(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可燃性廃棄物と通常燃料とを燃焼させる多種燃料ボイラ１と通常燃料を燃焼させる通常ボイラ２とで構成した多缶設置システムにおいて、可燃性廃棄物の貯留量に応じて前記多種燃料ボイラ１を台数制御するとともに、要求負荷に応じて前記多種燃料ボイラ１および前記通常ボイラ２を台数制御することを特徴とするボイラの多缶設置システムの制御方法。
【請求項２】
前記可燃性廃棄物の貯留量に応じた台数制御を前記要求負荷に応じた台数制御より優先させて行うことを特徴とする請求項１に記載のボイラの多缶設置システムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、可燃性廃棄物を燃料として再利用するボイラの多缶設置システムの制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
醗酵製品や醸造製品等の製造施設や、微生物によって生ごみを分解するゴミ処理施設などにおいては、醗酵，醸造または分解の過程で消化ガスと呼ばれる廃棄物が発生する。この消化ガスは、メタンを主成分とする可燃性ガスである。そのため、このような施設では、消化ガスをボイラの燃料として用い、蒸気や温水を発生させたり、さらには発生させた蒸気を用いて発電するなどして、消化ガスを処分するとともに、エネルギーとして回収している。
【０００３】
ところで、前記のような製造施設やごみ処理施設などでは、これらの施設へ熱源としての蒸気や温水などを供給するため、灯油や都市ガスのような通常燃料を燃焼させるボイラ（以下、「通常ボイラ」という）が設置されている。したがって、前記のような施設においては、通常ボイラに加えて、消化ガスを燃焼させるための専用のボイラを設置しているのが現状である。しかも、前記のような施設では、規模が大きくなるほど、これらのボイラが多く必要になってくる。また、消化ガスの発生量は変動するため、消化ガスの発生量に合わせてボイラを設置すると、消化ガスの発生がないときには、これらのボイラは停止状態となってしまうため、ボイラ全体としては効率的な運転ができない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、消化ガスのような可燃性廃棄物の量にかかわらず、全ボイラを効率よく運転することができ、しかも可燃性廃棄物を燃焼させるための専用のボイラを不要としたボイラの多缶設置システムの制御方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、可燃性廃棄物と通常燃料とを燃焼させる多種燃料ボイラと通常燃料を燃焼させる通常ボイラとで構成した多缶設置システムにおいて、可燃性廃棄物の貯留量に応じて前記多種燃料ボイラを台数制御するとともに、要求負荷に応じて前記多種燃料ボイラおよび前記通常ボイラを台数制御することを特徴としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項２に記載の発明は、前記可燃性廃棄物の貯留量に応じた台数制御を前記要求負荷に応じた台数制御より優先させて行うことを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について説明する。この発明は、可燃性廃棄物を燃料として再利用し、可燃性廃棄物の処分と熱源の供給とを行うボイラの多缶設置システムおよびその制御方法として好適に実施される。ここで、可燃性廃棄物とは、醗酵過程または醸造過程や微生物によって生ごみを分解する際に発生する消化ガス，アルコールの蒸留過程において発生する低濃度アルコールなどである。また、この可燃性廃棄物は、乾留炉や半乾留炉などによって、産業廃棄物や生ごみ等から発生させた可燃性のガス，いわゆる乾留ガスを含む。したがって、この発明のボイラの多缶設置システムは、醗酵製品や醸造製品の製造施設，蒸留施設，ゴミ処理施設などにおいて使用される。
【０００９】
まず、この発明に係るボイラの多缶設置システムは、可燃性廃棄物と通常燃料とを燃焼させる多種燃料ボイラと通常燃料を燃焼させる通常ボイラとで構成する。前記多種燃料ボイラは、可燃性廃棄物および通常燃料を択一的または同時に燃焼させるボイラである。また、前記通常ボイラは、通常燃料を燃焼させるボイラである。ここで、通常燃料とは、重油，軽油，灯油などの液体燃料や都市ガス，プロパンなどのガス燃料のような一般的な燃料をいう。
【００１０】
前記多缶設置システムにおいて、前記多缶設置システム全体でのボイラの設置台数は、必要とされる負荷に応じて設定し、そのうちの前記多種燃料ボイラの設置台数は、発生する可燃性廃棄物の量に応じて設定する。そして、前記多種燃料ボイラは、可燃性廃棄物と通常燃料とが択一的または同時に供給されるように構成し、前記通常ボイラは、通常燃料が供給されるように構成する。さらに、前記多種燃料ボイラおよび前記通常ボイラは、共通の蒸気ヘッダまたは温水ラインに接続する。ここで、前記のような施設においては、発生した可燃性廃棄物の貯留設備を備えており、この貯留設備から前記多種燃料ボイラへ可燃性廃棄物が供給される。
【００１１】
前記構成により、この発明に係るボイラの多缶設置システムにおいては、前記貯留設備における可燃性廃棄物の貯留量が少ないとき、前記多種燃料ボイラを通常ボイラとして使用することができる。そのため、可燃性廃棄物の貯留量にかかわらず、全ボイラを効率よく運転することができる。しかも、可燃性廃棄物を燃焼させるための専用のボイラを設置する必要がなくなり、ボイラの総設置台数を削減することができる。
【００１２】
つぎに、この発明に係るボイラの多缶設置システムの制御方法について説明する。前記多缶設置システムにおいては、前記可燃性廃棄物の貯留設備に貯留量検出手段を設け、また前記蒸気ヘッダや前記温水ラインなどに前記多缶設置システムに対する要求負荷の検出手段を設け、可燃性廃棄物の貯留量に応じて前記多種燃料ボイラを台数制御するとともに、前記多缶設置システムに対する要求負荷に応じて前記多種燃料ボイラおよび前記通常ボイラを台数制御する。
【００１３】
すなわち、可燃性廃棄物の貯留量に応じて前記多種燃料ボイラの起動台数を決定し、この多種燃料ボイラを可燃性廃棄物を燃焼させるボイラとする。そして、要求負荷に応じた台数の前記多種燃料ボイラを起動させる。このとき、前記多種燃料ボイラの起動台数が要求負荷に応じた台数に足りない場合には、不足する台数分の通常ボイラを起動させる。また、全台数の通常ボイラが起動しており、かつ所定台数の多種燃料ボイラが停止している状態において、前記多種燃料ボイラおよび前記通常ボイラの起動台数が要求負荷に応じた台数に足りない場合には、停止中の多種燃料ボイラを通常燃料を燃焼させるボイラとして起動させる。そして、負荷が減少すれば、通常燃料を燃焼させている多種燃料ボイラを停止させ、さらに負荷が減少するにつれて通常ボイラを１台ずつ順に停止させる。
【００１４】
また、要求負荷が安定している場合、可燃性廃棄物の貯留量が増加すれば、可燃性廃棄物を燃焼させている多種燃料ボイラの起動台数を増加させ、逆に可燃性廃棄物の貯留量が減少すれば、可燃性廃棄物を燃焼させている多種燃料ボイラの起動台数を減少させる。そして、前記多缶設置システム全体への要求負荷に応じて前記多種燃料ボイラおよび前記通常ボイラのそれぞれの起動台数を増減させる。すなわち、この発明に係る多缶設置システムの制御方法においては、可燃性廃棄物の貯留量に応じて、前記多種燃料ボイラを可燃性廃棄物を燃焼させるボイラとして起動させ、また前記多種燃料ボイラを通常燃料を燃焼させるボイラとして起動させる。
【００１５】
さらに、この発明に係るボイラの多缶設置システムの制御方法においては、可燃性廃棄物の貯留量に応じた台数制御を要求負荷に応じた台数制御より優先させて行う。すなわち、可燃性廃棄物の処分を優先させて行うように制御しているため、可燃性廃棄物の貯留量の変動に応じて可燃性廃棄物を安定して処分することができ、しかも前記多缶設置システム全体で過不足なく蒸気や温水を発生することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、この発明をビールの醸造工場において実施した場合の一実施例について図１を参照しながら説明する。図１は、この発明の第一実施例の概略構成を示す説明図である。
【００１７】
図１において、ボイラの多缶設置システムは、所定台数の多種燃料ボイラ１，１と所定台数の通常ボイラ２，２，…とで構成されている。前記各多種燃料ボイラ１の設置台数は、醸造工場における可燃性廃棄物，すなわち消化ガスの発生量に応じて設定されており、また前記各多種燃料ボイラ１および前記各通常ボイラ２の設置台数の合計は、前記多缶設置システム全体での要求負荷に応じて設定されている。この実施例における多缶設置システムは、２台の多種燃料ボイラ１と３台の通常ボイラ２の計５台のボイラで構成されている。ここで、この実施例においては、前記各多種燃料ボイラ１および前記各通常ボイラ２のそれぞれにおけるボイラ１台当たりの負荷量は同じとしてある。
【００１８】
前記各多種燃料ボイラ１は、この実施例においては、可燃性廃棄物および通常燃料のいずれか一方を燃焼させるように構成されている。したがって、前記各多種燃料ボイラ１には、消化ガスの貯留設備（以下、「ガスホルダ」という）３からの消化ガスライン４と通常燃料ライン５とがそれぞれ接続されている。一方、前記各通常ボイラ２には、前記通常燃料ライン５がそれぞれ接続されている。
【００１９】
また、前記各多種燃料ボイラ１および前記各通常ボイラ２には、蒸気ライン６がそれぞれ接続されている。これらの蒸気ライン６は、途中で合流させるなどして、共通の蒸気ヘッダ７に接続されている。この蒸気ヘッダ７には、蒸気使用設備（図示省略）への給蒸ライン８が接続されている。
【００２０】
前記各多種燃料ボイラ１および前記各通常ボイラ２は、それぞれ制御器９，９，…を備えている。これらの各制御器９は、有線または無線による通信回線１０を介して多缶設置システムとしての制御装置，すなわち台数制御装置１１に接続されている。一方、前記ガスホルダ３には、消化ガスの貯留量検出手段１２が設けられている。また、前記蒸気ヘッダ７には、負荷検出手段としての圧力検出手段１３が設けられている。そして、前記貯留量検出手段１２および前記圧力検出手段１３は、回線１４を介して前記台数制御装置１１にそれぞれ接続されている。
【００２１】
前記台数制御装置１１は、前記貯留量検出手段１２および前記圧力検出手段１３からのそれぞれの検出信号に基づいて前記各多種燃料ボイラ１の起動台数および前記各通常ボイラ２の起動台数を制御するように構成されている。
【００２２】
つぎに、前記台数制御装置１１における制御内容について、消化ガスの貯留量の変動がなく、要求負荷が増減した場合と、要求負荷の変動がなく、消化ガスの貯留量の変動が増減した場合とに分けて具体的に説明する。ここで、前記各多種燃料ボイラ１の優先順位は、前記各通常ボイラ２の優先順位よりも高く設定してある。
【００２３】
まず、消化ガスの貯留量の変動がなく、要求負荷が増減した場合の制御内容について説明する。まず、前記ガスホルダ３内の消化ガスの貯留量が大量である場合、前記台数制御装置１１は、前記貯留量検出手段１２からの検出信号に基づいて消化ガスを燃焼させる多種燃料ボイラ１の起動台数を全台数，すなわち２台と決定する。また、前記台数制御装置１１は、前記圧力検出手段１３からの検出信号に基づいて前記多缶設置システム全体での起動台数を決定し、この起動台数分のボイラを起動させる。
【００２４】
まず、要求負荷がボイラ１台分のとき、前記台数制御装置１１は、前記各多種燃料ボイラ１のうち優先順位が一番高い多種燃料ボイラ１を消化ガスを燃焼させるボイラとして起動させる。そして、要求負荷がボイラ２台分に増加すると、前記台数制御装置１１は、この要求負荷の増加に応じて前記各多種燃料ボイラ１のうちつぎの優先順位の多種燃料ボイラ１を消化ガスを燃焼させるボイラとして起動させる。以下、要求負荷が増加すると、前記台数制御装置１１は、この要求負荷の増加に応じて前記各通常ボイラ２を優先順位が高い順に１台ずつ起動させる。
【００２５】
そして、要求負荷がボイラ５台分のときは、前記各多種燃料ボイラ１および前記各通常ボイラ２が全台数起動した状態となる。この状態から要求負荷が減少すると、まず前記各通常ボイラ２を優先順位が低い順に１台ずつ停止させ、つぎに消化ガスを燃焼させている前記各多種燃料ボイラ１を優先順位が低い順に１台ずつ停止させる。
【００２６】
つぎに、前記ガスホルダ３内の消化ガスの貯留量が中程度の場合について説明する。この場合、前記台数制御装置１１は、消化ガスの貯留量に基づいて前記各多種燃料ボイラ１の起動台数を１台と決定する。そして、要求負荷がボイラ１台分のとき、前記各多種燃料ボイラ１のうち優先順位が一番高い多種燃料ボイラ１を消化ガスを燃焼させるボイラとして起動させる。そして、要求負荷がボイラ２台分に増加すると、前記台数制御装置１１は、前記各通常ボイラ２のうち優先順位が一番高い通常ボイラ２を起動させる。
【００２７】
以下、要求負荷が増加すると、前記台数制御装置１１は、要求負荷の増加に応じて前記各通常ボイラ２を優先順位が高い順に１台ずつ起動させる。そして、要求負荷がボイラ４台分に増加すると、１台の多種燃料ボイラ１と全台数の通常燃料ボイラ２が起動した状態となる。
【００２８】
そして、要求負荷が５台分に増加すると、前記台数制御装置１１は、停止中の多種燃料ボイラ１を通常燃料を燃焼させるボイラとして起動させる。この状態から要求負荷が減少すると、前記台数制御装置１１は、まず通常燃料を燃焼させてている多種燃料ボイラ１を停止させ、この後は、要求負荷の減少に応じて前記各通常ボイラ２を優先順位が低い順に１台ずつ減少させ、最後に消化ガスを燃焼させている多種燃料ボイラ１を停止させる。
【００２９】
さらに、前記ガスホルダ３内の消化ガスの貯留量が少ないか、またはほとんどない場合について説明する。この場合、前記台数制御装置１１は、消化ガスの貯留量に基づいて前記各多種燃料ボイラ１の起動台数を０台と決定する。そして、要求負荷がボイラ１台分のとき、前記各通常ボイラ２のうち優先順位が一番高い通常ボイラ２を起動させる。以後、要求負荷の増加に応じて前記各通常ボイラ２を優先順位が高い順に１台ずつ起動させる。
【００３０】
そして、負荷要求がボイラ３台分に増加すると、前記各通常ボイラ２が全台数起動した状態となる。この状態から、さらに要求負荷が増加すると、前記台数制御装置１１は、前記各多種燃料ボイラ１を優先順位が高い順に通常燃料を燃焼させるボイラとして１台ずつ起動させる。
【００３１】
そして、要求負荷がボイラ５台分に増加すると、多種燃料ボイラ１の全台数が通常燃料を燃焼させるボイラとして起動し、また通常ボイラ２の全台数が起動した状態となる。この状態から要求負荷が減少すると、まず通常燃料を燃焼させている多種燃料ボイラ１を優先順位が低い順に１台ずつ停止させ、この後は、要求負荷の減少に応じて前記各通常ボイラ２を優先順位が低い順に１台ずつ停止させる。
【００３２】
つぎに、要求負荷の変動がなく、消化ガスの貯留量が増減した場合の制御内容について説明する。ここで、以下の説明は、前記ガスホルダ３内の消化ガスの貯留量が中程度の状態から増減した場合の例である。この場合は、前記のように、優先順位が一番高い多種燃料ボイラ１が起動しており、さらに要求負荷に応じて所定台数の通常ボイラ２および優先順位が二番目に高い多種燃料ボイラ１が通常燃料を燃焼させるボイラとして起動している。
【００３３】
まず、要求負荷がボイラ１台分のとき、消化ガスの貯留量が増加した場合は、消化ガスの貯留量に基づくと、多種燃料ボイラ１を起動させるべき台数は２台となるが、要求負荷がボイラ１台分であるため、多種燃料ボイラ１の起動台数を増加させない。逆に、消化ガスの貯留量が減少した場合は、消化ガスを燃焼させている多種燃料ボイラ１を停止させ、前記各通常ボイラ２のうち優先順位が一番高い通常ボイラ２を起動させる。
【００３４】
つぎに、要求負荷がボイラ２台分のとき、消化ガスの貯留量が増加した場合は、さらに１台の多種燃料ボイラ１を消化ガスを燃焼させるボイラとして起動させ、通常ボイラ２を停止させる。逆に、消化ガスの貯留量が減少した場合は、消化ガスを燃焼させている多種燃料ボイラ１を停止させ、前記各通常ボイラ２のうち優先順位が二番目に高い通常ボイラ２を起動させる。
【００３５】
以下、要求負荷がボイラ３台分または４台分のとき、消化ガスの貯留量が増加した場合は、つぎの優先順位の多種燃料ボイラ１を消化ガスを燃焼させるボイラとして起動させ、優先順位が一番低い通常ボイラ２を停止させる。ここで、要求負荷がボイラ３台分のとき、消化ガスの貯留量が減少した場合は、消化ガスを燃焼させている多種燃料ボイラ１を停止させ、前記各通常ボイラ２のうちつぎの優先順位の通常ボイラ２を１台起動させる。また、要求負荷がボイラ４台分のとき、消化ガスの貯留量が減少した場合は、消化ガスを燃焼させている多種燃料ボイラ１を停止させ、停止中の多種燃料ボイラ１を通常燃料を燃焼させるボイラとして起動させる。
【００３６】
そして、要求負荷がボイラ５台分のときには、前記各多種燃料ボイラ１は、優先順位が一番高い１台が消化ガスを燃焼させた状態で起動するとともに、他の１台が通常燃料を燃焼させた状態で起動し、さらに前記各通常ボイラ２は、全台数起動した状態となっている。そのため、消化ガスの貯留量が増加した場合には、通常燃料を燃焼させている多種燃料ボイラ１を消化ガスを燃焼させるボイラとして起動させる。逆に、消化ガスの貯留量が減少した場合は、消化ガスを燃焼させている多種燃料ボイラ１を通常燃料を燃焼させるボイラとして起動させる。
【００３７】
ここで、この実施例においては、前記貯留量検出手段１２および前記圧力検出手段１３の信号に基づいて、１台の台数制御装置１１によって前記各多種燃料ボイラ１および前記各通常ボイラ２を制御するように構成しているが、この発明においては、前記貯留量検出手段１２からの検出信号に基づく前記各多種燃料ボイラ１の台数制御と、前記圧力検出手段１３からの検出信号に基づく前記各多種燃料ボイラ１および前記各通常ボイラ２の台数制御とを独立した台数制御装置として構成することもできる。
【００３８】
【発明の効果】
この発明によれば、可燃性廃棄物の量にかかわらず、全ボイラを効率よく運転することができる。しかも、可燃性廃棄物を燃焼させるための専用のボイラを設置する必要が無くなり、ボイラの総設置台数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  多種燃料ボイラ
２  通常ボイラ
【図１】
0004168561.tif 000002