JPS6246118A - ごみ焼却炉の燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は高分子系ごみの含有率の高い分別ごみを回転
キルン、後燃焼火格子及びガス混合室を含むごみ焼却炉
でガス化燃焼させる場合の燃焼制御方法に関するもので
ある。

！発明の技術的背景〕 従来、通常の都市ごみを燃焼火格子上で燃焼させ、未燃
分を回転キルンを利用して後燃焼させるごみ焼却炉、が
知られているが、分別ごみを回転キルンと後燃焼火格子
とを組合せた焼却炉で焼却する実用例はない。

この発明は、ごみの安定した燃焼を長期に渡って維持す
ると共に、有害ガス、未燃ガスの発生を抑制する燃焼制
御方法を提供することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

この発明の分別ごみ焼却炉の燃焼制御方法の特徴は、高
分子系ごみの含有率の高い分別ごみを回転キルン、後燃
焼火格子及びガス混合室を含む焼却炉でがス化燃焼させ
る場合に、ごみ質及びごみ焼却量等をベースに、ごみ供
給プッシャ速度、回転キルン速度及び後燃焼火格子速度
並びに燃焼排ガスの再循環量、後燃焼空気量及びガス混
合空気量を自動設定し、これら設定値をごみ焼却炉内各
部温度及び燃焼排ガス中の０２％によって自動調整する
ことである。

高分子系ごみの含有率の高い分別ごみを回転キルンで焼
却処理することにより、回転キルン内でごみの平均化を
図り、ごみの緩慢な熱分解、燃焼が行われるので、多少
のごみ質変動を吸収して安定な燃焼を行うことができる
。

回転キルンの上記特性に加えて、ごみ供給プツシ易−速
度、回転キルン速度、再循環ガス量＃＋ヲ調節すること
により、炉内各部湿灰パターンを所定の状態に保ち安定
した熱分解燃焼を維持し、又ガス混合至内で二段燃焼全
完結する。

〔発明の実施例〕

本発明方法を実施するための装置の一例ｆｉ２１図のフ
ローシートにより説明すＳｏごみパ／力１１に投入され
たごみは、クレーン１２によりごみシュート１４に投入
される。この際ごみ投入量は荷重計１３により計量され
る。ごみ投入シュート１４にはごみレベル調節計１５が
設けられている。ごみシュート１４内のごみはごみ供給
プッシャー１６により回転キルン２１へ供給される。１
７はプッシャーの速度調節計である。回転キルン２１の
入口にはスタートバーナ２２が設けられてい５０２３は
回転キルン２１の速度調節計である。回転キルン２ノ内
の各部の温度は温度計２４により測定される。回転キル
ン２１に続いて、後燃焼火格子２６が設けられ、その速
度は速度調節計２８によって制御される。２７はガス混
合室で、各部の温度が温度計２９によって測定される。

３０は、炉内ＩＴＶの画像処理により、後燃焼火格子２
６上のごみの燃え切り点を算定する燃え切り点検出器で
ある。燃焼排ガスの熱量はメイラ４１で回収集じんされ
た後、再循環ファン５１により回転キルン２ノの入口に
送給される。５２は再循環量の調節計、５３は温度計で
ある。また排ガス中の０２％が酸素濃度計４７で測定さ
れる。一方燃焼用空気は、押込ファン３１がら空気予熱
器３３を通って供給される。３２は吸込流量調節計、３
４は温度調節計である。スタートバーナ２２用の空気は
流量計３７により副足される。

また後燃焼用空気は流量調節計３５により調節され、ガ
ス混合室２７への混合空気短は流量調節計３６によって
調節されるようになっている。

上記装置による制御を第２図に示すフローチャートによ
り説明する。

（イ）炉本体から廃熱メイラまでを一つの系として熱収
支計算全行い、ごみの低位発熱板（以下Ｈｕ　）を求め
る。

ごみの炉内滞留時間は約２〜３時間であり、炉内へ切り
出されたばかりのごみから、数時間前に切り出されたご
み迄炉内の広範囲で燃焼しているので、総合的なごみ質
紫求める必要がある。

従ってごみ投入時毎に炉内で燃焼したごみのＨｕ　ｆ求
め、それ以前に求めた過去のＨｕを考慮してより正確な
ごみのＨｕ”ｊｉｇ出する。

Ｈｕ計算は例えば次のようにして行う。

Ｈ”　＝’　（ＧＲｎ　ｌ　ＬＦＤＦｌ　１　ＬＦＤＦ
２１　ＬＩＤＦ　Ｐｔａ、　ｔｉ＋Ｇｓｙ　ｔｇ　）　
十ＫＧａｎ　’平均ごみ焼却量　（ム／ｈ）。

荷重計１４のデータをもとに算出する。

ＬＦＤＦｌ　”後燃焼空気量　（Ｎｍ’／ｈ）。

流量計３５より ＬＦＤＦ２　”再燃焼空気ｆ　　（Ｎｍ３／ｈ）。

流量計３６より ｔａ：燃焼空気温度　　（℃）。

温度計３４より Ｌ！ＩＩＩＩＦ　’再循環ガスｉ　　　（Ｎｍ３／ｈ）
。

流量計５２より ｔＲ：再循環ガス温度　（℃）。

温度計５３より Ｇｓ：メイラ蒸発量　　　（―／ｈ）。

流量計４２より ｔｇ：＆イラ出ロガス温度　（℃）。

温度計４３より Ｋ　：定　数 さらに上式で算出されｆｃＨｕに対し、次の平滑化処理
を行い補正する。

（へ）　　　　　　　　（ｎ−１） Ｈｕ　＝αＨｕ＋（１−α）Ｈｕ 店　　：今回のＨｕ計算結果 （ｎ−１） Ｈｎ：前回の α　　：指数平滑係数（０≦αく１） （ロ）　設定するごみ焼１ｉｉＧに対応するように、例
えば後述するごみ切り出し量制御（ごみ供給プッシャー
速度制御）及び回転キルン制御全行う。

０９　Ｈｕ　、　Ｇにより後燃焼空気ｉｔ　（ＬｙＤｙ
ｌ　）　＋再混合空気ｔ　（Ｌ、：、□）及び再循環ガ
スｔ　（ＬＲ”ＤＦ）の基準値が算出され、自動的に設
定されます。

”Ｆ”ＤＦ　１　＝Ｌ１（Ｈｕｐ　Ｇ）　ｒ　Ｌｙ：ｙ
　２　”　Ｌ２　（Ｈｕ　、　Ｇ）　。

ＬＲＤＦ　＝　ＬＲ（Ｈｕ、Ｇ）この内閲数Ｌ２及びＬ
３は計算機の学習機能によシリアルタイムで、第３図に
示す如くキルン内温度の最適点を選んだごみ質Ｈｕと焼
却ｔＧａの関数に更新される。

に）　ごみ投入毎にＨｕを算出し、（ロ）、（／→を繰
返す。

（ホ）　常３時炉内ＩＴＶ画面により燃え切υ点制御を
行う。

（へ）炉内温度データを温度計２４．２９から読込み、
その変動を常時監視し、許容変動幅を越える場合には以
下の制御を行う。

その際、炉出口０□僑を酸素渡度計４７によシ測定し、
その値も許容変動範囲内に常時維持されるよう、混合空
気量を二次的に自動制御する。

■　回転キルン内温度制御 回転キルン２１内温度（長さ方向に数点測定）の分布全
常時温度計２４によシ計測し、所定の燃焼温度・譬ター
ンが許容範囲内に維持されるよう、 ごみ供給プッシャー速度：ｖ。

回転キルン速度：ｖ、ｃ 再循環排ガス量ニーＤｊＰ を、それぞれ速度調節計１７．２３及び５２により先に
算出した基準値をベース圧して制御する。

１）キルン内各温度が第４図に示す設定変動幅を越えて
いるかどうかチェックする。

２）キルン内各温度が上限値以上となった場合龜）燃焼
状況を、キルン内温度、後燃焼室温度、がス混合室温度
のバランスより判断し、キルン内温度が後燃焼室及びが
ス混合室温度より高い場合は ごみ供給ゾツシャ速度Ｖ１及び回転キルン速度ｖ、ｃを
基準値に対し一定量増加する。

ｂ）キルン内温度が第４図に示すような分布で、キルン
出口温度が後燃焼室及びがス混合室温度にほぼ同じ場合
は 再循環がスーＬＲＤＦを基準値に対し一定量増加させる
。

Ｃ）これらの自動制御が行われた結果、キルン内温度の
全てが各上限値以下となれば、■＋　、”＋ｃ　、ＬＲ
ＤＦ　ｌ’ｊ計！結果Ｋ　Ｌ　リ算出された値ｖ　”　
、　ｖ、：　、　Ｌ；Ｄ、に戻す。

３）キルン内各温度が下限値■以下となった場’）　　
ＬＩＤＦを基準値に対し一定量減少し、又、Ｖ４．　Ｖ
、ｃを基準値に対し一定量増加する。

ｂ）その結果、キルン内温度の全てが下限値１以上とな
れば、 Ｖ、Ｖ、Ｖ　　はＶ、Ｖ、Ｖ　　　に １　　　　　１６　　　　　　ＲＤＦ　　　　　　１　
　　　１　ｅ　　　　　　ＩＩＤＦ戻す。

４）キルン内温度の内１つでも下限値■以下となった場
合は、キルン入ロパーナ２１着火指示の警報を出し点火
する。

■　がス混合室温度制御 ノゾ Ｐ出口温度即ちガス混合室温度を常時計測し、公害防止
対策上所定温度範囲に維持するようがス混合空気ｉｉ　
：　Ｌ、□２ を基準値をベースにして制御する。

但し、炉出口０２％を常時監視し、未燃ガス発生防止面
より、その０２チが許容範囲内に維持されるよう、上記
がス混合空気量を二次的に補正する。

１）ガス混合室温度が第５図に示す設定変動幅を越えて
いるかどうかチェックする。

２）ガス混合室温度が０以上となった場合ａ）がス混合
空気量Ｌ２□２をその基準値に対して一定量増大させる
。

ｂ）その結果温度が■以下となればＬＦＤ、□は、計算
結果により算出された基準値Ｌ；１□に戻す。

３）ガス混合室温度が◎以下となった場合’）　　ＬＰ
ＯＦ□をその値に対して一定量減少させる。

ｂ）その結果、温度が０以上となればＬＦＤＦ□はＬＰ
ＤＦ□に戻す。

４）同時に、炉出口０□％（Ｅｌ）出口部）が第６図に
示す設定変動幅を越えているかどうかチェックする。

５）炉出口０２ｑ１ｋが０以上となった場合（炉出口温
度が変動幅以内でも） ａ）３）−ａ）と同じ処置する。

ｂ）その結果、［Ｆ］以下となればＬＦＤＦ２は”Ｆ＊
ＤＦ。

に戻す。

６）炉出口０２％が■以下となった場合ａ）　　２）　
−ａ）と同じ処置をする。

ｂ）その結果、０以上となればＬＦＤＦ□はＬＰＤＦ２
に戻す。

■　ごみ切出し量制御及び回転キルン制御１）ごみシー
ート１４のレベルを例えば超音波レベル計１５によυ連
続的に測定する。

２）設定されたごみ焼却量Ｇを本制御における初期条件
とする。

３）超音波レベル計１５によりクレーン室へ投入指示が
発信され、この指示に従いごみ投入がおこなわれる。こ
の時、投入前にクレーン荷重計１３によって計測された
実投入ｔＣＧ’）が読込まれる。

４）Ｇ′投入完了前後時のごみレベル（ｈ）及び実際投
入間隔（Ｔ）により、ごみのかさ密度及びごみレベル降
下速度（Ｖｓ）を計算し、それらよシＧが確保されるご
み供給プッシャ１６の速度基準値（ｖ′：）を算出する
。

５）そのｖ７に従って、ごみ供給グツシャ速度（ｖｌ）
を速度調節計１７により自動制御し、さらに回転キルン
速度（ｖｌｃ）を燃焼中のごみ質、ごみ供給グツシャ速
度に見合った速度になる様に速度調節計２３により自動
制御する。

ｖ１ｅ＝ｖ（ｖ４．Ｈｕ） ６）ごみレベルが投入準備レベルに達するクレーン室へ
ごみ投入準備が出される。

７）ごみレベルが新に投入指示レベルに達するとクレー
ン室へ投入指示が出され、ごみ投入がおこなわれ、上述
の３．４．５及び６が繰シ返される。

８）次回の投入指示がなされるまでの間、定期的にごみ
レベル計１５により実ごみレベル降下速度を検出し、標
準ごみレベル降下速度と比較し、ブリッジ発生の有無を
監視する。

■　慾え切シ点制御 炉内ＩＴＶの画像処理によシ、後燃焼火格子上のごみの
燃え切シ点を燃え切り点検出器３０によｐ算出し、その
位置が許容範囲内に保たれる様、ごみ質Ｈｕ、ごみ供給
プッシャ速度Ｖ、に見合った速度になるように算定され
る基準値Ｖ２＊をベースに、後燃焼火格子速度ｖ２を速
度調節計２８により制御する。

ｖ：　”　■’　（ｖｌ　＋　Ｈｕ　）Ｖ２：　Ｋ、　
Ｘ　Ｖ； 係数に、は、燃え切９点の位置に応じて、第７図に示す
値とする。

又、後燃焼空気量Ｌ７０ｒｌも基準値Ｌ；ＤＦ１にベー
スに燃え切９点が許容範囲内に保たれる量制御する。

ＬＦＤＦｌ　”　Ｋ４　×Ｌ八へ１ 係数に４は燃え切り点の位置に応じて、第８図に示す値
とする。

〔発明の効果〕 この発明の分別ごみ焼矧炉の燃焼制御方法は上記のよう
なもので、次の如き効果を奏する。

１）ごみの安定したガス化、燃焼を長期に渡って維持す
ることができる。

２）ごみの燃焼が安定するため、例えばゴイラ付の場合
は、ゼイラ蒸発量も安定し、これにより２４２発生蒸気
の利用価値を高めることができる。

３）炉内各部の燃焼ガス温度が安定するため、炉内耐火
物の寿命を長くすることができ、特に高分子系ごみの焼
却で問題となる回転キルンへのクリンカの付着を防止す
ることができる。

４）　　ＮＯｘ及びダイオキシン等の有害ガスの発生が
安定抑制され、又未燃がス（Ｃｏ　）やすすの発生も抑
制することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための装置の一例を示す
フローシート、第２図は本発明方法の一例を示すフロー
チャート、第３図はごみ質Ｈｕ、焼却量Ｇとから基準再
循環がスｔＬ、、、を設定するための関数ＬＲの求め方
の説明図、第４図は回転キルン内温度の許容パターンの
説明図、第５図はガス混合室温度の制御範囲の説明図、
第６図は焼却炉出口０２％の制御範囲の説明図、第７図
及び第８図は、それぞれ燃え切り点位置に対応する係数
に３及びに°４の値を示す説明図である。 ２１・・・回転キルン、２６・・・後燃焼火格子、２７
・・・がス混合寛、４１・・・メイラ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高分子系ごみの含有率の高い分別ごみを回転キルン、後
   燃焼火格子及びガス混合室を含む焼却炉でガス化燃焼さ
   せる場合に、ごみ質及びごみ焼却量等をベースに、ごみ
   供給プッシャ速度、回転キルン速度及び後燃焼火格子速
   度並びに燃焼排ガスの再循環量、後燃焼空気量及びガス
   混合空気量を自動設定し、これら設定値をごみ焼却炉内
   各部温度及び燃焼排ガス中のＯ＿２％によって自動調整
   することを特徴とする分別ごみ焼却炉の燃焼制御方法。