加料式焚烧炉的燃烧控制装置的制作方法

专利名称：加料式焚烧炉的燃烧控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加料式焚烧炉的燃烧控制装置，从投入垃圾、工业废弃物等被焚烧物的加料机的下方导入一次空气，且在该加料机上方的燃烧室进行一次燃烧之后，在该燃烧室的上方部位进行二次燃烧。
背景技术：
加料式(7卜一力式)焚烧炉是如下构成的焚烧炉，其具备交互配置固定段和可动段的炉蓖而构成的加料机，通过使用液压装置使可动段往复移动，一边进行从送料斗投入的垃圾(被焚烧物)的搅拌和前行， 一边在配置于该加料机上游侧的干燥区进行垃圾的干燥，在下一主燃烧区投入一次空气，并且进行主燃烧，在最下游侧的余烬燃烧区进行燃烧剩余量的余烬燃烧。
专利文献1 (特许第3582710号公报)提供了一种如下的技术，即，在这样的加料机焚烧炉中，使抽出了加料机上的燃烧室内的燃烧废气的一部分的再循环气体通过再循环通路回流到上述燃烧室内的二次燃烧部，与二次空气一并供给燃烧。
在由专利文献1提供的技术中，抽出加料机上方的燃烧室内的燃烧废气的一部分作为再循环气体送入热交换器中，在该热交换器内使该再循环气体和一次空气及二次空气进行热交换，对该一次空气及二次空气进行预热，并且对该再循环气体进行冷却，通过配置于上述热交换器下游侧的风扇将该被降温的再循环气体投入到上述燃烧室内的二次空气供给口的更上游侧部位，将二次空气供给口的更上游侧的环境气体形成为弱还原性的环境气体，将二次空气供给后的燃烧室内的总空气比控制在1.3左右，使未燃气体及未燃物进行完全燃烧，并且降低NOx。
专利文献l:(日本)特许第3582710号公报但是，在上述专利文献1的现有技术中，存在下述问题。即，在上述现有技术中，在抽出加料机上方的燃烧室内的燃烧废气的一部分而作为再循环气体送入热交换器中，通过在该热交换器内使一次空气及
5二次空气进行热交换而对该再循环气体进行冷却之后，利用配置于上述热交 换器下游侧的风扇将该被降温的再循环气体投入到燃烧室内的二次空气供给 口的更上游侧部位，因此，需要用于将该再循环气体与空气(一次空气及二 次空气)进行热交换而使其降温后送入风扇中的热交换器，从而导致燃烧废 气再循环系统的结构变得复杂，并且，因设备数量变多而使装置成本上升。
另外，对于上述风扇而言，由上述热交换器进行降温，但由于腐蚀成分 多的燃烧气体被直接送入，因此风扇的腐蚀容易进行，导致该风扇的耐久性 及寿命降低。
为了解决以上所述的现有技术的问题，本申请的发明人提出了特愿
2005-059846号(2005年3月4日申请)的发明。
在该在先申请发明中，在利用风扇使从加料机上方的燃烧室内抽出的燃 烧废气的一部分通过再循环通路回流到燃烧室内时，在上述再循环通路的风 扇的上游部位，将由燃烧用的一次空气或者二次空气中的任一方构成的空气 直接混合到再循环气体中并导入到再循环气体回流用的风扇，通过利用该风 扇使由该混合气体构成的再循环气体回流到燃烧室内，从而利用空气对燃烧 废气进行降温，并且，可通过与空气的混合来稀释燃烧废气并将其导入到风
温的热交换器，使燃烧废气再循环系统的结构简化，并且降低构成设备凄t量， 并降低燃烧设备的装置成本。
另外，在该在先申请发明中，被导入到再循环气体回流用的风扇的再循 环气体，被低温的空气冷却而降温，另外被该空气稀释而降低燃烧废气浓度， 并且，通过利用上述冷却^f吏废气中的腐蚀成分即盐类固化，成为降低了腐蚀 成分的再循环气体，因此，风扇的温度降低，该风扇的热应力变小，并且， 如上所述，通过将降低了腐蚀成分的再循环气体导入到风扇，可以抑制风扇 的腐蚀，由此，可以不使用高价的耐热材料而得到低成本化的风扇，维持所 需要的耐久性及寿命。
但是，在上述在先申请发明中，提案只限于上述加料式焚烧炉中的再循 环气体和空气(燃烧用的一次空气及二次空气)的混合及向焚烧炉侧的回流 方法、以及用于进行这样的混合及向焚烧炉侧的回流的装置，在上述在先申 请发明中未公开向焚烧炉侧回流的再循环气体和空气的具体的混合比控制、 空气混合再循环气体的回流引起的焚烧炉内的燃烧控制等。

发明内容
本发明是鉴于这样的现状而作出的，其目的在,于提供一种加料式焚烧炉 的燃烧控制装置，其可以以高精度实施经由具备再循环风扇的再循环通路而 向焚烧炉侧回流的空气混合再循环气体的混合比控制及焚烧炉内的燃烧控
制，通过比较简单且低成本的结构，可抑制NOx、 CO等有害成分的产生， 并且能够以高燃烧效率进行完全燃烧。
为了解决上述现有技术的课题，第一方面的发明提供一种加料式焚烧炉 的燃烧控制装置，其构成为，在从投入被焚烧物的加料机的下方导入一次空 气且在该加料机上方的燃烧室进行一次燃烧之后，在该燃烧室的上方进行二 次燃烧，并且，将抽出了所迷燃烧室内的燃烧废气的一部分的再循环气体和 通过空气通路供给的空气进行混合，利用风扇通过再循环通路将该空气混合 再循环气体供给到炉内，该燃烧控制装置的特征在于，在所述空气通路设置
对空气流量进行调节的空气流量调节机构，另一方面， -没置有温度^r测机 构，其对所述空气混合再循环气体的温度进行检测；燃烧控制机构，其输入 来自所述温度检测机构的所迷空气混合再循环气体的温度检测值，基于该温 度检测值计算出所述空气混合再循环气体的温度达到预先设定的目标温度的 所述空气流量调节机构的通路面积，并将所述空气流量调节机构控制在所述 通路面积计算值。
另外，第二方面的发明，在上述燃烧控制装置中，在所述空气通路设置 对空气流量进行调节的空气流量调节机构，另一方面，设置有气体浓度检 测机构，其对所述空气混合再循环气体的气体浓度进行^r测；燃烧控制机构， 其输入来自所迷气体浓度检测机构的所述空气混合再循环气体的气体浓度检 测值，基于该气体浓度检测值计算出所述空气混合再循环气体的气体浓度达 到预先设定的目标气体浓度的所述空气流量调节机构的通路面积，并将所述 空气流量调节机构控制在所述通路面积计算值。
第三方面的发明在第二方面发明的基础上，优选构成为，设置对所述燃 烧废气中的NOx浓度进行检测的NOx浓度检测机构及对所述燃烧废气中的 CO浓度进行检测的CO浓度检测机构，所述燃烧控制机构构成为，基于从所 述气体浓度检测机构输入的该气体浓度检测值、且基于从所述NOx浓度检测 机构输入的NOx浓度检测值，并且基于从所述CO浓度检测机构输入的CO浓度检测值，计算出所述空气混合再循环气体的气体浓度达到预先设定的目
标气体浓度且所述燃烧废气中的NOx浓度达到预先设定的目标NOx浓度以 下，并且所述燃烧废气中的CO浓度达到预先设定的目标CO浓度以下的所述 空气流量调节机构的通路面积，将所述空气流量调节机构控制在所述通路面 积计算值。
另外，第四方面的发明，在上述燃烧控制装置中，在所述空气通路设置 对空气流量进行调节的空气流量调节机构，另一方面，设置有温度检测机 构，其对所述空气混合再循环气体的温度进行检测；气体浓度检测机构，其 对所述空气混合再循环气体的气体浓度进行检测；燃烧控制机构，其输入来 自所述温度检测机构的所述空气混合再循环气体的温度检测值及来自所述气 体浓度检测机构的所述空气混合再循环气体的气体浓度检测值，基于这些温 度检测值及气体浓度检测值，计算出所述空气混合再循环气体的温度达到预 先设定的目标温度且所述空气混合再循环气体的气体浓度达到预先设定的目 标气体浓度的所述空气流量调节机构的通路面积，并将所述空气流量调节机 构控制在所述通路面积计算值。
另外，第五方面的发明，在上述燃烧控制装置中，在将空气混合到所述 再循环气体中并被供给到所述燃烧室的空气混合再循环气体流通的再循环气 体通路，设置对空气混合再循环气体流量进行调节的再循环气体流量调节机 构，并且，设置对所述空气混合再循环气体的流量进行检测的气体流量检测 计，且设置有燃烧控制机构，其基于从所述气体流量计输入的再循环气体的 流量检测值，计算出该再循环气体的流量达到预先设定的目标流量的所述再 循环气体流量调节机构的通路面积，并将所述再循环气体流量调节机构控制 在所述通路面积计算值。
第六方面的发明在第五方面发明的基础上，优选构成为，在所述燃烧室 的多个部位设置有再循环气体喷出口，并且，与所述各再循环气体喷出口相 连接地设置有多个所述再循环气体通路，在所述各再循环气体通路设置有对 空气混合再循环气体流量进行调节的再循环气体流量调节机构，与再循环气 体流量调节机构相对应地设置对所述燃烧室的压力进行;险测的所述燃烧室压 力检测机构，所述燃烧控制机构构成为，基于来自所述多个燃烧室压力检测 机构的所述燃烧室压力检测值，计算出所述多个部位的燃烧室压力达到预先 设定的目标压力的所述各再循环气体流量调节机构的通路面积，并将所述各
8再循环气体流量调节机构控制在所述通路面积计算值。
在第一方面的发明中，利用燃烧控制装置，基于被导入到输送空气混合 再循环气体的再循环风扇的空气混合再循环气体的温度检测值，以该空气混 合再循环气体的温度达到预先设定的容许最高温度以下的方式对空气流量调 节机构的开度进行调节，控制混入到所述空气混合再循环气体中的空气量， 因此，即使因某些原因而导致所述再循环气体的温度上升，通过与该温度上 升对应地增加空气量，也可以将吸入到所述再循环风扇的空气混合再循环气 体的温度持续且适当地保持在所述容许最高温度以下。
由此，可以防止所述空气混合再循环气体引起的再循环风扇的过热，该 再循环风扇不需要使用由特别的耐热材料构成的高成本的风扇，并可以保持 高的耐久性。
在第二方面的发明中，利用燃烧控制机构，基于导入到再循环风扇的空 气混合再循环气体的气体浓度检测值(优选氧气浓度检测值)，以该空气混合 再循环气体的气体浓度达到预先设定的容许气体浓度的方式对空气流量调节 机构的开度(通3各面积)进行调节，控制混入所述空气混合再循环气体中的 空气量，因此，即便在例如消耗再循环气体中的氧气而导致氧气浓度变得过 小的情况下，通过增大所述空气流量调节机构的开度以增加空气量，从而也 可以持续地进行在所述容许最小氧气浓度以上的稳定燃烧。
另外，如第三方面发明所述构成时，利用燃烧控制装置对空气流量调节
机构的开度进行调节，因此，可以持续地分别将燃烧废气中的NOx浓度保持 在容许最大NOx浓度以下，将燃烧废气中的CO浓度保持在容许最大CO浓 度以下，可以促进废气的净化。
根据第四方面的发明，得到第一方面发明和第二方面发明的复合效果。
即，在第四方面的发明中，
(1)利用燃烧控制机构，基于导入到再循环风扇的空气混合再循环气体 的温度检测值，以该空气混合再循环气体的温度达到预先设定的容许最高温 度以下的方式对所述空气流量调节机构的开度进行调节，控制混入到所述空 气混合再循环气体中的空气量，因此，即使因某些原因而导致所述再循环气 体的温度上升，通过与该温度上升对应地增加空气量，也可以将吸入到所述 再循环风扇的空气混合再循环气体的温度持续且适当地保持在所述容许最高 温度以下。
9由此，可以防止所述空气混合再循环气体引起的再循环风扇的过热，该 再循环风扇不需要使用由特别的耐热材料构成的高成本的风扇，可以保持高 的耐久性。
(2 )利用燃烧控制机构，基于导入到再循环风扇的空气混合再循环气体 的气体浓度检测值(优选氧气浓度检测值)，以该空气混合再循环气体的气体 浓度达到预先设定的容许气体浓度的方式对所述空气流量调节机构的开度进 行调节，控制混入所迷空气混合再循环气体中的空气量，因此，即便在例如 消耗再循环气体中的氧气而导致氧气浓度变得过小的情况下，通过增大所述 空气流量调节机构的开度以增加空气量，从而也可以持续地进行在所述容许 最小氧气浓度以上的稳定燃烧。
在第五方面的发明中，在空气混合再循环气体流通的吸入通路(再循环 气体通路)设置有对空气混合再循环气体流量进行调节的该再循环气体流量 调节机构，并且，基于来自对所述空气混合再循环气体的流量进4亍检测的气 体流量计的再循环气体的流量检测值，以该再循环气体的流量达到预先设定 的目标流量的方式来控制再循环气体流量调节机构，因此，通过以再循环气 体的流量达到目标流量的方式来控制再循环气体流量调节机构的开度，可将 作为二次空气的空气混合再循环气体的量，稳定地保持在该空气混合再循环 气体可完全燃烧的量，从而可将燃烧状态平均化而保持稳定燃烧。
另外，如第六方面发明所述构成时，在燃烧室的多个部位设置有再循环 气体喷出口 ，对应于在与该再循环气体喷出口连接的各再循环气体通路设置 的再循环气体流量调节机构，设置燃烧室压力检测机构，利用燃烧控制机构 对再循环气体喷出口附近的再循环气体压力进行检测，使用再循环气体量与 再循环气体压力成比例的关系，以该再循环气体压力达到目标气体压力的方 式进行控制，因此，可以灵活自如地调节向设置于燃烧室的多个部位的再循 环气体喷出口的空气混入再循环气体量的分配，从而在燃烧室的圆周方向可 以均勻地供给空气混入再循环气体，可以使燃烧平均化。


图l是表示本发明第一实施方式的加料式焚烧炉的结构图； 图2是表示上述第一实施方式的燃烧控制装置的概略结构图; 图3是上述第一实施方式的燃烧控制框4是表示本发明第二实施方式的加料式焚烧炉的结构图5是表示上述第二实施方式的燃烧控制装置的概略结构图6是上述第二实施方式的燃烧控制框图7是表示本发明第三实施方式的加料式焚烧炉的结构图8是上述第三实施方式的燃烧控制流程图9是表示本发明第四实施方式的加料式焚烧炉的结构图IO是上述第四实施方式的燃烧控制流程图。
具体实施例方式
下面，根据图示的实施方式来详细说明本发明。 第一实施方式
图1是表示本发明第一实施方式的加料式焚烧炉的结构图，图2是表示 上述第一实施方式的燃烧控制装置的概略结构图，图3是上述第一实施方式 的燃烧控制框图。
图1中，附图标记1是投入垃圾或工业废弃物等被焚烧物的垃圾送料斗， 附图标记2是加料式焚烧炉。该加料式焚烧炉2中敷设有在来自垃圾送料 斗1的投入口的炉内底部主要构成干燥区的干燥区加料机21、主要构成燃烧 区的主燃烧区加料机22、以及主要构成余烬燃烧区的余烬燃烧区加料机23。 干燥区加料机21位于最上游侧，主燃烧区加料机22位于干燥区加料机21的 下游侧，余烬燃烧区加料机23在主燃烧区加料机22的下游位于最下游侧。 在此，所谓主燃烧区是指在垃圾层上腾起火焰进行燃烧的区域。
上述各加料机21、 22、 23具备配置于固定炉蓖之间的移动炉篦，通过该 移动炉篦的往复运动投入垃圾(被焚烧物)之后，在加料机21对该垃圾进行 干燥，在加料机22进行主燃烧，最后，在加料机23进行余烬燃烧。另外， 在该实施方式中，上述主燃烧区加料机有3个，但只要设置一个或者多个即 可。附图标记8是炉灰收集槽。
另外，在上述加料机21、 22、 23的上方设置有一次燃烧室3，进而在其 上方设置有二次燃烧室4。
附图标记19a、 19b、 19c、 19d为面向二次燃烧室4而设置的再循环气体
喷出喷嘴。另外，附图标记81为与二次燃烧室4的废气出口连接的锅炉。
在千燥区加料机21、燃烧区加料机22及余烬燃烧区加料机23配置有在
ii各自的下部风箱开口的一次空气管51、 52(三个)、53,从该一次空气管供给 一次空气。附图标记6为一次空气供给用的风扇，附图标记5为将该风扇6 和各一次空气管51、 52(三个)、53分别连接的一次空气主管，从风扇6压 送来的一次空气从一次空气主管5分配到一次空气管51、 52、 53。在一次空 气管51、 52、 53设置有对它们分别进行开闭的开闭闸板(夕'乂 )54、 55、 56。另外，在一次空气主管5设置有对其进行开闭的开闭闸板7。
附图标记40为以上述一次燃烧室3内(也可以是二次燃烧室4内)的燃 烧废气的一部分作为再循环气体而抽出的再循环气体抽出口 ，从该再循环气 体抽出口 40抽出的再循环气体经由再循环通路16、混合气体通路14及分离 混合气体中的固体杂物的旋风器12被导入到再循环风扇13的吸入通路31。 即，再循环气体抽出口 40和吸入通路31经由再循环通^各16连4妄，在吸入通 3各31设置有对再循环风扇13的入口进行开闭的气体闸板013。
附图标记30为/人一次空气主管5分支并与再循环风扇13的上游部位即 吸入通路31连接的混入空气通路，附图标记30a为对混入空气通路30进行 开闭的空气闸板(开闭闸板)，若打开该空气闸板30a，则来自一次空气主管 5的一次空气通过混入空气通路30而流入到吸入通路31的再循环风扇13的 入口，将一次空气与上述再循环气体混合，并通过混合气体通路14、旋风器 12及吸入通路31而导入到再循环风扇13。
上述空气闸板30a构成为可以接收来自后述燃烧控制机构60的控制信号 而自动调节开度(流量调节)，并构成为，通过调节该空气闸板30a的开度， 来调节流经混入空气通路30的一次空气的流量，对通过混合气体通路14、旋 风器12及吸入通路31而导入到再循环风扇13的再循环气体和一次空气的混 合气体、即空气混合再循环气体的再循环气体和一次空气的混合比例进行调
节
而且，通过再循环风扇13压送到再循环通路15的一次空气混合后的空 气混合再循环气体被分支到两个再循环通路17、 18，从一侧的再循环通路17 被送入一侧的两列再循环气体喷出喷嘴19a、 19c，从另一侧的再循环通路18 被送入另一侧的两列再循环气体喷出喷嘴19b、 19d，使其从再循环气体喷出 喷嘴19a、 19c及19b、 19d喷射到二次燃烧室4内。另外，在再循环通路17 内设置有对其进行开闭的支路气体闸板B33，在再循环通路18内设置有对其 进行开闭的支路气体闸板A32。
12附图标记35为设置于上迷再循环通路15内且对上述空气混合再循环气 体的温度进行检测的温度传感器(也可以将温度传感器35a设置于混合气体 通路14。以下的说明为对温度传感器35进行的说明)。附图标记36为对上述 空气闸板30a的开度进行检测的空气闸板开度检测器。
本发明第一实施方式的加料式焚烧炉2具备燃烧控制机构60,该燃烧控 制机构60与温度传感器35 (包括35a)、空气闸板30a及空气闸板开度检测 器36电连接，从温度传感器35输入上述空气混合再循环气体的温度检测值， 并且，从空气闸板开度检测器36输入空气闸板30a的开度检测值，基于这样 的检测值来调节空气闸板30a的开度，以使上述空气混合再循环气体的温度 达到目标温度，将上述空气混合再循环气体中的再循环气体和一次空气的混 合比例控制在目标混合比例。
在这样的加料式焚烧炉2运转时，将从加料机上方的燃烧室(一次燃烧 室3或者二次燃烧室4)内通过再循环气体抽出口 40而抽出的燃烧废气的一 部分作为再循环气体，通过再循环通路16与来自混入空气通路30的一次空 气进行混合，并通过混合气体通路14、旋风器12及吸入通路31而导入到再 循环风扇13。
而且，由再循环风扇13压送到再循环通路15的一次空气混合后的空气 混合再循环气体被分支到两个再循环通路17、 18，并分别被送入到一侧的再 循环气体喷出喷嘴19a、 19c及另一侧的再循环气体喷出喷嘴19b、 19d，从再 循环气体喷出喷嘴19a、 19c及19b、 19d喷射到二次燃烧室4内。
由此，可以利用 一次空气将由燃烧废气的一部分构成的再循环气体进行 降温，并且可通过与该一次空气的混合而将燃烧废气稀释并导入到再循环风 扇13。
接着，基于图2及图3说明该第一实施方式的燃烧控制机构及燃烧控制 工序。
本实施方式的燃烧控制机构60具备气体温度比较部61、基准气体温 度设定部62、气体温度/空气量设定部63、空气量调节量计算部64、空气闸 板开度调节量计算部65及空气闸板开度计算部66,由温度传感器35检测出 的空气混合再循环气体的温度检测值被输入到该燃烧控制机构60的气体温度 比较部61。在基准气体温度设定部62，设定有纟皮送入到上述再循环风扇13 的上述空气混合再循环气体的容许最高温度(优选30(TC左右)。
13另外，在气体温度比较部61，算出来自温度传感器35的空气混合再循 环气体的温度检测值和设定于基准气体温度设定部62的容许最高温度的温度偏差。
然后，按以下的顺序算出由图2所示的空气闸板开度计算机构600计算 的空气闸板30a的开度。
在图3中，将来自气体温度比较部61的温度偏差的计算值输入到空气量 调节量计算部64。
在气体温度/空气量设定部63,根据实验结果或模拟计算预先设定通过混 入空气通^各30供给的空气的空气量和上述空气与来自再循环通路16的再循 环气体混合后的上述空气混合再循环气体温度的关系。
另外，在空气量调节量计算部64，由上述气体温度/空气量设定部63计 算出(提取)与来自气体温度比较部61的上述温度偏差的计算值相对应的空 气量偏差，并将其输出到空气闸板开度调节量计算部65。在空气闸板开度调 节量计算部65，作为上述空气闸板30a的开度特性，设定空气量和空气闸板 开度的关系，在该空气闸板开度调节量计算部65，算出与来自空气量调节量 计算部64的空气量偏差计算值相对应的空气闸板开度调节量，并将其输入到 空气闸板开度计算部66。
在该空气闸板开度计算部66，将来自上述空气闸板开度调节量计算部65 的空气闸板开度调节量与从上述空气闸板开度检测器36输入的空气闸板30a 的开度检测值进行加法运算或者减法运算，算出空气闸板开度的目标值即与 上述基准气体温度相对应的空气闸板开度，将上述空气闸板30a控制在该目 标开度。
这样，在第一实施方式的加料式焚烧炉2的燃烧控制装置中，利用燃烧 控制机构60，基于通过上述再循环风扇13的空气混合再循环气体的温度检测 值，调节空气闸板30a的开度以使该空气混合再循环气体的温度达到预先设 定的容许最高温度以下，并控制混入到上述空气混合再循环气体中的空气量， 因此，即使因某些原因而导致上述再循环气体的温度上升，通过与该温度上 升对应地增加空气量，也可以将吸入到上述再循环风扇13的空气混合再循环 气体的温度持续且适当地保持在上述容许最高温度以下。
由此，可以防止上述空气混合再循环气体引起的再循环风扇13的过热， 该再循环风扇13不需要使用由特别的耐热材料构成的高成本的风扇，并可以
14保持高的耐久性。
第二实施方式
图4是表示本发明第二实施方式的加料式焚烧炉的结构图，图5是表示 上述第二实施方式的燃烧控制机构的概略结构图，图6是上述第二实施方式 的燃烧控制框图。
在本发明第二实施方式中，在对上述空气混合再循环气体的气体浓度进 行检测并利用该气体浓度来控制空气闸板30a的开度的机构中，作为气体浓
度而使用氧气浓度。另外，还可以替代该氧气浓度而使用C02等空气混合再
循环气体中的其它成分的浓度。
即，如图4所示，在本发明第二实施方式的加料式焚烧炉2中设置有 对空气混合再循环气体中的氧气浓度进行检测的氧气浓度计37 (或者氧气浓 度计37a)、对上述二次燃烧室4出口侧的燃烧废气中的NOx浓度进行检测的 NOx浓度传感器38、对CO浓度进行检测的CO浓度传感器39。
而且，如图5及图6所示，本实施方式的燃烧控制机构60具备氧气浓 度比较部71、基准氧气浓度设定部72、 NOx浓度比较部73、基准NOx浓度 设定部74、 CO浓度比较部75、基准CO浓度设定部76、空气量调节量计算 部77、氧气浓度/空气量设定部78、空气量调节量计算部79、 NOx浓度/空气 量设定部80、空气量调节量计算部81、 CO浓度/空气量设定部82、空气间板 开度调节量计算部65及空气闸板开度计算部66,该燃烧控制机构60基于来 自氧气浓度计37的氧气浓度检测值，算出上述空气混合再循环气体的氧气浓 度达到预先设定的目标氧气浓度的空气闸板30a的开度，并将空气闸板30a 的开度控制在该开度计算值。
另外，燃烧控制机构60基于来自NOx浓度传感器38的NOx浓度检测 值及来自CO浓度传感器39的CO浓度检测值，计算上述燃烧废气中的NOx 浓度达到预先设定的目标NOx浓度以下、且上述燃烧废气中的CO浓度达到 预先设定的目标CO浓度以下的空气闸板30a的开度，并将空气闸板30a的开 度控制在该开度计算值。
接着，基于图5及图6来说明本发明第二实施方式的燃烧控制机构及燃 烧控制顺序。
图5中，将该第二实施方式中基于来自氧气浓度计37 (37a)的氧气浓 度检测值，利用空气闸板开度计算机构600来计算空气闸板30a的开度的顺
15序提出来而进行表示，以下的动作说明参照图6对除上述氧气浓度之外还使
用了燃烧废气中的NOx浓度及CO浓度的燃烧控制进行说明。
图6中，将由氧气浓度计37 (或者氧气浓度计37a)检测出的上述空气 混合再循环气体的氧气浓度检测值输入到燃烧控制机构60的氧气浓度比较部 71。另外，将由NOx浓度传感器38检测出的燃烧废气中的NOx浓度检测值 输入到燃烧控制机构60的NOx浓度比较部73。并且将由CO浓度传感器39 检测出的燃烧废气中的CO浓度检测值输入到燃烧控制机构60的CO浓度比 较部75。
在基准氧气浓度设定部72，设定被送入到再循环风扇13的上述空气混 合再循环气体的容许最小氧气浓度。在基准NOx浓度设定部74，设定上述燃 烧废气中的容许最大NOx浓度。在基准CO浓度设定部76,设定上述燃烧废 气中的容许最大CO浓度。
在氧气浓度比较部71,算出来自氧气浓度计37的空气混合再循环气体 中的氧气浓度检测值和设定于基准氧气浓度设定部72的容许最小氧气浓度的 氧气浓度偏差，并将其输入到空气量调节量计算部77。
另夕卜，在NOx浓度比较部73，算出来自NOx浓度传感器38的燃烧废气 中的NOx浓度检测值和设定于基准NOx浓度设定部74的容许最大NOx浓 度的NOx浓度偏差，并将其输入到空气量调节量计算部79。
另外，在CO浓度比较部75，算出来自CO浓度传感器39的燃烧废气中 的CO浓度检测值和设定于基准CO浓度设定部76的容许最大CO浓度的CO 浓度偏差，并将其输入到空气量调节量计算部81。
然后，在氧气浓度/空气量设定部78,根据实验结果或者模拟计算预先设 定通过混入空气通路30供给的空气的空气量和上述空气与来自再循环通路 16的再循环气体混合后的上述空气混合再循环气体中的氧气浓度的关系。
另外，在NOx浓度/空气量设定部80,根据实验结果或者模拟计算预先 设定通过混入空气通路30供给的空气的空气量和上述燃烧废气中的NOx浓 度的关系。
并且，在CO浓度/空气量设定部82，根据实验结果或者模拟计算预先设 定通过混入空气通路30供给的空气的空气量和上述燃烧废气中的CO浓度的关系。
而且，在空气量调节量计算部77,由氧气浓度/空气量设定部78计算出(提取)与来自氧气浓度比较部71的上述氧气浓度偏差的计算值相对应的空
气量偏差，并将其输入到空气闸板开度调节量计算部65。
另外，在空气量调节量计算部79，由NOx浓度/空气量设定部80计算出 (提取)与来自NOx浓度比较部73的上述NOx浓度偏差的计算值相对应的 空气量偏差，并将其输入到空气闸板开度调节量计算部65。
并且，在空气量调节量计算部81,由CO浓度/空气量设定部82计算出 (提取)与来自CO浓度比较部75的上述CO浓度偏差的计算值相对应的空气 量偏差，并将其输入到空气闸板开度调节量计算部65。
在空气闸板开度调节量计算部65,作为空气闸板30a的开度特性而设定 空气量和空气闸板开度的关系，在该空气闸板开度调节量计算部65，依次计 算出基于与上述氧气浓度偏差相对应的空气量偏差的空气闸板开度调节量、 基于与上述NOx浓度偏差相对应的空气量偏差的空气闸板开度调节量、和基 于与上述CO浓度偏差相对应的空气量偏差的空气闸板开度调节量，从上述 空气闸板开度调节量中选择出最佳的空气闸板开度调节量，将其输入到空气 闸板开度计算部66。
而且，在空气闸板开度计算部66,将来自空气闸板开度调节量计算部65 的空气闸板开度调节量与从空气闸板开度检测器36输入的空气闸板30a的开 度检测值进行加法运算或者减法运算，计算出空气闸板开度的目标值即与上 述基准氧气浓度或者上述基准NOx浓度或者上述基准CO浓度相适应的空气 闸板30a的开度，并将空气闸板30a控制在该目标开度。
其它结构与上述第 一实施方式相同，与其相同的部件由同 一附图标记表示。
这样，第二实施方式的加料式焚烧炉2的燃烧控制装置中，利用燃烧控 制机构60，基于导入到上述再循环风扇13的空气混合再循环气体的氧气浓度 检测值，以该空气混合再循环气体的氧气浓度达到预先设定的容许最小氧气 浓度以上的方式来调节空气闸板30a的开度，从而控制混入到上述空气混合 再循环气体的空气量，因此，即便在例如消耗再循环气体中的氧气而导致氧 气浓度变得过小的情况下，通过增大空气闸板30a的开度以增加空气量，从 而也可以持续地进行在上述容许最小氧气浓度以上的稳定燃烧。
另外，通过利用燃烧控制机构60来调节空气闸板30a的开度，可以持续 地分别将燃烧废气中的NOx浓度保持在容许最大NOx浓度以下，另外将燃
17烧废气中的CO浓度保持在容许最大CO浓度以下，可以促进废气的净化。
第三实施方式
图7是表示本发明第三实施方式的加料式焚烧炉的结构图，图8是将由 上述第三实施方式的氧气浓度及空气混合再循环气体的温度而进行的燃烧控 制抽出的流程图。
本发明的第三实施方式是将图1 ~图3所示的第一实施方式和图4 -图6 所示的第二实施方式组合而构成的。
即，该第三实施方式中，利用燃烧控制机构60,基于温度传感器35a(或 者也可以是图1的温度传感器35)的空气混合再循环气体的温度检测值，以 该空气混合再循环气体的温度达到预先设定的容许最高温度以下的方式来调 节空气闸板30a的开度，并控制混入到上述空气混合再循环气体的空气量， 并且，基于对上述空气混合再循环气体中的氧气浓度进行检测的氧气浓度计 37的氧气浓度;f企测值，计算上述空气混合再循环气体的氧气浓度达到预先设 定的容许最小氧气浓度以上时空气闸板30a的开度，并将空气闸板30a的开 度控制在该开度计算值。
另外，第三实施方式中，与上述第二实施方式同样地设置有对二次燃 烧室4出口侧的燃烧废气中的NOx浓度进行检测的NOx浓度传感器38、对 CO浓度进行检测的CO浓度传感器39，基于来自NOx浓度传感器38的NOx 浓度检测值及来自CO浓度传感器39的CO浓度检测值，计算出上述燃烧废 气中的NOx浓度可达到预先设定的目标NOx浓度以下、且燃烧废气中的CO 浓度可达到预先设定的目标CO浓度以下的空气间板30a的开度，并将空气 闸板30a的开度控制在该开度计算值。
其它结构与上述第 一实施方式相同，与其相同的部件由同 一附图标记表示。
图8表示将由如上所述的第三实施方式中的氧气浓度及空气混合再循环 气体的温度进行的燃烧控制抽出的流程图，该燃烧控制按下述这样的顺序进行。
即，利用氧气浓度计37对空气混合再循环气体的氧气浓度Cg进行检测 (步骤(1 ))，将该氧气浓度检测值Cg与目标氧气浓度Cgo进行比较(步骤 (2)),在氧气浓度Cg比目标氧气浓度Cgo大的情况下(Cg〉Cgo)，关闭空 气闸板30a以减少空气量(步骤(3))，在氧气浓度Cg比目标氧气浓度Cgo
18小的情况下(Cg〈Cgo),打开空气闸板30a以增加空气量(步骤(4))。
然后，接着由该氧气浓度进行的空气闸板30a的开度控制，按如下顺序 进行由空气混合再循环气体的温度进行的空气闸板30a的开度控制。
即，图8中，利用温度传感器35a(或者也可以是图1的温度传感器35) 对空气混合再循环气体的温度Tg进行检测(步骤(5))，将该温度检测值Tg 与目标温度Tgo进行比较(步骤(6 ))，在温度检测值Tg与目标温度Tgo — 致时，将空气闸板30a的开度保持现状，在温度检测值Tg比目标温度Tgo高 的情况下(Tg〉Tgo)，打开空气闸板30a以增加空气量，使空气混合气体再 循环气体的温度Tg下降(步骤(7 ))，在温度检测值Tg比目标温度Tgo低 的情况下(Tg〈Tgo)，关闭空气闸板30a以减少空气量，使空气混合再循环 气体的温度Tg上升(步骤(8))。
根据本发明的第三实施方式，可得到上述第一实施方式及第二实施方式 的复合效果。
即，在第三实施方式的加料式焚烧炉2的燃烧控制装置中，
(1) 利用燃烧控制装置60，基于导入到再循环风扇13的空气混合再循 环气体的温度检测值，以该空气混合再循环气体的温度达到预先设定的容许 最高温度以下的方式对空气闸板30a的开度进行调节，控制混入到上述空气 混合再循环气体中的空气量，因此，即使因某些原因而导致上述再循环气体 的温度上升，通过与该温度上升对应地增加空气量，也可以将吸入到上述再 循环风扇13的空气混合再循环气体的温度持续且适当地保持在上述容许最高 温度以下。
由此，可以防止上述空气混合再循环气体引起的再循环风扇13的过热， 该再循环风扇13不需要使用由特别的耐热材料构成的高成本的风扇，可以保 持高的耐久性。
(2) 利用燃烧控制机构60,基于导入到再循环风扇13的空气混合再循 环气体的氧气浓度检测值，以该空气混合再循环气体的氧气浓度达到预先设 定的容许最小氧气浓度以上的方式对空气闸板30a的开度进行调节，控制混 入到上述空气混合再循环气体中的空气量，因此，即便在例如消耗再循环气 体中的氧气而导致氧气浓度变得过小的情况下，通过增大空气闸板30a的开 度以增加空气量，从而也可以持续地进行在上述容许最小氧气浓度以上的稳 定燃烧。
19另外，通过利用燃烧控制机构60来调节空气闸板30a的开度，可以持续 地分别将燃烧废气中的NOx浓度保持在容许最大NOx浓度以下，另外将燃 烧废气中的CO浓度保持在容许最大CO浓度以下，从而可以促进废气的净化。
第四实施方式
图9是表示本发明第四实施方式的加料式焚烧炉的结构图，图IO是上述 第四实施方式的燃烧控制流程图。
本发明第四实施方式中，在上述第三实施方式的基础上，在将空气混合 到再循环气体中而供给到二次燃烧室4的空气混合再循环气体流通的吸入通 路(再循环气体通路)31，设置有对空气混合气体再循环气体流量进行调节 的气体闸板013,并且，利用设置于再循环通路15的混合气体流量计90对空 气混合再循环气体的流量进行检测，利用燃烧控制机构60，基于来自上述气 体流量计的空气混合再循环气体的流量检测值，以该再循环气体的流量达到 预先设定的目标流量的方式来控制气体闸板013的开度。
即，图IO中的步骤(I) ~ (8)与图8所示的上述第三实施方式的情况 相同。
图10中，利用燃烧控制机构60对来自混合气体流量计90的空气混合再 循环气体的流量检测值Qg和预先设定的目标流量Qgo进行比较(步骤(9))。 在上述流量检测值Qg比目标流量Qgo大时(Qg〉Qgo)，关闭(严格地说是 减小开度)气体闸板013 (步骤(10)),在上述流量4企测值Qg比目标流量 Qgo小时(Qg < Qgo),打开(严格地说是增大开度)气体闸板013 (步骤(11)), 控制空气混合再循环气体的流量，以使其达到目标流量。
因此，通过以再循环气体的流量Qg达到目标流量Qgo的方式来控制气 体闸板013的开度，可以将作为二次空气的空气混合再循环气体的量稳定地 保持在该空气混合再循环气体可以完全燃烧的量，从而可以使燃烧状态均匀 而保持稳定燃烧。
另外，本发明第四实施方式中，在二次燃烧室4左右的多个部位相对设 置有再循环气体喷出喷嘴19a、 19c及再循环气体喷出喷嘴19b、 19d，在与这 些再循环气体喷出喷嘴19a、 19c及再循环气体喷出喷嘴19b、 19d连接的各 再循环气体通路17、 18，设置有对空气混合再循环气体流量进行调节的支路 气体闸板B33及支路气体闸板A32,并且，在二次燃烧室4中的空气混合再 循环气体的再循环气体喷出喷嘴19a、 19c及再循环气体喷出喷嘴19b、 19d附近，设置有对它们的压力(以下称为再循环气体压力)进行检测的气体压
力传感器B42及气体压力传感器A41。
这样的第四实施方式构成为，利用燃烧控制机构60,基于来自在二次燃 烧室4左右的多个部位(左侧两个部位，右侧两个部位)相对_没置的气体压 力传感器B42及气体压力传感器A41的上述气体压力的检测值，计算出上述 多个部位的气体压力达到预先设定的目标压力的各支路气体闸板B33及支路 气体闸板A32的开度，并将其控制在各支路气体闸板B33及支路气体闸板 A32的开度计算值。
即，图10中，利用燃烧控制机构60对气体压力传感器B42及气体压力 传感器A41的气体压力检测值Pg和预先设定的目标气体压力Pgo进行比较 (图10中的步骤(12))。在上述气体压力检测值Pg比目标气体压力Pgo大时 (Pg〉Pgo),关闭(严格地说是减小开度)支路气体闸板B33及支路气体闸板 A32(步骤(13))，以减少向再循环气体喷出喷嘴19a、 19c及再循环气体喷 出喷嘴19b、 19d的空气混入再循环气体量。
在上述气体压力4全测值Pg比目标气体压力Pgo小时(Pg〈Pgo),打开
以增加向再循环气体喷出喷嘴19a、 19c及再循环气体喷出喷嘴19b、 19d的 空气混入再循环气体量。
由于第四实施方式的加料式焚烧炉2的燃烧控制装置如上所述构成，因 此，使用再循环气体量与再循环气体压力成比例的关系对再循环气体喷出喷 嘴附近的再循环气体压力进行检测，以该再循环气体压力Pg达到目标气体压 力Pgo的方式来控制上述支路气体闸板B33及支路气体闸板A32的开度，由 此，可以将作为二次空气的空气混合再循环气体的量稳定地保持在该空气混 合再循环气体可完全燃烧的量，从而可以使燃烧状态均匀而保持稳定燃烧。
另外，基于来自在二次燃烧室4左右的多个部位(左侧两个部位，右侧 两个部位)相对设置的气体压力传感器B42及气体压力传感器A41的上述气 体压力的4企测值，以上述多个部位的气体压力达到预先设定的目标压力的方 式计算出各支路气体闸板B33及支路闸板A32的开度，并将其控制在各支路 气体闸板B33及支路气体闸板A32的开度计算值，因此，可以灵活自如地调 节向设置于二次燃烧室4的多个部位的再循环气体喷出喷嘴19a、 19c及再循 环气体喷出喷嘴19b、 19d的空气混入再循环气体量的分配，从而在燃烧室的
21圓周方向可以均匀地供给空气混入再循环气体，可以使燃烧平均化。
以上叙述了本发明的实施方式，但本发明不限于已经叙述的实施方式， 基于本发明的技术思想可以进行各种变形及变更。
权利要求
1、一种加料式焚烧炉的燃烧控制装置，其构成为，在从投入被焚烧物的加料机的下方导入一次空气且在该加料机上方的燃烧室进行一次燃烧之后，在该燃烧室的上方进行二次燃烧，并且，将抽出了所述燃烧室内的燃烧废气的一部分的再循环气体和通过空气通路而供给的空气进行混合，利用风扇通过再循环通路将该空气混合再循环气体供给到炉内，该燃烧控制装置的特征在于，在所述空气通路设置对空气流量进行调节的空气流量调节机构，另一方面，设置有温度检测机构，其对所述空气混合再循环气体的温度进行检测；燃烧控制机构，其输入来自所述温度检测机构的所述空气混合再循环气体的温度检测值，基于该温度检测值计算出所述空气混合再循环气体的温度达到预先设定的目标温度的所述空气流量调节机构的通路面积，并将所述空气流量调节机构控制在所述通路面积计算值。
2、 一种加料式焚烧炉的燃烧控制装置，其构成为，在从投入被焚烧物 的加料机的下方导入一次空气且在该加料机上方的燃烧室进行一次燃烧之 后，在该燃烧室的上方进行二次燃烧，并且，将抽出了所述燃烧室内的燃烧 废气的一部分的再循环气体和通过空气通路而供给的空气进行混合，利用风 扇通过再循环通路将该空气混合再循环气体供给到炉内，该燃烧控制装置的 特征在于，在所述空气通路设置对空气流量进行调节的空气流量调节机构，另 一方 面，设置有气体浓度检测机构，其对所述空气混合再循环气体的气体浓度 进行检测；燃烧控制机构，其输入来自所述气体浓度检测机构的所述空气混 合再循环气体的气体浓度检测值，基于该气体浓度检测值计算出所述空气混 合再循环气体的气体浓度达到预先设定的目标气体浓度的所述空气流量调 节机构的通路面积，并将所述空气流量调节机构控制在所述通路面积计算 值。
3、 如权利要求2所述的加料式焚烧炉的燃烧控制装置，其特征在于， 设置对所述燃烧废气中的NOx浓度进行检测的NOx浓度检测机构及对所述 燃烧废气中的CO浓度进行检测的CO浓度检测机构，所述燃烧控制机构构 成为，基于从所述气体浓度检测机构输入的该气体浓度检测值、且基于从所述NOx浓度检测机构输入的NOx浓度检测值，并且基于从所述CO浓度检 测机构输入的CO浓度检测值，计算出所述空气混合再循环气体的气体浓度 达到预先设定的目标气体浓度且所述燃烧废气中的NOx浓度达到预先设定 的目标NOx浓度以下，并且所述燃烧废气中的CO浓度达到预先设定的目 标CO浓度以下的所述空气流量调节机构的通路面积，将所述空气流量调节 机构控制在所述通路面积计算值。
4、 一种加料式焚烧炉的燃烧控制装置，其构成为，在从投入被焚烧物 的加料机的下方导入一次空气且在该加料机上方的燃烧室进行一次燃烧之 后，在该燃烧室的上方进行二次燃烧，并且，将抽出了所述燃烧室内的燃烧 废气的一部分的再循环气体和通过空气通路而供给的空气进行混合，利用风 扇通过再循环通路将该空气混合再循环气体供给到炉内，该燃烧控制装置的 特征在于，在所述空气通路设置有对空气流量进行调节的空气流量调节机构，另一 方面，设置有温度检测机构，其对所述空气混合再循环气体的温度进行检 测；气体浓度检测机构，其对所述空气混合再循环气体的气体浓度进行检测； 燃烧控制机构，其输入来自所述温度检测机构的所述空气混合再循环气体的 温度检测值及来自所述气体浓度检测机构的所述空气混合再循环气体的气 体浓度检测值，基于这些温度检测值及气体浓度检测值，计算出所述空气混 合再循环气体的温度达到预先设定的目标温度且所述空气混合再循环气体 的气体浓度达到预先设定的目标气体浓度的所述空气流量调节机构的通路 面积，并将所述空气流量调节机构控制在所述通路面积计算值。
5、 一种加料式焚烧炉的燃烧控制装置，其构成为，在从投入被焚烧物 的加料机的下方导入一次空气且在该加料机上方的燃烧室进行一次燃烧之 后，在该燃烧室的上方进行二次燃烧，并且，将抽出了所述燃烧室内的燃烧 废气的一部分的再循环气体和通过空气通路而供给的空气进行混合，利用风 扇通过再循环通路将该空气混合再循环气体供给到炉内，该燃烧控制装置的 特征在于，在将空气混合到所述再循环气体中并被供给到所述燃烧室的空气混合 再循环气体流通的再循环气体通路，设置对空气混合再循环气体流量进行调 节的再循环气体流量调节才几构，并且，设置对所述空气混合再循环气体的流 量进行检测的气体流量检测计，且设置有燃烧控制机构，其基于从所述气体流量计输入的再循环气体的流量检测值，计算出该再循环气体的流量达到预 先设定的目标流量的所述再循环气体流量调节才几构的通路面积，并将所述再 循环气体流量调节机构控制在所述通路面积计算值。
6、如权利要求5所述的加料式焚烧炉的燃烧控制装置，其特征在于， 在所述燃烧室的多个部位设置有再循环气体喷出口，并且，与所述各再 循环气体喷出口相连接地设置有多个所述再循环气体通路，在所述各再循环 气体通路设置有对空气混合再循环气体流量进行调节的再循环气体流量调 节机构，与再循环气体流量调节机构相对应地设置对所述燃烧室的压力进行 检测的所述燃烧室压力检测机构，所述燃烧控制机构构成为，基于来自所述 多个燃烧室压力检测机构的所述燃烧室压力检测值，计算出所述多个部位的 燃烧室压力达到预先设定的目标压力的所述各再循环气体流量调节机构的 通路面积，并将所述各再循环气体流量调节机构控制在所述通路面积计算 值。
全文摘要
本发明提供一种加料式焚烧炉的燃烧控制装置，其在空气通路(30)设置有对空气流量进行调节的空气流量调节机构(30a)，并且，设置有温度检测机构(35(35a))，其对空气混合再循环气体的温度进行检测；燃烧控制机构(60)，其输入来自该温度检测机构(35(35a))的空气混合再循环气体的温度检测值，基于该温度检测值计算出空气混合再循环气体的温度达到预先设定的目标温度的空气流量调节机构(36)的通路面积，并将流量调节装置(36)控制在通路面积计算值。
文档编号F23G5/50GK101501399SQ200780029950
公开日2009年8月5日 申请日期2007年2月6日 优先权日2006年10月13日
发明者山内恒树, 常泉慎也, 田熊昌夫, 马渡匡之 申请人:三菱重工业株式会社;马丁环境和能源技术有限责任公司