができ、例えば、ダンパ電油操作器の油量制御機構として電磁弁などの安価なものを用いることができるので、コストの削減を図ることができる。 According to the waste incinerator according to the embodiment of the present invention, the pressure in the incinerator can be appropriately controlled while reducing the power consumption of the attracting fan by using the damper as an auxiliary, for example, the damper electric oil operation. Since an inexpensive one such as an electromagnetic valve can be used as the oil amount control mechanism of the vessel, the cost can be reduced.

比較例による廃棄物焼却装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the waste incinerator by the comparative example. （ａ）～（ｃ）は、図１に示す比較例の廃棄物焼却装置において適用される、焼却炉内圧力、ダンパ開度指令、および、誘引ファン回転数指令をそれぞれ示すグラフである。(A) to (c) are graphs showing the incinerator pressure, the damper opening command, and the attract fan rotation speed command, which are applied to the waste incinerator of the comparative example shown in FIG. 1, respectively. 本発明の実施形態による廃棄物焼却装置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the waste incinerator by embodiment of this invention. 図３に示す廃棄物焼却装置において適用される、誘引ファン回転数指令を示すグラフであり、破線のグラフは、要求された回転数指令を示し、実線のグラフは、実際に適用される補正後の回転数指令を示す。It is a graph which shows the attract fan rotation speed command applied in the waste incinerator shown in FIG. 3, the broken line graph shows the requested rotation speed command, and the solid line graph is the corrected corrected which is actually applied. Indicates the rotation speed command of. 本発明の実施形態による廃棄物焼却装置が備える制御システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system provided in the waste incinerator by embodiment of this invention.

まず、本発明の実施形態を説明する前に、廃棄物焼却装置における比較例の焼却炉内圧力制御方法を説明する。 First, before explaining the embodiment of the present invention, the pressure control method in the incinerator of the comparative example in the waste incinerator will be described.

一般に、焼却炉の下流側には風量調節を行うためのダンパが設けられており、ダンパの開度を制御することによって風量および焼却炉内圧力を調整することが可能である。ダンパの開度を大きくして風量を増加させれば焼却炉内の圧力は低下し、ダンパの開度を小さくして風量を減少させれば焼却炉内の圧力は増加する。 Generally, a damper for adjusting the air volume is provided on the downstream side of the incinerator, and it is possible to adjust the air volume and the pressure inside the incinerator by controlling the opening degree of the damper. If the opening degree of the damper is increased and the air volume is increased, the pressure in the incinerator decreases, and if the opening degree of the damper is decreased and the air volume is decreased, the pressure in the incinerator increases.

このため、焼却炉内の圧力の制御を、ダンパ開度の制御を中心に行うことが考えられる。ダンパ制御による圧力調整は、適切な開度範囲内では、応答性良く行うことができるので、焼却炉のように急激な炉圧変動が生じ得る用途においては、ダンパ制御を行うことが有効である。 Therefore, it is conceivable to control the pressure in the incinerator mainly by controlling the damper opening. Since pressure adjustment by damper control can be performed with good responsiveness within an appropriate opening range, it is effective to perform damper control in applications where sudden furnace pressure fluctuations may occur, such as incinerators. ..

図１は、このような方式で焼却炉内圧力の制御を行うように構成された比較例の焼却装置９００を示す図である。焼却装置９００は、焼却炉９０と、誘引ファン９２および誘引ファン９２（より具体的には電動機Ｍ）を制御するＶＶＶＦ制御のインバータ９４と、焼却炉９０と誘引ファン９２との間の煙道に設けられた油圧式ダンパ９６およびダンパ制御器９８とを備える。誘引ファン９２の下流側は煙突９９に接続されている。 FIG. 1 is a diagram showing a comparative incinerator 900 configured to control the pressure inside an incinerator in such a manner. The incinerator 900 is provided in the incinerator 90, the VVVF controlled inverter 94 that controls the attraction fan 92 and the attraction fan 92 (more specifically, the electric motor M), and the flue between the incinerator 90 and the attraction fan 92. It is provided with a hydraulic damper 96 and a damper controller 98 provided. The downstream side of the attraction fan 92 is connected to the chimney 99.

図２（ａ）～図２（ｃ）は、上記比較例の焼却装置９００で採用される、焼却炉内圧力、ダンパ開度指令、および、誘引ファン回転数指令のそれぞれを示すグラフである。図２（ａ）に示すように、焼却炉内圧力の設定値が一定の場合に、実際の焼却炉内圧力は、略一定になるように制御される。この場合、焼却炉内の圧力を測定するように設けられた圧力発信器の出力に基づいて、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すようにダンパの開度および誘引ファン９２の回転数（すなわちインバータ９４の出力）が制御され、これにより、焼却炉内圧力が設定値近傍の大きさになるように制御される。 2 (a) to 2 (c) are graphs showing each of the incinerator pressure, the damper opening command, and the attract fan rotation speed command adopted in the incinerator 900 of the comparative example. As shown in FIG. 2A, when the set value of the incinerator internal pressure is constant, the actual incinerator internal pressure is controlled to be substantially constant. In this case, based on the output of the pressure transmitter provided to measure the pressure in the incinerator, the opening degree of the damper and the rotation of the attracting fan 92 as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c). The number (that is, the output of the inverter 94) is controlled, whereby the pressure in the incinerator is controlled to be close to the set value.

ここで、焼却装置９００では、ダンパの開度の調整をメインに焼却炉内の圧力制御を行うので、図２（ｂ）に示すように、焼却炉内圧力の変動に応じて、ダンパの開度を比較的大きく変動させる指令がダンパ制御器に送られる。もちろん、焼却炉内圧力の変動が小さい場合には、ダンパの開度を大きく変動させる必要はないが、実際には、ゴミ質によってゴミ燃焼時のガス発生量が変動するため、焼却炉の焼却炉内圧力は大きく変動する。以下ではこのような大きな圧力変動が生じた場合に、その変動を補正して焼却炉内圧力を一定に保つ場合について説明する。 Here, in the incinerator 900, the pressure inside the incinerator is mainly controlled by adjusting the opening degree of the damper. Therefore, as shown in FIG. 2B, the damper is opened according to the fluctuation of the pressure inside the incinerator. A command to change the degree relatively greatly is sent to the damper controller. Of course, if the fluctuation in the pressure inside the incinerator is small, it is not necessary to greatly fluctuate the opening of the damper, but in reality, the amount of gas generated during garbage combustion varies depending on the quality of the garbage, so the incinerator is incinerated. The pressure inside the incinerator fluctuates greatly. In the following, when such a large pressure fluctuation occurs, the case where the fluctuation is corrected and the pressure in the incinerator is kept constant will be described.

上述したように、ダンパ制御器には、ダンパの開度を比較的大きく変動させる指令（図２（ｂ）参照）が送られることがある。ここで、図２（ｂ）に示すダンパ開度指令の上限設定値および下限設定値とは、油圧式ダンパの開度調整によって焼却炉内圧力の制御を適正に行うことができる範囲を規定する値である。この適正範囲内では、ダンパ制御によって焼却炉内圧力を適切に制御し得るが、適正範囲外では、ダンパ制御により焼却炉内圧力を所望の大きさに制御することが困難な場合がある。例えば、上限設定値を超える領域でダンパ開度を調整する場合において、ほとんど開ききったダンパをさらに開くようにしても、焼却炉内圧力はほとんど変化しないことがある。 As described above, the damper controller may be sent a command (see FIG. 2B) to change the opening degree of the damper relatively large. Here, the upper limit set value and the lower limit set value of the damper opening command shown in FIG. 2B define a range in which the pressure inside the incinerator can be appropriately controlled by adjusting the opening degree of the hydraulic damper. The value. Within this appropriate range, the pressure inside the incinerator can be appropriately controlled by damper control, but outside the appropriate range, it may be difficult to control the pressure inside the incinerator to a desired magnitude by controlling the damper. For example, when adjusting the damper opening in a region exceeding the upper limit set value, the pressure in the incinerator may hardly change even if the almost fully opened damper is opened further.

このように、上記の適正範囲内でのダンパ制御では実現できない圧力制御が要求される場合、他の圧力制御手段として、誘引ファンの回転数を調節して、ダンパ制御では不足する焼却炉内圧力制御を補完することを行うことが考えられる。 In this way, when pressure control that cannot be realized by damper control within the above-mentioned appropriate range is required, as another pressure control means, the rotation speed of the induction fan is adjusted, and the pressure inside the incinerator is insufficient with damper control. It is conceivable to complement the control.

図２（ｃ）は、ダンパ制御のみでは困難な圧力制御を実現するために、図２（ｂ）に示したダンパ制御に加えて行う誘引ファンの回転数制御（回転数指令）を示す。図２（ｃ）に示すように、下限設定値を超えるダンパ開度指令が出された場合、回転数を段階的に低下させる指令がインバータを介して誘引ファンに送られる。また、ダンパ制御の上限設定値を超えるダンパ開度指令が出された場合、回転数を段階的に上昇させる指令が誘引ファンに送られる。このようにして、制御性が悪いダンパ開度領域では、ファンの回転数を段階的に増減させることによって、所望の焼却炉内圧力に制御することができる。 FIG. 2C shows rotation speed control (rotational speed command) of the induction fan performed in addition to the damper control shown in FIG. 2B in order to realize pressure control that is difficult only by damper control. As shown in FIG. 2C, when a damper opening command exceeding the lower limit set value is issued, a command to gradually reduce the rotation speed is sent to the attraction fan via the inverter. Further, when a damper opening command exceeding the upper limit set value of the damper control is issued, a command to gradually increase the rotation speed is sent to the attraction fan. In this way, in the damper opening region where the controllability is poor, the pressure inside the incinerator can be controlled to be desired by increasing or decreasing the rotation speed of the fan stepwise.

しかしながら、上述した比較例の焼却装置９００では、ダンパ制御を主体として焼却炉内圧力の制御を行っているため、インバータによる誘引ファン回転数の制御は、あくまでも補助的にしか行われない。このため、インバータ制御の利点である回転数制御による消費電力削減の効果はわずかにしか見込めない。また、大型炉においてダンパ主体で制御を行うときには、噴射管方式の油量制御機構を備えた比較的高価なダンパを用いる必要があり、コストの増加が免れないという問題がある。 However, in the incinerator 900 of the above-mentioned comparative example, since the pressure inside the incinerator is controlled mainly by the damper control, the control of the induced fan rotation speed by the inverter is performed only as an auxiliary. Therefore, the effect of reducing power consumption by controlling the number of revolutions, which is an advantage of inverter control, can be expected only slightly. Further, when the control is mainly performed by the damper in a large-sized furnace, it is necessary to use a relatively expensive damper equipped with an injection pipe type oil amount control mechanism, and there is a problem that an increase in cost is unavoidable.

一方で、ダンパ制御を行うことなく、インバータによる誘引ファンの回転数の制御のみで焼却炉内圧力を制御することも考えられる。インバータによって誘引ファンの回転数を制御する方法では、必要に応じた回転数で誘引ファンを回転させればよいので、ダンパ制御で焼却炉内圧力を調整する場合（すなわち誘引ファンの回転数が一定である場合）に比べて、消費電力を削減することができるという利点が得られる。 On the other hand, it is also conceivable to control the pressure inside the incinerator only by controlling the rotation speed of the attract fan by the inverter without controlling the damper. In the method of controlling the rotation speed of the attract fan by the inverter, the attraction fan may be rotated at the required rotation speed, so when the pressure inside the incinerator is adjusted by damper control (that is, the rotation speed of the attraction fan is constant). The advantage is that the power consumption can be reduced as compared with the case of).

しかしながら、制動機能を備えないインバータを用いる場合に、インバータ制御のみで焼却炉内圧力を制御しようとすると、焼却炉内圧力が激しく変動したときに対応できないことがある。より具体的には、焼却炉内圧力に変動に応じて所定時間内にファンの回転数を所定の回転数まで急激に低下させることが困難な場合がある。これは、制動機能が設けられていないので減速時にファンの慣性エネルギーを熱に変換することができず、ファン回転数を急激に低下させると過電圧が発生し、この過電圧によってインバータが停止するおそれがあるためである。このようなインバータの停止を防止するためには、所定回転数低下に要する最小減速時間（最大減速率）を予め設定して回転数の低下率を制限することが求められ、したがって、実際には所定以上の減速率で回転数を低下させることができない。 However, when using an inverter that does not have a braking function and trying to control the pressure inside the incinerator only by controlling the inverter, it may not be possible to respond when the pressure inside the incinerator fluctuates drastically. More specifically, it may be difficult to sharply reduce the rotation speed of the fan to a predetermined rotation speed within a predetermined time according to the fluctuation of the pressure in the incinerator. This is because the braking function is not provided, so the inertial energy of the fan cannot be converted to heat during deceleration, and if the fan speed drops sharply, an overvoltage will occur, and this overvoltage may cause the inverter to stop. Because there is. In order to prevent such an inverter from stopping, it is required to preset the minimum deceleration time (maximum deceleration rate) required for a predetermined decrease in the number of revolutions to limit the rate of decrease in the number of revolutions. The rotation speed cannot be reduced at a deceleration rate higher than a predetermined value.

以上を鑑みて、本発明の実施形態の廃棄物焼却装置では、焼却炉内圧力の調整において、インバータ制御によるファン回転数の調整を主体として行うとともに、上記のようにインバータ制御だけでは対応困難な急激な焼却炉内圧力変動が生じたときには、ダンパ制御を補助的に用いて焼却炉内圧力を制御する。このために、本発明の実施形態による焼却装置では、インバータによるファン回転数制御のみで焼却炉内圧力制御に対応できる期間と対応できない期間とを判別し、対応できない期間について補助的にダンパ制御を行うようにしている。これにより、インバータ制御を主体とすることによる消費電力削減の効果を最大限に享受しながら、急激な圧力変動にも対応して焼却炉内圧力を適切に制御することが可能になる。また、ダンパ制御は補助的に行われるので、電磁弁方式などの比較的安価なダンパを用いることが可能であり、また、制動機能を備える必要がないので、コストの削減を図ることができる。 In view of the above, in the waste incinerator of the embodiment of the present invention, in the adjustment of the pressure in the incinerator, the fan rotation speed is mainly adjusted by the inverter control, and it is difficult to cope with it only by the inverter control as described above. When a sudden fluctuation in the incinerator pressure occurs, the damper control is used as an auxiliary to control the incinerator pressure. Therefore, in the incinerator according to the embodiment of the present invention, it is determined between the period in which the pressure control in the incinerator can be supported and the period in which the pressure control in the incinerator cannot be supported only by controlling the fan rotation speed by the inverter, and the damper control is supplementarily performed for the period in which the incinerator cannot be controlled. I try to do it. This makes it possible to appropriately control the pressure inside the incinerator in response to sudden pressure fluctuations while maximizing the effect of reducing power consumption by mainly controlling the inverter. Further, since the damper control is performed auxiliary, it is possible to use a relatively inexpensive damper such as a solenoid valve method, and since it is not necessary to have a braking function, it is possible to reduce the cost.

以下、具体的な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments will be described in detail.

図３は、本発明の実施形態による廃棄物焼却装置（以下、単に焼却装置と呼ぶことがある）１００を示す模式図である。本実施形態の焼却装置１００は、焼却炉１０と、焼却炉の煙道１２の下流側に設けられた誘引ファン２０と、焼却炉１０と誘引ファン２０との間の煙道１２に配置されたダンパ３０とを備えている。なお、本実施形態で用いられるインバータ２２は、回生システムなどの制動機能を備えていない、比較的安価なインバータである。また、インバータ２２は、ＶＶＶＦ制御によって誘引ファン２０を駆動するように構成されている。 FIG. 3 is a schematic view showing a waste incinerator (hereinafter, may be simply referred to as an incinerator) 100 according to an embodiment of the present invention. The incinerator 100 of the present embodiment is arranged in the incinerator 10, the flue 20 provided on the downstream side of the flue 12 of the incinerator, and the flue 12 between the incinerator 10 and the flue 20. It is equipped with a damper 30. The inverter 22 used in this embodiment is a relatively inexpensive inverter that does not have a braking function such as a regenerative system. Further, the inverter 22 is configured to drive the attraction fan 20 by VVVF control.

誘引ファン２０の下流側は煙突２４に接続されており、焼却炉内のガスを外部に排出できる。なお、図には示していないが、焼却装置１００には、例えば、焼却炉に燃焼空気を供給するための送風機や、ごみクレーン、排ガス処理設備、蒸気タービン発電機などの公知の焼却装置と同様の他の設備が設けられていてもよい。 The downstream side of the attraction fan 20 is connected to the chimney 24, and the gas in the incinerator can be discharged to the outside. Although not shown in the figure, the incinerator 100 is the same as a known incinerator such as a blower for supplying combustion air to an incinerator, a waste crane, an exhaust gas treatment facility, and a steam turbine generator. Other equipment may be provided.

焼却炉１０としては、種々のタイプの焼却炉を採用することができ、例えばストーカ炉を用いることができる。焼却炉１０で発生した排ガスは、誘引ファン２０が形成する負圧の圧力勾配によって、通常は排ガス処理設備（図示せず）を通って誘引ファン２０に誘引される。 As the incinerator 10, various types of incinerators can be adopted, and for example, a stoker furnace can be used. The exhaust gas generated in the incinerator 10 is usually attracted to the attracting fan 20 through an exhaust gas treatment facility (not shown) by the negative pressure gradient formed by the attracting fan 20.

焼却装置１００において、焼却炉１０内部の圧力の制御は、主として、インバータ２２による誘引ファン２０（具体的には誘引ファン２０が有する電動機Ｍ）の回転数制御によって実現される。ただし、誘引ファン２０の回転数制御だけでは実現困難な焼却炉内圧力の制御が要求される期間については、ダンパ３０の開度を調整する処理をダンパ制御器３２を用いて補助的に行う。このために、焼却装置１００には、インバータ２２とダンパ制御器３２とに接続された制御システム４０が設けられている。 In the incinerator 100, the control of the pressure inside the incinerator 10 is mainly realized by controlling the rotation speed of the attracting fan 20 (specifically, the electric motor M of the attracting fan 20) by the inverter 22. However, during the period when the pressure inside the incinerator is required to be controlled, which is difficult to realize only by controlling the rotation speed of the attract fan 20, the process of adjusting the opening degree of the damper 30 is assisted by using the damper controller 32. For this purpose, the incinerator 100 is provided with a control system 40 connected to the inverter 22 and the damper controller 32.

図４は、インバータ２２による誘引ファン２０の回転数制御の一態様を例示するグラフであり、破線で示すグラフは、要求されたファン回転数指令を示し、実線で示すグラフは、焼却装置１００における実際のファン回転数指令を示す。 FIG. 4 is a graph illustrating one aspect of rotation speed control of the attract fan 20 by the inverter 22, the graph shown by the broken line shows the requested fan rotation speed command, and the graph shown by the solid line is the incineration device 100. The actual fan speed command is shown.

図４からわかるように、回転数を急激に低下させることが求められる期間Ｄｄにおいて、実際の誘引ファンの単位時間当たりの回転数低下率（以下、減速率と呼ぶ）は、要求される減速率を下回る。これは、過電圧の発生によってインバータが停止しないことを補償する最大減速率（グラフにおける最大傾き）を超えないように、インバータの駆動が予め制限されているからである。 As can be seen from FIG. 4, in the period Dd in which the rotation speed is required to be rapidly reduced, the rotation speed reduction rate per unit time of the actual attracting fan (hereinafter referred to as the deceleration rate) is the required deceleration rate. Below. This is because the drive of the inverter is restricted in advance so as not to exceed the maximum deceleration rate (maximum slope in the graph) that compensates for the inverter not stopping due to the occurrence of overvoltage.

このとき、焼却装置１００では、要求される時間内での回転数の低下がインバータ２２による回転数制御だけでは実現困難であると判別され、この場合に、要求される風量または圧力変動に対する不足分を、ダンパ開度に換算してダンパ３０の開度を閉じる制御が行われる。この態様において、ダンパ３０の開度は、要求された回転数指令に基づいて算出された変動量（より具体的には、要求された回転数指令と実際に適用される回転数指令との差Δｎに対応する変動量）で制御される。 At this time, in the incinerator 100, it is determined that the decrease in the rotation speed within the required time is difficult to be realized only by the rotation speed control by the inverter 22, and in this case, the shortage for the required air volume or pressure fluctuation. Is converted into a damper opening degree, and control is performed to close the opening degree of the damper 30. In this embodiment, the opening degree of the damper 30 is a fluctuation amount calculated based on the requested rotation speed command (more specifically, the difference between the requested rotation speed command and the actually applied rotation speed command). It is controlled by the amount of variation corresponding to Δn).

ダンパ３０は、例えば、インバータ２２による回転数制御のみで所望の焼却内圧力制御が実現できている期間については最大開度に維持され、上記のように圧力制御の不足が生じたときには、不足分を補うように閉じられる。ダンパ３０としては、コントロールモータ等を用いて連続的に開度制御が行えるように構成された連続制御式のものを用いてもよいし、開閉動作を切り替えて行うように構成された間欠制御式ものを用いてもよい。間欠制御式の場合、開閉動作を途中で停止することにより、所望の開度にダンパを制御することが可能である。以下、上記の動作を行うための具体的な制御システムの構成例を説明する。 The damper 30 is maintained at the maximum opening for a period in which the desired incinerator pressure control can be realized only by controlling the rotation speed by the inverter 22, for example, and when the pressure control is insufficient as described above, the insufficient amount is maintained. It is closed to make up for. As the damper 30, a continuous control type damper configured to continuously control the opening degree using a control motor or the like may be used, or an intermittent control type damper configured to switch the opening / closing operation. You may use the thing. In the case of the intermittent control type, it is possible to control the damper to a desired opening degree by stopping the opening / closing operation in the middle. Hereinafter, a specific configuration example of the control system for performing the above operation will be described.

図５は、焼却装置１００に設けられた制御システム４０を示す機能ブロック図である。図５に示すように、制御システム４０は、回転数指令生成器５０から回転数指令を受け取る減速率判定回路４２と、減速率判定回路４２の判定結果に基づいて回転数指令を補正する回転数指令補正回路４４と、回転数指令補正回路４４の出力に基づいて元の回転数指令との差分をダンパ開度に換算する差分換算回路４６とを備えている。なお、制御システム４０は、例えば、プログラムが格納されたマイクロコントローラ（ＩＣチップ）などの態様で焼却装置１００に実装されるものであってよく、例えばインバータ２２に内蔵されていてもよい。 FIG. 5 is a functional block diagram showing a control system 40 provided in the incinerator 100. As shown in FIG. 5, the control system 40 has a rotation speed determination circuit 42 that receives a rotation speed command from the rotation speed command generator 50, and a rotation speed that corrects the rotation speed command based on the determination result of the reduction rate determination circuit 42. It includes a command correction circuit 44 and a difference conversion circuit 46 that converts a difference from the original rotation speed command into a damper opening degree based on the output of the rotation speed command correction circuit 44. The control system 40 may be mounted on the incinerator 100 in the form of a microcontroller (IC chip) in which a program is stored, for example, and may be built in the inverter 22, for example.

回転数指令発生器５０は、例えば、焼却炉内の圧力を示す圧力センサの出力と、ユーザによって予め設定された圧力設定値との差が最小になるような回転数指令を生成するように制御される。回転数指令発生器５０によって生成された回転数指令は、図４に破線で示したように、誘引ファンが許容できる最大減速率を超える指令であり得る。 The rotation speed command generator 50 is controlled to generate a rotation speed command so as to minimize the difference between the output of the pressure sensor indicating the pressure in the incinerator and the pressure set value preset by the user, for example. Will be done. The rotation speed command generated by the rotation speed command generator 50 can be a command exceeding the maximum deceleration rate that the attracting fan can tolerate, as shown by the broken line in FIG.

減速率判定回路４２は、回転数指令発生器５０から回転数指令を受け取り、その回転数指令が、予め設定された最大減速率を超える指令であるか否かを判定する。そして、最大減速率を超えていない場合には、受け取った回転数指令を、回転数決定回路４８を介してインバータ２２へと出力する。 The deceleration rate determination circuit 42 receives a rotation speed command from the rotation speed command generator 50, and determines whether or not the rotation speed command is a command exceeding a preset maximum deceleration rate. If the maximum deceleration rate is not exceeded, the received rotation speed command is output to the inverter 22 via the rotation speed determination circuit 48.

一方で、減速率判定回路４２が、受け取った回転数指令が最大減速率を超えると判断した場合、回転数指令補正回路４４は、減速率判定回路４２からの指示に基づいて回転数指令を補正する。この補正後の回転数指令は、上記の予め設定された最大減速率を超えないように生成され、具体的には、最大減速率を超えるときには最大減速率で回転数を低下させる指令に補正される。このようにして補正された回転数指令は、回転数指令補正回路４４から回転数決定回路４８を介してインバータ２２へと出力され、補正後の回転数指令にしたがって誘引ファンの回転数が制御される。 On the other hand, when the deceleration rate determination circuit 42 determines that the received rotation speed command exceeds the maximum deceleration rate, the rotation speed command correction circuit 44 corrects the rotation speed command based on the instruction from the deceleration rate determination circuit 42. do. This corrected rotation speed command is generated so as not to exceed the above-mentioned preset maximum deceleration rate, and specifically, when the maximum deceleration rate is exceeded, it is corrected to a command to reduce the rotation speed at the maximum deceleration rate. To. The rotation speed command corrected in this way is output from the rotation speed command correction circuit 44 to the inverter 22 via the rotation speed determination circuit 48, and the rotation speed of the attract fan is controlled according to the corrected rotation speed command. To.

このように、制御システム４０は、設定された最大減速率を超えない回転数指令をインバータ２２に送るように構成されているので、制動機能を備えていなくてもインバータ２２において許容できない過電圧が発生して動作が停止することは防止される。なお、上記の回転数指令補正回路４４は、インバータ２２と別個に設けられたものでなくてもよく、インバータ２２に内蔵された回路であって、所定の最大減速率を超える回転数指令を受け取った時には設定された所定最大減速率に自動的に補正してインバータ２２を駆動する保護回路であってもよい。また、上記の減速率判定回路４２は、インバータ２２に設けられた保護回路が作動したことを示す信号を出力する回路であってもよい。 As described above, since the control system 40 is configured to send a rotation speed command that does not exceed the set maximum deceleration rate to the inverter 22, an unacceptable overvoltage is generated in the inverter 22 even if it does not have a braking function. It is prevented that the operation is stopped. The rotation speed command correction circuit 44 does not have to be provided separately from the inverter 22, and is a circuit built in the inverter 22 to receive a rotation speed command exceeding a predetermined maximum deceleration rate. At that time, it may be a protection circuit that automatically corrects to a set predetermined maximum deceleration rate and drives the inverter 22. Further, the deceleration rate determination circuit 42 may be a circuit that outputs a signal indicating that the protection circuit provided in the inverter 22 has been operated.

制御システム４０において、上記のように減速率判定回路４２が最大減速率を超えると判断されたとき、差分換算回路４６は、回転数指令発生器５０から出力された元の回転数指令と、補正された回転数指令との差分を検出する。この差分は、要求される風量または焼却炉内圧力の変動量と、誘引ファンの回転数制御で最大限実現可能な風量または焼却炉内圧力の変動量との差分（不足分）に対応する。そこで、差分換算回路４６は、上記の検出された差分を、ダンパの開度の変動量へと換算する。 In the control system 40, when the deceleration rate determination circuit 42 is determined to exceed the maximum deceleration rate as described above, the difference conversion circuit 46 corrects the original rotation speed command output from the rotation speed command generator 50. Detects the difference from the issued rotation speed command. This difference corresponds to the difference (deficiency) between the required air volume or the fluctuation amount of the incinerator pressure and the air volume or the fluctuation amount of the incinerator pressure that can be maximally realized by controlling the rotation speed of the attract fan. Therefore, the difference conversion circuit 46 converts the detected difference into the fluctuation amount of the opening degree of the damper.

そして、差分換算回路４６は、換算により求められたダンパ開度の変更指令を、ダンパ制御器３２に出力し、ダンパ制御器３２は受け取った変更指令にしたがってダンパ３０の開度を制御する。これによって、誘引ファンの回転数を許容される最大減速率で低下させながら、圧力制御の不足分を補うだけのダンパ開度調整が行われ、焼却炉内圧力を所望の圧力に調整することが可能になる。 Then, the difference conversion circuit 46 outputs a damper opening degree change command obtained by conversion to the damper controller 32, and the damper controller 32 controls the opening degree of the damper 30 according to the received change command. As a result, the damper opening is adjusted to compensate for the lack of pressure control while reducing the rotation speed of the induction fan at the maximum deceleration rate allowed, and the pressure inside the incinerator can be adjusted to the desired pressure. It will be possible.

なお、図４に示したように、回転数急低下期間Ｄｄを過ぎて、インバータによる誘引ファンの回転数制御のみで焼却炉内圧力を所望の圧力に制御可能な状態に戻ったときには、ダンパの開度を元の予め設定された開度（典型的には最大開度）に徐々に戻していってもよい。つまり、必要な期間だけダンパ開度の再調整を行い、不要な期間にはダンパの開度を予め設定された開度に維持するように動作させてもよい。このような動作も、上記に説明した制御システムにおいて、判定回路の判定結果に基づいて差分換算回路がダンパ制御器に適切な制御指令を出力するようにすれば、容易に実現することができる。 As shown in FIG. 4, when the incinerator pressure can be controlled to a desired pressure only by controlling the rotation speed of the induction fan by the inverter after the rotation speed sudden drop period Dd, the damper is used. The opening may be gradually returned to the original preset opening (typically the maximum opening). That is, the damper opening may be readjusted only for a necessary period, and the damper may be operated so as to maintain the damper opening at a preset opening during an unnecessary period. Such an operation can be easily realized in the control system described above by causing the difference conversion circuit to output an appropriate control command to the damper controller based on the determination result of the determination circuit.

以上に説明したように、本実施形態の廃棄物焼却装置１００は、インバータ駆動による誘引ファンの回転数制御を主体として風量および焼却炉内圧力の制御を行うので、消費電力の削減を図ることができる。また、ダンパ制御は補助的に行われ、その制御頻度は高くない。このため、ダンパ電油操作器の油量制御機構として噴射管方式などの高価な機構を用いることなく、電磁弁方式などの安価な機構を用いたり、あるいは、油圧式以外の安価なダンパを採用することが可能になるので、コストを削減することができる。 As described above, the waste incinerator 100 of the present embodiment mainly controls the rotation speed of the attract fan by the inverter drive to control the air volume and the pressure in the incinerator, so that it is possible to reduce the power consumption. can. Moreover, the damper control is performed auxiliary, and the control frequency is not high. For this reason, instead of using an expensive mechanism such as the injection pipe method as the oil amount control mechanism of the damper electric oil controller, an inexpensive mechanism such as the solenoid valve method is used, or an inexpensive damper other than the hydraulic type is adopted. It is possible to reduce the cost.

本発明の実施形態による廃棄物焼却装置は、焼却炉を備える種々の焼却施設全般においてに好適に用いられる。 The waste incinerator according to the embodiment of the present invention is suitably used in various incinerators including an incinerator in general.

１０ 焼却炉
２０ 誘引ファン
２２ インバータ
２４ 煙突
３０ ダンパ
３２ ダンパ制御器
４０ 制御システム
４２ 減速率判定回路
４４ 回転数指令補正回路
４６ 差分換算回路
４８ 回転数決定回路
５０ 回転数指令発生器
１００ 廃棄物焼却装置 10 Incinerator 20 Incinerator 20 Inverter 24 Chimney 30 Damper 32 Damper controller 40 Control system 42 Deceleration rate judgment circuit 44 Rotation command correction circuit 46 Difference conversion circuit 48 Rotation number determination circuit 50 Rotation command generator 100 Waste incinerator

Claims (3)

焼却炉と、前記焼却炉の煙道の下流側に設けられた誘引ファンと、前記誘引ファンの回転数を制御するインバータと、前記煙道に配置されたダンパと、前記ダンパの開度を制御するダンパ制御器と、前記インバータと前記ダンパ制御器とに接続された制御システムとを備え、前記インバータを用いて前記誘引ファンの回転数を制御することによって前記焼却炉の炉内圧力を調整するように構成され、所定の最大減速率を超える減速率で前記誘引ファンの回転数を低下させる回転数指令が要求されたとき、前記所定の最大減速率を超えないように前記インバータを駆動するとともに、前記要求された回転数指令に基づいて算出された変動量で前記ダンパの開度の制御を行う、廃棄物焼却装置であって、
前記制御システムは、
前記誘引ファンの回転数を所定の最大減速率を超える減速率で低下させることが要求されたか否かを判定する減速率判定回路と、
前記最大減速率を超える減速率で低下させることが要求されたと判定されたときに、前記誘引ファンの回転数を前記最大減速率で低下させる指令に補正して前記インバータに出力する回転数指令補正回路と、
補正前の回転数指令と、前記回転数指令補正回路が生成する補正後の回転数指令との差分をダンパの開度に換算して前記ダンパ制御器に出力する差分換算回路とを有する、廃棄物焼却装置。 The incinerator, the attract fan provided on the downstream side of the flue of the incinerator, the inverter that controls the rotation speed of the attract fan, the damper arranged in the flue, and the opening degree of the damper are controlled. A damper controller is provided, and a control system connected to the inverter and the damper controller is provided, and the pressure inside the incinerator is adjusted by controlling the rotation speed of the attract fan using the inverter. When a rotation speed command for lowering the rotation speed of the attract fan is requested at a deceleration rate exceeding a predetermined maximum deceleration rate, the inverter is driven so as not to exceed the predetermined maximum deceleration rate. At the same time, it is a waste incineration device that controls the opening degree of the damper by the fluctuation amount calculated based on the requested rotation speed command.
The control system is
A deceleration rate determination circuit for determining whether or not it is required to reduce the rotation speed of the attract fan at a deceleration rate exceeding a predetermined maximum deceleration rate, and a deceleration rate determination circuit.
When it is determined that it is required to reduce the speed at a deceleration rate exceeding the maximum deceleration rate, the rotation speed command correction that corrects the rotation speed of the attraction fan to a command to reduce the rotation speed at the maximum deceleration rate and outputs it to the inverter. Circuit and
It has a difference conversion circuit that converts the difference between the rotation speed command before correction and the rotation speed command after correction generated by the rotation speed command correction circuit into the opening degree of the damper and outputs it to the damper controller. Material incineration device. 前記差分換算回路からの出力に基づいて前記ダンパ制御器によって前記ダンパの開度が制御された後、前記誘引ファンの回転数を所定の最大減速率を超える減速率で低下させることが要求されない状態に戻ったときには、前記ダンパの開度を設定された開度に戻すように構成されている、請求項１に記載の廃棄物焼却装置。 After the opening degree of the damper is controlled by the damper controller based on the output from the difference conversion circuit, it is not required to reduce the rotation speed of the attract fan at a deceleration rate exceeding a predetermined maximum deceleration rate. The waste incinerator according to claim 1 , which is configured to return the opening degree of the damper to the set opening degree when the damper returns to. 焼却炉と、前記焼却炉の煙道の下流側に設けられた誘引ファンと、前記誘引ファンの回転数を制御するインバータと、前記煙道に配置されたダンパと、前記ダンパの開度を制御するダンパ制御器とを備える廃棄物焼却装置において用いられる焼却炉内圧力制御方法であって、
前記誘引ファンの回転数を制御するための回転数指令を生成するステップと、
前記生成された回転数指令が、所定の最大減速率を超える減速率で前記誘引ファンの回転数を低下させる回転数指令であったか否かを判断するステップと、
前記所定の最大減速率を超える減速率を超える回転数指令であると判断された場合において、前記所定の最大減速率を超えないように補正した回転数指令によって前記インバータを駆動するステップと、
前記補正した回転数指令によって前記インバータを駆動すると同時に、前記生成された回転数指令と前記補正した回転数指令との差分に対応する変動量で前記ダンパの開度の制御するステップと
を包含する、焼却炉内圧力制御方法。
The incinerator, the attraction fan provided on the downstream side of the flue of the incinerator, the inverter that controls the rotation speed of the attraction fan, the damper arranged in the flue, and the opening degree of the damper are controlled. It is a pressure control method in an incinerator used in a waste incinerator equipped with a damper controller.
A step of generating a rotation speed command for controlling the rotation speed of the attraction fan, and
A step of determining whether or not the generated rotation speed command is a rotation speed command for lowering the rotation speed of the attract fan at a reduction rate exceeding a predetermined maximum reduction rate.
A step of driving the inverter by a rotation speed command corrected so as not to exceed the predetermined maximum deceleration rate when it is determined that the rotation speed command exceeds the deceleration rate exceeding the predetermined maximum deceleration rate.
At the same time as driving the inverter by the corrected rotation speed command, the step of controlling the opening degree of the damper with a fluctuation amount corresponding to the difference between the generated rotation speed command and the corrected rotation speed command is included. , Incinerator pressure control method.

Images