(57)【要約】【課題】廃棄物の性状が変動しても、その変動に応じた燃焼制御を速やかに行って安定した燃焼状態を良好に維持できる廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法を提供する。【解決手段】燃焼制御手段は、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出部２６と、目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出部２７と、操作端の操作量を算出する操作量算出部２９と、今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したと検出する廃棄物の質変化検出部２３とを備え、目標焼却量算出部２６は、廃棄物の質変化検出部２３で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量に基いて発熱量基準値を補正する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
間欠的に廃棄物が投入されるホッパと、
上記ホッパからシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼するための燃焼室と、
上記シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定手段と、
上記燃焼室内へ燃焼用空気を供給する空気供給手段と、
燃焼室からの排ガスを受け該排ガスとの熱交換により蒸気を発生させるボイラと、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御手段とを備える廃棄物焼却炉において、
上記燃焼制御手段は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得部と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得部により取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出部と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出部と、
算出された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出部と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出部とを備え、
上記目標焼却量算出部は、上記廃棄物の質変化検出部で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却炉。
【請求項２】
間欠的に廃棄物が投入されるホッパと、
上記ホッパからシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼するための燃焼室と、
上記シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定手段と、
上記燃焼室内へ燃焼用空気を供給する空気供給手段と、
燃焼室からの排ガスを受け該排ガスとの熱交換により蒸気を発生させるボイラと、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御手段とを備える廃棄物焼却炉において、
上記燃焼制御手段は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得部と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得部により取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出部と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出部と、
算出された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出部と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出するとともに、ホッパ内での廃棄物の表面の高さ及びホッパヘ投入された廃棄物の投入量に基いて廃棄物の嵩密度を算出し、今回投入された廃棄物の嵩密度について前回投入された廃棄物の嵩密度からの変化量を算出し、廃棄物の水分率の変化量が所定の閾値を超え、かつ、廃棄物の嵩密度の変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出部とを備え、
上記目標焼却量算出部は、上記廃棄物の質変化検出部で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量及び算出された嵩密度の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却炉。
【請求項３】
間欠的に廃棄物が投入されるホッパと、
上記ホッパからシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼するための燃焼室と、
上記シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定手段と、
上記燃焼室内へ燃焼用空気を供給する空気供給手段と、
燃焼室からの排ガスを受け該排ガスとの熱交換により蒸気を発生させるボイラと、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御手段とを備える廃棄物焼却炉において、
上記燃焼制御手段は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得部と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得部により取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出部と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出部と、
今回投入された廃棄物の燃焼中に焼却プロセス情報取得部により取得される焼却状況監視情報に基いて上記制御量基準値を調整する制御量基準値調整部と、
調整された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出部と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出部とを備え、
上記目標焼却量算出部は、上記廃棄物の質変化検出部で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却炉。
【請求項４】
間欠的に廃棄物が投入されるホッパと、
上記ホッパからシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼するための燃焼室と、
上記シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定手段と、
上記燃焼室内へ燃焼用空気を供給する空気供給手段と、
燃焼室からの排ガスを受け該排ガスとの熱交換により蒸気を発生させるボイラと、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御手段とを備える廃棄物焼却炉において、
上記燃焼制御手段は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得部と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得部により取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出部と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出部と、
今回投入された廃棄物の燃焼中に焼却プロセス情報取得部により取得される焼却状況監視情報に基いて上記制御量基準値を調整する制御量基準値調整部と、
調整された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出部と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出するとともに、ホッパ内での廃棄物の表面の高さ及びホッパヘ投入された廃棄物の投入量に基いて廃棄物の嵩密度を算出し、今回投入された廃棄物の嵩密度について前回投入された廃棄物の嵩密度からの変化量を算出し、廃棄物の水分率の変化量が所定の閾値を超え、かつ、廃棄物の嵩密度の変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出部とを備え、
上記目標焼却量算出部は、上記廃棄物の質変化検出部で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量及び算出された嵩密度の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却炉。
【請求項５】
廃棄物焼却炉は、燃焼室内へ廃棄物を供給する操作端としての押出機と、燃焼室内で廃棄物を移動させる操作端としての火格子と、燃焼室内への燃焼用空気の供給量を調整する操作端としてのダンパとを有しており、
燃焼制御手段は、押出機の移動速度を操作量として、制御量としての燃焼室への廃棄物供給量を制御することと、火格子送り速度を操作量として、制御量としての火格子への廃棄物供給量を制御することと、ダンパの開度を操作量として、制御量としての空気供給量を制御することのうちの少なくとも一つを行うこととする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の廃棄物焼却炉。
【請求項６】
制御量基準値調整部は、焼却プロセス情報取得部により取得された今回の燃焼時における、ボイラで得られる蒸発量、燃焼室内の温度、排ガス中の酸素濃度、排ガス中の一酸化炭素濃度及び排ガス中の窒素酸化物濃度のうちの少なくとも一つを焼却状況監視情報として、制御量基準値を調整することとする請求項１ないし請求項５のいずれか一つに記載の廃棄物焼却炉。
【請求項７】
ホッパに投入されシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼室で燃焼しボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉による廃棄物焼却方法であって、
間欠的に外部から廃棄物をホッパに投入する廃棄物投入工程と、
シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定工程と、
上記燃焼室へ廃棄物を供給するとともに、該燃焼室内へ燃焼用空気を供給して、該燃焼室内で廃棄物を燃焼させる廃棄物燃焼工程と、
燃焼室からの排ガスとの熱交換によりボイラで蒸気を発生させる蒸気発生工程と、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御工程とを備える廃棄物焼却方法において、
上記燃焼制御工程は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得工程と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得工程で取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出工程と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出工程と、
算出された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出工程と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出工程とを備え、
上記目標焼却量算出工程は、上記廃棄物の質変化検出工程で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却方法。
【請求項８】
ホッパに投入されシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼室で燃焼しボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉による廃棄物焼却方法であって、
間欠的に外部から廃棄物をホッパに投入する廃棄物投入工程と、
シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定工程と、
上記燃焼室へ廃棄物を供給するとともに、該燃焼室内へ燃焼用空気を供給して、該燃焼室内で廃棄物を燃焼させる廃棄物燃焼工程と、
燃焼室からの排ガスとの熱交換によりボイラで蒸気を発生させる蒸気発生工程と、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御工程とを備える廃棄物焼却方法において、
上記燃焼制御工程は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得工程と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得工程で取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出工程と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出工程と、
算出された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出工程と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出するとともに、ホッパ内での廃棄物の表面の高さ及びホッパヘ投入された廃棄物の投入量に基いて廃棄物の嵩密度を算出し、今回投入された廃棄物の嵩密度について前回投入された廃棄物の嵩密度からの変化量を算出し、廃棄物の水分率の変化量が所定の閾値を超え、かつ、廃棄物の嵩密度の変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出工程とを備え、
上記目標焼却量算出工程は、上記廃棄物の質変化検出工程で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量及び算出された嵩密度の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却方法。
【請求項９】
ホッパに投入されシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼室で燃焼しボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉による廃棄物焼却方法であって、
間欠的に外部から廃棄物をホッパに投入する廃棄物投入工程と、
シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定工程と、
上記燃焼室へ廃棄物を供給するとともに、該燃焼室内へ燃焼用空気を供給して、該燃焼室内で廃棄物を燃焼させる廃棄物燃焼工程と、
燃焼室からの排ガスとの熱交換によりボイラで蒸気を発生させる蒸気発生工程と、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御工程とを備える廃棄物焼却方法において、
上記燃焼制御工程は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得工程と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得工程で取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出工程と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出工程と、
今回投入された廃棄物の燃焼中に焼却プロセス情報取得工程により取得される焼却状況監視情報に基いて上記制御量基準値を調整する制御量基準値調整工程と、
調整された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出工程と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出工程とを備え、
上記目標焼却量算出工程は、上記廃棄物の質変化検出工程で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却方法。
【請求項１０】
ホッパに投入されシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼室で燃焼しボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉による廃棄物焼却方法であって、
間欠的に外部から廃棄物をホッパに投入する廃棄物投入工程と、
シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定工程と、
上記燃焼室へ廃棄物を供給するとともに、該燃焼室内へ燃焼用空気を供給して、該燃焼室内で廃棄物を燃焼させる廃棄物燃焼工程と、
燃焼室からの排ガスとの熱交換によりボイラで蒸気を発生させる蒸気発生工程と、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御工程とを備える廃棄物焼却方法において、
上記燃焼制御工程は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得工程と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得工程で取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出工程と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出工程と、
今回投入された廃棄物の燃焼中に焼却プロセス情報取得工程により取得される焼却状況監視情報に基いて上記制御量基準値を調整する制御量基準値調整工程と、
調整された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出工程と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出するとともに、ホッパ内での廃棄物の表面の高さ及びホッパヘ投入された廃棄物の投入量に基いて廃棄物の嵩密度を算出し、今回投入された廃棄物の嵩密度について前回投入された廃棄物の嵩密度からの変化量を算出し、廃棄物の水分率の変化量が所定の閾値を超え、かつ、廃棄物の嵩密度の変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出工程とを備え、
上記目標焼却量算出工程は、上記廃棄物の質変化検出工程で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量及び算出された嵩密度の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホッパに投入された廃棄物を燃焼室で燃焼し、燃焼熱によりボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉及び該廃棄物焼却炉による廃棄物焼却方法に関し、特に、廃棄物の性状としての水分率を計測しその計測値に応じて廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉及び焼却方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃棄物焼却炉における廃棄物の焼却処理によって発生する熱エネルギーの回収への関心が高まってきており、この熱エネルギーで駆動するボイラ発電設備が設置された廃棄物焼却炉が増加し、高い効率での熱回収を実現できる燃焼運転が要求されている。一方、廃棄物焼却炉から大気中に放出される環境汚染物質の規制が厳しくなるに従い、ダイオキシン類や窒素酸化物など燃焼由来の有害物質の排出を低減する燃焼運転も必要とされている。
【０００３】
このように、廃棄物焼却炉に高度な燃焼運転制御が望まれているため、自動燃焼制御装置によって上述の要求を満たす運転制御が行われている。自動燃焼制御装置では、焼却炉が例えばストーカ式焼却炉の場合、操作量である給塵速度、火格子送り速度、燃焼空気量、及び冷却空気量などを制御することにより、蒸気発生量を安定化し、かつ排ガス中のダイオキシン類や窒素酸化物濃度を低く抑え、灰中の未燃成分を少なくする目的を達成するように、廃棄物を安定して燃焼するように運転されている。
【０００４】
しかしながら、このような燃焼制御は、廃棄物の投入の時点で該廃棄物の性状を監視することなく、いずれも燃焼の結果発生する燃焼ガスの温度、燃焼ガス中酸素濃度、燃焼ガス中一酸化炭素濃度等を監視する因子として検出したり、あるいは、燃焼後の排ガスの持つ熱量やボイラにおける蒸発量のデータ等から、焼却炉に投入された廃棄物の発熱量を算出し、これらの監視因子又は（算出した）発熱量に対応して各操作量をフィードバック制御するものである。したがって、このような燃焼制御は、後追い型の制御となり、焼却炉に投入する廃棄物の性状が急に変動した場合に遅れることなく即座に操作量を制御することができず、安定した運転制御を行うことができないことがある。
【０００５】
このようなフィードバック制御方式による燃焼制御では、供給される廃棄物の急な性状変動に対応が困難であり、例えば水分率が高く、非常に発熱量の低い廃棄物が炉内に投入されると、この変動に速やかに対応できず、炉内の燃焼温度が急激に低下し、ボイラの蒸発量が低下するという問題が生じる。
【０００６】
廃棄物焼却炉の燃焼運転の安定性を乱す大きな要因として、投入される廃棄物の性状が一定しないため廃棄物の発熱量が変動することが挙げられる。焼却炉へ投入される廃棄物の性状は、廃棄物が収集される地域や、収集される時期、または天候や、季節によって大きく異なることから、廃棄物の発熱量は大きく変動する。そこで、燃焼室へ投入される廃棄物の性状を投入前に求めて、求めた廃棄物の性状により燃焼制御を行う廃棄物焼却炉の制御方法が特許文献１で提案されている。廃棄物の性状のうち、発熱量を大きく左右する因子は廃棄物の水分率であり、特許文献１には、燃焼前の廃棄物の静電容量の測定値から廃棄物中の水分率を算定する方法が開示されている。廃棄物焼却炉の投入口から燃焼室へ向け垂下するシュートの高さ方向中間部に水分率計として静電容量計を配置し、一対の電極間での廃棄物の静電容量を計測することで廃棄物の水分率を得ることとしている。静電容量計は、静電容量の値と水分率との値の対応関係を保有している水分率算定器に接続されており、静電容量計で計測された計測値から上記対応関係にもとづいて水分率を算定できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−２１６９９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１には、求めた廃棄物の水分率算定値から廃棄物の発熱量を推定し、それに応じて給塵速度、燃焼火格子送り速度、燃焼空気量など各操作量を制御することができ、安定した燃焼状態を得ることができると記載されている。しかしながら、水分率の計測方法について記載されているものの、得られた水分率に基づきどのように燃焼制御を行うのか明確にされていない。そのため、廃棄物の水分率算定値から発熱量を正確に把握して、発熱量の変動に対して廃棄物焼却炉の燃焼制御を適切に行い、廃棄物焼却炉を安定して運転することが必ずしもできるとは限らない。
【０００９】
本発明は、かかる事情に鑑み、廃棄物焼却炉へ供給される廃棄物の性状が変動しても、その変動に応じた燃焼制御を速やかに行うことができ、安定した燃焼状態を良好に維持することができる廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法を提供すること、詳しくは、焼却炉の燃焼室へ供給される直前の廃棄物の発熱量を把握して、該廃棄物の発熱量に対応して、適正な運転条件で各操作量を制御して廃棄物焼却炉の安定運転を可能とする廃棄物焼却炉及び廃棄物焼却方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、上述の課題は、廃棄物焼却炉に関しては次の第一ないし第四発明、廃棄物焼却方法に関しては次の第五ないし第八発明により解決される。
【００１１】
＜第一発明＞
間欠的に廃棄物が投入されるホッパと、
上記ホッパからシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼するための燃焼室と、
上記シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定手段と、
上記燃焼室内へ燃焼用空気を供給する空気供給手段と、
燃焼室からの排ガスを受け該排ガスとの熱交換により蒸気を発生させるボイラと、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御手段とを備える廃棄物焼却炉において、
上記燃焼制御手段は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得部と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得部により取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出部と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出部と、
算出された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出部と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出部とを備え、
上記目標焼却量算出部は、上記廃棄物の質変化検出部で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却炉。
【００１２】
＜第二発明＞
間欠的に廃棄物が投入されるホッパと、
上記ホッパからシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼するための燃焼室と、
上記シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定手段と、
上記燃焼室内へ燃焼用空気を供給する空気供給手段と、
燃焼室からの排ガスを受け該排ガスとの熱交換により蒸気を発生させるボイラと、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御手段とを備える廃棄物焼却炉において、
上記燃焼制御手段は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得部と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得部により取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出部と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出部と、
算出された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出部と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出するとともに、ホッパ内での廃棄物の表面の高さ及びホッパヘ投入された廃棄物の投入量に基いて廃棄物の嵩密度を算出し、今回投入された廃棄物の嵩密度について前回投入された廃棄物の嵩密度からの変化量を算出し、廃棄物の水分率の変化量が所定の閾値を超え、かつ、廃棄物の嵩密度の変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出部とを備え、
上記目標焼却量算出部は、上記廃棄物の質変化検出部で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量及び算出された嵩密度の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却炉。
【００１３】
＜第三発明＞
間欠的に廃棄物が投入されるホッパと、
上記ホッパからシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼するための燃焼室と、
上記シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定手段と、
上記燃焼室内へ燃焼用空気を供給する空気供給手段と、
燃焼室からの排ガスを受け該排ガスとの熱交換により蒸気を発生させるボイラと、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御手段とを備える廃棄物焼却炉において、
上記燃焼制御手段は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得部と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得部により取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出部と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出部と、
今回投入された廃棄物の燃焼中に焼却プロセス情報取得部により取得される焼却状況監視情報に基いて上記制御量基準値を調整する制御量基準値調整部と、
調整された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出部と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出部とを備え、
上記目標焼却量算出部は、上記廃棄物の質変化検出部で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却炉。
【００１４】
＜第四発明＞
間欠的に廃棄物が投入されるホッパと、
上記ホッパからシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼するための燃焼室と、
上記シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定手段と、
上記燃焼室内へ燃焼用空気を供給する空気供給手段と、
燃焼室からの排ガスを受け該排ガスとの熱交換により蒸気を発生させるボイラと、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御手段とを備える廃棄物焼却炉において、
上記燃焼制御手段は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得部と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得部により取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出部と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出部と、
今回投入された廃棄物の燃焼中に焼却プロセス情報取得部により取得される焼却状況監視情報に基いて上記制御量基準値を調整する制御量基準値調整部と、
調整された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出部と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出するとともに、ホッパ内での廃棄物の表面の高さ及びホッパヘ投入された廃棄物の投入量に基いて廃棄物の嵩密度を算出し、今回投入された廃棄物の嵩密度について前回投入された廃棄物の嵩密度からの変化量を算出し、廃棄物の水分率の変化量が所定の閾値を超え、かつ、廃棄物の嵩密度の変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出部とを備え、
上記目標焼却量算出部は、上記廃棄物の質変化検出部で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量及び算出された嵩密度の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却炉。
【００１５】
本発明に係る廃棄物焼却炉では、廃棄物の質変化検出部によって廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量に基いて発熱量基準値が予め補正される、いわゆるフィードフォワード制御が行われるので、廃棄物の質の変化量に応じた燃焼制御を速やかに行うことができる。したがって、廃棄物の質の急激な変動により供給空気量が不足し燃焼が不活性となりＣＯの排出が増加したり、供給空気量が過剰となり燃焼が過活性となりＮＯｘの排出が増加したりすることを、時間遅れが生じることなく抑制することができ、安定した燃焼状態を良好に維持することができる。
【００１６】
第一発明ないし第四発明において、廃棄物焼却炉は、燃焼室内へ廃棄物を供給する操作端としての押出機と、燃焼室内で廃棄物を移動させる操作端としての火格子と、燃焼室内への燃焼用空気の供給量を調整する操作端としてのダンパとを有しており、燃焼制御手段は、押出機の移動速度を操作量として、制御量としての燃焼室への廃棄物供給量を制御することと、火格子送り速度を操作量として、制御量としての火格子への廃棄物供給量を制御することと、ダンパの開度を操作量として、制御量としての空気供給量を制御することのうちの少なくとも一つを行うこととしてもよい。
【００１７】
第一発明ないし第四発明において、制御量基準値調整部は、焼却プロセス情報取得部により取得された今回の燃焼時における、ボイラで得られる蒸発量、燃焼室内の温度、排ガス中の酸素濃度、排ガス中の一酸化炭素濃度及び排ガス中の窒素酸化物濃度のうちの少なくとも一つを焼却状況監視情報として、制御量基準値を調整することとしてもよい。
【００１８】
＜第五発明＞
ホッパに投入されシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼室で燃焼しボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉による廃棄物焼却方法であって、
間欠的に外部から廃棄物をホッパに投入する廃棄物投入工程と、
シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定工程と、
上記燃焼室へ廃棄物を供給するとともに、該燃焼室内へ燃焼用空気を供給して、該燃焼室内で廃棄物を燃焼させる廃棄物燃焼工程と、
燃焼室からの排ガスとの熱交換によりボイラで蒸気を発生させる蒸気発生工程と、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御工程とを備える廃棄物焼却方法において、
上記燃焼制御工程は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得工程と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得工程で取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出工程と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出工程と、
算出された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出工程と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出工程とを備え、
上記目標焼却量算出工程は、上記廃棄物の質変化検出工程で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却方法。
【００１９】
＜第六発明＞
ホッパに投入されシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼室で燃焼しボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉による廃棄物焼却方法であって、
間欠的に外部から廃棄物をホッパに投入する廃棄物投入工程と、
シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定工程と、
上記燃焼室へ廃棄物を供給するとともに、該燃焼室内へ燃焼用空気を供給して、該燃焼室内で廃棄物を燃焼させる廃棄物燃焼工程と、
燃焼室からの排ガスとの熱交換によりボイラで蒸気を発生させる蒸気発生工程と、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御工程とを備える廃棄物焼却方法において、
上記燃焼制御工程は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得工程と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得工程で取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出工程と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出工程と、
算出された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出工程と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出するとともに、ホッパ内での廃棄物の表面の高さ及びホッパヘ投入された廃棄物の投入量に基いて廃棄物の嵩密度を算出し、今回投入された廃棄物の嵩密度について前回投入された廃棄物の嵩密度からの変化量を算出し、廃棄物の水分率の変化量が所定の閾値を超え、かつ、廃棄物の嵩密度の変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出工程とを備え、
上記目標焼却量算出工程は、上記廃棄物の質変化検出工程で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量及び算出された嵩密度の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却方法。
【００２０】
＜第七発明＞
ホッパに投入されシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼室で燃焼しボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉による廃棄物焼却方法であって、
間欠的に外部から廃棄物をホッパに投入する廃棄物投入工程と、
シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定工程と、
上記燃焼室へ廃棄物を供給するとともに、該燃焼室内へ燃焼用空気を供給して、該燃焼室内で廃棄物を燃焼させる廃棄物燃焼工程と、
燃焼室からの排ガスとの熱交換によりボイラで蒸気を発生させる蒸気発生工程と、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御工程とを備える廃棄物焼却方法において、
上記燃焼制御工程は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得工程と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得工程で取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出工程と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出工程と、
今回投入された廃棄物の燃焼中に焼却プロセス情報取得工程により取得される焼却状況監視情報に基いて上記制御量基準値を調整する制御量基準値調整工程と、
調整された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出工程と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出工程とを備え、
上記目標焼却量算出工程は、上記廃棄物の質変化検出工程で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却方法。
【００２１】
＜第八発明＞
ホッパに投入されシュートを経由して供給された廃棄物を燃焼室で燃焼しボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉による廃棄物焼却方法であって、
間欠的に外部から廃棄物をホッパに投入する廃棄物投入工程と、
シュート内での廃棄物の水分率を測定する水分率測定工程と、
上記燃焼室へ廃棄物を供給するとともに、該燃焼室内へ燃焼用空気を供給して、該燃焼室内で廃棄物を燃焼させる廃棄物燃焼工程と、
燃焼室からの排ガスとの熱交換によりボイラで蒸気を発生させる蒸気発生工程と、
燃焼室内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報に基づき操作端の操作量を制御する燃焼制御工程とを備える廃棄物焼却方法において、
上記燃焼制御工程は、
廃棄物焼却炉での入出熱についての入出熱情報と燃焼室内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報とを上記焼却プロセス情報として取得する焼却プロセス情報取得工程と、
前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得工程で取得された上記入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出し、該発熱量基準値と予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出工程と、
燃焼室内への廃棄物供給量及び空気供給量の少なくとも一方を制御量として、上記目標焼却量に基いて制御量基準値を算出する制御量基準値算出工程と、
今回投入された廃棄物の燃焼中に焼却プロセス情報取得工程により取得される焼却状況監視情報に基いて上記制御量基準値を調整する制御量基準値調整工程と、
調整された制御量基準値に基いて操作端の操作量を算出する操作量算出工程と、
水分率測定手段により測定された今回投入された廃棄物の水分率について前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出するとともに、ホッパ内での廃棄物の表面の高さ及びホッパヘ投入された廃棄物の投入量に基いて廃棄物の嵩密度を算出し、今回投入された廃棄物の嵩密度について前回投入された廃棄物の嵩密度からの変化量を算出し、廃棄物の水分率の変化量が所定の閾値を超え、かつ、廃棄物の嵩密度の変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する廃棄物の質変化検出工程とを備え、
上記目標焼却量算出工程は、上記廃棄物の質変化検出工程で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量及び算出された嵩密度の変化量に基いて発熱量基準値を補正することを特徴とする廃棄物焼却方法。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように、本発明では、ホッパに投入される廃棄物の水分率を算出し、今回投入された廃棄物の水分率について、前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出し、該廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量に基いて発熱量基準値を補正するようにした。上記廃棄物の水分率は廃棄物が燃焼室へ送入される直前となるシュート内の廃棄物層で計測されるので、実際に廃棄物の焼却が行われる前に水分率の変動を的確に把握して発熱量基準値を補正しておくことができる。この結果、廃棄物の質の変化量に応じた燃焼制御を速やかに行うことができるので、安定した燃焼状態を良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一実施形態に係る廃棄物燃焼炉を示す概略構成図である。
【図２】第一実施形態における燃焼制御の流れを示すブロック図である。
【図３】第二実施形態における燃焼制御の流れを示すブロック図である。
【図４】第三実施形態における燃焼制御の流れを示すブロック図である。
【図５】第三実施形態における燃焼制御のフローチャートである。
【図６】水分電圧の経時的変動、発熱量基準値及び補正発熱量基準値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を説明する。
【００２５】
＜第一実施形態＞
図１は、本発明の実施形態に係る廃棄物燃焼炉を示す概略構成図である。本実施形態に係る廃棄物燃焼炉は、火格子を有する全連型（２４時間連続運転）の火格子式廃棄物焼却炉であり、間欠的に外部から廃棄物が投入されるホッパ１と、該ホッパ１から垂下するシュート２と、該シュート２を経由して供給された廃棄物を燃焼するための燃焼室３と、該燃焼室３内へ下方から一次燃焼用空気を供給する一次燃焼用空気供給手段４と、燃焼室３の後流側の二次燃焼領域に二次燃焼用空気を供給する二次燃焼用空気供給手段５と、燃焼室３からの排ガスを受け該排ガスとの熱交換により蒸気を発生させるボイラ６と、燃焼室３内での廃棄物の燃焼状態量としての後述の焼却プロセス情報に基づき各操作端の操作量を制御する燃焼制御手段７とを備えている。ボイラ６の入口近傍には二次燃焼領域が形成されている。
【００２６】
ホッパ１は、クレーン（図示せず）によって投入された廃棄物を受ける。該ホッパ１に接続されたシュート２の下部には、廃棄物を押し出して燃焼室３内へ供給する往復動可能な押出機８が設けられている。本実施形態では、該押出機８の移動速度によって燃焼室３内への廃棄物供給量が調整されるようになっている。
【００２７】
シュート２の側壁には、シュート２内の廃棄物の水分率を測定するための水分率測定手段としての水分率測定器９が設けられている。該水分率測定器９としては種々の方式を採用することができ、例えば、透過型マイクロ波強度方式、接触型マイクロ波強度方式、接触型静電容量方式、透過型静電容量方式、赤外線強度方式等が挙げられる。
【００２８】
例えば、透過型マイクロ波強度方式は、発信したマイクロ波を廃棄物に透過させ、受信したマイクロ波の減衰率などから廃棄物の水分率を測定する方式であり、測定できる廃棄物の範囲を広く確保できることができるので、シュート内の廃棄物のように水分率が不均一に分布している場合の測定に適している。
【００２９】
透過型マイクロ波強度方式においては、水分率測定器９としての透過型マイクロ波強度水分率計が、マイクロ波の発信部と、受信部と、該受信部に接続された水分率算定器とを有している。該発信部はシュート２の一方の壁面に設置され、受信部はシュート２の他方の壁面に設置される。マイクロ波は水分に吸収される特性をもつため、発信部から出たマイクロ波は、廃棄物を透過した際に廃棄物中の水分によって減衰して受信部へ到達する。透過型マイクロ波強度水分率計では、このマイクロ波の減衰率に基づいて、廃棄物に含まれる水分率を算定することができる。
【００３０】
具体的には、上記透過型マイクロ波強度水分率計は、発信部の発信マイクロ波強度に対する受信部での受信マイクロ波強度との電圧比、すなわち発信部における入力電圧に対する受信部における出力電圧の電圧比を、マイクロ波が廃棄物を透過した際の減衰率として求める。上記透過型マイクロ波強度水分率計は、マイクロ波の減衰率と廃棄物の水分率との相関関係を関係データベースとして予め保持していて、該関係データベースを参照することにより、実測の上記電圧比として求められた上記減衰率から廃棄物の水分率を算定する。水分率算定器は燃焼制御手段７の後述の廃棄物の質変化検出部２３に接続されており、該水分率算定器で算定された廃棄物の水分率が該廃棄物の質変化検出部２３へ伝送される。
【００３１】
また、水分率測定器９として接触型静電容量方式を採用した場合、水分率測定器９としての接触型静電容量水分率計が、接触型静電容量式の静電容量計と、該静電容量計に接続された水分率算定器とを有している。該静電容量計はシュート２内の廃棄物の静電容量を計測し、水分率算定器は予め保持している廃棄物の静電容量と水分率との相関関係から、上記静電容量計による静電容量の計測値に対応する水分率の値を算定できるようになっている。具体的には、水分率算定器は、廃棄物の静電容量と廃棄物の水分率との相関関係を予め計測して明らかにした関係データベースを保持しており、静電容量計から送られてきた廃棄物の静電容量の計測値を上記関係データベースにおける静電容量と水分率との関係と照合して、測定された廃棄物の水分率を算定する。水分率算定器は燃焼制御手段７の後述の廃棄物の質変化検出部２３に接続されており、該水分率算定器で算定された廃棄物の水分率が該廃棄物の質変化検出部２３へ伝送される。
【００３２】
また、ホッパ１の上部には、ホッパ１内での廃棄物の表面の高さ（レベル）を計測するための廃棄物レベル計１０が設けられている。第一実施形態では、図２に基づいて後述するように、廃棄物レベル計１０による廃棄物の表面の高さの計測値は燃焼制御手段７による燃焼制御に用いられないので、廃棄物レベル計１０を設けることは必須ではない。
【００３３】
燃焼室３の下部には、燃焼室３内の廃棄物を下流側への移動させる火格子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが設けられている。該火格子１１ａ〜１１ｄは往復動することにより廃棄物を移動させるとともに、廃棄物の撹拌をも行う。以下、説明の便宜上、必要に応じて火格子１１ａ〜１１ｄを「火格子１１」と総称する。本実施形態では、該火格子１１の送り速度によって火格子への廃棄物供給量が調整されるようになっている。また、燃焼室３には、該燃焼室３の側壁の略中央位置に燃焼室３内の温度を計測するための炉内温度計１２が設けられている。
【００３４】
一次燃焼用空気供給手段４は、火格子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄの下方にそれぞれ風箱１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄを有しており、燃焼室３内へ下方から一次燃焼用空気を供給する。火格子１１上の廃棄物は、火格子１１上を移動しながら、一次燃焼用空気により乾燥、燃焼、後燃焼が行われた後に灰となり、灰落下口１８から外部に排出される。一次燃焼用空気は、一次燃焼用空気ブロア１４により各風箱１３ａ〜１３ｄを介して火格子１１ａ〜１１ｄの下方から燃焼室３内に供給される。また、一次燃焼用空気の量は、一次燃焼用空気を供給する配管に設けられたダンパ１５により調整される。また、各風箱１３ａ〜１３ｄのそれぞれに供給される一次燃焼用空気の量は、各風箱１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄに一次燃焼用空気を供給する各配管に設けられたダンパ１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにより調整される。
【００３５】
二次燃焼用空気供給手段５は、燃焼室３の後流側であるボイラ６の入口近傍の二次燃焼領域に二次燃焼用空気を供給する。該二次燃焼用空気は、燃焼用二次空気ブロア１６により二次燃焼領域に供給される。二次燃焼用空気の量は、二次燃焼領域へ二次燃焼用空気を供給する配管に設けられたダンパ１７により調整される。二次燃焼用空気が二次燃焼領域に供給されることにより、該燃焼室３内で燃焼しきれなかった燃焼ガス中の可燃性ガスが完全に燃焼される。
【００３６】
二次燃焼した後の排ガスは、下流側のボイラ６での熱交換により熱エネルギーを回収され、さらに排ガス処理を施された後に、煙突１９を通じて外部に排出される。本実施形態の廃棄物燃焼炉には、ボイラ６で発生した蒸気量を計測するための流量計２０が設けられている。また、ボイラ６の出口部には排ガスに含まれる酸素（Ｏ２）、一酸化炭素（ＣＯ）及び窒素酸化物（ＮＯＸ）のそれぞれの濃度を計測するための濃度計２１が設けられている。
【００３７】
燃焼制御手段７は、焼却プロセス情報に基づき各操作端の操作量を、例えばＰＩＤ制御により制御する。本実施形態における燃焼制御においては、燃焼室内への廃棄物供給量と火格子への廃棄物供給量（総じて廃棄物供給量という）及び空気供給量が制御量として設定されている。また、上記廃棄物供給量に対応する操作端は押出機８及び火格子１１ａ〜１１ｄであり、上記空気供給量に対応する操作端はダンパ１５である。つまり、上記廃棄物供給量に対応する操作端の操作量は押出機８の移動速度及び火格子１１ａ〜１１ｄの送り速度であり、上記空気供給量に対応する操作端の操作量はダンパ１５の開度である。図１に見られるように、操作端としての押出機８、火格子１１ａ〜１１ｄ及びダンパ１５はそれぞれ燃焼制御手段７の後述の制御部２５により制御されるようになっている。
【００３８】
燃焼制御手段７は、後述の焼却プロセス情報を取得する焼却プロセス情報取得部２２と、ホッパ１に投入された廃棄物の質の変化を検出する廃棄物の質変化検出部２３と、焼却プロセス情報取得部２２で取得された焼却プロセス情報及び廃棄物の質変化検出部２３で算出された廃棄物水分率変化量及び／又は廃棄物嵩密度変化量に基いて操作端の操作量を算出する演算部２４と、該演算部２４で算出された操作量に基いて各操作端を制御する制御部２５とを有している。
【００３９】
また、演算部２４は、廃棄物の燃焼についての発熱量（Ｈｕ）の基準値を算出し更に廃棄物の目標焼却量を算出する目標焼却量算出部２６と、該目標蒸発量に基いて後述の制御量基準値を算出する制御量基準値算出部２７と、該制御量基準値を調整する制御量基準値調整部２８と、調整された制御量基準値に基いて各操作端の操作量を算出する操作量算出部２９とを有している。第一実施形態では、図２に基づいて後述するように、制御量基準値算出部２７によって算出された制御量基準値は調整されることなく、そのまま操作量算出部２９にて各操作端の操作量の算出に用いられるので、制御量基準値調整部２８を設けることは必須ではない。
【００４０】
焼却プロセス情報取得部２２は、燃焼室３内での廃棄物の燃焼状態量としての焼却プロセス情報を取得する。該焼却プロセス情報としては、例えば、廃棄物焼却炉における入出熱についての入出熱情報、燃焼室３内での廃棄物の焼却状況を監視するための焼却状況監視情報が挙げられる。
【００４１】
上記入出熱情報は、炉内へ持ち込まれる又は炉内で発生する熱エネルギーに関する入熱情報と、炉外へ持ち出される熱エネルギーに関する出熱情報とを含んでいる。入熱情報としては、例えば、廃棄物の燃焼による発熱量、廃棄物の顕熱、燃焼用空気の顕熱、炉内温度調整用空気の顕熱、炉内噴霧水の顕熱等が挙げられる。また、出熱情報としては、例えば、理論燃焼ガスの顕熱、過剰空気の顕熱、灰分による損失熱、未燃分による損失熱、燃焼室３及びボイラ６の放散熱量、ボイラ蒸気の顕熱等が挙げられる。また、上記焼却状況監視情報としては、例えば、ボイラでの蒸発量、燃焼室３内の温度（炉内温度）、排ガスＯ２濃度、排ガスＣＯ濃度、排ガスＮＯＸ濃度等が挙げられる。この蒸発量、炉内温度、排ガスＯ２濃度、排ガスＣＯ濃度、排ガスＮＯＸ濃度は、それぞれ流量計２０、炉内温度計１２そして濃度計２１での計測値として得られる。
【００４２】
以下、図２を参照しながら、本実施形態における燃焼制御手段７による燃焼制御の流れを説明する。廃棄物の質変化検出部２３は、今回投入された廃棄物の水分率、すなわち水分率測定器９が今回算定した水分率について、前回投入された廃棄物の水分率からの変化量を算出し、該変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する。
【００４３】
目標焼却量算出部２６は、まず、前回投入された廃棄物の燃焼について焼却プロセス情報取得部２２により取得された入出熱情報及び該廃棄物の焼却量に基づいて、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出する。具体的には、目標焼却量算出部２６は、前回の燃焼時に焼却プロセス情報取得部２２により取得された入出熱情報を用いて燃焼室３とボイラ６における熱収支計算を行う。すなわち、焼却炉とボイラにおける総入熱量と総出熱量が等しいという熱収支が成立していることから、廃棄物の燃焼による発熱量が、取得された出熱情報の総和から廃棄物の燃焼による発熱量を除くその他の入熱情報を差し引いた熱量として算出される。さらに、この算出された廃棄物の燃焼による発熱量算出値を、前回の燃焼時における廃棄物の実際の焼却量で除することにより、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出する。次に、該目標焼却量算出部２６は、既述の廃棄物の質変化検出部２３によって廃棄物の質が変化したことが検出された場合には、該廃棄物の質変化検出部２３で算出された水分率の変化量に基いて、上記発熱量基準値を補正する。さらに、目標焼却量算出部２６は、算出あるいは補正された発熱量基準値とオペレータにより予め設定されたボイラでの目標蒸発量とに基いて、今回投入された廃棄物の燃焼について、目標蒸発量を達成するために必要な廃棄物の目標焼却量を算出する。
【００４４】
通常、廃棄物の水分率は投入毎に大きく変動することが多いので、水分率測定値にばらつきが生じやすく、そのようなばらつきは、廃棄物の質変化検出部２３における廃棄物の質が変化の有無の誤検出を招く要因となる。このような誤検出をより確実に防止する方法ついては、図６に基づいて後述する。
【００４５】
制御量基準値算出部２７は、目標焼却量算出部２６で算出した目標焼却量に基づき導いた燃焼室内への廃棄物供給量及び一次燃焼用空気供給量を制御量として、上記目標蒸発量を達成するための制御量の基準値を算出する。
【００４６】
操作量算出部２９は、制御量基準値算出部２７で算出された上記制御量基準値、すなわち廃棄物供給量基準値及び空気量基準値に基いて各操作端の操作量、すなわち押出機８の移動速度、火格子１１の送り速度及びダンパ１５の開度を算出する。制御部２５は、操作量算出部２９で算出された操作量に基いて各操作端の操作量を制御する。該操作端の制御は、燃焼室３へ供給された廃棄物が主燃焼領域に到達したときに開始されるのが好ましい。ここで、「主燃焼領域」とは、廃棄物の熱分解、部分酸化が行われて可燃性ガスが発生し、その可燃性ガスが火炎を伴って燃焼するとともに廃棄物の固形分が燃焼する燃焼領域をいう。このように上記操作端の制御を、廃棄物が主燃焼領域に到達したとき、すなわち廃棄物が燃焼に至るタイミングで開始することにより、廃棄物の質に応じた燃焼制御をより正確に行うことができる。また、燃焼室３に供給する一次燃焼用空気のうち燃焼に寄与しない余剰酸素量を低減して低空気比燃焼を実現することができる。
【００４７】
燃焼制御手段７がＰＩＤ制御により各操作端を制御している場合において、廃棄物の水分率の変化量が所定の閾値を超えたときには、燃焼制御手段７は、該変化量に応じて比例ゲインを調整することとしてもよい。このように比例ゲインを調整することにより、廃棄物発熱量の瞬時値の影響を一次的に高めて、廃棄物の質の急激な変化に対してより良好に追従することができる。
【００４８】
＜第二実施形態＞
第一実施形態では、廃棄物の質変化検出部２３にて、投入された廃棄物の水分率の変化量のみに基づいて廃棄物の質の変化を検出することとしたが、第二実施形態では、廃棄物の水分率の変化量に加え、廃棄物の嵩密度の変化量をも考慮して、廃棄物の質の変化を検出するようになっている点で、第一実施形態と相違する。なお、第二実施形態に係る廃棄物燃焼炉は、第一実施形態にて図１で示した説明した廃棄物燃焼炉と同じ構成を有している。第二実施形態では、廃棄物レベル計１０を設けることは必須である。
【００４９】
以下、図３を参照しながら、本実施形態における燃焼制御手段７による燃焼制御の流れを説明する。本実施形態では、燃焼制御の流れは、廃棄物の質の変化の検出に際して廃棄物の水分率の変化量のみならず廃棄物の嵩密度の変化量が考量される点を除き、第一実施形態と共通する。したがって、ここでは、第一実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略する。
【００５０】
本実施形態では、図３に見られるように、廃棄物の質変化検出部２３は、廃棄物がホッパ１に投入された際に、廃棄物レベル計１０での計測値、すなわちホッパ１内での廃棄物の表面の高さを取得し、該高さの増加分にホッパ１の断面積（水平方向形状の面積）を乗じることにより、ホッパ１内へ投入された廃棄物の体積を算出する。次に、廃棄物投入量（重量）を廃棄物体積で除して廃棄物の嵩密度を算出する。ここで、廃棄物投入量は、例えば、ホッパ１への廃棄物の投入の際、クレーンに設けられた重量計（図示せず）により計測される。次に、今回投入された廃棄物の嵩密度について、前回投入された廃棄物の嵩密度からの変化量を算出する。廃棄物の質変化検出部２３は、廃棄物の水分率の変化量が所定の閾値を超え、かつ、廃棄物の嵩密度の変化量が所定の閾値を超えているときに、廃棄物の質が変化したことを検出する。
【００５１】
そして、目標焼却量算出部２６は、廃棄物の質変化検出部２３で廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された水分率の変化量及び算出された嵩密度の変化量に基いて発熱量基準値を補正する。
【００５２】
＜第三実施形態＞
第一実施形態及び第二実施形態では、制御量基準値算出部２７によって算出された制御量基準値は調整されることなく、そのまま操作量算出部２９にて各操作端の操作量の算出に用いられることとした。一方、第三実施形態では、制御量基準値算出部２７によって算出された制御量基準値は、焼却プロセス情報取得部２２で取得された焼却プロセス情報に基づいて調整され、調整された制御量基準値が操作量算出部２９にて各操作端の操作量の算出に用いられるようになっており、この点で、第一実施形態および第二実施形態と相違する。
【００５３】
以下、図４を参照しながら、本実施形態における燃焼制御手段７による燃焼制御の流れを説明する。ここでは、第二実施形態との相違点を中心に説明し、共通点については説明を省略する。
【００５４】
本実施形態では、図４に見られるように、制御量基準値調整部２８は、今回投入された廃棄物の燃焼中に焼却プロセス情報取得部２２により取得された焼却状況監視情報（蒸発量、炉内温度、排ガスＯ２濃度、排ガスＣＯ濃度、排ガスＮＯＸ濃度）に基いて、制御量基準値算出部２７で算出された上記制御量基準値、すなわち廃棄物供給量基準値及び空気量基準値をそれぞれ調整する。この制御量基準値の調整は、今回投入された廃棄物の燃焼中において短時間毎（例えば１０秒毎）に行われる。このように制御量基準値を実際の焼却状況に応じてリアルタイムに調整することにより、正確な調整された制御量基準値に基いた燃焼制御が可能となる。
【００５５】
そして、操作量算出部２９は、制御量基準値調整部２８で調整された制御量基準値、すなわち調整廃棄物供給量基準値及び調整空気量基準値に基いて各操作端の操作量、すなわち押出機８の移動速度、火格子１１の送り速度及びダンパ１５の開度を算出する。制御部２５は、操作量算出部２９で算出された操作量に基いて各操作端の操作量を制御する。
【００５６】
次に、図５に基いて、第三実施形態における燃焼制御の要領を説明する。まず、オペレータが目標蒸発量を設定する（Ｓ１）。また、目標焼却量算出部２６が、今回投入された廃棄物の燃焼についての発熱量基準値を算出する（Ｓ２）。このとき、廃棄物の質変化検出部２３によって廃棄物の質の変化が検出され発熱量基準値の補正値が算出されている場合には、上記補正値に基いて上記発熱量基準値が補正される（Ｓ３）。
【００５７】
次に、目標焼却量算出部２６が、Ｓ１で設定された目標蒸発量とＳ２で算出されたあるいはＳ３で補正された発熱量基準値とに基いて、今回投入された廃棄物についての目標焼却量を算出する（Ｓ４）。次に、制御量基準値算出部２７が、Ｓ４で算出された目標焼却量を達成するための制御量基準値を算出する（Ｓ５）。そして、今回投入された廃棄物の燃焼中、制御量基準値調整部２８が、焼却状況監視情報に基づいて上記制御量基準値を調整する（Ｓ６）。
【００５８】
次に、操作量算出部２９が、Ｓ６で調整された制御量基準値に基いて各操作端の操作量を算出し、制御部２５へ操作量を送信し（Ｓ７）、制御部２５が、該操作量に基いて各操作端の操作量を制御する。次に、ホッパ１内へ新たに廃棄物が投入されたとき（Ｓ８のＹ）、水分率測定器９が、その新たに投入された廃棄物の水分率を測定し（Ｓ９）、廃棄物の質変化検出部２３が、Ｓ９での水分率の測定値に基づいて廃棄物水分率の変化量を算出する（Ｓ１０）。また、廃棄物の質変化検出部２３が、廃棄物レベル計１０による廃棄物の表面の高さの計測値に基づいて廃棄物嵩密度を算出し（Ｓ１１）、Ｓ１１で算出された廃棄物嵩密度に基づいて廃棄物嵩密度の変化量を算出する（Ｓ１２）。一方、ホッパ１内へ新たに廃棄物が投入されていないときには（Ｓ８のＮ）、Ｓ６に戻り、制御量基準値の調整が継続される。なお、上述のＳ９及びＳ１０による廃棄物水分率の変化量の算出とＳ１１及びＳ１２による廃棄物嵩密度の変化量を算出とは、いずれが先に行われてもよく、また、同時に行われてもよい。
【００５９】
そして、廃棄物水分率の変化量が所定の閾値を超え、かつ、廃棄物嵩密度の変化量が所定の閾値を超えている場合、すなわち廃棄物の質の変化が検出された場合には（Ｓ１３のＹ）、目標焼却量算出部２６が、該変化量に応じて発熱量基準値の補正値を算出し（Ｓ１４）、Ｓ２に戻り、Ｓ２にて算出された発熱量基準値に対して、Ｓ３にて該補正値に基いて発熱量基準値を補正する。一方、廃棄物水分率の変化量及び廃棄物嵩密度の変化量の少なくとも一方が所定の閾値以下である場合、すなわち廃棄物の質の変化が検出されなかった場合には（Ｓ１３のＮ）、Ｓ２に戻り、目標焼却量算出部２６は、発熱量基準値の補正値を算出しない。つまり、Ｓ２で算出された発熱量基準値は補正されない。
【００６０】
第三実施形態では、廃棄物の質の変化の検出は廃棄物水分率の変化量及び廃棄物嵩密度の変化量に基づいて行われることとしたが、これに代えて、廃棄物水分率の変化量のみに基づいて廃棄物の質の変化の検出が行われるようになっていてもよい。この場合、燃焼制御の動作としては、図５のＳ１１及びＳ１２が省略されるとともに、Ｓ１３にて廃棄物嵩密度と閾値との大小の判定は省略される。
【００６１】
また、ここでは、図５に基づいて、第三実施形態における燃焼制御の動作を説明したが、第一実施形態及び第二実施形態における燃焼制御の動作も第三実施形態とほぼ同様である。具体的には、第一実施形態における燃焼制御については、図５のＳ６、Ｓ１１及びＳ１２が省略されるとともに、Ｓ１３にて廃棄物嵩密度と閾値との大小の判定は省略される。また、第二実施形態における燃焼制御の動作では、図５のＳ６が省略される。
【００６２】
第一実施形態ないし第三実施形態では、既述したように、廃棄物を燃焼室３内に供給する前に、該廃棄物の水分率について、前回からの水分率の変化量が算出され、その変化量の大小により廃棄物の質が変化したことが検出され、その変化量に基づいて発熱量基準値が補正される。このように発熱量基準値を補正することにより、廃棄物の水分率ひいては発熱量が変動しても、燃焼室への廃棄物の供給に先立って、上記発熱量の変動に応じた操作端の操作量を制御するフィードフォワード制御を行うことが可能となっている。例えば、前回より水分率が高い、換言すると発熱量の低下した廃棄物が供給されるとき、該廃棄物が燃焼室内に供給される前に燃焼室の温度を上げるように操作端の操作量を制御することにより、発熱量が低下した廃棄物が燃焼しても安定した運転が行われるようにフィードフォワード制御を行うことが可能である。
【００６３】
廃棄物は間欠的にピットからシュートへバケットクレーンにより投入され、シュート内の投入された廃棄物の水分率が測定される。１回の廃棄物の投入中において水分率測定値にはばらつきが生じる。そこで、上述のフィードフォワード制御においては、水分率の測定値のばらつきによる誤判定を防ぎ、水分率の正確な変動を判定し、発熱量基準値を適切に補正することが重要となる。
【００６４】
シュート２に設けられる水分率測定器９は、例えばマイクロ波透過方式の水分率計であり、シュート内の廃棄物中をマイクロ波が透過するときの水分による減衰を測定し水分率を測定するものである。マイクロ波を発信し受信部で受信するマイクロ波強度を測定し、減衰に相当する発信強度と受信強度との差を水分電圧値として測定し、水分電圧値と水分率との予め定めてある対応関係により水分率を求める。水分電圧値が大きいほど水分率が高く、すなわち発熱量が小さく、また、水分電圧値が小さいほど水分率が低く、すなわち発熱量が大きい。
【００６５】
以下、図６に基づいて、マイクロ波透過方式の水分率計によりシュート内の投入された廃棄物の水分率を測定する場合に、水分率の測定値のばらつきによる誤判定を防ぎ、水分率の正確な変動を判定し、発熱量基準値を補正する要領について説明する。図６は、水分電圧値の経時的変動、当初の発熱量基準値及び補正発熱量基準値を示すグラフである。この図６において、時刻Ｔ１〜Ｔ７は、廃棄物がホッパ１へ投入された時刻である。例えば、時刻Ｔ１は１回目の廃棄物の投入時刻であり、時刻Ｔ２は２回目の廃棄物の投入時刻である。また、投入時刻間の間隔を投入間隔Ａ１、Ａ２、・・・と示している。
【００６６】
測定された水分電圧値は図６の一点鎖線で示すようにばらついており、変化の幅が大きい。各投入間隔Ａ１、Ａ２、・・・における水分電圧値の時間平均値（平均水分電圧値Ｂ１、Ｂ２、・・・）を算出する。図６のグラフでは、平均水分電圧値Ｂ１、Ｂ２・・・がそれぞれ時刻Ｔ２、Ｔ３・・・にプロットされている。
【００６７】
次に、連続する三つの投入間隔を合わせた一つの区間を判定区間として設定する。例えば、投入間隔Ａ１〜Ａ３にわたる区間を判定区間Ｃ１、投入間隔Ａ２〜Ａ４にわたる区間を判定区間Ｃ２、投入間隔Ａ３〜Ａ５にわたる区間を判定区間Ｃ３、投入間隔Ａ４〜Ａ６にわたる区間を判定区間Ｃ４として設定する。
【００６８】
次に、各判定区間において、該判定区間に含まれる三つの投入間隔でのそれぞれの平均水分電圧値が連続して増加しているとき、水分率が増加しているとし廃棄物の発熱量が減少していると判定し、それぞれの平均水分電圧値が連続して減少しているとき、水分率が減少しているとし廃棄物の発熱量が増加していると判定する。水分率が増加しており廃棄物の発熱量が減少していると判定されると、水分率の増加の度合いに応じた補正量で発熱量基準値を補正する。また、水分率が減少しており廃棄物の発熱量が増加していると判定されると、水分率の減少の度合いに応じた補正量で発熱量基準値を補正する
【００６９】
例えば、判定区間Ｃ４では、投入間隔Ａ４〜Ａ６の平均水分電圧値Ｂ４〜Ｂ６は連続して増加している。この場合、水分率が増加しているとし廃棄物の発熱量が減少していると判定し、判定区間Ｃ４での発熱量の減少の度合いに応じた補正量で発熱量基準値を補正する。図６には、判定区間Ｃ４の終了時である時刻Ｔ７において、当初の発熱量基準値が実線で、補正された補正発熱量基準値が破線で示されている。このように判定区間内での平均水分電圧値の連続的な増減傾向に基づき水分率の増減を把握して廃棄物の発熱量の増減を判定し、水分率の増減の度合いに応じた補正量で発熱量基準値を補正することを順次繰り返す。上述のような要領で発熱量基準値を補正することにより、水分率測定値のばらつきによる誤判定を防止して、水分率の正確な変動を判定し発熱量の変化を把握して、フィードフォワード制御を行うことができる。
【００７０】
また、ここでは、連続する三つの投入間隔を合わせた一つの区間を判定区間として設定し、判定区間に含まれる三つの投入間隔でのそれぞれの平均水分電圧値の連続的な増減傾向に基づき水分率の増減を把握して廃棄物の発熱量の増減を判定することとしたが、別の手法として、上記の判定区間内で平均水分電圧値（判定区間内平均水分電圧値）を算出し、連続する複数の判定区間（例えば図６における判定区間Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）について判定区間内平均水分電圧値の連続的な増減傾向に基づき水分率の増減を把握して廃棄物の発熱量の増減を判定することとしてもよい。また、水分率の増減傾向の判定に、水分電圧値の時間平均値を用いることとしたが、これに代えて、各投入間隔における水分電圧値の中央値を用いてもよい。
【００７１】
また、既述の第二実施形態及び第三実施形態では、水分率測定器９により得られたシュート２を通過する廃棄物の水分率データと、ホッパへの廃棄物の投入時に把握できる嵩密度のデータとを適切に組み合わせてフィードフォワード制御を行うようになっていてもよい。例えば、水分率測定値と嵩密度算出値の増減の傾向が一致したときのみ、すなわち、水分率測定値及び嵩密度算出値の両方が増加しているあるいは減少しているときのみ、廃棄物の質が変化していると判定しフィードフォワード制御を行うこととしてもよい。
【００７２】
燃焼後の排ガスの持つ熱量やボイラにおける蒸発量のデータ等から、焼却炉に投入された廃棄物の発熱量を算出し、これらの監視因子又は（算出した）発熱量に対応して各操作量をフィードバック制御する制御方法では、後追い型の制御となり、焼却炉に投入する廃棄物の性状が急に変動した場合に遅れることなく即座に操作量を制御することができず、安定した運転制御を行うことができないことがある。
【００７３】
これに対して、第一実施形態ないし第三実施形態そしてこれらの変形例では、水分率測定値や嵩密度算出値から得られた発熱量の変動を把握することにより、変動した発熱量に即座に対応するフィードフォワード制御を行うことができる。また、上述したように水分率測定値及び嵩密度算出値の両方のデータを用いることで、単独では得られない精度の廃棄物発熱量の予測により誤判定を防止して、より正確なフィードフォワード制御、すなわち安定した燃焼制御を実現することができる。
【００７４】
第一実施形態ないし第三実施形態そしてこれらの変形例では、廃棄物の質変化検出部によって廃棄物の質の変化が検出されたときに、算出された廃棄物水分率の変化量及び／又は算出された嵩密度の変化量に基いて発熱量基準値が実際に廃棄物の焼却が行われる前に補正される、いわゆるフィードフォワード制御が行われるので、廃棄物の質の変化量に応じた燃焼制御を速やかに行うことができる。したがって、廃棄物の質の急激な変動により供給空気量が不足し燃焼が不活性となりＣＯの排出が増加したり、供給空気量が過剰となり燃焼が過活性となりＮＯｘの排出が増加したりすることを、時間遅れが生じることなく抑制することができ、安定した燃焼状態を良好に維持することができる。
【００７５】
本実施形態では、各基準値や目標値は所定の値であることとしたが、これに代えて、所定の幅をもった基準範囲や目標範囲として設定してもよい。
【００７６】
第一実施形態ないし第三実施形態では、廃棄物供給量及び一次燃焼用空気供給量の両方を制御量としたが、これに代えて、廃棄物供給量及び一次燃焼用空気供給量のいずれか一方を制御量としてもよい。
【００７７】
第一実施形態ないし第三実施形態では、制御部２５に制御される操作量が、押出機８の移動速度、火格子１１の送り速度及びダンパ１５の開度であることとしたが、これら全てが操作量であることは必須ではなく、これらのうち一部のみを操作量として設定してもよい。また、本実施形態では、制御量の一つである空気供給量について、ダンパ１５の開度を制御することとしたが、これに代えてあるいはこれとともに、ダンパ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの開度を制御することとしてもよい。
【００７８】
第一実施形態ないし第三実施形態では、焼却状況監視情報が、ボイラでの蒸発量、燃焼室３内の温度（炉内温度）、排ガスＯ２濃度、排ガスＣＯ濃度、排ガスＮＯＸ濃度であることとしたが、これら全てが焼却状況監視情報として取得されることは必須ではなく、これらのうち一部のみが取得されることとしてもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１  ホッパ
２  シュート
３  燃焼室
４  一次燃焼用空気供給手段
５  二次燃焼用空気供給手段
６  ボイラ
７  燃焼制御手段
８  押出機
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ  火格子
１５  ダンパ
２２  焼却プロセス情報取得部
２３  廃棄物の質変化検出部
【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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【図６】
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