JPH0435676B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は下水汚泥、都市ごみ等の廃棄物、その
処理灰または石炭灰等を高温下で溶融させる溶融
炉の温度制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の溶融炉の温度制御方法を第２図によつて
説明する。

同図において、Ａは施回流溶融炉で、この溶融
炉Ａの燃焼室１内がバーナー２により加熱され
て、被溶融物の溶流温度以上の高温状態に保たれ
る。

定量供給機３から出て圧縮空気により圧送され
る石炭灰等の被溶融物は、ブロワ４から送られる
燃料用空気と混合されて炉内に投入され、燃料室
１内の高温下で施回しながら溶融スラグ化する。
この溶融スラグは、炉壁に沿つて流下し、燃料室
下方のスラグポツト５（または取出しコンベア）
に収集される。また、燃料室１の燃料ガス（排ガ
ス）は、被溶融物の粒子と分離されて排ガス出口
６に向かい、煙道７を通つて排出される。

溶融炉Ａの炉内および炉壁温度（以下、炉温度
という）は、被溶融物の溶流温度以上で、かつ耐
火物保護のために規制される温度以下（たとえば
石灰系脱水ケーキの流動焼却灰の場合で1250℃〜
1350℃、以下、適正炉温度という）に保つ必要が
ある。

この炉温度は被溶融物の供給量等によつて変化
するため、この炉温度を検出し、これに基づいて
バーナー燃料の供給量を調節して炉温度を適性炉
温度に向けて制御する必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

この温度制御方法として、従来は、熱電対等の
温度センサ９を炉壁に埋め込み、この温度センサ
９により炉壁温度を間接的に検出し、かつこの検
出値を炉壁温度演算器１０により実際の炉壁温度
相当値に補正して炉温度制御装置１１に送り、こ
こで予め設定された適正温度値と比較し、その比
較結果に基づいて、バーナー２に対する燃料供給
量調節用の流量調節弁１２の開度を制御して燃料
供給量を制御する構成をとつている。

ところが、上記のように炉壁温度を検出する従
来の方法によると、つぎのような問題があつた。

すなわち、溶融運転中は、溶融スラグが炉壁に
沿つて流下し、炉壁にスラグ層が形成される。こ
のスラグ層は炉壁よりも熱伝導率が低いため、上
記炉壁温度演算器１０による補正温度が実際の炉
壁温度よりも低くなる（たとえばスラグ層が１０
mmの厚さで形成されると補正値が実際値よりも約
80℃低くなる）。また、炉壁の耐火物がスラグと
の化学反応等によつて損耗すると、逆に、補正温
度が実際温度よりも高くなる（たとえば10mmの厚
さで損耗すると補正値が実際値よりも約30℃高く
なる）。

このように、スラグが流下する炉壁での温度検
出を行なう従来方法によると、流下スラグの影響
による検出誤差が大きいため、制御精度が悪いも
のとなつていた。

また、炉壁の損耗によつて温度センサ９が炉内
に露出すると、同センサ９が被溶融物の粒子との
接触によつて損傷し、寿命が低下するという問題
があつた。

そこで本発明は、炉温度を流下スラグによる影
響を受けることなく正確に検出して精度の良い温
度制御を行なうことができ、また温度センサの損
傷を防止してセンサ寿命を向上させることができ
る溶融炉の温度制御方法を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、投入された被溶融物を高温の燃料室
内で溶融させる溶融炉の排ガス通路に温度センサ
を設け、この温度センサにより溶融炉の排ガス温
度を検出し、この検出値に基づいて、燃焼用バー
ナーに対する燃料の供給量を制御するものであ
る。

〔作用〕

このように、流下スラグとは無関係な、しかも
炉温度と直結した排ガス温度を検出するため、炉
温度を流下スラグの影響を受けることなく正確に
検出することができる。このため、炉温度制御を
精度良く行なうことができる。

また、排ガス通路で、粒子が分離された排ガス
の温度を検出するため、センサが粒子との接触に
よつて損傷するおそれがなくなる。

〔実施例〕

本発明の実施例を第１図によつて説明する。

この実施例における溶融炉Ａの基本構成、溶融
炉Ａに対する被溶融物および燃料の供給構成等、
第２図に示すものと同じ部分については第２図と
同一符号を付して示し、その重複説明を省略す
る。

この実施例装置においては、熱電対等の温度セ
ンサ１３を溶融炉Ａの排ガス出口６部分に設け、
この温度センサ１３によつて燃料室１から排出さ
れる排ガスの温度を検出するようにしている。

この排ガスの温度は、燃料の燃焼による排ガス
の顕熱、および炉内耐火物の蓄熱等の総計として
与えられ、炉温度と直結した（炉温度とほぼ等し
い）温度であるため、この温度センサ１３の検出
値が、そのまま炉温度として、従来のように演算
器による補正操作を受けることなく炉温度制御装
置１４に送られる。

この炉温度制御装置１４においては、予め設定
された適正炉温度値とこのセンサ検出値とを比較
し、その比較結果に基づいて、流量調節弁１２に
制御信号（開度増加または減少信号）を出力す
る。これによつて流量調節弁１０の開度が調節さ
れ、バーナー２に対する燃料供給量が調節されて
炉温度が適正温度に向けて制御される。

このように、炉温度を、流下スラグとは無関係
な、しかも炉温度と直結した排ガス温度で検出す
るため、炉温度を流下スラグの影響を一切受けず
に正確に検出することができる。従つて、この正
確な検出温度に基づいて燃料調節、すなわち炉温
度制御が精度良く行なわれる。また、排ガス温度
は、燃料燃焼量との相関性を有し、燃料供給量の
変化が直接この排ガス温度に反映されるため、制
御応答性が良く、制御精度が一層向上することと
なる。

一方、被溶融物の粒子は、その殆どが排ガス出
口６の手前で燃焼ガスから分離されて下降し、排
ガス出口６部分では燃焼室１内と比較して遥かに
粉塵濃度が低いため、この部分に設置された温度
センサ１３が粒子との接触によつて損傷するおそ
れがなく、センサ寿命が向上することとなる。

ところで、バーナー２の空燃比は、燃効率およ
び燃費向上のために一定値（たとえば1.2）に設
定されるが、とくにマイナス圧運転時に炉内への
空気侵入によつて空燃比が変動する場合がある。

そこで、この実施例において、排ガスが通る煙
道７内に、排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃
度センサ１５を設け、このセンサ１５の検出値に
基づいて燃焼空気量を調節するようにしている。

詳述すると、酸素濃度センサ１５による検出酸
素濃度は、空燃比演算器１６に送られる。この演
算器１６では、酸素濃度設定器１７によつて設定
された酸素濃度（たとえば空燃比1.2において酸
素濃度3.8％）と検出酸素濃度とを比較し、検出
酸素濃度を設定酸素濃度にするための目標空燃比
を求める。ここで求められた目標空燃比、すなわ
ち設定酸素濃度を実現するために必要な燃焼空気
量の値は空燃比制御装置１８に送られる。

この空燃比制御装置１８には、前記した炉温度
制御のために炉温度制御装置１４から燃料流量調
節弁１２に送られる燃料流量指令信号が同時に取
込まれ、この燃料流量との関係から目標空燃比を
実現するための燃焼空気量が割出されて、空気流
量調節弁１９に開度指令（流量指令）信号として
出力される。

このようにして、空燃比を熱効率、燃費の面で
最も有利に値に保持することができる。なお、本
発明者の実験によれば、上記の空燃比制御によつ
て燃料原単位（炉温度を10℃上げるのに必要な燃
料の量）を５〜10％低減することができた。

ところで、排ガス温度を検出する温度センサ１
３は、上記した排ガス出口６に限らず、煙道７に
設置してもよい。

〔発明の効果〕

上記のように本発明によるときは、溶融炉の排
ガス通路に温度センサを設け、この温度センサに
より、流下スラグとは無関係な、しかも炉温度と
直結した排ガス温度を検出するため、炉温度を流
下スラグの影響を受けることなく正確に検出する
ことができる。このため、炉壁温度を検出する従
来方法と比較して、炉温度制御を精度良く行なう
ことができる。

また、粒子が分離され粉塵濃度が低い排ガス通
路に温度センサを設置するため、この温度センサ
の粒子との接触による損傷を防止でき、センサ寿
命を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を説明するための溶融
炉および制御系の概略構成図、第２図は従来方法
を説明するための第１図相当図である。 Ａ……溶融炉、１……燃焼室、２……バーナ
ー、６……排ガス出口（排ガス通路）、１２……
燃料流量調節弁、１３……温度センサ、１４……
炉温度制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 投入された被溶融物を高温の燃焼室内で溶融
   させる溶融炉の排ガス通路に温度センサを設け、
   この温度センサにより溶融炉の排ガス温度を検出
   し、この検出値に基づいて、燃焼用バーナーに対
   する燃料の供給量を制御することを特徴とする溶
   融炉の温度制御方法。