JPH0157245B2 - - Google Patents

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JPH0157245B2
JPH0157245B2 JP19600383A JP19600383A JPH0157245B2 JP H0157245 B2 JPH0157245 B2 JP H0157245B2 JP 19600383 A JP19600383 A JP 19600383A JP 19600383 A JP19600383 A JP 19600383A JP H0157245 B2 JPH0157245 B2 JP H0157245B2
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JP
Japan
Prior art keywords
amount
waste
oxygen concentration
exhaust gas
incinerator
Prior art date
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JP19600383A
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English (en)
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JPS6089615A (ja
Inventor
Masaaki Furukawa
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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Publication date
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Publication of JPH0157245B2 publication Critical patent/JPH0157245B2/ja
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/50Control or safety arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/003Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
    • F23N5/006Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties the detector being sensitive to oxygen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、焼却炉排ガス中の水分を測定し、該
水分に基いて焼却炉における焼却量を制御する方
法に関する。
〔技術的背景〕
例えば、廃熱ボイラを設えた都市ごみの焼却設
備において、廃熱ボイラで発生した蒸気は、ター
ビン発電機などの余熱利用設備に使用されている
が、この際蒸気を有効に利用する為には、蒸気発
生量を安定化させる必要がある。
蒸気発生量を安定化させる為には、一般的には
燃料供給量を制御しているが、都市ごみ燃却設備
の場合、蒸気発生量の安定化に主眼を置くと、発
熱量の低いごみを処理する場合、ごみの処理量が
増え、ごみピツトが空になり連続運転に支障を来
し、また、発熱量の高いごみを処理する場合、ご
みの処理量が減少し、ごみピツト残量が増加する
傾向となり、焼却炉本来の目的であるごみ処理に
支障を来すことになる。
このごみピツト残量を適正に維持しながら、廃
熱ボイラを設けた焼却炉を連続的に運転し、且つ
蒸気の発生量を安定化する為には、オンラインに
よりごみの発熱量を測定し、このごみの発熱量及
びごみの要処理量に見合つて蒸気発生量を安定化
させることが不可欠である。
〔発明の目的〕
本発明は、焼却炉排ガス中の水分量をオンライ
ンにより測定し、この水分量に基いてごみの発熱
量を推定し、この発熱量に基いてごみの焼却量を
制御することを目的とする。
〔発明の構成〕
本発明は、ごみ焼却炉出口の酸素濃度、煙道の
酸素濃度及び燃焼用空気量を夫々検出し、検出さ
れた両酸素濃度及び燃焼用空気量に基いて焼却炉
排ガス中の水分量を測定し、該水分量に基いてご
みの発熱量を推定し、該発熱量とごみピツトの適
正残量等に基いてごみの適正焼却量を制御する方
法である。
ところで、従来、焼却排ガス中の水分をオンラ
インで測定する方法並びに装置は知られていなか
つた。そして、ごみ自体の水分の測定はサンプル
の採取が困難であり、また排ガス中の水分をバツ
チ式に測定したとしても、これを即時にごみ焼却
量の制御や、廃熱ボイラーの蒸発量の管理に役立
てることは殆んど不可能であつた。
そこで、本発明者等は、排ガス中の水分をオン
ラインで測定し、この結果をごみ焼却量の制御に
利用する方法について種々検討した結果本発明を
なすに到つた。
本発明においては、焼却排ガス中の水分を直接
測定するのではなく、焼却炉出口酸素濃度(冷却
装置出口酸素濃度でもよい)(生ガス測定)と環
境監視上必要な煙道ガス酸素濃度(常温ガス測
定)の2種類の酸素濃度と、燃焼用空気量をオン
ラインで測定し、これらを比較演算することによ
り焼却排ガス中の水分を測定し、この排ガス中の
水分量と焼却炉の熱バランスとの関係から被焼却
物(例えば都市ごみ)の発熱量を推定して、この
推定された発熱量、焼却ごみの適正量との関係か
ら廃熱ボイラーの蒸気発生量が一定になるよう焼
却炉の燃焼管理を行うものである。
つぎに、先づ第1図に基いて、本発明における
焼却炉排ガス中の水分測定法について説明する。
第1図において、符号21は焼却炉、22は被
燃焼物供給用ホツパー、23は燃焼用空気送風
機、24はガス冷却装置(又は廃熱ボイラ)、2
5は電気集塵器、26は誘引送風機、27は煙
突、28は反搬出装置を示し、また、1は燃焼用
空気量検出端、2は燃焼用空気量伝送器、3は燃
焼用空気量指示計、4は焼却炉出口排ガス酸素濃
度検出端、5は焼却炉出口排ガス酸素濃度伝送
器、6は焼却炉出口排ガス酸素濃度指示計、7は
排ガス水分演算部、8は排ガス水分指示計、9は
煙道ガス酸素濃度検出端、10は煙道ガス酸素濃
度伝送器、11は煙道ガス酸素濃度指示計、12
はガス冷却装置灰排出機、13は電気集塵器灰排
出器、14は電気集塵器パージ装置を示す。な
お、3,6,8,11で示される各指示計は測定
値の確認に為にのみ必要なものである。
被燃焼物例えば都市ゴミは被燃焼物供給用ホツ
パー22から焼却炉に供給され、燃焼用空気送風
機23から供給される空気により、焼却炉21中
で燃焼され、燃焼ガスはガス冷却装置(又は廃熱
ボイラー)24中で冷却された後、電気集塵器に
送られ随伴している塵を除去されてから誘引送風
機により煙突27へ送られ大気中へ排出される。
一方ガス冷却装置或いは電気集塵器中で分離され
た灰分は夫々ガス冷却装置灰排機12及び電気集
塵器灰排出器13より排出され、灰搬出装置28
により所定の場所に搬出される。この間ガス冷却
装置灰排出機12及び電気集塵器灰排出器13か
らのガスのリークは極めて小さい。
つぎに本発明の燃焼用空気量検出機構、酸素濃
度検出機構及び排ガス中の水分測定機構について
説明すると、燃焼用空気量検出端1により空気量
を検知し、燃焼用空気量伝送器2により伝送さ
れ、燃焼用空気量指示計3により指示される(ウ
エツトベース)。
また、煙道ガス酸素濃度検出端9により煙道ガ
ス酸素濃度を検知し、煙道ガス酸素濃度伝送器1
0により伝送し、煙道ガス酸素濃度指示計11に
より指示される(ドライベース)。一方焼却炉出
口または焼却炉出口排ガス酸素濃度は焼却炉出口
排ガス酸素濃度検出端4により検知され、焼却炉
出口排ガス酸素濃度伝送器5により伝送され、焼
却炉出口排ガス酸素濃度指示計6により指示され
る(ウエツトベース)。そしてこの焼却炉出口排
出ガス酸素濃度指示計により指示された値を、前
記3により指示されたデータ及び11により指示
されたデータに基いて演算部7によりドライベー
スに換算し、8に指示するものである。
演算部7における演算を説明すると次のとおり
である。
x:ガス中の酸素量(Nm3/H) y:ガス中のN2、CO2、NOX等O2、H2O以外の
ガス量(Nm3/H) z:焼却炉出口排ガス酸素濃度検出端4から煙道
ガス酸素濃度検出端9までの空気漏れ込み量
(Nm3/H)ドライ h1:焼却炉出口排ガス酸素濃度検出端4における
水分量(Nm3/H) 100h2:空気中の水分量(%) QA:燃焼用空気量指示計の読み(Nm3/H) 100A:焼却炉出口排ガス酸素濃度指示計の読み
(%) 100B:煙道ガス酸素濃度指示計の読み(%) QG:燃焼ガス量(Nm3/H) とすると、 焼却炉出口ガス、またはボイラ出口ガス酸素濃
度計の読みA A=x/x+y+h1 (1) 煙道酸素濃度計の読みB B=x+0.21z/x+y+z (2) 空気中の酸素濃度を21%と仮定 (1)より x=A/1−A(y+h1) (Nm3/H) (3) (2)より x=B/1−By+B−0.21/1−Bz (Nm3
H) (4) (3)、(4)より h1=B−A/A(1−B)y+(B−0.21)(1−A)
/A(1−B)z (Nm3/H)(5) ここでトータルガス量(ドライ)と、燃焼用空
気量との関係は QG=K・QA・(1−h2)=x+y (Nm3/H)
(6) (3)、(6)より x=A{K・QA・(1−h2)+h1} (Nm3/H)
(7) ここで C=B−A/A(1−B) D= (B−0.21)(1−A)/A(1−B) QD=QA(1−h2) とおくと h1=C・y+D・z (Nm3/H) (5)′ (5)′、(6)、(7)より h1=C(K・QD−x)+D・z (Nm3/H)
(5)″ x=A{K・QD+C(K・QD−x)+D・z} (Nm3
/H)(7)′ (1+C・A)x=A{K・QD+C・K・QD+D・z} x=A/1+CA{K・QD+C・K・QD+D・z} (N
m3/H)(7)″ したがつて焼却炉出口またはボイラ出口ガス酸
素濃度(dry)x′は x′=x/K・QD=A/(1+C・A)K・QDK・QD
K・QD+C・K・QD+D・z} =A(1+C)/1+C・A+A・D・z/(1+C
・A)K・QD ここで I=A(1+C)/1+C・A K=0.97(1−h2)/1−0.0014x′×100=0.951
/1−Lx′ とすると x′=I+A・D・z/(1+C・A)・0.951・QD/(
1−Lx′)=I+A・D・z(1−Lx′)/(1+C・
A)・0・951・QD ここで J=A・D・z/0.951・QD・(1+CA) とすると x′=I+J−JLx′ (1+JL)x′=I+J 100x′=I+J/1+JL×100 (%) (7) となり(5)″より h1=C{0.951・QD/1−L・x′(1−x′
)}+Dz (Nm3/H) 100h′1=h1(1−L・x′)/0.951・QD (%) つぎに、今まで述べたようにして排ガス中の水
分の測定が可能となれば、焼却炉へ導入する冷却
水の量は容易にわかるので、排ガス中の水分から
焼却炉へ導入する冷却水の量を差し引くことによ
り、ごみ中の水分は容易に決定することができ
る。一方焼却炉への入熱(流動用空気持込み熱
量、二次空気持込み熱量、ごみ持込み熱量)と出
熱(排ガス持出し顕熱、循環砂持出し熱量、炉頂
スプレー蒸発熱量、飛散灰持出し熱量及び放熱
量)から炉における発熱量を計算できるので、こ
の発熱量とごみ中の水分の関係からごみの発熱量
を求めることができ、このごみの発熱量に従つ
て、適正なごみ処理量を算出することができ、こ
のごみ処理量に対応した蒸気発生量(廃熱ボイラ
ーにおける)を算出し、この値を蒸発量調節計に
設定しておくことにより、安定した蒸気発生量と
して装置全体として最適な運転状態を維持するこ
とが可能となる。
つぎに第2図に基いて、排ガス中の水分に基
き、焼却炉におけるごみ焼却量を制御する一例を
説明する。
第2図において、符号1,2,4,5,7,
9,10,21,22,23,25,26,27
及び28は第1図の符号と同じ意味を有し、符号
24′は廃熱ボイラ、31は冷却水流量検出端、
32は冷却水流量伝送器、33はごみ処理量検出
端、34はごみ処理量伝送器、35は蒸気量検出
端、36は蒸気量伝送器、37は蒸気量調節計、
38はボイラドラム圧力検出端、39はボイラド
ラム圧力伝送器、40はボイラドラム圧力調節
計、41はボイラドラム圧力操作端、42は都市
ごみ発熱量演算部、43は都市ごみ発熱量平均値
演算部、44は適正蒸発量演算部、45は適正処
理量演算部、46は適正処理量と平均処理量の比
較演算部及び適正蒸発量演算開始指令部、47は
給塵機、48は給塵機駆動モータを示す。
先づ、第1図に基いて説明したように、排ガス
水分演算部7において排ガス中の水分を求め、該
水分量を都市ゴミ発熱量演算部42に伝達し該都
市ゴミ蒸発量演算部においては、冷却水流量検出
端31で検出され、冷却水流量伝送器により伝送
される冷却水量、及びごみ処理量検出端33で検
出され、ゴミ処理量伝送器34で伝送されるごみ
処理量と、前記排ガス水分量とに基いて都市ごみ
の発熱量を演算し、該発熱量を都市ごみ発熱量平
均演算部43に伝送し、該43で都市ごみ発熱量
の平均値を求め、該平均値を適正発熱量演算部4
4に伝送する。該適正蒸発量演算部44において
は、43から伝達される都市ごみ発熱量平均値、
及びごみ搬入量、ごみピツト残量及び希望残量
(適正残量)に基いて適正処理量演算部45で演
算され適正蒸発量演算部44に伝送される都市ご
みの適正処理量とに基いて適正蒸発量(廃熱ボイ
ラーにおける適正蒸発量)を演算する。この演算
により算出された適正蒸発量を、手動により又は
自動的に蒸気量調節計37に設定しておけば、蒸
気量検出端35で検出され蒸気量伝送器36によ
り伝送される蒸気量の信号と、蒸気量調節計に設
定されている値から、焼却炉に供給されるごみの
量の過不足を蒸気量調節計37で感知し、不足し
ている場合には、その信号を給塵機駆動モータ4
8に伝達してごみ供給量を増加させるように制御
する。
なお、廃熱ボイラ24′のボイラドラム圧力検
出端によりボイラドラムの圧力を検出し、この信
号をボイラドラム圧力伝送器によりボイラドラム
圧力調節計に伝達し、該圧力調節計は該信号に基
いて、ボイラドラム圧力が所定の(一定の)圧力
になるようボイラドラム圧力操作端(例えばバル
ブ)を開又は閉方向に操作する。
上記ように制御することにより、適正なごみ処
理量を維持しつゝ廃熱ボイラにおける蒸気発生量
を安定に維持することが可能となる。
なお、ごみ質(例えばごみの水分)の変動或い
はごみ搬入量の変動等により前に計算した適正な
処理量が満足なものでなくなつた場合、適正処理
量と平均処理量の比較演算部において、適正処理
量と平均処理量の差に基いて適正蒸発量演算部4
4に演算開始指令を出し、適正蒸発量の再計算を
行い、その値を蒸気量調節計37に再設定するこ
とにより、新しいバランス点で安定した蒸気発生
量を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の一実施例を示す工
程図である。 1……燃焼用空気量検出端、3……燃線用空気
量指示計、4……焼却炉出口排ガス酸素濃度検出
端、6……焼却炉出口排ガス酸素濃度指示計、7
……排ガス水分演算部、8……排ガス水分指示
計、9……煙道ガス酸素濃度検出端、11……煙
道ガス酸素濃度指示計、21……焼却炉、22…
…被燃焼物供給用ホツパー、23……燃焼用空気
送風機、24……ガス冷却装置、25……電気集
塵器、26……誘引送風機、27……煙突、28
……灰搬出装置、31……冷却水流量検出端、3
3……ごみ焼却量検出端、35……蒸気量検出
端、37……蒸気量調節計、38……ボイラドラ
ム圧力検出端、40……ボイラドラム圧力調節
計、42……都市ごみ発熱量演算部、43……都
市ごみ発熱量平均値演算部、44……適正発熱量
演算部、45……適正処理量演算部、46……適
正処理量と平均処理量の比較演算部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 焼却炉出口の酸素濃度、煙道の酸素濃度及び
    燃焼用空気量を夫々検出し、検出された両酸素濃
    度及び燃焼用空気量に基いて焼却炉排ガス中の水
    分を測定し、該水分に基いて焼却炉におけるごみ
    等の焼却量を制御する方法。
JP19600383A 1983-10-21 1983-10-21 焼却炉におけるごみ等の焼却量制御方法 Granted JPS6089615A (ja)

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JPS6089615A JPS6089615A (ja) 1985-05-20
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JPH02503223A (ja) * 1988-02-18 1990-10-04 ザールベルクヴエルケ アクチエンゲゼルシヤフト 廃棄物を焼却する方法および装置
JP4942788B2 (ja) * 2009-06-04 2012-05-30 株式会社神鋼環境ソリューション 焼却炉の制御装置

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