JPH0660732B2 - 多段焼却炉の燃焼制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は下水汚泥等の廃棄物を多段焼却炉において焼却
するに際し、炉内温度が許容温度以上に上昇することや
廃棄物の性状変動に伴う燃焼の上段側への移行を制御
し、少ない燃料使用量で効率的に焼却処理することがで
きる多段焼却炉の燃焼制御方法に関するものである。

（従来の技術） 一般に下水汚泥等の廃棄物を多段焼却炉により焼却処理
するに際しては、廃棄物量、廃棄物水分量、可燃分量等
の変動に対して燃焼帯の検知温度と設定温度とを比較
し、検知温度が設定温度に合致する様に供給燃料等を増
減して、炉内温度を自動制御している。

しかしながら、特に処理場の計画処理量以下で運転がな
される場合等には、たとえば１００トン炉において、下
記のように廃棄物量、廃棄物水分量、可燃分量等の変動
が起こることもある。

廃棄物量 25〜120ｔ／日 平均：100ｔ／日 廃棄物水分量 70〜80％ 平均：75％ 可燃分量 45〜65％ 平均：55％ この様な場合、特に低負荷運転の場合には従来の炉内温
度の自動制御のみではその制御に限界があり、廃棄物量
の定格の50％以下では燃焼位置が上方へ移行し、その結
果炉内各段の許容温度以上に炉内温度が上昇して炉材を
損傷させ、耐用年数を短くしてしまうことが多かった。
またこのような問題を避けるために耐火度の高い耐火レ
ンガを乾燥帯にも使用すると建設コストの上昇をまねく
ものであった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の燃焼制御方法は、従来のこのような欠点を解決
するためになされたもので、燃焼位置の移行を抑制し、
少ない燃料使用量で効率的に焼却処理することができる
多段焼却炉の燃焼制御方法を提供することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するためになされた第１の発明は、多
段焼却炉の炉内温度を検知し、検知温度と設定温度が一
致するようにバーナーへの供給熱量を増減して炉内温度
を制御する多段焼却炉の燃焼制御方法であって、上記と
は別に乾燥帯の温度を検知し、この温度と乾燥帯設定温
度との偏差が設定偏差以下の場合には炉頂の第１投入口
から廃棄物を投入し、この偏差が設定偏差を越えたとき
にはその偏差の大小に応じて廃棄物の配分比を変えて第
２段以下に設けられた単数又は複数の第２投入口からも
廃棄物を投入することを特徴とするものである。

また同一の課題を解決するためになされた第２の発明
は、多段焼却炉の炉内温度を検知し、検知温度と設定温
度との偏差が一致するようにバーナーへの供給熱量を増
減して炉内温度を制御する多段焼却炉の燃焼制御方法で
あって、上記とは別に乾燥帯の温度を検知してこの温度
と乾燥帯設定温度との偏差を演算するとともに、乾燥帯
中の異なる段の温度を検知し、検知された段間の温度差
と設定温度差との偏差に応じて上記の偏差に所定の係数
を掛けて補正偏差を演算し、この補正偏差が設定偏差以
下の場合には炉頂の第１投入口から廃棄物を投入し、こ
の偏差が設定偏差を越えたときにはその偏差の大小に応
じて廃棄物の配分比を変えて第２段以下に設けられた単
数又は複数の第２投入口からも廃棄物を投入することを
特徴とするものである。

さらに第３と第４の発明は、多段焼却炉に供給される汚
泥等の廃棄物量や付着水分量により請求項１の偏差また
は請求項２の補正偏差を更に補正し、その値によって廃
棄物の投入位置を変えることを特徴とするものである。

（実施例） 以下に本発明を図示の実施例に基づいて説明する。

(1)は多段焼却炉であって、その炉頂には汚泥のような
廃棄物を投入するための第１投入口Ｆ_１が設けられると
ともに、第３段以下にも第２投入口Ｆ_２が設けられてい
る。また炉底には灰分排出口(3)が設けられている。さ
らに炉頂の排ガス排出口(4)より排出される排ガスの一
部は排ガス循環フアン(5)、循環ガス制御弁(6)および循
環ガス流量計(7)を通って多段焼却炉(1)の下部の冷却帯
(8)に還流口(8a)より循環導入されるように構成する。
そして多段焼却炉(1)内の乾燥帯(9)に続く燃焼帯(10)の
好ましくは複数段には、熱風発生炉(11)で発生された熱
風が導入口(11a)、(11b)を通じて導入されるように構成
する。

この熱風発生炉(11)は燃料ポンプ(12)によって送られる
燃料が、燃料制御弁(13)および燃料流量計(14)を通っ
て、バーナー(15)で燃焼され高温の熱風が発生するもの
である。そして更に燃焼帯(10)の上方の特定段には炉内
温度すなわち燃焼帯の温度を検知する温度検知器(16)が
設置され、その温度検知器(16)よりの計測信号は温度設
定調節計(17)を通じて燃焼制御弁(13)に導入されてい
る。又上記の燃焼帯上方部に設けられた第１の温度検知
器(16)とは異なる第２の温度検知器(18)、(19)が第１の
検知位置より上部の乾燥帯(9)の第３段および第４段に
それぞれ設けられている。

なお、(20)は温度の比較設定器、(21)は循環ガス量調節
計、(22)は廃棄物量調節計である。また(23)は廃棄物流
量計、(24)は廃棄物水分計、(25)は廃棄物量演算器、(2
6)は付着水分量演算器である。

このような多段焼却炉において、焼却灰中に未燃焼物が
残らないように設定温度として例えば600℃が温度設定
調節計(17)に設定指示され、燃焼帯(10)に設けられた温
度検知器(16)により検知された検知温度と設定温度との
偏差が設定値以下となるようにバーナー(15)の燃焼量が
燃料制御弁(13)により制御されて自動的に炉内の温度が
制御されている。またこれとは別に、第２の温度検知器
(18)、(19)によって乾燥帯(9)の温度が検知され、比較
設定器(20)に予め設定されている乾燥帯設定温度との偏
差が演算される。仮に第３段の乾燥帯設定温度が450℃
であり、温度検知器(18)により検知された温度が460℃
であるとすればその偏差は10℃であり、設定偏差を50℃
とするとその範囲内にある。このような場合には従来と
同様に炉頂の第１投入口Ｆ_１から廃棄物が投入される。

また仮に温度検知器(18)により検知された温度が520℃
であったとすると乾燥帯設定温度である450℃との偏差
が70℃となり、設定偏差である50℃を越えることとな
る。このような場合には燃焼が上方へ移行していること
を示しているため、比較設定器(20)が例えば10〜60分
毎、好ましくは30分毎に廃棄物量調節計(22)に対して補
正信号を送り、廃棄物流量計(23)で検知され廃棄物量演
算器(25)で重量を演算された廃棄物は第１投入口Ｆ_１の
ほかに第３段以下の第２投入口Ｆ_２にその偏差の大小に
応じて配分比を増減させて配分され、これにより上段側
への燃焼の移行は防止される。

なお、第１の温度検知器(16)の検知位置は、乾燥帯の最
下段か燃焼帯の最上段とすることが好ましい。

次に第２の発明においては、上記したとは別に乾燥帯中
の異なる段の温度を検知し、検知された段間の温度差と
設定温度差との偏差に応じて上記の第１の発明における
乾燥帯の温度と乾燥帯設定温度との偏差に所定の係数を
掛けて補正偏差を演算する。実施例では、乾燥帯(9)の
第３段と第４段に設置された第２の温度検知器(18)、(1
9)によりそれぞれ検知された第３段と第４段の温度間の
差が演算され、設定温度差と比較される。例えば第３段
の温度が520℃、第４段の温度が650℃であったとすると
その間の温度差は130℃である。これに対して設定温度
差が100℃であったとすると検知された温度差130℃と設
定温度差との偏差は30℃となる。この場合には乾燥帯に
おいて温度が急上昇するような現象、即ち燃焼の上方へ
の移行が発生しているのであるから、上記の第１の発明
の実施例における乾燥帯の温度と乾燥帯設定温度との偏
差である70℃に偏差の30℃に対応する所定の係数を掛け
て補正偏差を演算する。そしてこの補正偏差が設定偏差
以上であるか、設定偏差以下であるかに応じて第１の発
明と同様に第３段以下の第２投入口Ｆ_２に対する廃棄物
の配分比を増加させ、燃焼の上方への移行を防止する。

このように、第２の発明は乾燥帯の温度のみならず乾燥
帯の温度勾配をも考慮して燃焼制御を行う点で第１の発
明よりも進んだものである。

第３の発明においては、多段焼却炉に供給される汚泥等
の廃棄物量が廃棄物流量計(23)によって検知され、この
検知廃棄物量と廃棄物量演算器(25)に予め設定されてい
る設定廃棄物量との偏差により請求項１の偏差または請
求項２の補正偏差が更に補正される。たとえば、廃棄物
量が少ない傾向の時には、燃焼段が上へ移行する可能性
が大きいので、第２の投入口への配分比を大きくするよ
うにな方向に制御してこれを抑制する。そしてこの補正
偏差によって第１及び第２の発明のように廃棄物の投入
位置が変更される。

第４の発明においては、廃棄物流量計(23)によって検知
された廃棄物量と、廃棄物水分計(24)によって検知され
た水分量とに基づいて付着水分量が演算され、付着水分
量は廃棄物×水分量により演算される。この付着水分量
と付着水分量演算器(26)に予め設定されている設定付着
水分量との偏差により請求項１の偏差または請求項２の
補正偏差が更に補正される。たとえば、付着水分量が少
ない傾向の時は、燃焼段が上へ移行する可能性が大きい
ので、第２の投入口への配分比を大きくするような方向
に制御してこれを抑制する。そしてこの補正偏差によっ
て第１及び第２の発明のように廃棄物の投入位置が変更
される。このように燃焼状態に直接影響する廃棄物の付
着水分量を考慮して燃焼制御を行う点で第４の発明は第
３の発明よりも更に進んだ燃焼制御方法である。

（発明の効果） 以上に説明したように、本発明は通常のバーナーによる
炉内温度制御に加えて乾燥帯温度あるいは乾燥帯の段間
の温度差、更に廃棄物量やその付着水分量により廃棄物
の投入位置を変更するようにしたものでこれによって燃
焼が上方へ移行することを確実に防止することができ
る。従って本発明によれば、乾燥帯の温度が許容値以上
に上昇して炉材を傷め、耐用年数を短くするという従来
の問題を解決することができる。また本発明によれば乾
燥帯の温度分布を好ましい状態に維持することができる
から、炉全体としての燃料使用量の無駄を省くこともで
きる。よって本発明は従来の問題を一掃した多段焼却炉
の燃焼制御方法として、産業の発展に寄与するところは
極めて大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示す断面図である。 (9)：乾燥帯、(10)：燃焼帯、(15)：バーナー、 (16)：温度検知器、(18)、(19)：第２の温度検知器、 (20)：比較設定器、Ｆ_１：第１投入口、 Ｆ_２：第２投入口。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多段焼却炉の炉内温度を検知し、検知温度
   と設定温度が一致するようにバーナーへの供給熱量を増
   減して炉内温度を制御する多段焼却炉の燃焼制御方法で
   あって、上記とは別に乾燥帯の温度を検知し、この温度
   と乾燥帯設定温度との偏差が設定偏差以下の場合には炉
   頂の第１投入口から廃棄物を投入し、この偏差が設定偏
   差を越えたときにはその偏差の大小に応じて廃棄物の配
   分比を変えて第２段以下に設けられた単数又は複数の第
   ２投入口からも廃棄物を投入することを特徴とする多段
   焼却炉の燃焼制御方法。
2. 【請求項２】多段焼却炉の炉内温度を検知し、検知温度
   と設定温度との偏差が一致するようにバーナーへの供給
   熱量を増減して炉内温度を制御する多段焼却炉の燃焼制
   御方法であって、上記とは別に乾燥帯の温度を検知して
   この温度と乾燥帯設定温度との偏差を演算するととも
   に、乾燥帯中の異なる段の温度を検知し、検知された段
   間の温度差と設定温度差との偏差に応じて上記の偏差に
   所定の係数を掛けて補正偏差を演算し、この補正偏差が
   設定偏差以下の場合には炉頂の第１投入口から廃棄物を
   投入し、この偏差が設定偏差を越えたときにはその偏差
   の大小に応じて廃棄物の配分比を変えて第２段以下に設
   けられた単数又は複数の第２投入口からも廃棄物を投入
   することを特徴とする多段焼却炉の燃焼制御方法。
3. 【請求項３】多段焼却炉に供給される汚泥等の廃棄物量
   を検知し、この検知廃棄物量と設定廃棄物量との偏差に
   より請求項１の偏差または請求項２の補正偏差を更に補
   正し、その値によって廃棄物の投入位置を変えることを
   特徴とする請求項１または請求項２記載の多段焼却炉の
   燃焼制御方法。
4. 【請求項４】多段焼却炉に供給される汚泥等の廃棄物量
   とその水分量とを検知して付着水分量を演算し、この付
   着水分量と設定付着水分量との偏差により請求項１の偏
   差または請求項２の補正偏差を更に補正し、その値によ
   って廃棄物の投入位置を変えることを特徴とする請求項
   １または請求項２記載の多段焼却炉の燃焼制御方法。