废弃物燃烧装置以及废弃物燃烧方法与流程

文档序号:30267853发布日期:2022-06-02 05:36阅读:144来源:国知局
废弃物燃烧装置以及废弃物燃烧方法与流程

1.本公开涉及废弃物燃烧装置以及废弃物燃烧方法。
2.本技术基于在2019年10月23日申请的日本特愿2019-192672号主张优先权,并将其内容援用于此。


背景技术:

3.垃圾焚烧炉等废弃物燃烧装置通常是使投入到料斗的废弃物、生物质等固体燃料在燃烧室中燃烧的装置。但是,废弃物、生物质这样的固体燃料具有燃料性状的变动大这样的特征,存在若被投入的废弃物的性状发生变化,则燃烧状态也发生变化这样的问题。因此,废弃物处理装置要求燃烧的稳定化。
4.例如,在专利文献1中公开了如下方法:在对被投入料斗的废弃物的体积密度进行计算,并且相对于前次的体积密度的变化量超过规定的阈值时,基于体积密度的变化量来校正发热量基准值,由此进行与废弃物的质的变化量相应的燃烧控制。
5.在先技术文献
6.专利文献
7.专利文献1:日本专利第6153090号公报


技术实现要素:

8.发明要解决的课题
9.然而,如专利文献1所记载的方法那样,若基于从料斗内的废弃物整体求出的体积密度的变化量来判定废弃物的质的变化,则依然存在无法应对即将向燃烧室投入之前的废弃物的性状变化,无法进行稳定的燃烧控制这样的问题。
10.因此,在本发明的几个实施方式中,其目的在于提供一种有助于废弃物的燃烧状态的稳定化的废弃物燃烧装置以及废弃物燃烧方法。
11.用于解决课题的方案
12.本发明的至少一实施方式的废弃物燃烧装置具备:料斗,其供废弃物投入;送料器,其将被投入到所述料斗的所述废弃物进行供给;加料机,其设置于燃烧所述废弃物的燃烧室内;水分计,其计测所述废弃物的水分量;以及控制装置,其包括基于由所述水分计计测出的所述废弃物的水分量来判定所述废弃物的发热量变化的发热量变化判定部、基于所述发热量变化的判定结果来决定所述送料器的操作量的调整值的调整值决定部及基于所述调整值来控制所述送料器的操作量控制部。
13.本发明的至少一实施方式的废弃物燃烧方法包括:将废弃物投入到料斗的阶段、使用送料器将被投入到所述料斗的所述废弃物向燃烧该废弃物的燃烧室内的加料机上供给的阶段、计测所述废弃物的水分量的阶段、基于由所述水分计计测出的所述废弃物的水分量来判定所述废弃物的发热量变化的阶段、基于所述发热量变化的判定结果来决定所述送料器的操作量的调整值的阶段、以及基于所述送料器的操作量的调整值来控制所述送料
器的阶段。
14.发明效果
15.根据本发明的几个实施方式,基于由水分计计测出的废弃物的水分量来判定废弃物的发热量变化,并且基于该发热量变化的判定结果,来决定送料器的操作量的调整值。其结果为,通过计测向燃烧室内供给的废弃物的水分量,能够在燃烧前检测废弃物的质的变化,能够调整向燃烧室输入的热量输入量,有助于燃烧室中的废弃物的燃烧状态的稳定化。
附图说明
16.图1是本发明的一实施方式的废弃物燃烧装置的概略结构图。
17.图2是本发明的一实施方式的控制装置的框图。
18.图3是表示本发明的一实施方式的废弃物的水分量与加料机的循环时间的例子的图。
19.图4是本发明的另一实施方式的控制装置的框图。
20.图5是本发明的另一实施方式的控制装置的框图。
21.图6是本发明的一实施方式的废弃物的水分量与发热量的相关图表。
22.图7是本发明的另一实施方式的控制装置的框图。
23.图8是本发明的一实施方式的废弃物燃烧方法的流程图。
具体实施方式
24.以下,参照附图来对本发明的几个实施方式进行说明。但是,作为实施方式而记载或者附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等并不旨在将本发明的范围限定于此,只不过是说明例。另一方面,“具备”、“包括”或者“具有”一个构成要素这样的表现并非排除其他构成要素的存在的排他性表现。
25.图1是本发明的一实施方式的废弃物燃烧装置100的概略结构图。
26.以下,使用图1,对本发明的一实施方式的废弃物燃烧装置100进行说明。需要说明的是,废弃物燃烧装置100既可以是对城市垃圾等进行焚烧处理的装置,也可以是对工业用的废液等进行焚烧处理的装置。
27.如图1所示,一实施方式的废弃物燃烧装置100具备:供废弃物投入的料斗3、将被投入到料斗3的废弃物向燃烧室11内供给的送料器5、接收由送料器5供给的废弃物并使该废弃物燃烧的加料机7、使废弃物燃烧的燃烧室11、计测废弃物的水分量的水分计30、以及控制装置50。本实施方式中的废弃物燃烧装置100还可以具备配置于加料机7的下部且向加料机7上供给空气的鼓风机9,也可以具备锅炉15。
28.料斗3暂时贮存废弃物,例如被起重机(未图示)投入废弃物,并贮存该废弃物。
29.送料器5设置于料斗3的下部,将通过料斗3的溜槽部3a供给到供料台5a上的废弃物以规定的行程进退移动并推出到燃烧室11内,从而将废弃物供给到燃烧室11内的加料机7上。送料器5从控制装置50接收控制信号,控制推出该废弃物的速度、动作时机,并控制向燃烧室11的废弃物供给量。
30.加料机7是设置于燃烧室11的底部且通过将固定炉排和在垃圾的流动方向上往复运动的可动炉排交替配置而成的,并且接收由送料器5供给到燃烧室11内的废弃物,一边使
该废弃物移动一边进行干燥和燃烧。
31.加料机7具备:使由送料器5供给的废弃物的水分蒸发而使废弃物干燥的干燥炉排7a、位于干燥炉排7a的下游且使干燥后的废弃物燃烧的燃烧炉排(前燃烧炉排)7b、以及位于燃烧炉排7b的下游且使未燃烧而通过的固定碳成分等的未燃部分燃烧至成灰为止的后燃烧炉排7c。加料机7接收来自控制装置50的控制信号,并控制各炉排的动作速度。
32.后燃烧炉排7c的下游侧构成为与灰出口13连接,通过该灰出口13从废弃物燃烧装置100排出灰。
33.鼓风机9设置于加料机7的下方,经由风箱8向加料机7的各部供给一次空气(空气)。利用供给的一次空气,例如在燃烧炉排7b中促进废弃物的燃烧。鼓风机9接收来自控制装置50的控制信号,并控制送风量。
34.燃烧室11在加料机的上方包括一次燃烧室11a和二次燃烧室11b,且在其下游连接配设有锅炉15。一次燃烧室11a是一边将投入到炉内的废弃物移送到加料机7上一边从加料机7的下方利用一次空气对废弃物进行焚烧处理的炉内的区域。二次燃烧室11b是设置于一次燃烧室11a的上方且利用从设置于二次燃烧室内的鼓风机(未图示)送出的二次空气使从一次燃烧室11a产生了的未燃气体进行二次燃烧的炉内的区域。需要说明的是,若发热量发生变化,则废弃物的完全燃烧所需的空气量发生变化,因此对于输送二次空气的鼓风机,也可以接收来自控制装置50的控制信号来控制送风量。
35.在燃烧室11内设置有用于计测二次燃烧室11b内的炉内温度的温度计12。温度计12将计测出的炉内温度的信息向控制装置50发送。在图1中,温度计12仅设置一个,但也可以在二次燃烧室11b内设置多个。另外,温度计12只要能够掌握燃烧室内的燃烧状态即可,其也可以设置于燃烧室11的出口、与锅炉15连接的烟道中。
36.锅炉15配置于在燃烧室11中产生的废气的流动下游,利用在燃烧室11中产生的燃烧热来产生蒸汽。锅炉15使从燃烧室11送来的废气与在锅炉15内循环的水进行热交换而产生蒸汽。在锅炉15的废气出口设置有烟道,由锅炉15热回收了的废气通过烟道并通过废气处理设备后,向外部排出。在锅炉15内设置有用于对燃烧废气与水进行热交换而产生的蒸汽流量进行计测的蒸汽流量计测器16。蒸汽流量计测器16将计测出的蒸汽流量的信息向控制装置50发送。
37.由锅炉15热回收了的废气通过烟道而通过降低废气温度的减温塔17、用于从废气中除去飞灰等的集尘机19等废气处理设备来被进行处理,并从烟囱21排出到外部。
38.水分计30用于计测废弃物的水分量。水分计30只要能够计测废弃物的水分量即可,不管该计测器的种类,例如,也可以是使用电阻值、电容、光的吸收程度、电磁波来计测水分的计测器。如图1所示,水分计30优选设置于料斗3内的下方部分(出口附近)、即能够计测即将由送料器5向燃烧室11推出之前的废弃物的水分量的位置。通过能够计测即将向燃烧室11供给之前的废弃物的水分量,能够在燃烧前掌握供给到加料机7的废弃物的水分量。
39.需要说明的是,在图1所示的实施方式中,为了测定出口附近的废弃物的水分量,在料斗3内的出口附近设置水分计30,但水分计30的设置位置不限于该情况,水分计也可以测定料斗3的入口或出口附近的废弃物的水分量。
40.另外,水分计30不限于如图1所示那样设置于能够计测料斗3内的出口部分的废弃物的水分量的位置的情况,可以设置于任意的位置,例如能够计测料斗3内的中央部分、上
方部分的废弃物的水分量的位置。在将水分计30设置于能够计测料斗3内的中央部分的废弃物的水分量的位置等的情况下,已计测水分量的废弃物在一定时间后被供给到燃烧室11,但通过测量供给的时机,能够掌握供给到加料机7的废弃物的水分量。而且,水分计30不限于设置于能够计测料斗3内的废弃物的水分量的情况,也可以设置于加料机7的上游的上方位置,即能够计测刚供给到燃烧室11内之后的废弃物的水分量的位置。在将水分计30设置于能够计测加料机7的上游的上方位置的废弃物的水分量的位置的情况下,能够直接掌握供给到加料机7的废弃物的水分量。需要说明的是,水分计30不限于设置一个的情况,也可以设置多个。例如,也可以分别设置在能够计测料斗内的上方、中央、下方的废弃物的水分量的位置,从而计测料斗3内的废弃物的准确温度分布。
41.图2是本发明的一实施方式的控制装置50的框图。
42.如图2所示,控制装置50包括:发热量变化判定部52,其判定废弃物的发热量变化;调整值决定部54,其基于发热量变化的判定结果,决定送料器5及加料机7的操作量的调整值;操作量计算部56,其根据目标蒸汽流量来计算送料器5及加料机7的操作量;以及操作量控制部58,其根据由操作量计算部56计算出的操作量及在调整值决定部54决定出的送料器5及加料机7的操作量的调整值来控制送料器5及加料机7。
43.发热量变化判定部52基于由水分计30计测出的废弃物的水分量来判定废弃物的发热量变化。也可以是,发热量变化判定部52从水分计30接收废弃物的水分量的信息,并与预先设定的基准水分量进行比较,且在其差量超过规定的阈值而增减了时判定为发热量发生了变化。基准水分量是用于掌握废弃物的质的变化的水分量的基准值,例如,可以将规定时间前的废弃物的水分量设定为基准水分量,也可以将由水分计30随时间取得到的废弃物的水分量的移动平均值设定为基准水分量。另外,若例如废弃物的种类在某种程度上被决定,则用户也可以根据该废弃物的种类来设定基准水分量。
44.废弃物通常含有水分量越多则发热量越低,含有水分量越少则发热量越多。由此,发热量变化判定部52例如在废弃物中的水分量从基准水分量增加了规定的阈值以上时判定为废弃物的发热量降低,且在废弃物中的水分量从基准水分量减少了规定值以上时判定为废弃物的发热量增加。发热量变化判定部52在该废弃物的发热量的变化量增减了规定值以上时,将废弃物的变化量的信息作为判定结果向调整值决定部54发送。
45.调整值决定部54基于由发热量变化判定部52判定出的发热量变化的判定结果,以使向燃烧室11输入的热量输入量(废弃物的投入量)一定的方式分别决定送料器5及加料机7的操作量的调整值。调整值决定部54也可以决定与废弃物的发热量的变化量相应的、送料器5及加料机7的操作量的调整值。调整值决定部54将已决定的调整值的信息向操作量控制部58发送。
46.操作量计算部56为了使由蒸汽流量计测器16计测出的蒸汽流量与锅炉15的目标蒸汽流量一致,分别计算送料器5及加料机7的操作量,以使向燃烧室11投入必要的废弃物(热量输入量)。更具体而言,操作量计算部56以使当前的蒸汽流量与目标蒸汽流量一致的方式,计算送料器5的操作量,以便调整向燃烧室11内供给的废弃物量(热量输入量),另外,计算加料机7的操作量,以便调整燃烧热。操作量计算部56将计算出的送料器5及加料机7的操作量向操作量控制部58发送。目标蒸汽流量是在锅炉15中产生的成为目标的蒸汽流量,并且基于使用蒸汽而发电的发电装置的发电量等信息被适当设定。
47.操作量控制部58对在操作量计算部56中计算出的送料器5和加料机7的操作量、以及由调整值决定部54决定出的送料器5和加料机7的操作量的调整值进行运算,从而分别控制送料器5及加料机7。
48.在此,使用图3对送料器5及加料机7的操作量的调整的一例进行说明。在将基准水分量设为50%,在发热量变化判定部52中,从基准水分量变化了规定的阈值(2%)以上的情况下判定为存在发热量变化。在从水分计30取得到的水分量为53%的情况下,当与基准水分量的差量为2%以上时,发热量变化判定部52判定为存在发热量变化。接着,调整值决定部54由于为了使热量输入一定而增加废弃物的供给量,因此以提高送料器5的速度的方式决定调整值。另一方面,在水分量的增加(燃料卡路里的降低)时,存在加料机7的干燥距离变长、燃尽长度增加的问题。因此,调整值决定部54以降低加料机的速度的方式决定调整值,以使降低燃烧炉排7b及后燃烧炉排7c的炉排速度而增加滞留时间且减少燃尽长度。
49.根据图2所示的实施方式的控制装置50,为了与目标蒸汽流量一致,除了由操作量计算部56计算出的送料器5及加料机7的操作量以外,还计测向燃烧室供给的废弃物的水分量,由此在燃烧前检测废弃物的质的变化,能够调整预先考虑了该质的变化的送料器5及加料机7的操作量,因此能够实现燃烧状态的稳定化及蒸发量的稳定化。
50.在上述说明的图2所示的实施方式的控制装置50中,设置操作量计算部56并进行了说明,但也可以省略该操作量计算部56。例如,在目标蒸汽流量一定且废弃物的质的性状变化少的情况下,也可以是预先设定送料器5等的操作量,操作量控制部58对预先设定的送料器5等的操作量加上与该废弃物的水分量相应的操作量的调整值,以控制送料器5等。
51.另外,在调整值决定部54及操作量控制部58中,将送料器5及加料机7作为控制对象进行了说明,但本公开不限于此,例如,若加料机7的燃尽长度不成为问题,则也可以仅将送料器5作为控制对象。即,也可以根据废弃物的水分量,控制送料器5的操作量而调整向燃烧室11供给的废弃物量。
52.图4是本发明的另一实施方式的控制装置50的框图。需要说明的是,以下,关于与图2所示的控制装置50相同的结构,适当省略其说明。
53.在图4所示的实施方式的控制装置50中,发热量变化判定部52除了由水分计30计测出的废弃物的水分量,还可以基于由温度计12计测出的气体温度来判定燃烧室11内的废弃物的发热量变化。发热量变化判定部52也可以通过温度计12接收燃烧室11内的气体温度的信息,并与预先设定的基准气体温度比较,且在其差量超过规定的阈值而增减了时判定为发热量发生了变化。基准气体温度是用于产生目标蒸汽流量的气体温度的基准值,也可以由目标蒸汽流量决定。发热量变化判定部52例如在判定为气体温度从基准气体温度变化了规定的阈值以上的情况下,可以说在加料机7上的废弃物的燃烧热发生了变动。
54.根据上述结构,除了废弃物的水分量以外,还基于燃烧室内的气体温度、蒸汽流量等来判定燃烧室内的废弃物的发热量变化,因此即使在向燃烧室供给的废弃物的热量输入量发生了一些变动的情况下,也能够抑制燃烧热的变动。
55.调整值决定部54也可以在发热量变化判定部52中判定为气体温度变化了规定的阈值以上的情况下,决定加料机7的操作量以及从配置于燃烧室11内的底部的加料机7的下方向该加料机7供给空气的鼓风机9的操作量中的至少一个调整值。
56.例如,调整值决定部54在气体温度降低了规定的阈值以上时,判断为在加料机7上
的废弃物的燃烧热降低,为了促进废弃物的燃烧而决定鼓风机9的操作量的调整值,以使一次空气量增加。
57.操作量计算部56除了送料器5及加料机7的操作量以外,还计算鼓风机9的操作量。操作量控制部58对在操作量计算部56中计算出的送料器5、加料机7、以及鼓风机9的操作量和由调整值决定部54决定出的送料器5、加料机7、以及鼓风机9的操作量的调整值进行运算,分别控制送料器5、加料机7、以及鼓风机9。例如,在发热量变化判定部52中判定为气体温度从基准气体温度变化了规定的阈值以上的情况下,在调整值决定部54中决定鼓风机9的操作量的调整值,在操作量控制部58中,对在操作量计算部56中计算出的鼓风机9的操作量加上由调整值决定部54决定的鼓风机9的操作量的调整值。其结果为,能够使一次空气量增加而促进燃烧,能够增加从废弃物、生物质的固体成分产生的挥发分量。
58.图5是本发明的另一实施方式的控制装置50的框图。需要说明的是,以下,关于与图2所示的控制装置50共同的结构适当省略其说明。
59.图5所示的控制装置50还包括:存储废弃物的水分量与废弃物的发热量的相关图表的存储部60、根据由蒸汽流量计测器16计测出的蒸汽流量来计算发热量的发热量计算部62、以及根据由发热量计算部62计算出的发热量和由水分计30计测出的废弃物的水分量来更新存储于存储部60的相关图表的更新部64。
60.发热量变化判定部52基于由水分计30计测出的废弃物的水分量、存储于存储部60的废弃物的水分量以及废弃物的发热量之间的关系来判定废弃物的发热量变化。需要说明的是,在本实施方式中,例示了废弃物的水分量与废弃物的发热量之间的关系作为相关图表存储于存储部60的情况,但也可以作为对应表存储于存储部60。图6是本发明的一实施方式的相关图表。在图6所示的图表中,将横轴设为废弃物的水分量,将纵轴设为废弃物的发热量。由于废弃物的水分量与废弃物的发热量存在相关关系,因此若计测废弃物的水分量,则能够使用该相关图表来计算发热量。因此,发热量变化判定部52在取得到水分计30计测出的废弃物的水分量之后,访问存储部60,并取得与取得到的水分量相应的发热量。发热量变化判定部52也可以根据在规定时间后取得到的水分量来取得发热量,并判定发热量是否相对于前次的发热量变化了阈值以上。
61.发热量计算部62取得由蒸汽流量计测器16计测出的蒸汽流量以及由水分计30计测出的水分量,从而计算发热量。发热量计算部62将水分量和使用该水分量计算出的发热量的数据向更新部64发送。
62.更新部64从存储部60读取相关图表的数据,追加从发热量计算部62取得到的水分量和发热量的数据,从而更新水分量和发热量的相关图表,并在存储部60保存已更新的相关图表。在更新部64中,根据该发热量和由水分计30计测出的废弃物的水分量来更新存储于存储部60的相关图表,由此随时更新相关图表,成为与废弃物的质的变化相应的相关图表,能够精度良好地判定发热量变化,能够计算调整对象(送料器5、加料机7、鼓风机9等)的调整值,以使燃烧状态稳定化。
63.根据图5所示的控制装置50,通过发热量计算部62及更新部64,准备实时反映了能时刻变化的废弃物的质的相关图表,由发热量变化判定部52判定发热量变化,因此能够将废弃物的质量的变化更准确地反映到调整对象(送料器5、加料机7、鼓风机9等)的控制中。
64.需要说明的是,在图5所示的控制装置50中,以具备发热量计算部62及更新部64的
情况为例进行了说明,但本发明不限于此,也可以省略这些。例如,在根据天、季节在某种程度上决定了废弃物的种类的情况下,也可以由用户适当选择与该废弃物的种类相应的相关图表。
65.图7是本发明的另一实施方式的控制装置50的框图。需要说明的是,以下,关于与上述的控制装置50共同的结构适当省略其说明。
66.在图7所示的控制装置50中,存储部60存储表示锅炉15的目标蒸汽流量及废弃物的发热量变化信息与送料器5的调整值之间的对应关系的操作量映射,调整值决定部54根据发热量变化的结果和锅炉15的目标蒸汽流量、以及存储于存储部60的操作量映射来决定送料器5的操作量的调整值。操作量映射例如是根据发热量变化的结果、气体温度以及蒸汽流量的输入,利用热流体解析等来计算出成为目标蒸汽流量的送料器5、以及加料机7的操作量的调整值的映射。
67.根据上述结构,由于使用锅炉15的目标蒸汽流量的信息来调整送料器5的操作量,因此更能够实现目标蒸汽流量。
68.具体而言,调整值决定部54接受发热量变化的结果、气体温度以及蒸汽流量的输入,从存储部60读取操作量映射,从而基于该操作量映射来决定送料器5及加料机7的操作量的调整值。
69.通过使用操作量映射,能够准确地决定利用热流体解析计算出的送料器5等的操作量的调整值,并且能够赋予操作量的调整值来作为先行信号(日文:先行信号),因此能够快速抑制蒸汽流量变动。
70.另外,在图7所示的控制装置50中,也可以是,存储部60存储废弃物燃烧装置100的动态物理模型来代替上述操作量映射,调整值决定部54取得锅炉15的目标蒸汽流量及废弃物的发热量变化信息,并且根据存储于存储部60的动态物理模型来决定送料器5的操作量的调整值。即,通过表示送料器5等外力对发热量变化的结果、气体温度以及蒸汽流量的构成要素的作用的动态物理模型进行计算。该物理模型能够通过理论计算来求出。
71.送料器5的操作量的调整值不仅根据废弃物的发热量变化信息,还根据锅炉15的目标蒸汽流量及送料器5的操作量通过动态物理模型来计算,由此能够更精密地决定送料器5的操作量的调整值。
72.图8是本发明的一实施方式的废弃物燃烧方法的流程图。以下,使用图8对一实施方式的废弃物燃烧方法进行说明。需要说明的是,以使用图2所示的控制装置50控制送料器5的情况为例进行说明。
73.一实施方式的废弃物燃烧方法包括:将废弃物投入料斗3的阶段(s1)、使用送料器5将投入到料斗3的废弃物向燃烧该废弃物的燃烧室11内的加料机7上供给的阶段(s2)、计测废弃物的水分量的阶段(s3)、基于由水分计30计测出的废弃物的水分量来判定废弃物的发热量变化的阶段(s4)、基于发热量变化的结果来决定送料器5的操作量的调整值的阶段(s5)、以及基于送料器5的操作量的调整值来控制送料器5的阶段(s6)。
74.控制装置50在上述的各阶段s2~s6中,具体地进行以下的动作。在步骤s2中,操作量计算部56以使从蒸汽流量计测器16取得的蒸汽流量与目标蒸汽流量一致的方式计算送料器5的操作量,操作量控制部58基于该计算出的操作量进行送料器5的操作,使用送料器5将投入到料斗3的废弃物向燃烧该废弃物的燃烧室11内的加料机7上供给。
75.在步骤s3中,水分计30计测废弃物的水分量,控制装置50接收该计测出的废弃物的水分量的信息。计测废弃物的水分量的时机能够适当设定。
76.在步骤s4中,发热量变化判定部52基于由水分计30计测出的废弃物的水分量来判定废弃物的发热量变化是否为规定的阈值以上。
77.在步骤s5中,调整值决定部54基于发热量变化的结果,来决定送料器5的操作量的调整值。在是发热量变化为规定的阈值以上的判定结果的情况下,调整值决定部54决定与该变化量相应的调整值,另外,在是发热量变化不为规定的阈值以上的判定结果的情况下,调整值决定部54决定调整值为0。
78.在步骤s6中,操作量控制部58基于送料器5的操作量的调整值来控制送料器5的操作量。
79.在本废弃物燃烧方法中,基于由水分计30计测出的废弃物的水分量来判定废弃物的发热量变化,并且基于该发热量变化的结果来决定送料器5的操作量的调整值。其结果为,能够调整废弃物向燃烧室11内的投入量,调整向燃烧室11的热量输入量,能够有助于燃烧室11中的废弃物的燃烧状态的稳定化及蒸汽流量的稳定化。而且,利用水分计30计测任意的位置的废弃物的水分量,并基于计测出的水分量来判定废弃物的发热量变化以反映到向燃烧室11内的废弃物的投入量控制中,由此能够有助于废弃物的燃烧状态的进一步稳定化及蒸汽流量的稳定化。
80.各实施方式所述的废弃物燃烧装置100例如以下那样掌握。
81.(1)第一方式的废弃物燃烧装置100具备:料斗3,其供废弃物投入;送料器5,其将被投入到料斗3的废弃物进行供给;加料机7,其设置于燃烧废弃物的燃烧室11内;锅炉15,其利用在燃烧室11中产生了的燃烧热来产生蒸汽;水分计30,其计测废弃物的水分量;以及控制装置50,其包括基于由水分计30计测出的废弃物的水分量来判定废弃物的发热量变化的发热量变化判定部52及基于发热量变化的判定结果来决定送料器5的操作量的调整值的调整值决定部54、以及根据在调整值决定部54中决定出的送料器5的操作量的调整值来控制送料器5的操作量控制部58。
82.在第一方式的废弃物燃烧装置100中,基于由水分计30计测出的废弃物的水分量来判定废弃物的发热量变化,并且基于该发热量变化的结果,来决定送料器5的操作量的调整值。其结果为,能够调整废弃物向燃烧室11内的投入量,调整向燃烧室11的热量输入量,能够有助于燃烧室11中的废弃物的燃烧状态的稳定化及蒸汽流量的稳定化。而且,利用水分计30计测任意的位置的废弃物的水分量,并基于计测出的水分量来判定废弃物的发热量变化以反映到向燃烧室11内的废弃物的投入量控制中,能够有助于废弃物的燃烧状态的进一步稳定化及蒸汽流量的稳定化。
83.(2)第二方式的废弃物燃烧装置100根据第一方式所述的废弃物燃烧装置100,还具备:锅炉15,其利用在燃烧室11中产生了的燃烧热来产生蒸汽;以及蒸汽流量计测器16,其计测锅炉15的蒸汽流量,控制装置50还包括操作量计算部56,所述操作量计算部56以使由蒸汽流量计测器16计测出的蒸汽流量与锅炉15的目标蒸汽流量一致的方式计算送料器5的操作量,操作量控制部58对在操作量计算部56中计算出的送料器5的操作量、以及在调整值决定部54中决定出的送料器5的操作量的调整值进行运算,以控制送料器5。
84.在第二方式的废弃物燃烧装置100中,为了使锅炉15的目标蒸汽流量与由蒸汽流
量计测器16计测出的蒸汽流量一致,计算送料器5的操作量,并且根据该送料器5的操作量以及基于废弃物的水分量而得的发热量变化的结果,来调整送料器5的操作量。其结果为,由于以成为目标蒸汽流量的方式决定送料器的操作量,并且根据废弃物的水分量调整该操作量,因此能够迅速地响应目标蒸汽流量的变化。
85.(3)第三方式的废弃物燃烧装置100根据第二方式所述的废弃物燃烧装置100,操作量计算部56以使由蒸汽流量计测器16计测出的蒸汽流量与锅炉15的目标蒸汽流量一致的方式计算送料器5及加料机7的操作量,调整值决定部54基于发热量变化的判定结果,来分别决定送料器5及加料机7的操作量的调整值,操作量控制部58对在操作量计算部56中计算出的送料器5及加料机7的操作量、以及在调整值决定部54中决定出的送料器5及加料机7的操作量的调整值进行运算,以控制送料器5及加料机7。
86.在第三方式的废弃物燃烧装置100中,以使锅炉15的目标蒸汽流量与由蒸汽流量计测器16计测出的蒸汽流量一致的方式,决定送料器5及加料机7的操作量,根据基于废弃物的水分量而得的发热量变化的结果,来调整送料器5及加料机7的操作量。其结果为,能够与废弃物的水分量相应地利用送料器5控制向燃烧室11供给的废弃物的供给量、即热量输入量,并且也能够控制废弃物的燃烧状态,能够实现蒸汽流量的稳定化。
87.(4)第四方式的废弃物燃烧装置100根据第一方式至第三方式所述的废弃物燃烧装置100,发热量变化判定部52基于废弃物的水分量与规定时间前的废弃物的水分量或随时间取得到的废弃物的水分量的移动平均值之间的差量来判定废弃物的发热量变化。
88.在第四方式的废弃物燃烧装置100中,在废弃物的水分量与规定时间前的废弃物的水分量或随时间取得到的废弃物的水分量的移动平均值之间产生了差量时来判定废弃物的发热量变化,由此即使废弃物的质(水分量)发生变化,也能够基于该发热量变化来控制调整对象(送料器5、加料机7、鼓风机9等),且能够有助于燃烧状态的稳定化及蒸汽流量的稳定化。
89.(5)第五方式的废弃物燃烧装置100根据第一方式至第三方式所述的废弃物燃烧装置100,控制装置50还包括存储废弃物的水分量与废弃物的发热量之间的关系的存储部60,发热量变化判定部52基于由水分计30计测出的废弃物的水分量、存储于存储部60的所述废弃物的水分量以及所述废弃物的发热量之间的关系来判定废弃物的发热量变化。
90.在第五方式的废弃物燃烧装置100中,即使废弃物的质发生变化,也能够基于根据废弃物的水分量与相关图表判定出的发热量变化,来以使向燃烧室11的热量输入量成为一定的方式控制送料器5,并且能够有助于燃烧状态的稳定化及蒸汽流量的稳定化。
91.(6)第六方式的废弃物燃烧装置100根据第五方式所述的废弃物燃烧装置100,控制装置50还包括:发热量计算部62,其根据由蒸汽流量计测器16计测出的蒸汽流量来计算发热量;以及更新部64,其根据由发热量计算部62计算出的发热量以及由水分计30计测出的废弃物的水分量来更新存储于存储部60的所述废弃物的水分量与所述废弃物的发热量之间的关系。
92.在第六方式的废弃物燃烧装置100中,通过根据由发热量计算部62计算出的发热量以及由水分计30计测出的废弃物的水分量随时更新相关图表,能够更符合当前的状况来判定发热量变化。
93.(7)第七方式的废弃物燃烧装置100根据第一方式至第六方式所述的废弃物燃烧
装置100,还具备计测燃烧室11内的气体温度的温度计12,发热量变化判定部52基于由水分计30计测出的废弃物的水分量以及由温度计12计测出的气体温度来判定燃烧室11内的废弃物的发热量变化。
94.在第七方式的废弃物燃烧装置100中,进一步利用气体温度来判定发热量变化,因此能够基于燃烧室11内的更多信息来判定发热量变化。
95.(8)第八方式的废弃物燃烧装置100根据第七方式所述的废弃物燃烧装置100,调整值决定部54在发热量变化判定部52中判定为气体温度变化了一定以上的情况下,决定加料机7的操作量的调整值以及从配置于燃烧室11内的底部的加料机7的下方向该加料机7供给空气的鼓风机9的操作量的调整值的至少一个,操作量控制部58基于在调整值决定部54中决定出的加料机7的操作量的调整值以及在调整值决定部54中决定出的鼓风机9的操作量的调整值的至少一个,控制加料机7以及鼓风机9中的至少一个。
96.在第八方式的废弃物燃烧装置100中,在气体温度变化了一定以上的情况下,由于调整加料机7或者鼓风机9的操作量,因此能够控制加料机7上的废弃物的燃烧状态,能够使燃烧状态稳定化。
97.(9)第九方式的废弃物燃烧装置100根据第一方式至第八方式所述的废弃物燃烧装置100,加料机7包括使由送料器5供给的废弃物干燥的干燥炉排7a、以及配置于干燥炉排7a的下游的燃烧炉排7b,调整值决定部54根据由水分计30计测出的废弃物的水分量,决定加料机7的燃烧炉排7b的速度的调整值,操作量控制部58基于在调整值决定部54中决定出的燃烧炉排7b的速度的调整值,来控制燃烧炉排7b的速度。
98.在第九方式的废弃物燃烧装置100中,根据由水分计30计测出的废弃物的水分量,调整燃烧炉排7b的速度,因此能够控制燃烧炉排7b上的废弃物的燃烧状态,能够在燃烧炉排7b上促进废弃物的完全燃烧。
99.(10)第十方式的废弃物燃烧装置100根据第五方式所述的废弃物燃烧装置100,存储部60存储表示锅炉15的目标蒸汽流量及废弃物的发热量变化信息与送料器5的调整值之间的对应关系的操作量映射,调整值决定部54根据发热量变化的结果及锅炉15的目标蒸汽流量、以及存储于存储部60的操作量映射来决定送料器5的操作量的调整值。
100.在第十方式的废弃物燃烧装置100中,基于表示锅炉15的目标蒸汽流量及废弃物的发热量变化信息与送料器5的调整值之间的对应关系的操作量映射来决定送料器5的操作量的调整值,由此能够使用锅炉15的目标蒸汽流量的信息以调整送料器5的操作量,因此更能够实现目标蒸汽流量。
101.(11)第十一方式的废弃物燃烧装置100根据第五方式所述的废弃物燃烧装置100,存储部60存储废弃物燃烧装置100的动态物理模型,调整值决定部54取得锅炉15的目标蒸汽流量及废弃物的发热量变化信息,并且根据存储于存储部60的动态物理模型来决定送料器5的操作量的调整值。
102.在第十一方式的废弃物燃烧装置100中,通过动态物理模型来计算送料器5的操作量的调整值,由此能够更精密地决定送料器5的操作量的调整值。
103.(12)第十二方式的废弃物燃烧装置100根据第一方式所述的废弃物燃烧装置100,水分计30设置于供废弃物投入的料斗3的入口或出口附近,以测定废弃物的水分量。
104.在第十二方式的废弃物燃烧装置100中,通过将水分计30设置于料斗3的入口附
近,能够计测刚供给到料斗3之后的废弃物的水分量。另外,通过将水分计30设置于料斗3的出口附近,能够计测即将向燃烧室11供给之前的废弃物的水分量,能够在燃烧前掌握供给到加料机7的废弃物的水分量。
105.(13)第十三方式的废弃物燃烧方法包括:阶段s1,在该阶段s1中,将废弃物投入到料斗3;阶段s2,在该阶段s2中,使用送料器5将被投入到料斗3的废弃物向燃烧该废弃物的燃烧室11内的加料机7上供给;阶段s3,在该阶段s3中,计测废弃物的水分量;阶段s4,在该阶段s4中,基于在由水分计30计测出的废弃物的水分量来判定废弃物的发热量变化;阶段s5,在该阶段s5中,基于发热量变化的判定结果来决定送料器5的操作量的调整值;以及阶段s6,在该阶段s6中,基于送料器5的操作量的调整值来控制送料器5。
106.在第十三方式的废弃物燃烧方法中,基于由水分计30计测出的废弃物的水分量来判定废弃物的发热量变化,并且基于该发热量变化的结果,来决定送料器5的操作量的调整值。其结果为,能够调整废弃物向燃烧室11内的投入量,调整向燃烧室11输入的热量输入量,能够有助于燃烧室11中的废弃物的燃烧状态的稳定化及蒸汽流量的稳定化。而且,利用水分计30计测任意的位置的废弃物的水分量,基于计测出的水分量判定发热量变化并反映到向燃烧室11内的废弃物的投入量控制中,由此能够有助于废弃物的燃烧状态的进一步稳定化及蒸汽流量的稳定化。
107.本发明并不限定于上述的实施方式,也包括对上述实施方式施加了变形的方式、将这些方式适当组合的形态。
108.工业上的可利用性
109.本发明涉及垃圾焚烧炉等废弃物燃烧装置以及废弃物燃烧方法。根据本发明,能够使燃烧室内的废弃物的燃烧状态稳定。
110.附图标记说明
111.3 料斗
112.5 送料器
113.7 加料机
114.8 风箱
115.9 鼓风机
116.11 燃烧室
117.13 灰出口
118.15 锅炉
119.16 蒸汽流量计测器
120.17 减温塔
121.19 集尘机
122.21 烟囱
123.30 水分计
124.50 控制装置
125.52 发热量变化判定部
126.54 调整值决定部
127.56 操作量计算部
128.58 操作量控制部
129.60 存储部
130.62 发热量计算部
131.64 更新部
132.100 废弃物燃烧装置。
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