KR100194446B1 - Combustion control method and apparatus for waste incinerator - Google Patents
Combustion control method and apparatus for waste incinerator Download PDFInfo
- Publication number
- KR100194446B1 KR100194446B1 KR1019960019545A KR19960019545A KR100194446B1 KR 100194446 B1 KR100194446 B1 KR 100194446B1 KR 1019960019545 A KR1019960019545 A KR 1019960019545A KR 19960019545 A KR19960019545 A KR 19960019545A KR 100194446 B1 KR100194446 B1 KR 100194446B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- concentration
- combustion air
- control
- incinerator
- secondary combustion
- Prior art date
Links
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Incineration Of Waste (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
Abstract
본 발명은 소각로내의 O2농도의 변동을 억제하고, 또한 연소배가스중의 CO농도, NOx농도를 저감할 수 있도록 제어할 수 있는 쓰레기소각로의 연소제어방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 쓰레기소각로(1)는 소각로출구(4)에 보일러(5)를 구비하고 로내온도를 계측하는 로내온도센서(13), 배가스O2농도를 계측하는 O2농도센서(18), NOx농도를 검출하는 NOx농도센서(22), CO농도를 계측하는 CO 농도센서(24)를 구비하고, 그들 출력이 각각 로내온도계(14),로배출O2농도계(19), 로배출NOx농도계(23), 로배출 CO농도계(25)에 각각 입력되고 이들 계측값이 컴퓨터(21)의 2차연소공기량제어수단(20)에 공급되며, 그 2차공기량제어값을 기초로 하여 유력조절기구(11)를 개폐제어하여 2차연소공기량이 조작되어 로내온도 및 로배출 O2농도가 일정하게 되도록 제어되고 주연소계는 보일러(5)의 증기량을 증기유량계(12)에 의하여 계측하며 1차연소공기제어수단(16)에 의하여 유력조절기구(9)를 개폐제어하여 발열량을 제어하고 O2농도, CO 농도, NOx농도를 제어하는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion control method and apparatus for a waste incinerator, which can suppress fluctuations in O 2 concentration in an incinerator and to reduce CO concentration and NO x concentration in combustion flue gas. 1) is equipped with a boiler (5) at the incinerator outlet (4), the furnace temperature sensor 13 for measuring the furnace temperature, the O 2 concentration sensor 18 for measuring the exhaust gas O 2 concentration, NO x to detect the concentration x concentration sensor 22, CO concentration sensor 24 for measuring CO concentration, and their output is a furnace thermometer 14, furnace exhaust O 2 concentration meter 19, furnace exhaust NO x concentration meter 23, These are respectively input to the furnace exhaust CO concentration meter 25, and these measured values are supplied to the secondary combustion air amount control means 20 of the computer 21, and the force regulating mechanism 11 is opened and closed based on the secondary air amount control value. the second combustion air amount control is operated and controlled so that a constant furnace temperature and the exhaust O 2 concentration as the peripheral System is measured by the amount of steam in the boiler (5) to the steam flow meter 12, and first combustion air control means 16 influential adjustment mechanism 9 to open and close control for controlling the amount of heat generated and the O 2 concentration, CO concentration by, NO x concentration is controlled.
Description
제1도는 본 발명에 관련되는 쓰레기소각로의 연소제어방법 및 그 장치를 나타내는 개관도.1 is an overview diagram showing a combustion control method and apparatus thereof for a waste incinerator according to the present invention.
제2도는 본 발명에 관련되는 연소제어방법의 제어블록도.2 is a control block diagram of a combustion control method according to the present invention.
제3도는 본 발명에 관련되는 퍼지제어에 의한 연소제어방법의 제어블록도.3 is a control block diagram of a combustion control method by purge control according to the present invention.
제4도는 본 발명에 관련되는 소각로내온도와 2차 연소공기량의 관계를 나타내는 도면.4 is a diagram showing a relationship between an incinerator internal temperature and secondary combustion air amount according to the present invention.
제5도는 본 발명에 관련되는 배가스중의 O2농도와 2차연소공기량의 관계를 나타내는 도면.5 is a diagram showing the relationship between the concentration of O 2 in the exhaust gas and the amount of secondary combustion air according to the present invention.
제6도는 본 발명에 관련되는 배가스중의 CO농도와 2차연소공기량의 관계를 나타내는 도면.6 is a diagram showing the relationship between the CO concentration in the exhaust gas and the secondary combustion air amount according to the present invention.
제7도는 본 발명에 관련되는 배가스중의 NOx농도와 2차연소공기량의 관계를 나타내는 도면.7 is a diagram showing a relationship between NO x concentration and secondary combustion air amount in exhaust gas according to the present invention.
제8도는 본 발명에 관련되는 퍼지제어의 입력부와 출력부를 나타내는 도면.8 is a diagram showing an input unit and an output unit of fuzzy control according to the present invention.
제9도는 본 발명에 관련되는 멤버쉽함수를 나타내는 도면.9 is a diagram showing a membership function according to the present invention.
제10도는 종래의 쓰레기소각로의 연소제어장치에 의한 CO 농도와 NOx농도의 제어결과를 나타내는 도면.10 is a view showing a control result of CO concentration and NO x concentration by a combustion control apparatus of a conventional waste incinerator.
제11도는 본 발명에 관련되는 쓰레기소각로의 연소제어장치에 의한 CO 농도와 NOx농도의 제어결과를 나타내는 도면.11 is a view showing control results of CO concentration and NO x concentration by the combustion control apparatus of the waste incinerator according to the present invention.
제12도는 본 발명에 관련되는 2차연소공기량의 제어부의 연산방법을 나타내는 도면.12 is a view showing a calculation method of a control unit of secondary combustion air amount according to the present invention.
제13도는 종래의 쓰레기소각로의 연소제어방법 및 그장치를 나타내는 개관도이다.13 is an overview diagram showing a combustion control method and a device of a conventional waste incinerator.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1 : 쓰레기소각로 1a~1c : 쇠겅그레1: Incinerator 1a ~ 1c: Iron This
2 : 쓰레기투입구 3 : 재 낙하구2: garbage inlet 3: ash dropping hole
4 : 소각로출구 5 : 보일러4: incinerator exit 5: boiler
5a : 열교환기 6 : 굴뚝5a: heat exchanger 6: chimney
7 : 흡입구 9,11 : 유량조절기구7 inlet port 9,11 flow control mechanism
10 : 팬 17 : 컴퓨터10: fan 17: computer
14 : 소각로내온도계 15 : 냉각공기제어수단14 incinerator thermometer 15 cooling air control means
16 : 연소공기량제어수단16: combustion air volume control means
본 발명은 쓰레기소각로의 연소제어방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a combustion control method of a waste incinerator and an apparatus thereof.
쇠겅그레식 쓰레기소각로는 도시청소공장에 많이 이용되는 소각로이며 쓰레기소각처리에 동반하여 발생하는 팽대한 열에너지를 유효하게 회수하여 자원절약, 에너지절약화를 꾀하는 관점에서 증기터빈발전설비가 설치된 것이 많다. 이 쓰레기소각에 의한 발전에서는 안정된 발전을 실시하기 위해 안정된 연소, 즉 소각로내발열량을 일정하게 유지할 필요가 있다.The metal-type waste incinerator is an incinerator which is widely used in urban cleaning factories, and many steam turbine power generation facilities are installed in order to effectively recover the enormous thermal energy generated by waste incineration and to conserve resources and save energy. In this power generation by waste incineration, it is necessary to maintain stable combustion, that is, the heat generation in the incinerator, in order to perform stable power generation.
이 종류의 쇠겅그레식 쓰레기 소각로에서는 일정시간에 일정량의 쓰레기를 투입하여 소각하는 일정능률소각을 기본적인 운전방법으로 하고 있다. 소각로내발열량을 일정하게 제어하는 방법은 일정하게 쓰레기소각로에 투입되는 쓰레기투입량과, 그 투입된 쓰레기의 발열량,즉 연소부하에 따른 상태량( 예를들면 증기량)을 검출하고, 그것이 안정되도록 쓰레기소각로의 쇠겅그레에 보내어지는 연소공기량을 조절하고 있다.In this type of iron-type garbage incinerator, the basic operation method is the constant efficiency incineration in which a certain amount of waste is incinerated at a predetermined time. The method of controlling the calorific value of the incinerator uniformly detects the amount of waste input to the waste incinerator and the amount of heat generated by the waste incinerator, that is, the amount of state according to the combustion load (for example, the amount of steam), and the waste of the waste incinerator is stabilized. It controls the amount of combustion air sent to this.
제12도는 종래의 쇠경그레식 쓰레기소각로와 그 연소제어계를 나타내고 있다. 동일 도면에 있어서, 쓰레기소각로(1)는 쇠정그레식(1a~1c), 쓰레기 투입구(2),재 낙하구(3), 배가스를 방출하는 소각로출구(4), 굴뚝(6), 2차공기(냉각공기)의 흡입구(7)가 설치되고 배가스가 방출되는 소각로출구(4)에는 열교환기(5a)를 구비한 증기발생용의 보일러(5)가 설치되어 있다.FIG. 12 shows a conventional crab-type garbage incinerator and its combustion control system. In the same drawing, the waste incinerator 1 includes a fine grain type 1a to 1c, a waste inlet 2, a ash drop 3, an incinerator outlet 4 to discharge exhaust gas, a chimney 6, and a secondary An inlet 7 for air (cooling air) is provided, and a boiler 5 for steam generation provided with a heat exchanger 5a is provided at an incinerator outlet 4 for exhaust gas discharge.
쓰레기소각로(1)에는 쇠겅그레(1a~1c)에 냉각공기를 공급하는 연소공기 공급계와 소각로내에 냉각공기를 공급하는 냉각공급계가 있으며 연소공기 공급계는 팬(8)으로부터 연소공기가 댐퍼 등의 유량조절기구(9)를 통하여 쇠겅그레(1a~1c)에 보내는 공급계이다. 또 냉각공기공급계는 팬(10)으로부터 댐퍼 등의 유량조절기구(11)를 통하여 직접 흡입구(7)로부터 소각로내에 보내는 공급계이다. 이들 유량조절기구(9)(11)의 개폐제어는 컴퓨터(17)에 의하여 제어되고 있다.The waste incinerator 1 has a combustion air supply system for supplying cooling air to the iron parts 1a to 1c and a cooling supply system for supplying cooling air into the incinerator. The combustion air supply system includes a combustion air damper, etc., from the fan 8. It is a supply system which is sent to the metal parts 1a-1c through the flow regulating mechanism 9 of this. The cooling air supply system is a supply system that is directly sent from the inlet 7 to the incinerator through the flow control mechanism 11 such as a damper from the fan 10. The opening / closing control of these flow regulating mechanisms 9 and 11 is controlled by the computer 17.
유량조절기구(9)는 연소공기량제어수단(16)으로부터의 제어출력값(조작량)을 기초로 하여 제어되고 있다. 보일러(5)로부터 발생하는 증기량을 증기유량계(12)로 계측하고, 그 계측값을 연소공기제어수단(16)에 입력하여 연산처리하고, 그 증기유량이 목표값을 넘는 경우는 유량조절기구(9)의 연소공기유량을 좁혀서 소각로내의 발열량을 억제하여 하고, 이에 동반하여 소각로내온도도 저하한다. 또 증가유량이 목표값을 밀도는 경우에는 유량조절기구(9)의 연소공기유량을 증가시켜서 소각로내의 발열량을 높이려 하고, 이에 동반하여 소각로내온도는 상승한다.The flow rate regulating mechanism 9 is controlled based on the control output value (operation amount) from the combustion air amount control means 16. The amount of steam generated from the boiler 5 is measured by the steam flow meter 12, the measured value is input to the combustion air control means 16, and arithmetic processing is performed. When the steam flow rate exceeds the target value, the flow rate adjusting mechanism ( The combustion air flow rate in step 9) is narrowed to suppress the calorific value in the incinerator, and the temperature in the incinerator is also reduced. In addition, when the increase flow rate is the target value, the combustion air flow rate of the flow regulating mechanism 9 is increased to increase the calorific value in the incinerator, and the temperature in the incinerator increases with this.
또 유량조절기구(11)는 냉각공기제어수단(15)으로부터의 제어출력값(조작량)을 기초로 하여 제어되고 있다. 연소공기공급계만에 의한 소각로내온도를 제어하는 것은 불충분하며 소각로내온도를 보다 안정화시키기 위해서는 소각로내온도계(14)로 소각로내온도를 계측하고, 그 계측값을 냉각공기제어수단(15)에 입력하여 연산처리하고, 그 출력(냉각공기제어값)을 기초로 하여 유량조절기구(11)의 열림정도조절을 하여 소각로내온도가 일정해지도록 이루어져 있다.The flow rate regulating mechanism 11 is controlled based on the control output value (operation amount) from the cooling air control means 15. It is insufficient to control the incinerator temperature only by the combustion air supply system, and in order to stabilize the incinerator temperature further, the incinerator temperature is measured by the incinerator thermometer 14, and the measured value is transferred to the cooling air control means 15. The input and arithmetic processing are performed, and the opening degree of the flow regulating mechanism 11 is adjusted on the basis of the output (cooling air control value) so that the temperature in the incinerator is constant.
종래의 쇠겅그레식 쓰레기소각로에서는 주로 쇠겅그레 밑에서 공급되는 연소공기량을 조작하여 보일러로부터 발생하는 증발량을 제어하는 제어수단과, 소각로내에 직접 냉각공기를 공급하여 소각로내온도를 제어하는 제어수단을 구비하고 있다. 그러나 쓰레기의 발열량의 변동이나 쇠겅그레상의 쓰레기층 분포상태 등의 소각로내 상황변동으로 발생하는 소각로내온도변화를 일정하게 제어하는 것은 곤란하다.Conventional iron-type waste incinerator includes a control means for controlling the amount of evaporation generated from the boiler by manipulating the amount of combustion air supplied from the bottom of the iron, and a control means for controlling the temperature in the incinerator by supplying cooling air directly into the incinerator; have. However, it is difficult to constantly control the temperature change in the incinerator caused by the change in the incinerator situation, such as the change in the calorific value of the waste or the distribution state of the waste layer on the soot.
또한 쓰레기소각로로부터 배출되는 유해물질, 예를 들면 일산화탄소(CO)나 질소산화물(NOx)의 발생량을 같도록 낮게 억제하는 것이 어려운 문제가 있었다.In addition, there is a problem that it is difficult to suppress the amount of harmful substances discharged from the waste incinerator, such as carbon monoxide (CO) or nitrogen oxides (NO x ) as low as possible.
본 발명은 소각로내의 O2농도의 변동을 억제하고, 또한 연소배가스중의 CO농도, NOx농도를 저감할 수 있도록 제어할 수 있는 쓰레기소각로의 연소제어방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a combustion incinerator combustion control method and apparatus capable of controlling fluctuations in O 2 concentration in an incinerator and controlling CO concentration and NO x concentration in combustion flue gas. .
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 이하로 이루어지는 쓰레기소각로의 연소제어장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a combustion control apparatus of a waste incinerator.
·쓰레기소각로에 1차연소공기를 공급하는 1차연소공기공급수단;Primary combustion air supply means for supplying primary combustion air to the waste incinerator;
·쓰레기소각로에 2차연소공기를 공급하는 2차연소공기공급수단;Secondary combustion air supply means for supplying secondary combustion air to the waste incinerator;
·1차연소공기공급수단으로부터 쓰레기소각로에 공급되는 1차연소공기량을 연소부하에 따라서 조작하는 제어수단;Control means for manipulating the amount of primary combustion air supplied from the primary combustion air supply means to the waste incinerator according to the combustion load;
·쓰레기소각로내의 온도를 측정하는 제1계측수단;First measuring means for measuring the temperature in the waste incinerator;
·쓰레기소각로의 연소배가스중의 O2농도를 측정하는 제2계측수단;Second measuring means for measuring the concentration of O 2 in the combustion flue gas of the waste incinerator;
·쓰레기소각로의 연소배가스중의 CO농도를 측정하는 제3계측수단;Third measuring means for measuring the concentration of CO in the combustion flue gas of the waste incinerator;
·쓰레기소각로의 연소배가스중의 NOx농도를 측정하는 제4계측수단;Fourth measuring means for measuring the concentration of NO x in the combustion flue gas of the waste incinerator;
·상기 제1계측수단으로부터 제4계측수단에 의한 계측값에 따라서 2차연소공기량을 조작하는 비선형 제어수단.Nonlinear control means for manipulating the secondary combustion air amount in accordance with the measured value by said fourth measuring means from said first measuring means.
또한 본 발명의 이하의 공정으로 이루어지는 쓰레기소각로의 연소제어방법을 제공한다.In addition, a combustion control method for a waste incinerator comprising the following steps of the present invention is provided.
·쓰레기소각로에 일정시간에 투입되는 쓰레기의 양에 대한 발열량에 따라서 1차연소공기량을 조작하는 공정;Operating the primary combustion air amount according to the calorific value of the amount of waste put into the waste incinerator at a given time;
·쓰레기소각로의 소각로내온도, 연소배가스중의 O2농도, CO 농도, NOx농도를 측정하는 공정;Measuring the incinerator temperature, O 2 concentration, CO concentration and NO x concentration in the combustion flue gas of the waste incinerator;
·상기 측정공정의 계측값을 기초로 하여 비선형 제어수단에 의해 2차연소공기량을 조작하는 공정.A step of operating secondary combustion air amount by nonlinear control means based on the measured value of the said measuring process.
상기 1차연소공기량은 피드포워드제어 또는 피드백제어에 의하여 조작된다.The primary combustion air amount is operated by feedforward control or feedback control.
또한 본 발명은 이하의 공정으로 이루어지는 쓰레기소각로의 연소제어방법을 제공한다.The present invention also provides a combustion control method for a waste incinerator comprising the following steps.
· 쓰레기소각로에 1차연소공기를 공급하는 1차연소공기공급수단과 2차연소공기를 공급하는 2차연소공기공급수단을 준비하는 공정;Preparing a primary combustion air supply means for supplying primary combustion air to a waste incinerator and a secondary combustion air supply means for supplying secondary combustion air;
·1차연소공기공급수단으로부터 쓰레기소각로에 공급되는 1차연소공기량을 연소부하에 따라서 조작하는 공정;Operating the primary combustion air amount supplied from the primary combustion air supply means to the waste incinerator according to the combustion load;
·쓰레기소각로의 소각로내온도, 연소배가스중의 O2농도, CO 농도, NOx농도를 측정하는 공정;Measuring the incinerator temperature, O 2 concentration, CO concentration and NO x concentration in the combustion flue gas of the waste incinerator;
·상기 측정공정의 계측값을 패러미터로 하는 함수를 기초로 한 비선형 제어수단에 의해 공급되는 2차연소공기량을 조작하는 공정.-A step of manipulating the secondary combustion air amount supplied by the nonlinear control means based on a function having the measured value of the measuring step as a parameter.
다음으로 본 발명의 개요에 대하여 설명하면 쓰레기소각로의 소겅그레에 1차연소공기를 공급하는 1차연소공기공급계와 로내에 2차연소공기를 공급하는 2차연소공기공급계와 그들의 제어계를 구비하고, 1차연소공기제어계는 연소부하에 따른 상태량을 기초로 하여 연소에 의한 발열량을 제어하여 부차적으로 소각로내온도를 대략 안정되게 하고, 또한 2차연소공기를 비선형 제어수단으로 조작하여 소각로내온도와 연소배가스의 O2농도, CO 농도, NOx농도를 소정 범위내에 수습하도록 제어하는 것이다.Next, the outline of the present invention will be described. A primary combustion air supply system for supplying primary combustion air to the soot grains of a waste incinerator, a secondary combustion air supply system for supplying secondary combustion air in a furnace, and their control system are provided. the air control system and on the basis of the state amount in accordance with the combustion load control the amount of heat generated by combustion and become subordinate substantially stabilize the temperature in the incinerator, the addition of the second combustion to the air operation in a non-linear control means for the furnace temperature within the combustion gas O 2 The concentration, CO concentration, and NO x concentration are controlled to be settled within a predetermined range.
본 발명은 2차연소공기량에 대한 소각로내온도의 관계는 제4도에 나타내는 바와 같이 소각로내온도가 2차연소공기량과 플러스의 상관특성을 갖는 영역과 마이너스의 상관특성으로 나누어지고 2개의 영역의 사이에서 최대값이 되는(예를 들면 2차연소공기량이 4000∼5000Nm3/h)특성을 갖는다. 플러스의 상관특성을 갖는 영역에서는 1차연소에 의해 발생한 배가스중의 미연소분이 2차연소를 하고 2차연소공기량이 많을수록 2차연소가 활발화되기 때문에 2차연소공기와 로내온도는 플러스의 관계가 된다. 한편 1차연소에 의한 배가스중의 미연소분이 다 타면 그 이상의 2차연소공기는 냉각공기로서 기능하기 때문에 마이너스의 관계가 된다. 또 연소배가스중의 O2농도와는 제5도에 나타내는 바와 같이 2차연소공기량과 플러스의 상관특성이 있다. 또 CO 농도는 제6도에 나타내는 바와 같이 2차연소공기량을 저감해감에 따라서 소각로내 산소가 부족하여 CO농도가 증대한다. 또 연소배가스중의 NOx농도는 제7도에 나타내는 바와 같이 2차연소공기량과 플러스의 상관특성이 있다.In the present invention, the relationship between the incinerator temperature and the secondary combustion air amount is divided into two regions, in which the incinerator temperature is positively correlated with the secondary combustion air amount and a negative correlation characteristic, as shown in FIG. The maximum value (for example, the amount of secondary combustion air is 4000 to 5000 Nm 3 / h). In the region having a positive correlation characteristic, the secondary combustion air and the furnace temperature are positive because unburned fraction of the exhaust gas generated by the primary combustion is secondary combustion, and secondary combustion is activated as the amount of secondary combustion air increases. On the other hand, if the unburned fraction in the flue-gas from primary combustion burns out, the secondary combustion air further functions as a cooling air and thus becomes negative. Moreover, as shown in FIG. 5, the concentration of O 2 in the combustion flue gas has a positive correlation with the amount of secondary combustion air. As shown in FIG. 6, as the CO concentration decreases the amount of secondary combustion air, oxygen in the incinerator is insufficient to increase the CO concentration. The NO x concentration in the combustion flue gas has a positive correlation with the secondary combustion air amount as shown in FIG.
이와 같은 관점에서 소각로내온도 및 배가스중의 O2농도, CO 농도, NOx농도를 측정하고 상기한 2차연소공기량에 대한 소각로내온도특성 및 배가스특성에 따라서 비선형제어(예를 들면 퍼지제어)하여 보다 빈틈 없이 2차연소공기량을 조작함으로써 소각로내온도 및 로내의 O2농도를 함께 안정된 상태로 제어하고 배가스중의 CO농도, NOx농도를 함께 소정값보다 낮은 값으로 제어한다. 즉 1차연소공기량을 피드백제어나 피드포워드제어에 의하여 소각로내온도를 소정의 제어목표값으로 추종제어하고, 또한 O2농도, CO 농도, NOx농도가 2차연소공기량과의 상관관계가 현저한 것에서 2차연소공기량을 비선형 제어하여 응답특성을 양호한 것으로 하고 O2농도, CO 농도, NOx농도를 제어목표값에 의해 빈틈 없이 제어할 수 있는 쓰레기소각로의 연소제어방법이다. 또 이 비선형 제어는 소각로내온도 및 배가스중의 O2농도, CO 농도, NOx농도를 계측값으로 하고 2차연소공기량을 조작량으로 한 조건별 증감제어나 퍼지제어로 함으로써 실현한 것인데 2차연소공기량의 제어에는 퍼지제어가 가장 적합하다.From this point of view, the O 2 concentration, CO concentration, and NO x concentration in the incinerator and flue gas are measured, and the non-linear control (e.g., purge control) is performed according to the incinerator temperature and flue gas characteristics for the secondary combustion air. By operating the secondary combustion air volume more seamlessly, the temperature in the incinerator and the O 2 concentration in the furnace are controlled in a stable state, and the CO concentration and the NO x concentration in the exhaust gas are also controlled to be lower than a predetermined value. In other words, the temperature of the incinerator is followed and controlled by the feedback control or the feedforward control to the predetermined control target value, and the O 2 concentration, the CO concentration, and the NO x concentration are significantly correlated with the secondary combustion air amount. Non-linear control of the amount of combustion air makes the response characteristic good, and the O 2 concentration, CO concentration, and NO x concentration can be controlled seamlessly by the control target value. In addition, this nonlinear control is realized by the increase / decrease control or purge control for each condition using the O 2 concentration, CO concentration, and NO x concentration in the incinerator temperature and exhaust gas as measured values and the secondary combustion air amount as the manipulated value. Fuzzy control is most suitable for control.
이하 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 제1도는 본 발명에 관련되는 쓰레기소각로 및 그 연소제어방법의 한 실시형태를 나타내는 도면이다. 동일 도면은 쇠겅그레식 쓰레기 소각로(1)이며 쇠겅그레(1a∼1c), 쓰레기투입구(2), 재 낙하구(3), 연소배가스가 방출되는 소각로출구(4), 소각로출구(4) 근처에는 증기발생용 보일러(5), 연소배가스를 소각로 밖으로 방출하는 굴뚝(6) 및 2차연소공기가 공급되는 흡입구(7)가 구비되어 있다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described with reference to drawings. 1 is a view showing an embodiment of a waste incinerator and a combustion control method according to the present invention. The same figure shows the iron-type waste incinerator (1), which includes the iron-fired waste (1a to 1c), waste inlet (2), ash dropping hole (3), incinerator outlet (4) and combustion furnace outlet (4). It is provided with a steam generating boiler 5, a chimney 6 for discharging combustion exhaust gas out of the incinerator, and a suction port 7 through which secondary combustion air is supplied.
쓰레기투입구(2)로부터 쓰레기소각로(1)내에 투입된 쓰레기는 쇠겅그레(1a∼1c)의 아래에서 날아오르는 1차연소공기에 의해 건조, 연소단계를 거쳐서 소각되고 재 낙하구(3)로부터 재로서 소각로 밖으로 배출된다. 또 흡입구(7)로부터 소각로내에 2차연소공기가 공급되어 소각로내온도 및 배가스중의 O2농도, CO 농도, NOx농도가 제어되고 있다.The waste introduced into the waste incinerator 1 from the waste inlet 2 is incinerated by the primary combustion air flying under the soot grains 1a to 1c through the combustion and combustion stages, and as ash from the ash dropping hole 3 as ash. Is discharged out. Secondary combustion air is supplied from the inlet 7 into the incinerator to control the temperature of the incinerator, the O 2 concentration, the CO concentration, and the NO x concentration in the exhaust gas.
연소에 의하여 발생한 연소배가스는 소각로출구(4)로부터 굴뚝(6)으로 인도되어 소각로 밖으로 방출된다. 그 때에 그 고온의 연소배가스는 열교환기(5a)를 가열하여 보일러(5)내의 물을 비등시켜서 그 증기를 열공급, 발전 등에 이용하고 있다.The combustion exhaust gas generated by the combustion is led from the incinerator outlet 4 to the chimney 6 and discharged out of the incinerator. At that time, the high temperature combustion flue gas heats the heat exchanger 5a to boil the water in the boiler 5 and uses the steam for heat supply, power generation, and the like.
이 쓰레기소각로(1)는 1차연소공기와 2차연소공기의 2계통의 연소공기공급계를 구비하고, 1차연소공기공급계는 팬(8)으로부터 댐퍼 등의 유량조절기구(9)를 통하여 쇠겅그레(1a∼1c)에 연소공기를 보내는 계통이며 2차연소공기공급계는 팬(10)으로부터 댐퍼 등의 유량조절기구(11)를 통하여 2차연소공기를 직접 흡입구(7)로부터 소각로내에 불어 넣는 계통이다.This waste incinerator 1 has two systems of combustion air supply system, primary combustion air and secondary combustion air, and the primary combustion air supply system is made of iron through the flow control mechanism 9 such as a damper from the fan 8. The secondary combustion air supply system is a system for blowing secondary combustion air from the fan 10 directly into the incinerator from the inlet 7 through a flow control mechanism 11 such as a damper from the fan 10. .
1차 및 2차연소공기는 컴퓨터(21)에 의한 1차연소공기제어수단(16) 및 2차연소공기제어수단(20)으로부터의 제어값에 의하여 유량조절기구(9)(11)를 개폐제어하여 그들의 유량이 설정되어 있다. 1차연소공기제어계는 보일러(5)의 증기유량을 증기유량계(12)로 계측하여 그 계측값을 1차연소공기제어수단(16)으로 연산처리하고 유량조절기구(9) 개폐제어하는 제어계이다. 또 2차연소공기제어계는 소각로내온도센서(13)에 의하여 소각로내온도를 검출하고, 또한 소각로출구(4)내에 설치한 O2농도센서(18), NOx농도(22), CO농도센서(24)에 의하여 각각 배가스중의 O2농도, CO 농도, NOx농도를 각각 검지하고 그들의 출력을 각각 소각로내온도계(14),소각로배출O2농도계(19), 소각로배출NOx농도계(23),소각로배출CO농도계(25)에 입력하고 이들의 계측값을 2차연소공기제어수단(20)에 입력하여 연산처리하고, 이들의 계측값을 기초로 하여 유량조절기구(11)를 개폐제어한다.The primary and secondary combustion air open and close the flow regulating mechanisms 9 and 11 by means of control values from the primary combustion air control means 16 and the secondary combustion air control means 20 by the computer 21. The flow rate is set. The primary combustion air control system is a control system which measures the steam flow rate of the boiler 5 by the steam flowmeter 12, calculates the measured value by the primary combustion air control means 16, and controls the opening and closing of the flow rate regulating mechanism 9. In addition, the secondary combustion air control system detects the incinerator temperature by the incinerator temperature sensor 13, and further includes an O 2 concentration sensor 18, a NO x concentration 22, and a CO concentration sensor installed in the incinerator outlet 4. 24) respectively detect O 2 concentration, CO concentration and NO x concentration in the flue-gas, respectively, and output their incinerator thermometer (14), incinerator exhaust O 2 concentration meter (19), incinerator exhaust NO x concentration meter (23) The input to the incinerator discharge CO concentration meter 25 is inputted to the secondary combustion air control means 20 to calculate and process the flow rate regulating mechanism 11 on the basis of these measured values.
다음으로 1차연소공기제어수단(16)과 2차연소공기제어수단(20)의 제어계에 대하여 제2도 및 제3도의 제어블록을 참조하여 설명한다. 제2도는 증기량을 안정화시키기 위한 1차연소공기제어수단에 소각로내온도, 소각로내O2농도안정 및 소각로배출NOx농도, CO 농도를 억제하기 위한 2차연소공기제어를 조건별 증감제어로 한 2차공기제어수단을 조합한 제어계이며 제3도는 같은 목적의 2차공기제어수단을 퍼지제어계로 한 경우이다.Next, the control system of the primary combustion air control means 16 and the secondary combustion air control means 20 will be described with reference to the control blocks in FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a secondary combustion air conditioner with primary combustion air control means for stabilizing the amount of steam, secondary combustion air control for suppressing incinerator temperature, incinerator O 2 concentration stabilization and incinerator exhaust NO x concentration, and CO concentration. The control system is a combination of air control means, and FIG. 3 shows a case where secondary air control means for the same purpose are used as a purge control system.
1차연소공기제어수단(16)에 대하여 제2도를 기초로 하여 설명하면 증기량 목표값과 쓰레기소각로의 연소프로세스(A2)로부터 얻어지는 증기량과의 증기량 편차에 의하여 1차연소공기량이 1차연소공기량제어부(A1)에서 피드포워드 내지 피드백에 의한 비례·적분제어되고, 그 1차연소공기제어출력값에 의하여 쓰레기소각로의 연소프로세스(A2)에 대한 1차연소공기 흡입량을 조작하여 증기량을 제어하고 있다.Referring to the primary combustion air control means 16 based on FIG. 2, the primary combustion air amount is the primary combustion air amount control unit A1 according to the steam amount deviation between the steam amount target value and the steam amount obtained from the combustion process A2 of the waste incinerator. ), Proportional and integral control by feedforward to feedback is carried out, and the amount of steam is controlled by operating the primary combustion air intake to the combustion process A2 of the waste incinerator by the primary combustion air control output value.
1차연소공기량제어부(A1)에서는 (1)식에 나타내는 연산식을 기초로 하여 1차연소공기제어출력값(F1)이 산출되고 있다.In the primary combustion air amount control unit A1, the primary combustion air control output value F1 is calculated based on the calculation formula shown in Expression (1).
(다만 F1은 1차연소공기제어출력값, STMset는 증기목표값, STMnow는 증기량계측값이다. 또 PB는 비레게인, Ti는 적부게인을 나타내는 조정패러미터이며 s는 라플라스연산자를 나타낸다.)(However, F1 is the primary combustion air control output value, STMset is the steam target value, STMnow is the steam flow measurement value. PB is the non-reggae, Ti is the adjustment parameter indicating the load gain, and s is the Laplace operator.)
(1)식에 의하여 산출된 1차연소공기제어출력값(F1)에 의하여 1차연소공기량을 제어하는 유량조절기구(9)의 열림정도가 조절되고 소각로에 공급되는 1차연소공기량이 제어되고 있다.The opening degree of the flow regulating mechanism 9 which controls the amount of primary combustion air is controlled by the primary combustion air control output value F1 calculated by the formula (1), and the amount of primary combustion air supplied to the incinerator is controlled.
또 2차연소공기제어수단(20)에서는 쓰레기소각로의 연소프로세스(A2)로부터의 소각로내온도와 소각로내온도목표값의 소각로내온도편차값, 소각로배출O2농도와 소각로배출O2농도에 관한 설정값의 비교, 소각로배출NOx농도와 소각로배출NOx농도설정값의 비교 및 CO농도값과 CO농도설정값의 비교에 의하여 2차연소공기량제어부(A3)에서 조건별로 증감제어되고, 그 2차연소공기제어출력값에 의하여 쓰레기소각로의 연소프로세스(A2)의 소각로내온도 및 소각로배출O2농도, NOx농도, CO농도가 제어되고 있다.In the secondary combustion air control means 20, the incinerator temperature deviation value from the combustion process A2 of the waste incinerator and the incinerator temperature target value, the incinerator temperature deviation value, the incinerator discharge O 2 concentration and the incinerator discharge O 2 concentration are set. By the comparison of the values, the incinerator discharge NO x concentration and the incinerator discharge NO x concentration setting value, and the comparison between the CO concentration value and the CO concentration setting value, the secondary combustion air volume control unit (A3) is increased or decreased on a condition-by-condition basis. The incinerator temperature, incinerator exhaust O 2 concentration, NO x concentration and CO concentration of the combustion process A2 of the waste incinerator are controlled by the control output values.
다음으로 2차연소공기량제어부(A3)의 제어방법에 대하여 보다 상세히 설명한다. 제2도의 실시형태는 조건별 증감제어이다. 그 설명 전에 소각로내온도, O2농도, CO농도, NOx농도와 2차연소공기량의 관계에 대하여 제4도 내지 제7도를 참조하여 상세히 설명한다.Next, the control method of the secondary combustion air amount control unit A3 will be described in more detail. 2 is a conditional increase / decrease control. Before the description, the relationship between incinerator temperature, O 2 concentration, CO concentration, NO x concentration and secondary combustion air amount will be described in detail with reference to FIGS.
2차연소공기는 제4도에서 명백한 바와 같이 2차연소공기로서 기능하는 2차연소영역과 냉각공기로서 작용하는 냉각영역이 있다. 2차연소영역은 4000Nm3/h 미만의 영역이며, 이 연소영역은 2차연소가 활발화하여 소각로내온도가 상승하는 영역이다. 또한 2차연소공기량의 증가에 동반하여 대개 4000∼5000Nm3/h의 영역에서는 2차연소공기량에 의한 소각로내온도상승이 최대영역에 도달하는 영역이다. 또한 2차연소공기량이 증가하여 예를 들면 5000Nm3/h 이상이 되면 소각로내온도가 저하하는 냉각영역이 있다.Secondary combustion air has a secondary combustion zone that functions as secondary combustion air and a cooling zone that serves as cooling air, as is apparent from FIG. The secondary combustion zone is less than 4000 Nm 3 / h, and this combustion zone is a zone in which the temperature in the incinerator rises due to the activation of secondary combustion. In addition, in the region of 4000 to 5000 Nm 3 / h, the temperature rise in the incinerator caused by the secondary combustion air reaches the maximum region with the increase of the secondary combustion air amount. In addition, there is a cooling zone in which the temperature in the incinerator decreases when the amount of secondary combustion air increases to, for example, 5000 Nm 3 / h or more.
또 배가스중의 O2농도와 2차연소공기량의 관계는 제5도에 나타내는 바와 같이 2차연소공기량이 증가함에 따라서 배가스중의 O2농도가 상승하여 2차연소공기량과 O2농도의 사이에 플러스의 상관관계가 존재한다.In addition, as shown in FIG. 5, the relationship between O 2 concentration in exhaust gas and secondary combustion air amount is increased, and as the secondary combustion air amount increases, the O 2 concentration in exhaust gas increases, and a positive correlation between secondary combustion air amount and O 2 concentration is shown. Relationship exists.
또 배가스중의 CO농도와 2차연소공기량의 관계는 제6도에 나타내는 바와 같이 2차연소공기량이 증가함에 따라서 배가스중의 CO 농도는 저하하고 2차연소공기량과 CO농도에는 마이너스의 상관관계가 존재한다.As shown in FIG. 6, the relationship between the CO concentration in the exhaust gas and the secondary combustion air amount decreases as the secondary combustion air amount increases, and there is a negative correlation between the CO concentration in the exhaust gas and the secondary combustion air amount and the CO concentration.
또 배가스중의 NOx농도와 2차연소공기량의 관계는 제7도에 나타내는 바와 같이 2차연소공기량이 증가함에 따라서 배가스중의 NOx농도는 증가하고 2차연소공기량과 NOx농도에는 플러스의 상관관계가 존재한다.In addition, as shown in FIG. 7, the relationship between NO x concentration in exhaust gas and secondary combustion air amount increases as the secondary combustion air amount increases, and there is a positive correlation between the NO x concentration in exhaust gas and the secondary combustion air amount and NO x concentration. exist.
이와 같은 현상을 이용하여 2차연소공기량제어부(A3)에서 2차연소공기량을 제어한다. 2차연소공기량제어부(A3)에서는 소각로내온도편차가 마이너스 또는 플러스인가를 소정의 편차값으로 판정하고 2차연소공기량이 연소영역(예를 들면 함수값을 4000Nm3/h 미만으로 설정), 경계영역(예를 들면 4000∼5000Nm3/h로 설정) 또는 냉각영역(예를 들면 함수값을 5000Nm3/h 이상으로 설정)에 있는지를 판단하여 그들 2개의 조건판단의 결과로부터 2차연소공기량을 늘리는지 줄이는지 하는 조건별 증감제어를 실시한다.By using this phenomenon, the secondary combustion air amount control unit A3 controls the secondary combustion air amount. The secondary combustion air amount control unit A3 determines whether the temperature deviation in the incinerator is negative or positive as a predetermined deviation value, and the secondary combustion air amount is in the combustion zone (for example, the function value is set to less than 4000 Nm 3 / h), and the boundary zone ( for example, set to 4000~5000Nm 3 / h) or the cooling zone (for example, determines whether the function value to set to 5000Nm 3 / h or more) to reduce not increase the second combustion air amount from the results of those two conditions is determined Increasing / decrease control by condition
또 NOx농도 및 CO농도가 상한값을 넘고 있는지 아닌지가 판정되고 NOx농도가 상한값을 넘고 있는 경우는 2차연소공기량을 일정량 줄여서 CO농도가 상한값을 넘고 있는 경우는 2차연소공기량을 일정량 증가시키도록 조절하여 NOx농도 및 CO농도의 상승을 억제하도록 제어한다.Also, it is determined whether NO x concentration and CO concentration exceed the upper limit, and if the NO x concentration exceeds the upper limit, the secondary combustion air is reduced by a certain amount, and if the CO concentration exceeds the upper limit, the secondary combustion air is adjusted to increase a certain amount. Control to suppress the increase of NO x concentration and CO concentration.
이하에 표 1을 기초로 하여 2차연소공기량제어부(A3)의 2차연소공기량의 제어방법에 대하여 상세히 설명한다. 2차연소공기량은 (1)에서 (10)의 조건으로 차례로 연산 및 검출하고, (8)에서 (10)의 조건을 만족하는 경우는 화살표시(→)로 나타낸 제어를 차례로 실행한다.A method of controlling the secondary combustion air amount of the secondary combustion air amount control unit A3 will be described in detail below based on Table 1. FIG. The secondary combustion air amount is calculated and detected in sequence under the conditions of (1) to (10), and when the conditions of (8) to (10) are satisfied, the control indicated by the arrow (→) is executed in sequence.
또한 표 1에 나타낸 제어방법은 (1)∼(6)은 로내 온도편차에 대한 것이고 2차연소공기량을 증감시키는 제어이며 2차연소공기량의 일정값을 1주기마다의 증분량 또는 감분량을 조정하는 제어공정이다. (7)은 2차연소공기량을 현상유지하는 제어공정을 나타내고 있다. (8)은 산소농도의 제어에 대한 것이며, (9)는 NO농도상한설정값에 대한 것, (10)의 CO농도상한설정값에 대한 제어공정을 나타내고 있다. 이들 제어를 개별적으로 설정할 수 있는 것으로 한다.In addition, the control method shown in Table 1 (1) to (6) is for the temperature variation in the furnace, the control to increase or decrease the secondary combustion air amount, and the control to adjust the increment or decrement amount of the secondary combustion air amount by one cycle. It is a process. (7) shows a control process of developing and maintaining secondary combustion air amount. (8) shows the control of the oxygen concentration, (9) shows the control process for the NO concentration upper limit set value, and (10) for the CO concentration upper limit set value. It is assumed that these controls can be set individually.
다음으로 2차연소공기량의 제어부(2차연소공기제어수단(20))의 연산방법에 대하여 제12도의 흐름도를 기초로 하여 설명한다. 제어대상으로부터의 계측값이 일정주기로 샘플링되고 그들 계측값을 기초로 하여 2차연소공기량이 제어되고 있다. 제12(a)도∼제12(d)도는 표 1에 나타낸 2차연소공기량의 구체적인 제어방법을 흐름도에 도시한 것이며 이들 흐름도에는 표 1의 각 제어방법 (1)∼(10)이 (1)∼(10)으로서 도시되어 있다.Next, the calculation method of the control part (secondary combustion air control means 20) of secondary combustion air quantity is demonstrated based on the flowchart of FIG. The measured values from the control object are sampled at regular intervals, and the secondary combustion air amount is controlled based on those measured values. 12 (a) to 12 (d) show a specific control method of the secondary combustion air amount shown in Table 1, and these control methods (1) to (10) shown in Table 1 are shown in (1). It is shown as (10).
제12(a)도는 표 1의 각 제어방법 (1)∼(7)을 산출하는 제어방법을 나타내고 있으며 제12(b)도는 표 1의 제어방법 (8), 제12(c)도는 표 1의 제어방법(9), 제12(d)도는 표 1의 제어방법 (10)을 나타내고 있다. 제12(a)도∼제12(d)도는 start1, start2, start3 및 start4로부터 제어를 개시하여 흐름도에 따라서 각 조건을 만족하고 있는지 아닌지를 판단하고 각 제어항목에 대한 최종적인 2차연소공기량의 조정 패러미터(z1∼z4)의 값이 결정된다. 2차연소공기량출력값은 이하의 식에 나타내는 바와 같이 2차연소공기량출력값의 전회값(P2(k-1) 및 조정 패러미터(z1∼z4)로부터 2차연소공기출력값의 이번회값(어떤주기의 2차연소공기제어량)(F2(k))이 산출되고 있다.FIG. 12 (a) shows a control method for calculating the control methods (1) to (7) of Table 1, and FIG. 12 (b) shows the control method (8) of Table 1, and FIG. 12 (c) shows Table 1 Control method (9) and FIG. 12 (d) show control method (10) of Table 1. As shown in FIG. 12 (a) to 12 (d) start the control from start1, start2, start3 and start4 and judge whether or not each condition is satisfied according to the flow chart and adjust the final secondary combustion air amount for each control item. The values of the parameters z1 to z4 are determined. The secondary combustion air output value is the current value of the secondary combustion air output value from the previous value (P2 (k-1)) and the adjustment parameters (z1 to z4) of the secondary combustion air output value as shown in the following formula (secondary combustion air control amount in a certain cycle). (F2 (k)) is calculated.
조정패러미터(z1∼z4)는 제12(a)도∼제12(d)도의 흐름도를 기초로 하여 산출된다. 제12(a)도∼제12(d)도에 있어서, Te는 소각로내온도편차, F2now는 2차연소공기량, O2는 산소농도, NOx는 NOx농도 CO는 CO농도를 나타낸다. 또 C1과 C2는 2차연소공기량이 연소영역, 경계영역, 냉각영역을 판별하는 조정패러미터이다. Ox1은 산소농도의 상한 설정값을 판별하는 조정패러미터이고, Ox2는 산소농도의 하한설정값을 판별하는 조정패러미터이며, NOx1은 NOx농도의 상한설정값을 판별하는 조정패러미터이고, CO는 CO농도의 상한설정값을 판별하는 조정패러미터이다. y1∼y10은 2차연소공기량의 증가분, 감소분량을 주는 조정패러미터이다.The adjustment parameters z1 to z4 are calculated based on the flowcharts of FIGS. 12 (a) to 12 (d). In FIGS. 12 (a) to 12 (d), Te denotes a temperature deviation in an incinerator, F2 now denotes a secondary combustion air amount, O2 denotes an oxygen concentration, and NO x denotes a NO x concentration. C 1 and C 2 are adjustment parameters for determining the amount of secondary combustion air in the combustion zone, boundary zone, and cooling zone. O x 1 is an adjustment parameter for determining the upper limit set value of oxygen concentration, O x 2 is an adjustment parameter for determining the lower limit set value of oxygen concentration, NO x 1 is an adjustment parameter for determining an upper limit set value of NO x concentration. And CO is an adjustment parameter for determining the upper limit set value of the CO concentration. y1 to y10 are adjustment parameters for increasing and decreasing secondary combustion air amount.
제12(a)도에 대하여 설명하면, 우선 스텝S1에서는 소각로내온도편차(Te)가 제어조건(Te 0)에 의하여 판정되고 제어조건(Te 0)을 만족하는 경우는 스텝S2로 진행한다. 스텝S2에서는 2차연소공기량이 제어조건(F2now≥C2)을 만족하는 경우는 조정패러미터(z1)를 y1으로 한다. 스텝S2의 제어조건(F2now≥C2)을 만족하지 않는 경우는 스텝S3로 진행하고 제어조건(F2now≤C1)이 판정된다. 제어조건(F2now≤C1)을 만족하는 경우는 조정패러미터(z1)를 y3로 하고 제어조건(F2now≤C1)을 만족하지 않는 경우는 조정패러미터(z1)를 y7로 한다. 스텝S1의 제어조건(Te 0)을 만족하지 않는 경우는 스텝S4로 진행한다. 스텝S4의 제어조건(F2now≥C2)을 만족하는 경우는 조정패러미터(z1)를 y2로 하고 제어조건(F2now≥C2)을 만족하지 않는 경우는 스텝S5로 진행한다. 스텝S5에서는 제어조건(F2now≤C1)이 판정되고 만족되는 경우는 조정패러미터(z1)를 y4로 하고 제어조건(F2now≤C1)을 만족하지 않는 경우는 스텝S6으로 진행한다. 스텝S6에서는 제어조건(O2≥Ox1)이 판정되고, 이 제어조건을 만족하는 경우는 조정패러미터(z1)를 y5로 하고, 이 제어조건을 만족하지 않는 경우는 조정패리미터(z1)를 y6로 한다.Referring to FIG. 12A, first, in step S1, when the incinerator temperature deviation Te is determined by the control condition Te 0 and satisfies the control condition Te 0, the flow proceeds to step S2. In step S2, when the secondary combustion air amount satisfies the control condition (F2 now? C 2 ), the adjustment parameter z1 is set to y1. If the control condition F2 now? C 2 of step S2 is not satisfied, the process proceeds to step S3 and the control condition F2 now? C 1 is determined. When the control condition F2 now ≤ C 1 is satisfied, the adjustment parameter z1 is set to y3, and when the control condition F2 now ≤ C 1 is set, the adjustment parameter z1 is set to y7. If the control condition Te 0 of step S1 is not satisfied, the flow advances to step S4. If the control condition F2 now ≥ C 2 of step S4 is satisfied, the adjustment parameter z1 is set to y2, and if the control condition F2 now ≥ C 2 is not satisfied, the flow advances to step S5. In step S5, when the control condition F2 now ≤ C 1 is determined and satisfied, the adjustment parameter z1 is set to y4, and when the control condition F2 now ≤ C 1 is not satisfied, the process proceeds to step S6. In step S6, the control condition (O2 ≥ O x 1) is determined. When the control condition is satisfied, the adjustment parameter z1 is set to y5. When the control condition is not satisfied, the adjustment parameter z1 is set. Let y6 be.
제12(b)도는 산소농도에 의한 2차연소공기량의 제어를 나타내는 흐름도이다. 소정의 주기로 계측된 산소농도의 O2가 산소농도의 하한설정값(Ox2)보다 낮은 온도인지 아닌지를 판정하는 제어조건(O2Ox2)에 의하여 판정하고, 이 제어조건을 만족하는 경우는 조정패러미터(z2)를 y8로 하고 만족하지 않는 겨우는 조정패러미터(z2)는 0으로 한다. 제12(c)도는 NOx농도에 의하여 2차연소공기량의 제어를 나타내는 흐름도이다. 소정의 주기로 계측된 NOx농도(NOx1)가 NOx농도의 상한설정값(NOx1)보다 높은 농도인지 아닌지를 판정하는 제어조건(NOxNOx1)에 의하여 판정하고, 이 제어조건을 만족하는 경우는 조정패러미터(z3)를 y9로 하고 만족하지 않는 경우는 조정패러미터(z3)는 0으로 한다. 제12(d)도는 CO농도에 따라서 2차연소공기량의 제어를 나타내는 흐름도이다. 소정의 주기로 계측된 CO농도가 CO농도의 하한설정값(NOx1)보다 낮은 농도인지 아닌지를 판정하는 제어조건(COCO1)에 의하여 판정하고, 이 제어조건을 만족하는 경우는 조정패러미터(z4)를 y10으로 하고 만족하지 않는 경우는 조정패러미터(z4)는 0으로 한다.12 (b) is a flowchart showing the control of the secondary combustion air amount by the oxygen concentration. Is adjusted if the O2 of the oxygen concentration measuring a predetermined period determined by the control condition (O2O x 2) for determining whether or not a temperature lower than the minimum set value of the oxygen concentration (O x 2), and satisfy the control conditions The parameter z2 is set to y8, and the adjustment parameter z2 that is not satisfied is set to zero. FIG. 12 (c) is a flowchart showing the control of the secondary combustion air amount by the NO x concentration. Determined by the NO x concentration (NO x 1) the control condition (NO x NO x 1) for determining whether or not a higher concentration than the upper limit set value for the NO x concentration (NO x 1) measuring a predetermined period, and the control When the condition is satisfied, the adjustment parameter z3 is set to y9, and when the condition is not satisfied, the adjustment parameter z3 is set to 0. FIG. 12 (d) is a flowchart showing control of the secondary combustion air amount in accordance with the CO concentration. It is determined by the control condition COCO1 that determines whether the CO concentration measured at a predetermined cycle is lower than the lower limit set value NO x 1 of the CO concentration, and when the control condition is satisfied, the adjustment parameter z4. Is y10, and if not satisfied, the adjustment parameter z4 is zero.
제12도의 흐름도에 따라서 산출된 조정패러미터(z1∼z4)의 값이 (2)식에 대입되어 2차연소공기량출력값(F2(k))이 산출된다.The secondary combustion air output value F2 (k) is calculated by substituting the value of the adjustment parameters z1 to z4 calculated in accordance with the flowchart of FIG.
다음으로 본 발명의 다른 실시형태에 대하여 설명한다. 이 실시형태는 2차연소공기량제어(A3)가 퍼지제어이며 제3도의 제어블록을 기초로 하여 설명한다. 퍼지제어의 루울은 표 2에 나타내어져 있다.Next, another embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the secondary combustion air amount control A3 is purge control and will be described based on the control block in FIG. The loop of fuzzy control is shown in Table 2.
제8도는 표 2의 루울(1)∼(10)을 도시한 것이며, 이들 루울(1)∼(10)의 연산은 제9도에 나타낸 전건부멤버쉽함수를 기초로 하여 실시된다. 2차연소공기량제어수단(20)에 의하여 구해진 각 루울의 후건부추론결과를 통합하여 루울전체의 추론결과(2차연소공기량제어값)가 출력된다. 이 제어출력값을 기초로하여 유량조절기구(9)가 조절되어 2차연소공기량이 제어되고 있다. 각 루울의 후건부추론결과의 통합에는 퍼지연산의 일반적인 수법, 예를 들면 min-max중심법 또는 product-sum중심법용 등이 이용된다.FIG. 8 shows the loops 1 to 10 in Table 2, and the calculation of these loops 1 to 10 is performed based on the total health membership function shown in FIG. The inference result (secondary combustion air volume control value) of the entirety of the loops is output by integrating the back dry part inference result of each of the loops obtained by the secondary combustion air volume control means 20. Based on this control output value, the flow regulating mechanism 9 is adjusted to control the secondary combustion air amount. The integration of fuzzy inference results for each loop is used for general methods of fuzzy computation, for example, for min-max or product-sum.
또 표 2의 루울(1)∼(10)의 각 연산결과는 조건을 만족하지 않는 경우는 그 출력을 0으로 하고 각 루울(1) 내지 (10)의 연산결과는 그들 연산결과의 합에 의하여 2차연소공기량의 변화분을 산출하여 2차연소공기량이 조절된다. 이들 루울(1)∼(10)까지의 연산은 연속하여 구해진다.If the results of the calculations in the loops (1) to (10) in Table 2 do not satisfy the conditions, the output is set to 0. The calculation results for each of the loops (1) to (10) are based on the sum of those calculation results. The secondary combustion air amount is adjusted by calculating the change in secondary combustion air amount. The calculations from these loops (1) to (10) are obtained continuously.
또한 루울(4)과 (8)에서 서로 상반되는 방향의 2차연소공기량의 변화분의 연산값이 계산된다. 따라서 최종적인 출력은 가산값에 의해 2차연소공기량을 증가하거나 감소시키거나 또는 현상유지가 되도록 2차연소공기량이 조작되고 있다.In addition, the calculated value of the change in the amount of secondary combustion air in the directions opposite to each other in the loops 4 and 8 is calculated. Therefore, the secondary output air amount is manipulated to increase or decrease the secondary combustion air amount by the addition value or to maintain the development.
구체적인 퍼지제어를 적용한 경우의 2차연소공기의 제어부의 연산방법을 제9도의 전건부멤버쉽함수를 이용하여 나타낸다. 우선 전건부 적합도에 대하여 계산한다. 소각로내온도편차의 측정값(Te)은 동일(a)도의 전건부멤버쉽함수에 있어서, 「소각로내온도편차가 마이너스이다」라는 조건에 대한 적합도는 a이다. 똑같이 「0」에 대해서는 적합도는 a,「플러스」에 대해서는 적합도는 a(「0」)이다. 동일 (b)도의 전건부멤버쉽함수에 있어서 소각로출구(O)농도에서는 측정값이 O2이고, 「고」라는 조건에 대한 적합도는 b(「0」)이며「적」에 대하여 적합도는 b(「1」), 「저」에 대한 적합도는 b(「0」)이다. 2차연소공기량 현재값에 대해서는 동일(c)도의 전건부멤버쉽함수에 있어서, 측정값이 F2이며, 「소」라는 조건에 대한 적합도는 c이고 「한가운데」에 대한 적합도는 c이며 「대」에 대한 적합도는 c(「0」)이다. 소각로출구(NO)농도에 대해서는 동일 (d)도의 전건부멤버쉽함수에 있어서, 측정값이 NO이고「높은」조건에 대한 적합도는 d이며 「적」에 대한 적합도는 d이다. 소각로출구(CO)농도에 대해서는 동일(e)도의 전건부멤버쉽함수에 있어서, 측정값이 CO이고 「높은」조건에 대한 적합도는 e(「0」)이고 「적」에 대한 적합도는 e(「1」)이다.The calculation method of the control unit of the secondary combustion air in the case of applying the specific fuzzy control is shown by using the front part membership function of FIG. First of all, it is calculated about the fit of the health unit. The measured value Te of the incinerator temperature deviation is a suitability for the condition that the temperature variation in the incinerator is negative in the unit function function of the same degree (a). Similarly, the goodness of fit is "a" for "0" and the goodness of fit for "plus" is a ("0"). At the incinerator exit (O) concentration, the measured value is O2, and the goodness-of-fit for the condition "high" is b ("0"), and the goodness-of-fit for the "red" is b (" 1 ") and the goodness of fit for" low "are b (" 0 "). For the current value of secondary combustion air volume, in the preliminary part membership function of the same degree (c), the measured value is F2, the suitability for the condition "small" is c, the suitability for the "middle" is c, and for the "large" The goodness of fit is c ("0"). Regarding the incinerator exit (NO) concentration, in the preliminary unit membership function of the same degree (d), the measured value is NO, the suitability for the "high" condition is d, and the suitability for the "red" is d. For the incinerator exit (CO) concentration, in the pre-membership function of the same degree (e), the measured value is CO, the goodness-of-fit for the "high" condition is e ("0"), and the goodness-of-fit for the "red" is e (" 1 ″).
지금부터 제8도의 규칙①에 적합도(X)를 식(3)에 의해 계산한다. 규칙①은 「소각로내온도편차가 마이너스, 2차연소공기량 현재값이 대」이기 때문에 적합도(a)또한 c이다.Now, the fitness (X) is calculated by the formula (3) in the rule ① of FIG. Rule 1 is also good because the temperature deviation in the incinerator is negative and the present value of the secondary combustion air is large.
똑같이 규칙②∼⑩에 대한 적합도(X∼X)를 이하의 식(4)∼(12)에 의하여 계산식에 의하여 산출한다.Similarly, the goodness-of-fit (X to X) for the rules ② to ⑩ is calculated by the following formulas (4) to (12) by the calculation formula.
다음으로 후건부멤버쉽함수에 있어서, 추론을 실시하기 위해 2차연소공기량 변경분(Y1∼Y10)을 정한다. 그리고 다음의 (13)식에 의해 추론을 실시하여 추론결과(Z)를 얻는다.Next, in the latter part membership function, the secondary combustion air amount change (Y 1 to Y 10 ) is determined in order to perform inference. Inference is carried out by the following equation (13) to obtain the inference result (Z).
마지막으로 추론결과로부터 추론결과(Z)와 2차연소공기량출력값(F2(k-1))으로부터 2차연소공기량출력값의 이번회값(F2(k))을 얻는다.Finally, the current value F2 (k) of the secondary combustion air output value is obtained from the inference result Z and the secondary combustion air output value F2 (k-1).
제11도는 본 발명에 관련되는 쓰레기소각로의 제어방법에 의한 제어시험결과의 한 예를 나타내는 것이며, 제10도는 종래의 쓰레기소각로의 비례제어방법에 의한 결과를 나타내고 있다.FIG. 11 shows an example of control test results by the control method of the waste incinerator according to the present invention, and FIG. 10 shows the result by the proportional control method of the conventional waste incinerator.
이들 도면에서 명백한 바와 같이 본 발명을 적용한 결과 배가스중의 NOx농도편균값을 100ppm레벨에서 70ppm레벨로 약 30ppm 가까이 저감시킬 수 있었다. 한편 CO농도에 있어서는 CO농도의 피크는 주로 소각로내온도저하에 의해 발생하는데 소각로내온도변화 폭을 약 25% 억제한 것으로 로내온도저하가 일어나기 어려워지고, 본 발명에서는 CO농도피크발생이 억제되어 평탄한 특성으로 할 수 있었다. 또 O2농도의 변동폭에 대해서는 약 30% 저감시킬 수 있어서 매우 만족할 만한 결과가 얻어졌다.As apparent from these drawings, the application of the present invention resulted in a reduction of approximately 30 ppm of NO x concentration averaging value in the flue gas from 100 ppm level to 70 ppm level. On the other hand, in the CO concentration, the peak of the CO concentration is mainly caused by the temperature decrease in the incinerator, and the temperature change in the incinerator is suppressed by about 25%, so that the temperature decrease in the furnace is less likely to occur, and in the present invention, the CO concentration peak is suppressed and is flat. Could do as a character. In addition, about 30% in can be reduced enough so satisfactory results for the variation of the O 2 concentration was obtained.
또한 이 실시형태에서는 2차연소공기량의 제어계에 대한 입력으로써 소각로내온도편차를 이용하고 있는데, 쓰레기소각로에 보일러를 구비하는 경우에는 소각로내온도편차 대신에 증기유량 편차를 이용해도 좋다.In this embodiment, the temperature deviation in the incinerator is used as an input to the control system of the secondary combustion air amount. When the boiler is provided in the waste incinerator, the steam flow rate variation may be used instead of the temperature variation in the incinerator.
상기 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 2차연소공기량을 비선형제어, 특히 2차연소공기량을 조건별 증폭제어 또는 퍼지제어함으로써 소각로내온도, 소각로내O2농도를 안정화하고, 또한 배출가스중의 CO 농도, NOx농도를 소정의 값으로 제어하여 배가스중의 유해한 성분을 소정값 이하로 제어할 수 있는 효과를 갖는 동시에 쓰레기 소각로의 수명연장을 꾀할 수 있다. 또 소각로내온도를 안정화할 수 있기 때문에 보일러의 증기량이 안정되는 효과를 갖고 배가스의 에너지 유효이용을 꾀할수 있다.As described above, according to the present invention, the secondary combustion air amount is nonlinearly controlled, in particular, the secondary combustion air amount is conditionally amplified or purged controlled, thereby stabilizing the temperature in the incinerator and the O 2 concentration in the incinerator, and also the CO concentration and NO in the exhaust gas. By controlling the concentration of x to a predetermined value, it is possible to control harmful components in the flue gas below a predetermined value, and at the same time, it is possible to extend the life of the waste incinerator. In addition, since the temperature in the incinerator can be stabilized, the amount of steam in the boiler can be stabilized and the energy can be effectively used.
또한 소각로내온도가 지나치게 내려간 경우는 소각로내에 산소농도가 충분히 있음에도 불구하고 2차연소가 일어나기 어려워지고 배출가스의 CO농도가 증대하는 현상이 있는데, 2차연소공기량과 상관관계가 있는 배가스중의 O2농도에서 2차연소공기량이 냉각영역인 것을 검출할 수 있으면 2차연소공기량을 감소시킴으로써 소각로내온도를 상승시켜서 배가스중의 CO농도의 증대를 방지할 수 있는 잇점이 있다.In addition, when the temperature in the incinerator is too low, secondary combustion is difficult to occur even though there is sufficient oxygen concentration in the incinerator, and the CO concentration of the exhaust gas is increased, and the concentration of O 2 in the flue gas correlated with the secondary combustion air volume. If it is possible to detect the secondary combustion air amount in the cooling zone, the secondary combustion air amount can be reduced to increase the temperature in the incinerator to prevent the increase of the CO concentration in the exhaust gas.
또 본 발명에 따르면 배가스중의 O2농도의 변동범위가 억제되고, 또한 CO농도, NOx농도가 상승한 경우 그에 대처하여 각각 온도상승을 제거하는 방향으로 2차연소공기량을 조절하는 것으로 O2농도의 저하에 의한 불완전연소에 의한 배출CO농도의 증대의 방지, 또는 O2농도증대에 의한 배출 NOx농도의 증대를 방지할 수 있는 잇점이 있다.According to the present invention, the fluctuation range of the O 2 concentration in the flue gas is suppressed, and when the CO concentration and the NO x concentration increase, the secondary combustion air is adjusted in the direction of eliminating the temperature rise in response to the increase in the O 2 concentration. There is an advantage that it is possible to prevent the increase of the exhaust CO concentration due to incomplete combustion due to the decrease or the increase of the exhaust NO x concentration due to the increase of the O 2 concentration.
또 쓰레기소각로에 투입되는 쓰레기발열량의 변동 등이 있었다고 해도 소각로내온도 및 배가스중의 O2농도가 함께 안정된 상태로 제어되기 때문에 항상 연소효율이 좋은 연소가 가능하게 되는 잇점이 있다. 따라서 발전용 등의 보일러를 구비하는 쇠겅그레식 쓰레기소각로에서는 발열량이 안정되기 때문에 발전효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.In addition, even if there is a fluctuation in the amount of waste heat input to the waste incinerator, there is an advantage in that combustion with good combustion efficiency is always possible because the temperature in the incinerator and the O 2 concentration in the flue gas are controlled in a stable state. Therefore, since the calorific value is stable in the cowl-type garbage incinerator including a boiler for power generation, it has an effect of improving power generation efficiency.
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13673495 | 1995-06-02 | ||
JP95-136734 | 1995-06-02 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR970002100A KR970002100A (en) | 1997-01-24 |
KR100194446B1 true KR100194446B1 (en) | 1999-06-15 |
Family
ID=51566008
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019960019545A KR100194446B1 (en) | 1995-06-02 | 1996-06-01 | Combustion control method and apparatus for waste incinerator |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100194446B1 (en) |
TW (1) | TW305917B (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100963088B1 (en) | 2003-04-29 | 2010-06-14 | 주식회사 포스코 | Air supply system for the optimum condition in a boiler |
KR101070065B1 (en) | 2004-12-23 | 2011-10-04 | 주식회사 포스코 | Hot stove combustion control apparatus capable of controlling carbon dioxide |
KR101480912B1 (en) | 2012-10-26 | 2015-01-13 | 린나이코리아 주식회사 | Method for preventing incomplete combustion of boiler using temperature sensor |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6499412B2 (en) * | 2000-09-15 | 2002-12-31 | Rohm And Haas Company | Method of firebox temperature control for achieving carbon monoxide emission compliance in industrial furnaces with minimal energy consumption |
-
1996
- 1996-05-31 TW TW085106490A patent/TW305917B/zh active
- 1996-06-01 KR KR1019960019545A patent/KR100194446B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100963088B1 (en) | 2003-04-29 | 2010-06-14 | 주식회사 포스코 | Air supply system for the optimum condition in a boiler |
KR101070065B1 (en) | 2004-12-23 | 2011-10-04 | 주식회사 포스코 | Hot stove combustion control apparatus capable of controlling carbon dioxide |
KR101480912B1 (en) | 2012-10-26 | 2015-01-13 | 린나이코리아 주식회사 | Method for preventing incomplete combustion of boiler using temperature sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR970002100A (en) | 1997-01-24 |
TW305917B (en) | 1997-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100304244B1 (en) | Combustion control method and apparatus for waste incinerators | |
JP5683338B2 (en) | Temperature control device for circulating fluidized incinerator and temperature control method thereof | |
CN110618706A (en) | Multistage intelligent denitration online optimization control system based on data driving | |
JP4292126B2 (en) | Combustion information monitoring and control system for stoker-type waste incinerator | |
JPH0781701B2 (en) | A device for estimating unburned content in ash of a coal combustion furnace | |
CN105485714A (en) | Method and device for determining boiler operation oxygen content and automatic control system | |
KR100194446B1 (en) | Combustion control method and apparatus for waste incinerator | |
JPH05288325A (en) | Method for operating incinerator with simultaneous control of temperature and product of incomplete combustion | |
JPH1068514A (en) | Combustion controlling method for refuse incinerating furnace | |
CN108488831B (en) | Boiler combustion control system and method | |
JP3425707B2 (en) | Combustion control device and method for refuse incinerator | |
JPH0579622A (en) | Method for controlling combustion by control of oxygen concentration in combustion furnace | |
CN115903455A (en) | Combustion adjusting method based on pulverized coal boiler whole-flow multi-component and wall temperature measurement | |
JPH0798108A (en) | Combustion controller for incinerator | |
JPH1122941A (en) | Method and apparatus for controlling feed amount of waste to waste incinerator | |
JPH0949624A (en) | Combustion control device for trash incineration furnace and its method | |
JPH09273733A (en) | Control method of combustion in incinerating furnace | |
KR100306291B1 (en) | Control method of flue gas mixture discharged from garbage incinerator | |
JPH08121730A (en) | Sewage sludge fluidized bed type incinerator | |
JPH0323806B2 (en) | ||
JP3235643B2 (en) | Combustion control method and apparatus for sludge incinerator | |
JPH0152653B2 (en) | ||
JP7075021B1 (en) | Combustion control device and combustion control method for waste incineration facilities | |
JPH11108327A (en) | Garbage incinerator and combustion control method | |
JP3409238B2 (en) | In-furnace pressure control method of refuse incinerator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120119 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130118 Year of fee payment: 15 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |