爐排式焚燒爐的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及焚燒垃圾等的廢棄物的爐排式焚燒爐。
【背景技術】
[0002]通常，在爐排式焚燒爐中，投入至料斗的廢棄物通過送料裝置(feeder)送入燃燒室內，在燃燒室內廢棄物通過爐排搬運的同時與隔著爐排供給的一次空氣及從爐排上方供給的的二次空氣一起燃燒。又，爐排式焚燒爐包含從燃燒室排出的排氣中回收熱的鍋爐，并且將已通過鍋爐的排氣進行無害化處理之后排放至大氣中。
[0003]在像這樣的爐排式焚燒爐中，從設備的緊湊化及在鍋爐中的熱回收的高效率化的觀點出發(fā)，希望降低排氣量。降低排氣量的有效的方法是減小一次空氣量和二次空氣量的總和相對垃圾燃燒所需的理論空氣量之比、所謂空氣比。在現有的爐排式焚燒爐中，空氣比為1.7?1.9程度，而近年來開發(fā)了將空氣比減小到1.3程度的技術。
[0004]例如，在專利文獻I中，公開了形成為使已通過鍋爐的排氣的一部分返回至燃燒室的結構的爐排式焚燒爐。在專利文獻I中，記載了低空氣比下的燃燒時重要的是正確把握爐出口處的排氣中的氧濃度并控制氧供給量及燃燒速度。然而，現有的氧濃度計是難以在粉塵環(huán)境下使用，且其響應速度慢，因此專利文獻I公開的爐排式焚燒爐通過使用設置于鍋爐的多個溫度檢測器而實現不需要氧濃度的測定的控制。
[0005]具體的是，在設計意義上的氣體燃燒結束位置上配置基準溫度檢測器，并且在氣體的流動方向中在基準溫度檢測器的上游側及下游側上分別配置溫度檢測器。而且，在下游側溫度檢測器的測定值與基準溫度檢測器的測定值大致相等或比它大的情況下，判斷為氣體燃燒結束位置位于與設計位置相比靠近氣體流動的下游側的位置上，從而增加二次空氣量且降低送料速度。另一方面，在上游側溫度檢測器的測定值充分大于基準溫度檢測器的測定值的情況下，判斷為氣體燃燒結束位置位于與設計位置相比靠近氣體流動的上游側的位置上，從而減少二次空氣量且提高送料速度。又，在專利文獻I中，記載了理想的是將響應速度為5秒以下的氣體溫度計作為溫度檢測器使用。
[0006]現有技術文獻:
專利文獻:
專利文獻1:日本特開2005-308362號公報。

【發(fā)明內容】

[0007]發(fā)明要解決的問題:
然而，在鍋爐內部流動的排氣的溫度并非與該排氣中的氧濃度完全一致地變化。因此，在基于溫度檢測器的測定值進行的控制中，不能精密地調節(jié)二次空氣量，幾乎無法降低空氣比。另一方面，在與鍋爐相比靠近下游側的位置上設置氧濃度計，并且基于通過該氧濃度計測定的排氣中的氧濃度控制二次空氣量的情況下，排氣到達至測定位置所需的時間出現響應延遲，因此需要留有該響應延遲時間量的余地地決定空氣比。
[0008]因此，本發(fā)明的目的是提供能夠不惡化燃燒狀態(tài)地與以往相比降低空氣比的爐排式焚燒爐。
[0009]解決問題的手段:
為了解決問題，本發(fā)明的爐排式焚燒爐具備:使廢棄物從供給側移動至排出側的爐排；沿著所述爐排延伸以形成與所述廢棄物的流動相同方向的燃燒氣體的流動，并且隔著所述爐排被供給一次空氣且在所述爐排的上方被供給二次空氣的主燃燒室；使從所述主燃燒室流出的排氣相對于所述燃燒氣體反轉且使所述排氣的燃燒結束的再燃燒室；包含與所述再燃燒室連續(xù)的輻射室的鍋爐；使已通過所述鍋爐的所述排氣的一部分返回至所述主燃燒室的循環(huán)通路；調節(jié)供給至所述主燃燒室的所述二次空氣的量的二次空氣調節(jié)裝置；設置于所述再燃燒室或所述輻射室的、測定所述排氣中的氧濃度的氧濃度計；和基于所述氧濃度計的測定值控制所述二次空氣調節(jié)裝置的控制裝置。
[0010]根據上述結構，在與主燃燒室相鄰的再燃燒室或與此連續(xù)的輻射室內設置氧濃度計，因此可以縮短調節(jié)二次空氣量時的響應延遲。借助于此，可以基于測定到的氧濃度精密地調節(jié)二次空氣量，因此可以不惡化燃燒狀態(tài)地盡量減小空氣比。此外，主燃燒室形成為廢棄物和燃燒氣體形成向同方向流動的所謂的平行流的結構，因此通過來自于燃燒氣體的輻射熱可以高效地進行廢棄物的干燥及熱分解，并且通過從循環(huán)通路返回至主燃燒室的排氣(循環(huán)氣體)攪拌燃燒氣體，此外通過相對于從主燃燒室至再燃燒室的燃燒氣體的排氣的反轉攪拌作為燃燒氣體和循環(huán)氣體的混合物的排氣。其結果是，再燃燒室內的排氣的燃燒在靠近主燃燒室的位置上結束。因此，即使氧濃度計設置于再燃燒室或輻射室內，也可以測定燃燒結束后的排氣中的氧濃度。
[0011]優(yōu)選的是所述氧濃度計的響應速度為5秒以下。例如，所述氧濃度計為激光式氣體分析儀。
[0012]也可以是所述氧濃度計配置在從所述排氣流入所述再燃燒室后開始直至到達該氧濃度計的時間為2秒以上的位置上。根據該結構，可以使配置氧濃度計的位置上的氧濃度穩(wěn)定，可以高精度地測定氧濃度。
[0013]也可以是所述控制裝置由所述氧濃度計的測定值，使取樣時間為10秒?I分鐘地算出所述氧濃度的移動平均值，在算出的所述移動平均值超出第一設定值時操作所述二次空氣調節(jié)裝置以使所述二次空氣量減少，在算出的所述移動平均值低于比所述第一設定值低的第二設定值時操作所述二次空氣調節(jié)裝置以使所述二次空氣量增大。根據該結構，可以在順利地改變二次空氣量的同時限制排氣中的氧濃度的變化幅度。
[0014]也可以是所述爐排包含從上游側向下游側排列的干燥段、燃燒段及后燃燒段；上述爐排式焚燒爐還具備分別向所述干燥段、所述燃燒段及所述后燃燒段導入所述一次空氣的一次空氣流路、和調節(jié)導入至所述后燃燒段的所述一次空氣的量的后燃燒段用一次空氣調節(jié)裝置；所述控制裝置還操作所述后燃燒段用一次空氣調節(jié)裝置以在算出的所述移動平均值超出所述第一設定值時使導入至所述后燃燒段的一次空氣量減少，或者在算出的所述移動平均值低于所述第二設定值時使導入至所述后燃燒段的一次空氣量增加。根據該結構，在減少(或增加)一次空氣量時，不改變導入至干燥段及燃燒段的一次空氣量而只減少(或增加)導入至后燃燒段的一次空氣量，以此可以不妨礙廢棄物的燃燒地迅速降低(或提高)排氣中的氧濃度。
[0015]也可以是上述爐排式焚燒爐還具備將廢棄物送入所述爐排上的、以規(guī)定的間隙間歇地驅動的送料裝置；所述控制裝置在算出的所述移動平均值低于比所述第二設定值低的第三設定值的期間，禁止所述送料裝置的驅動。根據該結構，可以防止在通過送料裝置投入廢棄物時出現氧氣不足的情況。
[0016]也可以是所述爐排形成為以規(guī)定的間隙重復一定的動作的結構；所述控制裝置在算出的所述移動平均值低于比所述第二設定值低的第三設定值的期間，禁止所述爐排的驅動。根據該結構，可以防止通過爐排的驅動促進燃燒時出現氧氣不足的情況。
[0017]根據本發(fā)明，可以不惡化燃燒狀態(tài)地與以往相比降低空氣比從而降低排氣量。
【附圖說明】
[0018]圖1是示出根據本發(fā)明的一個實施形態(tài)的爐排式焚燒爐的概略結構的圖；
圖2是示出氧濃度計的一個示例的激光式氣體分析儀的圖；
圖3是示出使用了氧化鋯傳感器的氧濃度計的圖；
圖4是示出本實施形態(tài)及現有技術中的氧濃度的時間平均值隨著時間的變化的圖表； 符號說明:
1爐排式焚燒爐；
12 送料裝置；
2焚燒爐；
21主燃燒室；
22再燃燒室；
3鍋爐；
31 輻射室；
4爐排；
41干燥段；
42燃燒段；
43后燃燒段；
5一次空氣流路；
52干燥段用第一風門；
53燃燒段用第一風門；
54后燃燒段用第一風門(后燃燒段用一次空氣調節(jié)裝置)；
6二次空氣流路；
62?66第二風門(二次空氣調節(jié)裝置)；
7循環(huán)通路；
8、80氧濃度計；
9 控制裝置。
【具體實施方式】
[0019]以下，參照【附圖說明】本發(fā)明的實施形態(tài)。
[0020]圖1示出根據本發(fā)明的一個實施形態(tài)的爐排式焚燒爐I。該焚燒爐I具備使廢棄物燃燒的燃燒爐2、和通過從燃燒爐2排出的排氣生成水蒸氣的鍋爐3。在燃燒爐2的前工序側配置有料斗11及送料裝置12，在鍋爐3的后工序側配置有經濟器13、集塵器14、引風機15及煙囪16。又，焚燒爐I具備綜合性地控制所有設備的控制裝置9 (圖1中僅圖示一部分的信號線)。
[0021]儲存在圖示省略的凹坑(pit)內的廢棄物通過圖示省略的吊車投入至料斗11內。送料裝置12通過以規(guī)定的間隔(例如0.5?3分鐘)間歇性地驅動，以此將投入至料斗11內的廢棄物送入燃燒爐2內。
[0022]燃燒爐2包含搬運廢棄物的爐排(stocker) 4、沿著爐排4延伸的主燃燒室21、和與主燃燒室21的末端的上部連接的再燃燒室22。S卩，主燃燒室21的底面由爐排4構成。又，在主燃燒室21的末端的下部設置有用于排出從爐排4送出的廢棄物的燃燒后的灰燼的排出口 23。
[0023]爐排4通過以規(guī)定的間隔(例如0.5?10分鐘)重復一定的動作，以此使從送料裝置12送入至該爐排4上的廢棄物從供給側向排出側(從圖1的左側向右側)移動。更具體而言，爐排4包含干燥段41、燃燒段42及后燃燒段43，這些段41?43按照該順序從上游側排列至下游側。在本實施形態(tài)中，所有的段41?43是水平的，干燥段41和燃燒段42位于相同位置，后燃燒段43稍微位于下方。然而，也可以使后燃燒段43位于與干燥段41及燃燒段42相同的位置上?；蛘?，也可以是干燥段41、燃燒段42及后燃燒段43以全部傾斜的姿勢且它們之間形成有高度差的方式排列。又，也可以是干燥段41、燃燒段42及后燃燒段43分別進一步分成多個段。
[0024]主燃燒室21沿著爐排4延伸以形成與爐排4上的廢棄物的流動相同的方向的燃燒氣體的流動。燃燒氣體因主燃燒室21內的廢棄物的燃燒而變成排氣。再燃燒室22用于確保從主燃燒室21流出的排氣的燃燒結束為止的滯留時間。再燃燒室22在燃燒氣體的流動方向上從主燃燒室21的下游側端部與主燃燒室21重疊地向斜上方延伸。即，主燃燒室21及再燃燒室22形成使氣體的流動方向反轉的流路。
[0025]在主燃燒室21內，隔著爐排4供給一次空氣且在爐排4的上方供給二次空氣。一次空氣通過第一鼓風機51經過一次空氣流路5而被供給，二次空氣通過第二鼓風機61經過二次空氣流路6而被供給。另外，也可以用一臺鼓風機兼做第一鼓風機51和第二鼓風機61。
[0026]一次空氣