(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発生する排ガスを、開度調整可能な弁を備えたダンパー及び誘引通風機を介して外部に排出する炉の内部圧力の制御方法であって、
前記炉内の圧力を検知して前記ダンパーの弁開度を制御し、該炉内の圧力が一定になるように制御する第１の制御部と、
前記第１の制御部とは独立して動作し、前記ダンパーの弁開度を弁開度検知手段によって検知し、該弁開度が適正制御範囲から外れている場合に、適正制御範囲内に戻る方向に前記誘引通風機の駆動モータに所定の制御量を与えてその回転数を変化させる駆動モータ制御手段を備えた第２の制御部とを有し、
しかも、前記第２の制御部には、前記駆動モータに一定の制御量を与えた後、一定の時間をカウントし、カウント内の場合には前記駆動モータに新たな制御量を与えないタイマー手段を有していることを特徴とする炉内圧力の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばボイラーや焼却炉等のように、空気及び必要に応じて燃料を供給して燃焼させ、排ガスを発生する炉の内部圧力の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ボイラーや焼却炉等の炉内圧力の制御は、回転数可変の誘引通風機と、開度操作可能なダンパーとを組み合わせ、運転中は誘引通風機の回転数を固定し、ダンパーの開度のみによって炉内圧力を制御するのが一般的であった。
ところが、前記方法ではダンパーの開度と通過する風量が一次的に変化せず、更にはダンパーの小開度時の風量変化が大きいため制御系にハンチングが発生し易い等の問題がある。そこで、特開平５−２３１６３９号公報においてこのような問題を解決しようとする炉内圧力の制御方法が提案されている。
図４に同公報に記載されている炉内圧力制御装置の全体のブロック図を示すが、炉内の圧力ＰＶ１を炉内圧力センサー５０で検知し、炉内圧の指示値ＳＶ１と比較しながら制御部５１でＰＩＤ制御を行ってダンパー５２に操作値ＭＶ１を与えて、ダンパー５２の開度による炉内圧が指示値ＳＶ１に近づくように制御している。そして、操作値ＭＶ１は一次遅れフィルター５３を通して炉内圧の微少変動による小さなゆらぎを除去した指示値ＰＶ２として、ダンパー開度設定値ＳＶ２（炉内圧力が制御可能な任意の点）を基準値とした誘引通風機５４の回転数制御部５５に入力されて、誘引通風機５４に操作値ＭＶ２を送り、これによって誘引通風機５４が制御されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記公報記載の炉内圧力の制御方法においては、ダンパー５２の操作値ＭＶ１によって、誘引通風機５４の回転数が制御されるが、誘引通風機５４は慣性モーメントが大きいので、実際に誘引通風機５４の回転数が所定値になるまでには数分程度の遅れを生じ、その間は炉内圧力を正確に制御できないという問題があり、炉内圧力の制御が遅れると炉内ガスが噴出したり、炉内の燃焼状態が悪化する場合がある。
更には、前記公報記載の制御方法はそのシステムが複雑であり、装置全体が複雑化すると共に、その調整も面倒であるという問題がある。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、装置全体が簡単に構成でき、しかも制御も容易な炉内圧力の制御方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う請求項１記載の炉内圧力の制御方法は、発生する排ガスを、開度調整可能な弁を備えたダンパー及び誘引通風機を介して外部に排出する炉の内部圧力の制御方法であって、前記炉内の圧力を検知して前記ダンパーの弁開度を制御し、該炉内の圧力が一定になるように制御する第１の制御部と、前記第１の制御部とは独立して動作し、前記ダンパーの弁開度を弁開度検知手段によって検知し、該弁開度が適正制御範囲から外れている場合に、適正制御範囲内に戻る方向に前記誘引通風機の駆動モータに所定の制御量を与えてその回転数を変化させる駆動モータ制御手段を備えた第２の制御部とを有し、
しかも、前記第２の制御部には、前記駆動モータに一定の制御量を与えた後、一定の時間をカウントし、カウント内の場合には前記駆動モータに新たな制御量を与えないタイマー手段を有している。
【０００５】
請求項１記載の炉内圧力の制御方法は、第１の制御部によって、炉内圧力を検知し、排ガスの量を制御するダンパーの開閉制御を行って、常時炉圧が一定になるように制御する。そして、第１の制御部とは独立に作動する第２の制御部によって、ダンパーの弁開度を検知し、この弁開度が適正制御範囲内にあるか否かを判断し、弁開度がその上限値を超えている場合には、誘引通風機の駆動モータの回転を一定量増加して送風量を増やす。これによって、炉内圧力が下がるので、第１の制御部は弁開度が小さくなるようにダンパーを駆動し、これによって、弁開度が適正範囲内になる。また、弁開度がその下限値より更に小さい場合には、誘引通風機の駆動モータの回転数を一定量減速する。これによって、炉内圧力が上がり第１の制御部が弁開度を開く方向に指令を発するので、弁開度が増えて適正制御範囲内になる。
また、第２の制御部において、誘引通風機の駆動モータに速度変速指令を与えた後、一定時間をタイマーでカウントして次の制御を行うようにしている。一般に誘引通風機の慣性は大きいので与えられた回転数になるには相当の時間がかかり、タイマーを設けることによって、制御系の動作が安定する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る炉内圧力の制御方法を示すブロック図、図２はダンパーの弁開度及び誘引通風機の回転数との関係を示すグラフ、図３はこれらの動作フロー図である。
【０００７】
図１には、炉の一例である焼却炉（ボイラーであってもよい）１０に本発明の一実施の形態に係る炉内圧力の制御方法を適用した例を示すが、焼却炉１０の排ガス通路には、任意の角度で開閉する弁を備えるダンパー１１と、これに接続される誘引通風機１２が設けられ、発生する排ガスを外部に放出するようになっている。また、焼却炉１０には炉内圧力センサー１３が設けられ、ＰＩＤ制御を行う第１の制御部１４にその出力信号を送っている。
第１の制御部１４には炉圧の基準値（ＳＶ）が外部より入力できるようになっていると共に、その出力側は電動式のダンパー１１が接続されて、その弁開度を０〜１００％まで制御できるようになっている。ダンパー１１には弁開度を出力する弁開度検知手段の一例である弁開度センサー１５が設けられ、その出力は第２の制御部１６に入力されている。
【０００８】
前記第２の制御部１６には、ダンパー１１の弁開度の適正制御範囲の上限値（Ｖｍａｘ  ）及び下限値（Ｖｍｉｎ  ）の入力手段１７が接続されている。第２の制御部１６からの出力は誘引通風機１２の駆動モータＭを制御する図示しないインバータに供給され、駆動モータＭの回転数の制御ができるようになっている。
【０００９】
まず、第１の制御部１４は炉内圧力が基準値（ＳＶ）になるようにダンパー１１の弁開度を調節する。
次に、第１の制御部１４とは独立に作動する第２の制御部１６の動作について図２及び図３を参照しながら説明すると、弁開度センサー１５によってダンパー１１の弁開度を検知し、これを第２の制御部１６に入力する。第２の制御部１６には入力手段１７によって、ダンパー１１の弁開度の適正制御範囲が入力されている。この適正制御範囲は弁開度の上限値Ｖｍａｘ  （例えば、６５度）と弁開度の下限値Ｖｍｉｎ  （例えば、４０度）を入力することによって決定される。
【００１０】
従って、弁開度センサー１５によってダンパー１１の弁開度Ｖを入力した後（ステップＫ１）、弁開度Ｖが弁開度の上限値Ｖｍａｘ  以下であることを判定し（ステップＫ２）、ノーの場合、即ち弁開度Ｖが弁開度の上限値Ｖｍａｘ  より大きい場合には、誘引通風機１２の駆動モータＭの回転数を所定量（例えば、２００ｒｐｍ）増加させる（ステップＫ３）。これによって、排気量が増えるようになるので、炉圧が下がり、第１の制御部１４が反応してダンパー１１の弁開度が小さくなるように働く。
【００１１】
次に、ステップＫ２で弁開度Ｖが上限値Ｖｍａｘ  以下の場合、弁開度Ｖが弁開度の下限値Ｖｍｉｎ  以上であることを確認する（ステップＫ４）。ここで、ノーの場合、即ち弁開度Ｖが下限値Ｖｍｉｎ  より小さい場合には、誘引通風機１２の駆動モータＭの回転数を所定量（例えば、１００ｒｐｍ）減少する。これによって、排ガス量が少なくなって、炉内圧力が増すので、第１の制御部１４が弁開度を開くように制御する（ステップＫ５）。以上の動作を終えると、１〜３分を中タイマーＴでカウントして（ステップＫ６）以上の動作を繰り返す。ここで、比較的長い時間を中タイマーＴがカウントしているのは、誘引通風機１２が所定の回転数になるのに時間がかかるからである。
なお、以上において、ステップＫ２及びステップＫ４が弁開度検知手段を、ステップＫ３及びステップＫ５が駆動モータ制御手段を、ステップＫ６がタイマー手段を構成している。
【００１２】
この様子を図２に示すが、ダンパー１１の弁開度Ｖが上限値Ｖｍａｘ  を超えると、誘引通風機１２の駆動モータＭの回転数が増加してダンパー１１の開度が徐々に下がり、ダンパー１１の弁開度Ｖが下限値Ｖｍｉｎ  未満の場合には前記駆動モータＭの回転数が減少し、ダンパー開度を徐々に上げることが分かる。
以上のようにして、炉内圧力が一定に保たれると共に、弁開度も最適制御範囲にあるので、制御系も安定して安全な炉内圧制御ができる。
【００１３】
前記実施の形態においては、炉内圧力の基準値ＳＶは一点であったが、一定の幅を持たせてもよく、これによって制御系の安定度が増す。
また、実施の形態においては、焼却炉を例に挙げて説明したが、燃焼用空気を供給し、誘引通風機を有する炉であるならば、他の炉であっても本発明は適用される。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１記載の炉内圧力の制御方法は以上の説明からも明らかなように、第１及び第２の制御部を有しているが、これが独立に動くので、装置全体の構成が極めて簡単である。
また、ダンパーの弁開度を常時最適制御範囲にしておくので、制御系が安定し、適正な炉内圧力の制御が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る炉内圧力の制御方法を示すブロック図である。
【図２】ダンパーの弁開度及び誘引通風機の回転数の関係を示すグラフである。
【図３】動作フロー図である。
【図４】従来例に係る炉内圧力の制御方法を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１０  焼却炉（炉）                  １１  ダンパー
１２  誘引通風機                    １３  炉内圧力センサー
１４  第１の制御部                  １５  弁開度センサー
１６  第２の制御部                  １７  入力手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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