JPH1068514A - ごみ焼却炉の燃焼制御方法 - Google Patents
ごみ焼却炉の燃焼制御方法Info
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- JPH1068514A JPH1068514A JP30455796A JP30455796A JPH1068514A JP H1068514 A JPH1068514 A JP H1068514A JP 30455796 A JP30455796 A JP 30455796A JP 30455796 A JP30455796 A JP 30455796A JP H1068514 A JPH1068514 A JP H1068514A
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- refuse
- combustion
- per unit
- combustion air
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
- F23G5/50—Control or safety arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2207/00—Control
- F23G2207/10—Arrangement of sensing devices
- F23G2207/103—Arrangement of sensing devices for oxygen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2207/00—Control
- F23G2207/20—Waste supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
- F23G2900/55—Controlling; Monitoring or measuring
- F23G2900/55009—Controlling stoker grate speed or vibrations for waste movement
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ごみの燃焼による発生熱量を一定にし、安定
した蒸気発生量を維持する。 【解決手段】 炉に供給される空気量を燃焼空気流量計
５ｂ及び冷却空気流量計１０ｂで測定し、又、Ｏ2 濃度
計１４で排ガス中のＯ2 濃度を測定し、これらの測定値
から燃焼制御手段１５で燃焼しているごみの発生熱量を
周期的に演算し、発生熱量が一定になるように、乾燥火
格子駆動装置３ｄ及び燃焼空気ダンパ５ａを制御する。 【効果】 燃焼中のごみの発熱量が把握され即時的に制
御が行われるので、ごみ質が短時間で変動しても蒸気発
生量が一定に維持される。
した蒸気発生量を維持する。 【解決手段】 炉に供給される空気量を燃焼空気流量計
５ｂ及び冷却空気流量計１０ｂで測定し、又、Ｏ2 濃度
計１４で排ガス中のＯ2 濃度を測定し、これらの測定値
から燃焼制御手段１５で燃焼しているごみの発生熱量を
周期的に演算し、発生熱量が一定になるように、乾燥火
格子駆動装置３ｄ及び燃焼空気ダンパ５ａを制御する。 【効果】 燃焼中のごみの発熱量が把握され即時的に制
御が行われるので、ごみ質が短時間で変動しても蒸気発
生量が一定に維持される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，火格子式ごみ焼却
炉のごみの燃焼制御方法に関連し、特に一定の蒸気発生
量を得るために、燃焼空気量及び乾燥火格子速度を制御
する方法に関する。
炉のごみの燃焼制御方法に関連し、特に一定の蒸気発生
量を得るために、燃焼空気量及び乾燥火格子速度を制御
する方法に関する。
【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
って発生する膨大な熱エネルギ回収への関心が高まり，
ボイラ発電設備のついたものが増加している。
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
って発生する膨大な熱エネルギ回収への関心が高まり，
ボイラ発電設備のついたものが増加している。
【０００３】このようなごみ焼却炉においては，蒸気を
安定して供給するために，炉出口温度を一定化させる自
動燃焼制御が行われている。その制御手段としては、燃
焼空気量や過剰昇温を防ぐ冷却空気量を制御し、或いは
乾燥火格子速度を調整して炉内へのごみの送り込み量を
制御する方法等がある。
安定して供給するために，炉出口温度を一定化させる自
動燃焼制御が行われている。その制御手段としては、燃
焼空気量や過剰昇温を防ぐ冷却空気量を制御し、或いは
乾燥火格子速度を調整して炉内へのごみの送り込み量を
制御する方法等がある。
【０００４】焼却炉では数１０分の間隔で、焼却炉のホ
ッパにごみが投入されるが、一般には、このごみ投入時
に過去の蒸気発生量、燃焼空気量及びごみの投入量実績
を見て、必要な蒸気発生量に見合う目標焼却量が修正計
算される。そして、実績焼却量で蒸気発生量が目標量よ
り少なければ乾燥火格子速度を増速してごみの送り込み
量を増やし、目標量より多ければ乾燥火格子速度を減速
し、これに合わせて燃焼空気量を調節して目標量に近づ
くように制御している。
ッパにごみが投入されるが、一般には、このごみ投入時
に過去の蒸気発生量、燃焼空気量及びごみの投入量実績
を見て、必要な蒸気発生量に見合う目標焼却量が修正計
算される。そして、実績焼却量で蒸気発生量が目標量よ
り少なければ乾燥火格子速度を増速してごみの送り込み
量を増やし、目標量より多ければ乾燥火格子速度を減速
し、これに合わせて燃焼空気量を調節して目標量に近づ
くように制御している。
【０００５】しかし、燃料となるごみの質は刻々と変わ
り燃焼状態が変動するので、上記の乾燥火格子速度と燃
焼空気量をごみ投入毎に制御する方法では、長時間例え
ば一日の平均蒸気発生量を調整することはできるが、こ
の間の変動量を無くし蒸気発生量を常に一定に維持する
ことは困難であった。
り燃焼状態が変動するので、上記の乾燥火格子速度と燃
焼空気量をごみ投入毎に制御する方法では、長時間例え
ば一日の平均蒸気発生量を調整することはできるが、こ
の間の変動量を無くし蒸気発生量を常に一定に維持する
ことは困難であった。
【０００６】従来、この問題に対し、常時測定される測
定値から炉内に存在するごみの量を計算し、この計算値
に基づいて乾燥火格子速度又は燃焼空気量を制御する方
法が提案されている。
定値から炉内に存在するごみの量を計算し、この計算値
に基づいて乾燥火格子速度又は燃焼空気量を制御する方
法が提案されている。
【０００７】例えば，特公平２−３９６８６号公報に
は，炉内に入る総空気量と低位発熱量（単位重量当たり
の発熱量）とから理論燃焼空気量を推定し、理論燃焼空
気量とごみ焼却炉の排ガス流量とＯ2 濃度の測定値とか
ら燃焼するごみ重量を求め、このごみ重量に基づいて燃
焼空気量又は乾燥火格子速度を制御する方法が記載され
ている。この場合、低位発熱量は炉体からボイラまでを
一つの系として、３０分程度の一定時間の熱収支から計
算される。
は，炉内に入る総空気量と低位発熱量（単位重量当たり
の発熱量）とから理論燃焼空気量を推定し、理論燃焼空
気量とごみ焼却炉の排ガス流量とＯ2 濃度の測定値とか
ら燃焼するごみ重量を求め、このごみ重量に基づいて燃
焼空気量又は乾燥火格子速度を制御する方法が記載され
ている。この場合、低位発熱量は炉体からボイラまでを
一つの系として、３０分程度の一定時間の熱収支から計
算される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記の制御方法では、
燃焼するごみ重量を計算しこの推定値に基づいて燃焼空
気量又は乾燥火格子速度を制御するが、計算の根拠とな
る低位発熱量は３０分程度の一定時間を経ないと修正さ
れず、その間固定されている。即ち、ごみ質の短期的変
動は考慮されていない。
燃焼するごみ重量を計算しこの推定値に基づいて燃焼空
気量又は乾燥火格子速度を制御するが、計算の根拠とな
る低位発熱量は３０分程度の一定時間を経ないと修正さ
れず、その間固定されている。即ち、ごみ質の短期的変
動は考慮されていない。
【０００９】しかしながら，ごみの性状や成分即ちごみ
質は絶えず変化しているため，この間にも発生する熱量
は変動し、蒸気発生量の変動につながるという問題があ
った。
質は絶えず変化しているため，この間にも発生する熱量
は変動し、蒸気発生量の変動につながるという問題があ
った。
【００１０】この発明は上記の問題を解決するために行
われたもので、ごみ質の変動に対応し、炉内で燃焼して
いるごみの発熱量を高い頻度で推定し、燃焼空気量及び
乾燥火格子速度を周期的に制御することによって、安定
した蒸気発生量を得る方法を提供しようとするものであ
る。
われたもので、ごみ質の変動に対応し、炉内で燃焼して
いるごみの発熱量を高い頻度で推定し、燃焼空気量及び
乾燥火格子速度を周期的に制御することによって、安定
した蒸気発生量を得る方法を提供しようとするものであ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成する手段
は、次に記載する発明である。第一の発明は、ごみ焼却
炉に供給される空気量と排ガスＯ2 濃度を測定し、これ
らの測定値を用いて燃焼しているごみの単位時間当たり
の発熱量を推定し，この発熱量の推定値と目標値との差
に基づいて燃焼空気量及び乾燥火格子速度の補正値を算
出し、各々の補正値により燃焼空気量及び乾燥火格子速
度を周期的に制御するごみ焼却炉の燃焼制御方法であ
る。
は、次に記載する発明である。第一の発明は、ごみ焼却
炉に供給される空気量と排ガスＯ2 濃度を測定し、これ
らの測定値を用いて燃焼しているごみの単位時間当たり
の発熱量を推定し，この発熱量の推定値と目標値との差
に基づいて燃焼空気量及び乾燥火格子速度の補正値を算
出し、各々の補正値により燃焼空気量及び乾燥火格子速
度を周期的に制御するごみ焼却炉の燃焼制御方法であ
る。
【００１２】ごみ焼却炉に供給される空気には燃焼空気
と冷却空気（以下、供給空気と称す）がある。供給空気
の一部は燃焼に消費されるが、その量即ち消費空気量は
ごみの燃焼状態によって変化する。消費空気量が大きけ
れば燃焼しているごみの発熱量が多い。消費空気量は、
排ガス中の残存Ｏ2 量を変化させるので、排ガスＯ2濃
度と単位時間当たりの供給空気量とから燃焼しているご
みの単位時間当たりの発熱量を推定することができる。
と冷却空気（以下、供給空気と称す）がある。供給空気
の一部は燃焼に消費されるが、その量即ち消費空気量は
ごみの燃焼状態によって変化する。消費空気量が大きけ
れば燃焼しているごみの発熱量が多い。消費空気量は、
排ガス中の残存Ｏ2 量を変化させるので、排ガスＯ2濃
度と単位時間当たりの供給空気量とから燃焼しているご
みの単位時間当たりの発熱量を推定することができる。
【００１３】この推定を高頻度で行えば、変化するごみ
の発熱量を絶えず把握することが可能であり、この推定
値に基づいて燃焼状態を左右する燃焼空気量と乾燥火格
子速度を制御すれば、ごみ質の変化と燃焼しているごみ
重量に対応して単位時間当たりの発熱量をコントロール
することができる。
の発熱量を絶えず把握することが可能であり、この推定
値に基づいて燃焼状態を左右する燃焼空気量と乾燥火格
子速度を制御すれば、ごみ質の変化と燃焼しているごみ
重量に対応して単位時間当たりの発熱量をコントロール
することができる。
【００１４】空気量や排ガスＯ2 濃度は連続的に測定さ
れているので、数秒程度の間隔で測定値を採取し、これ
らの平均値を用いてその時燃焼しているごみの発熱量を
推定するとよい。燃焼しているごみの単位時間当たりの
発熱量が推定されると、この推定値と目標値との差が無
くなるように、燃焼状態を左右するごみの送り込み量即
ち乾燥火格子速度と燃焼空気量とを制御する。これによ
って、常に、目標値に沿った燃焼熱が発生し、一定の蒸
気発生量が得られる。
れているので、数秒程度の間隔で測定値を採取し、これ
らの平均値を用いてその時燃焼しているごみの発熱量を
推定するとよい。燃焼しているごみの単位時間当たりの
発熱量が推定されると、この推定値と目標値との差が無
くなるように、燃焼状態を左右するごみの送り込み量即
ち乾燥火格子速度と燃焼空気量とを制御する。これによ
って、常に、目標値に沿った燃焼熱が発生し、一定の蒸
気発生量が得られる。
【００１５】第二の発明は、ごみ焼却炉に供給される空
気量と、排ガスＯ2 濃度と、ごみ焼却炉に投入されるご
み重量を測定し、これらの測定値を用いて炉内で燃焼し
ているごみの単位重量当たりの発熱量を推定し、この発
熱量の推定値と目標値との差に基づいて燃焼空気量及び
乾燥火格子速度の補正値を算出し、各々の補正値により
燃焼空気量及び乾燥火格子速度を周期的に制御すること
を特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御方法である。
気量と、排ガスＯ2 濃度と、ごみ焼却炉に投入されるご
み重量を測定し、これらの測定値を用いて炉内で燃焼し
ているごみの単位重量当たりの発熱量を推定し、この発
熱量の推定値と目標値との差に基づいて燃焼空気量及び
乾燥火格子速度の補正値を算出し、各々の補正値により
燃焼空気量及び乾燥火格子速度を周期的に制御すること
を特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御方法である。
【００１６】燃焼しているごみの単位時間当たりの発熱
量は、そのごみの重量と単位重量当たりの発熱量との積
である。そして、単位重量当たりの発熱量はごみ質の変
化を直接反映する。特に、最近では、ホッパに投入され
たごみは乾燥火格子によって一定量が炉内に送り込まれ
るように工夫されている焼却炉が多い。このような焼却
炉では、ごみ質の変動が燃焼熱の発生に直接影響する。
ごみの単位重量当たりの発熱量の変動を推定してごみ質
の短時間の変動を捉えて制御することにより、燃焼空気
量とともに乾燥火格子速度を微調整することができ、一
層蒸気発生量が安定する。
量は、そのごみの重量と単位重量当たりの発熱量との積
である。そして、単位重量当たりの発熱量はごみ質の変
化を直接反映する。特に、最近では、ホッパに投入され
たごみは乾燥火格子によって一定量が炉内に送り込まれ
るように工夫されている焼却炉が多い。このような焼却
炉では、ごみ質の変動が燃焼熱の発生に直接影響する。
ごみの単位重量当たりの発熱量の変動を推定してごみ質
の短時間の変動を捉えて制御することにより、燃焼空気
量とともに乾燥火格子速度を微調整することができ、一
層蒸気発生量が安定する。
【００１７】
【発明の実施の形態】ごみ焼却炉と制御系の概要を図１
に示す。１は焼却炉であり，ホッパ２，乾燥火格子３
ａ，燃焼火格子３ｂ，後燃焼火格子３ｃ，灰落下口４を
有する。ホッパ２から投入されたごみは燃焼空気によっ
て乾燥又は燃焼される。燃焼空気は、燃焼空気ファン５
により供給され、燃焼空気ダンパ５ａによって総量が調
整され、更に乾燥火格子下燃焼空気ダンパ５ｃ、燃焼火
格子前部下燃焼空気ダンパ５ｄ、燃焼火格子後部下燃焼
空気ダンパ５ｅにより部位別に調整されて各火格子下か
ら吹き上げる。そして、乾燥火格子３ａではごみが主と
して乾燥され，燃焼火格子３ｂではごみが主として燃焼
し，後燃焼火格子３ｃではごみが完全に燃焼し尽くされ
灰となる。この灰は灰落下口４から落下して炉外へ排出
される。各火格子には櫛刃がありその移動によってごみ
を順次送って行く。その移動速度を火格子速度と称す
る。移動は各々火格子駆動装置よって行われるが、特に
乾燥火格子３ａはホッパ２からごみを炉内に供給するの
で、その速度は炉内に供給されるごみ重量を決定する。
乾燥火格子速度は乾燥火格子駆動装置３ｄによって与え
られる。
に示す。１は焼却炉であり，ホッパ２，乾燥火格子３
ａ，燃焼火格子３ｂ，後燃焼火格子３ｃ，灰落下口４を
有する。ホッパ２から投入されたごみは燃焼空気によっ
て乾燥又は燃焼される。燃焼空気は、燃焼空気ファン５
により供給され、燃焼空気ダンパ５ａによって総量が調
整され、更に乾燥火格子下燃焼空気ダンパ５ｃ、燃焼火
格子前部下燃焼空気ダンパ５ｄ、燃焼火格子後部下燃焼
空気ダンパ５ｅにより部位別に調整されて各火格子下か
ら吹き上げる。そして、乾燥火格子３ａではごみが主と
して乾燥され，燃焼火格子３ｂではごみが主として燃焼
し，後燃焼火格子３ｃではごみが完全に燃焼し尽くされ
灰となる。この灰は灰落下口４から落下して炉外へ排出
される。各火格子には櫛刃がありその移動によってごみ
を順次送って行く。その移動速度を火格子速度と称す
る。移動は各々火格子駆動装置よって行われるが、特に
乾燥火格子３ａはホッパ２からごみを炉内に供給するの
で、その速度は炉内に供給されるごみ重量を決定する。
乾燥火格子速度は乾燥火格子駆動装置３ｄによって与え
られる。
【００１８】一方，燃焼によって生じた排ガスは炉出口
６から煙突７に導かれて炉外へ排出される。排ガスが放
出される炉出口６には熱交換器８ａを備えた蒸気発生用
のボイラ８ｂが設置されている。又、炉内の温度が過度
に上昇しないように冷却空気吹き込み口９から冷却空気
が吹き込まれる。冷却空気は冷却空気ファン１０によっ
て供給され、冷却空気ダンパ１０ａによってその風量が
調節される。１１は蒸気発生量を測る蒸気流量計であ
り、１２は炉出口温度計である。
６から煙突７に導かれて炉外へ排出される。排ガスが放
出される炉出口６には熱交換器８ａを備えた蒸気発生用
のボイラ８ｂが設置されている。又、炉内の温度が過度
に上昇しないように冷却空気吹き込み口９から冷却空気
が吹き込まれる。冷却空気は冷却空気ファン１０によっ
て供給され、冷却空気ダンパ１０ａによってその風量が
調節される。１１は蒸気発生量を測る蒸気流量計であ
り、１２は炉出口温度計である。
【００１９】１５は燃焼制御手段であり，１３のごみ荷
重計の信号，１４のＯ2 濃度計の信号，５ｂの燃焼空気
流量計の信号および１０ｂの冷却空気流量計の信号を受
けて、燃焼中のごみの発熱量を算出し、その結果を判断
し補正値を演算する。補正値に従い燃焼空気及び乾燥火
格子速度の各々の基準値が補正され、燃焼空気ダンパ５
ａ及び乾燥火格子駆動装置に出力される。燃焼制御手段
には，例えば，コンピュータが使用されている。
重計の信号，１４のＯ2 濃度計の信号，５ｂの燃焼空気
流量計の信号および１０ｂの冷却空気流量計の信号を受
けて、燃焼中のごみの発熱量を算出し、その結果を判断
し補正値を演算する。補正値に従い燃焼空気及び乾燥火
格子速度の各々の基準値が補正され、燃焼空気ダンパ５
ａ及び乾燥火格子駆動装置に出力される。燃焼制御手段
には，例えば，コンピュータが使用されている。
【００２０】先ず、単位時間当たりの発熱量に基づいて
制御する場合について、信号の入力から出力までのフロ
ーを図２に示す。図中点線で囲った範囲が、燃焼制御手
段１５で行われる発熱量の算出と補正演算までのフロー
である。
制御する場合について、信号の入力から出力までのフロ
ーを図２に示す。図中点線で囲った範囲が、燃焼制御手
段１５で行われる発熱量の算出と補正演算までのフロー
である。
【００２１】Ｏ2 濃度計，燃焼空気流量計、及び冷却空
気流量計の測定信号を採取し、これらの測定値を平滑化
する。採取する間隔は１秒〜３０秒程度が適当である。
そして計算されたこれらの測定値を用いて燃焼中のごみ
の発生熱量を算出する。算出は次のように行う。
気流量計の測定信号を採取し、これらの測定値を平滑化
する。採取する間隔は１秒〜３０秒程度が適当である。
そして計算されたこれらの測定値を用いて燃焼中のごみ
の発生熱量を算出する。算出は次のように行う。
【００２２】排ガス中のＯ2 量は、供給空気のうち燃焼
に関与しなかった空気に含まれる残存Ｏ2 量である。こ
の残存Ｏ2 量を燃焼炉から排出される総ガス量即ち排ガ
ス量で除したものが排ガスＯ2 濃度である。したがっ
て、供給された燃焼空気量をFDF［Nm3/h］、冷却空気量
をCDF［Nm3/h］、消費空気量をVa［Nm3/h］、ごみが燃
焼した後の燃焼後ガス量即ち酸化生成ガス量と消費空気
量からＯ2 を除いた分量をVg［Nm3/h］とすると、排ガ
スＯ2 濃度[O2]［％］は、大気のＯ2 濃度を２１％とし
て、次の（１）式で表せる。即ち、分子は燃焼に関与し
なかった空気中のＯ2 量であり、分母は排ガス量であ
る。
に関与しなかった空気に含まれる残存Ｏ2 量である。こ
の残存Ｏ2 量を燃焼炉から排出される総ガス量即ち排ガ
ス量で除したものが排ガスＯ2 濃度である。したがっ
て、供給された燃焼空気量をFDF［Nm3/h］、冷却空気量
をCDF［Nm3/h］、消費空気量をVa［Nm3/h］、ごみが燃
焼した後の燃焼後ガス量即ち酸化生成ガス量と消費空気
量からＯ2 を除いた分量をVg［Nm3/h］とすると、排ガ
スＯ2 濃度[O2]［％］は、大気のＯ2 濃度を２１％とし
て、次の（１）式で表せる。即ち、分子は燃焼に関与し
なかった空気中のＯ2 量であり、分母は排ガス量であ
る。
【００２３】
【数１】
【００２４】発熱とごみのガス化はごみの酸化により発
生するから、消費空気量は発熱量と比例関係にあり、酸
化生成ガス量も又燃焼中のごみの発熱量と比例関係にあ
る。そして、酸化生成ガス量は燃焼後ガス量Vgから０．
７９Vaを差し引いたものである。したがって、各々の比
例定数をk1、k2として、これらの量と単位時間当たりの
発熱量Q[kcal/h] との関係は（２）式及び（３）式で表
される。但し、k1、k2は比例定数である。
生するから、消費空気量は発熱量と比例関係にあり、酸
化生成ガス量も又燃焼中のごみの発熱量と比例関係にあ
る。そして、酸化生成ガス量は燃焼後ガス量Vgから０．
７９Vaを差し引いたものである。したがって、各々の比
例定数をk1、k2として、これらの量と単位時間当たりの
発熱量Q[kcal/h] との関係は（２）式及び（３）式で表
される。但し、k1、k2は比例定数である。
【００２５】
【数２】
【００２６】
【数３】
【００２７】以上（１）式〜（３）式から，Vg、Vaを消
去してQ について整理すると、（４）式が得られる。
去してQ について整理すると、（４）式が得られる。
【００２８】
【数４】
【００２９】この式を用いて、単位時間当たりの発熱量
Q を供給空気量FDFとCDF及び排ガスＯ2 濃度[O2]とから
推定する。
Q を供給空気量FDFとCDF及び排ガスＯ2 濃度[O2]とから
推定する。
【００３０】ごみの発生熱量が得られると，これに基づ
いて燃焼空気量及び乾燥火格子速度の補正値を計算す
る。例えば、単位時間当たりの発熱量が目標値よりも多
い場合には、その程度に応じた負の燃焼空気量補正値又
は乾燥火格子速度補正値をきめる。一例として、ＰＩＤ
制御系を用いる場合を示す。
いて燃焼空気量及び乾燥火格子速度の補正値を計算す
る。例えば、単位時間当たりの発熱量が目標値よりも多
い場合には、その程度に応じた負の燃焼空気量補正値又
は乾燥火格子速度補正値をきめる。一例として、ＰＩＤ
制御系を用いる場合を示す。
【００３１】燃焼空気量の補正値をΔＡ1 、乾燥火格子
速度の補正値をΔＡ2 で表すと、これらの補正値は
（５）式及び（６）式を用いて求められる。
速度の補正値をΔＡ2 で表すと、これらの補正値は
（５）式及び（６）式を用いて求められる。
【００３２】
【数５】
【００３３】
【数６】
【００３４】ここで、各々、m1、m2は比例ゲイン、T
i1 、Ti2 は積分時間、Td1 、Td2 は微分時間を表し、
ｓはラプラス演算子、Q0は単位時間当たりの発熱量の目
標値である。
i1 、Ti2 は積分時間、Td1 、Td2 は微分時間を表し、
ｓはラプラス演算子、Q0は単位時間当たりの発熱量の目
標値である。
【００３５】燃焼空気量又は乾燥火格子速度の補正はこ
れらの基準値に各々施す。基準値は、一般にはごみ投入
毎に決定されるが、これに限らず適宜定めた基準値であ
ってもよい。
れらの基準値に各々施す。基準値は、一般にはごみ投入
毎に決定されるが、これに限らず適宜定めた基準値であ
ってもよい。
【００３６】補正を施された値が最終的な設定値で、燃
焼空気量設定値は燃焼空気量ダンパに出力され、乾燥火
格子速度設定値は乾燥火格子駆動装置に出力される。燃
焼空気量ダンパ及び乾燥火格子駆動装置はそれぞれの設
定値に従って燃焼空気量及び乾燥火格子速度を制御す
る。
焼空気量設定値は燃焼空気量ダンパに出力され、乾燥火
格子速度設定値は乾燥火格子駆動装置に出力される。燃
焼空気量ダンパ及び乾燥火格子駆動装置はそれぞれの設
定値に従って燃焼空気量及び乾燥火格子速度を制御す
る。
【００３７】供給空気量と排ガスＯ2 濃度とは常に測定
されており、上記の演算及び制御を数十秒〜数分の周期
で行うと、ごみの性状が短時間で変わり燃焼状態が変化
し始めても、直ちに修正される。このため、単位時間当
たりに発生する熱量が一定に保たれ、常に一定の蒸気発
生量を得ることができる。
されており、上記の演算及び制御を数十秒〜数分の周期
で行うと、ごみの性状が短時間で変わり燃焼状態が変化
し始めても、直ちに修正される。このため、単位時間当
たりに発生する熱量が一定に保たれ、常に一定の蒸気発
生量を得ることができる。
【００３８】次に、ごみの単位重量当たりの発熱量に基
づいて制御する場合について説明する。この場合は、供
給空気量と排ガスＯ2 濃度に加えてごみの供給量の測定
値から燃焼中のごみの単位重量当たりの発熱量を推定
し、これに基づいて乾燥火格子速度及び燃焼空気量を制
御する。測定値の入力から出力までのフローを図３に示
す。図中点線で囲った範囲が、燃焼制御手段１５で行わ
れる発熱量の推定と補正演算までのフローである。
づいて制御する場合について説明する。この場合は、供
給空気量と排ガスＯ2 濃度に加えてごみの供給量の測定
値から燃焼中のごみの単位重量当たりの発熱量を推定
し、これに基づいて乾燥火格子速度及び燃焼空気量を制
御する。測定値の入力から出力までのフローを図３に示
す。図中点線で囲った範囲が、燃焼制御手段１５で行わ
れる発熱量の推定と補正演算までのフローである。
【００３９】ごみ荷重計の測定信号はホッパへのごみ投
入時に採取し、Ｏ2 濃度計、燃焼空気流量計及び冷却空
気流量計の測定信号は、単位時間当たりの発熱量を推定
する場合と同様に、測定値を採取し各々平滑化する。そ
して計算されたこれらの測定値を用いて燃焼中のごみの
単位重量当たりの発熱量を算出する。算出は次のように
行う。
入時に採取し、Ｏ2 濃度計、燃焼空気流量計及び冷却空
気流量計の測定信号は、単位時間当たりの発熱量を推定
する場合と同様に、測定値を採取し各々平滑化する。そ
して計算されたこれらの測定値を用いて燃焼中のごみの
単位重量当たりの発熱量を算出する。算出は次のように
行う。
【００４０】燃焼空気量をFDF冷却空気量をCDF、消費空
気量Va及び燃焼後ガス量とVgと排ガスＯ2 濃度[O2]との
関係は、時間当たり発熱量を推定する場合と同じで、
（１）式で表せる。
気量Va及び燃焼後ガス量とVgと排ガスＯ2 濃度[O2]との
関係は、時間当たり発熱量を推定する場合と同じで、
（１）式で表せる。
【００４１】
【数７】
【００４２】又、消費空気量Vaは、燃焼中のごみの単位
重量当たりの発熱量及びごみの供給量と比例関係にある
から、（８）式で記述される。但し、k3、k4は定数、Hu
は単位重量当たりの発熱量[kcal/kg] 、Grはごみの供給
量[t/h] である。
重量当たりの発熱量及びごみの供給量と比例関係にある
から、（８）式で記述される。但し、k3、k4は定数、Hu
は単位重量当たりの発熱量[kcal/kg] 、Grはごみの供給
量[t/h] である。
【００４３】
【数８】
【００４４】更に、燃焼後ガス量Vgも同様に燃焼中のご
みの単位重量当たりの発熱量及びごみの供給量と比例関
係にあるから、k5、k6を定数として、（９）式で記述さ
れる。
みの単位重量当たりの発熱量及びごみの供給量と比例関
係にあるから、k5、k6を定数として、（９）式で記述さ
れる。
【００４５】
【数９】
【００４６】以上（１）式、（８）式及び（９）式か
ら，Va、Vgを消去し、Huについて整理すると、（１０）
式が得られる。
ら，Va、Vgを消去し、Huについて整理すると、（１０）
式が得られる。
【００４７】
【数１０】
【００４８】この式を用いて、単位重量当たりの発熱量
Huを供給空気量FDFとCDF及び排ガスＯ2 濃度[O2]とから
推定する。
Huを供給空気量FDFとCDF及び排ガスＯ2 濃度[O2]とから
推定する。
【００４９】ごみの単位重量当たりの発熱量が得られる
と，これに基づいて燃焼空気量及び乾燥火格子速度の補
正値を計算する。前述した単位時間当たりの発熱量に基
づく場合と同様に、ＰＩＤ制御系を用いると、燃焼空気
量の補正値をΔＡ3 、乾燥火格子速度の補 値をΔＡ4
で表し、これらの補正値は（１１）式及び（１２）式で
求められる。
と，これに基づいて燃焼空気量及び乾燥火格子速度の補
正値を計算する。前述した単位時間当たりの発熱量に基
づく場合と同様に、ＰＩＤ制御系を用いると、燃焼空気
量の補正値をΔＡ3 、乾燥火格子速度の補 値をΔＡ4
で表し、これらの補正値は（１１）式及び（１２）式で
求められる。
【００５０】
【数１１】
【００５１】
【数１２】
【００５２】ここで、各々、m3，m4は比例ゲイン、T
i3 、Ti4 は積分時間、Td3 、Td4 は微分時間を表し、
ｓはラプラス演算子、Hu0 は単位重量当たりの発熱量の
目標値である。
i3 、Ti4 は積分時間、Td3 、Td4 は微分時間を表し、
ｓはラプラス演算子、Hu0 は単位重量当たりの発熱量の
目標値である。
【００５３】これらの補正値で基準値を補正し設定値を
出力し、燃焼空気量及び乾燥火格子速度を制御する。
出力し、燃焼空気量及び乾燥火格子速度を制御する。
【００５４】
実施例１ 排ガスＯ2 濃度、燃焼空気量及び冷却空気量の測定値を
２秒間隔で採取し、各１５個の測定値を平滑化して３０
秒の周期でごみの単位時間当たりの発熱量を求め、燃焼
空気量及び乾燥火格子速度を制御した。（２）式に用い
た定数ｋ1 は、０．００１２[Nm3/kcal]、（３）式に用
いた定数ｋ2 は０．００１５[Nm3/kcal]である。（４）
式で得られた単位時間当たりの発熱量を図４に示す。
２秒間隔で採取し、各１５個の測定値を平滑化して３０
秒の周期でごみの単位時間当たりの発熱量を求め、燃焼
空気量及び乾燥火格子速度を制御した。（２）式に用い
た定数ｋ1 は、０．００１２[Nm3/kcal]、（３）式に用
いた定数ｋ2 は０．００１５[Nm3/kcal]である。（４）
式で得られた単位時間当たりの発熱量を図４に示す。
【００５５】ごみの発熱量は、数時間にわたる長周期の
変動に分オーダーの短周期の変動が伴われていることが
判る。
変動に分オーダーの短周期の変動が伴われていることが
判る。
【００５６】実施例２ ホッパに投入されたごみ重量に加え、排ガスＯ2 濃度、
燃焼空気量及び冷却空気量の測定値を、実施例１と同
様、２秒間隔で採取し、各１５個の測定値を平滑化して
３０秒の周期でごみの単位重量当たりの発熱量を求め、
燃焼空気量及び乾燥火格子速度を制御した。（８）式に
用いた定数ｋ3 は、７．４５×１０-4[Nm3/kcal]、ｋ4
は１．０８６[Nm3/kg]であり、（９）式に用いた定数k5
は６．７７×１０-4[Nm3/kcal]、ｋ6 は２．１２[Nm3/k
g]である。
燃焼空気量及び冷却空気量の測定値を、実施例１と同
様、２秒間隔で採取し、各１５個の測定値を平滑化して
３０秒の周期でごみの単位重量当たりの発熱量を求め、
燃焼空気量及び乾燥火格子速度を制御した。（８）式に
用いた定数ｋ3 は、７．４５×１０-4[Nm3/kcal]、ｋ4
は１．０８６[Nm3/kg]であり、（９）式に用いた定数k5
は６．７７×１０-4[Nm3/kcal]、ｋ6 は２．１２[Nm3/k
g]である。
【００５７】（１０）式で得られた単位重量当たりの発
熱量を図５に実線で示す。なお、比較のために、従来例
として、炉体からボイラまでを一つの系として、３０分
程度の一定時間の熱収支から計算した単位重量当たりの
発熱量を点線で示す。
熱量を図５に実線で示す。なお、比較のために、従来例
として、炉体からボイラまでを一つの系として、３０分
程度の一定時間の熱収支から計算した単位重量当たりの
発熱量を点線で示す。
【００５８】発明の実施例２で得られた単位重量当たり
の発熱量は、単位時間当たりの発熱量と同様に、数時間
にわたる長周期の変動に分オーダの短周期の変動が伴わ
れているが、従来例の単位重量当たりの発熱量では、短
周期の変動は無視され長周期の変動しか把握されていな
い。
の発熱量は、単位時間当たりの発熱量と同様に、数時間
にわたる長周期の変動に分オーダの短周期の変動が伴わ
れているが、従来例の単位重量当たりの発熱量では、短
周期の変動は無視され長周期の変動しか把握されていな
い。
【００５９】実施例１、実施例２及び従来例の制御を行
ったときの蒸気発生量を図６に示す。この発明では、蒸
気発生量は２０t/h 〜２１t/h の範囲内に維持されてい
たが、従来例では単位重量当たりの発熱量の変動に即応
した制御ができず、１８t/h〜２３．５t/h の範囲にわ
たって変動した。
ったときの蒸気発生量を図６に示す。この発明では、蒸
気発生量は２０t/h 〜２１t/h の範囲内に維持されてい
たが、従来例では単位重量当たりの発熱量の変動に即応
した制御ができず、１８t/h〜２３．５t/h の範囲にわ
たって変動した。
【００６０】炉内のごみ重量は、乾燥火格子速度や火格
子速度によって変動しないように制御できるが、ごみ質
即ち単位重量当たりの発熱量を制御することができな
い。従来例では、この変動する単位重量当たりの発熱量
を３０分間程度は一定とみなしてごみ重量を計算し、こ
のごみ重量に基づいて制御を行うので、刻々と変化する
ごみ質の変動を制御に反映することができない。これに
対してこの発明ではごみ質の変動に合わせた制御が行わ
れるので、蒸気発生量は一層安定する。
子速度によって変動しないように制御できるが、ごみ質
即ち単位重量当たりの発熱量を制御することができな
い。従来例では、この変動する単位重量当たりの発熱量
を３０分間程度は一定とみなしてごみ重量を計算し、こ
のごみ重量に基づいて制御を行うので、刻々と変化する
ごみ質の変動を制御に反映することができない。これに
対してこの発明ではごみ質の変動に合わせた制御が行わ
れるので、蒸気発生量は一層安定する。
【００６１】
【発明の効果】以上のようにこの発明では、ごみ焼却炉
の排ガスＯ2 濃度と供給空気量とから、燃焼しているご
みの発熱量を推定し、この推定値に基づいて燃焼状態を
左右す送り込むごみ重量と燃焼空気量をこまめに制御す
る。このため、人為的にコントロールできないごみ質に
起因する発熱量の制御が行われるので、ごみ質が変動し
ても一定の蒸気発生量が得られる。よって、ごみの燃焼
エネルギを効率よく発電に利用することができる。
の排ガスＯ2 濃度と供給空気量とから、燃焼しているご
みの発熱量を推定し、この推定値に基づいて燃焼状態を
左右す送り込むごみ重量と燃焼空気量をこまめに制御す
る。このため、人為的にコントロールできないごみ質に
起因する発熱量の制御が行われるので、ごみ質が変動し
ても一定の蒸気発生量が得られる。よって、ごみの燃焼
エネルギを効率よく発電に利用することができる。
【図１】発明の実施の形態を説明するためのごみ焼却炉
と制御系の概念図である。
と制御系の概念図である。
【図２】発明の燃焼制御手段のフロー図である。
【図３】発明の別の燃焼制御手段のフロー図である。
【図４】単位時間当たりの発熱量を示すグラフである。
【図５】単位重量当たりの発熱量を示すグラフである。
【図６】蒸気発生量の変動を示すグラフである。
１ 焼却炉 ２ ホッパ ３ａ 乾燥火格子 ３ｂ 燃焼火格子 ３ｃ 後燃焼火格子 ３ｄ 乾燥火格子駆動装置 ５ 燃焼空気ファン ５ａ 燃焼空気ダンパ ５ｂ 燃焼空気流量計 ９ 冷却空気吹き込み口 １０ 冷却空気ファン １０ａ 冷却空気ダンパ １０ｂ 冷却空気流量計 １１ 蒸気流量計 １３ ごみ荷重計 １４ Ｏ2 濃度計 １５ 燃焼制御手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｇ 5/50 ＺＡＢ Ｆ２３Ｇ 5/50 ＺＡＢＲ
Claims (2)
- 【請求項１】 ごみ焼却炉に供給される空気量と排ガス
Ｏ2 濃度を測定し、これらの測定値を用いて炉内で燃焼
しているごみの単位時間当たりの発熱量を推定し，この
発熱量の推定値と目標値との差に基づいて燃焼空気量及
び乾燥火格子速度の補正値を算出し、各々の補正値によ
り燃焼空気量及び乾燥火格子速度を周期的に制御するこ
とを特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御方法。 - 【請求項２】 ごみ焼却炉に供給される空気量と、排ガ
スＯ2 濃度と、ごみ焼却炉に投入されるごみ重量を測定
し、これらの測定値を用いて炉内で燃焼しているごみの
単位重量当たりの発熱量を推定し、この発熱量の推定値
と目標値との差に基づいて燃焼空気量及び乾燥火格子速
度の補正値を算出し、各々の補正値により燃焼空気量及
び乾燥火格子速度を周期的に制御することを特徴とする
ごみ焼却炉の燃焼制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30455796A JPH1068514A (ja) | 1996-06-21 | 1996-11-15 | ごみ焼却炉の燃焼制御方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16176296 | 1996-06-21 | ||
| JP8-161762 | 1996-06-21 | ||
| JP30455796A JPH1068514A (ja) | 1996-06-21 | 1996-11-15 | ごみ焼却炉の燃焼制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1068514A true JPH1068514A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=26487776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30455796A Pending JPH1068514A (ja) | 1996-06-21 | 1996-11-15 | ごみ焼却炉の燃焼制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1068514A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11101421A (ja) * | 1997-09-29 | 1999-04-13 | Kubota Corp | ゴミ焼却炉の給塵速度制御方法及びゴミ焼却炉 |
| NL1014516C2 (nl) * | 1999-06-04 | 2000-12-06 | Tno | Systeem voor het bepalen van procesparameters die betrekking hebben op thermische processen zoals bijvoorbeeld afvalverbranding. |
| SG84529A1 (en) * | 1998-05-05 | 2001-11-20 | Martin Umwelt & Energietech | Method for controlling the firing rate of combustion installations |
| JP2002089819A (ja) * | 2000-09-21 | 2002-03-27 | Kubota Corp | 燃焼制御方法及び燃焼制御装置 |
| KR20020024453A (ko) * | 2000-09-25 | 2002-03-30 | 신영균 | 보일러의 열적 특성을 이용한 소각로 제어방법 |
| JP2002267134A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-18 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ボイラ設備を持たないごみ焼却炉の燃焼制御方式 |
| JP2003511643A (ja) * | 1999-10-04 | 2003-03-25 | ネイダーランゼ、オルガニザティー、ボー、トゥーゲパストナトゥールウェテンシャッペルーク、オンダーツォーク、ティーエヌオー | 焼却プラント、例えばゴミ焼却プラントの制御システム |
| US6660978B1 (en) | 1999-04-29 | 2003-12-09 | 3C-Carbon And Ceramic Company B.V. | Electrically conducting textile and the method for realizing the same |
| JP2005195225A (ja) * | 2004-01-06 | 2005-07-21 | Kobe Steel Ltd | 発熱量推定装置及び発熱量推定方法並びに燃焼制御装置 |
| JP2014077597A (ja) * | 2012-10-11 | 2014-05-01 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ストーカ式焼却炉 |
| CN106224967A (zh) * | 2016-09-05 | 2016-12-14 | 重庆科技学院 | 机械炉排式垃圾气化焚烧***和燕尾型飞灰收集装置 |
| JP2018004113A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | 川崎重工業株式会社 | ごみ焼却設備及びごみ焼却設備の制御方法 |
| JP2019007699A (ja) * | 2017-06-27 | 2019-01-17 | 川崎重工業株式会社 | 一次燃焼用気体の供給制御方法、蒸発量安定化方法、発電量安定化方法、及び火格子式廃棄物焼却炉 |
| JP2019007698A (ja) * | 2017-06-27 | 2019-01-17 | 川崎重工業株式会社 | 一次燃焼用気体の供給制御方法、蒸発量安定化方法、発電量安定化方法、及び火格子式廃棄物焼却炉 |
-
1996
- 1996-11-15 JP JP30455796A patent/JPH1068514A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2000075569A1 (en) * | 1999-06-04 | 2000-12-14 | Nederlandse Organisatie Voor Toegepast-Natuurwetenschappelijk Onderzoek Tno | System for determining process parameters relating to thermal processes such as, for instance, waste incineration |
| JP2003501609A (ja) * | 1999-06-04 | 2003-01-14 | ネイダーランゼ、オルガニザティー、ボー、トゥーゲパストナトゥールウェテンシャッペルーク、オンダーツォーク、ティーエヌオー | 例えば、ごみ焼却などの熱プロセスに関するプロセスパラメータを決定するシステム |
| JP2003511643A (ja) * | 1999-10-04 | 2003-03-25 | ネイダーランゼ、オルガニザティー、ボー、トゥーゲパストナトゥールウェテンシャッペルーク、オンダーツォーク、ティーエヌオー | 焼却プラント、例えばゴミ焼却プラントの制御システム |
| JP4698909B2 (ja) * | 1999-10-04 | 2011-06-08 | ネイダーランゼ、オルガニザティー、ボー、トゥーゲパストナトゥールウェテンシャッペルーク、オンダーツォーク、ティーエヌオー | 焼却プラント、例えばゴミ焼却プラントの制御システム |
| JP2002089819A (ja) * | 2000-09-21 | 2002-03-27 | Kubota Corp | 燃焼制御方法及び燃焼制御装置 |
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| JP2018004113A (ja) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | 川崎重工業株式会社 | ごみ焼却設備及びごみ焼却設備の制御方法 |
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| JP2019007698A (ja) * | 2017-06-27 | 2019-01-17 | 川崎重工業株式会社 | 一次燃焼用気体の供給制御方法、蒸発量安定化方法、発電量安定化方法、及び火格子式廃棄物焼却炉 |
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