(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
火炉内でゴミを焼却処理する焼却炉において、給塵手段による前記火炉内への前記ゴミの供給量を制御する給塵量制御方法であって、
前記給塵手段の動作速度に対する前記ゴミの供給量である給塵効率を算出する給塵効率算出工程と、
前記給塵効率算出工程で算出された給塵効率と、前記ゴミの単位量あたりの発熱量と、前記火炉における目標発熱量とから、前記給塵手段の基準動作速度を算出する基準動作速度算出工程と、
前記給塵手段の動作速度を、前記基準動作速度算出工程で算出された基準動作速度に予め設定してある所定の上乗せ量を加算した動作速度に設定する動作速度設定工程とを実行する給塵量制御方法。
【請求項２】
前記基準動作速度に対する前記上乗せ量の割合が、前記ゴミの単位量あたりの発熱量が大きいほど小さく設定されている請求項１に記載の給塵量制御方法。
【請求項３】
前記給塵効率算出工程が、所定時間内における前記給塵手段の動作速度と、同じく所定時間内における前記給塵手段へのゴミの投入量とから、前記給塵効率を算出する工程である請求項１又は２に記載の給塵量制御方法。
【請求項４】
前記動作速度設定工程において、前記給塵手段の動作速度を設定するに、前記火炉内の発熱量が前記目標発熱量以上となったときには、前記給塵手段の動作速度を一時的に所定の量を低下させる請求項１から３の何れか１項に記載の給塵量制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火炉内でゴミを焼却処理する焼却炉において、前記給塵手段による前記火炉内への前記ゴミの供給量を制御する給塵量制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ゴミ焼却設備は、火炉にゴミを供給する給塵手段としての給塵機構を備え、火炉の出口温度検出と火炉から排出される排ガスの酸素濃度検出等により、火炉における発熱量を算出し、その発熱量が目標発熱量付近で安定するように、給塵機構の動作速度を調整して、火炉へのゴミの供給量を制御するように構成されることがある。
即ち、２〜３時間の所定時間内における算出した発熱量の移動平均と、同じく所定時間内におけるクレーン等により給塵機構へ投入したゴミの重量の移動平均とから、ゴミの単位重量あたりの発熱量所謂ゴミ質を推測し、このゴミ質と目標発熱量とから、ゴミの単位時間あたりの目標焼却量を求め、さらに、上記所定時間内の給塵機構へ投入したゴミの重量と給塵機構の動作速度とから、給塵機構の動作速度に対するゴミの供給重量である給塵効率を求め、給塵機構によるゴミの供給量がこの目標焼却量となるように、上記目標焼却量と上記給塵効率とを基に、給塵機構の動作速度を設定するのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のゴミ焼却設備のゴミの供給量の制御においては、実際に給塵機構により供給されたゴミ質と、上記のように算出した火炉における発熱量から推測したゴミ質との間には、誤差が生じる場合があり、次のような問題を招いていた。
例えば、ゴミの含水率や嵩密度が急激に変化した場合には、火炉内に供給されたゴミの発熱量が急激に変化するが、このことで火炉の出口温度に変化が生じた時点でのゴミの供給量のフィードバック制御を行っても、対応が遅くなることがある。
【０００４】
さらに、通常１５〜２０分程度の周期でクレーンにてホッパにゴミが投入されるが、その投入されたゴミがホッパ内で落下せずにホッパのレベルが下がらないブリッジが発生すると、ゴミの投入周期が長くなる場合がある。また、手動でクレーンを操作している場合、クレーンの操作員のゴミの投入が、何らかの理由で遅れた場合、ゴミのホッパへの投入周期が長くなり、さらに、その反動でその後はゴミの投入周期が短くなる。このため、実際の給塵機構の給塵効率が変動し、火炉内へ供給されたゴミの発熱量に基づく給塵機構の動作速度の制御が追いつかず、ゴミ切れ等が発生する虞がある。
【０００５】
従って、本発明は、上記の事情に鑑みて、火炉内でゴミを焼却処理する焼却炉において、給塵手段による火炉内への前記ゴミの供給量を適切に制御することができる給塵量制御方法を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔構成１〕
本発明に係る給塵量制御方法は、請求項１に記載したごとく、火炉内でゴミを焼却処理する焼却炉において、給塵手段による前記火炉内への前記ゴミの供給量を制御する給塵量制御方法であって、
前記給塵手段の動作速度に対する前記ゴミの供給量である給塵効率を算出する給塵効率算出工程と、
前記給塵効率算出工程で算出された給塵効率と、前記ゴミの単位量あたりの発熱量と、前記火炉における目標発熱量とから、前記給塵手段の基準動作速度を算出する基準動作速度算出工程と、
前記給塵手段の動作速度を、前記基準動作速度算出工程で算出された基準動作速度に予め設定してある所定の上乗せ量を加算した動作速度に設定する動作速度設定工程とを実行することを特徴とする。
【０００７】
〔作用効果〕
本構成の給塵量制御方法によれば、先ず、給塵効率算出工程において、所定の単位時間内における給塵手段の動作速度と、同じく所定の単位時間内における給塵手段による火炉へのゴミの供給量とから給塵手段の上記給塵効率を算出し、次に、基準動作速度算出工程において、火炉において目標発熱量を達成するための給塵手段の動作速度である上記基準動作速度を算出する。
そして、本発明の給塵制御方法は、動作速度設定工程において、給塵手段の動作速度を、上記基準動作速度に予め設定してある所定の上乗せ量を加算した値、好ましくは、基準動作速度に対して５〜１５％程度の割合の上乗せ量を基準動作速度に加算した値に設定する。このように、給塵手段の動作速度を、火炉において目標発熱量を達成する値に対して若干大きい値に設定して、火炉へのゴミの供給を、火炉の能力の範囲内において若干過剰気味とすることで、火炉へ供給されるゴミ質の急激な低下等や、給塵手段の給塵効率の急激な低下が発生しても、火炉のゴミ切れを発生することなく、火炉において常に目標発熱量を確保することができる。
【０００８】
〔構成２〕
本発明に係る給塵量制御方法は、請求項２に記載したごとく、上記構成１の給塵量制御方法の構成に加えて、前記基準動作速度に対する前記上乗せ量の割合が、前記ゴミの単位量あたりの発熱量が大きいほど小さく設定されていることを特徴とする。
【０００９】
〔作用効果〕
本構成の給塵量制御方法によれば、例えば、過去の所定時間内にクレーン等により給塵手段に投入されたゴミの量の移動平均値と、同じく過去の所定時間内に火炉内で発生した発熱量の移動平均値とから自動的に求めることができる火炉内へ供給されるゴミの単位量あたりの発熱量、又は手動により入力されたゴミの単位量あたりの発熱量を受付け、その受付た発熱量が大きいほど上記上乗せ量を小さく設定することで、本発明の給塵量制御方法において、給塵手段の動作速度を若干過剰気味に設定しても、排ガス処理設備等の上限能力を上回らないように、火炉内における発熱量の過剰上昇を抑制することができる。
【００１０】
〔構成３〕
本発明に係る給塵量制御方法は、請求項３に記載したごとく、上記構成１又は２の給塵量制御方法の構成に加えて、前記給塵効率算出工程が、所定時間内における前記給塵手段の動作速度と、同じく所定時間内における前記給塵手段へのゴミの投入量とから、前記給塵効率を算出する工程であることを特徴とする。
【００１１】
〔作用効果〕
本構成のごとく、上記給塵効率算出工程において、上記給塵効率を算出するに、動作速度設定工程で設定される給塵手段の動作速度と、給塵手段にゴミを投入するクレーン等により計測されるゴミの投入量との、所定時間内における夫々の移動平均値等から、容易に、上記給塵手段の給塵効率を算出することができる。
【００１２】
〔構成４〕
本発明に係る給塵量制御方法は、請求項４に記載したごとく、上記構成１から３の何れかの給塵量制御方法の構成に加えて、前記動作速度設定工程において、前記給塵手段の動作速度を設定するに、前記火炉内の発熱量が前記目標発熱量以上となったときには、前記給塵手段の動作速度を一時的に所定の量を低下させることを特徴とする。
【００１３】
〔作用効果〕
本構成の給塵量制御方法によれば、動作速度設定工程において、給塵手段の動作速度を、通常は、基準動作速度に対して若干過剰気味に設定するのであるが、火炉内の発熱量が目標発熱量以上となったときは、給塵手段の動作速度を過剰気味に設定すると火炉の能力以上の発熱量が発生する危険性があるとして、給塵手段の動作速度を、一時的に、通常の動作速度に対して例えば５０％程度以上急激に低減した値に設定することで、上記のような火炉の能力を逸脱する発熱量が発生することを抑制することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
上記本発明のゴミ焼却炉における給塵量制御方法の実施の形態について、以下に、図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、本発明の給塵量制御方法を適用可能なゴミ焼却設備には、ゴミ焼却炉１０の二次燃焼室１３からの排ガスを煙突１９に導く煙道Ｄに、前記排ガスの熱、即ち前記火床上で焼却されるゴミの焼却生成熱を回収して蒸気を発生する廃熱ボイラ１５と、前記排ガスから除塵するバグフィルタ１６と、除塵した後の排ガスを無害化処理する排ガス処理装置１７と、無害化処理した後の排ガスを前記煙突に向けて送り出す誘引送風機１８とが順に配置されている。このゴミ焼却炉１０には、炉内の燃焼量を所定の条件下で制御するための燃焼制御機構２０を設けてあり、この燃焼制御機構２０には、火炉Ｆの出口に温度検出端７ａを配置して、炉出口における燃焼排ガスの温度を検出する炉出口温度検出手段７と、前記バグフィルタ１６の入口側の煙道Ｄにその検出端８ａが配置され、排ガスの温度を検出する排ガス温度検出手段８と、前記バグフィルタ１６の出口側の煙道Ｄに酸素検出端６ａを配置して、排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段６とを夫々備えている。前記廃熱ボイラ１５で生成する蒸気は、タービンを回転駆動して発電する発電装置５０の駆動源等として利用される。
【００１５】
また、ゴミ焼却炉１０には、火炉Ｆ内にゴミを投入する給塵機構１１と、前記火炉Ｆ内に一次空気を供給する一次空気供給機構１２と、前記火炉Ｆ内での前記ゴミの焼却処理に伴い生成した燃焼ガスを二次燃焼させる二次燃焼空間Ｓを形成した二次燃焼室１３と、前記二次燃焼室１３内に二次空気を供給する二次空気供給機構１４とを設けてある。その燃焼制御機構２０には、給塵機構１１による前記火炉Ｆ内へのゴミの供給量を、その燃焼発熱量に対し目標発熱量を設定して制御する給塵量制御手段２５が設けられている。
【００１６】
燃焼制御機構２０には、前記二次燃焼空間Ｓの下流側の煙道Ｄに、前記二次燃焼空間Ｓ出口における排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段６が設けられている。さらに、燃焼制御機構２０は、その酸素濃度検出手段６で検出する排ガス中の酸素濃度と、前記一次空気供給機構１２と前記二次空気供給機構１４とにより供給された総燃焼空気量とを基に、前記火炉Ｆ内に投入されたゴミの燃焼発熱量を演算導出する燃焼発熱量演算手段２１を備え、さらに、このように演算された燃焼発熱量と、クレーン（図示せず）等により給塵機構１１に投入されたゴミの重量とを基に、火炉Ｆに供給されたゴミの単位重量あたりの発熱量をゴミ質として推定するゴミ発熱量推定手段２２を備える。
【００１７】
そして、燃焼制御機構２０は、このように推定された単位重量あたりのゴミの発熱量と、予め設定されるゴミの目標焼却量等とを基に、前記給塵機構１１と、前記一次空気供給機構１２と、前記二次空気供給機構１４とをそれぞれ調節するのである。
【００１８】
また、給塵量制御手段２５は、給塵機構１１の動作速度に対するゴミの供給量である給塵効率を算出する給塵効率算出工程を実行するための給塵効率算出手段２６を備えており、給塵効率算出手段２５は、２〜３時間の所定時間内における給塵機構１１の動作速度の移動平均値と、同じく所定時間内におけるクレーン等から給塵機構１１へのゴミの投入重量の移動平均値とを基に、給塵効率を算出する。
【００１９】
また、給塵量制御手段２５は基準動作速度算出手段２７を備えており、基準動作速度算出手段２７は、給塵効率算出手段２６で算出された給塵効率と、ゴミ発熱量推定手段２２で推定されたゴミの単位重量あたりの発熱量と、予め設定されているゴミの目標焼却量から求められる、火炉Ｆにおける単位時間あたりの目標発熱量とを基に、給塵機構１１により目標発熱量を発するゴミを火炉Ｆに供給することができる給塵機構１１の基準動作速度を算出する基準動作速度算出工程を実行する。
【００２０】
そして、給塵制御手段２５は、このように算出した基準動作速度に基づいて給塵機構１１の動作速度を設定する動作速度設定手段２８を備えており、動作速度設定手段２８は、給塵機構１１の動作速度を、基準動作速度算出手段２７で算出された基準動作速度に所定の上乗せ量を加算した値、好ましくは、基準動作速度に対して５〜１５％程度の割合の上乗せ量を基準動作速度に加算した値に設定する動作速度設定工程を実行し、給塵機構１１の動作速度を、火炉Ｆにおいて目標発熱量を達成することができると推定される値よりも若干大きい値に設定して、急激な給塵効率の低下やゴミ質の低下等が発生しても、火炉Ｆのゴミ切れの発生を抑制することができる。
【００２１】
さらに、動作速度設定手段２８は、図２に示すように、先ず、ゴミ発熱量推定手段２２で推定したゴミの単位重量あたりの発熱量が設計基準となる基準ゴミ発熱量以下であるときは、基準動作速度に加算する上記上乗せ量の基準動作速度に対する割合である上乗せ率を１０％程度に維持し、上記ゴミの単位重量あたりの発熱量が上記基準ゴミ発熱量以上且つ予め設定された高質ゴミ発熱量以下であるときは、上記上乗せ率を１０％から５％の範囲内でゴミの単位重量あたりの発熱量が大きいほど小さくなるように設定し、さらに、ゴミの単位重量あたりの発熱量が高質ゴミ発熱量以上であるときは、上記上乗せ率を５％に維持する。このように、動作速度設定手段２８は、単位重量あたりの発熱量が大きい高質のゴミが火炉Ｆに投入された場合に、給塵機構１１の動作速度の過剰程度を低めに設定して、火炉Ｆ内における発熱量の過剰上昇を抑制するのである。
【００２２】
さらにまた、動作速度設定手段２８は、通常は、基準動作速度に対して若干過剰気味に設定するのであるが、火炉Ｆ内の発熱量が目標発熱量以上となったときは、給塵機構１１の動作速度を過剰気味に維持しておくと、火炉Ｆの能力の上限以上の発熱量が発生する危険性があるとして、給塵機構１１の動作速度を、一時的に通常の動作速度に対して例えば５０％程度以上低減した値に設定し、さらに、この一時的な動作速度の低減を適正状態に復帰するまでパルス的に行うように構成されている。
【００２３】
以上ように構成されたゴミ焼却設備において、発熱量の安定性の確認のために、上記給塵機構１１の動作速度の上記上乗せ率を１５％に設定して廃熱ボイラ１５から発生する水蒸気量を計測した結果、水蒸気量は９０％以上の頻度で±５％以内に収まっており、火炉Ｆの発熱量が安定していることが判る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ゴミ焼却設備の概略構成図
【図２】ゴミの発熱量と設定される上乗せ率との関係を示すグラフ図
【符号の説明】
１０    焼却炉
１１    給塵機構（給塵手段）
２０    燃焼制御機構
２５    給塵量制御手段
２６    給塵効率算出手段
２７    基準動作速度算出手段
２８    動作速度設定手段
Ｆ      火炉
【図１】
0003850228.tif 000002
【図２】
0003850228.tif 000003