JPH0585809B2 - - Google Patents

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
火格子の材質には一般に高クローム鋼（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ClやＳ分が含有されているこ
とがあり、これらが燃焼によりHClやSO₂となつ
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NaClやKCl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、ごみ焼却炉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
つて、当該ごみ焼却炉は、ごみホツパ３０、ごみ
定量供給フイーダー３１、乾燥ストーカ３２、燃
焼ストーカ３３、おき燃焼ストーカ３４等から構
成されて居り、ごみホツパ３０に投入されたごみ
は、供給フイーダー３１によつて乾燥ストーカ３
２上に送り出され、各ストーカ３２，３３，３４
上で順次乾燥・燃焼し、灰となつて排出シユート
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３２，３３，３４の下方に夫々配設された
ホツパ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
うになつている。

更に、燃焼により発生した燃焼ガスは、燃焼室
からこれ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
うになつている。

（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
常可撓細型熱電対を固定火格子の下面に埋込み、
火格子の温度を温度メータにより連続的に計測
し、これによつて運転員が燃焼用空気量を加減し
て燃焼状態を調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、熱電対を使用しているので、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つ
た。その為、火格子温度の正確な計測を行えず、
空気量が最適な状態になるように制御できないこ
ともあつた。その結果、火格子が高温腐蝕を起し
たり、或いは良好な燃焼が得られないことがあつ
た。

一方、ごみ焼却炉に於いては、良質のごみのと
きにはストーカ上の主燃焼帯が燃焼ストーカ上か
ら乾燥ストーカ側へ移動しようとし、又、悪質の
ごみのときには燃焼ストーカ上からおき燃焼スト
ーカ側へ移動しようとする。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つてしまい、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ユ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入量の調節と相関的に
行わないと、ストーカ上のごみの燃焼量に変化を
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
度の調節は、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により監視して行つ
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つてそ
の調節も異なつているので問題であつた。

最近はこれらの調節を自動制御により行うよう
になつて来ているが、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つ
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提供するに
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、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駆動
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、これはコンピユータグラフ
イツ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。これによつて、全火格子の温
度とストーカ上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NOxの発
生を防止でき、且つ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つて、当該ごみ
焼却炉は、ごみホツパ１、ごみ定量供給フイーダ
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、ごみホツパ１に投入されたごみは、供
給フイーダー２によつて乾燥ストーカ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つて排出シユー
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
よつて各ストーカ３，４，５の下方に夫々配設さ
れたホツパ９に送入され、燃焼ガスは、燃焼室１
０からボイラ６等を経て外部へ排出されるように
なつている。

第２図は階段式ストーカの詳細を示す概略部分
斜視図であつて、当該ストーカは、可動火格子１
１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１６上を前後方向へ滑動する滑り台１
７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１５を前後方向へ一定のピツチで滑動させるこ
とによつて固定火格子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つてい
る。

又、乾燥・燃焼用の空気は、空気送入装置８に
よつてホツパ９に送入され、固定火格子１２と可
動火格子１１の間隙から火格子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つている。

そして、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１１，１２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下方の各ホツパ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下方の各ホツパ９に設けられ、火格子１
１，１２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，
１２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２６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ツクス状に区分
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、コンピユータグラフイツク
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、色分け表
示してその温度も計測できるように為されてい
る。

これによつて、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、中央制御室に設置されて
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。この制御装置２０にはコンピユータが
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１１，１２全体の
温度が計測されると、これはコンピユータグラフ
イツ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
分け表示される。

これによつて、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２
０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１
１，１２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つ
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８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アン２９等から
構成されて居り、循環用フアン２９が制御装置２
０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によつて火格
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装置２０がダ
ンパ駆動装置２４と循環用フアン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。

これによつて、火格子１１，１２上の燃焼が抑
制され、火格子１１，１２温度が確実に下がつて
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
あつて、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２
０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２
０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、火格子温度測定装置１９によつて火格
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装置２０がダ
ンパ駆動装置２４と循環用フアン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
な値になるように調節する。

これによつて、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
つては、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つては、
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つて
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駆動装置を制御
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、１
１，１２は火格子、１８はストーカ駆動装置、１
９は火格子温度測定装置、２０は制御装置、２５
は赤外線カメラ、２６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１１，１
   ２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。