(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物の流れ方向に複数に分割したストーカ下へ一次空気供給装置により一次空気を分割供給してストーカ上の廃棄物を順次乾燥、燃焼させ、発生した燃焼排ガスによりボイラで蒸気を発生させると共に、この蒸気を減温装置で減温して温度調整してからストーカの下流側位置に配設した過熱器で更に過熱して過熱蒸気とするようした廃棄物焼却炉ボイラの制御方法であって、ボイラで発生した蒸気を減温装置で減温して温度調整することにより過熱器の出口側の過熱蒸気の温度を一定に保つようにし、廃棄物の供給量や性状の変化によってストーカ上の火炎の大きさや輝度が変化し、減温装置だけでは過熱蒸気の温度を一定に制御できないときには、一次空気供給装置によりストーカ上の火炎の大きさや輝度に応じてストーカ下へ分割供給する一次空気の配分を制御し、ストーカ上の火炎の位置をストーカの下流側又は上流側へ変更して火炎輻射による過熱器の受熱量を変えることにより過熱蒸気の温度を一定に保つようにしたことを特徴とする廃棄物焼却炉ボイラの制御方法。
【請求項２】
廃棄物の発熱量が低下してストーカ上の火炎の大きさや輝度が低下し、減温装置だけでは過熱蒸気の温度を一定に制御できないときには、一次空気供給装置によりストーカの下流側寄りの一次空気を増加させ、ストーカ上の火炎の位置を過熱器に近づく方向へ移動させて過熱器の受熱量を増やし、また、廃棄物の発熱量が上昇してストーカ上の火炎の大きさや輝度が上昇し、減温装置だけでは過熱蒸気の温度を一定に制御できないときには、一次空気供給装置によりストーカの上流側寄りの一次空気を増加させ、ストーカ上の火炎の位置を過熱器から遠ざかる方向へ移動させて過熱器の受熱量を減らすようにしたことを特徴とする請求項１に記載の廃棄物焼却炉ボイラの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般廃棄物や産業廃棄物、汚泥等の廃棄物を焼却処理する焼却炉及びこの焼却炉に付設されて燃焼排ガスにより蒸気を発生させるボイラを備えた廃棄物焼却炉ボイラ、特に、廃棄物の流れ方向に複数に分割したストーカ下へ一次空気を分割供給してストーカ上の廃棄物を焼却処理し、発生した燃焼排ガスによりボイラで蒸気を発生させると共に、この蒸気を減温装置で減温して温度調整してからストーカの下流側位置に配設した過熱器で更に過熱して過熱蒸気とするようした廃棄物焼却炉ボイラの制御方法の改良に係り、廃棄物の供給量や性状が変動してストーカ上の火炎が変化しても、一次空気の供給量を制御することにより過熱器の出口側の過熱蒸気の温度を常時一定に制御できると共に、火炎からの輻射熱を有効に受熱できるようにした廃棄物焼却炉ボイラの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、廃棄物焼却炉ボイラは、都市ごみや汚泥等の廃棄物を焼却炉で燃焼させ、廃棄物の燃焼により発生した燃焼排ガスをボイラで熱回収し、ボイラの過熱器で過熱蒸気を生成させている。
【０００３】
ところで、これまでの廃棄物焼却炉ボイラは、燃焼排ガス中に含まれる塩素類や飛灰中に含まれる金属類によりボイラの過熱器が高温腐食を引き起こす虞があるため、過熱器の出口側の過熱蒸気の温度は、過熱器の高温腐食を低減でき、且つ燃焼排ガス中に含まれる飛灰が溶融しない温度とし、過熱蒸気の温度を４００℃以上に上げられなかった。その結果、ボイラの運転条件が制約され、効率的な熱回収の妨げとなっていた。
【０００４】
前記過熱器は、通常ボイラの輻射ゾーンの下流側位置に設置されているため、過熱器の入口側の燃焼排ガス温度が６５０℃程度であり、また、過熱器の出口側の過熱蒸気の温度が３５０℃位で燃焼排ガスの温度との温度差は差して大きくなく、しかも、飛灰の付着、堆積による伝熱阻害により過熱器の伝熱面積は大きく設定されている。
【０００５】
また、過熱器の過熱管の配列は、燃焼排ガスが飛灰を含むため、過熱器の閉塞防止を考慮して碁盤目状の配列となっていると共に、過熱器への伝熱の主な形態は、対流熱伝達となっている。
【０００６】
尚、過熱蒸気の温度を４００℃以上に上げることができるが、この場合には、過熱器の材質をステンレス鋼にしたり、或いは、過熱器の過熱管の表面にインコネル等の耐腐食鋼の溶射や肉盛りを施して高温腐食に耐えられるようにしなければならず、高価な材料や加工が必要となり、コスト高になると言う問題があった。
【０００７】
一方、廃棄物焼却炉ボイラにおいては、過熱器をなるべく腐食性のある燃焼排ガスと接触しないような位置に設置し、焼却炉内の燃焼火炎の輻射熱を利用して過熱蒸気を得るようにした技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）。
【０００８】
即ち、特許文献１（特開平７−１９０３２５号公報）に開示された廃棄物焼却炉ボイラ（ゴミ焼却装置）は、過熱器を腐食性のガスが殆ど発生しない焼却炉のストーカの下流側上方位置に設置し、ストーカ上の燃焼火炎からの輻射熱を利用して過熱蒸気を得ると共に、焼却炉の外部に設けたガス燃焼器（燃焼式過熱器）により過熱蒸気の温度を一定に保つようにしているため、高温腐食が発生する限界温度より高い温度まで過熱することができ、高温高圧の過熱蒸気が得られて熱回収量の増大及び発電効率の向上を図ることができる。
【０００９】
また、特許文献２（特開平９−７９５５５号公報）に開示された廃棄物焼却炉ボイラ（ゴミ焼却装置）は、過熱器を腐食性のガスが殆ど発生しない焼却炉のストーカの下流側上方位置に設置し、ストーカ上の燃焼火炎からの輻射熱を利用して過熱蒸気を得ると共に、焼却炉の壁部に設けたバーナ（燃料噴射装置）により過熱蒸気の温度を一定に保つようにしているため、高温腐食が発生する限界温度より高い温度まで過熱することができ、高温高圧の過熱蒸気が得られて熱回収量の増大及び発電効率の向上を図ることができ、また、特許文献１のように外部にガス燃焼器を設けることなく同一の炉内で蒸気を過熱できるので燃料の消費量を一層低減することができる。
【００１０】
更に、特許文献３（特開平９−６０８２８号公報）に開示された廃棄物焼却炉ボイラは、過熱器を腐食性のガスが殆ど発生しない焼却炉のストーカの下流側上方位置に設置し、ストーカ上の燃焼火炎からの輻射熱を利用して過熱蒸気を得ると共に、減温装置から過熱器の入口に水を噴霧することにより過熱蒸気の温度を一定に保つようにしているため、過熱器に高温腐食を生じさせることなく、常時一定の高温高圧の過熱蒸気を得ることができる。
【００１１】
しかし、特許文献１，２に記載された廃棄物焼却炉ボイラは、何れも過熱蒸気の温度を一定に保つためにガス燃焼器やバーナ、ガス等の外部燃料等を必要とするため、高価な設備になると共に、ランニングコストが高騰すると言う問題があった。
【００１２】
また、特許文献１，２に記載された廃棄物焼却炉ボイラは、性状が不安定なゴミを燃焼させた結果して生じる高温状態（ゴミの燃焼熱量が高い場合）への対策が全く行われていない。即ち、炉内が想定外の高温に状態になった場合には、過熱蒸気が高温高圧化されて不安定となる他、発電設備や熱利用設備に過負荷が生じたりし、折角回収したエネルギーを廃棄しなければならない事態が生じることがある。
【００１３】
更に、特許文献３に記載された廃棄物焼却炉ボイラは、ごみの燃焼量や発熱量が大きく変動し、ストーカ上の燃焼火炎の大きさや輝度が大きく変動した場合には、水の噴霧量制御だけでは過熱蒸気の温度を一定に保つことができないと言う問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平７-１９０３２５号公報
【特許文献２】特開平９−７９５５５号公報
【特許文献３】特開平９−６０８２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は、廃棄物の供給量や性状が変動してストーカ上の火炎が変化しても、一次空気の供給量を制御することにより過熱器の出口側の過熱蒸気の温度を常時一定に制御できると共に、火炎からの輻射熱を有効に受熱できるようにした廃棄物焼却炉ボイラの制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の発明は、廃棄物の流れ方向に複数に分割したストーカ下へ一次空気供給装置により一次空気を分割供給してストーカ上の廃棄物を順次乾燥、燃焼させ、発生した燃焼排ガスによりボイラで蒸気を発生させると共に、この蒸気を減温装置で減温して温度調整してからストーカの下流側位置に配設した過熱器で更に過熱して過熱蒸気とするようした廃棄物焼却炉ボイラの制御方法であって、ボイラで発生した蒸気を減温装置で減温して温度調整することにより過熱器の出口側の過熱蒸気の温度を一定に保つようにし、廃棄物の供給量や性状の変化によってストーカ上の火炎の大きさや輝度が変化し、減温装置だけでは過熱蒸気の温度を一定に制御できないときには、一次空気供給装置によりストーカ上の火炎の大きさや輝度に応じてストーカ下へ分割供給する一次空気の配分を制御し、ストーカ上の火炎の位置をストーカの下流側又は上流側へ変更して火炎輻射による過熱器の受熱量を変えることにより過熱蒸気の温度を一定に保つようにしたことに特徴がある。
【００１７】
本発明の第２の発明は、前記第１の発明において、廃棄物の発熱量が低下してストーカ上の火炎の大きさや輝度が低下し、減温装置だけでは過熱蒸気の温度を一定に制御できないときには、一次空気供給装置によりストーカの下流側寄りの一次空気を増加させ、ストーカ上の火炎の位置を過熱器に近づく方向へ移動させて過熱器の受熱量を増やし、また、廃棄物の発熱量が上昇してストーカ上の火炎の大きさや輝度が上昇し、減温装置だけでは過熱蒸気の温度を一定に制御できないときには、一次空気供給装置によりストーカの上流側寄りの一次空気を増加させ、ストーカ上の火炎の位置を過熱器から遠ざかる方向へ移動させて過熱器の受熱量を減らすようにしたことに特徴がある。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ボイラで発生した蒸気の温度を減温装置により制御すると共に、ストーカ下へ分割供給する一次空気量を制御してストーカ上の火炎の位置を変更して火炎輻射による過熱器の受熱量を変えるようにしているため、廃棄物の供給量や性状が大きく変動してストーカ上の火炎に影響する場合でも、過熱器の出口側の過熱蒸気の温度を常時一定に制御することができる。
【００２５】
また、本発明によれば、廃棄物の供給量や性状が大きく変動してストーカ上の火炎の大きさが大きく変わり、炉内が想定外の温度になった場合でも、ストーカ上の火炎の位置を一次空気量の制御により変更することができるので、過熱器が火炎からの輻射熱を有効に受熱することができる。
【００２６】
更に、本発明によれば、過熱器を腐食性のガスが殆ど発生しないストーカの下流側位置に配設すると共に、過熱器の過熱管を千鳥状に配列してストーカ上の火炎に対して並ばないようにしているため、過熱器の高温腐食を防止することができると共に、過熱管の伝熱面が有効に機能して所定の受熱量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る廃棄物焼却炉ボイラの概略系統図である。
【図２】減温装置の水噴霧量と制御信号の関係を示すグラフである。
【図３】ストーカ下への一次空気量の配分を示す説明図である。
【図４】過熱器の過熱管の配置例を示し、（ａ）は過熱器の概略横断面図、（ｂ）は過熱器の概略正面図である。
【図５】過熱器の過熱管の他の配置例を示し、（ａ）は過熱器の概略横断面図、（ｂ）は過熱器の概略正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る廃棄物焼却炉ボイラを示し、当該廃棄物焼却炉ボイラは、都市ごみや汚泥等の廃棄物Ｂを焼却処理する焼却炉１と、焼却炉１内の燃焼排ガスから熱回収するボイラ２とを備えている。
【００２９】
即ち、前記焼却炉１は、図１に示す如く、炉壁から成る炉本体３と、廃棄物Ｂが投入される廃棄物投入ホッパ４と、廃棄物Ｂを燃焼させるストーカ５と、ストーカ５下に配設されたストーカ下ホッパ６と、ストーカ５上へ廃棄物Ｂを供給する廃棄物供給プッシャー７と、ストーカ５の上方に形成された一次燃焼室８と、一次燃焼室８の上方に形成された二次燃焼室９と、燃焼排ガスを排出する燃焼排ガス出口１０と、焼却灰を排出する灰出し口１１と、焼却灰を冷却する冷却水槽１２と、焼却灰を搬送する水封式コンベア１３と、ストーカ５下へ一次空気Ａ１を供給する一次空気供給装置１４と、二次燃焼室９へ二次空気Ａ２を供給する二次空気供給装置１５等を備えている。
【００３０】
一方、前記ボイラ２は、図１に示す如く、廃棄物Ｂの燃焼により発生した燃焼排ガスから熱回収してボイラ給水を加熱して蒸気Ｓを発生させ、この蒸気Ｓを更に過熱して高温高圧の過熱蒸気Ｓ′とするものであり、ドラム１６と、炉内の壁面等に配置された多数の水管１７と、蒸気Ｓを過熱蒸気Ｓ′とする過熱器１８〜２０と、過熱器１８〜２０へ供給される蒸気Ｓを減温して温度調整する減温装置２１とを備えている。
【００３１】
前記ストーカ５は、乾燥段５ａと、乾燥段５ａの下流側位置に配設された前部燃焼段５ｂと、前部燃焼段５ｂの下流側位置に配設された後部燃焼段５ｃと、後部燃焼段５ｃの下流側位置に配設された後燃焼段５ｄとを備えており、各段５ａ〜５ｄの下方位置には、ストーカ下ホッパ６がそれぞれ配設されている。このストーカ５を構成する各段５ａ〜５ｄは、図示していないが、可動火格子と固定火格子とを交互に配列して成り、各可動火格子をシリンダ等の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りストーカ５上の廃棄物Ｂを撹拌しながら上流側から下流側（図１の左側から右側）へ向って前進させるようになっている。
【００３２】
尚、上記の実施形態においては、ストーカ５を乾燥段５ａ、前部燃焼段５ｂ、後部燃焼段５ｃ、後燃焼段５ｄの四つに分割し、一次空気Ａ１の供給箇所を四箇所としたが、他の実施形態においては、ストーカ５を乾燥段、燃焼段、後燃焼段の三つに分割し、一次空気Ａ１の供給箇所を三箇所としても良い。
【００３３】
前記一次空気供給装置１４は、ストーカ５下の各ストーカ下ホッパ６に分岐状に接続されてストーカ５下へ一次空気Ａ１を分割供給する一次空気供給ダクト２２と、一次空気供給ダクト２２に接続された一次空気送風機２３と、一次空気供給ダクト２２の上流側に介設されて一次空気Ａ１の供給量を調整する一次空気用ダンパ２４と、一次空気供給ダクト２２内の一次空気Ａ１の供給量を測定し、この測定結果に基づいて一次空気Ａ１の供給量が所定量になるように一次空気用ダンパ２４を制御する一次空気用風量制御器２５と、一次空気供給ダクト２２の分岐部分に介設されてストーカ５の各段５ａ〜５ｄへ供給される一次空気Ａ１の供給量を調整する複数のダンパ２６〜２９と、一次空気供給ダクト２２の分岐部分の一次空気Ａ１の供給量を測定し、この測定結果に基づいて一次空気供給ダクト２２の分岐部分の一次空気Ａ１の供給量が所定量になるように各ダンパ２６〜２９を制御する風量制御器３０〜３３と、一次空気用制御器２５からの制御信号に基づいて一次空気Ａ１の配分が所定の配分になるように各風量制御器３０〜３３を制御する制御装置３４とを備えており、制御装置３４からの制御信号に基づいて各風量制御器３０〜３３で各ダンパ２６〜２９をそれぞれ制御することによりストーカ５の各段５ａ〜５ｄに分配供給する一次空気Ａ１の比率を所定の比率に調整することができるようになっている。
【００３４】
前記二次空気供給装置１５は、二次燃焼室９の炉壁に設けた二次空気供給口３５に接続された二次空気供給管３６と、二次空気供給管３６に接続された二次空気送風機３７と、二次空気供給管３６に介設されて二次空気Ａ２の供給量を調整する二次空気用ダンパ３８と、二次空気供給管３６内の二次空気Ａ２の供給量を測定し、この測定結果に基づいて二次空気用ダンパ３８を制御する二次空気用風量制御器３９とを備えており、常温若しくは予熱された二次空気Ａ２を二次燃焼室９に吹き込めるようになっている。
【００３５】
前記一次空気供給装置１４及び二次空気供給装置１５に供給される燃焼用空気は、燃焼排ガス出口１０側に配置した酸素濃度測定器４０により酸素濃度を測定し、この酸素濃度が一定に保たれるように一次空気Ａ１の供給量と二次空気Ａ２の供給量とが決められており、前記酸素濃度測定器４０からの検出信号に基づいて制御装置４１により一次空気用風量制御器２５及び二次空気用風量制御器３９をそれぞれ制御することにより所定量の一次空気Ａ１及び二次空気Ａ２が供給される。
【００３６】
この実施形態においては、一次空気Ａ１と二次空気Ａ２の合計空気量を空気比で約１．３となるようにしている。また、ストーカ５下へ供給する一次空気Ａ１の供給量は、一次空気比（一次空気量／理論空気量）で１．０となるようにしており、ストーカ５の各段５ａ〜５ｄに供給する一次空気Ａ１の供給量は、乾燥段５ａが０．２、前部燃焼段５ｂが０．３、後部燃焼段５ｃが０．３、後燃焼段５ｄが０．２の比率になるように送られている。前記一次空気Ａ１の比率は、過熱器２０の出口側の過熱蒸気Ｓ′の温度を減温装置２１で一定に制御できる場合の比率であり、廃棄物Ｂの供給量や性質が変化して減温装置２１だけでは過熱蒸気Ｓ′の温度を一定に制御できない場合には、その比率を変更する。
【００３７】
尚、上記の実施形態においては、一次空気Ａ１の供給量を一次空気比で１．０としたが、他の実施形態においは、一次空気Ａ１の供給量を一次空気比で０．９〜１．１の範囲で変動させても良い。この場合、二次空気Ａ２の供給量も二次空気比で０．２〜０．４の範囲で変動させる。
【００３８】
前記過熱器１８〜２０は、二箇所に分割して配置されており、焼却炉１の燃焼排ガス出口１０に接続された煙道に配設されて蒸気Ｓを過熱する二つの過熱器１８，１９と、ストーカ５の下流側位置で且つ後燃焼段５ｄと焼却炉１の前壁３ａとの間に配設されて前記二つの過熱器１８，１９を経た過熱蒸気Ｓ′を更に過熱する過熱器２０とを備えている。
【００３９】
煙道に配設された二つの過熱器１８，１９は、従来公知のものと同様に碁盤目状に配列した過熱管１８ａ，１９ａ及び過熱管１８ａ，１９ａに接続された管寄せ１８ｂ，１９ｂから成り、煙道内を流れる燃焼排ガスにより過熱管１８ａ，１９ａ内を流れる蒸気Ｓを過熱するようになっている。煙道内に過熱管１８ａ，１９ａを碁盤目状に配列したのは、過熱管１８ａ，１９ａを千鳥状に配列した場合に比較して燃焼排ガス中のダストによる閉塞の可能性が低くなるからである。
【００４０】
一方、ストーカ５の下流側位置に配設された過熱器２０は、一本のパイプを折り曲げて少なくとも一回以上ターンした過熱管２０ａを縦向き姿勢で且つ焼却炉１の幅方向（ストーカ５上の廃棄物Ｂの流れ方向に対して直角の方向）に複数配列し、各過熱管２０ａの両端部を管寄せ２０ｂに接続することにより構成されており、各過熱管２０ａは、横断面視において千鳥状に配列されてストーカ５上の火炎Ｆに対して並ばないように配置されている。ストーカ５の後燃焼段５ｄと焼却炉１の前壁３ａとの間に過熱管２０ａを千鳥状に配列したのは、過熱管２０ａの配置場所が付着ダストの少ない位置にあってダストによる閉塞を起こすことがなく、また、上流側の過熱管２０ａによって下流側の過熱管２０ａへの火炎輻射が妨げられ難くなり、過熱管２０ａの受熱量が向上するからである。
【００４１】
前記各過熱管２０ａのＵ字状のターン部は、過熱管２０ａの外径Ｄの２倍以上の芯間Ｐが必要となる。また、各列の隣接する過熱管２０ａの間隔Ｗは、火炎輻射を受けるのに過熱管２０ａの外径Ｄ以上必要となり、あまり間隔Ｗを空け過ぎると、限られた空間に過熱管２０ａを多く配列できなくなり、所定の受熱量を確保できなくなるため、過熱管２０ａのターン数ｎ×過熱管２０ａの直径Ｄの１〜２倍に設定されている。
【００４２】
図４及び図５は過熱器２０の過熱管２０ａの配置例を示し、図４は一回だけターンした過熱管２０ａを縦向き姿勢で且つ焼却炉１の幅方向に複数配列したものであり、また、図５は複数回ターンした過熱管２０ａを縦向き姿勢で且つ焼却炉１の幅方向に複数配列したものである。
【００４３】
尚、上記の実施形態においては、過熱器１８〜２０を二箇所に分割して配置したが、他の実施形態においては、過熱器１８〜２０をストーカ５の下流側位置のみに配設するようにしても良い。また、上記の実施形態においては、過熱管２０ａを焼却炉１の幅方向に複数配列したが、他の実施形態においては、過熱管２０ａをストーカ５上の廃棄物Ｂの流れ方向に複数配列するようにしても良い。
【００４４】
前記減温装置２１は、廃棄物Ｂの供給量や性状により発熱量及び発生蒸気量が変動した場合でも、過熱器２０の出口側の過熱蒸気Ｓ′の温度が変動するのを防止し、過熱蒸気Ｓ′の温度を常時一定に保つものである。
【００４５】
即ち、減温装置２１は、ストーカ５の下流側位置に配設した過熱器２０に蒸気を導く蒸気供給管４２内に水Ｃを噴霧する水供給管４３と、水供給管４３に介設した制御弁４４と、過熱器２０の出口側の過熱蒸気Ｓ′の温度を検出し、この検出温度に基づいて過熱蒸気Ｓ′の温度が所定の温度になるように制御弁４４を制御する温度制御器４５とを備えたスプレー式の減温装置２１に構成されており、蒸気供給管４２内に噴霧する水Ｃの量を制御することにより過熱器２０の出口側の過熱蒸気Ｓ′の温度を一定に保てるようになっている。
【００４６】
そして、前記廃棄物焼却炉ボイラにおいては、廃棄物Ｂの供給量や性状の変化によってストーカ５上の火炎の大きさや輝度が変化し、減温装置２１だけでは過熱蒸気Ｓ′の温度を一定に制御できないときには、一次空気供給装置１４によりストーカ５上の火炎の大きさや輝度に応じてストーカ５下へ分割供給する一次空気Ａ１の配分を制御し、ストーカ５上の火炎の位置をストーカ５の下流側又は上流側へ変更して火炎輻射による過熱器２０の受熱量を変えることにより過熱蒸気Ｓ′の温度を一定に保つようにしている。つまり、この廃棄物焼却炉ボイラにおいては、安定燃焼を図る目的で決定されていた一次空気Ａ１の供給量を過熱蒸気Ｓ′の性状の安定のために変動させている。
【００４７】
次に、上述した廃棄物焼却炉ボイラの制御方法について説明する。
【００４８】
廃棄物投入ホッパ４に投入された都市ごみや汚泥等の廃棄物Ｂは、廃棄物供給プッシャー７により炉内のストーカ５上に供給される。ストーカ５上に供給された廃棄物Ｂは、可動火格子（図示省略）の前後運動によりストーカ５上を乾燥段５ａ、前部燃焼段５ｂ、後部燃焼段５ｃ、後燃焼段５ｄの順に上流側から下流側へ向って乾燥、燃焼、後燃焼しながら移動し、完全な灰となって灰出し口１１から炉外へ排出される。
【００４９】
このとき、廃棄物Ｂの燃焼は、主に前部燃焼段５ｂ（図１のイの位置）で起こり、前部燃焼段５ｂ上に旺盛な火炎Ｆを形成する。また、燃焼用空気は、燃焼排ガス出口１０側に配置した酸素濃度測定器４０により酸素濃度を測定し、酸素濃度が一定に保たれるように一次空気Ａ１の供給量と二次空気Ａ２の供給量とが決められている。一次空気Ａ１と二次空気Ａ２の空気量の制御は、酸素濃度測定器４０からの検出信号に基づいて制御装置４１により一次空気用風量制御器２５及び二次空気用風量制御器３９をそれぞれ制御することにより行われている。更に、一次空気Ａ１の供給量は、ストーカ５の乾燥段５ａ、前部燃焼段５ｂ、後部燃焼段５ｃ、後燃焼段５ｄに決められた比率で送られており、この例では、乾燥段５ａが０．２、前部燃焼段５ｂが０．３、後部燃焼段５ｃが０．３、後燃焼段５ｄが０．２の比率になるように送られている。
【００５０】
廃棄物Ｂの燃焼により発生した炉内の燃焼排ガスは、一次燃焼室８、二次燃焼室９、燃焼排ガス出口１０及び煙道を通り、その間にボイラ２等により熱回収されると共に、排ガス処理装置（図示省略）等により浄化処理されて大気中へ放出される。
【００５１】
ボイラ２での熱回収により発生した蒸気Ｓは、蒸気供給管４２により煙道に配設した過熱器１８，１９及びストーカ５の下流側位置に配設した過熱器２０に順次導かれ、４５０℃まで過熱されて過熱蒸気Ｓ′となる。４５０℃の過熱蒸気Ｓ′は、蒸気供給管４２により蒸気タービン４６及び発電機４７から成る発電設備に送られ、蒸気タービン４６を回して発電を行う。尚、４８は排気蒸気の凝縮器である。
【００５２】
ボイラ２においては、廃棄物Ｂの供給量や性状の変動により発生蒸気量が変動し、ストーカ５の下流側位置に配設した過熱器２０の出口側の過熱蒸気Ｓ′の温度が変動することがあるので、減温装置２１により過熱器２０の入口側の蒸気供給管４２に水Ｃを噴霧して温度調整することにより過熱器２０の出口側の過熱蒸気Ｓ′の温度を一定に保つようにしている。
【００５３】
即ち、過熱器２０の出口側の過熱蒸気Ｓ′の温度は、過熱器２０の出口側の過熱蒸気Ｓ′の温度を検出し、この検出温度に基づいて過熱蒸気Ｓ′の温度が所定の温度（４５０℃）になるように温度制御器４５により制御弁４４を制御し、水Ｃの噴霧量を変えることに調整しており、図２のグラフに示す如く、水Ｃの噴霧量が制御幅の範囲（ｃ〜ｄの範囲）に収まるようにしている。
【００５４】
ところで、廃棄物Ｂは、日や月によって供給量や性状に変動があり、ストーカ５上の火炎の大きさや輝度が大きく変動すると、減温装置２１による水Ｃの噴霧制御では、制御幅の範囲（水噴霧量がｃ〜ｄ）に収まらない場合があり、過熱器２０の出口側の過熱蒸気Ｓ′の温度を一定に保てないときがある。
【００５５】
この場合には、一次空気供給装置１４を制御し、ストーカ５下へ分割供給する一次空気Ａ１の配分を変えてストーカ５上の火炎Ｆの位置を移動させ、過熱器２０の受熱量を増やしたり、減らしたりすることにより減温装置２１の水Ｃの噴霧量が制御幅の範囲に収まり、過熱器２０の出口側の過熱蒸気Ｓ′の温度を一定に保つことができる。
【００５６】
例えば、廃棄物Ｂの供給量や性質が変動し、発熱量が低下してストーカ５上（前部燃焼段５ｂ上）の火炎Ｆの大きさや輝度が低下した場合、制御信号ａにより減温装置２１による水噴霧量を図２のグラフのｃの位置まで絞っても、過熱器２０の出口側の過熱蒸気Ｓ′の温度が低下し、過熱蒸気Ｓ′の温度を一定に保つことができない。
【００５７】
減温装置２１の制御信号が図２のグラフのａの位置になると、一次空気供給装置１４が制御されて一次空気Ａ１の配分を図３に示すパターン１からパターン２に変更し、乾燥段５ａが０．２、前部燃焼段５ｂが０．３、後部燃焼段５ｃが０．３、後燃焼段５ｄが０．２になっている一次空気Ａ１の比率を乾燥段５ａが０．２、前部燃焼段５ｂが０．２、後部燃焼段５ｃが０．４、後燃焼段５ｄが０．２になるように変更する。そうすると、ストーカ５上の火炎Ｆの位置が前部燃焼段５ｂ上（図１のイの位置）から後部燃焼段５ｃ上（図１のロの位置）へと移動し、火炎Ｆが過熱器２０に近づくことで火炎Ｆと過熱器２０の受熱面の輻射形態係数が上って過熱器２０の受熱量が増える。その結果、減温装置２１の水噴霧制御が制御幅の範囲（水噴霧量がｃ〜ｄ）に収まることになり、過熱蒸気Ｓ′の温度を一定に保つことができる。
【００５８】
反対に廃棄物Ｂの供給量や性状が変動し、発熱量が上昇してストーカ５上（前部燃焼段５ｂ上）の火炎Ｆの大きさや輝度が上昇した場合、制御信号ｂにより減温装置２１による水噴霧量を図２のグラフのｄの位置まで上げても、過熱器２０の出口側の過熱蒸気Ｓ′の温度が上昇し、過熱蒸気Ｓ′の温度を一定に保つことができない。
【００５９】
減温装置２１の制御信号が図２のグラフのｂの位置になると、一次空気供給装置１４が制御されて一次空気Ａ１の配分を図３に示すパターン１からパターン３に変更し、乾燥段５ａが０．２、前部燃焼段５ｂが０．３、後部燃焼段５ｃが０．３、後燃焼段５ｄが０．２になっている一次空気Ａ１の比率を乾燥段５ａが０．３、前部燃焼段５ｂが０．３、後部燃焼段５ｃが０．２、後燃焼段５ｄが０．２になるように変更する。そうすると、ストーカ５上の火炎Ｆの位置が前部燃焼段５ｂ上（図１のイの位置）から乾燥段５ａ上（図１のハの位置）へと移動し、火炎Ｆが過熱器２０から遠ざかることで火炎Ｆと過熱器２０の受熱面の輻射形態係数が下がって過熱器２０の受熱量が減る。その結果、減温装置２１の水噴霧制御が制御幅の範囲（水噴霧量がｃ〜ｄ）に収まることになり、過熱蒸気Ｓ′の温度を一定に保つことができる。
【００６０】
このように、前記廃棄物焼却炉ボイラは、減温装置２１による水噴霧制御と一次空気供給装置１４による一次空気Ａ１の分配制御とを組み合わせているため、廃棄物Ｂの供給量や性状が大きく変動してストーカ５上の火炎Ｆに影響した場合でも、過熱器２０の出口側の過熱蒸気Ｓ′の温度を一定に制御することができる。
【００６１】
また、廃棄物焼却炉ボイラは、一次空気供給装置１４による一次空気Ａ１の分配制御によりストーカ５上の火炎Ｆの位置を一次空気Ａ１量の制御により変更することができるので、過熱器２０が火炎はからの輻射熱を有効に受熱することができる。
【００６２】
更に、廃棄物焼却炉ボイラは、過熱器２０を腐食性のガスが殆ど発生しないストーカ５の下流側位置に配設すると共に、過熱器２０の過熱管２０ａを千鳥状に配列してストーカ５上の火炎Ｆに対して並ばないようにしているため、過熱器２０の高温腐食を防止することができると共に、過熱管２０ａの伝熱面が有効に機能して所定の受熱量を確保することができる。
【００６３】
加えて、廃棄物焼却炉ボイラは、ストーカ５を乾燥段５ａ、前部燃焼段５ｂ、後部燃焼段５ｃ、後燃焼段５ｄの四つに分割し、一次空気Ａ１の供給箇所を四箇所としているため、より細かい制御を行うことができ、安定燃焼を阻害することなく蒸気制御を行うことができる。
【００６４】
本発明は、上記の実施形態に限定解釈されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、本発明は、排ガスの一部を燃焼空気に混合して供給する排ガス再循環法等を併用しても良い。
【符号の説明】
【００６５】
１は焼却炉、２はボイラ、３は炉本体、３ａは前壁、４は廃棄物投入ホッパ、５はストーカ、５ａは乾燥段、５ｂは前部燃焼段、５ｃは後部燃焼段、５ｄは後燃焼段、６はストーカ下ホッパ、８は廃棄物供給プッシャー、８は一次燃焼室、９は二次燃焼室、１０は燃焼排ガス出口、１１は灰出し口、１２は冷却水槽、１３は水封式コンベア、１４は一次空気供給装置、１５は二次空気供給装置、１６はドラム、１７は多数の水管、１８〜２０は過熱器、１８ａ〜２０ａは過熱管、１８ｂ〜２０ｂは管寄せ、２１は減温装置、２２は一次空気供給ダクト、２３は一次空気送風機、２４は一次空気用ダンパ、２５は一次空気用風量制御器、２６〜２９はダンパ、３０〜３３は風量制御器、３４は制御装置、３５は二次空気供給口、３６は二次空気供給管、３７は二次空気送風機、３８は二次空気用ダンパ、３９は二次空気用風量制御器、４０は酸素濃度測定器、４１は制御装置、４２は蒸気供給管、４３は水供給管、４４は制御弁、４５は温度制御器、４６は蒸気タービン、４７は発電機、４８は凝縮器、Ａ１は一次空気、Ａ２は二次空気、Ｂは廃棄物、Ｃは水、Ｓは蒸気、Ｓ′は過熱蒸気、Ｄは過熱管の直径、Ｐは芯間、Ｗは過熱管の間隔、Ｆは火炎。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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