JPH0311218A - ごみ焼却炉の自動燃焼制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、階段式ストーカを用いた都市ごみ焼却炉や産
業廃棄物焼却炉に利用されるごみ焼却炉の自動燃焼制御
装置に関する。

（従来の技術） 都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉には階段式ストーカ
が広く使用されて居り、このストーカの大格子の材質に
は一般に高クローム！（例えば２５％Ｃｒ−１％Ｎｉ等
）が使われている。この材質は空気中では１０５０℃〜
１１００℃でも焼損することはないが、ごみの中にはＣ
Ｑや８分が含有されていることがあり、これらが燃焼に
よりＨＣＱやＳ０２となって所謂高温腐蝕を起すことが
ある。これらの腐蝕性ガスは単独では腐蝕が緩慢に行わ
れるが、焼却灰中にＮａＣＱやＫＣＱ等の塩化物が含有
されていると、低融点物質との共同腐蝕により比較的低
い温度で激しい腐蝕が起ることが知られている。即ち、
普通鋼では３００℃付近から急激に腐蝕が起り、高クロ
ーム鋼でも４００℃以上で急激な腐蝕が起る。

このように、ごみ焼却用ストーカの火格子は、高温腐蝕
に常に侵される危険があり、高温腐蝕の防止対策として
は最早火格子の材質だけでは対応することができない。

而して、ストーカの火格子は、下方から送入される燃焼
用空気により、冷却され、火格子表面で燃焼が行われて
いても、火格子自体は比較的低温度に抑えられている、
即ち、火格子は、上面からの加熱量と下方からの燃焼用
空気による冷却量のバランスにより寿命を保つことがで
きる。

このようにして、火格子は、燃焼用空気量を増減するこ
とによりその温度を変化させることができ、又、空気量
をコントロールすることにより一定温度に保つことがで
きる。

第６図は従来のごみ焼却炉の概略縦断面図であって、当
該ごみ焼却炉は、ごみホッパ３０、ごみ定量供給フィー
ダー３１、乾燥ストーカ３２、燃焼ストーカ３３、おき
燃焼ストーカ３４等から楕成されて居り、ごみホッパ３
０に投入されたごみは、供給フィーダー３１によって乾
燥ストーカ３２上に送り出され、各ストーカ３２，３３
．３４上で順次乾燥・燃焼し、灰となって排出シュート
３５から排出される。

又、燃焼用空気は、空気ダクト３６により各ストーカ３
２，３３．３４の下方に夫々配設されたホッパ３７に送
入され、可動火格子３８と固定火格子３９の間に形成し
た隙間から火格子上面に噴出して燃焼に寄与すると共に
、各ストーカ３２゜３３．３４下面を冷却して高温腐蝕
を防止するようになっている。

更に、燃焼により発生した燃焼ガスは、燃焼室からこわ
に連設されたボイラ（図示省略）を通り、集塵機等を経
て煙突から外部へ排出されるようになっている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、ごみ焼却炉に於いては、ストーカの火格子の
温度を一定以下にコントロールして高温腐蝕が起るのを
防止しなければならないので、通常可撓組型熱電対を固
定火格子の下面に埋込み、人格−で−の温度を温度メー
タにより連続的に計測し、これによって運転員が燃焼用
空気量を加減して燃焼状態を！！！１節すると同時に火
格子の温度上昇を防ぐようにしていた。

ところが、燃焼状態と火格子温度の両方が最適な状態に
なるように手動制御することは可成りの熟練を要すると
云う問題がある。

又、熱電対を使用しでいるので、多数の火格子を全て計
測することは実際上難しく、熱電対をストーカの上・中
・下段に夫々設ける程度であった。

その為、火格子温度の正確なＪＩ側を行えず、空気量が
最適な状態になるように制御できないこともあった。そ
の結果、火格子が高１１腐蝕を起したり、或いは良好な
燃焼が得られないことがあった。

一方、ごみ焼却炉に於いては、良質のごみのどきにはス
トーカ上の主燃焼帯が燃焼ストーカ」二から乾燥ストー
カ側へ移動しようとし２又、悪質のごみのときには燃焼
スト−カートからおき燃焼ストーカ側へ移動しようどす
る。この際、良質のごみではストーカの駆動速度を早く
しないと、ストーカ上のごみが灰になってしまい、反対
に悪質のごみではストーカの駆動速度を遅くしないと、
未燃物が灰と一緒に排出シュート・から排出されること
になる。このストーカの駆動速度の調節は、ストーカ下
方への燃焼用空気送六呈の調節と相関的に行わないと、
ストーカ上のごみの燃焼址に変化を生じ、ボイラの蒸気
発生量をコントロールすることも難しくなる。

従来、燃焼用空気量の調節とストーカの駆動速度のｔＡ
ｉは、運転員がストーカ上の主燃焼帯の移動を工業用テ
レビカメラ４０により監視して行っていたが、これらの
調節は運転員の勘に頼るところが大きく、勘による調節
は必ずしも最適であるとは限らず、又、夫々の運転員の
経験によってその調節も異なっているので問題であった
。

最近はこれらの調節を自動制御により行うようになって
来ているが、ストーカ上の主燃焼帯の移動だけは自動的
に計測することは難しく、ごみ焼却炉の運転を完全に自
動化することは困難であった。

本発明は、上記の問題を解消する為に創案されたもので
あり、その目的は火格子全体の温度とストーカ上の主燃
焼帯の移動を正確且つ容易に検出することができ、火格
子の保護と良好な燃焼を行えるごみ焼却炉の自動燃焼制
御装置を堤供するにある。

（課題を解決する為の手段） 上記目的を達成する為に、本発明のごみ焼却炉の自動燃
焼制御装置は、複数組のストーカの下方へ空気を送入す
る空気送入装置と、各ストーカの火格子全体の温度変化
を計測してストーカ上の主燃焼帯の移動を検出する火格
子温度測定装置と、火格子温度測定装置からの検出信号
に基づいて空気送入装置を制御し、全火格子の温度が高
温腐蝕を起す温度以下になるように各ストーカへの空気
送入量を調節する制御装置とを具備して成り、前記火格
子温度測定装置を、各ストーカの下方に配設され、火格
子全体の温度変化を検出する制御装置に接続された赤外
線カメラと、制御装置に接続され、火格子全体の温度分
布を表示する表示器とで構成したものである。

又、制御装置に、煙道内の排ガスの一部を各ストーカの
下方へ送入する排ガス循環装置を接続し２制御装置によ
り排ガス循環装置を制御するように構成しておくことが
好ましい。

更に、制御装置に、各ストーカのストーカ即動装置を接
続し、制御装置によりストーカ駆動装置を制御するよう
に構成しておくことが好ましい。

（作用） 赤外線カメラにより各ストーカの火格子全体の温度が検
出されると、これはコンピュータグラフィックスにより
画像処理され、表示器上に等高曲線等で表示される。こ
九によって、全火格子の温度とスト−カドの主燃焼帯の
移動が正確且つ容易に検出される。

そして、火格子温度と主燃焼帯の位置が検出されると、
この検出信号に基づいて制御装置が空気送入装置を制御
し、各ストーカへの空気送入量が最適な値になるように
空気送入量を調節する。その結果、火格子の温度が調節
されて火格子の高温腐蝕を防止できると共に、常に良好
な燃焼状態を得ることができる。

又、排ガスの一部を各ストーカの下方へ送入できる排ガ
ス循環装置を設け、これを上記検出信号に基づいて制御
装置により制御し、ストーカの下方へ排ガスも送入する
ようにした場合には火格子上の燃焼が抑制され、火格子
の温度を確実に低下できて火格子の保護を行えると共に
、ＮＯｘの発生も抑制できる。

更に、空気送入装置と排ガス循環装置とストーカ駆動装
置を制御装置により制御し、ストーカの下方へ空気及び
排ガスを送入すると共に、ストーカ速度を調節するよう
にした場合にはＮ　Ｏｘの発生を防止でき、且つボイラ
の然気発生９琥を正確にコントロールすることができる
。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明に係る自動燃焼制御装置を用いたごみ焼
却炉の概略縦断面図であって、当該ごみ焼却炉は、ごみ
ホッパ１．ごみ定量供給フィーダー２、乾燥ストーカ３
、燃焼ストーカ４．おき燃焼ストーカ５等から構成され
て居り、ごみ焼却炉の炉壁にはボイラ６が連設されてい
る。

而して、ごみホッパ１に投入されたごみは、供給フィー
ダー２によって乾燥ストーカ３上に定量宛送り出されて
ここで乾燥し、次に燃焼ストーカ４へ送られて炎燃焼し
、その後おき燃焼ストーカ５上でおき燃焼して完全に灰
となって排出シュート７から排出される。

又、乾燥・燃焼用の空気は、空気送入装置８によって各
ストーカ３，４．５の下方に夫々配設されたホッパ９に
送入され、燃焼ガスは、燃焼室１０からボイラ６等を経
て外部へ排出されるようになっている。

第２図は階段式ストーカの詳細を示す概略部分斜視図で
あって、当該ストーカは、可動火格子１１と固定火格子
１２とを交互に階段状に配列し、各固定火格子１２を固
定フレーム１３へ固定すると共に、各可動火格子１１を
サポート１４を介して可動枠１５へ取付け、前記可動枠
１５を支持してフレーム１−６上を前後方向へ滑動する
滑り台１７に、油圧シリンダ等のストーカ駆動装置１８
を連結して成り、ストーカ駆動装置１８により可動枠１
５を前後方向へ一定のピッチで滑動させることによって
固定火格子１２の上を可動火格子１１が前後に摺動して
ごみを移送するようになっている。

又、乾燥・燃焼用の空気は、空気送入装置８によってホ
ッパ９に送入され、固定火格子１２と可動火格子１１の
ｌ′ｄｌ隙から火格子１１．１２上面に噴出して燃焼に
寄与すると共に、ストーカ３，４゜５を冷却するように
なっている。

そして５本発明に係る自動燃焼制御装置は、火格子温度
測定装置１９により各ストーカ３，４゜５の火格子１１
．１２全体の温度変化を検出してこれを可視化し、火格
子温度測定装置１９からの検出信号に基づいて制御装置
２０により空気送入装置８を制御し、全火格子１１．１
２の温度が高温腐蝕を起す温度以下になるように各スト
ーカ３゜４．５への空気送入量を調節するものである。

即ち、前記空気送入装置８は、ストーカ３，４゜５下方
の各ホッパ９に夫々接続された空気ダクト２１と、空気
ダクト２１に接続された押込送風機２２と、各空気ダク
ト２１に介設されたダンパ２３と、各ダンパ２３のダン
パ駆動装置２４等から構成されて居り、ダンパ駆動装置
２４が制御装置２０により制御されるように為されてい
る。

前記火格子温度測定装置１９は、ストーカ３゜４．５下
方の各ホッパ９に設けられ、火格子１１゜１２全体の温
度変化を検出する制御装置２０に接続された赤外線カメ
ラ２５と、火格子１１，１．２全体の温度分布を表示で
きる制御装置２０に接続されたブラウン管等の表示器２
６等から構成されて居り、全火格子１１．１２を平面的
に縦方向複数個、横方向複数個のマトリックス状に区分
けし、赤外線カメラ２５により火格子１１．１２全体の
温度を計測し、コンピュータグラフィックスにより画像
処理して表示器２６上に第３図に示すような等高曲線を
表示できると共に１色分は表示してその温度も計測でき
るように為されている。

これによって、全火格子１１．１２の温度と主燃焼帯の
移動を正確且つ容易に知ることができる。

前記制御装置２０は、中央制御室に￥１置されて居り、
火格子温度測定装置１９からの検出信号に基づいて空気
送入装置８のダンパ駆動装置２４を制御してダンパ２３
の開度を調節するように為されている。この制御装［２
０にはコンピュータが使用されている。

而して、赤外線カメラ２５により各ストーカ３゜４．５
の裏面側から火格子ｉ１．１２全体の温度が肘用１され
ると、これはコンピュータグラフィックスにより画像処
理され、表示器２６上に等高曲線で表示されると共に、
温度が判るように色分は表示される。

これによって、全火格子１１．１２の温度とストーカ４
上の主燃焼帯の移動を正確且つ容易に検出できる。

火格子１１．１２の温度と主燃焼帯の位置が検出される
と、この検出信号に基づいて制御装置２０がダンパ駆動
装置２４を制御し、各ストーカ３゜４．５への空気送入
量が最適な値になるように各ダンパ２３の開度を調節す
る。即ち、各ストーカ３．４．５への空気送入量は、全
火格子１１，１２の温度が高温腐蝕を起す温度以下を保
つように調節され、且つ火格子１１．１２上のごみが良
好に乾燥・燃焼するように調節される。

このようにして、各ストーカ３，４，５への空気送入量
を調節することにより、全火格子１１゜１２の温度が調
節されて火格子１１．１２の寿命が保たれると共に、ご
みの乾燥・燃焼速度が調節されて常時良好な燃焼状態が
得られる。

第４図は本発明の他の実施例に係る自動燃焼制御装置を
用いたごみ焼却炉の概略縦断面であって、この自動燃焼
制御装置は、煙道内の排ガスの一部を各ストーカ３，４
．５の下方へ送入できる排ガス循環装置２７を備えたも
のであり、火格子温度測定装置１９からの検出信号に基
づいて制御装置２０が空気送入装置ａ８と排ガス循環装
置２７とを制御するように構成されている。

即ち、排ガス循環装置２７は、煙道と空気ダクト２１に
接続された排ガスダクト２８と、排ガスダクト２８に介
設された循環用ファン２９等から構成されて居り、循環
用ファン２９が制御装置２０により制御されるように為
されている。

而して、火格子温度測定装置１９によって火格子１１．
１２の温度と主燃焼帯の位置が検出されると、この検出
信号に基づいて制御袋ｆｆ１２０がダンパ駆動袋Ｍ２４
と循環用ファン２９を制御し。

排ガスの一部が押込送風機２２から送られて来る空気と
混合されて各ストーカ３，４．５の下方へ送入される。

これによって、火格子１１．１２上の燃焼が抑制され、
火格子１１．１２温度が確実に下がって高温腐蝕を起す
温度以下に保たれると共に、ＮＯｘの発生も抑制される
ことになる。

第５図は本発明の更に他の実施例に係る自動燃焼制御装
置を用いたごみ焼却炉の概略縦断面図であって、この自
動燃焼制御装置は、火格子温度測定装置１９からの検出
信号に基づいて制御装置２０が空気送入装置８と排ガス
循環装置２７とを制御し、且つ各ストーカ駆動装置１８
を制御装置２０が制御してストーカ速度も調節できるよ
うにしたものである。

而して、火格子温度測定袋′？１１９によって火格子１
１．１２の温度と主燃焼帯の位置が検出されると、この
検出信号に基づいて制御装置２０がダンパ駆動装置２４
と循環用ファン２９を制御し、排ガスの一部が空気と一
緒に各ストーカ３，４゜５の下方へ送入される。又、制
御装置２０がストーカ駆動装置１８を制御してストーカ
速度を最適な値になるようにｍＢする。

これによって、火格子１１．１２上で激しく燃焼し過ぎ
ている主燃焼帯の燃焼度を抑制することができ、火格子
１１．１２の高温腐蝕やＮＯｘの発生を防止できると共
に、燃焼状態が安定してボイラ６の蒸気発生量を正確に
コントロールすることができる。

（発明の効果） 上述の通り、請求項１の自動燃焼制御装置にあっては、
赤外線カメラから成る火格子温度測定装置により各スト
ーカの火格子全体の温度変化を検出し、この検出信号に
基づいて制御装置により空気送入装置を制御する構成と
した為、火格子の温度とストーカ上の主燃焼帯の移動を
正確且つ容易に検出でき、各ストーカへの空気送入量が
最適な値になるように調節することができる。その結果
、火格子の温度を最適な温度に調節できて火格子の高温
腐蝕を防止できると共に、常時良好な燃焼状態を得るこ
とができる。

又、請求項２の自動燃焼制御装置にあっては、上記効果
に加えて次のような効果を奏し得る。

即ち、排ガス循環装置により排ガスの一部を各ストーカ
の下方へ送入する構成とした為、火格子上の燃焼が抑制
され、ＮＯｘの発生を防止できる。

更に、請求項３の自動燃焼制御装置にあっては、上記各
効果に加えて次のような効果を奏し得る。

即ち、制御装置によりストーカ踵動装置を制御してスト
ーカ速度も調節する構成とした為、燃焼状態がより一層
安定し、ボイラの蒸気発生量を正確にコントロールする
ことができ、燃焼制御の完全な自動化を図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動燃焼制御装置を用いたごみ焼
却炉の概略縦断面図、第２図はごみ焼却炉の階段式スト
ーカの概略部分斜視図、第３図は各ストーカの火格子全
体の等高曲線図、第４図は他の実施例に係る自動燃焼制
御装置を用いたごみ焼却炉の概略縦断面図、第５図は更
に他の実施例に係る自動燃焼制御装置を用いたごみ焼却
炉の概略縦断面図、第６図は従来のごみ焼却炉の概略縦
断面である。 ３．４．５はストーカ、８は空気送入装置、１１．１２
は火格子、１８はスＩ・−力駆動装置、１９は火格子温
度測定装置、２０は制御装置、２５は赤外線カメラ、２
６は表示器、２７は排ガス循環装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数組のストーカ（３）、（４）、（５）の下方へ
   空気を送入する空気送入装置（８）と、各ストーカ（３
   ）、（４）、（５）の火格子（１１）、（１２）全体の
   温度変化を計測してストーカ（４）上の主燃焼帯の移動
   を検出する火格子温度測定装置 （１９）と、火格子温度測定装置（１９）からの検出信
   号に基づいて空気送入装置（８）を制御し、全火格子（
   １１）、（１２）の温度が高温腐蝕を起す温度以下にな
   るように各ストーカ（３）、（４）、（５）への空気送
   入量を調節する制御装置（２０）とを具備して成り、前
   記火格子温度測定装置（１９）が、各ストーカ（３）、
   （４）、（５）の下方に配設され、火格子（１１）、（
   １２）全体の温度変化を検出する制御装置（２０）に接
   続された赤外線カメラ（２５）と、制御装置（２０）に
   接続され、火格子（１１）、（１２）全体の温度分布を
   表示する表示器（２６）とで構成されていることを特徴
   とするごみ焼却炉の自動燃焼制御装置。 ２、制御装置（２０）により制御され、煙道内排ガスの
   一部を各ストーカ（３）、（４）、（５）の下方へ送入
   する排ガス循環装置（２７）を備えた請求項１記載のご
   み焼却炉の自動燃焼制御装置。 ３、制御装置（２０）により制御され、各ストーカ（３
   ）、（４）、（５）のストーカ速度を調節するストーカ
   駆動装置（１８）を備えた請求項２記載のごみ焼却炉の
   自動燃焼制御装置。