(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストーカ下からストーカ上方の一次燃焼室に一次燃焼空気を供給してストーカ上の廃棄物を一次燃焼させると共に、一次燃焼室上方の二次燃焼室に二次燃焼空気を供給して一次燃焼室で発生した未燃ガスや未燃物を二次燃焼させるようにし、ストーカ下流側でストーカよりも上方の燃焼ガスを炉外へ引き抜いて一次燃焼室を還元雰囲気にし、この引き抜き燃焼ガスを熱交換器により熱回収、減温した後に、二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込んで燃焼室内を攪拌・混合し、その後に二次燃焼空気を吹き込んで未燃ガスや未燃物を完全燃焼させるようにしたストーカ式焼却炉において、前記熱交換器によって熱回収した引き抜き燃焼ガスの交換熱量を測定し、この交換熱量が一定になるように、ストーカ下へ供給する一次燃焼空気の供給量とストーカによる廃棄物の送り量とを制御することを特徴とするストーカ式焼却炉の燃焼制御方法。
【請求項２】
ストーカ下からストーカ上方の一次燃焼室に一次燃焼空気を供給してストーカ上の廃棄物を一次燃焼させると共に、一次燃焼室上方の二次燃焼室に二次燃焼空気を供給して一次燃焼室で発生した未燃ガスや未燃物を二次燃焼させるようにし、ストーカ下流側でストーカよりも上方の燃焼ガスを炉外へ引き抜いて一次燃焼室を還元雰囲気にし、この引き抜き燃焼ガスを熱交換器により熱回収、減温した後に、二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込んで燃焼室内を攪拌・混合し、その後に二次燃焼空気を吹き込んで未燃ガスや未燃物を完全燃焼させるようにしたストーカ式焼却炉において、前記熱交換器によって熱回収する前の引き抜き燃焼ガスの温度を測定し、この温度が一定になるように、ストーカ下へ供給する一次燃焼空気の供給量とストーカによる廃棄物の送り量とを制御することを特徴とするストーカ式焼却炉の燃焼制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、都市ごみ等の廃棄物を焼却処理する際に用いられるストーカ式焼却炉の燃焼制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のストーカ式焼却炉としては、例えば本出願人が先に提案した特願２０００−８１０７７号に記載されたものがある。
【０００３】
当該ストーカ式焼却炉１は、図３に示す如く、炉壁から成る炉本体２と、廃棄物Ｗが投入される廃棄物ホッパ３と、廃棄物Ｗを燃焼させるストーカ４と、これに廃棄物Ｗを供給する給じん装置５と、ストーカ４の下方に配設されたストーカ下ホッパ６と、ストーカ４の上方に形成された一次燃焼室７及びこの上方に形成された二次燃焼室８から成る燃焼室と、焼却灰を排出する灰出し口９と、排ガスを排出する排ガス出口１０と、ストーカ４下から一次燃焼室７内へ一次燃焼空気Ａ１を供給する一次燃焼空気供給装置１１と、ストーカ４の下流側で且つストーカ４よりも上方の燃焼ガスＧ′を炉外へ引き抜いて二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内へ導く燃焼ガス循環路１２と、これに介設された送風機１３と、これよりも上流側の燃焼ガス循環路１２内に配置された熱交換器（空気予熱器）１４と、これに接続されてこれにより予熱された燃焼空気Ａを二次燃焼空気Ａ２及び一次燃焼空気Ａ３として二次燃焼室８内及び下流側のストーカ４下へ夫々供給する二次燃焼空気供給装置１５とから構成されている。
【０００４】
ストーカ４は、乾燥ストーカ４ａ、燃焼ストーカ４ｂ及び後燃焼ストーカ４ｃから成り、これらの下方にはストーカ下ホッパ６が夫々配設されている。各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃは、図略しているが、従来公知のものと同様に可動火格子と固定火格子とを交互に配列して成り、各可動火格子を流体圧シリンダ等のストーカ駆動装置で前後方向へ一定のピッチで往復動させることによって、ストーカ４上の廃棄物Ｗを攪拌しながら上流側から下流側へ前進させると共に、廃棄物Ｗの送り量を調整できるようになっている。
【０００５】
一次燃焼空気供給装置１１は、各ストーカ下ホッパ６に分岐状に接続されて各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃの下方へ一次燃焼空気Ａ１を夫々供給する一次燃焼空気供給管１６と、これに接続された押込み送風機１７と、一次燃焼空気供給管１６に介設されて各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃの下方へ供給される一次燃焼空気Ａ１の供給量を調整する複数の風量調整ダンパ１８と、これらを開閉制御するダンパ駆動装置１９（モータや流体圧シリンダ）等から構成されており、ダンパ駆動装置１９により風量調整ダンパ１８の開度を変えることによって、各ストーカ４ａ，４ｂ，４ｃの下方へ供給される一次燃焼空気Ａ１の供給量を調整できるようになっている。
【０００６】
燃焼ガス循環路１２は、ストーカ４の下流側上方（後燃焼ストーカ４ｃ上方）の燃焼ガスＧ′を炉外へ引き抜いて二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内へ導くものであり、後燃焼ストーカ４ｃ上方の炉壁に一次燃焼室７に連通するように形成されて後燃焼ストーカ４ｃ上方の燃焼ガスＧ′を引き抜く吸引室１２ａと、二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室の炉壁に形成した複数の燃焼ガス吹込み口１２ｂと、吸引室１２ａ及び燃焼ガス吹込み口１２ｂを連通状に接続する燃焼ガス供給管１２ｃとから成り、燃焼ガス供給管１２ｃに介設した送風機１３により後燃焼ストーカ４ｃ上方の燃焼ガスＧ′を吸引室１２ａへ吸い込み、この吸い込んだ燃焼ガスＧ′を燃焼ガス供給管１２ｃを通して燃焼ガス吹込み口１２ｂから二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内へ高速で吹き込めるようになっている。
【０００７】
熱交換器１４は、燃焼ガス供給管１２ｃに介設した送風機１３よりも上流側の燃焼ガス循環路１２内（この例では吸引室１２ａ内）に配置されており、後燃焼ストーカ４ｃ上方から引き抜かれて二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内へ吹き込まれる燃焼ガスＧ′を減温すると共に、二次燃焼空気供給装置１５から二次燃焼室８内へ供給される二次燃焼空気Ａ２及び後燃焼ストーカ４ｃ下へ供給される一次燃焼空気Ａ３を予熱するものである。
【０００８】
二次燃焼空気供給装置１５は、熱交換器１４に接続された上流側二次燃焼空気供給管２０ａと、上流側二次燃焼空気供給管２０ａに接続された押込み送風機２１と、二次燃焼室８の炉壁に形成した複数の二次燃焼空気供給口２０ｂと、熱交換器１４及び二次燃焼空気供給口２０ｂに接続された下流側二次燃焼空気供給管２０ｃと、二次燃焼空気供給管２０ｃ及び後燃焼ストーカ４ｃ下のストーカ下ホッパ６に接続された分岐管２０ｄ等から構成されており、燃焼空気Ａを熱交換器１４により予熱し、この予熱された燃焼空気Ａを二次燃焼空気Ａ２及び一次燃焼空気Ａ３として二次燃焼室８内及び後燃焼ストーカ４ｃ下へ夫々供給できるようになっている。二次燃焼室８内に吹き込まれる二次燃焼空気Ａ２の量は、押込み送風機２１により調整される。後燃焼ストーカ４ｃ下へ供給される一次燃焼空気Ａ３の量は、分岐管２０ｄに介設した風量調整ダンパ１８及び風量調整ダンパ１８を制御するダンパ駆動装置１９により調整される。
【０００９】
而して、この様なストーカ式焼却炉１は、ストーカ４下からストーカ４上方の一次燃焼室７に一次燃焼空気Ａ１，Ａ３を供給してストーカ４上の廃棄物Ｗを一次燃焼させると共に、一次燃焼室７上方の二次燃焼室８に二次燃焼空気Ａ２を供給して一次燃焼室７で発生した未燃ガスや未燃物を二次燃焼させるようにし、ストーカ４下流側でストーカ４よりも上方の燃焼ガスＧ′を炉外へ引き抜いて一次燃焼室７を還元雰囲気にし、この引き抜いた燃焼ガスＧ′を熱交換器１４により熱回収、減温した後に、二次燃焼空気Ａ２の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込んで燃焼ガスＧを攪拌・混合し、その後に二次燃焼空気Ａ２を吹き込んで未燃ガスや未燃物を完全燃焼させるようになっている。
【００１０】
ところで、この様なストーカ式焼却炉１は、放射温度計・火炎の画像処理装置や後燃焼ストーカ上部温度計によって燃えきり点（燃焼位置）を検出し、この検出結果に基づいてストーカ下へ供給する一次燃焼空気の供給量とストーカによる廃棄物の送り量とを制御するようにしている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、放射温度計・火炎の画像処理装置は、燃えきり点の検出が可能であるものの、検出位置の情報処理が複雑でコストが高く付く難点があった。
他方、後燃焼ストーカ上部温度計は、後燃焼ストーカへの空気供給が全吹空気量の制御による比例配分であることや後燃焼ストーカ上部温度の検出がポイントの情報であることにより炉幅方向全体の情報としては不充分であり、この種の制御に適用するには問題があった。
【００１２】
本発明は、叙上の問題点に鑑み、これを解消する為に創案されたもので、その課題とするところは、コストの低減が図れて精度の高い燃焼制御を行なうことができる燃焼制御方法を提供するにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明のストーカ式焼却炉の燃焼制御方法は、ストーカ下からストーカ上方の一次燃焼室に一次燃焼空気を供給してストーカ上の廃棄物を一次燃焼させると共に、一次燃焼室上方の二次燃焼室に二次燃焼空気を供給して一次燃焼室で発生した未燃ガスや未燃物を二次燃焼させるようにし、ストーカ下流側でストーカよりも上方の燃焼ガスを炉外へ引き抜いて一次燃焼室を還元雰囲気にし、この引き抜き燃焼ガスを熱交換器により熱回収、減温した後に、二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込んで燃焼室内を攪拌・混合し、その後に二次燃焼空気を吹き込んで未燃ガスや未燃物を完全燃焼させるようにしたストーカ焼却炉において、前記熱交換器によって熱回収した引き抜き燃焼ガスの交換熱量を測定し、この交換熱量が一定になるように、ストーカ下へ供給する一次燃焼空気の供給量とストーカによる廃棄物の送り量とを制御することに特徴が存する。
【００１４】
この様なものは、測定した交換熱量が設定値よりも小さい場合は、燃焼ガスの引き抜き位置よりも上流側に燃え切り点があると判断できる為に、ストーカ下へ供給する一次燃焼空気の供給量とストーカによる廃棄物の送り量とを増やすように制御される。
逆に、測定した交換熱量が設定値よりも大きい場合は、燃焼ガスの引き抜き位置よりも下流側に燃え切り点があると判断できる為に、ストーカ４へ供給する一次燃焼空気の供給量とストーカによる廃棄物の送り量とを減らすように制御される。
【００１５】
又、本発明のストーカ式焼却炉の燃焼制御方法は、ストーカ下からストーカ上方の一次燃焼室に一次燃焼空気を供給してストーカ上の廃棄物を一次燃焼させると共に、一次燃焼室上方の二次燃焼室に二次燃焼空気を供給して一次燃焼室で発生した未燃ガスや未燃物を二次燃焼させるようにし、ストーカ下流側でストーカよりも上方の燃焼ガスを炉外へ引き抜いて一次燃焼室を還元雰囲気にし、この引き抜き燃焼ガスを熱交換器により熱回収、減温した後に、二次燃焼空気の吹き込み位置より上流側の燃焼室内に吹き込んで燃焼室内を攪拌・混合し、その後に二次燃焼空気を吹き込んで未燃ガスや未燃物を完全燃焼させるようにしたストーカ焼却炉において、前記熱交換器によって熱回収する前の引き抜き燃焼ガスの温度を測定し、この温度が一定になるように、ストーカ下へ供給する一次燃焼空気の供給量とストーカによる廃棄物の送り量とを制御することに特徴が存する。
【００１６】
この様なものは、測定した温度が設定値よりも低い場合は、燃焼ガスの引き抜き位置よりも上流側に燃え切り点があると判断できる為に、ストーカ下へ供給する一次燃焼空気の供給量とストーカによる廃棄物の送り量とを増やすように制御される。
逆に、測定した温度が設定値よりも高い場合は、燃焼ガスの引き抜き位置よりも下流側に燃え切り点があると判断できる為に、ストーカ下へ供給する一次燃焼空気の供給量とストーカによる廃棄物の送り量とを減らすように制御される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第一の方法を実施するに好適な燃焼制御装置を示す概要図である。
【００１８】
当該燃焼制御装置３０は、熱交換器（エコノマイザ）１４のボイラ水Ｂの給水量Ｆ１を検出する流量計３１と、熱交換器１４の入口給水温度Ｔ１を検出する入口温度計３２と、熱交換器１４の出口給水温度Ｔ２を検出する出口温度計３３と、これらに依り引き抜き燃焼ガスＧ′の保有熱量つまり熱交換器１４による交換熱量（エコノマイザ吸収熱量）Ｑを演算してストーカ駆動装置（図示せず）とダンパ駆動装置１９とを制御する制御器３４とを備えている。
交換熱量Ｑ（ｋｃａｌ／ｈ）は、Ｑ＝Ｆ１×（Ｔ２−Ｔ１）×１により算出する。但し、Ｆ１：エコノマイザ給水量（これは攪拌混合を目的として一定）（ｋｇ／ｈ）、Ｔ１：エコノマイザ入口給水温度（℃）、Ｔ２：エコノマイザ出口給水温度（℃）とする。
【００１９】
而して、この様なものは、算出した交換熱量Ｑが一定になるように、ストーカ４下へ供給する一次燃焼空気Ａ１，Ａ３の供給量とストーカ４による廃棄物Ｗの送り量とが制御される。
つまり、算出した交換熱量Ｑが設定値よりも小さい場合は、燃焼ガスＧ′の引き抜き位置よりも上流側に燃え切り点（燃焼位置）があると判断できる為に、ストーカ４下へ供給する一次燃焼空気Ａ１，Ａ３の供給量とストーカ４による廃棄物Ｗの送り量とを増やすように、制御器３４によりストーカ駆動装置（図示せず）とダンパ駆動装置１９とが制御される。
逆に、算出した交換熱量Ｑが設定値よりも大きい場合は、燃焼ガスＧ′の引き抜き位置よりも下流側に燃え切り点があると判断できる為に、ストーカ４下へ供給する一次燃焼空気Ａ１，Ａ３の供給量とストーカ４による廃棄物Ｗの送り量とを減らすように、制御器３４によりストーカ駆動装置（図示せず）とダンパ駆動装置１９とが制御される。
【００２０】
次に、本発明の第二の方法を、図２に基づいて説明する。
図２は、本発明の第二の方法を実施するに好適な燃焼制御装置を示す概要図である。
当該燃焼制御装置４０は、熱交換器１４によって熱回収する前の引き抜き燃焼ガスＧ′の温度Ｔ３を検出する温度計４１と、これからの温度Ｔ３に基づいてストーカ駆動装置（図示せず）とダンパ駆動装置１９とを制御する制御器４２とを備えている。
【００２１】
而して、この様なものは、温度計４１からの温度Ｔ３が一定になるように、ストーカ下へ供給する一次燃焼空気Ａ１，Ａ３の供給量とストーカ４による廃棄物Ｗの送り量とが制御される。
つまり、温度計４１からの温度Ｔ３が設定値よりも低い場合は、燃焼ガスＧ′の引き抜き位置よりも上流側に燃え切り点（燃焼位置）があると判断できる為に、ストーカ４下へ供給する一次燃焼空気Ａ１，Ａ３の供給量とストーカ４による廃棄物Ｗの送り量とを増やすように、制御器４２によりストーカ駆動装置（図示せず）とダンパ駆動装置１９とが制御される。
逆に、温度計４１からの温度Ｔ３が設定値よりも高い場合は、燃焼ガスＧ′の引き抜き位置よりも下流側に燃え切り点があると判断できる為に、ストーカ４下へ供給する一次燃焼空気Ａ１，Ａ３の供給量とストーカ４による廃棄物Ｗの送り量とを減らすように、制御器４２によりストーカ駆動装置（図示せず）とダンパ駆動装置１９とが制御される。
【００２２】
【発明の効果】
以上、既述した如く、本発明に依れば、次の様な優れた効果を奏する事ができる。
（１）  熱交換器によって熱回収した引き抜き燃焼ガスの交換熱量を測定し、この交換熱量が一定になるように、ストーカ下へ供給する一次燃焼空気の供給量とストーカによる廃棄物の送り量とを制御するようにしたので、コストの低減が図れて精度の高い燃焼制御を行なう事ができる。
（２）  熱交換器によって熱回収する前の引き抜き燃焼ガスの温度を測定し、この温度が一定になるように、ストーカ下へ供給する一次燃焼空気の供給量とストーカによる廃棄物の送り量とを制御するようにしたので、コストの低減が図れて精度の高い燃焼制御を行なう事ができると共に、より一層構成を簡単化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の方法を実施するに好適な燃焼制御装置を示す概要図。
【図２】本発明の第二の方法を実施するに好適な燃焼制御装置を示す概要図。
【図３】従来のストーカ式焼却炉を示す概要図。
【符号の説明】
１…ストーカ式焼却炉、２…炉本体、３…廃棄物ホッパ、４…ストーカ、４ａ…乾燥ストーカ、４ｂ…燃焼ストーカ、４ｃ…後燃焼ストーカ、５…給じん装置、６…ストーカ下ホッパ、７…一次燃焼室、８…二次燃焼室、９…灰出し口、１０…排ガス出口、１１…一次燃焼空気供給装置、１２…燃焼ガス循環路、１２ａ…吸引室、１２ｂ…燃焼ガス吹込み口、１２ｃ…燃焼ガス供給管、１３…送風機、１４…熱交換器、１５…二次燃焼空気供給装置、１６…一次燃焼空気供給管、１７…押込み送風機、１８…風量調整ダンパ、１９…ダンパ駆動装置、２０ａ…上流側二次燃焼空気供給管、２０ｂ…二次燃焼空気供給口、２０ｃ…下流側二次燃焼空気供給管、２０ｄ…分岐管、２１…押込み送風機、３０…燃焼制御装置、３１…流量計、３２…入口温度計、３３…出口温度計、３４…制御器、４０…燃焼制御装置、４１…温度計、４２…制御器、Ａ…燃焼空気、Ａ１，Ａ３…一次燃焼空気、Ａ２…二次燃焼空気、Ｂ…ボイラ水、Ｆ１…給水量、Ｇ，Ｇ′…燃焼ガス、Ｑ…交換熱量、Ｔ１…入口給水温度、Ｔ２…出口給水温度、Ｔ３…温度、Ｗ…廃棄物。
【図１】
0003564058.tif 000002
【図２】
0003564058.tif 000003
【図３】
0003564058.tif 000004