(57)【要約】【課題】  廃棄物の性状が変動した場合にも、オペレータの経験や技量に頼ることなく流動焼却炉を適切に自動制御し、廃棄物を最適な条件で燃焼させることができる流動焼却炉の運転制御方法を提供する。【解決手段】  廃棄物を焼却する流動焼却炉１の流動空気流量自動制御器９、二次燃焼空気自動制御器１０、炉内注水量自動制御器１１の各設定値を化工計算により設定して、流動焼却炉１の運転を行う。運転中の砂層温度、炉出口ガス温度、炉内酸素量の増減傾向に応じて上記各設定値をステップ式に変化させながら流動焼却炉を運転する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃棄物を流動床にて焼却する流動焼却炉の運転制御方法において、流動空気流量自動制御器、二次燃焼空気自動制御器、炉内注水量自動制御器の各設定値を化工計算により設定し、砂層温度、炉出口ガス温度、炉内酸素量の増減傾向に応じて上記各設定値をステップ式に変化させながら流動焼却炉を運転することを特徴とする流動焼却炉の運転制御方法。
【請求項２】
流動焼却炉の砂層温度を、砂層温度自動制御器により別途制御することを特徴とする請求項１記載の流動焼却炉の運転制御方法。
【請求項３】
砂層温度、炉出口ガス温度、炉内酸素量の各項目ごとに重み付けをした多次元表を作成しておき、この多次元表に基づいて各設定値をステップ式に変化させることを特徴とする請求項１記載の流動焼却炉の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、都市ごみなどの廃棄物を流動床にて焼却する廃棄物の流動焼却炉の運転制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
都市ごみなどの廃棄物の焼却には、ダイオキシンを発生させない流動焼却炉（特許文献１）が広く使用されている。流動焼却炉にて廃棄物を完全燃焼させ、過剰な燃料を消費せず最適に稼動させるためには、流動空気量を制御して流動状態を安定させること、砂層バーナを制御して砂層温度を安定させること、フリーボードに供給される二次燃焼空気量を制御して炉出口ガス中のＣＯ濃度や酸素濃度を安定させることなどが必要であるうえ、炉出口ガス温度が過度に上昇しないように炉内注水量を制御することが求められる。
【０００３】
このため流動焼却炉には従来から、流動空気流量自動制御器、砂層温度自動制御器、二次燃焼空気自動制御器、炉内注水量自動制御器などの制御系が組み込まれており、各制御系はそれぞれワンループコントロールを行ってきた。これらの各制御系の設定値は従来、オペレータが経験に基づいて設定している。しかし仮にそれらの設定値が適切であっても、廃棄物の場合にはその性状（含水率、可燃分等）の日変化や季節変化が避けられず、その変化の影響を受けてプロセスデータが変動して制御の外乱となる。このため流動焼却炉の運転を常に最適に制御することは容易ではなく、実際にはオペレータがプラント全体の挙動を把握しながら、設定値を適宜変更する必要性があり、オペレータの経験や技量に依存するという問題があった。
【特許文献１】特許第３１５３０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記した従来の問題点を解決して、廃棄物の性状が変動した場合にも、オペレータの経験や技量に頼ることなく流動焼却炉を適切に自動制御し、廃棄物を最適な条件で燃焼させることができる流動焼却炉の運転制御方法を提供するためになされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するためになされた本発明は、廃棄物を流動床にて焼却する流動焼却炉の運転制御方法において、流動空気流量自動制御器、二次燃焼空気自動制御器、炉内注水量自動制御器の各設定値を化工計算により設定し、砂層温度、炉出口ガス温度、炉内酸素量の増減傾向に応じて上記各設定値をステップ式に変化させながら流動焼却炉を運転することを特徴とするものである。
【０００６】
なお流動焼却炉の砂層温度を、砂層温度自動制御器により別途制御することが好ましい。また、砂層温度、炉出口ガス温度、炉内酸素量の各項目ごとに重み付けをした多次元表を作成しておき、この多次元表に基づいて各設定値をステップ式に変化させることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の流動焼却炉の運転制御方法においては、流動空気流量自動制御器、二次燃焼空気自動制御器、炉内注水量自動制御器の各設定値を化工計算により設定し、砂層温度、炉出口ガス温度、炉内酸素量の増減傾向に応じて上記各設定値をステップ式に変化させながら流動焼却炉を運転する。ここで化工計算により求められる設定値は、物質収支演算や熱収支演算等により理論的に求められる値であり、オペレータの経験に依存しない理論値である。
【０００８】
しかし本発明ではこれらの理論値を初期設定値として使用するものの、運転中における実際のプロセス値である砂層温度、炉出口ガス温度、炉内酸素量などの増減傾向に応じて上記設定値をステップ式に増減させながら、流動空気流量、二次燃焼空気量、炉内注水量を自動制御する。このため廃棄物の性状の変動により流動空気流量自動制御器、二次燃焼空気自動制御器、炉内注水量自動制御器などがうまく制御できずにプロセス値に変動が発生した場合には、設定値を自動的に変化させて自動制御を行う。この結果、廃棄物の性状や投入量などが変動した場合にも、オペレータの経験や技量に頼ることなく流動焼却炉を適切に自動制御し、廃棄物を最適な条件で燃焼させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に図１を参照しつつ、本発明の実施形態を示す。
図１において、１は廃棄物を焼却する流動焼却炉であり、流動ブロワ２から供給される流動空気を空気分散盤ノズル３から炉底部に吹き込み、砂層を流動させている。炉体には砂層バーナ４とフリーボードバーナ５とが設けられており、砂層温度とフリーボード温度を所定温度に維持している。また炉体には二次燃焼空気供給ノズル６と炉内注水ノズル７とが設けられており、廃棄物をフリーボードで二次燃焼させるとともに、炉出口温度計８により測定される炉出口温度が過度に上昇した場合には炉内注水により温度を降下させるようになっている。
【００１０】
このシステムには、流動空気流量自動制御器９、二次燃焼空気自動制御器１０、炉内注水量自動制御器１１、砂層温度自動制御器１２を用いた４種類の制御系が組み込まれている。流動空気流量自動制御器９は流動空気流量が設定値に保たれるように流動ブロワ２から供給される流動空気を制御するものであり、二次燃焼空気自動制御器１０は二次燃焼空気ブロワ１３から二次燃焼空気供給ノズル６に供給される空気流量を制御するものである。炉内注水量自動制御器１１は炉出口温度計８により測定される炉出口温度が設定値に保たれるように炉内注水ノズル７からの炉内注水量を制御し、砂層温度自動制御器１２は砂層温度計１４により測定される砂層温度が設定値に保たれるように砂層バーナ４を制御するものである。
【００１１】
従来、これらの各制御系の設定値はオペレータが経験に基づいて設定していたのであるが、本発明では少なくとも流動空気流量自動制御器９、二次燃焼空気自動制御器１０、炉内注水量自動制御器１１の設定値の設定方法が従来とは異なっている。すなわち、本発明ではこれらの設定値を図１の上部に示すようにまず化工計算により設定して運転を開始し、流動焼却炉１の砂層温度、炉出口ガス温度、炉内酸素量の増減傾向に応じて上記設定値をステップ式に変化させる。
【００１２】
ここで化工計算とは主として物質収支演算、熱収支演算、流体力学的演算を意味するものであり、例えば図２に示すようなステップにより流動空気流量、二次燃焼空気量を求めることができる。なおこのような化工計算自体はプロセス技術者にとって公知のものであり、個々のプラントに応じて適宜修正できることはいうまでもない。化工計算により求められた設定値はオペレータの経験に依存しない理論値である。
【００１３】
上記の化工計算により求められた流動空気流量、二次燃焼空気量、炉内注水量の各設定値を用い、流動焼却炉１の運転を行うが、前記したように廃棄物の性状や供給量は絶えず変化するため、流動空気流量自動制御器９、二次燃焼空気自動制御器１０、炉内注水量自動制御器１１による自動制御を行っても、最適燃焼を維持できない場合がある。そこで本発明ではリアルタイムで信頼性の高い測定値が得られる砂層温度、炉出口ガス温度、炉内酸素量を用い、それらの増減傾向によって表１に示すように各設定値をステップ状に変化させる。ステップ幅は一定としても、増減傾向の勾配に応じて変えてもよい。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
表１に示されるように、例えば砂層温度の上昇傾向があるときは炉内注水量を上げ、炉出口温度の下降傾向があるときは炉内注水量を下げることとなっている。したがって相反する結果を出力しなくてはならない場合が想定されるため、例えば表２に示すように各項目別に重み付けをした多次元表を作成しておき、その結果に応じて各設定値をステップ状に変化させることが好ましい。
【００１６】
【表２】
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【００１７】
表２は炉内注水量の例であり、表内に示された数値を設定値に加える。このため砂層温度の上昇傾向と炉出口温度の下降傾向が発生した場合には、炉内注水量の設定値を１０だけ減少させることとなる。その他の流動空気量、二次燃焼空気量についても同様に各項目に重み付けをした多次元表を作成しておき、その結果に応じて各設定値を変化させるものとする。なお、設定値を変化させた後は適宜の挙動時間をおいて、設定時間ごとに設定値の見直しを行うものとする。
【００１８】
このように、本発明では砂層温度、炉出口ガス温度、炉内酸素量の増減傾向に応じて流動空気流量自動制御器、二次燃焼空気自動制御器、炉内注水量自動制御器の各設定値をステップ状に変化させながら流動焼却炉１の自動制御を行うことにより、廃棄物の性状や供給量が変動した場合にも、オペレータの経験や技量に頼ることなく流動焼却炉１を適切に自動制御することができ、最適燃焼を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態を示すシステム構成図である。
【図２】化工計算のステップを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  流動焼却炉
２  流動ブロワ
３  空気分散盤
４  砂層バーナ
５  フリーボードバーナ
６  二次燃焼空気供給ノズル
７  炉内注水ノズル
８  炉出口温度計
９  流動空気流量自動制御器
１０  二次燃焼空気自動制御器
１１  炉内注水量自動制御器
１２  砂層温度自動制御器
１３  二次燃焼空気ブロワ
１４  砂層温度計
【図１】
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【図２】
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