JPS62202926A - ごみ焼却炉における自動燃焼制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 不発明は、ごみ焼却炉からの燃焼排ガスを発熱ボイラで
冷却する施設や、ガス冷却室で燃焼排カスに冷却水をＩ
＋９霧することにより燃焼排ガスを冷却する施設などに
採用されるごみ焼却炉における自動燃焼制御方法に関す
るものでおる。

従来の技術 たとえば火格子式ごみ焼却炉において、・燃焼を安定さ
せるための種々の自動燃焼制御方法がり１′共され、ま
た実施されている。これらの制御において、ごみ焼却炉
内における各時刻の実際の燃焼１．ｔを検知する方法と
して、廃熱ボイラ方式ではボイラにおける発生蒸気量を
指標とし、そして水噴引方式では噴射水量を指標とした
制御が実施されている。また、ごみ焼却炉の出口温度を
ごみ焼却炉内における各時刻の笑１祭の燃焼量の指標と
して制伜している例もある。しかし、これらの指標は、
ごみ焼却炉内における実際の燃焼量以外にごみ燃焼用空
気として送入され九空気量そのものの影響を受け、実際
の燃焼量を正確に検知しているとは占い難い欠点があっ
た、また、ごみ焼却炉内の燃焼状況の変化に対し、ボイ
ラにおける発生蒸気量の変化、ガス冷却室における噴射
水量の変化、およびごみ焼却炉の出口温度の変化は時間
遅れを伴なうため、どみ焼却炉における瞬時の燃焼量を
正確に検知できない欠点があった、このため、ボイラに
おける発生蒸気量やガス冷却室における噴射水量やごみ
焼却炉の出口６度を検知し、この検知１＆− 値を一定させる制御は正確さ、迅速さに欠ける面＾ があシ、完全な自動燃焼制御方法とは言い難い面があっ
た。

以上から、ごみ焼却炉内における各時刻の実際の燃焼量
をよシ正確に、より迅速に検知できる指標を見い出して
、この指標を一定化させる制御を実施すれば、従来の自
動燃焼制御に比べて、よシ確実な自動燃焼制御を行うこ
とが可能となる。

そこで最近では、ごみ焼却炉の燃焼制御方法として第５
図に示す方式が用いられている。この第５図におりて、
２υはごみ（ホ）が投入されるごみ焼却炉で、炉内冷却
用送風機■と押込送風機（至）とがそれぞれ配管（ハ）
（ホ）を介して連通している。ごみ焼却炉Ｇ！υからの
燃焼排ガス（財）は、廃熱ボイラやカス冷却室などの熱
処理装置（ホ）から集じん装置−へと流れ、そして誘引
送風機（７）を介して煙突賄）へと流れる。この方式で
の燃焼制御は、ごみ焼却炉シカ内のガス圧が一定となる
ように、誘引送風機（７）の入ロダンノ＜　Ｃ（２の開
度を制御するとともに、ごみ焼却炉ｅυの出口温度が一
定となるように、炉内冷却用送風ｊａ四の出ロダンバ中
の開度を制御して炉冷即用空気量を制御している。

この場合、ごみ焼却炉Ｃ２Ｄ内の燃焼量が変化すると、
その変化に対応して炉内圧が変化し、その結果、炉内圧
検知器例からの検知信号（Ｅｌに基づいて、炉内圧を一
定とするように誘引送１虱槻…の入ロダンバ図の開度が
制御されるため、誘引送風機−により吸引排気される燃
焼排ガス量は変化する。よって、誘引送風機■により吸
引排気される燃焼排ガス翰の鮎度組成が大きく変化しな
い場合には、誘引送風機（７）の駆ｍ動力（ＫＷ）はご
み焼却炉−〇出ロ燃焼排ガス量ＣＮｍ′／ｈ　）に対応
して変化することになる５Ｊこのため、炉内圧を一定に
する上記制御を実施している場合には、誘引送風機（至
）の駆動動力の変化は、ごみ焼却炉＠内の実際の燃焼量
の変化を表わす指標として用いることが可能であシ、駆
動動力の変化を駆動電流の変化とじ九場合、この駆動電
流を用いれば、時間遅れなく、ごみ焼却炉ｖｐ内の燃焼
状況を正確に検知することが可能に々る。第６図に誘引
送風ｉ■における送風量（排気ガス量）と所要電流およ
び静圧との関係の一例を示す。

逆に誘引送風機（７）の駆動機の電流を一定とする制御
を実施すれば、燃焼排ガス翰の温度および組成がほぼ−
同じであれば、誘引送風４！１！田によシ吸引排気され
る燃焼排ガス徂は一定となυ、この結果、ごみ焼却炉＠
内における実際の燃焼量および燃焼における窒気比（実
際の送入空気量÷燃焼に必要な理論空気量）はほぼ一定
に制御されることになる。

これにより誘引送風機（７）の駆動電流を検知し、この
値が一定となるように押込送風機（至）の風量制御端間
を制御すれば、押込送風機（至）と訪引送ｌ１ｉｔ機（
１）による平衡ｍ風量が一定とな夛、ごみ焼却炉ｅｖ内
に送入される燃焼用空気量が一定となるため、実際の燃
焼量の一定化制御が可能となる。

上記した制御の＊ｍ時において、ごみ焼却炉＆１）内の
実際の燃焼量が短期的に変動する場合には、その変動は
ごみ焼却炉Ｃ１）の出口温度の変化として表われ、その
結果、温度検知器（ト）からの検知信号（Ｆｌに基づい
て出ロダンバ關の開動を制（財）し、出口温度の一定化
制御が働くため、炉冷却空気量が変化する。しかし、ご
み焼却炉０！υ内に送入される燃焼用空気′ｌｉｌ　（
＝押込送風機に↓る送肛・量＋炉冷却送風機による送風
量）が一定であるため、ごみ焼却炉なυ内の実際の燃焼
量が増加する場合には、炉内冷却用送風機−による送風
量は増加し、燃焼排ガス量 押込送ｙｍ＊ｕｔｔこよる送風量が低下するので、ごみ
焼却炉？υ内における実際の燃焼量は減少する方向に制
御される。

逆に、ごみ焼却炉Ｑ内における実際の燃焼量が減少する
場合には、ごみ焼却炉３１）の出口温度−電化制御が働
くため、炉内冷却用送風機（ト）による送風量は減少す
るが、押込送風機（ハ）によるごみ焼却炉＆ｌｌ内への
送風量が増加するので、ごみ焼却炉９１）内における実
際の燃焼量は増加される方向に制御される。

よって、押込送風機（ハ）、炉内冷却用送風機脅、誘引
送風機（７）からなる平衡通電系において、誘引送風機
■の駆動機の電流が一定となるように押込送風機（至）
の風量制御端（至）を制御するとともに、ごみ焼却炉（
財）の出口温度を一定とするための炉内冷却用送風機−
の出口ダンパ１３３１の開度制御を併せて実施すること
によシ、ごみ焼却炉ｑａ内における実際の燃焼量の安定
化、および−酸化次素、次化水素などの未燃ガスの完全
燃焼化を図ることが可能となる。

発明が解決しようとする問題点 第４図に、たとえば水噴射方式において、燃焼空気量制
御を実施しない通常運転時における誘引法ｍ機（１）の
電流値開、押込送風機（至）の出口ダンパ（至）の開度
（％）、ＮＯｘ濃度（ｐｐｍ）（Ｏ□１２％換算〕の関
係を示す。この通常運転時においてＮＯｘ濃度は１４０
〜２００ｐｐｍ（０２１２％換算〕であることから充分
に低減されておらず、また出ロダンバ測は手動操作であ
ることから、たびたび操作（制御）することは面倒であ
り、かつ操作後は開度が一定であることから燃焼の変化
によってＮＯｘ　Ｑ度がさらに増加することになる。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決すべく本第１発明のごみ焼却炉におけ
る自動燃焼制御方法は、ごみ焼却炉内に連通ずる誘引送
風機の駆動機の電流値が一定となるように、駆動時の電
流値を検知しつつ、この検知値に基づいて押込送風機の
ｍｆｉｉ′制御端を利口１するとともに、ごみ焼却炉出
口の排ガス温度の検知値に基づいて炉冷即用送風量制御
を併せて行うのであ）、さらに本第１発明を主として、
従となる本第２発明は、燃焼火格子上のごみ層厚を検知
し、この検知値に基づいて乾燥火格子および燃焼火格子
の速度制御を行うものである。

作　　　用 上記した本第１発明の構成によると、押込送風機の風量
制御端を随時、自動的に制御し得、さらに本第２発明の
構成によると、従としてごみ層厚を自動的に一定化させ
得る。

実施例 以下に本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。

第１図において、（１）はごみ（２）が投入されるごみ
焼却炉で、炉内冷却用送風機（３）と押込送風機（４）
とがそれぞれ配管（５）　（６）を介して連通している
。ごみ焼却炉（１）からの燃焼排ガス（７）は、廃熱ボ
イラやガス冷却室などの熱処理装置（８）から集じん装
置（９）へと流れ、そして誘引送褐機αＱを介して煙突
αυへと流れる。＠は誘引送風機００の入ロダンバ、（
２）は炉内冷却用送風機（３）の出口ダンパ、α４は炉
内圧検知器、αＧは温度検知器、α０は押込送風機（４
）の出口ダンパ、αηは電流検知器を示す。また（１８
Ｘ）は乾燥火格子、（１８Ｙ）は燃焼火格子、（１８２
）は後燃焼火格子を示す。

第３図に、たとえば水噴射方式において、ｎｉＩ述の燃
焼空気制御を用いて低空気比運転を実施した場合のＪＲ
引送風機ａ・の電流値開、押込送風機（４）の出口ダン
パαｅの開度（２））、ＮＯｘ濃度（ｐｐｍ）（０２１
２％換算〕の関係を示す。・第１図、第３図において、
Ｃ吉例送風機ａりの駆動電流値を電流検知器αηで検知
し、その検知信号（Ｇｌによって、誘引送風ｍａＯの駆
動１１（流値が一定となるように、押込送風機（４）の
出口ダンパａ６の開度を自動制御すれば、誘引送風機（
１０による燃焼排ガス（７）の吸引排気量および押込送
風ｆ、、１）（４）による燃焼用空気量が安定となるた
め、ＮＯｘ　（１１↓度が通常運転時の１４０〜２００
ｐ　ｐｍ　（第４図）と比較して８０−１４０８０−１
４０ｐｐ％換算〕と大幅に低減できた。

このように誘引送風機ａＱの駆動電流値が一定となるよ
うに、押込送風機（４）の出ロダンバ叫の開度を自動的
に制御すれば、ごみ焼却炉（１）内におけろ実際の燃焼
量の安定化が、廃熱ボイラにおける兄生蒸気量やガス冷
却室における噴射水量やごみ焼却炉（１）の出口ｆｍ度
を指標とした従来の燃焼制御方法と比較して、より正確
で、より迅速な制御が行える。また上記指標を用いる場
合、検出器の劣化や保守点検および校正といった作業が
必要となるが、本発明のように誘引送風機αＱの駆動電
流を指標とする場合、これらの問題はなくなる。

前記の制御ｔ−実施することによシ、ごみ焼却炉（１）
内の燃焼火格子（１８Ｙ）上における実際の燃焼量の安
定化が可能となるが、ごみ（２）の発熱量、含水率、元
素組成などのごみ（２）の燃焼性に関する性状が急激に
変化する場合には、燃焼火格子（１８Ｙ）上のごみ（２
）の燃焼量を制御し、燃焼を安定化することが困難にな
る場合がある。このような場合には、前述の燃焼空電量
制御を実施するだけでなく、さらに燃焼火格子上のごみ
層厚を検知し、このごみ層厚が一定となるように、乾燥
火格子（１８Ｘ）の速度および燃焼火格子（１８Ｙ）の
速度をｐＡ整する制御を併せて実施することによシ、燃
焼火格子上における燃焼量の安定化をよシ確実に行うこ
とができる。

ごみ層厚の検知方法としては、従来から用いられている
火格子上のごみ層厚を超音波や光などを用いて直置検出
する方法、またはごみ層を通過する燃焼空気量とごみ層
重後の空気（ガス）圧力差から計算によル算出する方法
などが利用できる。

これらの方法により検出した燃焼火格子（１８Ｙ）上の
ごみ層厚が設定するごみ層厚より厚い場合には、乾燥火
格子（１８Ｘ）の速度を遅くする（乾燥火格子が間欠的
に作動する場合は、その休止時間ヲ掛くする）操作を行
なう。また、この時に、燃焼火格子（１８Ｙ）の速度を
速くする（燃焼火格子が間欠的に作動する場合は、その
休止時１ｔｉＪを短くする）操作を行えば、燃焼火格子
（１８Ｙ）上のごみ層厚をより迅速に薄くすることが可
能となる。逆に、検出した燃焼火格子（１８Ｙ）上のご
み層厚が設定するごみ層厚よシ薄い場合には、乾燥火格
子（１８Ｘ）の速度を速くする（乾燥火格子が間欠的に
作動する１ｔ１合は、その休止時間を短くする）操作を
行う。また、この時に、燃焼火格子（１８Ｙ）の速度を
遅くする（＠煙火格子が間欠的に作動する場合は、その
休止時間を長くする）操作を行えば、燃焼火格子（１８
Ｙ）上のごみ層厚をより迅速に厚くすることが可能とな
る。

上記の燃焼空気量制御においては、押込送風機（４）の
出ロダンバαＱの開度を制御するとしたが、ごみ質によ
って、ごみ焼却炉（１）内の火格子（至）上における燃
焼域は変化する。ごみ（２）の発熱量が低い場合には、
燃焼火格子（１８Ｙ）を中心に一部が後燃焼火格子（ｔ
ｓＺ）にかけた火炎燃焼域となる。このため、ごみ焼却
炉（１）内の火格子（至）上の火炎燃焼域を、ごみ（２
）の発熱量に対応させて適正な位置を保つために、第１
図に示す乾燥火格子下ダンパ（１９Ｘ）、燃焼火格子下
ダンパ（１９Ｙ）　、後燃焼火格子下ダンパ（１９ｚ）
を手動操作によって、その時々のごみ質にあったダンパ
開度とすることにより、ごみ質が変動した場合において
も、ごみ焼却炉（１）内の火格子上の燃焼域に対応させ
て、押込送風機（４）により燃焼用空気を圧入できるの
で、ごみ焼却炉（１）内における燃焼量の安定化が行え
る。

ごみ焼却炉（１）の出口温度制御による炉冷却空気の送
入により、ごみ焼却炉（１）の出口温度の安定化および
燃焼排ガス中の未燃分の完全燃焼化が図れるが、炉冷却
空気を多量に１箇所から送入すると、炉冷却空戴送入位
置において未燃ガスが激しく局所燃焼を起こし、燃焼排
ガス中のＮＯｘ濃度の増加、炉壁へのクリンカ付看とい
った弊害が生じる。逆に、この炉冷即用空気量を減少さ
せすぎると、燃焼排ガス（７）中の未燃成分の燃焼が不
十分となυ、燃焼排ガス（７）中の一酸化炭素、訣化水
素など未燃分が増加するという弊害がでる。このため、
炉冷却空気の送入位置および送入量は、第２図に示すよ
うに、ごみ焼却炉（１）の出口温度一定化制却により必
要とされる炉冷却空気爪に応じて、その送入位置を、量
が多くなるにつれて、第１図に示した炉冷却空気圧入位
置閃（Ｙ）　（２１において、００のみ、（力と（■の
２箇所、閣と（Ｙ）と（Ｚｌの３箇ｊ斤から炉冷却空気
を送入する方式とする。この方式によって炉冷却空気送
入位置および送入量を制御することによシ、燃焼排ガス
（７）中の未燃分の完全燃焼が実施できるとともに、燃
焼排ガス（７）中の未燃分の完全燃焼が実施できるとと
もに、燃焼排ガス（７）中の未燃ガスの局所燃焼が防止
でき、この結果、ＮＯｘ　ｆＡ度の増加が防止できると
ともに、炉壁へのクリンカ付着が防止可能となる。

次に、ごみ質が長期的に変動する場合には、同じ量を焼
却し、燃焼に関する理論空気比を同じとすれば、ごみの
発熱量の増減に対応して燃焼排ガス量も増減することに
なる。このため、誘引送風機α１の駆動電流がごみの発
熱量に対応して変動することになる。よって、ごみの発
熱量の長期的な変動に対しては、誘引送風機αＱの電流
設定値を変更することによシ、ごみの発熱量が変化した
場合においても、空気比が一定の燃焼聞安定化制御が可
能となる。

上記実施例では、ごみ焼却炉（１）の形式を火格子式焼
却炉としているが、本第１発明の自動燃焼制御方法では
、詳細な点を除けば第３図の如くまとめられるので、ご
み焼却炉（１）の形式は、火格子式焼却炉のみでなく、
流Ｎａ！１層式焼却炉、多段炉式焼却炉、ロータリーキ
ルン式焼却炉、固定床式焼却炉、噴霧燃焼式焼却炉など
のあらゆる焼却炉に適用できるものである。

第１図においては、炉内冷却用送風機（３）ヲ別途装置
した場合のフローシートを示したが、これは炉内冷却用
送風機（３）を設けず、押込送風機（４）の出口からの
分岐ダクトを炉内冷却用空気として用いてもよい。この
場合には、その分岐部のダンパを、第１図における炉内
冷却用送風機（３）の出ロダンバ（２０Ａ）（２０Ｂ）
（２０Ｃ）におきかえれば、上記自動燃焼制御方法の適
用が可能である。

また本実施例は、炉内圧制御（排ガス量制御）を誘引送
風機αＱの入ロダンバ＠で行う場合であるが、この人ロ
ダンバ＠と誘引送風機ＱＱの回転数制御の組合せで行う
場合にも木刀式が適用できる。

発明の効果 上記構成の本第１発明の自動燃焼制御方法を実施するこ
とによシ、従来の廃熱ボイラにおける発生蒸気量、ガス
冷却室におけるＩＩ！を射水量、ごみ焼却炉の出口温度
を検知し、これらの値を安定化させるように押込送風機
の出ロダンバ開度、各火格子速度などを制御する制御方
法を実施する場合よりも、ごみ焼却炉内の実際の燃焼量
がよシ正確に、よシ迅速に検知できるとともに、押込送
風機の風量制御端を操作端とするために、ごみ焼却炉内
における燃焼性の応答が非常に早く、かつ、ごみ焼却炉
における実際の燃焼量を一定に保つことが可能となる。

また、ごみ質が変動して、ごみ焼却炉内の燃焼量が変動
する場合にも、上記の制御を実施すれば、ごみ焼却炉内
における燃焼量の安定化が図れるだけでなく、燃焼排ガ
ス中の未燃分の完全燃焼化も可能になる、さらに本第１
発明の自動燃焼制御方法は、焼却量に対応する燃焼用空
気餓（押込送風機による送風量＋炉冷却送風機による送
風量）を一定量に制御する方法であるため、誘引送風機
の電流設定値を増減させることにより、ごみ焼却炉に送
入する燃焼空気量を制御できる長所がある。このため、
ごみ焼却炉内の実際の燃焼量が同じ場合においては、こ
の電流設定値を操作することにより、ごみ焼却炉内の燃
焼に関する空気比を調整することが可能となる。このた
め、本第１発明の自動燃焼制御方法を用いれば、安定し
た低空気比運転が実施でき、ＮＯｘ低減を目的とした炉
内水噴霧を併用すれば、窒素酸化物（ＮＯｘ）がさらに
大幅に低減できる運転を実施できる。

上記の燃焼空気量制御以外に、本第２発明の燃焼火格子
上のごみ層厚の安定化制御を併わせて実施すれば、ごみ
質が急故に変化した場合にも、ごみ焼却炉内における実
際のごみの燃焼量の安定化制御が実施できる。

長期的なごみの発熱量の変動に対しては、誘引排風機の
電流設定値を変更することにより対処可能であるが、こ
の設定値変更については、過去の運転データから算出さ
れるごみの発熱量および計画焼却量から算出される設定
電流値を本自動燃焼制御装置に自動的に入力し、設定電
流値が自動的に更新できるンスーテムとすることにより
、ごみの発熱量の変動に対しても、手動操作で誘引送風
機の電流設定値を変更する操作が不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第１図はフ
ローシート図、第２図は炉冷却空気量と送入位置の関係
を示す説明図、第３図は自動運転時における運転記録の
一例を示す説明図、第４図〜第６図は従来例を示し、第
４図は手動運転時における運転記録の一例を示す説明図
、第５図はフローシート図、第６図は送風機における送
風量と所要電流および静圧の関係を示す説明図である。 （１）・・・ごみ焼却炉、（３）・・・炉内冷却用送風
機、（４）・・・押込送風機、（８）・・・熱処理装置
、（９）・・・集じん装置、αＱ・・・誘引送風機、（
２）・・・入ロダンバ、０・・・出口ダンパ、α→・・
・炉内圧検知器、αθ・・・温度検知器、α・・・・出
口ダンパ、αη・・・電流検知器、（１８Ｘ）・・・乾
燥火格子、（１８Ｙ）・・・燃焼火格子 代理人　　　森　　木　　義　　弘 第１図 ／ＩＹ・−入だ焼欠格） ｌ弔″　　　　　　　　　　　−呵利　　　　　ｔｓ：
ｅｒ。 第さ図 第１図 ｉ　ｕｔ　（”／ｙ６）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ごみ焼却炉内に連通する誘引送風機の駆動機の電流
   値が一定となるように、駆動時の電流値を検知しつつ、
   この検知値に基づいて押込送風機の風量制御端を制御す
   るとともに、ごみ焼却炉出口の排ガス温度の検知値に基
   づいて炉冷却用送風量制御を併せて行うことを特徴とす
   るごみ焼却炉における自動燃焼制御方法。 ２、ごみ焼却炉内に連通する誘引送風機の駆動機の電流
   値が一定となるように、駆動時の電流値を検知しつつ、
   この検知値に基づいて押込送風機の風量制御端を制御す
   るとともに、ごみ焼却炉出口の排ガス温度の検知値に基
   づいて炉冷却用送風量制御を併せて行い、さらに燃焼火
   格子上のごみ層厚を検知し、この検知値に基づいて乾燥
   火格子および燃焼火格子の速度制御を行うことを特徴と
   するごみ焼却炉における自動燃焼制御方法。