(57)【要約】【課題】火格子上でのごみの燃焼の均一化を図り、炉内燃焼の安定化を図ることが可能なごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉を提供する。【解決手段】火格子下を炉幅方向に複数の領域に分割し、該分割した炉幅方向の領域毎にさらに炉長手方向に複数の領域に分割し、これらの各領域から火格子を通して炉内に燃焼用空気を供給するごみ焼却炉における燃焼制御方法であって、火格子上のごみ表面温度の分布を計測する温度分布計測ステップと、該温度分布計測ステップでの計測結果に基づいて、炉幅方向に分割された領域毎に火格子上のごみの燃えきり点の位置を算出する燃えきり点位置算出ステップと、該燃えきり点位置算出ステップにより算出された燃えきり点の位置と予め定めた目標燃えきり点の位置とに基づいて、当該炉幅方向に分割された領域に供給する燃焼用空気量を調節する燃焼用空気量調節ステップとを有する。【選択図】            図１
2004239508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火格子下を炉幅方向に複数の領域に分割し、該分割した炉幅方向の領域毎にさらに炉長手方向に複数の領域に分割し、これらの各領域から火格子を通して炉内に燃焼用空気を供給するごみ焼却炉における燃焼制御方法であって、
火格子上のごみ表面温度の分布を計測する温度分布計測ステップと、
該温度分布計測ステップでの計測結果に基づいて、炉幅方向に分割された領域毎に火格子上のごみの燃えきり点の位置を算出する燃えきり点位置算出ステップと、
該燃えきり点位置算出ステップにより算出された燃えきり点の位置と予め定めた目標燃えきり点の位置とに基づいて、当該炉幅方向に分割された領域に供給する燃焼用空気量を調節する燃焼用空気量調節ステップとを有することを特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御方法。
【請求項２】
燃焼用空気量調節ステップが、
燃えきり点位置算出ステップにより算出された燃えきり点の位置が目標燃えきり点の位置より炉長手方向上流側にある場合には当該炉幅方向に分割された領域に供給する燃焼用空気の配分量を減少させ、前記算出された燃えきり点の位置が目標燃えきり点の位置より炉長手方向下流側にある場合には当該炉幅方向に分割された領域に供給する燃焼用空気の配分量を増加させるものであることを特徴とする請求項１に記載のごみ焼却炉の燃焼制御方法。
【請求項３】
燃焼用空気量調節ステップが、
燃えきり点位置算出ステップにより算出された燃えきり点の位置と予め定めた目標燃えきり点の位置とに基づいて、当該炉幅方向に分割された領域毎に炉長手方向に分割された各領域に供給する燃焼用空気の配分量を決定するものであることを特徴とする請求項１に記載のごみ焼却炉の燃焼制御方法。
【請求項４】
火格子が炉長手方向上流側から乾燥段、燃焼上段、燃焼下段、後燃焼段に区分されているごみ焼却炉における燃焼制御方法であって、
燃焼用空気量調節ステップが、
燃えきり点位置算出ステップにより算出された燃えきり点の位置が目標燃えきり点の位置より炉長手方向上流側にある場合には当該炉幅方向に分割された領域の乾燥段及び燃焼上段に供給する燃焼用空気の配分量を減少させ、
炉幅方向に分割された領域毎に推定された燃えきり点の位置が目標燃えきり点の位置より炉長手方向下流側にある場合には当該炉幅方向に分割された領域の乾燥段及び燃焼上段に供給する燃焼用空気の配分量を増加させるものであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のごみ焼却炉の燃焼制御方法。
【請求項５】
温度分布計測ステップが、放射温度計により計測した温度に基づき火格子上のごみ表面温度の分布を計測するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のごみ焼却炉の燃焼制御方法。
【請求項６】
火格子下を炉幅方向に複数の領域に分割し、該分割した炉幅方向の領域毎にさらに炉長手方向に複数の領域に分割し、これらの各領域から火格子を通して炉内に燃焼用空気を供給するごみ焼却炉であって、
火格子上のごみ表面温度の分布を計測する温度分布計測手段と、
該温度分布計測手段による計測結果に基づいて、炉幅方向に分割された領域毎に火格子上のごみの燃えきり点の位置を算出する燃えきり点位置算出手段と、
該燃えきり点位置算出手段により算出された燃えきり点の位置と予め定めた目標燃えきり点の位置とに基づいて、当該炉幅方向に分割された領域に供給する燃焼用空気量を調節する燃焼用空気量調節手段とを有することを特徴とするごみ焼却炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に大型の火格子式ごみ焼却炉に好適な燃焼制御方法及びごみ焼却炉に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ごみ焼却炉は、日々の生活において排出される様々な廃棄物を処理するという重要な役割を担っている。近年では、廃棄物であるごみの焼却処理によって発生する膨大な熱エネルギーの回収への関心が集まり、ボイラ発電設備のついたものが増加している。
【０００３】
このようなごみ焼却炉では、ごみはごみクレーンによって数十分間隔で間欠的にごみホッパへ投入され、ごみホッパの下部にあるプッシャによってごみは炉内に送り込まれる。炉内に送り込まれたごみは火格子の往復運動により、火格子上を移動しながら乾燥・燃焼され、最終的には灰となって炉外に排出される。
【０００４】
炉内の燃焼状態を安定に維持するため、火格子上のごみを乾燥・燃焼させるための５０〜１５０℃程度に加熱された空気（以下「燃焼用空気」と呼ぶ。）がごみ搬送方向に対し複数に分割された火格子下の領域（風箱）から、乾燥段、燃焼段、後燃焼段それぞれの火格子を通して炉内に吹き込まれる。乾燥段、燃焼段、後燃焼段のそれぞれの火格子を通して炉内に吹き込まれる燃焼用空気量は、供給される燃焼用空気の総流量及び各段の火格子に燃焼用空気を供給する供給配管に設けられた火格子下ダンパのダンパ開度によって調整される。
【０００５】
また、炉壁に設けられた冷却用空気吹き込み口からは、冷却用空気ブロアにより冷却用空気が炉内に吹き込まれ、燃焼ガス中の未燃焼成分を完全燃焼させると共に、炉壁の温度が過度に上昇することを防止する。
【０００６】
ごみの燃焼によって発生した排ガスは、炉出口に設けられた熱交換機でボイラ水に熱を与えた後、排気される。
【０００７】
このようなごみ焼却炉では、排ガスの炉出口温度を一定に保ち、ボイラでの蒸気発生量を一定に維持するため、自動燃焼制御が行われ燃焼用空気量、冷却用空気量、給じん速度、火格子速度などが制御される。
【０００８】
また、近年のごみ焼却炉においては、ダイオキシン類などの有害物質の排出問題が注目されている。処理量が多い大型炉ほど燃焼状態が安定し、ダイオキシン類などの有害物質の排出濃度も低くなる傾向が見られるため、焼却処理能力が２００ｔｏｎ／ｄａｙ以上の大型炉の需要が大都市を中心に増加している。
【０００９】
しかし、焼却炉の大型化に伴い炉床が大きくなるにつれ、火格子上のごみに偏在が発生しやすくなり、火格子上でのごみの燃焼が不均一になり易いという問題がある。ごみの偏在が大きい場合には、火格子上において局所的に未燃分を発生させ、炉内の燃焼が不安定となり、ボイラでの蒸気発生量を一定に維持することが困難となる。
【００１０】
このような問題に対し、特開平８−３５６３０号公報（特許文献１）には、火格子上の燃料の三次元分布や火格子上の燃料の温度分布に基づいて、炉幅方向の左右に分割された火格子の掻き混ぜ速度、火格子下から導入する一次空気量を調節して燃焼を安定化させる方法が記載されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開平８−３５６３０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１には、火格子上の燃料の三次元分布や火格子上の燃料の温度分布に基づいて、炉幅方向の左右に分割された火格子の掻き混ぜ速度、火格子下から導入する一次空気量を調節するとの記載はあるが、それらの具体的な制御方法は記載されていない。
【００１３】
また、特許文献１においては、レーダー或いは多数のビデオカメラを用いた測定及び画像処理により火格子上の燃料の三次元分布を検出し、さらに、赤外線カメラを用いた測定及び画像処理により火格子上の温度分布を測定することにより、火格子上の燃焼状態の把握を行っている。そのため、高価な設備を用いた複雑且つ時間のかかる処理が必要となっていた。
【００１４】
本発明はこれらの問題点を解決するためになされたもので、設備費を増大させることなく、且つ、迅速に、大型炉における火格子上のごみの燃焼状態を正確に把握して、火格子下から炉内に供給する燃焼用空気量を制御することにより、火格子上でのごみの燃焼の均一化を図り、炉内燃焼の安定化を図ることが可能なごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は次の発明により解決される。
［１］火格子下を炉幅方向に複数の領域に分割し、該分割した炉幅方向の領域毎にさらに炉長手方向に複数の領域に分割し、これらの各領域から火格子を通して炉内に燃焼用空気を供給するごみ焼却炉における燃焼制御方法であって、火格子上のごみ表面温度の分布を計測する温度分布計測ステップと、該温度分布計測ステップでの計測結果に基づいて、炉幅方向に分割された領域毎に火格子上のごみの燃えきり点の位置を算出する燃えきり点位置算出ステップと、該燃えきり点位置算出ステップにより算出された燃えきり点の位置と予め定めた目標燃えきり点の位置とに基づいて、当該炉幅方向に分割された領域に供給する燃焼用空気量を調節する燃焼用空気量調節ステップとを有することを特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御方法。
［２］上記［１］において、燃焼用空気量調節ステップが、燃えきり点位置算出ステップにより算出された燃えきり点の位置が目標燃えきり点の位置より炉長手方向上流側にある場合には当該炉幅方向に分割された領域に供給する燃焼用空気の配分量を減少させ、前記算出された燃えきり点の位置が目標燃えきり点の位置より炉長手方向下流側にある場合には当該炉幅方向に分割された領域に供給する燃焼用空気の配分量を増加させるものであることを特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御方法。
［３］上記［１］において、燃焼用空気量調節ステップが、燃えきり点位置算出ステップにより算出された燃えきり点の位置と予め定めた目標燃えきり点の位置とに基づいて、当該炉幅方向に分割された領域毎に炉長手方向に分割された各領域に供給する燃焼用空気の配分量を決定するものであることを特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御方法。
［４］上記［１］乃至［３］のいずれかにおいて、火格子が炉長手方向上流側から乾燥段、燃焼上段、燃焼下段、後燃焼段に区分されているごみ焼却炉における燃焼制御方法であって、燃焼用空気量調節ステップが、燃えきり点位置算出ステップにより算出された燃えきり点の位置が目標燃えきり点の位置より炉長手方向上流側にある場合には当該炉幅方向に分割された領域の乾燥段及び燃焼上段に供給する燃焼用空気の配分量を減少させ、炉幅方向に分割された領域毎に推定された燃えきり点の位置が目標燃えきり点の位置より炉長手方向下流側にある場合には当該炉幅方向に分割された領域の乾燥段及び燃焼上段に供給する燃焼用空気の配分量を増加させるものであることを特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御方法。
［５］上記［１］乃至［４］のいずれかにおいて、温度分布計測ステップが、放射温度計により計測した温度に基づき火格子上のごみ表面温度の分布を計測するものであることを特徴とするごみ焼却炉の燃焼制御方法。
［６］火格子下を炉幅方向に複数の領域に分割し、該分割した炉幅方向の領域毎にさらに炉長手方向に複数の領域に分割し、これらの各領域から火格子を通して炉内に燃焼用空気を供給するごみ焼却炉であって、火格子上のごみ表面温度の分布を計測する温度分布計測手段と、該温度分布計測手段による計測結果に基づいて、炉幅方向に分割された領域毎に火格子上のごみの燃えきり点の位置を算出する燃えきり点位置算出手段と、該燃えきり点位置算出手段により算出された燃えきり点の位置と予め定めた目標燃えきり点の位置とに基づいて、当該炉幅方向に分割された領域に供給する燃焼用空気量を調節する燃焼用空気量調節手段とを有することを特徴とするごみ焼却炉。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が適用されるごみ焼却炉の一実施形態を示す概略構成図である。
【００１７】
図１に示すように、ごみ焼却炉１は、ごみ投入口２、給じん装置３、火格子４、灰落下口５を有しており、さらに炉出口７の下流側には熱交換器９ａを備えたボイラ９ｂが設置されている。
【００１８】
図１に示す焼却炉では、ごみ投入口２から投入されたごみは給じん装置３によって火格子４上へ送り込まれる。火格子４は往復運動し、その往復運動によってごみの移動が行われる。火格子４上のごみは、火格子４の下から吹き込まれる燃焼用空気により乾燥が行われた後に燃焼が行われ、排ガスと灰に分解された後、灰は灰落下口５から落下して炉外に排出される。
【００１９】
前記火格子４の下は、炉幅方向に２つ（給じん装置３側から見て左右）の領域に分割され、さらに、炉長手方向に４つ（上流側から乾燥段、燃焼上段、燃焼下段、後燃焼段）の領域に分割されている。なお、炉幅方向及び炉長手方向の分割数は炉の大きさ及び形状により適宜変更され得る。
【００２０】
前記分割された８つの領域を通して火格子４の下から炉内に燃焼用空気が供給される。前記火格子４の下から炉内に供給される燃焼用空気は、燃焼用空気ブロワ６の出口側に設けられたダンパ６ａによりその総吹き込み量が調整された後、各領域毎に燃焼用空気を供給するために分岐された燃焼用空気供給管のそれぞれに設けられた火格子下ダンパ１６ａ〜１６ｄ（給じん装置３側から見て右側：図中実線部）、１７ａ〜１７ｄ（給じん装置３側から見て左側：図中点線部）により各領域に吹き込まれる燃焼用空気流量の配分が調整される。
【００２１】
また、ごみ焼却炉１の炉壁に設けられた冷却用空気吹き込み口１０からは、冷却用空気ブロア１１により冷却用空気が吹き込まれ、燃焼ガス中の未燃焼成分を完全燃焼させると共に、炉壁の温度が過度に上昇することを防止する。
【００２２】
ごみ焼却炉１内の燃焼により発生した燃焼排ガスは、炉出口７を通り炉出口７の下流側に設置された熱交換器９ａを備えたボイラ９ｂで熱エネルギーを回収された後、煙突８から外部に排気される。
【００２３】
燃焼制御手段１５では、炉内での安定した燃焼を維持するため、例えば、燃焼排ガスの炉出口での温度を測る温度計１２の計測値、ボイラ９ｂからの蒸発量を測る流量計１３の計測値、燃焼室内の温度を測る温度計１４の計測値等に基づき火格子４の往復速度、燃焼用空気量、冷却用空気量等を自動的に調整する。なお、燃焼制御手段１５には例えばコンピュータが使用される。
【００２４】
このような構成のごみ焼却炉において、本発明は、まず、火格子上のごみ表面温度の分布を計測する（温度分布計測ステップ）。次に、この計測結果に基づいて炉幅方向に分割された領域（図１に示す例では、給じん装置３側から見て左右の２つの領域）毎に火格子上のごみの燃えきり点の位置を算出する（燃えきり点位置算出ステップ）。次に、炉幅方向に分割された領域毎に算出された燃えきり点の位置と、予め定めた目標燃えきり点の位置とを比較して、当該炉幅方向に分割された領域に供給する燃焼用空気量を調節する（燃焼用空気量調節ステップ）燃焼制御方法である。
【００２５】
なお、前記各ステップは、燃焼制御手段１５の一機能として行っても良く、また、別途コンピュータ等を用いた装置により行うこともできる。別途の装置で行った場合は、前記燃焼用空気配分量決定ステップで決定した燃焼用空気の配分量の信号が燃焼制御手段１５に送信される。
【００２６】
ここで、火格子４の下の各領域に供給される燃焼用空気は、まず、燃焼制御手段１５からの信号により、燃焼用空気ブロワ６の出口側に設けられたダンパ６ａの開度が調節され、その総吹き込み量が調整される。各領域に供給される燃焼用空気量は、前記燃焼用空気量調節ステップで決定された空気量となるように、燃焼制御手段１５からの信号により、各領域毎に燃焼用空気を供給するために分岐された燃焼用空気供給管のそれぞれに設けられた火格子下ダンパ１６ａ〜１６ｄ（給じん装置３側から見て右側：図中実線部）、１７ａ〜１７ｄ（給じん装置３側から見て左側：図中点線部）の開度を調節することにより調整される。
【００２７】
以下、本発明にかかる燃焼制御方法の各ステップについて説明する。
［温度分布計測ステップ］
本ステップにおいては、火格子４上のごみ表面温度の分布を計測する。ごみ表面温度はごみ燃焼部における直接の情報となるため、温度状況により燃焼が活発あるいは不活発かを判断することが可能である。また、時間遅れなく火格子上の燃焼状態の分布を得ることができる。
【００２８】
ここで、ごみ表面温度の分布を計測する手段としては、放射温度計を用いることが好ましい。放射温度計は、波長帯のフィルタリング技術を応用することにより、炉内に存在する排ガス成分や火炎の放射の影響を受けずに、火格子上のごみ表面の温度を非接触で高精度且つ迅速に計測することができる。
【００２９】
放射温度計１８による火格子４上のごみ表面温度分布の計測は、火格子上における放射温度計１８の視野をあらかじめ所定の区画に分割し、各区画の温度を計測することにより行う。本実施形態では、図２にその一例を示すように、火格子４上を炉幅方向に１０区画、炉長手方向に２４区画に分割して計測を行った。
【００３０】
温度分布の計測は、炉幅方向に分割した区画（第１区画から第１０区画）毎に炉の長手方向第１区画から第２４区画までの温度分布を計測することにより行う。
【００３１】
図３に、炉幅方向のある区画における炉長手方向２４区画の温度分布の計測結果の一例を示す。
［燃えきり点位置算出ステップ］
本ステップにおいては、炉幅方向に分割された火格子下の領域毎に火格子上のごみの燃えきり点の位置を算出する。図２に示す例では、炉幅方向第１区画から第５区画までの領域と、第６区画から第１０区画までの領域の２領域毎にごみの燃えきり点を算出する。
【００３２】
図３に示す炉長手方向の温度分布の計測結果において、区画間の温度低下が最も大きくなっている区画（第１５区画）で炎が燃え尽きていると推定できる。そのため、例えば、区画間における温度変化の下降率が最も大きい区間（第１５区画）の中間点を燃えきり点位置とみなすことができる。
【００３３】
炉幅方向に分割されたの各領域（炉幅方向第１区画から第５区画までの領域と、第６区画から第１０区画までの領域の２領域）毎の燃えきり点の位置は、例えば、各領域の炉幅方向の区画毎に前記方法によりごみの燃えきり点位置を算出し、その平均位置或いは最大下流位置を当該領域におけるごみの燃えきり点位置とすることができる。
［燃焼用空気量調節ステップ］
本ステップにおいては、前記燃えきり点位置算出ステップにより算出された燃えきり点の位置が目標燃えきり点の位置より炉長手方向上流側にある場合には当該炉幅方向に分割された領域に供給する燃焼用空気の配分量を減少させ、前記算出された燃えきり点の位置が目標燃えきり点の位置より炉長手方向下流側にある場合には当該炉幅方向に分割された領域に供給する燃焼用空気の配分量を増加させることにより、燃えきり点の位置を調整することができる。
【００３４】
また、前記燃えきり点位置算出ステップにより算出された燃えきり点の位置と、予め定めた目標燃えきり点の位置とに基づいて、当該炉幅方向に分割された火格子下の領域毎に、炉長手方向に分割された各領域に供給する燃焼用空気の配分量を決定することにより、燃えきり点の位置を調整することもできる。
【００３５】
以下に、火格子が炉長手方向上流側から乾燥段、燃焼上段、燃焼下段、後燃焼段に区分されているごみ焼却炉において、火格子下の各領域に燃焼用空気を供給するための燃焼用空気供給管のそれぞれに設けられた火格子下ダンパ１６ａ〜１６ｄ、１７ａ〜１７ｄの開度の制御方法を説明する。
【００３６】
燃焼用空気を乾燥段、燃焼上段及び燃焼下段へ適切な範囲で多く吹き込むことにより、酸素の増加および攪拌作用が働く。その結果、燃焼速度が高まり、燃えきり点位置を上流側へ移動させることが可能である。また、燃焼用空気を乾燥段、燃焼上段及び燃焼下段へ適切な範囲で少なく吹き込むことで、多く吹き込む場合と逆の効果が働く。そのため、目標燃えきり点位置より実際の燃えきり点位置が上流（或いは下流）にある炉幅方向に分割された各領域では、乾燥段、燃焼上段及び燃焼下段に供給する燃焼用空気を通常より少なく（或いは多く）配分することにより、迅速に目標燃えきり点位置へ追従させることが可能となる。なお、火格子上でのごみの燃えきり点位置を適切な位置に維持することにより、ごみの乾燥過程で発生した可燃性ガスと後燃焼過程で発生した燃焼排ガスとが炉出口７の下流側近傍に設けられたガス混合部において十分に攪拌混合され、再燃焼が十分に行われる。
【００３７】
制御手法としては、通常ＰＩＤ制御、ルールベースによる制御、或いはファジィ制御などが用いられるが、ここでは事象をルール化しやすいファジィ制御を用いる。
【００３８】
炉幅方向に分割された火格子下の領域毎に、炉長手方向に分割された各領域（乾燥段、燃焼上段、燃焼下段、後燃焼段）に供給される燃焼用空気の配分量を調節する火格子下ダンパ（１６ａ〜１６ｄ、或いは、１７ａ〜１７ｄ）開度をファジィ制御により制御する場合の制御規則を以下に示す。また、制御量を演算するために入力と出力を整理し、制御パラメータを定めて表１に示す。
【００３９】
なお、以下の制御は、図２に示す例においては、炉幅方向に分割された火格子下の領域毎、つまり、炉幅方向第１区画から第５区画及び炉長手方向第１区画から第２４区画までの領域（以下、「炉幅方向分割領域１」と記す。）と、炉幅方向第６区画から第１０区画及び炉長手方向第１区画から第２４区画までの領域（以下、「炉幅方向分割領域２」と記す。）とのそれぞれについて同様に行われる。以下の説明においては炉幅方向分割領域１について説明するが、炉幅方向分割領域２についても同様に制御される。
【００４０】
［制御規則］
１）炉幅方向分割領域１における燃えきり点位置が、予め定めた目標燃えきり点位置より上流側の場合には、乾燥段、燃焼上段及び燃焼下段のダンパ（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）開度を閉める。
２）炉幅方向分割領域１における燃えきり点位置が、予め定めた目標燃えきり点位置よりやや上流側の場合には、乾燥段、燃焼上段及び燃焼下段のダンパ（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）開度をやや閉める。
３）炉幅方向分割領域１における燃えきり点位置が、予め定めた目標燃えきり点位置と一致する場合には、現状のダンパ開度を維持する。
４）炉幅方向分割領域１における燃えきり点位置が、予め定めた目標燃えきり点位置よりやや下流側の場合には、乾燥段、燃焼上段及び燃焼下段のダンパ（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）開度をやや開ける。
５）炉幅方向分割領域１における燃えきり点位置が、予め定めた目標燃えきり点位置より下流側の場合には、乾燥段、燃焼上段及び燃焼下段のダンパ（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）開度を開ける。
６）炉幅方向分割領域１における燃えきり点位置が、予め定めた目標燃えきり点位置より極端に下流側の場合には、乾燥段、燃焼上段及び燃焼下段のダンパ（１６ａ，１６ｂ，１６ｃ）開度を閉め、後燃焼段のダンパ（１６ｄ）開度を開ける。
【００４１】
【表１】
2004239508.tif 000003
【００４２】
前記制御規則１）〜６）の演算は、図４に示すメンバーシップ関数に基づいて行われる。ダンパ開度制御方法によって求まった各制御規則の後件部推論結果を統合して、規則全体の推論結果が出力される。各規則の後件部推論結果の統合には、ファジィ制御の一般的な手法、例えば、ｍｉｎ−ｍａｘ重心法やシングルトン法等が用いられる。
【００４３】
演算時間が短く実用的なシングルトン法について、図４を用いて説明する。
【００４４】
入力となる燃えきり点位置の情報は、次式（１）より算出する。
ＭＤｉ＝Ｍｉ−Ｍｓ      （１）
ここで、Ｍｓは目標燃えきり点位置であり、ユーザー側で炉出口７下流側のガス混合部における二次燃焼が活発に行われる位置をあらかじめ定めておく必要がある。Ｍｉは炉幅方向分割領域ｉにおける燃えきり点位置（図２に示す例ではｉ：１、２）であり、ＭＤｉは燃えきり点位置の目標燃えきり点位置との差分値である。すなわち、燃えきり点位置が適切であれば０に近づき、目標燃えきり点位置よりも上流側にあれば負の値、下流側にあれば正の値で表示される。
【００４５】
表１に示す各制御規則に対応する適合度を求める。各炉幅方向分割領域における燃えきり点位置の目標燃えきり点位置との差分値から算出される制御規則１）に関する適合度はＸ１である。同様に、制御規則２）〜６）に関する適合度はＸ２〜Ｘ６で表される。
【００４６】
次に、後件部において推論を行うために、左右の炉幅方向分割領域毎の各領域（乾燥段、燃焼上段、燃焼下段、後燃焼段）における火格子下ダンパ開度パラメータＺｊ１〜Ｚｊ６を定める。なお、ｊは炉長手方向の分割領域（１：乾燥段、２：燃焼上段、３：燃焼下段、４：後燃焼段）を表す。通常、開度を閉める場合には負の値、維持する場合には０、開ける場合には正の値が入る。
【００４７】
さらに、次式（２）により炉長手方向の各分割領域におけるダンパ開度の補正量Ｓｊｉを推論する。
Ｓｊｉ＝（Ｘ１Ｚｊ１＋Ｘ２Ｚｊ２＋Ｘ３Ｚｊ３＋Ｘ４Ｚｊ４＋Ｘ５Ｚｊ５＋Ｘ６Ｚｊ６）／（Ｘ１＋Ｘ２＋Ｘ３＋Ｘ４＋Ｘ５＋Ｘ６）      （２）
上式（２）で求められた補正量Ｓｊｉを、次式（３）により、通常の火格子下ダンパ開度ＷＢｊｉに加えて出力値を算出する。
Ｗｊｉ＝ＷＢｊｉ＋Ｓｊｉ      （３）
なお、制御量の補正間隔については、数秒間隔で十分である。
【００４８】
上述したように、特に炉幅の広い大型のごみ焼却炉において、火格子下を炉幅方向に対しても複数の領域に分割することで、炉幅方向における火格子上でのごみの燃焼速度の調節も可能となり、炉幅方向における火格子上でのごみの偏在も解消でき、火格子上での燃焼の均一化を図ることが可能となる。さらに、炉内での燃焼を不安定化させることなく火格子上におけるごみの燃焼の均一化を図ることで、ごみの燃焼位置の適正化、ボイラ蒸発量の安定維持とともにダイオキシン類の発生を抑制する効果を有する。なお、火格子下を分割する領域の数が多いほど制御性は向上し、より燃焼の均一化を図ることが可能となるが、配管系統及び制御系統が複雑となるので全体の経済性等を考慮して炉幅方法及び炉長手方向の分割数を決定することが望ましい。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、設備費を増大させることなく、且つ、迅速に、大型炉における火格子上のごみの燃焼状態を正確に把握して、火格子下から炉内に供給する燃焼用空気量を制御することにより、火格子上でのごみの燃焼の均一化を図り、炉内燃焼の安定化を図ることが可能なごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるごみ焼却炉の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る、火格子上のごみ表面温度分布を計測する際の温度計測区画の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る、炉幅方向のある区画における炉長手方向２４区画の温度分布の計測結果の一例を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る、ダンパ開度を制御する際のメンバーシップ関数の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  ごみ焼却炉
２  ごみ投入口
３  給じん装置
４  火格子
５  灰落下口
６  燃焼用空気ブロア
６ａ  ダンパ
７  炉出口
８    煙突
９ａ  熱交換器
９ｂ  ボイラ
１０  冷却用空気吹き込み口
１１  冷却用空気ブロア
１２，１４  温度計
１３  流量計
１５    燃焼制御手段
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ  火格子下ダンパ
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ  火格子下ダンパ
１８  放射温度計
【図１】
2004239508.tif 000004
【図２】
2004239508.tif 000005
【図３】
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【図４】
2004239508.tif 000007