特許 7595106 焼却炉設備及び焼却炉設備の立ち上げ方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-27

(45)【発行日】2024-12-05

(54)【発明の名称】焼却炉設備及び焼却炉設備の立ち上げ方法

(51)【国際特許分類】

   F23L 15/00 20060101AFI20241128BHJP

   F22B 1/18 20060101ALI20241128BHJP

   F23G 5/00 20060101ALI20241128BHJP

   F23G 5/46 20060101ALI20241128BHJP

   F23G 5/50 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

F23L15/00 A

F22B1/18 G

F23G5/00 F

F23G5/46 Z

F23G5/50 H

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023055343

(22)【出願日】2023-03-30

(65)【公開番号】P2024142927

(43)【公開日】2024-10-11

【審査請求日】2023-04-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000192590

【氏名又は名称】株式会社神鋼環境ソリューション

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】今西 久尚

(72)【発明者】

【氏名】黒岡 達男

【審査官】礒部 賢

(56)【参考文献】

【文献】特開昭６３－１５０５０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７５２９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－２０５０１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２２Ｂ １／００ － ３７／７８

Ｆ２３Ｇ ５／００ － ５／５０

Ｆ２３Ｌ １５／００

Ｆ２３Ｃ １／００ － ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

焼却対象物を燃焼させる第１の焼却炉と、当該第１の焼却炉により生成される排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第１ボイラとを含む第１処理系統と、
焼却対象物を燃焼させる第２の焼却炉と、当該第２の焼却炉により生成される排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第２ボイラとを含む第２処理系統と、
前記第１ボイラ及び前記第２ボイラにて生成された蒸気を受け入れる高圧蒸気溜め部と、
前記第１処理系統及び前記第２処理系統の運転を制御する制御部と、を備え、
前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか一方が稼働中で、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか他方が停止中である場合において、前記何れか他方から成る対象処理系統を稼働させるとき、
前記制御部は、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気と熱交換した燃焼気体を前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉に導入して加温し、当該焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて前記焼却炉を加温し、
前記所定の条件は、前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉の炉内温度が所定温度以上となることである焼却炉設備。

【請求項2】

焼却対象物を燃焼させる第１の焼却炉と、当該第１の焼却炉により生成される排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第１ボイラとを含む第１処理系統と、
焼却対象物を燃焼させる第２の焼却炉と、当該第２の焼却炉により生成される排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第２ボイラとを含む第２処理系統と、
前記第１ボイラ及び前記第２ボイラにて生成された蒸気を受け入れる高圧蒸気溜め部と、
前記第１処理系統及び前記第２処理系統の運転を制御する制御部と、を備え、
前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか一方が稼働中で、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか他方が停止中である場合において、前記何れか他方から成る対象処理系統を稼働させるとき、
前記制御部は、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気と熱交換した燃焼気体を前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉に導入して加温し、当該焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて前記焼却炉を加温し、
前記所定の条件は、前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉における単位時間あたりの炉内温度の上昇度合いである昇温率が所定値未満になることである焼却炉設備。

【請求項3】

焼却対象物を燃焼させる第１の焼却炉と、当該第１の焼却炉により生成される排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第１ボイラとを含む第１処理系統と、
焼却対象物を燃焼させる第２の焼却炉と、当該第２の焼却炉により生成される排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第２ボイラとを含む第２処理系統と、
前記第１ボイラ及び前記第２ボイラにて生成された蒸気を受け入れる高圧蒸気溜め部と、
前記第１処理系統及び前記第２処理系統の運転を制御する制御部と、を備え、
前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか一方が稼働中で、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか他方が停止中である場合において、前記何れか他方から成る対象処理系統を稼働させるとき、
前記制御部は、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気と熱交換した燃焼気体を前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉に導入して加温し、当該焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて前記焼却炉を加温し、
前記制御部は、前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉の加温状態に基づいて、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気の量を変更する焼却炉設備。

【請求項4】

前記第１の焼却炉及び前記第２の焼却炉は、それぞれ第１燃焼部と第２燃焼部とを有しており、
前記制御部は、前記対象処理系統に含まれる前記第１燃焼部に前記燃焼気体を導入して加温し、前記所定の条件に到達した場合にバーナを作動させて前記第１燃焼部を加温すると共に、前記対象処理系統に含まれる前記第２燃焼部に前記燃焼気体を導入して加温し、前記所定の条件に到達した場合にバーナを作動させて前記第２燃焼部を加温する請求項１～３のいずれか一項に記載の焼却炉設備。

【請求項5】

第１処理系統と、第２処理系統と、前記第１処理系統のボイラ及び前記第２処理系統のボイラにて生成された蒸気を受け入れる高圧蒸気溜め部と、を備えた焼却炉設備の立ち上げ方法であって、
前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか一方が稼働中で、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか他方が停止中である場合において、前記何れか他方から成る対象処理系統を稼働させるとき、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気と熱交換した燃焼気体を前記対象処理系統に含まれる焼却炉に導入して加温し、当該焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて前記焼却炉を加温し、
前記所定の条件は、前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉の炉内温度が所定温度以上となることである、焼却炉設備の立ち上げ方法。

【請求項6】

第１処理系統と、第２処理系統と、前記第１処理系統のボイラ及び前記第２処理系統のボイラにて生成された蒸気を受け入れる高圧蒸気溜め部と、を備えた焼却炉設備の立ち上げ方法であって、
前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか一方が稼働中で、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか他方が停止中である場合において、前記何れか他方から成る対象処理系統を稼働させるとき、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気と熱交換した燃焼気体を前記対象処理系統に含まれる焼却炉に導入して加温し、当該焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて前記焼却炉を加温し、
前記所定の条件は、前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉における単位時間あたりの炉内温度の上昇度合いである昇温率が所定値未満になることである、焼却炉設備の立ち上げ方法。

【請求項7】

第１処理系統と、第２処理系統と、前記第１処理系統のボイラ及び前記第２処理系統のボイラにて生成された蒸気を受け入れる高圧蒸気溜め部と、を備えた焼却炉設備の立ち上げ方法であって、
前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか一方が稼働中で、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか他方が停止中である場合において、前記何れか他方から成る対象処理系統を稼働させるとき、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気と熱交換した燃焼気体を前記対象処理系統に含まれる焼却炉に導入して加温し、当該焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて前記焼却炉を加温し、
前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気の量は、前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉の加温状態に基づいて変更される、焼却炉設備の立ち上げ方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、第１処理系統と第２処理系統とを備えた焼却炉設備及び焼却炉設備の立ち上げ方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、第１処理系統と第２処理系統とを備えた焼却炉設備が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の焼却炉設備（文献では廃棄物処理設備）は、停止中の処理系統における集塵装置の保温を行っている。

【0003】

具体的には、第１処理系統の第１ボイラ及び第２処理系統の第２ボイラで生成された蒸気受入れ部の蒸気を凝縮させ、この凝縮熱により停止中の処理系統における集塵装置の保温を行うものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－７５２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の焼却炉設備では、焼却炉の立ち上げ制御について言及されていない。通常、焼却炉の立ち上げ制御には、バーナにより焼却炉を加温し、炉内温度が所定温度（例えば５００℃）以上となれば、バーナを停止する。しかしながら、従来の立ち上げ制御では、バーナにより冷えた炉内を急激に加熱するため、コストの増大を招き、炉の耐火物の寿命も短くなるおそれがあった。

【0006】

そこで、停止中の炉の立ち上げ制御を安価に行いながら、耐久性を高めた焼却炉設備及び焼却炉設備の立ち上げ方法が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係る焼却炉設備の特徴構成の一つは、焼却対象物を燃焼させる第１の焼却炉と、当該第１の焼却炉により生成される排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第１ボイラとを含む第１処理系統と、焼却対象物を燃焼させる第２の焼却炉と、当該第２の焼却炉により生成される排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第２ボイラとを含む第２処理系統と、前記第１ボイラ及び前記第２ボイラにて生成された蒸気を受け入れる高圧蒸気溜め部と、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の運転を制御する制御部と、を備え、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか一方が稼働中で、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか他方が停止中である場合において、前記何れか他方から成る対象処理系統を稼働させるとき、前記制御部は、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気と熱交換した燃焼気体を前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉に導入して加温し、当該焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて前記焼却炉を加温し、前記所定の条件は、前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉の炉内温度が所定温度以上となることである点にある。

【0012】

本構成では、高圧蒸気溜め部から供給される蒸気が保有する大きな熱量を燃焼空気に与えるため、停止中の焼却炉を効率的に加温できる。また、制御部は、停止中の焼却炉を稼働させるとき、焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて焼却炉を加温するため、バーナの燃料コストを節約できる。
しかも、制御部は、焼却炉の加温状態が所定の条件を充足するまで高圧蒸気溜め部から供給される蒸気が保有する熱量を燃焼空気に与えて停止中の焼却炉を加温するため、バーナで最初から加温する場合に比べて昇温勾配が緩やかになり、焼却炉の耐火物に与える負荷が小さくなり、焼却炉の寿命を延ばすことができる。
このように、停止中の炉の立ち上げ制御を安価に行いながら、耐久性を高めた焼却炉設備となっている。
また、本構成のように、例えば昇温率が所定値以上である場合でも、炉内温度が所定温度以上であれば、バーナを作動させても温度勾配が急峻になることがないため、焼却炉の安定した立ち上げ制御を実現できる。

【0013】

本発明に係る焼却炉設備の特徴構成の一つは、焼却対象物を燃焼させる第１の焼却炉と、当該第１の焼却炉により生成される排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第１ボイラとを含む第１処理系統と、焼却対象物を燃焼させる第２の焼却炉と、当該第２の焼却炉により生成される排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第２ボイラとを含む第２処理系統と、前記第１ボイラ及び前記第２ボイラにて生成された蒸気を受け入れる高圧蒸気溜め部と、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の運転を制御する制御部と、を備え、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか一方が稼働中で、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか他方が停止中である場合において、前記何れか他方から成る対象処理系統を稼働させるとき、前記制御部は、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気と熱交換した燃焼気体を前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉に導入して加温し、当該焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて前記焼却炉を加温し、前記所定の条件は、前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉における単位時間あたりの炉内温度の上昇度合いである昇温率が所定値未満になることである点にある。

【0014】

本構成では、高圧蒸気溜め部から供給される蒸気が保有する大きな熱量を燃焼空気に与えるため、停止中の焼却炉を効率的に加温できる。また、制御部は、停止中の焼却炉を稼働させるとき、焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて焼却炉を加温するため、バーナの燃料コストを節約できる。
しかも、制御部は、焼却炉の加温状態が所定の条件を充足するまで高圧蒸気溜め部から供給される蒸気が保有する熱量を燃焼空気に与えて停止中の焼却炉を加温するため、バーナで最初から加温する場合に比べて昇温勾配が緩やかになり、焼却炉の耐火物に与える負荷が小さくなり、焼却炉の寿命を延ばすことができる。
このように、停止中の炉の立ち上げ制御を安価に行いながら、耐久性を高めた焼却炉設備となっている。
また、本構成のように、焼却炉の加温状態を昇温率でモニタリングすれば、焼却炉の加温度合いを正確に把握することができる。また、昇温率が所定値未満、つまり、加温度合いが頭打ちになったときにバーナを作動させることにより、バーナの燃料コストを節約することができる。

【0015】

本発明に係る焼却炉設備の特徴構成の一つは、焼却対象物を燃焼させる第１の焼却炉と、当該第１の焼却炉により生成される排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第１ボイラとを含む第１処理系統と、焼却対象物を燃焼させる第２の焼却炉と、当該第２の焼却炉により生成される排ガスの熱を用いて蒸気を発生させる第２ボイラとを含む第２処理系統と、前記第１ボイラ及び前記第２ボイラにて生成された蒸気を受け入れる高圧蒸気溜め部と、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の運転を制御する制御部と、を備え、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか一方が稼働中で、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか他方が停止中である場合において、前記何れか他方から成る対象処理系統を稼働させるとき、前記制御部は、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気と熱交換した燃焼気体を前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉に導入して加温し、当該焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて前記焼却炉を加温し、前記制御部は、前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉の加温状態に基づいて、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気の量を変更する点にある。

【0016】

本構成では、高圧蒸気溜め部から供給される蒸気が保有する大きな熱量を燃焼空気に与えるため、停止中の焼却炉を効率的に加温できる。また、制御部は、停止中の焼却炉を稼働させるとき、焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて焼却炉を加温するため、バーナの燃料コストを節約できる。
しかも、制御部は、焼却炉の加温状態が所定の条件を充足するまで高圧蒸気溜め部から供給される蒸気が保有する熱量を燃焼空気に与えて停止中の焼却炉を加温するため、バーナで最初から加温する場合に比べて昇温勾配が緩やかになり、焼却炉の耐火物に与える負荷が小さくなり、焼却炉の寿命を延ばすことができる。
このように、停止中の炉の立ち上げ制御を安価に行いながら、耐久性を高めた焼却炉設備となっている。
また、本構成のように、焼却炉の加温状態に基づいて高圧蒸気溜め部から供給される蒸気の量を変更すれば、焼却炉の昇温勾配が安定し、焼却炉の耐火物に与える負荷が小さくなる。

【0017】

他の特徴構成は、前記第１の焼却炉及び前記第２の焼却炉は、それぞれ第１燃焼部と第２燃焼部とを有しており、前記制御部は、前記対象処理系統に含まれる前記第１燃焼部に前記燃焼気体を導入して加温し、前記所定の条件に到達した場合にバーナを作動させて前記第１燃焼部を加温すると共に、前記対象処理系統に含まれる前記第２燃焼部に前記燃焼気体を導入して加温し、前記所定の条件に到達した場合にバーナを作動させて前記第２燃焼部を加温する点にある。

【0018】

本構成では、焼却炉がガス化流動床炉（第１燃焼部）と溶融炉（第２燃焼部）とを有する流動床式ガス化溶融炉や第１燃焼部と第２燃焼部とを有するストーカ式焼却炉であっても、両燃焼部の立ち上げ制御を安価に行いながら、耐久性を高めることができる。

【0019】

本発明に係る焼却炉設備の立ち上げ方法の特徴の一つは、第１処理系統と、第２処理系統と、前記第１処理系統のボイラ及び前記第２処理系統のボイラにて生成された蒸気を受け入れる高圧蒸気溜め部と、を備えた焼却炉設備の立ち上げ方法であって、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか一方が稼働中で、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか他方が停止中である場合において、前記何れか他方から成る対象処理系統を稼働させるとき、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気と熱交換した燃焼気体を前記対象処理系統に含まれる焼却炉に導入して加温し、当該焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて前記焼却炉を加温し、前記所定の条件は、前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉の炉内温度が所定温度以上となることである点にある。
本方法では、上述したように、停止中の炉の立ち上げ制御を安価に行いながら、耐久性を高めることができる。
また、本方法のように、例えば昇温率が所定値以上である場合でも、炉内温度が所定温度以上であれば、バーナを作動させても温度勾配が急峻になることがないため、焼却炉の安定した立ち上げ制御を実現できる。
本発明に係る焼却炉設備の立ち上げ方法の特徴の一つは、第１処理系統と、第２処理系統と、前記第１処理系統のボイラ及び前記第２処理系統のボイラにて生成された蒸気を受け入れる高圧蒸気溜め部と、を備えた焼却炉設備の立ち上げ方法であって、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか一方が稼働中で、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか他方が停止中である場合において、前記何れか他方から成る対象処理系統を稼働させるとき、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気と熱交換した燃焼気体を前記対象処理系統に含まれる焼却炉に導入して加温し、当該焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて前記焼却炉を加温し、前記所定の条件は、前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉における単位時間あたりの炉内温度の上昇度合いである昇温率が所定値未満になることである点にある。
本方法では、上述したように、停止中の炉の立ち上げ制御を安価に行いながら、耐久性を高めることができる。
また、本方法のように、焼却炉の加温状態を昇温率でモニタリングすれば、焼却炉の加温度合いを正確に把握することができる。また、昇温率が所定値未満、つまり、加温度合いが頭打ちになったときにバーナを作動させることにより、バーナの燃料コストを節約することができる。

【0020】

本発明に係る焼却炉設備の立ち上げ方法の特徴の一つは、第１処理系統と、第２処理系統と、前記第１処理系統のボイラ及び前記第２処理系統のボイラにて生成された蒸気を受け入れる高圧蒸気溜め部と、を備えた焼却炉設備の立ち上げ方法であって、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか一方が稼働中で、前記第１処理系統及び前記第２処理系統の何れか他方が停止中である場合において、前記何れか他方から成る対象処理系統を稼働させるとき、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気と熱交換した燃焼気体を前記対象処理系統に含まれる焼却炉に導入して加温し、当該焼却炉の加温状態が所定の条件を充足した場合にバーナを作動させて前記焼却炉を加温し、前記高圧蒸気溜め部から供給される蒸気の量は、前記対象処理系統に含まれる前記焼却炉の加温状態に基づいて変更される点にある。
本方法では、上述したように、停止中の炉の立ち上げ制御を安価に行いながら、耐久性を高めることができる。
また、本方法のように、焼却炉の加温状態に基づいて高圧蒸気溜め部から供給される蒸気の量を変更すれば、焼却炉の昇温勾配が安定し、焼却炉の耐火物に与える負荷が小さくなる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】焼却炉設備を示す概念図である。

【図2】焼却炉設備を示すブロック図である。

【図3】立ち上げ制御を実行するときのブロック図である。

【図4】第一実施形態に係る制御部の制御フローを示す図である。

【図5】第二実施形態に係る制御部の制御フローを示す図である。

【図6】第三実施形態に係る制御部の制御フローを示す図である。

【図7A】第四実施形態に係る制御部の制御フローを示す図である。

【図7B】第四実施形態に係る制御部の制御フローを示す図である。

【図8】第五実施形態に係る制御部の制御フローを示す図である。

【図9】立ち上げ時における焼却炉の炉内温度を示す比較図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下に、本発明に係る焼却炉設備及び焼却炉設備の立ち上げ方法の実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態では、焼却炉設備１が備える焼却炉２の一例として、流動床式ガス化溶融炉として説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。

【0023】

〔焼却炉の基本構成〕
図１に示すように、焼却炉設備１は、ホッパ２ａ及び給塵機２ｂを含む焼却炉２と、給水装置３１を含むボイラ３と、制御部８と、高圧蒸気溜め部９とを少なくとも備えている。また、焼却炉設備１は、蒸気タービン発電機３０と、ガス冷却器４と、バグフィルタ５と、脱硝装置６と、煙突７とを備えている。本実施形態における焼却炉２は、流動床炉２１（第１燃焼部の一例）と溶融炉２２（第２燃焼部の一例）とで構成されている。制御部８は、焼却炉設備１の作動を制御するソフトウェアとして、ＨＤＤやメモリ等のハードウェアに記憶されたプログラムを含んでおり、コンピュータのＡＳＩＣ，ＦＰＧＡ，ＣＰＵ又は他のハードウェアを含むプロセッサにより実行される。

【0024】

流動床炉２１は、珪砂を主成分とする砂層１０と、砂層１０に空気を押し込む送風装置１１とを備えている。送風装置１１は、砂層１０よりも下側に設けられ、下側から砂層１０に空気を供給する。送風装置１１は、通常運転時に押込空気用送風機及び噴出ノズル（いずれも不図示）により砂層１０に空気（押込空気、燃焼気体の一例）を送り込み、焼却炉２の立ち上げ時に、押込空気用送風機から導入された空気が押込空気用予熱器Ｈｐにより加温された加温空気（押込空気、燃焼気体の一例）として砂層１０に送り込む。砂層１０は流動床炉２１の下部領域に設けられ、約４５０℃～約６００℃に加熱されて、砂層１０上に投入された廃棄物Ｄ（焼却対象物の一例）を焼却する。廃棄物Ｄはホッパ２ａに一時貯留されており、給塵機２ｂを経て流動床炉２１の炉内に搬送される。また、流動床炉２１の中央領域から上部領域にかけて二次空気用送風機（不図示）により空気（二次空気、燃焼気体の一例）が送り込まれ、廃棄物Ｄがガス化されて熱分解ガスが生成される。また、流動床炉２１には、運転停止時に砂層１０の砂を外部に排出可能な排出口１６が設けられている。なお、本実施形態における廃棄物Ｄはごみで構成されているが、その他に汚泥、籾殻や木材チップ等で構成してもよい。また、焼却炉２の立ち上げ時に、二次空気用送風機から導入された空気が二次空気用予熱器Ｈｓにより加温された加温空気（二次空気、燃焼気体の一例）として流動床炉２１の中央領域から上部領域にかけて送り込んでもよい。

【0025】

流動床炉２１には、下部領域に熱電対等で構成される第１温度計測部Ｔ１が設けられている。第１温度計測部Ｔ１は、焼却炉２の稼働中において砂層１０の温度を計測し、焼却炉２の停止中において流動床炉２１の下部領域の炉内温度を計測することができる。また、流動床炉２１の中央領域には、焼却炉２の停止中において、流動床炉２１の炉内温度を上昇させるための始動バーナＢ（バーナの一例）が設けられている。

【0026】

溶融炉２２は、流動床炉２１の下流側に連通路１２を介して接続されており、旋回流により約１２００℃～１３００℃で高温燃焼を行う炉である。連通路１２には、公知の温度センサ等で構成される第２温度計測部Ｔ２が設けられている。第２温度計測部Ｔ２は、流動床炉２１の上部領域の炉内温度として計測することができる。溶融炉２２の上部には、公知の温度センサ等で構成される第３温度計測部Ｔ３が設けられている。第３温度計測部Ｔ３は、溶融炉２２の炉内温度を計測することができる。この溶融炉２２では、流動床炉２１から導入された熱分解ガスを燃焼させ、熱分解ガスに含まれる灰分を溶融してスラグを生成する。溶融炉２２の頂部１３には、補助バーナ（不図示）が取り付けられており、熱分解ガスの燃焼を補助するために必要に応じて点火される。この溶融炉２２には、二次空気用送風機（不図示）により空気（二次空気、燃焼気体の一例）が送り込まれる。また、溶融炉２２の下部には出滓口１４が設けられており、生成されたスラグが出滓口１４を介して排出される。本実施形態では、焼却炉２の立ち上げ時に、二次空気用送風機から導入された空気が二次空気用予熱器Ｈｓにより加温された加温空気（二次空気、燃焼気体の一例）として溶融炉２２の炉内に送り込まれる。

【0027】

ボイラ３では、溶融炉２２の下流側で二次燃焼が行われ、この二次燃焼により生成された排ガスが導入される。二次燃焼では、溶融炉２２からの排ガス中の未燃焼物が完全燃焼される。ボイラ３は、二次燃焼で生成された排ガスの熱を利用して蒸気を発生させる。ボイラ３には、給水装置３１より水が供給され、排ガスとの熱交換により蒸気を発生する。このボイラ３で廃熱が回収されたガスは、ガス冷却器４にて冷却された後、バグフィルタ５で除塵され、脱硝装置６を経て煙突７から系外に排出される。

【0028】

蒸気タービン発電機３０は、ボイラ３が発生させる蒸気が供給され、蒸気によってタービンを回して発電を行う。蒸気タービン発電機３０に供給される蒸気量が所定の蒸気量を下回らないように、焼却炉２の運転条件が設定され、ボイラ３にて高圧蒸気が生成される。一方、高圧蒸気が余剰に生成され、所定の蒸気量を上回る場合、蒸気タービン発電機３０に供給されず開閉弁２５を開いて復水器（不図示）に送られる。給水装置３１は、蒸気タービン発電機３０のタービンの出口から排出される低圧湿り蒸気を冷却して凝縮させることにより、飽和水に戻す復水器３１ａと、飽和水を貯留する復水タンク３１ｂと、給水ポンプＰにより復水器からボイラ３に戻される飽和水の脱気処理を行う脱気器３１ｃとを含んでいる（図２も参照）。

【0029】

ボイラ３は、流動床炉２１で生成された排ガスの熱エネルギーにより、給水装置３１からボイラ３に供給された水を沸騰させて高圧蒸気を生成する。この生成された高圧蒸気は、蒸気タービン発電機３０に供給される前に、高圧蒸気溜め部９にて一時的に貯留される。高圧蒸気は、高圧蒸気溜め部９から蒸気タービン発電機３０のタービンに導入され、タービンを駆動することにより動力を生成すると共に降圧する。そして、蒸気の一部がタービン中段から抽出されて低圧蒸気として低圧蒸気溜め部３２に貯留される。この低圧蒸気溜め部３２で溜められた低圧蒸気は、脱気器３１ｃへ導入され、脱気処理に利用される等の用途で使用される。なお、高圧蒸気の圧力は、ゲージ圧にして２～６ＭＰａであり、タービン出口から排出される低圧湿り蒸気の圧力がゲージ圧にして－９５～－７０ＫＰａの圧力であり、タービン中段から抽出される低圧蒸気の圧力は、ゲージ圧にして０．６～１．２ＭＰａである。このように、低圧蒸気を取り出すことにより、高圧蒸気をそのまま減温，減圧させる場合に比べ、エネルギー回収効率を高めることができる。なお、低圧蒸気溜め部３２を省略してもよい。

【0030】

〔焼却炉設備の概要〕
図２に示すように、焼却炉設備１は、第１処理系統１Ａと第２処理系統１Ｂと制御部８と高圧蒸気溜め部９とを備えている。以下、「第１処理系統１Ａ」、「第２処理系統１Ｂ」は、それぞれ１つ又は２つ以上の処理系統を意味する。

【0031】

第１処理系統１Ａは、第１始動バーナＢ１を含む第１の焼却炉２（以下、「第１焼却炉２Ａ」という）と、第１のボイラ３（以下、「第１ボイラ３Ａ」という）と、第１押込空気用送風機Ａａ１から空気が供給される第１の押込空気用予熱器Ｈｐ（以下、「第１押込空気用予熱器Ｈｐ１」という）と、高圧蒸気溜め部９と第１押込空気用予熱器Ｈｐ１との間にある第１の蒸気ダンパＶｐ（「第１蒸気ダンパＶｐ１」という）と、第１二次空気用送風機Ａｂ１から空気が供給される第１の二次空気用予熱器Ｈｓ（以下、「第１二次空気用予熱器Ｈｓ１」という）と、高圧蒸気溜め部９と第１二次空気用予熱器Ｈｓ１との間にある第１の蒸気ダンパＶｓ（「第１蒸気ダンパＶｓ１」という）と、第１の給水ポンプＰ（「第１給水ポンプＰａ」という）と、を備えている。第１焼却炉２Ａには、上述した第１温度計測部Ｔ１～第３温度計測部Ｔ３で構成される第１の温度計測部Ｔａが設けられている。

【0032】

第２処理系統１Ｂは、第２始動バーナＢ２を含む第２の焼却炉２（以下、「第２焼却炉２Ｂ」という）と、第２のボイラ３（以下、「第２ボイラ３Ｂ」という）と、第２押込空気用送風機Ａａ２から空気が供給される第２の押込空気用予熱器Ｈｐ（以下、「第２押込空気用予熱器Ｈｐ２」という）と、高圧蒸気溜め部９と第２押込空気用予熱器Ｈｐ２との間にある第２の蒸気ダンパＶｐ（「第２蒸気ダンパＶｐ２」という）と、第２二次空気用送風機Ａｂ２から空気が供給される第２の二次空気用予熱器Ｈｓ（以下、「第２二次空気用予熱器Ｈｓ２」という）と、高圧蒸気溜め部９と第２二次空気用予熱器Ｈｓ２との間にある第２の蒸気ダンパＶｓ（「第２蒸気ダンパＶｓ２」という）と、第２の給水ポンプＰ（「第２給水ポンプＰｂ」という）と、を備えている。第２焼却炉２Ｂには、上述した第１温度計測部Ｔ１～第３温度計測部Ｔ３で構成される第２の温度計測部Ｔｂが設けられている。

【0033】

押込空気用予熱器Ｈｐ及び二次空気用予熱器Ｈｓは、高圧蒸気と空気との熱交換により高温空気を生成させることが可能なものであれば、特に限定されない。例えば、フィンチューブ式熱交換器、ボアチューブ式熱交換器、プレート式熱交換器等が挙げられる。本実施形態における焼却炉設備１は、第１処理系統１Ａ及び第２処理系統１Ｂにおいて、高圧蒸気溜め部９、蒸気タービン発電機３０、復水器３１ａ、復水タンク３１ｂ、脱気器３１ｃ及び低圧蒸気溜め部３２が共有化されている。なお、第１処理系統１Ａ及び第２処理系統１Ｂにおいて、高圧蒸気溜め部９、蒸気タービン発電機３０、復水器３１ａ、復水タンク３１ｂ、脱気器３１ｃ及び低圧蒸気溜め部３２が個別に設けられてもよい。

【0034】

図３には、第１処理系統１Ａ及び第２処理系統１Ｂの何れか一方（以下、稼働処理系統を「第１処理系統１Ａ」とする）が稼働中で、第１処理系統１Ａ及び第２処理系統１Ｂの何れか他方（以下、停止処理系統を「第２処理系統１Ｂ」とする）が停止中である場合において、停止中である何れかの他方から成る対象処理系統（以下、対象処理系統を「第２処理系統１Ｂ」とする）を稼働させるときの立ち上げ制御のブロック図が示されている。ここで、「停止中である何れかの他方から成る対象処理系統」とは、停止処理系統が１つである場合には当該停止処理系統のことであり、停止処理系統が２つ以上である場合には、１つの停止処理系統又は２つ以上の任意の数から成る停止処理系統のことを意味する。第１処理系統１Ａは稼働中であるため、給水装置３１から第１ボイラ３Ａに供給された水を沸騰させてから高圧蒸気を発生させ、この高圧蒸気が高圧蒸気溜め部９にて一時的に貯留され、蒸気タービン発電機３０のタービンに導入され、タービンを駆動することにより動力を生成する（図２も参照）。

【0035】

一方、第２処理系統１Ｂは停止中であるため、第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１の砂層１０の砂が、排出口１６を介して外部に排出されている（図１も参照）。制御部８は、第２処理系統１Ｂを再稼働させるとき、立ち上げ制御を実行する。制御部８は、第２焼却炉２Ｂを稼働させるとき、第２押込空気用送風機Ａａ２や第２二次空気用送風機Ａｂ２を作動させて第２押込空気用予熱器Ｈｐ２や第２二次空気用予熱器Ｈｓ２に燃焼気体（押込空気や二次空気）を流通させる。そして、第２蒸気ダンパＶｐ２，Ｖｓ２を開いて高圧蒸気溜め部９から高圧蒸気を第２押込空気用予熱器Ｈｐ２や第２二次空気用予熱器Ｈｓ２に流通させ、高圧蒸気と熱交換した燃焼気体を第２処理系統１Ｂに含まれる第２焼却炉２Ｂに導入して加温する。このとき、燃焼気体と熱交換した高圧蒸気は、脱気器３１ｃに導入される。次いで、制御部８は、第２焼却炉２Ｂの加温状態が所定の条件を充足した場合（「昇温限界に到達した場合」として説明することもある。）に第２始動バーナＢ２を作動させて第２焼却炉２Ｂを加温する（図２も参照）。

【0036】

本実施形態では、高圧蒸気溜め部９の高圧蒸気が保有する大きな熱量を燃焼空気に与えるため、停止中の第２焼却炉２Ｂを効率的に加温できる。また、制御部８は、停止中の第２焼却炉２Ｂを稼働させるとき、第２焼却炉２Ｂの昇温限界に到達した場合に第２始動バーナＢ２を作動させて第２焼却炉２Ｂを加温するため、第２始動バーナＢ２の燃料コストを節約できる。しかも、制御部８は、昇温限界となるまで高圧蒸気溜め部９の高圧蒸気が保有する熱量を燃焼空気に与えて停止中の第２焼却炉２Ｂを加温するため、図９に示すように、第２始動バーナＢ２で最初から加温する場合（図９の破線）に比べて昇温勾配が緩やかになり（図９の実線）、第２焼却炉２Ｂの耐火物に与える負荷が小さくなり、第２焼却炉２Ｂの寿命を延ばすことができる。

【0037】

以下、停止中の処理系統として第２焼却炉２Ｂにおける立ち上げ制御について詳述するが、第１焼却炉２Ａの立ち上げ制御についても同様である。

【0038】

〔第一実施形態に係る立ち上げ制御〕
図４には、第一実施形態に係る焼却炉２の立ち上げ制御フロー（焼却炉設備１の立ち上げ方法）が示されている。図４に示す空気予熱器は、第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１及び溶融炉２２の少なくとも１つの立ち上げ制御に用いられる、第２押込空気用予熱器Ｈｐ２や第２二次空気用予熱器Ｈｓ２のことである。以下、第２押込空気用予熱器Ｈｐ２を作動させて、第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１の予熱を行った後、第２始動バーナＢ２を点火する立ち上げ制御について説明する。

【0039】

制御部８は、第１処理系統１Ａが稼働中であり、第２処理系統１Ｂが停止中である場合において、第２処理系統１Ｂの第２焼却炉２Ｂを稼働させるとき、高圧蒸気溜め部９の高圧蒸気と熱交換した加温空気を第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１に導入して加温し、当該流動床炉２１の加温状態が所定の条件を充足した場合に到達した場合に第２始動バーナＢ２を作動させて流動床炉２１を加温する。この所定の条件は、第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１における単位時間あたりの炉内温度の上昇度合いである昇温率（℃／ｈ）が所定値（基準昇温率Ｘ１（℃／ｈ））未満（昇温限界）になることである。ここで、基準昇温率Ｘ１（℃／ｈ）は、焼却炉設備１ごとに事前に試運転等により予め設定される値であり、例えば２０（℃／ｈ）～７０（℃／ｈ）、好ましくは４０（℃／ｈ）～６０（℃／ｈ）である。

【0040】

図３に示すように、第１処理系統１Ａは稼働中であるため、給水装置３１の脱気器３１ｃから第１給水ポンプＰａにより第１ボイラ３Ａに供給された水を沸騰させてから高圧蒸気を発生させ、この高圧蒸気が高圧蒸気溜め部９にて一時的に貯留され、蒸気タービン発電機３０のタービンに導入され、タービンを駆動することにより動力を生成している（図２も参照）。そして、制御部８は、第２焼却炉２Ｂを稼働させるとき、第２押込空気用送風機Ａａ２を作動させる。次いで、所定の開度（例えば全開に対して１０～５０％）で第２蒸気ダンパＶｐ２を開いて高圧蒸気溜め部９から高圧蒸気を第２押込空気用予熱器Ｈｐ２に流通させ、高圧蒸気と熱交換した押込空気を第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１に導入して加温する（図４の＃４１、空気予熱器の作動）。なお、第２焼却炉２Ｂは、停止中であったため、砂層１０に砂がなく、第１温度計測部Ｔ１で計測される温度は、流動床炉２１の炉内温度に相当する。

【0041】

次いで、制御部８は、第１温度計測部Ｔ１あるいは第２温度計測部Ｔ２の計測値及び経過時間に基づいて、流動床炉２１における単位時間あたりの炉内温度の上昇度合いである昇温率（℃／ｈ）を演算し、この昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ１（℃／ｈ）以上であるか否かを判定する（図４の＃４２）。このとき、制御部８は、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ１（℃／ｈ）以上且つ基準昇温率Ｘ１（℃／ｈ）の近傍値となるように、第２蒸気ダンパＶｐ２の開度を調整している。制御部８は、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ１（℃／ｈ）以上であれば（図４の＃４２Ｙｅｓ）、このまま継続し、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ１（℃／ｈ）未満であれば（図４の＃４２Ｎｏ）、第２蒸気ダンパＶｐ２の開度が全開か否かを判定する（図４の＃４３）。第２蒸気ダンパＶｐ２の開度が全開でなければ（図４の＃４３Ｎｏ）、第２蒸気ダンパＶｐ２の開度を上昇させて、第２押込空気用予熱器Ｈｐ２への供給蒸気量を増加させる（図４の＃４４）。つまり、制御部８は、第２焼却炉２Ｂの加温状態に基づいて、高圧蒸気溜め部９から供給される高圧蒸気の量を変更している。

【0042】

制御部８は、第２蒸気ダンパＶｐ２の開度が全開となるまで、＃４２～＃４４のステップを繰り返し、第２蒸気ダンパＶｐ２の開度が全開であっても昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ１（℃／ｈ）未満（昇温限界）であれば（図４の＃４２Ｎｏ，＃４３Ｙｅｓ）、第２始動バーナＢ２を点火して、流動床炉２１を加温する（図４の＃４５）。なお、図示していないが、第２始動バーナＢ２を点火して流動床炉２１を加温中に砂層１０に砂を投入する。そして、流動床炉２１の炉内温度が予熱完了温度（例えば５００℃）となれば、流動床炉２１に廃棄物Ｄを投入して、第２始動バーナＢ２を停止し、第２処理系統１Ｂを本格稼働させる。

【0043】

このように、制御部８は、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ１（℃／ｈ）となる昇温限界まで高圧蒸気溜め部９の高圧蒸気が保有する大きな熱量を押込空気に与えて停止中の第２焼却炉２Ｂを加温するため、図９に示すように、第２始動バーナＢ２で最初から加温する場合（図９の破線：ＱｔｈにてＴｔｈまで保持）に比べて昇温勾配が緩やかになる（図９の実線）。昇温勾配が頭打ち（昇温限界）になったときに第２始動バーナＢ２を点火すれば、概ね基準昇温率Ｘ１で炉内温度が上昇するため、第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１の予熱を効率的に行うことができる。また、昇温限界を昇温率でモニタリングすれば、第２焼却炉２Ｂの加温度合いを正確に把握することができる。さらに、昇温率が基準昇温率Ｘ１未満、つまり、加温度合いが頭打ちになったときに第２始動バーナＢ２を作動させることにより、第２始動バーナＢ２を用いて最初から加温する場合に比べて、第２始動バーナＢ２の燃料コストを節約することができる。

【0044】

〔第二実施形態に係る立ち上げ制御〕
図５には、第二実施形態に係る焼却炉２の立ち上げ制御フロー（焼却炉設備１の立ち上げ方法）が示されている。図５に示す空気予熱器は、第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１及び溶融炉２２の少なくとも１つの立ち上げ制御に用いられる、第２押込空気用予熱器Ｈｐ２や第２二次空気用予熱器Ｈｓ２のことである。以下、第２押込空気用予熱器Ｈｐ２を作動させて、第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１の予熱を行った後、第２始動バーナＢ２を点火する立ち上げ制御について説明する。

【0045】

制御部８は、第１処理系統１Ａが稼働中であり、第２処理系統１Ｂが停止中である場合において、第２処理系統１Ｂの第２焼却炉２Ｂを稼働させるとき、高圧蒸気溜め部９の高圧蒸気と熱交換した加温空気を第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１に導入して加温し、当該流動床炉２１の加温状態が所定の条件を充足した場合に第２始動バーナＢ２を作動させて流動床炉２１を加温する。この所定の条件は、下記の２つのパターンがある。１つ目のパターンは、第２焼却炉２Ｂの炉内温度（℃）が所定温度（基準炉内温度Ｙ２（℃））以上となることである。２つ目のパターンは、第２焼却炉２Ｂの炉内温度（℃）が所定温度（基準炉内温度Ｙ２（℃））未満であるときに、第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１における単位時間あたりの炉内温度の上昇度合いである昇温率（℃／ｈ）が所定値（基準昇温率Ｘ２（℃／ｈ））未満（昇温限界）になることである。ここで、基準炉内温度Ｙ２（℃）や基準昇温率Ｘ２（℃／ｈ）は、焼却炉設備１ごとに事前に試運転等により予め設定される値であり、例えば基準炉内温度Ｙ２（℃）は５０（℃）～２５０（℃）、好ましくは８０（℃）～１５０（℃）であり、基準昇温率Ｘ２（℃／ｈ）は２０（℃／ｈ）～７０（℃／ｈ）、好ましくは４０（℃／ｈ）～６０（℃／ｈ）である。

【0046】

図３に示すように、第１処理系統１Ａは稼働中であるため、給水装置３１から第１ボイラ３Ａに供給された水を沸騰させてから高圧蒸気を発生させ、この高圧蒸気が高圧蒸気溜め部９にて一時的に貯留され、蒸気タービン発電機３０のタービンに導入され、タービンを駆動することにより動力を生成している（図２も参照）。そして、制御部８は、第２焼却炉２Ｂを稼働させるとき、第２押込空気用送風機Ａａ２を作動させて第２押込空気用予熱器Ｈｐ２に押込空気を流通させる。次いで、所定の開度（例えば全開に対して１０～５０％）で第２蒸気ダンパＶｐ２を開いて高圧蒸気溜め部９から高圧蒸気を第２押込空気用予熱器Ｈｐ２に流通させ、高圧蒸気と熱交換した押込空気を第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１に導入して加温する（図５の＃５１、空気予熱器の作動）。なお、第２焼却炉２Ｂは、停止中であったため、砂層１０に砂がなく、第１温度計測部Ｔ１で計測される温度は、流動床炉２１の炉内温度に相当する。

【0047】

次いで、制御部８は、第１温度計測部Ｔ１あるいは第２温度計測部Ｔ２の計測値に基づいて、流動床炉２１の炉内温度（℃）が基準炉内温度Ｙ２（℃）以上であるか否かを判定する（図５の＃５２）。制御部８は、炉内温度（℃）が基準炉内温度Ｙ２（℃）以上であれば（図５の＃５２Ｙｅｓ）、第２始動バーナＢ２を点火して、流動床炉２１を加温する（図５の＃５６）。

【0048】

一方、制御部８は、炉内温度（℃）が基準炉内温度Ｙ２（℃）未満であれば（図５の＃５２Ｎｏ）、第１温度計測部Ｔ１あるいは第２温度計測部Ｔ２の計測値及び経過時間に基づいて、流動床炉２１における単位時間あたりの炉内温度の上昇度合いである昇温率（℃／ｈ）を演算し、この昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ２（℃／ｈ）以上であるか否かを判定する（図５の＃５３）。このとき、制御部８は、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ２（℃／ｈ）以上且つ基準昇温率Ｘ２（℃／ｈ）の近傍値となるように、第２蒸気ダンパＶｐ２の開度を調整している。制御部８は、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ２（℃／ｈ）以上であれば（図５の＃５３Ｙｅｓ）、炉内温度（℃）が基準炉内温度Ｙ２（℃）以上となるまで、このまま継続する。一方、制御部８は、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ２（℃／ｈ）未満（昇温限界）であれば（図５の＃５３Ｎｏ）、第２蒸気ダンパＶｐ２の開度が全開か否かを判定する（図５の＃５４）。第２蒸気ダンパＶｐ２の開度が全開でなければ（図５の＃５４Ｎｏ）、第２蒸気ダンパＶｐ２の開度を上昇させて、第２押込空気用予熱器Ｈｐ２への供給蒸気量を増加させる（図５の＃５５）。つまり、制御部８は、第２焼却炉２Ｂの加温状態に基づいて、高圧蒸気溜め部９から供給される高圧蒸気の量を変更している。

【0049】

制御部８は、第２蒸気ダンパＶｐ２の開度が全開となるまで、＃５２～＃５５のステップを繰り返し、炉内温度（℃）が基準炉内温度Ｙ２（℃）未満且つ第２蒸気ダンパＶｐ２の開度が全開であっても、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ２（℃／ｈ）未満（昇温限界）であれば（図５の＃５２Ｎｏ，＃５３Ｎｏ，＃５４Ｙｅｓ）、第２始動バーナＢ２を点火して、流動床炉２１を加温する（図５の＃５６）。なお、図示していないが、第２始動バーナＢ２を点火して流動床炉２１を加温中に砂層１０に砂を投入する。そして、流動床炉２１の炉内温度が予熱完了温度（例えば５００℃）となれば、流動床炉２１に廃棄物Ｄを投入して、第２始動バーナＢ２を停止し、第２処理系統１Ｂを本格稼働させる。

【0050】

このように、制御部８は、第２焼却炉２Ｂの炉内温度（℃）が所定温度（基準炉内温度Ｙ２（℃））未満であるときに、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ２（℃／ｈ）となる昇温限界まで高圧蒸気溜め部９の高圧蒸気が保有する大きな熱量を押込空気に与えて停止中の第２焼却炉２Ｂを加温するため、図９に示すように、第２始動バーナＢ２で最初から加温する場合（図９の破線：ＱｔｈにてＴｔｈまで保持）に比べて昇温勾配が緩やかになる（図９の実線）。昇温勾配が頭打ちになったときに第２始動バーナＢ２を点火すれば、概ね基準昇温率Ｘ２で炉内温度が上昇するため、第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１の予熱を効率的に行うことができる。加えて、第２焼却炉２Ｂの炉内温度（℃）が基準炉内温度Ｙ２（℃）以上であれば、第２始動バーナＢ２を作動させても温度勾配が急峻となることがないため、第２焼却炉２Ｂの安定した立ち上げ制御を実現できる。また、昇温限界を炉内温度と昇温率でモニタリングすれば、第２焼却炉２Ｂの加温度合いを正確に把握することが可能となり、より正確な立ち上げ制御を実現できる。さらに、昇温率が基準昇温率Ｘ２未満、つまり、加温度合いが頭打ちになったときに第２始動バーナＢ２を作動させることにより、第２始動バーナＢ２を用いて最初から加温する場合に比べて、第２始動バーナＢ２の燃料コストを節約することができる。

【0051】

〔第三実施形態に係る立ち上げ制御〕
図６には、第三実施形態に係る焼却炉２の立ち上げ制御フロー（焼却炉設備１の立ち上げ方法）が示されている。図６に示す空気予熱器は、第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１及び溶融炉２２の少なくとも１つの立ち上げ制御に用いられる、第２押込空気用予熱器Ｈｐ２や第２二次空気用予熱器Ｈｓ２のことである。以下、第２押込空気用予熱器Ｈｐ２を作動させて、第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１の予熱を行った後、第２始動バーナＢ２を点火する立ち上げ制御について説明する。

【0052】

制御部８は、第１処理系統１Ａが稼働中であり、第２処理系統１Ｂが停止中である場合において、第２処理系統１Ｂの第２焼却炉２Ｂを稼働させるとき、高圧蒸気溜め部９の高圧蒸気と熱交換した加温空気を第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１に導入して加温し、当該流動床炉２１の加温状態が所定の条件を充足した場合に第２始動バーナＢ２を作動させて流動床炉２１を加温する。この所定の条件は、下記の２つのパターンがある。１つ目のパターンは、第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１における単位時間あたりの炉内温度の上昇度合いである昇温率（℃／ｈ）が所定値（基準昇温率Ｘ３（℃／ｈ））未満（昇温限界）となることである（第一実施形態と同じ条件）。２つ目のパターンは、第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１における単位時間あたりの炉内温度の上昇度合いである昇温率（℃／ｈ）が所定値（基準昇温率Ｘ３（℃／ｈ））未満（昇温限界）である場合において、第２焼却炉２Ｂの炉内温度（℃）が所定温度（基準炉内温度Ｙ３（℃））以上となることである。ここで、基準炉内温度Ｙ３（℃）や基準昇温率Ｘ３（℃／ｈ）は、焼却炉設備１ごとに事前に試運転等により予め設定される値であり、例えば基準炉内温度Ｙ３（℃）は５０（℃）～２５０（℃）、好ましくは８０（℃）～１５０（℃）であり、基準昇温率Ｘ３（℃／ｈ）は２０（℃／ｈ）～７０（℃／ｈ）、好ましくは４０（℃／ｈ）～６０（℃／ｈ）である。

【0053】

図３に示すように、第１処理系統１Ａは稼働中であるため、給水装置３１から第１ボイラ３Ａに供給された水を沸騰させてから高圧蒸気を発生させ、この高圧蒸気が高圧蒸気溜め部９にて一時的に貯留され、蒸気タービン発電機３０のタービンに導入され、タービンを駆動することにより動力を生成している（図２も参照）。そして、制御部８は、第２焼却炉２Ｂを稼働させるとき、第２押込空気用送風機Ａａ２を作動させて第２押込空気用予熱器Ｈｐ２に押込空気を流通させる。次いで、所定の開度（例えば全開に対して１０～５０％）で第２蒸気ダンパＶｐ２を開いて高圧蒸気溜め部９から高圧蒸気を第２押込空気用予熱器Ｈｐ２に流通させ、高圧蒸気と熱交換した押込空気を第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１に導入して加温する（図６の＃６１、空気予熱器の作動）。なお、第２焼却炉２Ｂは、停止中であったため、砂層１０に砂がなく、第１温度計測部Ｔ１で計測される温度は、流動床炉２１の炉内温度に相当する。

【0054】

次いで、制御部８は、第１温度計測部Ｔ１あるいは第２温度計測部Ｔ２の計測値及び経過時間に基づいて、流動床炉２１における単位時間あたりの炉内温度の上昇度合いである昇温率（℃／ｈ）を演算し、この昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ３（℃／ｈ）以上であるか否かを判定する（図６の＃６２）。このとき、制御部８は、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ３（℃／ｈ）以上且つ基準昇温率Ｘ３（℃／ｈ）の近傍値となるように、第２蒸気ダンパＶｐ２の開度を調整している。制御部８は、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ３（℃／ｈ）以上であれば（図６の＃６２Ｙｅｓ）、このまま継続し、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ３（℃／ｈ）未満であれば（図６の＃６２Ｎｏ）、第２焼却炉２Ｂの炉内温度（℃）が基準炉内温度Ｙ３（℃）以上か否かを判定する（図６の＃６３）。第２焼却炉２Ｂの炉内温度（℃）が基準炉内温度Ｙ３（℃）以上であれば（図６の＃６３Ｙｅｓ）、第２始動バーナＢ２を点火して、流動床炉２１を加温する（図６の＃６６）。なお、図示していないが、第２始動バーナＢ２を点火して流動床炉２１を加温中に砂層１０に砂を投入する。そして、流動床炉２１の炉内温度が予熱完了温度（例えば５００℃）となれば、流動床炉２１に廃棄物Ｄを投入して、第２始動バーナＢ２を停止し、第２処理系統１Ｂを本格稼働させる。

【0055】

＃６３の判定の結果、第２焼却炉２Ｂの炉内温度（℃）が基準炉内温度Ｙ３（℃）未満であれば（図６の＃６３Ｎｏ）、第２蒸気ダンパＶｐ２の開度が全開か否かを判定する（図６の＃６４）。第２蒸気ダンパＶｐ２の開度が全開でなければ（図６の＃６４Ｎｏ）、第２蒸気ダンパＶｐ２の開度を上昇させて、第２押込空気用予熱器Ｈｐ２への供給蒸気量を増加させる（図６の＃６５）。つまり、制御部８は、第２焼却炉２Ｂの加温状態に基づいて、高圧蒸気溜め部９から供給される高圧蒸気の量を変更している。

【0056】

制御部８は、第２蒸気ダンパＶｐ２の開度が全開となるまで、＃６２～＃６５のステップを繰り返し、第２蒸気ダンパＶｐ２の開度が全開であっても昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ３（℃／ｈ）未満（昇温限界）、且つ、第２焼却炉２Ｂの炉内温度（℃）が基準炉内温度Ｙ３（℃）未満であれば（図６の＃６２Ｎｏ，＃６３Ｎｏ，＃６４Ｙｅｓ）、第２始動バーナＢ２を点火して、流動床炉２１を加温する（図６の＃６６）。

【0057】

このように、制御部８は、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ３（℃／ｈ）となる昇温限界まで高圧蒸気溜め部９の高圧蒸気が保有する大きな熱量を押込空気に与えて停止中の第２焼却炉２Ｂを加温するため、図９に示すように、第２始動バーナＢ２で最初から加温する場合（図９の破線：ＱｔｈにてＴｔｈまで保持）に比べて昇温勾配が緩やかになる（図９の実線）。昇温勾配が頭打ちになったときに第２始動バーナＢ２を点火すれば、概ね基準昇温率Ｘ３で炉内温度が上昇するため、第２焼却炉２Ｂの流動床炉２１の予熱を効率的に行うことができる。また、本実施形態のように、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ３（℃／ｈ）未満（昇温限界）である場合において、第２焼却炉２Ｂの炉内温度（℃）が基準炉内温度Ｙ３（℃）以上であれば、第２始動バーナＢ２を作動させても温度勾配が急峻になることがないため、第２焼却炉２Ｂの安定した立ち上げ制御を実現できる。さらに、昇温率が基準昇温率Ｘ３未満（昇温限界）、つまり、加温度合いが頭打ちになったときに第２始動バーナＢ２を作動させることにより、第２始動バーナＢ２を用いて最初から加温する場合に比べて、第２始動バーナＢ２の燃料コストを節約することができる。

【0058】

以下、第四実施形態及び第五実施形態では、流動床炉２１の立ち上げ制御を実行すると共に溶融炉２２の立ち上げ制御を実行する実施形態について説明する。

【0059】

〔第四実施形態に係る立ち上げ制御〕
図７Ａ及び図７Ｂには、第四実施形態に係る焼却炉２の立ち上げ制御フロー（焼却炉設備１の立ち上げ方法）が示されている。第四実施形態では、第一実施形態に係る流動床炉２１の立ち上げ制御に加え、溶融炉２２の立ち上げ制御を並列して行うものである。図７Ａに示す流動床炉２１の立ち上げ制御に関しては、図４に記載の＃４１～＃４５が、図７Ａに記載の＃７１～＃７５に相当し、図４の空気予熱器及び基準昇温率Ｘ１が図７Ａの押込空気用予熱器及び基準昇温率Ｘ４αに相当するため、説明を省略する。以下、第２二次空気用予熱器Ｈｓ２を作動させて、第２焼却炉２Ｂの溶融炉２２の予熱を行った後、頂部１３に設けられた補助バーナを始動バーナとして点火する立ち上げ制御について説明する。本実施形態では、流動床炉２１の立ち上げ制御と溶融炉２２の立ち上げ制御とを並列して行うが、それぞれの開始の時期や終了の時期は任意に設定可能である。

【0060】

制御部８は、第１処理系統１Ａが稼働中であり、第２処理系統１Ｂが停止中である場合において、第２処理系統１Ｂの第２焼却炉２Ｂを稼働させるとき、高圧蒸気溜め部９の高圧蒸気と熱交換した加温空気を第２焼却炉２Ｂの溶融炉２２に導入して加温し、当該溶融炉２２の加温状態が所定の条件を充足した場合に到達した場合にガス燃焼用バーナを作動させて溶融炉２２を加温する。この所定の条件は、第２焼却炉２Ｂの溶融炉２２における単位時間あたりの炉内温度の上昇度合いである昇温率（℃／ｈ）が所定値（基準昇温率Ｘ４β（℃／ｈ））未満（昇温限界）になることである。ここで、基準昇温率Ｘ４β（℃／ｈ）は、焼却炉設備１ごとに事前に試運転等により予め設定される値であり、例えば２０（℃／ｈ）～７０（℃／ｈ）、好ましくは４０（℃／ｈ）～６０（℃／ｈ）である。

【0061】

図３に示すように、第１処理系統１Ａは稼働中であるため、給水装置３１から第１ボイラ３Ａに供給された水を沸騰させてから高圧蒸気を発生させ、この高圧蒸気が高圧蒸気溜め部９にて一時的に貯留され、蒸気タービン発電機３０のタービンに導入され、タービンを駆動することにより動力を生成している（図２も参照）。そして、制御部８は、第２焼却炉２Ｂを稼働させるとき、第２二次空気用送風機Ａｂ２を作動させて第２二次空気用予熱器Ｈｓ２に二次空気を流通させる。次いで、所定の開度（例えば全開に対して１０～５０％）で第２蒸気ダンパＶｓ２を開いて高圧蒸気溜め部９から高圧蒸気を第２二次空気用予熱器Ｈｓ２に流通させ、高圧蒸気と熱交換した二次空気を第２焼却炉２Ｂの溶融炉２２に導入して加温する（図７Ｂの＃７６、二次空気用予熱器の作動）。

【0062】

次いで、制御部８は、第３温度計測部Ｔ３の計測値及び経過時間に基づいて、溶融炉２２における単位時間あたりの炉内温度の上昇度合いである昇温率（℃／ｈ）を演算し、この昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ４β（℃／ｈ）以上であるか否かを判定する（図７Ｂの＃７７）。このとき、制御部８は、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ４β（℃／ｈ）以上且つ基準昇温率Ｘ４β（℃／ｈ）の近傍値となるように、第２蒸気ダンパＶｓ２の開度を調整している。制御部８は、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ４β（℃／ｈ）以上であれば（図７Ｂの＃７７Ｙｅｓ）、このまま継続し、昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ４β（℃／ｈ）未満であれば（図７Ｂの＃７７Ｎｏ）、第２蒸気ダンパＶｓ２の開度が全開か否かを判定する（図７Ｂの＃７８）。第２蒸気ダンパＶｓ２の開度が全開でなければ（図７Ｂの＃７８Ｎｏ）、第２蒸気ダンパＶｓ２の開度を上昇させて、第２二次空気用予熱器Ｈｓ２への供給蒸気量を増加させる（図７Ｂの＃７９）。つまり、制御部８は、第２焼却炉２Ｂの加温状態に基づいて、高圧蒸気溜め部９から供給される高圧蒸気の量を変更している。

【0063】

制御部８は、第２蒸気ダンパＶｓ２の開度が全開となるまで、＃７７～＃７９のステップを繰り返し、第２蒸気ダンパＶｓ２の開度が全開であっても昇温率（℃／ｈ）が基準昇温率Ｘ４β（℃／ｈ）未満（昇温限界）であれば（図７Ｂの＃７７Ｎｏ，＃７８Ｙｅｓ）、補助バーナを始動バーナとして点火し、溶融炉２２を加温する（図７Ｂの＃８０）。なお、図示していないが、補助バーナを点火して溶融炉２２の炉内温度が予熱完了温度（例えば１２００℃）となれば、第２焼却炉２Ｂの溶融炉２２の予熱を完了して補助バーナを停止して、第２処理系統１Ｂを本格稼働させる。なお、溶融炉２２の本格稼働に際しては、必要に応じて補助バーナを作動させる。

【0064】

本実施形態では、第一実施形態の作用効果に加えて、流動床炉２１及び溶融炉２２の予熱に際し、高圧蒸気溜め部９の高圧蒸気が保有する大きな熱量を押込空気及び二次空気に与えて、流動床炉２１及び溶融炉２２を並列して加温するため、流動床炉２１及び溶融炉２２の互いの炉内温度に差が生じ難い。このため、流動床炉２１及び溶融炉２２の一方から他方に向かって冷たい空気が流れて炉内冷却されることがないため、第２始動バーナＢ２や補助バーナの燃料コストを更に節約することができる。しかも、流動床炉２１及び溶融炉２２の何れか一方における始動バーナを先に点火することにより、他方の炉内温度を高める効果も期待できる。

【0065】

〔第五実施形態に係る立ち上げ制御〕
図８には、第五実施形態に係る焼却炉２の立ち上げ制御フロー（焼却炉設備１の立ち上げ方法）が示されている。第五実施形態では、第一実施形態に係る流動床炉２１の立ち上げ制御と溶融炉２２の立ち上げ制御とを順番に行うものである。図８に示す流動床炉２１の立ち上げ制御に関しては、図７Ａに記載の＃７１～＃７５が、図８に記載の＃８１～＃８５に相当し、図７の基準昇温率Ｘ４αが図８の基準昇温率Ｘ５αに相当するため、説明を省略する。また、図８に示す溶融炉２２の立ち上げ制御に関しては、図７Ｂに記載の＃７６～＃８０が、図８に記載の＃８６～＃９０に相当し、図７の基準昇温率Ｘ４βが図８の基準昇温率Ｘ５βに相当するため、説明を省略する。

【0066】

本実施形態では、第一実施形態の作用効果に加えて、流動床炉２１及び溶融炉２２の予熱に際し、高圧蒸気溜め部９の高圧蒸気が保有する大きな熱量を押込空気及び二次空気に与えて、流動床炉２１及び溶融炉２２を順番に加温し、流動床炉２１における始動バーナＢを先に点火することにより、溶融炉２２の炉内温度の予熱初期温度を高めることができる。

【0067】

〔その他の実施形態〕
（１）焼却炉２は、流動床式ガス化溶融炉に限定されず、ストーカ式焼却炉や流動床式ガス化炉等であってもよい。
（２）第一実施形態～第三実施形態において、第２押込空気用予熱器Ｈｐ２を作動させる例を示したが、第２二次空気用予熱器Ｈｓ２を作動させて流動床炉２１や溶融炉２２を予熱してもよい。
（３）第一実施形態～第五実施形態において、第１処理系統１Ａ及び第２処理系統１Ｂという２つの処理系統で構成されている場合を説明したが、処理系統は、３つ以上の処理系統で構成されていてもよい。上述した立ち上げ制御は、停止中の第２処理系統１Ｂについて説明したが、停止中の処理系統であれば同様に実行することができる。また、停止中の対象処理系統が複数ある場合、何れかの対象処理系統は、最初からバーナを用いて加温する一般的な立ち上げ制御を実行し、他の対象処理系統は、上述した第一実施形態～第三実施形態における立ち上げ制御を実行してもよい。
（４）第四実施形態及び第五実施形態において、流動床炉２１及び溶融炉２２の立ち上げ制御として、第一実施形態における立ち上げ制御を用いて説明したが、第二実施形態や第三実施形態における立ち上げ制御を用いてもよい。また、流動床炉２１及び溶融炉２２の立ち上げ制御として、第一実施形態～第三実施形態における立ち上げ制御を組み合わせてもよい。また、焼却炉設備１の立ち上げ方法としては、上述した立ち上げ制御に限定されず、例えば作業員が昇温率等をモニタニングして、焼却炉２の加温状態が所定の条件を充足したタイミングにてバーナ点火を実行させてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0068】

本発明は、第１処理系統と第２処理系統とを備えた焼却炉設備に利用可能である。

【符号の説明】

【0069】

１ ：焼却炉設備
１Ａ ：第１処理系統
１Ｂ ：第２処理系統（対象処理系統）
２ ：焼却炉
２Ａ ：第１焼却炉
２Ｂ ：第２焼却炉
３ ：ボイラ
３Ａ ：第１ボイラ
３Ｂ ：第２ボイラ
８ ：制御部
９ ：高圧蒸気溜め部
２１ ：流動床炉（第１焼却部）
２２ ：溶融炉（第２焼却部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】