JPH0635899U - 水噴射式ガス冷却制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 温度センサー１１で測定した燃焼ガス温度に
基づいて理想流量Ｑ_S を算出する第１制御装置２１と、
理想流量Ｑ_S に対する戻し水量Ｑ_P の偏差に基づいて流
量調整弁１２の開閉を制御する第２制御装置２２とを備
え、第２制御装置２２は理想流量Ｑ_S が予め設定した下
限設定流量を上回る場合に、流量調整弁の１２開度を比
例制御し、理想流量Ｑ_S が下限設定流量を下回る場合に
は流量調整弁１２を適当開度で間欠的に開閉するととも
に開放時間を比例制御するように構成した。 【効果】 理想流量Ｑ_S が下限設定流量以下である場合
に、流量調整弁１２を中間開度の適当開度で間欠的に開
閉制御することにより良好な制御性を維持できる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、焼却炉等から排出する燃焼ガスを冷却するための水噴射式ガス冷却 制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、都市ごみ等の焼却施設においては、焼却炉から排出する燃焼ガスを排熱 ボイラーに導いた後に、ガス冷却室において燃焼ガス中に水を霧状に噴射して燃 焼ガスを冷却している。

【０００３】 図３は従来の燃焼ガスの冷却装置を示すものである。図３において、ガス冷却 室１には燃焼ガス２が流入する。この燃焼ガス２に対してガス冷ノズル３から水 ４を霧状に噴射し、水４の気化により燃焼ガス２を適当な温度に低下させる。さ らに、温度が低下した燃焼ガス２を空気余熱器５に導いた後に、電気集塵機やバ グフィルター等により媒塵除去を行う。

【０００４】 ガス冷ノズル３には噴射水槽６に貯留する水４を供給管７を通してポンプ８で 圧送しており、その流量Ｑ₁ を供給水流量計９で計測している。また、ガス冷ノ ズル３から噴射する噴射水量の調整は、戻り管１０を通して噴射水槽６に戻す戻 し水量Ｑ_P を調整することにより行っている。この戻し水量Ｑ_P の調整は、空気 余熱器５を通過した燃焼ガス２の温度を温度センサー１１で検出し、検出した温 度に基づいて戻り管１０の途中に介装した電動式の流量調整弁１２の開度を制御 装置１３で比例制御して行っており、その戻し水量Ｑ_P を戻し水流量計１４で測 定している。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記した従来の構成において、ガス冷室１から出る燃焼ガス温度の制御性を高 めるためには、ガス冷室１に流入する燃焼ガスの温度およびガス量の変動に対し て噴射水量の制御を正確に行う必要がある。この噴射水量の制御は流量調整弁１ ２の開度を調整することにより戻し水量Ｑ_P を制御して行っているが、図４に示 すように、流量調整弁１２の開度・流量特性は全閉付近区間ａおよび全開付近区 間ｃにおいて制御性が悪く、中間開度区間ｂにおいて良好な制御性を有しており 、定常運転時には中間開度区間ｂにおいて流量調整弁１２を操作している。

【０００６】 しかし、焼却炉の立ち上げ時や立ち下げ時には、冷却室１に流入する燃焼ガス 量が少なくその温度も低いものとなるので、噴射水量を抑制するために流量調整 弁１２を全開付近区間ｃで操作することになり、正確な噴射水量の制御を行えな い問題があった。

【０００７】 また、図４に示すように、口径の大きな流量調整弁１２を選定し、中間開度区 間ｂにおける特性曲線Ｑ_S2の上限値が、従来の流量調整弁１２の全閉付近区間ｃ における特性曲線Ｑ_S1の最大値Ｑ_S1max を含むように構成すると、中間開度区間 ｂにおける特性曲線Ｑ_S2の下限値も上昇する。このため、従来の特性曲線Ｑ_S1で は中間開度区間ｂで制御できた制御流量Ｑが特性曲線Ｑ_S2では全閉付近区間ａと なり、噴射水量が大きくなって戻し水量Ｑ_P が小さくなると、流量調整弁１２を 制御性の悪い全閉付近区間ａで操作せねばならなくなる。

【０００８】 本考案は上記課題を解決するもので、焼却炉の定常運転時や立ち上げ時および 立ち下げ時にも良好な制御性を維持できる水噴射式ガス冷却制御装置を提供する ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために、本考案の水噴射式ガス冷却制御装置は、燃焼ガス が流入するガス冷室と、供給管と戻り管に連通するとともに供給管を通して供給 する供給水量と戻り管を通して戻す戻し水量との差量をガス冷室内に噴射するガ ス冷ノズルと、戻り管の途中に介装した電動式の流量調整弁および流量計と、ガ ス冷室の出口側における燃焼ガス温度を測定する温度センサーと、設定温度に対 する温度センサーで測定した燃焼ガス温度の偏差に基づいて流量調整弁の理想流 量を算出する第１制御装置と、前記理想流量に対する流量計で測定した戻し水量 の偏差に基づいて流量調整弁の開閉を制御する第２制御装置とを備え、流量調整 弁は中間開度で理想流量の最大流量を通水可能に形成し、第２制御装置は前記理 想流量が予め設定した下限設定流量を上回る場合には流量調整弁の開度を比例制 御し、前記理想流量が前記下限設定流量を下回る場合には流量調整弁を中間開度 における適当開度で間欠的に開閉するとともに開放時間を比例制御するように構 成したものである。

【００１０】

【作用】

上記した構成により、温度センサーで測定した燃焼ガス温度に基づいて第１お よび第２制御装置により流量調整弁の開度を制御し、戻り管を流れる戻し水量を 調整することにより、ガス冷ノズルからガス冷室内に噴射する噴射水量を制御す る。

【００１１】 このとき、流量調整弁の中間開度において制御可能な下限付近の戻し水量を下 限設定流量として予め設定しておき、定常運転時に第１制御装置で算出する戻し 水量の理想流量が下限設定流量以上である場合には、流量計で測定する戻し水量 が理想流量に近づくように流量調整弁の開度を第２制御装置により比例制御する 。この場合、流量調整弁は中間開度で操作するので制御性は良好である。

【００１２】 また、ガス冷室に流入する燃焼ガスの温度が高く、噴射水量が最大量付近とな って、第１制御装置で算出する戻し水量の理想流量が下限設定流量以下である場 合には、第２制御装置により流量調整弁を中間開度の適当開度で間欠的に開閉制 御するととも、開放時間と閉鎖時間とを合わせた単位サイクル時間における開放 時間の長さを比例制御することにより、単位サイクル時間内において開放時に流 れる積算水量を、理想流量と単位サイクル時間を積算して得られる理想積算水量 に一致させて噴射水量を制御する。この場合にも流量調整弁は中間開度で操作す るので制御性は良好である。

【００１３】 さらに、流量調整弁は中間開度で理想流量の最大流量を通水可能に形成してあ るので、運転の立ち上げ時や立ち下げ時において噴射水量を大きく抑制するため に戻し水量を最大戻し水量付近で制御する場合にも、流量調整弁を中間開度で操 作して高い制御性を維持することができる。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。先に図３において説明し たものと同様の作用を行う部材については同一番号を付して説明を省略する。

【００１５】 図１において、第１制御装置２１は、温度センサー１１で測定した燃焼ガス温 度Ｔ_P と設定温度Ｔ_S に対する偏差に基づいて流量調整弁１２における理想流量 Ｑ_S を算出するものである。第２制御装置２２は戻し水流量計１４で測定した戻 し水量Ｑ_P の理想流量Ｑ_S に対する偏差に基づいて流量調整弁１２の開閉を制御 するものであり、理想流量Ｑ_S が予め設定した下限設定流量Ｑ_a を上回る場合（ Ｑ_S ≧Ｑ_a ）には流量調整弁１２の開度を比例制御する。この下限設定流量Ｑ_a は流量調整弁１２の中間開度における流量である。

【００１６】 また、第２制御装置２２は、図２に示すように、理想流量Ｑ_S が下限設定流量 Ｑ_a を下回る場合（Ｑ_S ＜Ｑ_a ）には、流量調整弁１２を中間開度における適当 開度で間欠的に開閉するとともに開放時間ｔｘを比例制御するものであり、前記 開度は制御性の良い中間開度であれば任意に設定することができるが、本実施例 においては下限設定流量Ｑ_a に対応する開度とする。

【００１７】 さらに、流量調整弁１２は口径が大きく、中間開度において理想流量Ｑ_S の最 大流量を通水可能に形成してある。 以下、上記構成における作用を説明する。ガス冷室１に流入する燃焼ガス２に 対してガス冷ノズル３から水４を噴射し、噴射水の気化によって燃焼ガス２を冷 却して燃焼ガス温度Ｔ_P を予め設定した温度Ｔ_S に維持する。ガス冷ノズル３か ら噴射する噴射水量は、第１流量計９で測定する供給水量Ｑ₁ と第２流量計１４ で測定する戻し水量Ｑ_P との差量であり、戻し水量Ｑ_P の調整により噴射水量を 制御している。

【００１８】 定常運転時において、第１制御装置２１で算出する戻し水量の理想流量Ｑ_S が 下限設定流量Ｑ_a 以上である場合には、第２制御装置２２は戻し水流量計１４で 測定した戻し水量Ｑ_P の理想流量Ｑ_S に対する偏差に基づいて流量調整弁１２の 開度を比例制御し、戻し水量流量計１４で測定する戻し水量Ｑ_P を理想流量Ｑ_S に近づける。この場合、流量調整弁１２は中間開度で操作するので制御性は良好 である。

【００１９】 また、ガス冷室１に流入する燃焼ガス２の温度が高く、噴射水量が最大水量付 近となって、第１制御装置２１で算出する戻し水量の理想流量Ｑ_S が下限設定流 量Ｑ_a 以下である場合には、第２制御装置は流量調整弁１２を中間開度の適当開 度、本実施例においては下限設定流量Ｑ_a に対応する開度で間欠的に開閉制御す る。このとき、弁体の開動作から次の開動作までの単位サイクル時間Ｔは一定で あり、開放時間ｔｘと閉鎖時間Ｔ−ｔｘとを合わせた単位サイクル時間Ｔにおけ る開放時間ｔｘの長さを比例制御している。このことにより、単位サイクル時間 Ｔ内において開放時間ｔｘ内に流れる積算水量（Ｑ_a ×ｔｘ）を、理想流量Ｑ_S と単位サイクル時間Ｔを積算して得られる理想積算水量（Ｑ_S ×Ｔ）に一致させ て噴射水量を制御する。この場合にも流量調整弁１２は中間開度で操作するので 制御性は良好である。

【００２０】 さらに、流量調整弁１２は中間開度で理想流量Ｑ_S の最大流量を通水可能に形 成してあるので、運転の立ち上げ時や立ち下げ時において噴射水量を大きく抑制 するために戻し水量Ｑ_P を最大戻し水量付近で制御する場合にも、流量調整弁１ ２を中間開度で操作して高い制御性を維持することができる。

【００２１】

【考案の効果】 以上述べたように本考案によれば、定常運転時に戻し水量の理想流量が下限設 定流量以上である場合には、流量調整弁を中間開度で比例制御するので制御性は 良好であり、戻し水量の理想流量が下限設定流量以下である場合には、流量調整 弁を中間開度の適当開度で間欠的に開閉制御することにより良好な制御性を維持 できる。さらに、流量調整弁は中間開度で理想流量の最大流量を通水可能に形成 してあるので、戻し水量を最大戻し水量付近で制御する場合にも、高い制御性を 維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示すガス冷却制御装置の全
体構成図である。

【図２】同実施例における流量調整弁の制御動作を示す
開度・流量関係図である。

【図３】従来のガス冷却制御装置の全体構成図である。

【図４】流量調整弁の開度・流量特性図である。

【符号の説明】

１ ガス冷却室 ３ ガス冷ノズル １０ 戻り管 １１ 温度センサー １４ 戻し水流量計 ２１ 第２制御装置 ２２ 第２制御装置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼ガスが流入するガス冷室と、供給管
   と戻り管に連通するとともに供給管を通して供給する供
   給水量と戻り管を通して戻す戻し水量との差量をガス冷
   室内に噴射するガス冷ノズルと、戻り管の途中に介装し
   た電動式の流量調整弁および流量計と、ガス冷室の出口
   側における燃焼ガス温度を測定する温度センサーと、設
   定温度に対する温度センサーで測定した燃焼ガス温度の
   偏差に基づいて流量調整弁の理想流量を算出する第１制
   御装置と、前記理想流量に対する流量計で測定した戻し
   水量の偏差に基づいて流量調整弁の開閉を制御する第２
   制御装置とを備え、流量調整弁は中間開度で理想流量の
   最大流量を通水可能に形成し、第２制御装置は前記理想
   流量が予め設定した下限設定流量を上回る場合には流量
   調整弁の開度を比例制御し、前記理想流量が前記下限設
   定流量を下回る場合には流量調整弁を中間開度における
   適当開度で間欠的に開閉するとともに開放時間を比例制
   御するように構成したことを特徴とする水噴射式ガス冷
   却制御装置。