(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
火炉（Ｆ）からの排ガス路（１４）に排ガス中の酸素濃度を測定する排ガスセンサ（３）を備えて、その検出する排ガス中酸素濃度を燃焼制御指標とするゴミ焼却炉において、
所定時間内に前記火炉（Ｆ）に投入されたゴミ重量に対する理論空気量を演算導出して、前記演算導出した理論空気量中の酸素量が、前記所定時間内に前記火炉（Ｆ）に供給した空気中の酸素量から消費されたものとして排ガス中の推定酸素濃度を演算導出し、
前記排ガスセンサ（３）で検出した排ガス中酸素濃度が前記演算導出した排ガス中の推定酸素濃度に基づいて設定される所定の許容範囲から逸脱した場合に、前記排ガスセンサに異常が発生したと判定する排ガスセンサの異常検出方法。
【請求項２】
請求項１記載の前記理論空気量を演算導出するに、
前記投入されたゴミが基準ゴミであるとして演算導出する排ガスセンサの異常検出方法。
【請求項３】
前記許容範囲を設定するのに、
前記排ガス中の推定酸素濃度を、前記投入されたゴミが高質ゴミであるとして演算導出した結果を上限値とし、
前記排ガス中の推定酸素濃度を、前記投入されたゴミが低質ゴミであるとして演算導出した結果を下限とする請求項１又は２に記載の排ガスセンサの異常検出方法。
【請求項４】
前記判定するのに、前記排ガスセンサ（３）で検出した排ガス中酸素濃度と、前記演算導出した排ガス中の推定酸素濃度に基づいて設定される所定の許容範囲とを、前記ゴミ焼却炉の制御インターバルに同期して比較する請求項１〜３の何れか１項に記載の排ガスセンサの異常検出方法。
【請求項５】
前記異常発生の判定条件を、前記検出した排ガス中酸素濃度が、設定時間連続して前記許容範囲を逸脱した場合とする請求項１〜４の何れか１項に記載の排ガスセンサの異常検出方法。
【請求項６】
前記異常発生の判定条件を、前記検出した排ガス中酸素濃度が、前記設定時間内に前記許容範囲を所定回数以上逸脱した場合とする請求項１〜４の何れか１項に記載の排ガスセンサの異常検出方法。
【請求項７】
火炉（Ｆ）からの排ガス路（１４）に排ガス中の酸素濃度を測定する排ガスセンサ（３）を備えて、前記排ガスセンサ（３）で検出する排ガス中酸素濃度を燃焼制御指標とするゴミ焼却炉であって、
前記火炉（Ｆ）に投入されたゴミ重量に対する理論空気量を演算導出し、前記演算導出した理論空気量中の酸素量と、前記所定時間内に前記火炉（Ｆ）に供給した空気中の酸素量とに基づき前記排ガス路（１４）における排ガス中の推定酸素濃度を推定する酸素残量推定手段（６）と、
前記排ガスセンサ（３）で検出した排ガス中酸素濃度が前記酸素残量推定手段（６）で推定した排ガス中の推定酸素濃度に基づいて設定される所定の許容範囲から逸脱した場合に、前記排ガスセンサ（３）に異常が発生したと判定する検査手段（４）とを設けて構成してあるゴミ焼却炉。
【請求項８】
前記火炉（Ｆ）を制御する燃焼制御手段（１）を設けて、
前記検査手段（４）が前記異常が発生したと判定した場合の燃焼制御指標を、前記排ガス中酸素濃度に代えて、前記酸素残量推定手段（６）で推定した推定酸素濃度とするように構成してある請求項７記載のゴミ焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガスセンサの異常検出方法に関し、詳しくは、火炉からの排ガス路に排ガス中の酸素濃度を測定する排ガスセンサを備えて、前記排ガスセンサで検出する排ガス中酸素濃度を燃焼制御指標とするゴミ焼却炉及びその火炉からの排ガス路に配置された前記排ガスセンサの異常検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ゴミ焼却炉においては、図４に示すように、火炉Ｆに、ホッパ１１ａに受け入れたゴミを前記火炉Ｆ内に投入する給塵機構１１と、前記投入されたゴミを搬送しながら焼却するストーカ機構からなる移動式火床１２とを備えており、前記移動式火床１２は、前記給塵機構１１により投入されたゴミを搬送しながら加熱乾燥させる乾燥帯１２Ａと、前記乾燥帯１２Ａからのゴミを搬送しながら燃焼させて燃焼領域を主として形成する燃焼帯１２Ｂと、前記燃焼帯１２Ｂで燃え切ったゴミの燃焼残渣を搬送しながら灰化する後燃焼帯１２Ｃとに領域分割されており、前記燃焼領域からの燃焼ガスを上方に誘導して二次燃焼させる二次燃焼室１３を備え、前記二次燃焼室１３からの排ガスを煙突１８に導く排ガス路１４に、前記排ガスの熱によって蒸気を発生させる廃熱ボイラＢと、前記廃熱ボイラＢ出口からの排ガス中の飛灰等の粉塵を除塵する除塵装置としてのバグフィルタ１５と、前記バグフィルタ１５で除塵した後の排ガスを洗浄する洗煙装置１６と、洗浄後の排ガスを煙突に向けて送り出す誘引送風機１７とをを順次配置して設けてあり、前記バグフィルタ１５と前記洗煙装置１６との間の排ガス路１４に備える排ガスセンサ３により排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段２を設けて、前記酸素濃度検出手段２で検出する排ガス中酸素濃度を燃焼制御指標とするように構成されており、特にその酸素濃度検出手段２で検出した排ガス中酸素濃度の異常検出の検査手段は備えていなかった。そして、前記排ガスセンサの検出する検出値に異常がある場合或いは前記排ガスセンサが故障した場合には、前記燃焼制御指標とする排ガス中酸素濃度を、予め定められた設定値（例えば投入されたゴミを標準ゴミであるとして想定される排ガス中酸素濃度が用いられ、或いは故障発生検出直前の排ガス中酸素濃度が用いられる。）に固定して燃焼制御を続行するように構成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
つまり、上記従来の排ガスセンサにおいては、例えば検出する酸素濃度の値が設定された酸素濃度範囲から外れたことを知った現場作業者が、そのデータの状態から判断して異常か否かを判定していた。上記排ガスセンサの異常は、吸引管３ａからサンプリングされる排ガスを検査するガス検出素子３ｂを備える一般に多く用いられている構造の排ガスセンサ３（例えば図５参照）の場合には、前記吸引管３ａの腐食その他の原因により、前記ガス検出素子３ｂに導入される排ガスに外部からの漏洩空気が混入して、前記導入される排ガスの酸素含有量が高くなる場合があり、実際には排ガス中の酸素濃度は許容範囲（例えば６〜１４％）内にある（例えば７％）にも拘わらず、漏洩空気の混入によって異常な酸素濃度（例えば１５％）を示す場合、或いは前記ガス検出素子３ｂの劣化により、検出値が上下何れか一方にシフトする場合を例として挙げることができる。上記異常な酸素濃度が上記の例で１８％であれば、正常に火炉の燃焼が維持されている状態では、異常な値として判断できるが、このような状態で検出される酸素濃度が１３〜１４％であれば、実際には７％である場合であっても、炉の制御に携わるオペレータにとっては異常な範囲の酸素濃度ではなく、熟練者が他のプロセスデータを参照して異常と認識する場合を除き看過されてしまう。従って、このように許容範囲内でありながら異常な値を示している場合には、これが異常であると判断できるまでに長時間を要し、例えば、上記のように許容範囲の上限或いは下限に近い値を示している場合には、早くても２〜３時間、長い場合には２〜３日を要し、その間、誤ったデータに基づいて炉の燃焼制御を維持することになり、排ガス中有害成分を許容成分範囲内に維持できなくなるおそれがあった。実際に排ガス中酸素濃度を連続記録した例を図６にグラフとして示したが、火炉内の燃焼状態が安定していても、ゴミの質及び燃焼状態の時間に伴う変化に従って可成りの幅でデータが変動しており、このデータの異常を判別するのは容易ではない。さらに、一旦前記排ガスセンサに異常を発見した後は、排ガス中酸素濃度の検出値の如何に関わらず設定値（例えば８％）に固定されれば、排ガス成分の異常を直接抑制することが困難になると言う問題を有している。
そこで、本発明の排ガスセンサの異常検出方法は、上記の問題点を解決し、火炉における他の燃焼制御指標に基づき排ガスセンサの異常を検出するとともに、排ガス成分を許容範囲内に安定して維持するための手段を提供することを目的とし、さらに、本発明のゴミ焼却炉は、排ガスセンサの異常を検出可能とするとともに、前記排ガスセンサの異常に対しても燃焼制御を正常に維持可能とする点を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
〔特徴構成〕
【０００５】
上記の目的のための本発明の排ガスセンサの異常検出方法の第１特徴構成は、所定時間内に火炉に投入されたゴミ重量に対する理論空気量を演算導出して、前記演算導出した理論空気量中の酸素量が、前記所定時間内に前記火炉に供給した空気中の酸素量から消費されたものとして排ガス中の推定酸素濃度を演算導出し、排ガスセンサで検出した排ガス中酸素濃度が前記演算導出した排ガス中の推定酸素濃度に基づいて設定される所定の許容範囲から逸脱した場合に、前記排ガスセンサに異常が発生したと判定する点にある。
【０００６】
また、本発明の排ガスセンサの異常検出方法の第２特徴構成は、前記理論空気量を演算導出するに、投入されたゴミが基準ゴミであるとして演算導出する点にある。
【０００７】
さらに、本発明の排ガスセンサの異常検出方法の第３特徴構成は、前記許容範囲を設定するのに、排ガス中の推定酸素濃度を、投入されたゴミが高質ゴミであるとして演算導出した結果を上限値とし、前記排ガス中の推定酸素濃度を、前記投入されたゴミが低質ゴミであるとして演算導出した結果を下限とする点にある。
【０００８】
そして、本発明の排ガスセンサの異常検出方法の第４特徴構成は、排ガスセンサに異常が生じたと判定するのに、前記排ガスセンサで検出した排ガス中酸素濃度と、演算導出した排ガス中の推定酸素濃度に基づいて設定される所定の許容範囲とを、ゴミ焼却炉の制御インターバルに同期して比較する点にある。
【０００９】
さらに、本発明の排ガスセンサの異常検出方法の第５特徴構成は、排ガスセンサの異常発生の判定条件を、検出した排ガス中酸素濃度が、設定時間連続して許容範囲を逸脱した場合とする点にある。
【００１０】
本発明の排ガスセンサの異常検出方法の第６特徴構成は、排ガスセンサの異常発生の判定条件を、検出した排ガス中酸素濃度が、設定時間内に許容範囲を所定回数以上逸脱した場合とする点にある。
【００１１】
本発明の排ガスセンサの異常検出方法の第７特徴構成は、火炉に投入されたゴミ重量に対する理論空気量を演算導出し、前記演算導出した理論空気量中の酸素量と、前記所定時間内に前記火炉に供給した空気中の酸素量とに基づき排ガス路における排ガス中の推定酸素濃度を推定する酸素残量推定手段と、排ガスセンサで検出した排ガス中酸素濃度が前記酸素残量推定手段で推定した排ガス中の推定酸素濃度に基づいて設定される所定の許容範囲から逸脱した場合に、前記排ガスセンサに異常が発生したと判定する検査手段を設けて構成してある点にある。
【００１２】
また、本発明のゴミ焼却炉の第８特徴構成は、前記火炉を制御する燃焼制御手段を設けて、検査手段が異常が発生したと判定した場合の燃焼制御指標を、排ガス中酸素濃度に代えて、酸素残量推定手段で推定した推定酸素濃度とするように構成してある点にある。
【００１３】
〔特徴構成の作用効果〕
【００１４】
上記第１特徴構成によれば、排ガスセンサの検出した排ガス中酸素濃度の異常を適時検出できるから、誤った排ガス中酸素濃度による燃焼制御を回避でき、排ガス成分が所定成分範囲から逸脱することを防止できる。つまり、推定酸素濃度と排ガスセンサで検出した排ガス中酸素濃度とを比較して、前記推定酸素濃度に基づいて設定される所定許容範囲から逸脱すれば、前記排ガスセンサに異常が発生したと判定できるのである。前記推定酸素濃度は、所定時間内に火炉に投入されたゴミ重量に対する理論空気量を演算導出して、前記演算導出した理論空気量に基づき火炉における消費酸素量を推定して、その酸素量が、前記所定時間内に前記火炉に供給した空気中の酸素量から消費されたものとして排ガス中の推定酸素濃度を演算導出できる。そして、排ガスセンサで検出した排ガス中酸素濃度が前記演算導出した排ガス中の推定酸素濃度に基づいて設定される所定の許容範囲から逸脱した場合に、前記排ガスセンサに異常が発生したと判定できる。上記許容範囲は、常時監視されている排ガス中酸素濃度の変動の範囲を基準に設定することも可能である。
その結果、排ガス成分を許容範囲内に安定して維持することが可能になる。
【００１５】
上記第２特徴構成によれば、前記理論空気量を算出するための特別な手段を必要とせず、さらに設備を簡素化できる。つまり、前記理論空気量を投入されたゴミが基準ゴミであるとして演算導出するので許容範囲を固定できるのである。
【００１６】
上記第３特徴構成によれば、許容範囲を合理的に設定できる。つまり、投入されたゴミが高質ゴミであるとして排ガス中の推定酸素濃度を演算導出した結果を上限値とし、前記投入されたゴミが低質ゴミであるとして前記排ガス中の推定酸素濃度を演算導出した結果を下限とするので、投入されたゴミに対して推定される最大範囲を許容範囲として、焼却ゴミ量と火炉に供給された空気量から設定でき、しかも、この許容範囲から検出値が逸脱すれば、その検出値は明らかに異常である。
従って、排ガスセンサの異常検出における誤判断を防止できる。
【００１７】
上記第４特徴構成によれば、排ガスセンサの異常判定を行わないままに燃焼制御が行われることを防止できる。つまり、ゴミ焼却炉の制御インターバルに同期して、前記排ガスセンサで検出した排ガス中酸素濃度と、演算導出した排ガス中の推定酸素濃度に基づいて設定される所定の許容範囲とを比較して前記排ガスセンサに異常が生じたと判定するのである。しかも、１制御サイクル中に１度の異常判定を行うので、同一サイクル中に異なる判定結果がもたらされることがないから、判断が単純で且つ一意的であると同時に、無駄な演算を回避できる。
【００１８】
上記第５特徴構成によれば、排ガスセンサの異常発生を遅早なく判定できるようになる。つまり、前記排ガスセンサの異常発生の判定条件を、検出した排ガス中酸素濃度が、設定時間（例えば１０分間）連続して許容範囲を逸脱した場合とするのである。この設定時間は、前記排ガスセンサが正常に動作しているにも拘わらず、測定値が分散することがあり、極短時間の前記許容範囲からの逸脱によって異常であると判定すれば、実際は前記排ガスセンサに異常がないにも拘わらず前記排ガスセンサに異常が生じたとする誤判定を招くおそれがあるあらである。上記排ガス中酸素濃度の実際の記録は、図６に示したように分散しているが、例えば図中の一点鎖線を前記許容範囲の上下限とすれば、殆ど前記許容範囲内に収まっており、連続して前記許容範囲外に逸脱している時間は長くはない。尚、上記上下限は、炉内プロセスデータの内のボイラ発生蒸気量についての３時間移動平均値から求めた燃焼発熱量に基づくものであるために変動が均されて前記許容範囲の上下幅が狭くなっているが、この点を是正すると同時にサンプリング周期との関係において適当な時間を定めれば、誤判定を防止できると同時に、早期に排ガスセンサの異常を発見できるようになる。
その結果、排ガスセンサの異常判定の確度を高めることができる。
【００１９】
上記第６特徴構成によれば、排ガスセンサの異常発生を遅早なく判定できるようになる。つまり、検出した排ガス中酸素濃度が、設定時間内に許容範囲を所定回数（例えば３回）以上逸脱した場合を排ガスセンサの異常発生の判定条件とするのである。この排ガスセンサの異常発生には、設定時間内に許容範囲を逸脱する回数が急増するのであるが、前記所定回数としては、予め前記急増する逸脱回数の平均或いは最低値を設定しておけばよいのである。図６に示したように上記排ガス中酸素濃度の実際の記録は分散しているが、例えば図中の一点鎖線を前記許容範囲の上下限とすれば、殆ど前記許容範囲内に収まっており、連続して前記許容範囲外に逸脱している時間は長くはない。尚、上記上下限は、炉内プロセスデータの内のボイラ発生蒸気量についての３時間移動平均値から求めた燃焼発熱量に基づくものであるために変動が均されて前記許容範囲の上下幅が狭くなっているが、この点を是正すると同時にサンプリング周期との関係において適当な回数を所定回数として定めれば、誤判定を防止できると同時に、早期に排ガスセンサの異常を発見できるようになる。
その結果、前記第５特徴構成と同様に排ガスセンサの異常判定の確度を高めることができる。
【００２０】
上記第７特徴構成によれば、ゴミ焼却炉を、排ガスセンサからの異常な排ガス中酸素濃度の出力によって、その燃焼制御を誤ることを防止できるようになる。つまり、火炉に投入されたゴミ重量に対する理論空気量を演算導出し、演算導出した前記理論空気量中の酸素量と、所定時間内に前記火炉に供給した空気中の酸素量とに基づき酸素残量推定手段の推定する排ガス中の推定酸素濃度から、前記推定した排ガス中の推定酸素濃度に基づいて設定される所定の許容範囲から排ガスセンサで検出した排ガス中酸素濃度が逸脱した場合に、前記排ガスセンサに異常が発生したと検査手段で判定するように構成してあるから、例えば図２に示したように、前記排ガス中の推定酸素濃度に基づいて設定される上下限を示す一点鎖線の間を前記許容範囲とすれば、前記許容範囲外に逸脱している時間を、サンプリング周期との関係において適当な長さに特定するか、逸脱した回数を特定すれば、誤判定を防止できると同時に、早期に排ガスセンサの異常を発見できるようになり、前記排ガスセンサの異常に対して早期に対策を講ずることが可能になり、その燃焼制御を誤ることを防止できるようになる。
その結果、ゴミ焼却炉からの排ガス中の有害成分を許容範囲内に安定して維持することが可能になる。
【００２１】
上記第８特徴構成によれば、排ガスセンサの異常発生時の対策が自動的に講ぜられるようになる。つまり、火炉を制御する燃焼制御手段を設けて、検査手段で異常が発生したと判定された場合の燃焼制御指標を、排ガス中酸素濃度に代えて、酸素残量推定手段で推定した推定酸素濃度とするように構成してあるから、排ガスセンサの異常検出と同じ基準によって定められる燃焼制御指標を用いて燃焼制御を行うことになるから、燃焼制御の信頼性を高く維持することが可能になる。
その結果、ゴミ焼却炉からの排ガス中の有害成分を許容範囲内にさらに安定して維持することが可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
上記本発明のゴミ焼却炉及びこれに適用可能な排ガスセンサの異常検出方法の実施の形態の一例について、以下に、図面を参照しながら説明する。尚、前記従来の技術において説明した要素と同じ要素並びに同等の機能を有する要素に関しては、先の図４及び図５に付したと同一の符号を付し、詳細の説明の一部は省略する。
【００２３】
ゴミ焼却炉は、燃焼制御手段１を備えており、前記燃焼制御手段１には、単位時間当たりに給塵機構１１から火炉Ｆに投入されるゴミの投入量と、前記火炉Ｆに投入されたゴミのゴミ質（低位発熱量により区分される）等に応じて、移動式火床１２を構成するストーカ機構の搬送速度を調節するゴミ搬送制御手段１ａと、前記ゴミの投入量、前記ストーカ機構によるゴミの搬送速度、燃焼帯１２Ｂにおけるゴミの燃え切り位置、廃熱ボイラＢの蒸気発生量等のプロセスデータに基づき前記火炉Ｆ内に供給される空気の量を調節する火炉供給空気制御手段１ｂと、酸素濃度検出手段２で検出する排ガス中酸素濃度Ｐｏ  を所定の許容範囲から逸脱しないようにするように二次燃焼室１３に供給する二次空気の量を調節する二次燃焼制御手段１ｃとを設けて、移動式火床１２上での所定量のゴミの燃焼を良好に維持しながら、排ガス中の酸素濃度を所定範囲内に維持して、ダイオキシン、窒素酸化物等の有害成分の放出を低減できるように構成してある。
【００２４】
前記酸素濃度検出手段２は、除塵装置であるバグフィルタ１５と洗煙装置１６との間の排ガス路１４に配置した従来と同様の構造の排ガスセンサ３を備えて、前記排ガスセンサ３からの入力値により排ガス中酸素濃度Ｐｏ  を検出するように構成してある。そして、前記酸素濃度検出手段２の検出する排ガス中酸素濃度Ｐｏ  が基準範囲内にあるか否かを検査して前記排ガスセンサ３の異常を検出するための検査手段４と、炉のプロセスデータから前記燃焼帯１２Ｂ上のゴミの低位発熱量を推定する発熱量推定手段５と、前記検査手段４の検査結果で前記排ガスセンサ３が異常であると判定された際の前記酸素濃度検出手段２からの排ガス中酸素濃度Ｐｏ  に代わる代替燃焼制御指標として排ガス中の残存酸素濃度Ｐｏｅを推定する酸素残量推定手段６とを設けてある。
【００２５】
前記検査手段４は、前記投入されたゴミが低位発熱量の高い高質ゴミ（低位発熱量２３００ｋｃａｌ／ｋｇに相当）であるとして前記酸素残量推定手段６で推定した推定酸素濃度を上限酸素濃度ＬＨ  とし、前記投入されたゴミが低位発熱量の低い低質ゴミ（低位発熱量１０００ｋｃａｌ／ｋｇに相当）であるとして前記酸素残量推定手段６で推定した推定酸素濃度を下限酸素濃度ＬＬ  として、前記酸素濃度検出手段２の検出した排ガス中酸素濃度Ｐｏ  が前記上限酸素濃度ＬＨ  を超え、或いは前記下限酸素濃度ＬＬ  に満たない場合に、前記排ガスセンサ３に異常が発生したものと判定するように構成してある。つまり、低位発熱量の最大のものと最低のもの、即ち、最高低位発熱量と、最低低位発熱量とを想定して、夫々に対して求められる酸素消費量から推定酸素濃度の最高値と最低値を、前記上限酸素濃度ＬＨ  と前記下限酸素濃度ＬＬ  として求める。例えば図２に示したように、排ガス中酸素濃度Ｐｏ  が前記上限酸素濃度ＬＨ  と前記下限酸素濃度ＬＬ  との間にほぼ収まっているので、前記検査手段４では排ガスセンサ３の異常を検出しない。尚、異常を検出する場合についての線図は省略したが、通常想定される異常の場合には、前記排ガス中酸素濃度Ｐｏ  は上下何れか一方にシフトするので、図２に示したように、前記排ガス中酸素濃度Ｐｏ  に対してほぼ同じ挙動を示す前記上限酸素濃度ＬＨ  と前記下限酸素濃度ＬＬ  との間の許容範囲からは連続して、或いは頻繁に何れか一方に逸脱した値を示すようになり、前記排ガスセンサ３の異常を極めて容易に判定できるようになる。このような構成の場合には、サンプリングの都度連続する逸脱により前記排ガスセンサの異常を判定できる。
【００２６】
前記酸素残量推定手段６は、前記火炉Ｆに投入されたゴミ重量に対して、前記発熱量推定手段５からの推定発熱量Ｈｕｅに応じて求められる理論空気量Ｆａｓと、単位時間当たりのゴミ焼却量Ｇと、炉内の発生熱量Ｈｂ  とから、燃焼用空気としての所要空気量Ｆａｒを推定し、炉内に供給された総空気量Ｆａ  と比較して推定酸素濃度Ｐｏｅを求めるように構成してある。つまり、各ゴミ質に対して予め求められている代表的成分組成に基づき、ゴミの中の炭素、水素、酸素、硫黄の夫々につき燃焼に要する酸素量を算出して、夫々の酸素量の合計値を基に理論空気量を求めた結果に基づき、予め求めてあるゴミの低位発熱量Ｈｕ  に対する線形関係式に前記推定発熱量Ｈｕｅを当てはめて理論空気量Ｆａｓを求める。求めた理論空気量Ｆａｓとゴミ焼却量Ｇとから前記所要空気量Ｆａｒが得られる。以上の結果から、前記所要空気量Ｆａｒ中の酸素全量が前記総空気量Ｆａ  の含有酸素から消費されたとして推定酸素濃度Ｐｏｅを求める。尚、二次燃焼室１３以後の排ガス路１４に空気の流入（例えば冷却用空気の混入、或いは漏洩空気の漏れ込み）量が補正できれば、これらの要因について補正すればよい。
【００２７】
前記発熱量推定手段５では、前記ゴミ焼却量Ｇと前記炉内の発生熱量Ｈｂ  とから前記推定発熱量Ｈｕｅを求めるが、前記発生熱量Ｈｂ  は、廃熱ボイラを備える炉においては発生蒸気量ＧＳ  と、出口蒸気のエンタルピＩｓ  と給水のエンタルピＩｗ  とから得られる蒸気として炉外に取り出された熱量を、炉毎に求められるボイラ効率ηで除した熱量として求める。尚、他の入出熱量を想定できれば、これを補正して求めればさらに正確になる。
【００２８】
上記のようにして前記酸素残量推定手段６で求めた推定酸素濃度Ｐｏｅを、前記検査手段４においては、ゴミ質を前記最高低位発熱量の高質ゴミ（Ｈｕ  ＝２３００）として推定した推定酸素濃度Ｐｏｅを前記上限酸素濃度ＬＨ  とし、ゴミ質を前記最低低位発熱量の低質ゴミ（Ｈｕ  ＝１０００）として推定した推定酸素濃度Ｐｏｅを前記下限酸素濃度ＬＬ  として、前記排ガスセンサ３の検査基準とし、前記排ガスセンサ３の検出値を異常と判断した場合には、前記発熱量推定手段５で推定した前記推定発熱量Ｈｕｅに基づき前記酸素残量推定手段６で求めた推定酸素濃度Ｐｏｅを、前記排ガスセンサ３からの排ガス中酸素濃度Ｐｏ  に代わる制御指標として、前記燃焼制御手段１における燃焼制御を継続する。
【００２９】
上述の検査手段４による排ガスセンサ３の異常判定は、１制御サイクルあたり１回実行される。つまり、燃焼制御手段１における制御指令は、上述の検査手段４による各回の判定の後に発せられるのである。従って、前記排ガスセンサ３に異常が生じて、酸素濃度検出手段２から排ガス中酸素濃度の異常な検出値が入力されれば、直ちにその入力値に拘わらず、酸素残量推定手段６からの残存酸素濃度が代替指標として用いられ、この残存酸素濃度に基づいて燃焼制御が行われるようになる。この場合には、排ガスセンサの異常を表示すると同時に制御指標が代替指標に切り替えられていることを表示するように燃焼制御手段を構成しておけば、前記排ガスセンサ３の点検ないしは交換も時機を失することなく容易になる。
【００３０】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。
〈１〉上記実施の形態に於いては、排ガス路１４に廃熱ボイラＢを備えるゴミ焼却炉に本発明を適用した例について説明したが、廃熱ボイラを備えないゴミ焼却炉であってもよく、この場合には、例えば図３に示すように、移動式火床１２の乾燥帯１２Ａの天井壁に、前記乾燥帯１２Ａに臨ませて設けた赤外線検知手段５ａを用いて検出した温度により前記乾燥帯１２Ａのゴミの低位発熱量を推定する発熱量推定手段５を設けてあればよく、前記赤外線検知手段５ａに透過波長３．６〜４μｍのフィルタを取り付けておけば、火炎中の一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、窒素酸化物、硫黄酸化物、水蒸気等の赤外線エネルギー吸収の影響を抑制できる。尚、この発熱量推定手段５は、前記乾燥帯１２Ａ上のゴミの推定発熱量Ｈｕｅを以下のようにして推定するものである。つまり、前記乾燥帯１２Ａへの送風量が基準流量である場合には、単位時間当たりのゴミ表面温度の平均値が第１基準温度（例えば９００℃）以下であれば低位発熱量Ｈｕ  の小さい低質ゴミ（例えばＨｕｅ＝１０００）であり、第２基準温度（例えば１０００℃）以上であれば低位発熱量Ｈｕ  の大きい高質ゴミ（例えばＨｕｅ＝２３００）であり、前記第１基準温度と前記第２基準温度との間にあれば基準ゴミ（例えばＨｕｅ＝１７００）であると推定するのである。このゴミ表面の基準温度の段階を細かく設定すれば、推定発熱量Ｈｕｅを詳細に推定できるようになる。そして、前記検査手段における上限酸素濃度ＬＨ  及び下限酸素濃度ＬＬ  としては上記実施の形態において説明したように、高質ゴミ（例えばＨｕ  ＝２３００）及び低質ゴミ（例えばＨｕ  ＝１０００）に対して前記酸素残量推定手段６で推定した推定酸素濃度Ｐｏｅを用い、前記検査手段４で前記排ガスセンサ３の検出値が異常であると判定した場合には、上記発熱量推定手段５で推定した推定発熱量Ｈｕｅを基に前記酸素残量推定手段６で推定した推定酸素濃度Ｐｏｅを、燃焼制御手段１における排ガス中酸素濃度Ｐｏ  に対する代替指標として用いるのである。
〈２〉上記実施の形態に於いては、排ガス路１４に廃熱ボイラＢを備えるゴミ焼却炉に本発明を適用した例について説明したが、廃熱ボイラを備えないゴミ焼却炉であってもよく、この場合には、例えば図３に示すように、ガス冷却機構１９を備える場合には、前記廃熱ボイラ２０の熱収支に代えて、このガス冷却機構１９に供給した空気の量とその含有酸素量を前記推定酸素濃度Ｐｏｅを推定する前記酸素残量推定手段６における演算パラメータに加えればよい。
〈３〉上記実施の形態に於いては、上限酸素濃度ＬＨ  として最高低位発熱量の高質ゴミ（Ｈｕ  ＝２３００）として推定した推定酸素濃度Ｐｏｅを用い、下限酸素濃度ＬＬ  として最低低位発熱量の低質ゴミ（Ｈｕ  ＝１０００）として推定した推定酸素濃度Ｐｏｅを用いて、検査手段４において排ガスセンサ３の検査を行う例について説明したが、前記発熱量推定手段５で推定した推定発熱量Ｈｕｅに基づき、求めた推定酸素濃度Ｐｏｅを用いて、予め設定された許容範囲を与えて前記上限酸素濃度ＬＨ  と前記下限酸素濃度ＬＬ  とを設定して前記検査手段４における前記排ガスセンサ３の検査に用いるようにしてもよい。このようにすれば、絶対偏差に基づいて検査を行うことになるから、検査条件が時によって異なることを回避できる。
【００３１】
【実施例】
上記実施の形態における各算出計算について例を挙げて説明すれば、前記推定低位発熱量Ｈｕｅは、前記発生熱量Ｈｂ  と、前記ゴミ焼却量Ｇとから、
Ｈｕｅ  ＝  Ｈｂ  ／  Ｇ
として求めることができる。尚、前記発生熱量Ｈｂ  は、
ボイラ給水のエンタルピＩｗ  ：１５１．０（ｋｃａｌ／ｋｇ）
出口蒸気のエンタルピＩｓ    ：７０７．９（ｋｃａｌ／ｋｇ）
（但し、蒸気温度  ２７１．０℃、蒸気圧力  １８ｋｇ／ｃｍ２とした。）
ボイラ効率η              ：６８．７（％）
他の入熱量Ｈｍ              ：１０００（ｋｃａｌ／ｋｇ）
として、蒸気発生量Ｇｓ  から、
Ｈｂ  ＝  Ｇｓ  ×（Ｉｓ  −Ｉｗ  ）／η  −  Ｈｍ
の式を基に求めた。
また、前記理論酸素量Ｏｓ  を求めるには、例えば表１に示すデータから、
【００３２】
【表１】
0003547296.tif 000002
【００３３】
Ｏｓ  ＝  ８．８９ＰＣ  ＋  ２６．７（ＰＨ  −  ＰＯ  ／８）＋  ３．３３ＰＳ
として求められる。この理論酸素量Ｏｓ  から、夫々表２に示す理論空気量Ｆａｓが求められる。
【００３４】
【表２】
0003547296.tif 000003
【００３５】
以上の結果を基に、前記推定発熱量Ｈｕｅに対応して求めるのに、表２に示した３点の低位発熱量Ｈｕ  に対して、線形近似式を導出し、
Ｆａｓ＝  ０．９３  ×  １０−３Ｈｕ  ＋  ０．４７
として前記理論空気量Ｆａｓを求める。この結果から、前記推定酸素濃度Ｐｏｅは、前記総空気量Ｆａ  に基づき、
Ｐｏｅ  ＝（１−  Ｆａｓ／Ｆａ  ）  ×  ０．２１
として求める。尚、図２に示した一点鎖線は、前記酸素残量推定手段６で、上式により求めた高質ゴミに対する推定酸素濃度Ｐｏｅを前記上限酸素濃度ＬＨ（一点鎖線で表示）とし、低質ゴミに対する推定酸素濃度Ｐｏｅを前記下限酸素濃度ＬＬ（一点鎖線で表示）として、前記酸素濃度検出手段２の検出した１分前の排ガス中酸素濃度Ｐｏ  （実線で表示）と共に示したものである。ここに、上記１分は、ここで想定したゴミ焼却炉における廃熱ボイラからの排ガスが排ガスセンサに至るまでの所要時間である。こうして時間的なずれを補正することによって、発熱量に基づく推定酸素濃度と実測酸素濃度の同期を図ることが可能である。
【００３６】
図２に示したように、慣性の大きい熱的計算結果である前記上限酸素濃度ＬＨ  と前記下限酸素濃度ＬＬ  とは、前記酸素濃度検出手段２の検出した排ガス中酸素濃度Ｐｏ  に比して変化傾向が鈍化してはいるが、可成りよく一致した挙動を示しており、前記酸素濃度検出手段２の排ガスセンサ３を検定するのに好適であることがわかる。
【００３７】
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるゴミ焼却炉の一例の説明図
【図２】排ガスセンサの異常判定の例を示す線図
【図３】本発明によるゴミ焼却炉の他の例を示す説明図
【図４】従来のゴミ焼却炉の一例の説明図
【図５】排ガスセンサの構造を示す要部断面説明図
【図６】排ガスセンサの異常検出を説明する線図
【符号の説明】
１    燃焼制御手段
３    排ガスセンサ
４    検査手段
５    発熱量推定手段
６    酸素残量推定手段
１４  排ガス路
Ｆ    火炉
【図１】
0003547296.tif 000004
【図２】
0003547296.tif 000005
【図３】
0003547296.tif 000006
【図４】
0003547296.tif 000007
【図５】
0003547296.tif 000008
【図６】
0003547296.tif 000009