JPH06265124A - ごみ焼却炉におけるごみの燃焼制御方法 - Google Patents
ごみ焼却炉におけるごみの燃焼制御方法Info
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- JPH06265124A JPH06265124A JP7776593A JP7776593A JPH06265124A JP H06265124 A JPH06265124 A JP H06265124A JP 7776593 A JP7776593 A JP 7776593A JP 7776593 A JP7776593 A JP 7776593A JP H06265124 A JPH06265124 A JP H06265124A
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Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ごみ焼却炉におけるごみの燃焼を、焼却炉内
におけるごみの堆積量およびごみの質に応じて、自動的
に且つ適切に制御する。 【構成】 焼却炉１内に投入されたごみのカロリーおよ
び生ガス水蒸気量によって特定されるごみ質を求め、そ
のごみ質に基づいて、当該ごみの燃焼に最適な酸素濃度
になるように焼却炉１内への吹込み空気量を制御し、そ
して、投入されたごみのガス化速度を求め、求められた
ガス化速度に基づいて、火格子２上のごみの移動速度を
制御する。
におけるごみの堆積量およびごみの質に応じて、自動的
に且つ適切に制御する。 【構成】 焼却炉１内に投入されたごみのカロリーおよ
び生ガス水蒸気量によって特定されるごみ質を求め、そ
のごみ質に基づいて、当該ごみの燃焼に最適な酸素濃度
になるように焼却炉１内への吹込み空気量を制御し、そ
して、投入されたごみのガス化速度を求め、求められた
ガス化速度に基づいて、火格子２上のごみの移動速度を
制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ごみ焼却炉における
ごみの燃焼制御方法に関するものである。
ごみの燃焼制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ごみ焼却炉において、紙、繊維、プラス
チック、木材、生ごみ等、各種のごみの焼却を行うに際
し、焼却炉内に投入されるごみの種類およびその量に応
じた適切な燃焼制御を行うことが必要である。図５は、
従来の燃焼制御方法の一例を示す概略説明図である。図
５に示すように、焼却炉１内には、乾燥火格子2a、燃焼
火格子2b、後燃焼火格子2cからなる火格子２が設けられ
ており、炉口1aから炉内に装入されたごみは、乾燥火格
子2a、燃焼火格子2bおよび後燃焼火格子2cを順次移動し
その間に燃焼される。
チック、木材、生ごみ等、各種のごみの焼却を行うに際
し、焼却炉内に投入されるごみの種類およびその量に応
じた適切な燃焼制御を行うことが必要である。図５は、
従来の燃焼制御方法の一例を示す概略説明図である。図
５に示すように、焼却炉１内には、乾燥火格子2a、燃焼
火格子2b、後燃焼火格子2cからなる火格子２が設けられ
ており、炉口1aから炉内に装入されたごみは、乾燥火格
子2a、燃焼火格子2bおよび後燃焼火格子2cを順次移動し
その間に燃焼される。
【０００３】焼却炉１の下部の空気供給口1bには、空気
供給管６が取り付けられており、空気供給管６には、炉
内に空気を送り込むための送風機３が設けられ、送風機
３の入側の空気供給管６にはダンパ４が設けられ、ダン
パ４によって吹込み空気量が制御される。焼却灰は、排
出口５を通って炉外に排出され、燃焼排ガスは、焼却炉
１の上部のガス排出口1cに接続されたガス冷却室７にお
いてノズル８から噴射される冷却水により冷却された
上、煙道９を通って排出される。
供給管６が取り付けられており、空気供給管６には、炉
内に空気を送り込むための送風機３が設けられ、送風機
３の入側の空気供給管６にはダンパ４が設けられ、ダン
パ４によって吹込み空気量が制御される。焼却灰は、排
出口５を通って炉外に排出され、燃焼排ガスは、焼却炉
１の上部のガス排出口1cに接続されたガス冷却室７にお
いてノズル８から噴射される冷却水により冷却された
上、煙道９を通って排出される。
【０００４】空気供給管６には、焼却炉１の上部に至る
分岐管26が接続されており、分岐管26の途中にはダンパ
27が設けられている。空気供給管６からの冷却空気の一
部は、分岐管26を通って焼却炉１の上部内に吹き込ま
れ、これによって、炉内から排出される燃焼排ガスが高
温になり過ぎることを防止している。
分岐管26が接続されており、分岐管26の途中にはダンパ
27が設けられている。空気供給管６からの冷却空気の一
部は、分岐管26を通って焼却炉１の上部内に吹き込ま
れ、これによって、炉内から排出される燃焼排ガスが高
温になり過ぎることを防止している。
【０００５】焼却炉１のガス排出口1cに設けられたガス
温度計10によって排ガスの温度を測定し、測定された排
ガスの温度（θ1)が、排ガス温度設定器29による設定値
（θr ) と等しくなるように、炉出口ガス温度 PID調節
計23およびダンパ駆動器28によって、分岐管26の途中に
設けられたダンパ27を作動させる。これによって、分岐
管26を通り焼却炉の上部内に供給される冷却空気の量が
制御される。
温度計10によって排ガスの温度を測定し、測定された排
ガスの温度（θ1)が、排ガス温度設定器29による設定値
（θr ) と等しくなるように、炉出口ガス温度 PID調節
計23およびダンパ駆動器28によって、分岐管26の途中に
設けられたダンパ27を作動させる。これによって、分岐
管26を通り焼却炉の上部内に供給される冷却空気の量が
制御される。
【０００６】焼却炉１内におけるごみの堆積量、火勢の
強弱等を、作業員が炉内テレビ等によって監視し、そし
て、乾燥火格子2a、燃焼火格子2b、後燃焼火格子2cから
なる火格子２上のごみの各々移動速度を、設定器25によ
り設定している。
強弱等を、作業員が炉内テレビ等によって監視し、そし
て、乾燥火格子2a、燃焼火格子2b、後燃焼火格子2cから
なる火格子２上のごみの各々移動速度を、設定器25によ
り設定している。
【０００７】上述した、焼却炉１におけるごみの燃焼を
効率的に行うためには、焼却炉１内におけるごみの堆積
量が多い場合には、ごみの燃焼を促進させ、一方、焼却
炉１内におけるごみの堆積量が少ない場合には、炉内に
装入される新しいごみに対する火種が残りそして新しい
ごみを予熱し得るように、ごみの燃焼を緩慢にさせるこ
とが必要である。
効率的に行うためには、焼却炉１内におけるごみの堆積
量が多い場合には、ごみの燃焼を促進させ、一方、焼却
炉１内におけるごみの堆積量が少ない場合には、炉内に
装入される新しいごみに対する火種が残りそして新しい
ごみを予熱し得るように、ごみの燃焼を緩慢にさせるこ
とが必要である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のごみの燃焼制御
方法には、次のような問題がある。 (1) 図５に示すように、分岐管26を通って焼却炉１の上
部内に吹込まれた空気は、排出口1c付近において高温の
燃焼排ガスと混合され、燃焼排ガスが高温になり過ぎる
ことを防止しているだけであり、ごみの燃焼には寄与し
ていない。 (2) 焼却炉１内に装入されているごみが少量でありまた
はごみの発熱量が低い場合には、分岐管26に設けられた
ダンパ27を閉じても、送風機３によって送り込まれる空
気量が過大なために、焼却炉１内を適切な高温度に保つ
ことが困難である。
方法には、次のような問題がある。 (1) 図５に示すように、分岐管26を通って焼却炉１の上
部内に吹込まれた空気は、排出口1c付近において高温の
燃焼排ガスと混合され、燃焼排ガスが高温になり過ぎる
ことを防止しているだけであり、ごみの燃焼には寄与し
ていない。 (2) 焼却炉１内に装入されているごみが少量でありまた
はごみの発熱量が低い場合には、分岐管26に設けられた
ダンパ27を閉じても、送風機３によって送り込まれる空
気量が過大なために、焼却炉１内を適切な高温度に保つ
ことが困難である。
【０００９】(3) 乾燥火格子2a、燃焼火格子2b、後燃焼
火格子2cからなる火格子２上のごみの移動速度は、作業
員により、焼却炉１内におけるごみの堆積量、火勢の強
弱等を監視し、上記ごみの堆積量、火勢の強弱等に基づ
いて制御している。従って、上述した制御のための作業
員が必要であり、しかも、各火格子毎に適切なごみ移動
速度を制御することは困難である。
火格子2cからなる火格子２上のごみの移動速度は、作業
員により、焼却炉１内におけるごみの堆積量、火勢の強
弱等を監視し、上記ごみの堆積量、火勢の強弱等に基づ
いて制御している。従って、上述した制御のための作業
員が必要であり、しかも、各火格子毎に適切なごみ移動
速度を制御することは困難である。
【００１０】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、ごみ焼却炉におけるごみの燃焼を、焼却炉内
におけるごみの堆積量、ごみの質等に応じて、自動的に
且つ適切に制御することができる燃焼制御方法を提供す
ることにある。
を解決し、ごみ焼却炉におけるごみの燃焼を、焼却炉内
におけるごみの堆積量、ごみの質等に応じて、自動的に
且つ適切に制御することができる燃焼制御方法を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した、
ごみ焼却炉におけるごみの燃焼を、焼却炉内におけるご
みの堆積量、ごみの質等に応じて、自動的に且つ適切に
制御し得る方法を開発すべく鋭意研究を重ねた。その結
果、次の知見を得た。従来のような焼却炉の上部内には
冷却空気を吹込まず、火格子の下方から増量した空気を
吹き込めば、燃焼速度が向上し、且つ、燃焼排ガスの温
度上昇を抑制することができる。そして、ごみ焼却炉内
に投入されたごみの、カロリーおよび生ガス水蒸気量に
よって特定されるごみ質に基づいて、当該ごみの燃焼に
最適な酸素濃度を設定し、設定された酸素濃度になるよ
うに、ごみ焼却炉内への吹込み空気量を制御し、一方、
投入されたごみのガス化速度を求め、求められたガス化
速度に基づいて、火格子上のごみの移動速度を制御すれ
ば、ごみの燃焼を自動的に且つ適確に制御することがで
きる。
ごみ焼却炉におけるごみの燃焼を、焼却炉内におけるご
みの堆積量、ごみの質等に応じて、自動的に且つ適切に
制御し得る方法を開発すべく鋭意研究を重ねた。その結
果、次の知見を得た。従来のような焼却炉の上部内には
冷却空気を吹込まず、火格子の下方から増量した空気を
吹き込めば、燃焼速度が向上し、且つ、燃焼排ガスの温
度上昇を抑制することができる。そして、ごみ焼却炉内
に投入されたごみの、カロリーおよび生ガス水蒸気量に
よって特定されるごみ質に基づいて、当該ごみの燃焼に
最適な酸素濃度を設定し、設定された酸素濃度になるよ
うに、ごみ焼却炉内への吹込み空気量を制御し、一方、
投入されたごみのガス化速度を求め、求められたガス化
速度に基づいて、火格子上のごみの移動速度を制御すれ
ば、ごみの燃焼を自動的に且つ適確に制御することがで
きる。
【００１２】この発明は、上記知見に基づいてなされた
ものであって、この発明の方法は、ごみ焼却炉におけ
る、ごみ投入速度、炉出口排ガス温度、排ガス（乾ガ
ス）酸素濃度および排ガス流量に基づいて、投入された
ごみのカロリーおよび生ガス水蒸気量によって特定され
るごみ質を求め、求められた前記ごみ質に基づいて、当
該ごみの燃焼に最適な酸素濃度を設定し、設定された前
記酸素濃度になるように、前記ごみ焼却炉内への吹込み
空気量を制御し、一方、前記ごみ質、前記炉出口排ガス
温度、前記排ガス（乾ガス）酸素濃度および前記排ガス
流量に基づいて、投入されたごみのガス化速度を求め、
求められた前記ガス化速度に基づいて、火格子上のごみ
の移動速度を制御することに特徴を有するものである。
ものであって、この発明の方法は、ごみ焼却炉におけ
る、ごみ投入速度、炉出口排ガス温度、排ガス（乾ガ
ス）酸素濃度および排ガス流量に基づいて、投入された
ごみのカロリーおよび生ガス水蒸気量によって特定され
るごみ質を求め、求められた前記ごみ質に基づいて、当
該ごみの燃焼に最適な酸素濃度を設定し、設定された前
記酸素濃度になるように、前記ごみ焼却炉内への吹込み
空気量を制御し、一方、前記ごみ質、前記炉出口排ガス
温度、前記排ガス（乾ガス）酸素濃度および前記排ガス
流量に基づいて、投入されたごみのガス化速度を求め、
求められた前記ガス化速度に基づいて、火格子上のごみ
の移動速度を制御することに特徴を有するものである。
【００１３】
【作用】この発明の方法においては、ごみの単位重量当
りの発熱量と、ごみの単位重量当りの生成ガス中に含ま
れる水蒸気量とによってごみ質が演算される。従って、
炉内のごみ質を客観的且つ定量的に評価することができ
る。そして、このようなごみ質を、リアルタイムで時々
刻々評価し、そして、炉出口ガス温度、燃焼空気量等
を、現在のごみ質に見合う値に制御することにより、ご
み焼却炉の設計時に意図された最適燃焼状態を実現する
ことができる。更に、火格子上のごみの消失速度を、固
形ごみのガス化速度として演算するすることにより、客
観的且つ定量的に評価することができ、これによって、
火格子速度を自動的に設定することができる。
りの発熱量と、ごみの単位重量当りの生成ガス中に含ま
れる水蒸気量とによってごみ質が演算される。従って、
炉内のごみ質を客観的且つ定量的に評価することができ
る。そして、このようなごみ質を、リアルタイムで時々
刻々評価し、そして、炉出口ガス温度、燃焼空気量等
を、現在のごみ質に見合う値に制御することにより、ご
み焼却炉の設計時に意図された最適燃焼状態を実現する
ことができる。更に、火格子上のごみの消失速度を、固
形ごみのガス化速度として演算するすることにより、客
観的且つ定量的に評価することができ、これによって、
火格子速度を自動的に設定することができる。
【００１４】以下に、焼却炉内におけるごみの燃焼を、
効率的に且つ安定して行うための燃焼空気量および火格
子速度の制御手段について述べる。燃焼空気量の制御の
ためには、ごみ質および酸素濃度を演算することが必要
であり、そして、火格子速度の制御のためには、ごみ焼
却速度を演算することが必要である。図２は、このよう
な、ごみ質、酸素濃度およびごみ焼却速度の演算のため
の、ごみ焼却炉におけるプロセス変数の説明図である。
効率的に且つ安定して行うための燃焼空気量および火格
子速度の制御手段について述べる。燃焼空気量の制御の
ためには、ごみ質および酸素濃度を演算することが必要
であり、そして、火格子速度の制御のためには、ごみ焼
却速度を演算することが必要である。図２は、このよう
な、ごみ質、酸素濃度およびごみ焼却速度の演算のため
の、ごみ焼却炉におけるプロセス変数の説明図である。
【００１５】図２を参照して、この発明において使用す
るプロセス変数を以下に示す。なお、下記Ｕ〜Ｅの大文
字は、ごみ投入全量Ｇに対する全量値を示し、かっこ内
の小文字は、ごみ投入全量の単位重量（１Kg）当りの変
数値を示す。 Ｇ ：ごみ速度 Kg/Hr Ｇs ：ごみ投入速度 Kg/Hr Ｇf ：ごみのガス化速度 Kg/Hr Ｕ（ｕ） ：ごみカロリー Kcal(Kcal/Kg) Ｄ（ｄ） ：乾ガス発生量 Nm3/Hr(Nm3/Hr.Kg) Ａb （ａb ）：理論燃焼空気量 Nm3/Hr(Nm3/Hr.Kg) Ｍ（ｍ） ：生ガス水蒸気量 Nm3/Hr(Nm3/Hr.Kg) Ａt （ａt ）：取込空気量 Nm3/Hr(Nm3/Hr.Kg) Ａr （ａr ）：余剰空気量 Nm3/Hr(Nm3/Hr.Kg) Ｊ（ｊ） ：生ガス流量 Nm3/Hr(Nm3/Hr.Kg) Ｗ（ｗ） ：噴射水量 Kg/Hr(Kg/Hr.Kg) Ｅ（ｅ） ：排ガス流量 Nm3/Hr(Nm3/Hr.Kg)
るプロセス変数を以下に示す。なお、下記Ｕ〜Ｅの大文
字は、ごみ投入全量Ｇに対する全量値を示し、かっこ内
の小文字は、ごみ投入全量の単位重量（１Kg）当りの変
数値を示す。 Ｇ ：ごみ速度 Kg/Hr Ｇs ：ごみ投入速度 Kg/Hr Ｇf ：ごみのガス化速度 Kg/Hr Ｕ（ｕ） ：ごみカロリー Kcal(Kcal/Kg) Ｄ（ｄ） ：乾ガス発生量 Nm3/Hr(Nm3/Hr.Kg) Ａb （ａb ）：理論燃焼空気量 Nm3/Hr(Nm3/Hr.Kg) Ｍ（ｍ） ：生ガス水蒸気量 Nm3/Hr(Nm3/Hr.Kg) Ａt （ａt ）：取込空気量 Nm3/Hr(Nm3/Hr.Kg) Ａr （ａr ）：余剰空気量 Nm3/Hr(Nm3/Hr.Kg) Ｊ（ｊ） ：生ガス流量 Nm3/Hr(Nm3/Hr.Kg) Ｗ（ｗ） ：噴射水量 Kg/Hr(Kg/Hr.Kg) Ｅ（ｅ） ：排ガス流量 Nm3/Hr(Nm3/Hr.Kg)
【００１６】Ｆ ：排ガス流速 m/hr θ1 ：炉出口排ガス温度 ℃ θ2 ：ガスクーラ出口ガス温度 ℃ Ｏ1 ：生ガス酸素濃度（乾ガス） Ｏ2 ：排ガス酸素濃度（乾ガス） ｉd θ ：乾ガスθ℃エンタルピー Kcal/Nm3 ｉm θ ：水蒸気θ℃エンタルピー Kcal/Nm3 ｉa θ ：空気θ℃エンタルピー Kcal/Nm3
【００１７】プロセス変数関係式を下記に示す。 ｄ ＝αｕ＋ｄo ａb ＝βｕ＋ａo ａr ＝ａt −ａb ｉd θ＝Ｃd θ ｉm θ＝Ｃm θ＋ｂ ｉa θ＝Ｃa θ Ｊ＝Ｇｊ＝Ｅ−1.24Ｗ＝Ｇ（ｅ−1.24ｗ）
【００１８】定数を下記に示す。 α ：ごみカロリー乾ガス生成係数 0.8×10-3Nm3/Kcal ｄo ：乾ガス生成基底量 0.9Nm3/Kg β ：理論消費空気量係数 0.8×10-3Nm3/Kcal ａo ：理論消費空気基底量 0.8Nm/Kg Ｃd ：ドライガス定圧比熱 0.33Kcal/Nm3.℃ Ｃm ：水蒸気定圧比熱 0.36Kcal/Nm3.℃ Ｃa ：空気定圧比熱 0.31Kcal/Nm3.℃ ｑ ：水の気化熱 432Kcal/Nm3 σ ：排ガス煙道断面積 ｍ2
【００１９】 (1) ごみ質および酸素濃度演算と燃焼空気量制御 図２に示すごみ投入速度(Gs ) 、噴射水量(w) 、炉出口
排ガス温度 (θ1)、ガスクーラ出口ガス温度 (θ2)およ
び排ガス酸素濃度(O2)を知ることによって、焼却炉１内
に装入されたごみの質、即ち、ごみカロリーｕ（ごみ単
位重量当りの発熱量）および生ガスの水蒸気量ｍ（ごみ
単位重量当りの生成ガス中に含まれる水蒸気量）を算出
することができる。
排ガス温度 (θ1)、ガスクーラ出口ガス温度 (θ2)およ
び排ガス酸素濃度(O2)を知ることによって、焼却炉１内
に装入されたごみの質、即ち、ごみカロリーｕ（ごみ単
位重量当りの発熱量）および生ガスの水蒸気量ｍ（ごみ
単位重量当りの生成ガス中に含まれる水蒸気量）を算出
することができる。
【００２０】ごみ質（ｕ，ｍ）および炉出口ガス温度
（θ1)の目標値を定めると、後述する方程式によって、
燃焼条件を満たす排ガス酸素濃度が特定される。そこ
で、測定された排ガス酸素濃度が目標酸素濃度と等しく
なるように、酸素濃度のフィードバック制御を行うこと
により、燃焼空気量を制御することができる。
（θ1)の目標値を定めると、後述する方程式によって、
燃焼条件を満たす排ガス酸素濃度が特定される。そこ
で、測定された排ガス酸素濃度が目標酸素濃度と等しく
なるように、酸素濃度のフィードバック制御を行うこと
により、燃焼空気量を制御することができる。
【００２１】 (2) ごみ燃焼速度計算と火格子上のごみ移動速度の制御 ごみの燃焼速度は、単位時間に生成する燃焼ガスの固形
ごみ等価重量即ちごみのガス化速度Ｇf によって評価さ
れる。ごみのガス化速度Ｇf は、上記(1) によって算出
されたごみ質（ｕ，ｍ）と、炉出口排ガス温度θ1 、排
ガス酸素濃度O2および生ガス流量Ｊによって算出するこ
とができる。
ごみ等価重量即ちごみのガス化速度Ｇf によって評価さ
れる。ごみのガス化速度Ｇf は、上記(1) によって算出
されたごみ質（ｕ，ｍ）と、炉出口排ガス温度θ1 、排
ガス酸素濃度O2および生ガス流量Ｊによって算出するこ
とができる。
【００２２】火格子上のごみの最適移動速度は、ごみ質
（ｕ，ｍ）とごみのガス化速度（Ｇf ）とによって定ま
る。従って、ごみのガス化速度Ｇf 、ごみカロリーｕお
よび生ガス水蒸気量ｍを入力変数として演算すれば、火
格子上のごみの最適送り速度を算出することができる。
（ｕ，ｍ）とごみのガス化速度（Ｇf ）とによって定ま
る。従って、ごみのガス化速度Ｇf 、ごみカロリーｕお
よび生ガス水蒸気量ｍを入力変数として演算すれば、火
格子上のごみの最適送り速度を算出することができる。
【００２３】ごみ質（Ｕ，Ｍ）および排ガス酸素濃度O2
は、次のようにして算出される。ごみ焼却炉を物流プロ
セスと見做すと、図２のモデルにおいて、炉入出熱収
支、気体流量収支および酸素流量収支が下記のように成
り立つ。 炉入出熱収支 Ｕ＝Ｄｉd θ＋Ｍｉm θ＋（Ａt −Ａb ）ｉa θ───(1) ｕ＝ｄｉd θ＋ｍｉm θ＋（ａt −ａb ）ｉa θ───(2) 気体流量収支 Ｊ＝Ｄ＋Ｍ＋Ａt −Ａb ──────────────(3) ｊ＝ｄ＋ｍ＋ａt −ａb ──────────────(4) 酸素流量収支 0.21（Ａt −Ａb ）＝Ｏ2 （Ｊ−Ｍ）────────(5) 0.21（ａt −ａb ）＝ｏ2 （ｊ−ｍ）────────(6) なお、(1) 式および(2) 式において、吹込み空気量Ａt
（ａt ）による炉への入熱、焼却灰による排熱および炉
からの放射熱は、実用上無視でき得る程度であるので、
除外されている。
は、次のようにして算出される。ごみ焼却炉を物流プロ
セスと見做すと、図２のモデルにおいて、炉入出熱収
支、気体流量収支および酸素流量収支が下記のように成
り立つ。 炉入出熱収支 Ｕ＝Ｄｉd θ＋Ｍｉm θ＋（Ａt −Ａb ）ｉa θ───(1) ｕ＝ｄｉd θ＋ｍｉm θ＋（ａt −ａb ）ｉa θ───(2) 気体流量収支 Ｊ＝Ｄ＋Ｍ＋Ａt −Ａb ──────────────(3) ｊ＝ｄ＋ｍ＋ａt −ａb ──────────────(4) 酸素流量収支 0.21（Ａt −Ａb ）＝Ｏ2 （Ｊ−Ｍ）────────(5) 0.21（ａt −ａb ）＝ｏ2 （ｊ−ｍ）────────(6) なお、(1) 式および(2) 式において、吹込み空気量Ａt
（ａt ）による炉への入熱、焼却灰による排熱および炉
からの放射熱は、実用上無視でき得る程度であるので、
除外されている。
【００２４】上記(1) 式および(2) 式は、燃焼生成熱即
ちごみカロリーＵ（ｕ）は、炉から排出される乾ガス、
水蒸気および余剰空気に分配されて、熱収支が成り立つ
ことを示している。上記(3) 式および(4) 式は、炉出口
の生ガス流量Ｊ（ｊ）は、ＧKg/Hr(1Kg/Hr) のごみが、
理論燃焼空気量Ａb ( ａb ）と反応して生成した乾ガス
量Ｄ（ｄ）と、生ガスに自生する水蒸気量Ｍ（ｍ）と余
剰空気量Ａt −Ａb （ａt −ａb ）との和に等しい（Nm
3/Hr値において）ことを示している。
ちごみカロリーＵ（ｕ）は、炉から排出される乾ガス、
水蒸気および余剰空気に分配されて、熱収支が成り立つ
ことを示している。上記(3) 式および(4) 式は、炉出口
の生ガス流量Ｊ（ｊ）は、ＧKg/Hr(1Kg/Hr) のごみが、
理論燃焼空気量Ａb ( ａb ）と反応して生成した乾ガス
量Ｄ（ｄ）と、生ガスに自生する水蒸気量Ｍ（ｍ）と余
剰空気量Ａt −Ａb （ａt −ａb ）との和に等しい（Nm
3/Hr値において）ことを示している。
【００２５】上記(5) 式および(6) 式において、左辺
は、大気中の酸素濃度0.21と余剰空気量Ａt −Ａb （ａ
t −ａb ）との積であり、燃焼後の残留酸素量を示して
いる。右辺のＯ2 は、排ガス煙道に設けられた酸素濃度
計による排ガス酸素濃度の計測値である。この計測値
は、排ガスの乾ガス体積（全ガス体積から水蒸気体積を
除いた体積）中に占める酸素の体積比即ち乾ガスの酸素
濃度である。乾ガス体積も乾ガス酸素濃度も、生ガスと
排ガスとの間で異ならないので、(5) 式および(6)式の
右辺は、炉から排出される酸素量を示しており、(5) 式
および(6) 式の左辺に等しい。
は、大気中の酸素濃度0.21と余剰空気量Ａt −Ａb （ａ
t −ａb ）との積であり、燃焼後の残留酸素量を示して
いる。右辺のＯ2 は、排ガス煙道に設けられた酸素濃度
計による排ガス酸素濃度の計測値である。この計測値
は、排ガスの乾ガス体積（全ガス体積から水蒸気体積を
除いた体積）中に占める酸素の体積比即ち乾ガスの酸素
濃度である。乾ガス体積も乾ガス酸素濃度も、生ガスと
排ガスとの間で異ならないので、(5) 式および(6)式の
右辺は、炉から排出される酸素量を示しており、(5) 式
および(6) 式の左辺に等しい。
【００２６】上記(2) 式および(4) 式における乾ガス発
生量ｄおよび理論燃焼空気量ａb は、プロセス変数関係
式およびに示すように、ｕについての直線近式によ
って示すことができる。(1) 式および(2) 式におけるエ
ンタルピーｉd θ、ｉm θおよびｉa θは、プロセス変
数関係式、およびに示すように、温度の関数であ
る。
生量ｄおよび理論燃焼空気量ａb は、プロセス変数関係
式およびに示すように、ｕについての直線近式によ
って示すことができる。(1) 式および(2) 式におけるエ
ンタルピーｉd θ、ｉm θおよびｉa θは、プロセス変
数関係式、およびに示すように、温度の関数であ
る。
【００２７】上記(3) 〜(6) 式における生ガス流量Ｊ
（ｊ）は、プロセス変数関係式およびによって与え
られる。噴射水の気化蒸気流量1.24(Nm3/Hr)を含む温度
θ2(℃) における排ガス流量Ｅは、排ガス流速Ｆ(m/hr)
と排ガス煙道断面積σ(m2)との積によって与えられる。
プロセス変数関係式は、上記積を Nm3/Hr に変換する
式である。プロセス変数関係式は、排ガス中に含まれ
る噴射水の気化蒸気量を除外して、生ガス流量Ｊ（ｊ）
の算出が可能なことを示している。
（ｊ）は、プロセス変数関係式およびによって与え
られる。噴射水の気化蒸気流量1.24(Nm3/Hr)を含む温度
θ2(℃) における排ガス流量Ｅは、排ガス流速Ｆ(m/hr)
と排ガス煙道断面積σ(m2)との積によって与えられる。
プロセス変数関係式は、上記積を Nm3/Hr に変換する
式である。プロセス変数関係式は、排ガス中に含まれ
る噴射水の気化蒸気量を除外して、生ガス流量Ｊ（ｊ）
の算出が可能なことを示している。
【００２８】プロセス変数関係式〜を適用すること
によって、上記(2) 式、(4) 式および(6) 式は、それぞ
れ下記方程式に整理することができる。 炉入出熱収支 [1−( αCd−βCa) θ1]ｕ−( Cmθ1 ＋ｑ）ｍ−Caθ1 ａt ＝（Caｄo − Caａo ）θ1 ────────────────────(7) 気体流量収支 （α−β）ｕ＋ｍ＋ａt ＝ｊ＋ａo −ｄo ───────(8) 酸素流量収支 −0.21βｕ＋Ｏ2 ｍ＋0.21ａt ＝Ｏ2 ｊ＋0.21ａo ───(9)
によって、上記(2) 式、(4) 式および(6) 式は、それぞ
れ下記方程式に整理することができる。 炉入出熱収支 [1−( αCd−βCa) θ1]ｕ−( Cmθ1 ＋ｑ）ｍ−Caθ1 ａt ＝（Caｄo − Caａo ）θ1 ────────────────────(7) 気体流量収支 （α−β）ｕ＋ｍ＋ａt ＝ｊ＋ａo −ｄo ───────(8) 酸素流量収支 −0.21βｕ＋Ｏ2 ｍ＋0.21ａt ＝Ｏ2 ｊ＋0.21ａo ───(9)
【００２９】(7) 式、(8) 式および(9) 式に前述した定
数を適用することにより、下記簡易計算式が導かれる。 （αCd−βCa) θ＜＜１、α−β≒０、Cdｄo −Caａo ≒０、ａo −ｄo ＜＜ｊ 炉入出熱収支 ｕ−（0.36θ1 ＋432)ｍ−0.31θ1 ａt ＝０──────(10) 気体流量収支 ｍ＋ａt ＝ｊ ───────────────────(11) 酸素流量収支 −0.17×10-3ｕ＋Ｏ2 ｍ＋0.21ａt ＝Ｏ2 ｊ＋0.17───(12)
数を適用することにより、下記簡易計算式が導かれる。 （αCd−βCa) θ＜＜１、α−β≒０、Cdｄo −Caａo ≒０、ａo −ｄo ＜＜ｊ 炉入出熱収支 ｕ−（0.36θ1 ＋432)ｍ−0.31θ1 ａt ＝０──────(10) 気体流量収支 ｍ＋ａt ＝ｊ ───────────────────(11) 酸素流量収支 −0.17×10-3ｕ＋Ｏ2 ｍ＋0.21ａt ＝Ｏ2 ｊ＋0.17───(12)
【００３０】炉出口排ガス温度θ1 および排ガス酸素濃
度Ｏ2 は測定によって求められ、そして、生ガス流量ｊ
はプロセス変数関係式によって算出される。このと
き、上記(10)式、(11)式および(12)は、ｕ，ｍおよびａ
t を未知数とする３元連立１次方程式とみなして解くこ
とができる。このようにして解かれた、ごみカロリー
ｕ、生ガス水蒸気量ｍおよび取込み空気量の具体的数値
を下記に示す。
度Ｏ2 は測定によって求められ、そして、生ガス流量ｊ
はプロセス変数関係式によって算出される。このと
き、上記(10)式、(11)式および(12)は、ｕ，ｍおよびａ
t を未知数とする３元連立１次方程式とみなして解くこ
とができる。このようにして解かれた、ごみカロリー
ｕ、生ガス水蒸気量ｍおよび取込み空気量の具体的数値
を下記に示す。
【００３１】
【００３２】生ガスの酸素濃度は、ごみカロリーｕ、生
ガス水蒸気量ｍおよび炉出口排ガス温度θ1 により、
(2) 式、(4) 式および(6) 式に基づいて、次のようにし
て算出される。先ず、(4) 式においてｍを左辺に移項し
て得られるｊ−ｍを、(6) 式の右辺に代入し、ｊおよび
ｍを消去して下記(16)によりａt を求める。
ガス水蒸気量ｍおよび炉出口排ガス温度θ1 により、
(2) 式、(4) 式および(6) 式に基づいて、次のようにし
て算出される。先ず、(4) 式においてｍを左辺に移項し
て得られるｊ−ｍを、(6) 式の右辺に代入し、ｊおよび
ｍを消去して下記(16)によりａt を求める。
【００３３】(2) 式に、上記(16)式およびプロセス変数
関係式、およびを代入し整理すると、次のように
なる。
関係式、およびを代入し整理すると、次のように
なる。
【００３４】プロセス変数関係式の代入および dｃd
≒ｄｃa を考慮して、排ガス酸素濃度Ｏ2 は、下記(17)
式および(18)式によって求められる。
≒ｄｃa を考慮して、排ガス酸素濃度Ｏ2 は、下記(17)
式および(18)式によって求められる。
【００３５】所望の炉出口排ガス温度θr に相当する生
ガス酸素濃度Ｏr を、上記(18)式に従って定めることに
より、炉出口排ガス温度を確立することができる。生ガ
ス酸素濃度Ｏr は、(18)式のθ1 、Ｏ2 を、θr 、Ｏr
で置換することにより、下記(19)式によって求められ
る。
ガス酸素濃度Ｏr を、上記(18)式に従って定めることに
より、炉出口排ガス温度を確立することができる。生ガ
ス酸素濃度Ｏr は、(18)式のθ1 、Ｏ2 を、θr 、Ｏr
で置換することにより、下記(19)式によって求められ
る。
【００３６】上記(18)式は、実際の焼却プロセスにおい
て、排ガス酸素濃度Ｏ2 の決定は、炉出口ガス温度θ1
の決定に連動していることを示しており、そして、上記
(19)式は、目標生ガス酸素濃度Ｏr が設定されれば、そ
の設定値と同値関係を有する炉出口ガス温度の目標値が
存在することを示している。
て、排ガス酸素濃度Ｏ2 の決定は、炉出口ガス温度θ1
の決定に連動していることを示しており、そして、上記
(19)式は、目標生ガス酸素濃度Ｏr が設定されれば、そ
の設定値と同値関係を有する炉出口ガス温度の目標値が
存在することを示している。
【００３７】フィードバック制御理論によれば、上述し
たように、プロセス点の異なる２つのプロセス量の間に
おいて同値の関係を有する２つの設定値が成り立つ場
合、要求度の高いプロセス量のフィードバック制御系
に、他のプロセス量のフィードバック制御系が含まれる
ように、２つのフィードバック調節計をカスケード接続
することによって、安定な制御性能が得られる。
たように、プロセス点の異なる２つのプロセス量の間に
おいて同値の関係を有する２つの設定値が成り立つ場
合、要求度の高いプロセス量のフィードバック制御系
に、他のプロセス量のフィードバック制御系が含まれる
ように、２つのフィードバック調節計をカスケード接続
することによって、安定な制御性能が得られる。
【００３８】図３は、燃焼空気量制御の一例を示す系統
図である。図３において、21は、上記(19)式によって排
ガス酸素濃度Ｏr を求めそして設定するための酸素濃度
設定器である。酸素濃度設定器21によって設定された排
ガス酸素濃度Ｏr は、煙道９中に設けられた排ガス酸素
濃度計14によって測定された排ガス酸素濃度Ｏ2 と酸素
濃度PID 調節計22によって比較され、酸素濃度PID 調節
計22は、両者の差の値が最小になる炉出口排ガス温度設
定値θ’r を、炉出口ガス温度PID 調節計23に送る。
図である。図３において、21は、上記(19)式によって排
ガス酸素濃度Ｏr を求めそして設定するための酸素濃度
設定器である。酸素濃度設定器21によって設定された排
ガス酸素濃度Ｏr は、煙道９中に設けられた排ガス酸素
濃度計14によって測定された排ガス酸素濃度Ｏ2 と酸素
濃度PID 調節計22によって比較され、酸素濃度PID 調節
計22は、両者の差の値が最小になる炉出口排ガス温度設
定値θ’r を、炉出口ガス温度PID 調節計23に送る。
【００３９】上記炉出口ガス温度設定値θ’r と、ガス
排出口1cのガス温度計10によって測定された炉出口ガス
温度θ1 とは、炉出口ガス温度PID 調節計23によって比
較され、炉出口ガス温度PID 調節計23は、両者の差の値
が最小になるダンパ開度をダンパ駆動器24に送り、ダン
パ駆動器24によって、空気供給管６に設けられたダンパ
４を開閉する。このようにしてダンパ４の開度を設定開
度と一致させることにより、焼却炉１の燃焼空気量は適
正になり、目標とする排ガス酸素濃度Ｏr および炉出口
ガス温度θr が得られる。
排出口1cのガス温度計10によって測定された炉出口ガス
温度θ1 とは、炉出口ガス温度PID 調節計23によって比
較され、炉出口ガス温度PID 調節計23は、両者の差の値
が最小になるダンパ開度をダンパ駆動器24に送り、ダン
パ駆動器24によって、空気供給管６に設けられたダンパ
４を開閉する。このようにしてダンパ４の開度を設定開
度と一致させることにより、焼却炉１の燃焼空気量は適
正になり、目標とする排ガス酸素濃度Ｏr および炉出口
ガス温度θr が得られる。
【００４０】火格子上のごみの燃焼速度は、次のように
して算出される。生成するごみ燃焼ガス量の固形ごみ等
価重量を、固形ごみ消失速度即ちごみのガス化速度Ｇf
とする。(1) 式、(3) 式および(5) 式中の、ごみカロリ
ーＵ、乾ガス発生量Ｄおよび理論燃焼空気量Ａb を、
ｕ，ｄ，ａb とＧf との積によって置換するとともに、
プロセス変数関係式〜によって、下記式が求められ
る。
して算出される。生成するごみ燃焼ガス量の固形ごみ等
価重量を、固形ごみ消失速度即ちごみのガス化速度Ｇf
とする。(1) 式、(3) 式および(5) 式中の、ごみカロリ
ーＵ、乾ガス発生量Ｄおよび理論燃焼空気量Ａb を、
ｕ，ｄ，ａb とＧf との積によって置換するとともに、
プロセス変数関係式〜によって、下記式が求められ
る。
【００４１】 ｕＧf ＝（αｕ＋ｄo ) Ｇf Ｃd θ＋Ｍ（Ｃm θ＋ｑ）＋〔Ａt −（βｕ＋ａO ）Ｇf 〕Ｃa θ ───────────────────(20) Ｊ＝（αｕ＋ｄo ) Ｇf ＋Ｍ＋〔Ａt −（βｕ＋ａO ）Ｇf 〕────(21) 0.21〔Ａt −（βｕ＋ａO ）Ｇf 〕＝Ｏ2 （Ｊ−Ｍ）────────(22)
【００４２】(20)式、(21)式および(22)式を、Ｘ1 Ｇf
＋Ｘ2 Ｍ＋Ｘ3 Ａt ＝Ｙの形式に統一すると、下記のよ
うになる。 〔ｕ−（αｕ＋ｄo ) Ｃd θ＋（βｕ＋ａO ）Ｃa θ〕Ｇf −（Ｃm θ＋ｑ）Ｍ −Ｃa θＡt ＝０───────────────────────(23) 〔（αｕ＋ｄo ) −（βｕ＋ａO ）〕Ｇf ＋Ｍ＋Ａt ＝Ｊ──────(24) − 0.21 （βｕ＋ａO ）＋Ｏ2 Ｍ＋0.21Ａt ＝Ｏ2 Ｊ───────(25)
＋Ｘ2 Ｍ＋Ｘ3 Ａt ＝Ｙの形式に統一すると、下記のよ
うになる。 〔ｕ−（αｕ＋ｄo ) Ｃd θ＋（βｕ＋ａO ）Ｃa θ〕Ｇf −（Ｃm θ＋ｑ）Ｍ −Ｃa θＡt ＝０───────────────────────(23) 〔（αｕ＋ｄo ) −（βｕ＋ａO ）〕Ｇf ＋Ｍ＋Ａt ＝Ｊ──────(24) − 0.21 （βｕ＋ａO ）＋Ｏ2 Ｍ＋0.21Ａt ＝Ｏ2 Ｊ───────(25)
【００４３】(23)式、(24)式および(25)式は、(10)式、
(11)式および(12)式の場合と同様に下記のように簡素化
することができる。 ｕＧf −（Ｃm θ＋ｑ）Ｍ−Ｃa θＡt ＝０ Ｍ＋Ａt ＝Ｊ − 0.21 （βｕ＋ａO ）Ｇf ＋Ｏ2 Ｍ＋0.21Ａt ＝Ｏ2 Ｊ ｕＧf −（0.36θ＋432)Ｍ−0.31θＡt ＝０───────────(26) Ｍ＋Ａt ＝Ｊ─────────────────────────(27) （− 0.17 ×10-3ｕ− 0.17 ）Ｇf ＋Ｏ2 Ｍ＋0.21Ａt ＝Ｏ2 Ｊ──(28)
(11)式および(12)式の場合と同様に下記のように簡素化
することができる。 ｕＧf −（Ｃm θ＋ｑ）Ｍ−Ｃa θＡt ＝０ Ｍ＋Ａt ＝Ｊ − 0.21 （βｕ＋ａO ）Ｇf ＋Ｏ2 Ｍ＋0.21Ａt ＝Ｏ2 Ｊ ｕＧf −（0.36θ＋432)Ｍ−0.31θＡt ＝０───────────(26) Ｍ＋Ａt ＝Ｊ─────────────────────────(27) （− 0.17 ×10-3ｕ− 0.17 ）Ｇf ＋Ｏ2 Ｍ＋0.21Ａt ＝Ｏ2 Ｊ──(28)
【００４４】(13)式、(14)式および(15)式の場合と同様
にθ＝θ1 ，Ｏ2 ，Ｊを知り、Ｇf，ＭおよびＡt を下
記のように求める。
にθ＝θ1 ，Ｏ2 ，Ｊを知り、Ｇf，ＭおよびＡt を下
記のように求める。
【００４５】図４は、火格子上のごみの移動速度制御の
一例を示す系統図である。図４において、19は、(13)式
および(14)式によって求められるごみカロリー演算器、
20は、(29)式によって求められるごみガス化速度の演算
器、そして、25は、火格子速度の設定器である。火格子
速度設定器25は、ガス化速度演算器20およびごみカロリ
ー演算器19から、Ｇf ，ｕ，ｍの現在値を得て、各火格
子毎に定められた演算式Ｖrn( Ｇf ，ｕ，ｍ) によっ
て、最適火格子速度を各火格子に出力する。これによっ
て、火格子上のごみを、適切な速度によって移動させる
ことができる。
一例を示す系統図である。図４において、19は、(13)式
および(14)式によって求められるごみカロリー演算器、
20は、(29)式によって求められるごみガス化速度の演算
器、そして、25は、火格子速度の設定器である。火格子
速度設定器25は、ガス化速度演算器20およびごみカロリ
ー演算器19から、Ｇf ，ｕ，ｍの現在値を得て、各火格
子毎に定められた演算式Ｖrn( Ｇf ，ｕ，ｍ) によっ
て、最適火格子速度を各火格子に出力する。これによっ
て、火格子上のごみを、適切な速度によって移動させる
ことができる。
【００４６】図１は、この発明の制御方法の一例を示す
系統図である。図１に示すように、焼却炉１内には、乾
燥火格子2a、燃焼火格子2b、後燃焼火格子2cからなる火
格子２が設けられている。焼却炉１の下部の空気供給口
1bには、空気供給管６が取り付けられており、空気供給
管６には、炉内に空気を送り込むための送風機３が設け
られ、送風機３の入側の空気供給管６にはダンパ４が設
けられている。この発明においては、空気供給管６に、
焼却炉１の上部に至る従来のような分岐管を接続されて
いない。焼却炉１のガス排出口1cには、ガス温度計10が
設けられ、そして、ガス冷却室７には、ノズル８から噴
射された冷却水の流量を測定するための噴射水流量計13
が設けられている。排ガス煙道９には、酸素濃度計14、
温度計15および流速計16が設けられている。
系統図である。図１に示すように、焼却炉１内には、乾
燥火格子2a、燃焼火格子2b、後燃焼火格子2cからなる火
格子２が設けられている。焼却炉１の下部の空気供給口
1bには、空気供給管６が取り付けられており、空気供給
管６には、炉内に空気を送り込むための送風機３が設け
られ、送風機３の入側の空気供給管６にはダンパ４が設
けられている。この発明においては、空気供給管６に、
焼却炉１の上部に至る従来のような分岐管を接続されて
いない。焼却炉１のガス排出口1cには、ガス温度計10が
設けられ、そして、ガス冷却室７には、ノズル８から噴
射された冷却水の流量を測定するための噴射水流量計13
が設けられている。排ガス煙道９には、酸素濃度計14、
温度計15および流速計16が設けられている。
【００４７】クレーン12で焼却炉１内に投入されるごみ
の投入速度Ｇs は、ごみ計量器11によって測定され、ガ
ス温度計10によって炉出口排ガス温度θ1 が測定され、
そして、噴射水流量計13によってガス冷却室７における
ノズル８からの冷却水の噴射水量Ｗが測定される。そし
て、酸素濃度計14によって排ガス( 乾ガス) の酸素濃度
Ｏ2 が測定され、温度計15によって排ガスの温度が測定
されそして流速計16によって排ガスの流速Ｆが測定され
る。
の投入速度Ｇs は、ごみ計量器11によって測定され、ガ
ス温度計10によって炉出口排ガス温度θ1 が測定され、
そして、噴射水流量計13によってガス冷却室７における
ノズル８からの冷却水の噴射水量Ｗが測定される。そし
て、酸素濃度計14によって排ガス( 乾ガス) の酸素濃度
Ｏ2 が測定され、温度計15によって排ガスの温度が測定
されそして流速計16によって排ガスの流速Ｆが測定され
る。
【００４８】上述のようにして測定された、ごみ投入速
度Ｇs 、炉出口排ガス温度θ1 、噴射水量Ｗ、排ガス酸
素濃度（乾ガス）Ｏ2 、ガスクーラ出口ガス温度θ2 お
よび排ガス流速Ｆに基づき、ごみカロリー演算器19によ
ってごみ質( Ｕ，ｍ）が演算される。なお、ごみカロリ
ー演算器19における入力データとして必要な生ガス流量
Ｊは、θ2 とＦ2 とによって排ガス流量を演算する排ガ
ス流量演算器17の出力Ｅと、噴射水流量計13の出力Ｗを
入力とする生ガス流量演算器18によって与えられてい
る。
度Ｇs 、炉出口排ガス温度θ1 、噴射水量Ｗ、排ガス酸
素濃度（乾ガス）Ｏ2 、ガスクーラ出口ガス温度θ2 お
よび排ガス流速Ｆに基づき、ごみカロリー演算器19によ
ってごみ質( Ｕ，ｍ）が演算される。なお、ごみカロリ
ー演算器19における入力データとして必要な生ガス流量
Ｊは、θ2 とＦ2 とによって排ガス流量を演算する排ガ
ス流量演算器17の出力Ｅと、噴射水流量計13の出力Ｗを
入力とする生ガス流量演算器18によって与えられてい
る。
【００４９】焼却炉の運転者は、ごみカロリー演算器19
によって現在のごみ質( Ｕ，ｍ）を知るとともに、当該
ごみの焼却に際して最適な炉出口ガス温度θr を、出口
ガス温度設定器29によって指示する。酸素濃度設定器21
は、ごみカロリー演算器19からのごみ質( Ｕ，ｍ）、出
口ガス温度設定器29からの目標出口ガス温度θr を得
て、Ｕ、ｍおよびθr を同時に満たすときの酸素濃度Ｏ
r を演算し、酸素濃度PID 調節計22に出力する。
によって現在のごみ質( Ｕ，ｍ）を知るとともに、当該
ごみの焼却に際して最適な炉出口ガス温度θr を、出口
ガス温度設定器29によって指示する。酸素濃度設定器21
は、ごみカロリー演算器19からのごみ質( Ｕ，ｍ）、出
口ガス温度設定器29からの目標出口ガス温度θr を得
て、Ｕ、ｍおよびθr を同時に満たすときの酸素濃度Ｏ
r を演算し、酸素濃度PID 調節計22に出力する。
【００５０】酸素濃度PID 調節計22は、上記Ｏr を設定
値とし、Ｏ2 をフィードバック制御値として、両者の差
が最小になる温度設定値θ’r を、炉出口ガス温度PID
調節計23に出力する。炉出口ガス温度PID 調節計23は、
θ’r を設定値とし、θ1 をフィードバック制御値とし
て、両者の差が最小になるダンパ開度を、ダンパ駆動器
24に出力する。このようにして、送風機３の入側の空気
供給管６に設けられたダンパ４の開度がダンパ駆動器24
の入力指令値と等しくなったときの燃焼空気量Ａt によ
って、目標出口ガス温度θr が得られ、燃焼空気量の安
定した制御が行われる。
値とし、Ｏ2 をフィードバック制御値として、両者の差
が最小になる温度設定値θ’r を、炉出口ガス温度PID
調節計23に出力する。炉出口ガス温度PID 調節計23は、
θ’r を設定値とし、θ1 をフィードバック制御値とし
て、両者の差が最小になるダンパ開度を、ダンパ駆動器
24に出力する。このようにして、送風機３の入側の空気
供給管６に設けられたダンパ４の開度がダンパ駆動器24
の入力指令値と等しくなったときの燃焼空気量Ａt によ
って、目標出口ガス温度θr が得られ、燃焼空気量の安
定した制御が行われる。
【００５１】一方、ごみのガス化速度演算器20は、ごみ
カロリーｕ、生ガス流量Ｊ、炉出口排ガス温度θ1 およ
び排ガス酸素濃度（乾ガス）Ｏ2 を入力として、火格子
２上に堆積している固形ごみのガス化速度Ｇf を演算
し、その結果を火格子速度設定器25に出力する。火格子
上のごみの移動特性は、固形ごみのガス化速度Ｇf のほ
か、ごみ質( Ｕ，ｍ）によっても異なり、更に、乾燥火
格子2a、燃焼火格子2b、後燃焼火格子2cの各々によって
も異なる。従って、火格子速度設定器25は、Ｇf，Ｕ，
ｍを入力とする速度設定関数Ｖrn（Ｇf ，Ｕ，ｍ）を有
し、乾燥火格子2a、燃焼火格子2b、後燃焼火格子2cの各
々に最適移動速度を指令するようになっている。
カロリーｕ、生ガス流量Ｊ、炉出口排ガス温度θ1 およ
び排ガス酸素濃度（乾ガス）Ｏ2 を入力として、火格子
２上に堆積している固形ごみのガス化速度Ｇf を演算
し、その結果を火格子速度設定器25に出力する。火格子
上のごみの移動特性は、固形ごみのガス化速度Ｇf のほ
か、ごみ質( Ｕ，ｍ）によっても異なり、更に、乾燥火
格子2a、燃焼火格子2b、後燃焼火格子2cの各々によって
も異なる。従って、火格子速度設定器25は、Ｇf，Ｕ，
ｍを入力とする速度設定関数Ｖrn（Ｇf ，Ｕ，ｍ）を有
し、乾燥火格子2a、燃焼火格子2b、後燃焼火格子2cの各
々に最適移動速度を指令するようになっている。
【００５２】このようにして、この発明の方法によれ
ば、ごみの単位重量当りに生ずる発熱量と発生水蒸気量
とによって、ごみ質が客観的且つ定量的にしかもリアル
タイムで時々刻々評価され、これによって、炉出口ガス
温度、燃焼空気量等が、現在のごみ質に見合う値に制御
される。従って、当該ごみ焼却炉の設計時に意図された
最適燃焼状態によってごみを燃焼させることができる。
更に、火格子上のごみのガス化速度が客観的且つ定量的
に評価され、これによって、火格子上のごみの移動速度
が最適値に制御される。従って、ごみ焼却炉におけるご
みの燃焼を、焼却炉内におけるごみの堆積量、ごみの質
等に応じて、自動的に且つ適切に制御することができ
る。
ば、ごみの単位重量当りに生ずる発熱量と発生水蒸気量
とによって、ごみ質が客観的且つ定量的にしかもリアル
タイムで時々刻々評価され、これによって、炉出口ガス
温度、燃焼空気量等が、現在のごみ質に見合う値に制御
される。従って、当該ごみ焼却炉の設計時に意図された
最適燃焼状態によってごみを燃焼させることができる。
更に、火格子上のごみのガス化速度が客観的且つ定量的
に評価され、これによって、火格子上のごみの移動速度
が最適値に制御される。従って、ごみ焼却炉におけるご
みの燃焼を、焼却炉内におけるごみの堆積量、ごみの質
等に応じて、自動的に且つ適切に制御することができ
る。
【００５３】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
ごみ焼却炉によってごみを燃焼させるに際し、ごみ質お
よびごみの焼却速度を、作業者の主観ではなく客観的且
つ定量的に知ることができ、これによって、ごみ焼却炉
におけるごみの燃焼が、焼却炉内におけるごみの堆積
量、ごみの質等に応じて、自動的に且つ適切に制御さ
れ、更に、火格子上のごみの移動速度が、自動的に且つ
適確に制御される。従って、制御のための作業員を必要
とせず、しかも、各火格子毎の適切な制御が可能になる
等、多くの工業上優れた効果がもたらされる。
ごみ焼却炉によってごみを燃焼させるに際し、ごみ質お
よびごみの焼却速度を、作業者の主観ではなく客観的且
つ定量的に知ることができ、これによって、ごみ焼却炉
におけるごみの燃焼が、焼却炉内におけるごみの堆積
量、ごみの質等に応じて、自動的に且つ適切に制御さ
れ、更に、火格子上のごみの移動速度が、自動的に且つ
適確に制御される。従って、制御のための作業員を必要
とせず、しかも、各火格子毎の適切な制御が可能になる
等、多くの工業上優れた効果がもたらされる。
【図１】この発明の制御方法の一例を示す系統図であ
る。
る。
【図２】この発明の方法における、ごみ質、酸素濃度お
よびごみ焼却速度の算出のための、ごみ焼却炉における
プロセス変数の説明図である。
よびごみ焼却速度の算出のための、ごみ焼却炉における
プロセス変数の説明図である。
【図３】この発明の方法における燃焼空気量制御の一例
を示す系統図である。
を示す系統図である。
【図４】この発明の方法における火格子上のごみの移動
速度制御の一例を示す系統図である。
速度制御の一例を示す系統図である。
【図５】従来の燃焼制御方法を示す概略説明図である。
１ 焼却炉、 1a 炉口、 1b 空気供給口、 1c ガス排出口、 ２ 火格子、 2a 乾燥火格子、 2b 燃焼火格子、 2c 後燃焼火格子、 ３ 送風機、 ４ ダンパ、 ５ 焼却灰排出口、 ６ 空気供給管、 ７ ガス冷却管、 ８ ノズル、 ９ 煙道、 10 ガス温度計、 11 ごみ計量計、 12 クレーン、 13 噴射水流量計、 14 酸素濃度計、 15 温度計、 16 流速計、 17 排ガス流量演算器、 18 生ガス流量演算器、 19 ごみカロリー演算器、 20 ごみガス化速度演算器、 21 酸素濃度設定器、 22 酸素濃度PID 調節計、 23 炉出口ガス温度PID 調節計、 24 ダンパ駆動器、 25 火格子速度設定器、 26 分岐管、 27 ダンパ、 28 ダンパ駆動器、 29 出口ガス温度設定器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 清一 神奈川県横浜市鶴見区小野町61番１号 日 本鋼管重工サービス株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 ごみ焼却炉における、ごみ投入速度、炉
出口排ガス温度、排ガス（乾ガス）酸素濃度および排ガ
ス流量に基づいて、投入されたごみのカロリーおよび生
ガス水蒸気量によって特定されるごみ質を求め、求めら
れた前記ごみ質に基づいて、当該ごみの燃焼に最適な酸
素濃度を設定し、設定された前記酸素濃度になるよう
に、前記ごみ焼却炉内への吹込み空気量を制御し、一
方、前記ごみ質、前記炉出口排ガス温度、前記排ガス
（乾ガス）酸素濃度および前記排ガス流量に基づいて、
投入されたごみのガス化速度を求め、求められた前記ガ
ス化速度に基づいて、火格子上のごみの移動速度を制御
することを特徴とする、ごみ焼却炉におけるごみの燃焼
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7776593A JPH06265124A (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | ごみ焼却炉におけるごみの燃焼制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7776593A JPH06265124A (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | ごみ焼却炉におけるごみの燃焼制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06265124A true JPH06265124A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=13643041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7776593A Pending JPH06265124A (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | ごみ焼却炉におけるごみの燃焼制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06265124A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003525418A (ja) * | 2000-02-28 | 2003-08-26 | 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 | 廃棄物などの物質の連続燃焼システム |
| JP2016205694A (ja) * | 2015-04-21 | 2016-12-08 | 宇部興産株式会社 | 乾燥設備における乾燥系統内の酸素濃度制御システム及び汚泥乾燥設備 |
| JP2020139720A (ja) * | 2019-03-01 | 2020-09-03 | 三機工業株式会社 | ごみ焼却炉の自動燃焼制御方法 |
-
1993
- 1993-03-11 JP JP7776593A patent/JPH06265124A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003525418A (ja) * | 2000-02-28 | 2003-08-26 | 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 | 廃棄物などの物質の連続燃焼システム |
| JP2016205694A (ja) * | 2015-04-21 | 2016-12-08 | 宇部興産株式会社 | 乾燥設備における乾燥系統内の酸素濃度制御システム及び汚泥乾燥設備 |
| JP2020139720A (ja) * | 2019-03-01 | 2020-09-03 | 三機工業株式会社 | ごみ焼却炉の自動燃焼制御方法 |
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