CN113310057B - 控制装置、控制方法及记录有程序的记录介质 - Google Patents

控制装置、控制方法及记录有程序的记录介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供使垃圾焚烧设备的燃烧状态稳定化的控制装置、控制方法及记录有程序的记录介质。控制装置具备：垃圾供给量控制部，以使垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的方式控制向上述垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量；及空气流量控制部，算出使得与向上述炉内供给的空气的空气流量的变化对应的上述蒸汽流量的灵敏度成为预定的第二设定值的上述空气流量的控制值。

Description

控制装置、控制方法及记录有程序的记录介质
技术领域
本公开涉及垃圾焚烧设备的控制装置、控制方法及程序。
本申请基于2020年2月26日向日本提出申请的特愿2020-30344号来主张优先权，将其内容援引于此。
背景技术
在垃圾焚烧炉中设置锅炉并回收在垃圾焚烧时产生的热量而通过产生的蒸汽来进行发电的垃圾发电中，将垃圾作为燃料使用。为了消除垃圾发电中的发电量的波动，必须使垃圾的燃烧稳定，稳定地产生如计划那样的蒸汽。
专利文献1中公开了一种控制装置，检测从垃圾焚烧炉的锅炉向发电站供给的蒸汽的蒸汽流量，基于检测到的蒸汽流量来调节向垃圾焚烧炉供给的垃圾和空气的供给量，由此实现垃圾的稳定燃烧。该控制装置例如在蒸汽流量超过了基准值时减少垃圾向炉内的供给量，减少向在炉内使垃圾移动的移动台面的干燥区、燃烧区、后燃烧区中的干燥区和燃烧区供给的空气流量。并且，控制装置在蒸汽流量低于基准值时增加垃圾的供给量和空气向干燥区和燃烧区的供给量。
向垃圾焚烧炉供给的垃圾的成分是多样的。塑料袋那种垃圾在供给到炉中时瞬间烧尽。以设置于垃圾焚烧炉的空气供给系统的响应速度，难以调整塑料袋那种垃圾的燃烧。另一方面，以厨房垃圾为代表的生活垃圾等具有水分，因此即使供给到炉中也不会立即烧着，必须等待干燥。对于这种垃圾，能够利用从干燥到燃烧为止的时间来进行燃烧的控制。以下，以经过干燥再燃烧的垃圾为对象。
已知垃圾焚烧炉的热输出与垃圾的燃烧速度成正比。垃圾的燃烧速度用下面的式(1)表示。
gB＝kB·mB ·····(1)
在此，kB是表示主要由氧气浓度决定的助燃性的系数，通过增加空气向垃圾焚烧炉的供给量而值变大。mB是干燥结束并燃料化的垃圾的质量(存量)。用ΔgB表示燃烧速度的调整量的话，如下式那样表示。
ΔgB＝kB·ΔmB+ΔkB·mB ····(2)
参照式(2)的话，可想到两个对燃烧速度进行控制的方法。第一个方法是基于右边的第一项(kB·ΔmB)来控制作为燃料的垃圾向焚烧炉的供给量的方法。假设能够供给期望量的干燥结束且立即成为燃料的垃圾的话，该方法是有效的，不过实际上能够调节向垃圾焚烧炉的供给量的垃圾是干燥前的垃圾。于是，供给的垃圾是湿的，因此不会立即燃烧，必须在炉内暂时停留，等到干燥并燃料化为止。或者，在垃圾形成较大的块体的情况下，在其中心处为了燃烧而有可能必须等待块体坍塌。根据这些理由，该方法没有快速响应性。因此，即使对供给的垃圾的量进行控制，也未必能够立刻控制成期望的燃烧速度。
第二个方法是基于式(2)的右边第二项(ΔkB·mB)来对向炉的空气供给进行控制的方法。垃圾焚烧炉中有已干燥的垃圾的存量，因此增加空气供给的话，燃烧速度增加而热输出增大。例如，在专利文献1记载的控制方法中，也在蒸汽量低于基准值时使空气的供给量增大。
根据式(2)可知，对应于空气供给调整ΔkB的燃烧速度调整量ΔgB的灵敏度是干燥并燃料化的垃圾的存量mB。只要能够将垃圾的存量mB的值管理成恒定并调整ΔkB，就能够控制燃烧速度调整量ΔgB。只要能够控制ΔgB，就能够将燃烧状态控制成期望的状态。
作为关联的技术，专利文献2中记载了通过使垃圾的燃尽级别恒定而使垃圾的燃烧稳定化的控制。在专利文献2中，将垃圾的燃尽级别定义为潮湿的状态下的垃圾堆积的干燥区的垃圾质量W1与干燥后的垃圾堆积的燃烧区的垃圾质量W2之和W1+W2。如上述那样，干燥区的垃圾在到干燥为止的期间内不作为燃料。因此，即使垃圾的燃尽级别恒定，也有可能因其内容不同而燃烧状态不同。例如，干燥的垃圾的存量堆积得较厚，在这种状态下垃圾层坍塌时，有可能炉内整体的燃烧速度突发性地增大，蒸汽流量等产生较大的扰乱。
并且，在专利文献3中，对于在由料斗底部的垃圾被压紧化引起的垃圾比重的增大或向料斗投入的垃圾本身的比重较大等的情况下垃圾的供给量增加而难以进行垃圾的恒定供给这样的课题，公开了一种根据料斗内的垃圾的比重而以使垃圾的供给重量恒定的方式对将垃圾向炉内推出的推杆的速度进行控制的方法。
在先技术文献
专利文献1：日本特公平03-023806号公报
专利文献2：日本特开昭61-36611号公报
专利文献3：日本特开2001-355819号公报
本发明要解决的课题
为了将垃圾焚烧炉的燃烧状态保持为期望的状态，需要管理能够燃烧的垃圾的存量mB来控制垃圾的燃烧速度。
发明内容
本公开提供能够解决上述课题的控制装置、控制方法及记录程序的记录介质。
本公开的控制装置具备：垃圾供给量控制部，以使垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的方式控制向上述垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量；及空气流量控制部，算出使与向上述炉内供给的空气的空气流量的变化对应的上述蒸汽流量的灵敏度成为预定的第二设定值的上述空气流量的控制值。
本公开的控制装置具备算出向垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量的垃圾供给量控制部，上述垃圾供给量控制部算出使上述垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的上述垃圾的第一供给量，算出使与向上述炉内供给的空气的空气流量的变化对应的上述蒸汽流量的灵敏度成为预定的第二设定值的上述垃圾的第二供给量，将上述第一供给量加上上述第二供给量来算出上述供给量。
另外，本公开的控制方法以使垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的方式控制向上述垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量，算出使与向上述炉内供给的空气的空气流量的变化对应的上述蒸汽流量的灵敏度成为预定的第二设定值的上述空气流量的控制值。
#另外，本公开的记录介质是记录使计算机作为如下的单元起作用的程序的记录介质：以使垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的方式控制向上述垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量，算出使与向上述炉内供给的空气的空气流量的变化对应的上述蒸汽流量的灵敏度成为预定的第二设定值的上述空气流量的控制值。
发明效果
根据上述控制装置、控制方法及记录有程序的记录介质，能够使垃圾的燃烧状态稳定化。
附图说明
图1是表示各实施方式的垃圾焚烧设备的主要部分的一例的图。
图2是说明第一实施方式的控制方法的图。
图3是表示第一实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图4是表示第二实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图5是表示第三实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图6是表示第四实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图7是表示第五实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图8是表示第六实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图9是表示第六实施方式的现有技术的控制装置的功能结构的一例的图。
图10是说明一般的垃圾供给量控制的图。
图11是说明第六实施方式的垃圾供给量控制的第一图。
图12是说明第六实施方式的垃圾供给量控制的第二图。
图13是表示第七实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图14是表示第八实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图15是表示第九实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图16是表示第十实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图17是表示第十一实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图18是表示各实施方式的控制装置的硬件结构的一例的图。
具体实施方式
以下，关于各实施方式的垃圾焚烧设备的控制装置，参照图1～图18并详细地进行说明。
(结构)
图1是表示各实施方式的垃圾焚烧设备的主要部分的一例的图。
垃圾焚烧设备100具备：被投入垃圾的料斗1、将投入到料斗1的垃圾向燃烧室6内供给的推杆2、接收通过推杆2供给的垃圾并一边移送垃圾一边进行干燥和燃烧的加料机3、燃烧垃圾的燃烧室6、排出灰的灰出口7、供给空气的送风机4、将通过送风机4供给的空气向加料机3的各部引导的多个风箱5A～5E及锅炉9。
推杆2设于料斗1的下部，以预定的行程进行进退移动而将供给到料斗1内的垃圾向燃烧室6内推出，将垃圾供给到燃烧室6内的加料机3上。推杆2从控制装置20接收控制信号，进行推出垃圾的动作。
加料机3具备使通过推杆2供给的垃圾的水分蒸发而干燥的干燥区3A、位于干燥区3A的下游并使干燥的垃圾燃烧的燃烧区3B、位于燃烧区3B的下游并使未燃烧而通过了的固定碳量等未燃烧量燃烧至变成灰为止的后燃烧区3C。接收来自控制装置20的控制信号，控制加料机3的动作速度。
送风机4经由在加料机3的下方设置的风箱5A～5E而向加料机3的各部供给空气。例如，当燃烧区3B中的空气的供给量增大时，促进垃圾的燃烧。送风机4接收来自控制装置20的控制信号，变更风箱5A～5E的空气流量。并且，在连接送风机4与风箱5A的管路中设置阀8A，通过调节阀8A的开度，也能够调节向风箱5A供给的空气流量。相同地通过调整阀8B～8E的开度，分别能够控制向风箱5B～5E供给的空气流量。接收来自控制装置20的控制信号，控制阀8B～8E的开度。
燃烧室6在加料机3的上方由一次燃烧室6A和二次燃烧室6B构成，锅炉9配置于燃烧室6。锅炉9通过从燃烧室6输送来的废气与在锅炉9内循环的水进行热交换而产生蒸汽。蒸汽通过管路10并向发电站供给。在管路10中设有对蒸汽的流量进行检测的蒸汽流量传感器11。蒸汽流量传感器11与控制装置20连接，蒸汽流量传感器11计测出的计测值向控制装置20发送。在锅炉9的废气出口处连接有烟道12，由锅炉9进行了热回收的废气通过烟道12并通过未图示的废气处理设备后向外部排出。在烟道12中设有CO浓度传感器13、O2浓度传感器14。CO浓度传感器13、O2浓度传感器14与控制装置20连接，CO浓度传感器13、O2浓度传感器14计测出的计测值向控制装置20发送。
控制装置20具备：数据取得部21、空气流量控制部22、垃圾供给量控制部23及垃圾输送控制部24。
数据取得部21取得传感器的计测值、使用者的指令值等各种数据。例如，数据取得部21取得蒸汽流量传感器11计测出的计测值。
空气流量控制部22向送风机4输出控制信号，对送风机4的动作进行控制，由此控制向加料机3供给的空气流量。另外，空气流量控制部22向阀8A～8E输出控制信号，调节阀8A～8E各自的开度，由此控制向风箱5A～5E供给的空气流量。
垃圾供给量控制部23向推杆2输出控制信号，对推杆2的动作进行控制，由此控制向燃烧室6供给的垃圾的量。例如，垃圾供给量控制部23算出使蒸汽流量传感器11计测出的计测值成为预定的设定值的垃圾的供给量，输出以能够向燃烧室6供给该供给量的方式使推杆2伸展的控制信号。例如，在蒸汽流量的计测值低于设定值时，垃圾供给量控制部23使垃圾的供给量增大，在蒸汽流量的计测值超过设定值时，使垃圾的供给量减少。
垃圾输送控制部24向加料机3输出控制信号，对基于加料机3的垃圾的输送速度进行控制。
<第一实施方式>
图2是说明第一实施方式的控制方法的图。
在本实施方式中，管理干燥后而燃料化的垃圾的存量mB来实现垃圾燃烧的稳定化。根据上述式(2)可知，能够根据与空气的供给量对应的燃烧速度的灵敏度来推定mB。因此，在本实施方式中，变更空气的供给量，取得与之对应的炉(燃烧室6)中的垃圾的燃烧速度的响应。作为燃烧速度的指标，能够使用例如蒸汽流量。作为其他例，例如也可以将从炉中排出的废气的温度作为燃烧速度的指标。图2的坐标图中示出空气流量与蒸汽流量之间的关系。图2的纵轴表示蒸汽流量，横轴表示空气流量。图2中示出了曲线310和曲线320，曲线310表示在燃料化的垃圾的存量mB较大的情况下向炉内供给的空气流量与蒸汽流量传感器11计测的蒸汽流量的计测值之间的关系，曲线320表示mB较小时的空气流量与蒸汽流量之间的关系。这些曲线的左端(图示的比A0靠左侧的区域)是空气不足的区域。在空气不足时，蒸汽流量与燃料化的垃圾的存量mB的大小无关而由给与的空气流量决定。右端(图示的比C0靠右侧的区域)是空气过量的区域。在空气过量时，蒸汽流量不依赖于空气流量而由燃料化的垃圾的存量mB决定。在两者的中间的区域，曲线310、320的斜率(灵敏度)根据mB的值和空气流量而变化。
例如，考虑蒸汽流量保持D的状态并进行运行的情况。此时，在与燃料化的垃圾的存量mB较小的曲线320相同的情况下，空气流量在B处平衡。但是，即使在mB与曲线310相同的情况下，若设为空气流量A，则蒸汽流量在D处平衡。如此，即便将蒸汽流量确定为D这一点，燃料化的垃圾的存量mB也不确定。这关系到预定的自由度，另一方面显示了对垃圾的存量进行管理的必要性。例如，若垃圾的存量变得过大，则可能发生在焚烧炉内燃尽前排出等不良情况。
作为避免方法，可想到将蒸汽流量相对于空气流量的曲线的斜率(Δgsteam)/(Δgair)管理为预先规定的值。例如，在图2中，将曲线的斜率规定为曲线310在空气流量B时形成的值。这样一来，关于mB较大的曲线320，蒸汽流量E成为平衡点。即，只要确定蒸汽流量和曲线的斜率，就能够将干燥而燃料化的垃圾的存量mB的值确定为一个。在本实施方式中，利用该性质，将mB管理为恒定的值，并且将蒸汽流量(燃烧速度)保持为恒定，使垃圾焚烧炉的燃烧状态稳定化。
关于蒸汽流量，能够通过取得蒸汽流量传感器11的计测值来进行监视。以下，叙述检测斜率的方法。垃圾的燃烧稳定地变动，时间上不是恒定的。因此，在使空气流量增减来调查与之对应的蒸汽流量的响应的方法中，响应被稳定的变动掩盖。为了高精度地检测响应，还考虑了使空气流量的增减幅度变大，不过在使空气流量较大地增减时，会扰乱垃圾焚烧设备100的稳定的运行。因此，使空气流量以特定的周期例如1分钟左右的周期且对垃圾焚烧设备100的运行不产生不良影响的范围的振幅呈正弦波状变化，根据蒸汽流量的响应来检测该周期的成分，由此排除稳定的变动的影响。式(3)中示出使空气流量变化的方式的例子。
【数学式1】
以1分钟周期变更空气的话，其响应也以相同的周期出现，因此通过傅立叶变换并使用式(4)来检测蒸汽流量的1分钟周期的成分的振幅。
【数学式2】
需要说明的是，Δgsteam[t]＝gsteam[t]-E(gsteam)。在此，E(gsteam)是gsteam[t]的期望值，例如1周期中的平均值。如此，只要能够检测与空气流量的周期性的变化对应的蒸汽流量的周期性的变化，将蒸汽流量控制为预定的值，且以使斜率(Δgsteam)/(Δgair)成为预定的值的方式进行控制，就能够将燃料化的垃圾的存量mB的值保持恒定并将燃烧速度控制为恒定，而使燃烧状态稳定。
(结构)
接着，说明第一实施方式中的空气流量控制部22的功能和结构。图3是表示第一实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。图3中示出控制装置20中的本实施方式的空气流量控制部22的结构。
关于数据取得部21、空气流量控制部22、垃圾输送控制部24，与使用图1说明的结构相同。
空气流量控制部22具备：基本控制部2201、空气流量周期变化生成部2202、斜率设定部2203、PI(Proportional Integral：比例积分)控制部2204、响应振幅检测部2205、斜率计算部2206、加法部2207、减法部2208及减法部2209。
基本控制部2201输出蒸汽流量传感器11计测的蒸汽流量的值成为预定的设定值的燃烧状态下的空气流量的设定值。
空气流量周期变化生成部2202算出用于以预定的周期使空气流量增减的增减值。空气流量周期变化生成部2202使用例如式(3)的右边第二项来算出增减值。
斜率设定部2203算出与预定的蒸汽流量的设定值对应的斜率的设定值并输出。斜率的值按照蒸汽流量的每个设定值而预先规定。
PI控制部2204算出使斜率的设定值与实际的斜率(基于蒸汽流量及空气流量而算出的斜率的计算值)之间的偏差成为0的空气流量的校正量11。
响应振幅检测部2205检测与通过空气流量周期变化生成部2202而以恒定的周期变化的空气流量对应的蒸汽流量的变化。响应振幅检测部2205基于例如式(4)来检测蒸汽流量的振幅的周期性的变化。
斜率计算部2206基于响应振幅检测部2205检测到的振幅的微小时间内的变化量(Δgsteam)和空气流量控制部22算出的空气流量的微小时间内的变化量(Δgair)来算出斜率(Δgsteam)/(Δgair)。
(动作)
首先，基本控制部2201算出空气流量的设定值，并将该值向加法部2207输出。空气流量周期变化生成部2202算出空气流量的增减值，并将该值向减法部2208输出。减法部2208将增减值减去校正量11(初始值＝0)，而算出校正量12。减法部2208将校正量12向加法部2207输出。加法部2207将空气流量的设定值与校正量12相加。空气流量控制部22将加法运算后的值作为本实施方式的空气流量设定值A22-1。空气流量控制部22基于空气流量设定值A22-1来算出送风机4的转速指令值和阀8A～8E各自的开度指令值。空气流量控制部22基于算出的转速指令值来控制送风机4送出的空气流量，基于开度指令值来控制阀8A～8E的开度。
接着，空气流量控制部22通过数据取得部21来取得蒸汽流量传感器11计测的蒸汽流量的计测值。响应振幅检测部2205使用傅立叶变换从蒸汽流量的计测值的变化中提取出与空气流量周期变化生成部2202生成的周期性的空气流量的变化对应的响应成分，算出蒸汽流量的周期性的振幅的变化。响应振幅检测部2205将表示蒸汽流量的周期性的振幅的变化的信息向斜率计算部2206输出。接着，斜率计算部2206对空气流量的每1周期的变化和与之对应的蒸汽流量的每1周期的变化进行比较，算出每个微小时间的蒸汽流量对应于空气流量的变化(Δgair)的灵敏度即斜率((Δgsteam)/(Δgair))。斜率计算部2206将斜率的计算值向减法部2209输出。
另外，斜率设定部2203算出与预定的mB及预定的蒸汽流量的设定值对应的斜率的设定值。斜率设定部2203将斜率的设定值向减法部2209输出。
接着，减法部2209算出斜率设定部2203输出的斜率的设定值与斜率计算部2206输出的斜率的计算值之间的偏差(斜率的设定值-斜率的计算值)，并将该值向PI控制部2204输出。接着，PI控制部2204通过PI控制来算出使斜率的设定值与斜率的计算值之间的偏差成为0的空气流量的校正量11。PI控制部2204将校正量11向减法部2208输出。
空气流量周期变化生成部2202连续地算出空气流量的周期性的增减值，将该值向减法部2208输出。减法部2208将空气流量周期变化生成部2202算出的增减值减去PI控制部2204算出的校正量11，算出校正量12，将校正量12向加法部2207输出。接着，加法部2207将基本控制部2201算出的空气流量设定值加上校正量12，算出空气流量设定值A22-1。
空气流量控制部22基于新算出的空气流量设定值A22-1来对送风机4、阀8A～8E进行控制。空气流量控制部22重复上述处理。由此，算出蒸汽流量恒定且斜率恒定的空气流量，通过该空气流量来控制垃圾焚烧设备100的运行。
例如，若斜率的计算值(实际的斜率)不足于斜率的设定值，则通过PI控制部2204来算出降低空气流量的校正量11。在降低空气流量时，蒸汽流量与之对应地减少，不足于蒸汽流量的设定值。于是，垃圾供给量控制部23对推杆2的动作进行控制来使垃圾的供给量增加。追加供给的垃圾不久进行干燥，因此燃料化的垃圾存量mB增加，由此蒸汽流量恢复，与之对应地调整空气流量，由此斜率的不足消除。
相反，若实际的斜率超过斜率的设定值，则通过PI控制部2204来算出增加空气流量的校正量11。在空气流量增加时，促进垃圾的燃烧，蒸汽流量增加。于是，垃圾供给量控制部23对推杆2的动作进行控制来使垃圾的供给量下降。在燃料化的垃圾存量mB的增加被抑制时，抑制蒸汽流量的增加，与之对应地调整空气流量，由此消除斜率的超过。
如此，蒸汽流量和斜率成为各自的设定值，能够将燃料化的垃圾的存量mB及燃烧速度控制为预定的值。
如上述说明的那样，根据本实施方式，将燃料化的垃圾的存量mB管理为预先规定的值，并且使燃烧速度恒定，由此能够使垃圾焚烧设备100中的燃烧状态稳定化，将向发电站供给的蒸汽量控制为期望的值。由此，例如能够在接近垃圾焚烧设备100的设备能力的上限的状态下连续运行，设备利用率提高。另外，通过燃烧的稳定化，能够抑制NOX和CO等的排出。
需要说明的是，斜率的设定值既可以是恒定值，也可以根据蒸汽流量而变更。此外，若能够检测垃圾的性质，则也可以与之对应地变更。在本实施方式中，说明了根据蒸汽流量来变更斜率的设定值，不过这是一例。除了蒸汽流量以外，也可以根据代表垃圾焚烧炉的运行状态的数值例如发电输出的设定值来改变所述斜率的设定值。这对于后述的实施方式也相同。
<第二实施方式>
在第一实施方式中，基于斜率来控制空气流量，不过也可以基于斜率来控制垃圾的供给量。
(结构)
图4是表示第二实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图4中示出本实施方式的控制装置20A中的空气流量控制部22A和垃圾供给量控制部23A的结构。关于数据取得部21、垃圾输送控制部24，与使用图1说明的结构相同。
空气流量控制部22A具备：基本控制部2201、空气流量周期变化生成部2202及加法部2207。它们的结构与第一实施方式相同。
垃圾供给量控制部23A具备：供给垃圾控制部2301、斜率设定部2302、PI控制部2303、响应振幅检测部2304、斜率计算部2305、加法部2306及减法部2307。
供给垃圾控制部2301算出使蒸汽流量传感器11计测的蒸汽流量的计测值成为预定的设定值的垃圾的供给量(垃圾要求值)。例如，当蒸汽流量的计测值低于设定值时，使垃圾的供给量增大，在蒸汽流量的计测值超过设定值时，算出使垃圾的供给量减少的垃圾要求值。
斜率设定部2302算出与蒸汽流量的设定值对应的斜率的设定值。斜率的设定值例如按照蒸汽流量的每个值来预先规定。
PI控制部2303基于斜率的设定值与斜率的计算值(实际的斜率)之间的偏差来算出使偏差成为0的垃圾的要求值的校正量21。
响应振幅检测部2304与第一实施方式的响应振幅检测部2205相同地基于例如式(4)来检测蒸汽流量的振幅的周期性的变化。
斜率计算部2305与第一实施方式的响应振幅检测部2205相同地基于响应振幅检测部2304检测的振幅的微小时间内的变化量(Δgsteam)和空气流量的微小时间内的变化量(Δgair)来算出斜率(Δgsteam)/(Δgair)。
(动作)
在空气流量控制部22A中，基本控制部2201算出空气流量的设定值，将该值向加法部2207输出。空气流量周期变化生成部2202基于式(3)来连续地算出空气流量的增减值，并将该值向加法部2207输出。加法部2207将空气流量的设定值与空气流量的增减值相加。空气流量控制部22A将加法运算后的值作为本实施方式的空气流量设定值A22-2，对送风机4的动作和阀8A～8E的开度进行控制。由此，向风箱5A～5E供给的空气流量以预定的周期呈正弦波状地变化。空气流量控制部22A重复该动作。
在垃圾供给量控制部23A中，通过数据取得部21取得蒸汽流量传感器11计测的蒸汽流量的计测值。垃圾供给量控制部23A的供给垃圾控制部2301基于蒸汽流量的设定值和计测值来算出使蒸汽流量的计测值成为蒸汽流量的设定值的垃圾要求值。供给垃圾控制部2301将垃圾要求值向加法部2306输出。
并且，响应振幅检测部2304算出与空气流量的周期性的变化对应的蒸汽流量的周期性的振幅的变化，将该信息向斜率计算部2305输出。接着，斜率计算部2305对空气流量设定值A22-2的每1周期的变化和与之对应的蒸汽流量的每1周期的变化进行比较，算出每个微小时间的斜率((Δgsteam)/(Δgair))。斜率计算部2305将斜率的计算值向减法部2307输出。
另外，斜率设定部2302算出与蒸汽流量的设定值对应的斜率的设定值，并将该值向减法部2307输出。
接着，减法部2307算出斜率设定部2302算出的斜率的设定值与斜率计算部2305算出的斜率的计算值之间的偏差(斜率的设定值-斜率的计算值)，将该值向PI控制部2303输出。接着，PI控制部2303通过PI控制来算出使斜率的设定值与斜率的计算值之间的偏差成为0的垃圾要求值的校正量21。PI控制部2303将校正量21向加法部2306输出。接着，加法部2306将供给垃圾控制部2301算出的垃圾要求值加上校正量21，算出垃圾要求值A23-2。
垃圾供给量控制部23A基于新算出的垃圾要求值A23-2来算出推杆2的伸展长度，生成使推杆2伸展该长度的控制信号，对推杆2进行控制。垃圾供给量控制部23A重复上述处理。
由此，算出使蒸汽流量恒定且斜率恒定的垃圾的要求值。并且，燃料化的垃圾的存量mB的值稳定，垃圾焚烧设备100的燃烧状态稳定。
<第三实施方式>
在第一实施方式、第二实施方式中，为了管理燃料化的垃圾的存量mB，通过预先规定的周期的正弦波来变更空气流量。在第三实施方式中，简化该处理，可以不使空气流量以正弦波变动或者以恒定周期变动。
(结构)
图5是表示第三实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图5中示出本实施方式的控制装置20B中的空气流量控制部22B的结构。
关于数据取得部21、垃圾供给量控制部23、垃圾输送控制部24，与使用图1说明的结构相同。
如图示那样，空气流量控制部22B具备：基本控制部2201、空气流量变更部2210、相关系数设定部2211、PI控制部2212、蒸汽流量的响应模型2213、相关系数计算部2214、加法部2215、减法部2216及减法部2217。
基本控制部2201与第一实施方式相同地输出空气流量的设定值。
空气流量变更部2210算出用于使空气流量增减的增减值。该增减值不需要如第一实施方式那样是周期性的或以空气流量的波形描绘正弦波的方式生成，可以是不给垃圾焚烧设备100的运行带来不良影响的范围内的任意的变化量。
相关系数设定部2211将对于与蒸汽流量的设定值对应的斜率((Δgsteam)/(Δgair))规定的预定的值设定为相关系数的设定值。相关系数的设定值按照蒸汽流量的每个设定值来预先规定。在此，相关系数是指通过蒸汽流量相对于空气流量的变更的响应模型而获得的蒸汽流量的推定值的变化量Δg^steam与蒸汽流量的计测值的变化量Δgsteam之间的相关系数。
PI控制部2212基于相关系数的设定值与根据实际的蒸汽流量、实际的空气流量及响应模型算出的相关系数的计算值之间的偏差，算出使该偏差成为0的空气流量。
响应模型2213由以下的式(5)表示。
【数学式3】
在此，t是表示采样时间的整数。Δg^steam是蒸汽流量的与平衡点的偏差的推定值。Δgair是空气流量的与平衡点的偏差。平衡点用例如时间平均值代替。{a1、a2、…}和{b1、b2、…}是响应模型的常数，预先算出。响应模型的常数也可以根据蒸汽流量的设定值而变更。z-1表示前一个采样时刻。另外，Δg^steam[t]、Δgair[t]在将t设为时刻时如以下那样用与期望值E的偏差定义。
Δg^steam[t]＝gsteam[t]-E(gsteam)
Δgair[t]＝gair[t]-E(gair)
另外，蒸汽流量相对于空气流量的斜率((Δgsteam)/(Δgair))和Δg^steam与Δgsteam之间的相关系数成正比，因此以下的式(6)成立。式(6)的右边是Δg^steam与Δgsteam之间的相关系数。
【数学式4】
在此，Cov表示协方差，Var表示方差。即，在对于大小一致的向量x、y而用E(x)、E(y)表示x、y的期望值时，进行以下的式(7)的运算。
【数学式5】
相关系数计算部2214通过上述式(7)来算出Δg^steam与Δgsteam之间的相关系数。
(动作)
首先，基本控制部2201算出空气流量的设定值，并将该值向加法部2215输出。空气流量变更部2210算出空气流量的变更值，将该值向减法部2216输出。减法部2216将变更值减去校正量31(初始值＝0)，而算出校正量32。减法部2216将校正量32向加法部2215输出。加法部2215将空气流量的设定值与校正量32相加。空气流量控制部22B将加法运算后的值作为本实施方式的空气流量设定值A22-3。空气流量控制部22B基于空气流量设定值A22-3来对送风机4的动作和阀8A～8E的开度进行控制。
接着，响应模型2213输入基于空气流量设定值A22-3的Δgair[t]来算出蒸汽流量的推定值Δg^steam[t]，并将该值向相关系数计算部2214输出。并且，空气流量控制部22B通过数据取得部21来取得蒸汽流量传感器11计测到的蒸汽流量的计测值。接着，相关系数计算部2214通过式(7)来算出Δgsteam[t]与Δg^steam[t]之间的相关系数。相关系数计算部2214将相关系数的计算值向减法部2217输出。
另外，相关系数设定部2211算出与蒸汽流量的设定值对应的相关系数的设定值，并将该值向减法部2217输出。
接着，减法部2217算出相关系数设定部2211算出的相关系数的设定值与相关系数计算部2214算出的相关系数的计算值之间的偏差(相关系数的设定值-相关系数的计算值)，并将算出的偏差向PI控制部2212输出。
接着，PI控制部2212通过PI控制来运算使相关系数的设定值与相关系数的计算值之间的偏差成为0的空气流量的校正量31。PI控制部2212将校正量31向减法部2216输出。
空气流量变更部2210算出空气流量的变更值，向减法部2216输出。接着，减法部2216将空气流量变更部2210算出的变更值减去PI控制部2212算出的校正量31，算出校正量32。减法部2216将校正量32向加法部2215输出。接着，加法部2215将基本控制部2201算出的空气流量设定值加上校正量32，算出空气流量设定值A22-3。
空气流量控制部22B基于新算出的空气流量设定值A22-1来对送风机4、阀8A～8E进行控制。空气流量控制部22B重复上述处理。由此，算出蒸汽流量恒定且相关系数恒定的空气流量，通过该空气流量来控制垃圾焚烧设备100的运行。
根据本实施方式，通过比第一实施方式简单的控制，能够将燃料化的垃圾的存量mB管理为预定值，并且将燃烧状态(相关系数)控制为恒定，因此能够使垃圾焚烧设备100以稳定的燃烧状态运行。
<第四实施方式>
在第四实施方式中，根据空气流量的过去的值和蒸汽流量的过去的值来确定与空气流量对应的蒸汽流量的响应模型。另外，根据确定的响应模型来算出斜率。
(结构)
图6是表示第四实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图6中示出本实施方式的控制装置20C中的空气流量控制部22C的结构。
关于数据取得部21、垃圾供给量控制部23、垃圾输送控制部24，与使用图1说明的结构相同。
如图示那样，空气流量控制部22C具备：基本控制部2201、空气流量变更部2210、斜率设定部2203、PI控制部2204、模型确定部2218、斜率计算部2219、减法部2220、加法部2221及减法部2222。关于基本控制部2201、斜率设定部2203、PI控制部2204，如第一实施方式中说明的那样。关于空气流量变更部2210，如第三实施方式中说明的那样。
模型确定部2218确定用以下的式(8)表示的模型的系数。
【数学式6】
具体而言，对于与空气流量对应的上述蒸汽流量的响应模型，使用最小二乘法等根据空气流量的过去的值{g_air[t-1]、g_air[t-2]、…}和蒸汽流量的过去的值{g_steam[t-1]、g_steam[t-2]、…}来确定模型的系数{a1、a2、…}和{b1、b2、…}。
例如，模型确定部2218首先根据空气流量的过去的值、蒸汽流量的过去的值来构成以下的式(9)的矩阵。
【数学式7】
于是，模型系数{a1、a2、…}和{b1、b2、…}能够通过最小二乘法而用以下的式(10)求出。
【数学式8】
斜率计算部2219基于模型确定部2218确定的模型系数和式(9)的模型来算出斜率((Δgsteam)/(Δgair))。需要说明的是，式(9)的T相当于第一实施方式的使空气流量变更的周期，设定例如1分钟左右的值。TS是采样的周期。j是虚数单位。
(动作)
首先，基本控制部2201算出空气流量的设定值，并将该值向加法部2221输出。空气流量变更部2210算出空气流量的变更值，并将该值向减法部2222输出。减法部2222将变更值减去校正量41(初始值＝0)，算出校正量42。减法部2222将校正量42向加法部2221输出。加法部2221将空气流量的设定值与校正量42相加。空气流量控制部22C将加法运算后的值作为本实施方式的空气流量设定值A22-4。空气流量控制部22C基于空气流量设定值A22-4来对送风机4的动作和阀8A～8E的开度进行控制。
接着，模型确定部2218取得过去且最近的(例如从X分钟前到当前为止)蒸汽流量及那时的空气流量的信息，确定与空气流量对应的蒸汽流量的响应模型(式(8))。模型确定部2218例如通过式(9)、式(10)来进行响应模型的确定。模型确定部2218将通过响应模型的确定而获得的模型系数{a1、a2、…}和{b1、b2、…}向斜率计算部2219输出。接着，斜率计算部2219通过模型系数和式(8)来算出斜率((Δgsteam)/(Δgair))。斜率计算部2219将斜率的计算值向减法部2220输出。
另外，斜率设定部2203算出与预定的mB及预定的蒸汽流量对应的斜率的设定值。斜率设定部2203将斜率的设定值向减法部2220输出。
接着，减法部2220算出斜率设定部2203输出的斜率的设定值与斜率计算部2219输出的斜率的计算值之间的偏差(斜率的设定值-斜率的计算值)，并将该值向PI控制部2204输出。接着，PI控制部2204通过PI控制来算出使斜率的设定值与斜率的计算值之间的偏差成为0的空气流量的校正量41。PI控制部2204将校正量41向减法部2222输出。
空气流量变更部2210算出空气流量的变更值，并向减法部2222输出。接着，减法部2222将空气流量变更部2210算出的变更值减去PI控制部2212算出的校正量41，算出校正量42。减法部2222将校正量42向加法部2221输出。接着，加法部2221将基本控制部2201算出的空气流量设定值加上校正量42，来算出空气流量设定值A22-4。
空气流量控制部22C基于新算出的空气流量设定值A22-4来对送风机4、阀8A～8E进行控制。空气流量控制部22C重复上述处理。由此，算出蒸汽流量恒定且相关系数恒定的空气流量，通过该空气流量来控制垃圾焚烧设备100的运行。
根据本实施方式，能够获得与第一实施方式相同的效果。另外，依次确定响应模型，因此即使在例如白天和夜间使垃圾的燃烧速度变更的情况下，也能够在该过渡状态下获得与稳定运行相同的控制性能。
<第五实施方式>
如到目前为止说明的那样，根据第一实施方式～第五实施方式，通过管理干燥而燃料化的垃圾的存量mB的值，能够使垃圾焚烧设备100的燃烧状态稳定化。但是，在通过推杆2的往复动作来供给垃圾时，垃圾的供给量是间歇性的，成为蒸汽流量发生变动的主要原因。如图1所示，推杆2位于垃圾层的下部，在伸展时将处于其周围的垃圾向加料机3推出。推杆2的行程有限度，在完全伸展时无法再推出垃圾。因此，在推杆完全伸展之后，进行拉入一次并重新伸展这样的动作。在拉回推杆2的期间，垃圾的供给中断(即垃圾的供给变成间歇性的)，给蒸汽流量带来影响。第五实施方式的空气流量控制部22D缓和通过进行往复动作而带来的蒸汽流量的变动。
(结构)
图7是表示第五实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图7中示出本实施方式的控制装置20D中的空气流量控制部22D的结构。
关于数据取得部21、垃圾供给量控制部23、垃圾输送控制部24，与使用图1说明的结构相同。
如图示那样，空气流量控制部22D具备：空气流量控制部22、校正量计算部2224及减法部2225。
空气流量控制部22是在第一实施方式中说明的空气流量控制部22。在图7中，作为一例，记载了空气流量控制部22，不过也可以取代空气流量控制部22而为空气流量控制部22A～22C中的任一个。或者，也可以为基本控制部2201。
校正量计算部2224根据推杆2的伸展速度来算出空气流量的校正量。(1)在此准备以垃圾的供给速度(推杆2的伸展速度(m/s))为输入且以由此带来的蒸汽流量的变动值为输出的数值模型P1。模型P1例如可以通过从垃圾焚烧设备100的运行数据中采集输入值和输出值并用最小二乘法来确定，也可以根据垃圾焚烧设备100的运行状态来预先准备多个模型，利用与实际的运行状态相配的模型。(2)接着准备以空气流量设定值为输入且以由此带来的蒸汽流量变动为输出的模型P2。(3)并且，通过式(11)根据模型P1和模型P2运算空气流量前馈补偿模型P3。校正量计算部2224根据推杆2的伸展速度和模型P3来算出空气流量的校正量，对空气流量控制部22设定的空气流量的设定值进行校正。
P3＝P2 -1·P1 ····(11)
(动作)
首先，空气流量控制部22算出空气流量的设定值A22-1，并将该值向减法部2225输出。另外，校正量计算部2224从垃圾供给量控制部23取得推杆2的伸展速度。校正量计算部2224将推杆2的伸展速度向模型P3输入，获得模型P3的输出，设为校正量51。校正量计算部2224将校正量51向减法部2225输出。例如，在推杆2的拉回时，校正量51为负的值。减法部2225将空气流量的设定值A22-1减去校正量51。空气流量控制部22D将减法运算后的值作为本实施方式的空气流量设定值A22-5。空气流量控制部22D基于空气流量设定值A22-4来对送风机4的动作和阀8A～8E的开度进行控制。
已知相对于因垃圾供给而到蒸汽流量发生变动为止的时间延迟，从空气流量变动到蒸汽流量发生变动为止的时间延迟为一半以下。因此，通过本实施方式，例如在推杆2从伸展向拉入反转的同时即垃圾供给突然变成0的同时，若对空气流量进行前馈补偿，则能够预防蒸汽流量的变动或者缓和蒸汽流量的变动。
需要说明的是，第五实施方式能够与第一实施方式～第四实施方式中的任一个组合。
<第六实施方式>
在一般的垃圾焚烧炉中，例如当蒸汽流量变成设定值以下时，控制装置向推杆输出运行指令值接通。推杆以预先规定的伸展速度进行伸展而将垃圾向炉内供给。在推杆完全伸展时，控制装置拉回推杆。推杆重复该动作，直至被通知运行指令值断开为止。如此，垃圾以恒定的模式间歇性地供给。对此，在本实施方式中，对于为了补偿蒸汽流量的变动而需要的垃圾要求值，规定实在的推杆的伸展长度，抑制垃圾的供给量的波动。
(结构)
图8是表示第六实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。图9是表示第六实施例的以往的控制装置的功能结构的一例的图。表示本实施方式的图8与表示现有技术的图9之间的差异只是推杆伸展控制部。本实施方式使用推杆伸展控制部2308a。现有技术使用推杆伸展控制部2308。
图8中示出第六实施方式的控制装置20K中的垃圾供给量控制部23K的结构。空气流量控制部的结构为上述空气流量控制部22～22D中的任一个。关于数据取得部21、垃圾输送控制部24，与使用图1说明的结构相同。
垃圾供给量控制部23K具备：供给垃圾控制部2301、推杆伸展控制部2308a、拉入指令部2309、速度变更部2312及第二速度变更部2312a。
图9中示出第六实施方式的现有技术的控制装置20E中的垃圾供给量控制部23E的结构。空气流量控制部的结构为上述空气流量控制部22～22D中的任一个。关于数据取得部21、垃圾输送控制部24，与使用图1说明的结构相同。图9所示的垃圾供给量控制部23E具备：供给垃圾控制部2301、推杆伸展控制部2308、拉入指令部2309、速度变更部2312及第二速度变更部2312a。
供给垃圾控制部2301基于蒸汽流量的设定值和计测值来算出使蒸汽流量的计测值成为蒸汽流量的设定值的垃圾要求值。算出的垃圾要求值是连续值。
推杆伸展控制部2308a及推杆伸展控制部2308对推杆2的伸展时的动作进行控制。关于它们的功能的不同，以后使用图10、图11来进行说明。
速度变更部2312在推杆2的伸展时将推杆2的伸展速度设为第二速度变更部2312a决定的速度，在推杆2的拉入时设为预先规定的推杆2的拉入速度。第二速度变更部2312a基于推杆伸展控制部2308或推杆伸展控制部2308a输出的伸展指令，在伸展指令为接通时将预先规定的伸展速度作为伸展速度指令输出，在伸展指令为断开时将0作为伸展速度指令输出。
拉入指令部2309对推杆2的拉入动作进行控制。例如，在推杆2通过了终点限位开关时，使推杆2接通拉入指令，该终点限位开关设于在伸展中最大伸展时通过的位置。并且，在推杆2在拉入中通过了设于完全拉回的位置(原点)附近的原点限位开关时，使推杆2断开拉入指令。
在此，参照图10。图10是说明以往的垃圾供给量控制的图。如供给垃圾控制部2301算出的垃圾要求值那样供给垃圾是理想的。但是，大多以重复如下的动作的方式进行运行：将垃圾要求值转换成推杆2的运行指令，在该信号为接通时以恒定速度完全伸展，并且然后完全拉入。图10中示出该情形。图10(a)中示出以往的推杆伸展控制部2308。图10(b)中示出以往的垃圾要求值x与推杆2的伸展指令u之间的关系。如图10(a)、图10(b)所示，推杆伸展控制部2308在垃圾要求值x小于接通阈值时，作为伸展指令u，以使推杆2以恒定速度伸展的方式输出接通指令，在达到断开指令值时，作为伸展指令u而输出断开指令。在接通指令的输出中完全伸展时，拉入指令部2309输出的拉入指令变成接通，拉入推杆2。在这种运行方式下，实际的垃圾供给量与垃圾的要求值产生误差。
与此相对，在图8所示的本实施方式中，推杆伸展控制部2308a按照垃圾的要求值来使推杆2一点点地伸展，由此减小上述误差。例如，若与垃圾要求值对应的伸展长度为X，则推杆2伸展X并停止。并且，在下一个垃圾要求值产生时，伸展垃圾要求值的量。
(动作)
首先，供给垃圾控制部2301取得蒸汽流量的设定值和蒸汽流量的计测值，算出使实际的蒸汽流量成为设定值的垃圾要求值。供给垃圾控制部2301将垃圾要求值向推杆伸展控制部2308输出。供给垃圾控制部2301以预定的时间间隔算出垃圾要求值，并将该值向推杆伸展控制部2308输出。推杆伸展控制部2308算出给推杆2的伸展指令。在此，参照图11。
图11是说明第六实施方式的垃圾供给量控制的第一图。
如图11所示，推杆伸展控制部2308a具备：积分部238a、减法部238b及指令部238c。积分部238a将垃圾的要求值(m3/s)换算成推杆伸展长度。积分部238a将垃圾的要求值除以推杆的截面积A并针对时间进行积分。该值是推杆2的伸展长度的换算值。积分部238a将推杆2的伸展长度的换算值向减法部238b输出。减法部238b算出推杆2伸展长度的换算值与实际的推杆的伸展长度之间的偏差，并将偏差向指令部238c输出。实际的推杆的伸展长度例如基于伸展指令而算出。指令部238c在偏差超过预定的接通阈值长度时将伸展指令向推杆2输出。推杆2接收到该指令而开始伸展。在推杆2的伸展中也重复上述处理。在推杆2进行伸展时偏差减少。在偏差变成小于预定的断开阈值长度时，指令部238c使伸展指令断开。于是，推杆2在该位置停止。推杆伸展控制部2308a在取得下一个垃圾要求值时重复相同的处理。由此，推杆2一点一点地伸展与垃圾要求值对应的长度。
在推杆2通过了终点限位开关时，拉入指令部2309向推杆2输出拉入接通指令。推杆2被向原点拉回。在推杆2被拉回至通过原点限位开关时，拉入指令部2309向推杆2输出拉入断开指令。推杆2停止，重新通过推杆伸展控制部2308a的控制来开始伸展。需要说明的是，在推杆2完全伸展之后，必须拉回推杆2。在拉入期间内，垃圾的要求值和实际的供给量产生偏差。为了使该偏差最小化，推杆2的拉入以最大速度进行。
图12中示出本实施方式的推杆2的伸展动作的情形。
图12是说明第六实施方式的垃圾供给量控制的第二图。
图12(a)中示出垃圾要求值x与推杆2的伸展指令u之间的关系。图12(b)中示出图12(a)的伸展指令u与推杆2的伸展长度之间的关系。
最初，设为推杆2停止。
当接收到垃圾要求值时，在推杆伸展控制部2308a中，积分部238a对垃圾要求值进行时间积分，积分部238a的输出呈斜坡状地增加。最终，积分部238a的输出与推杆2的伸展长度之间的偏差超过由指令部238c规定的接通阈值长度X，伸展指令u变成接通，推杆2进行伸展(图12(b))。其结果是，上述偏差随着时间缩小。并且，在上述偏差变成小于由指令部238c规定的断开阈值长度时，伸展指令u变成断开，推杆2停止。如此，推杆2的一次的伸展长度能够指定为大约X的值。在以往的方式下，在输出接通指令时推杆2伸展至预定长度，一次向燃烧室6供给大量的垃圾，结果是扰乱了燃烧。与此相对，在本实施方式中，能够按照由指令部238c规定的接通阈值长度X来规定一次垃圾的供给。例如，若将接通阈值长度X设定为推杆2的最大伸展长度的1/10左右，则将垃圾细分成以往的1/10向炉内供给，结果是能够降低对燃烧的扰乱。
这样，根据本实施方式，推杆2遵循垃圾的要求值的时间变化，因此与以往的方式相比能够按照垃圾的要求值地供给垃圾。
<第七实施方式>
在第六实施方式中，在推杆2完全伸展之后，以最大速度拉回。但是，即便以最大速度拉入，在拉入的期间内垃圾的供给量也不足。因此，在本实施方式中，在伸展的后期设定增速区间，使伸展速度增加来补偿垃圾供给量的下降。
(结构)
图13是表示第七实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图13中示出本实施方式的控制装置20F中的垃圾供给量控制部23F的结构。空气流量控制部的结构为上述空气流量控制部22～22D中的任一个。关于数据取得部21、垃圾输送控制部24，与使用图1说明的结构相同。
如图示那样，垃圾供给量控制部23F具备：供给垃圾控制部2301、拉入指令部2309、速度转换部2310、速度转换位置计算部2311及速度变更部2312。
供给垃圾控制部2301和拉入指令部2309与第六实施方式中说明的结构相同。
速度转换部2310将供给垃圾控制部2301输出的垃圾要求值转换成推杆2的伸展速度。例如，若垃圾要求值较大，则速度转换部2310将推杆2的伸展速度设定为更高的速度，若接下来的垃圾要求值较小，则将推杆2的伸展速度设定为更低的速度。速度转换部2310也可以基于例如规定了垃圾要求值与伸展速度之间的关系的表格等来决定伸展速度。
速度转换位置计算部2311算出将推杆2的伸展速度切换成最大速度的位置，在推杆2到达该位置时，向速度转换部2310指示使推杆2的伸展速度最大。关于切换速度的位置，例如将伸展速度设为拉入的最大速度vmax，将伸展的平均速度设为vav，将伸展的行程设为L的话，增速区间的起点位置(与原点的距离)LPLUIS为下式(12)。
【数学式9】
在此，vmax与vav相比充分大，LPLUIS不会变成负的。
速度变更部2312在推杆2的伸展时使推杆2的伸展速度为速度转换部2310决定的速度，在推杆2的拉入时向推杆2指示使推杆2的拉入速度为最大速度。
(动作)
首先，供给垃圾控制部2301算出使蒸汽流量的计测值接近蒸汽流量的设定值的垃圾要求值。供给垃圾控制部2301将垃圾要求值向速度转换部2310输出。供给垃圾控制部2301以预定的时间间隔算出垃圾要求值并将该值向速度转换部2310输出。速度转换部2310决定推杆2的伸展速度。
另外，速度转换位置计算部2311使用式(12)来算出增速区间的起点位置LPLUIS，并判定推杆2是否通过了LPLUIS。若推杆2没有通过LPLUIS，则速度转换位置计算部2311将断开信号向速度转换部2310输出。在取得了断开信号时，速度转换部2310将基于垃圾要求值算出的伸展速度向速度变更部2312输出。速度变更部2312将取得的伸展速度作为速度指令值向推杆2输出。接收到速度指令的推杆2基于根据垃圾要求值决定的速度指令值，使推杆2的伸展速度变化并持续伸展至通过LPLUIS为止。
在推杆2通过了LPLUIS的情况下，速度转换位置计算部2311将接通信号向速度转换部2310输出。当取得了接通信号时，速度转换部2310取代基于垃圾要求值算出的伸展速度而将最大速度vmax向速度变更部2312输出。速度变更部2312将最大速度vmax作为速度指令值向推杆2输出。推杆2以最大速度vmax持续伸展至通过终点限位开关为止。
在推杆2通过了终点限位开关时，拉入指令部2309将拉入接通指令向速度变更部2312输出。速度变更部2312以最大拉入速度-Vmax拉回推杆2。在推杆2被拉回至通过原点限位开关时，拉入指令部2309将拉入断开指令向速度变更部2312输出。速度变更部2312重新将速度转换部2310指示的伸展速度向推杆2输出，开始下一个伸展动作。
根据本实施方式，能够缩短推杆2通过LPLUIS的位置进行伸展并被拉回到原点为止的时间。因此，例如与LPLUIS的以后也以基于垃圾要求值的速度进行伸展的情况相比，即使在从LPLUIS到最大伸展位置为止的期间内推杆2供给的垃圾的量相同，比较每相同时间的垃圾供给量的话，也能够供给更多的垃圾，因此能够消除、缓和拉回推杆的期间的垃圾的供给不足。
需要说明的是，本实施方式还能够与第六实施方式组合。
<第八实施方式>
在第七实施方式中，为了抵消拉回推杆2的期间的垃圾供给的下降而在推杆2的伸展的后期使伸展速度增速。但是，例如，在垃圾的热量存在波动或偶尔垃圾的热量存在偏差等情况下，蒸汽流量有时相对于设定值具有正的偏差。在这种状态下将推杆2立即拉回的话，不需要第七实施方式那样的增速。例如，已知蒸汽流量超过了其设定值，而且作为焚烧炉的性质，在减少垃圾的供给时蒸汽流量减少。在那种定时将推杆拉回时，正在拉入的时候垃圾供给变成0，因此蒸汽流量与到目前为止的值相比减少。因此，拉入有助于蒸汽流量的超过消除。如此，若蒸汽流量的变动通过减少垃圾供给而消除，则在该定时将推杆2拉回是有益的。
(结构)
图14是表示第八实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图14中示出本实施方式的控制装置20G中的垃圾供给量控制部23G的结构。空气流量控制部的结构为上述空气流量控制部22～22D中的任一个。关于数据取得部21、垃圾输送控制部24，与使用图1说明的结构相同。
如图示那样，垃圾供给量控制部23G具备：供给垃圾控制部2301、拉入指令部2309、速度变更部2312、蒸汽流量变动计算部2314、蒸汽流量偏差计算部2315及拉入判定部2316。
供给垃圾控制部2301和拉入指令部2309与第六实施方式中说明的结构相同。
速度变更部2312与第七实施方式的速度变更部2312相同。
蒸汽流量变动计算部2314基于推杆2的位置来算出在该位置开始拉入时产生的蒸汽流量变动δG＊。
蒸汽流量偏差计算部2315取得蒸汽流量的设定值与基于蒸汽流量传感器11的计测值之间的偏差δG、蒸汽流量变动δG＊，算出拉入后的蒸汽流量的设定值与实际的蒸汽流量之间的偏差的预测值。
拉入判定部2316基于拉入后的蒸汽流量的偏差的预测值和推杆2的当前位置来判定是否即使推杆2处于伸展中也开始拉回。例如，将推杆的伸展的中间地点确定为最小伸展距离Lmin，在通过了该位置之后且在该地点拉回时的蒸汽流量的预测值超过了预先确定的值δGmin的情况下立即拉回。确定最小伸展距离Lmin是为了可靠地推出垃圾。在将推杆2完全拉入之后，即使推出例如1cm也不供给垃圾。在垃圾被推杆2推压时，先被压扁。在无法再压扁的时刻开始推出。因此，在推杆2到达最小伸展距离Lmin之前禁止拉入，从而可靠地供给垃圾。
(动作)
首先，供给垃圾控制部2301算出使蒸汽流量的计测值接近蒸汽流量的设定值的垃圾要求值。供给垃圾控制部2301将垃圾要求值向速度变更部2312输出。供给垃圾控制部2301以预定的时间间隔算出垃圾要求值并将该值向速度变更部2312输出。速度变更部2312决定推杆2的伸展速度。速度变更部2312在未接收到拉入指令值的期间将基于垃圾要求值算出的伸展速度作为速度指令值向推杆2输出。接收到了速度指令的推杆2基于该速度指令值而使推杆2的伸展速度变化并持续伸展。
另外，蒸汽流量变动计算部2314基于推杆2的位置而算出蒸汽流量变动δG＊。例如，预先准备规定了推杆2的位置与蒸汽流量变动δG＊之间的关系的表格，蒸汽流量变动计算部2314基于该表格和当前的推杆2的位置而算出δG＊。蒸汽流量变动计算部2314将δG＊向蒸汽流量偏差计算部2315输出。
接着，蒸汽流量偏差计算部2315例如基于在输入δG和δG＊时输出在该位置开始拉入的情况下的蒸汽流量的预测值的模型，预测蒸汽流量的预测值。并且，蒸汽流量偏差计算部2315算出在拉入后预想的蒸汽流量的预测值与蒸汽流量的设定值之间的偏差。蒸汽流量偏差计算部2315将算出的蒸汽流量的偏差向拉入判定部2316输出。另外，拉入判定部2316取得推杆2的当前位置。接着，拉入判定部2316判定是否开始推杆2的拉入。首先，拉入判定部2316判定是否在拉入后预想的蒸汽流量的偏差(正的值)超过预定的阈值且推杆2的位置超过最小伸展距离Lmin。在不满足任一个条件的情况下，拉入判定部2316判定为不开始拉入。在满足两者的条件的情况下，拉入判定部2316判定为开始拉入。并且，拉入判定部2316判定推杆2是否通过了终点限位开关。在通过了终点限位开关的情况下，拉入判定部2316判定为开始拉入。在拉入判定部2316判定为不开始拉入的情况下，推杆2继续伸展。
拉入判定部2316在判定为开始拉入的情况下，将接通信号向拉入指令部2309输出。于是，拉入指令部2309将拉入接通指令向速度变更部2312输出。速度变更部2312以最大拉入速度-vmax拉回推杆2。在推杆2被拉回至通过原点限位开关时，拉入指令部2309将拉入断开指令向速度变更部2312输出。于是，速度转换部2310重新将基于垃圾要求值的伸展速度向推杆2输出，开始下一个伸展动作。
根据本实施方式，不用进行推杆2的增速等控制，通过推杆2的拉入而能够防止蒸汽流量从设计值偏离。需要说明的是，本实施方式还能够与第六实施方式、第七实施方式组合。
<第九实施方式>
本实施方式的目的在于避免垃圾的过大供给，使燃烧稳定化。例如，欲增加发电输出。为了增加发电输出，增加垃圾的供给量作为方针是正确的。但是，一下子供给大量的垃圾的话，干燥区3A会侵占燃烧区3B，阻碍燃烧，因此在使燃烧增大的观点下预想起到相反的效果。垃圾的供给必须限制于不侵占燃烧区3B的程度。
在本实施方式中，例如通过烟道的O2浓度与垃圾供给之间的相关系数来判定燃烧区3B的侵占，在判定为燃烧区3B被侵占的情况下，暂时停止垃圾的供给，实现燃烧的稳定。
(结构)
图15是表示第九实施方式的控制装置的机构结构的一例的图。
图15中示出本实施方式的控制装置20H中的垃圾供给量控制部23H的结构。空气流量控制部的结构为上述空气流量控制部22～22D中的任一个。关于数据取得部21、垃圾输送控制部24，与使用图1说明的结构相同。
如图示那样，垃圾供给量控制部23H具备：垃圾供给限制部2320、伸展速度限制部2324及速度变更部2312。垃圾供给限制部2320具备：O2浓度预处理滤波器2321、推杆伸展速度预处理滤波器2322、相关系数设定部2211a及垃圾供给暂时停止判定部2323。
例如，垃圾供给量控制部23H也可以具备图8中说明的供给垃圾控制部2301、推杆伸展控制部2308a、第二速度变更部2312a，第二速度变更部2312a将伸展速度指令向伸展速度限制部2324输出。或者，垃圾供给量控制部23H也可以具备图9中说明的推杆伸展控制部2308、第二速度变更部2312a，第二速度变更部2312a将伸展速度指令向伸展速度限制部2324输出。
O2浓度预处理滤波器2321输入O2浓度传感器14计测的计测值，进行上下限值的限制、每单位时间的变化率的限制、噪音去除用的滤波处理等，推定O2浓度的真值。
推杆伸展速度预处理滤波器2322输入推杆伸展速度的计测值或指令值，进行上下限值的限制、每单位时间的变化率的限制、噪音去除用的滤波处理等，推定垃圾供给量的真值。
相关系数设定部2211a算出O2浓度的推定值与垃圾供给量的推定值之间的相关系数。
伸展速度限制部2324取得伸展速度指令和垃圾供给暂时停止判定部2323输出的垃圾供给限制信号，基于垃圾供给限制信号来变更推杆2的伸展速度。
速度变更部2312与第七实施方式的速度变更部2312相同。
垃圾供给暂时停止判定部2323基于上述相关系数来判定垃圾供给的暂时停止。垃圾供给暂时停止判定部2323中设定有暂时停止垃圾供给的设定值XH和重新开始垃圾供给的设定值XR，若上述相关系数超过暂时停止的设定值XH，则使垃圾供给暂时停止信号接通，然后若上述相关系数变得小于重新开始的设定值XR，则使垃圾供给暂时停止信号断开，限制垃圾供给。
垃圾供给暂时停止判定部2323的判定结果作为垃圾供给限制信号向伸展速度限制部2324传递。伸展速度限制部2324位于速度变更部2312的上游，在垃圾供给限制信号为断开时，伸展速度限制部2324例如将第二速度变更部2312a输出的伸展速度信号原封不动地向速度变更部2312传递，另一方面在垃圾供给限制信号为接通时，伸展速度限制部2324取代伸展速度信号而将零向速度变更部2312传递。
(动作)
假设垃圾焚烧炉正稳定地燃烧，开始向垃圾焚烧炉过量地供给垃圾。于是，干燥区3A扩大并侵占燃烧区3B。由于燃烧区3B被侵占，所以以前使用于燃烧的空气的一部分没有使用于燃烧而直接向烟道12排出。由此，废气的O2浓度上升。利用O2浓度传感器14计测废气的O2浓度的上升。O2浓度传感器14的计测值中包含噪音和计测误差，所以通过O2浓度预处理滤波器2321来推定O2浓度的真值。除了垃圾的过量的供给以外，O2浓度还因收集的垃圾的组成和水分、垃圾输送等的影响而发生变动，因此单纯地只根据O2浓度来判定垃圾的过量供给是不切实际的。因此，在O2浓度的变动中计算垃圾供给量的变动的相关系数，若相关系数接近1，则在垃圾供给量增加时O2浓度也增加，因此判定为垃圾的供给过量。在供给垃圾之后，O2浓度发生变化存在废气的流动延迟、O2浓度传感器14的计测的延迟和供给的垃圾扩展到干燥区3A或燃烧区3B为止的延迟等各种各样的时间延迟。推杆伸展速度预处理滤波器2322除了进行噪音去除以外，还将这些延迟用例如一阶延迟等的滤波器表现，抵消O2浓度的计测值与垃圾供给之间的时间上的偏差。在垃圾供给暂时停止判定部2323中，例如作为暂时停止垃圾供给的设定值XH而设定0.7，作为重新开始垃圾供给的设定值XR而设定0.3，对垃圾的过量供给进行判定。
在判定为过量供给垃圾时，伸展速度限制部2324向速度变更部2312发出零的指令作为伸展速度，停止垃圾供给。通过垃圾供给的停止，干燥区3A缩小，由此燃烧区3B恢复，因此O2浓度恢复成原来的值。于是，相关系数变成0或负的值，所以重新开始垃圾供给。在上述说明中，在垃圾供给限制信号为接通时，使伸展速度为零。但是，不需要一定为零。例如，也可以设定为通常的速度的1/10左右。
<第十实施方式>
第十实施方式是第六实施方式的替代方案。如第六实施方式中叙述的那样，在一般的垃圾焚烧炉中，例如在蒸汽流量变成设定值以下时，控制装置向推杆输出运行指令值接通。推杆以预先规定的伸展速度进行伸展而将垃圾向炉内供给。在推杆完全伸展时，控制装置拉回推杆。推杆重复该动作，直至被通知运行指令值断开为止。如此，垃圾以恒定的模式间歇性地供给。在第六实施方式中，对于为了补偿蒸汽流量的变动而需要的垃圾要求值，规定实在的推杆2的伸展长度，基于该伸展长度来使推杆2一点点地伸展，由此抑制垃圾的供给量的波动。在第十实施方式中，取代使推杆2一点点地伸展而调节推杆2的伸展速度，由此带来相同的效果。
(结构)
图16是表示第十实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。
图16中示出本实施方式的控制装置20J中的垃圾供给量控制部23J的结构。空气流量控制部的结构为上述空气流量控制部22～22D中的任一个。关于数据取得部21、垃圾输送控制部24，与使用图1说明的结构相同。
如图示那样，垃圾供给量控制部23J具备：供给垃圾控制部2301、推杆伸展控制部2308、拉入指令部2309、伸展速度调整部2340、速度变更部2312、第二速度变更部2312a及加法部2312b。本实施方式的特征在于伸展速度调整部2340，除此以外与使用图9说明的结构相同。
关于伸展速度指令，伸展速度调整部2340例如根据在过去的10分钟内运行指令为接通的时间所占的比率来调整推杆2的伸展速度指令。伸展速度调整部2340由PI控制器2344构成，该PI控制器2344基于接通比率检测部2341输出的接通比率与接通比率设定值之间的差来运算伸展速度调整指令。接通比率检测部2341具备二值化部2342和移动平均部2343，该二值化部2342基于推杆伸展控制部2308输出的伸展指令，在伸展指令为接通时输出1，在伸展指令为断开时输出0，该移动平均部2343输入二值化部2342输出的0或1的值，算出输入的值的例如10分钟期间的移动平均。移动平均部2343的输出表示伸展指令为接通的时间的比率即每单位时间的运行时间的比率。加法部2312b将预先确定的伸展速度设定值加上伸展速度调整指令并向第二速度变更部2312a输入。第二速度变更部2312a在推杆伸展控制部2308输出的运行指令为接通时，将预先规定的伸展速度设定值加上伸展速度调整指令而得到的值作为伸展速度指令来输出，另一方面在运行指令为断开时，将0作为伸展速度指令来输出。
(动作)
对伸展速度调整部2340的动作进行说明。假设在过去的例如10分钟内推杆2的运行指令为接通的时间所占的比率正好为1。这是在过去的10分钟内推杆始终进行动作的结果，时间上均等地供给垃圾。但是，垃圾的每单位质量或单位体积的发热量不断地变动，因此在运行指令始终为接通时，无法应对例如供给潮湿的垃圾等而发热量下降的状况。在这种情况下，通过增加推杆2的伸展速度指令，能够增加每单位时间的推杆的垃圾供给，形成推杆2的运行指令为断开的时间。或者，假设在过去的例如10分钟内推杆的运行指令为接通的时间所占的比率为0.1。这表示相对于垃圾要求值而推杆2的垃圾供给的能力过大且一旦推杆2进行动作后许久不供给垃圾。即，垃圾的供给在时间上不均等。在这种状态下，炉燃烧几分钟的垃圾的量通过推杆2的一次的动作来供给，因此每当推杆进行动作时对炉而言都是扰乱。从燃烧的稳定的角度出发，使垃圾的燃烧与供给平衡是有效的。因此，作为适当的接通比率，例如将0.8等规定为接通比率设定值，将接通比率设定值与接通比率检测部2341输出的接通比率之间的差向例如PI控制器2344输入并运算伸展速度指令调整指令。通过PI控制器2344的工作，接通比率与接通比率设定值一致。
对于垃圾供给量控制部23J的动作进行说明。基于来自供给垃圾控制部2301的垃圾要求值，推杆伸展控制部2308将推杆伸展指令向伸展速度调整部2340和第二速度变更部2312a输出。伸展速度调整部2340通过上述处理来运算伸展速度指令调整指令。加法部2312b将预定的伸展速度设定加上伸展速度指令调整指令量，将加法运算后的伸展速度设定向第二速度变更部2312a输出。第二速度变更部2312a在从推杆伸展控制部2308取得的伸展指令为接通时将从加法部2312b取得的伸展速度设定作为伸展速度指令来输出，在伸展指令为断开时将0作为伸展速度指令来输出。例如，在接通比率相对于接通比率设定值不足时，降低推杆2的伸展速度，在接通比率超过接通比率设定值时，增加推杆2的伸展速度。由此，能够使垃圾的供给量均匀化，使燃烧稳定化。
<第十一实施方式>
在第十实施方式中，例如根据在过去的10分钟内运行指令为接通的时间所占的比率来调整推杆2的伸展速度。在第十一实施方式中，在不变更推杆的伸展速度的情况下抑制垃圾的供给量的波动。
(结构)
图17是表示第十一实施方式的控制装置的功能结构的一例的图。图17中示出本实施方式的控制装置20L中的垃圾供给量控制部23L的结构。空气流量控制部的结构为上述空气流量控制部22～22D中的任一个。关于数据取得部21、垃圾输送控制部24，与使用图1说明的结构相同。
如图示那样，垃圾供给量控制部23L具备：供给垃圾控制部2301、推杆伸展控制部2308、拉入指令部2309、伸展速度调整部2340、速度变更部2312、第二速度变更部2312a、接通延迟计时器2345及减法部2312c。关于除了接通延迟计时器2345和减法部2312c以外的结构，与使用图16说明的结构相同。
减法部2312c通过将预定的接通延迟计时器设定值减去伸展速度调整指令而将PI控制器2344输出的推杆2的伸展速度调整指令换算成推杆伸展指令的接通延迟计时器设定值。
接通延迟计时器2345在经过转换后的接通延迟计时器设定值指定的时间之前禁止将推杆伸展控制部2308输出的推杆2的伸展指令向第二速度变更部2312a传递，在经过接通延迟计时器设定值指定的时间之后将伸展指令向第二速度变更部2312a传递。
(动作)
对垃圾供给量控制部23L的动作进行说明。推杆伸展控制部2308将推杆伸展指令向伸展速度调整部2340和接通延迟计时器2345输出。伸展速度调整部2340如使用图16说明的那样运算伸展速度指令调整指令。减法部2312c将预定的接通延迟计时器设定值减去伸展速度指令调整指令量，将伸展速度调整指令换算成伸展指令的接通延迟计时器设定值。通过该换算，接通延迟计时器设定值变成例如接通比率越超过接通比率设定值则越大的值。减法部2312c将接通延迟计时器设定值向接通延迟计时器2345输出。接通延迟计时器2345在待机至经过了接通延迟计时器设定值指定的时间之后将从推杆伸展控制部2308取得的伸展指令向第二速度变更部2312a输出。第二速度变更部2312a在伸展指令为接通时将预先规定的伸展速度设定作为伸展速度指令而输出，在伸展指令为断开时将0作为伸展速度指令而输出。通过接通延迟计时器的设定，能够调整(降低)作为时间平均值的推杆2的伸展速度，使推杆2的接通比率接近适当的接通比率。由此，能够在不改变推杆2的速度本身的情况下使垃圾的供给量均匀化，使燃烧稳定化。此外，从使推杆2伸展并将推杆2拉入为止的一个往返的平均速度的观点来看，即使将本实施方式应用于拉入速度的控制，也能获得相同的效果。
需要说明的是，在第六实施方式～第十一实施方式中，说明了控制装置20K、20F、20G、20H、20J、20L分别具备第一实施方式～第四实施方式的空气流量控制部22～22D中的任一个，不过并不限定于此。控制装置20K、20F、20G、20H、20J、20L也可以取代空气流量控制部22～22D而具备不具有基于蒸汽流量对于空气流量的变化的灵敏度来控制空气流量的功能的一般的空气流量控制部。一般的空气流量控制部例如具备使用图3说明的基本控制部2201，具有以使空气流量成为基本控制部2201输出的设定值的方式对送风机4和阀8A～8E进行控制的功能。
图18是表示各实施方式的控制装置的硬件结构的一例的图。
计算机900具备：CPU901、主存储装置902、辅助存储装置903、输入输出接口904及通信接口905。
上述控制装置20～20G安装于计算机900。并且，上述各功能以程序的形式存储于辅助存储装置903。CPU901从辅助存储装置903读出程序并在主存储装置902中展开，按照该程序来执行上述处理。并且，CPU901按照程序而在主存储装置902中确保存储区域。另外，CPU901按照程序而在辅助存储装置903中确保存储处理中的数据的存储区域。
需要说明的是，也可以将用于实现控制装置20～20G的全部或一部分的功能的程序记录于计算机能够读取的记录介质，使计算机系统读取并执行该记录介质中记录的程序，由此进行基于各功能部的处理。在此所说的“计算机系统”包括OS和周边设备等硬件。并且，“计算机系统”若是利用WWW系统的情况的话，则也包括主页提供环境(或者显示环境)。并且，“计算机能够读取的记录介质”是指CD、DVD、USB等可移动介质、计算机系统中内置的硬盘等存储装置。另外，在该程序通过通信线路向计算机900传送的情况下，接收到传送的计算机900可以在主存储装置902中展开该程序，执行上述处理。另外，上述程序也可以是用于实现上述的功能的一部分的程序，此外也可以是能够通过与计算机系统中已记录的程序的组合来实现上述的功能的程序。
如以上那样，说明了本公开的几个实施方式，不过这些全部的实施方式是作为例子而出示的，并非旨在对发明的范围进行限定。这些实施方式能够以其他各种各样的方式实施，能够在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围和主旨，同样包含于权利要求书记载的发明和其均等的范围内。
<附注>
各实施方式中记载的控制装置20～20G、控制方法及程序例如以下那样掌握。
(1)第一方案的控制装置20～20G具备：垃圾供给量控制部23，控制向垃圾焚烧设备100的炉(燃烧室6)内供给的垃圾的供给量，以使上述垃圾焚烧设备100产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值；及空气流量控制部22～22D，算出使与向上述炉内供给的空气的空气流量的变化对应的上述蒸汽流量的灵敏度成为预定的第二设定值的上述空气流量的控制值。
由此，能够将燃料化的垃圾的存量管理为预先规定的值，使垃圾的燃烧状态稳定化。例如，能够以接近垃圾焚烧设备100的设备能力的上限的状态连续运行，设备利用率提高。并且，通过燃烧的稳定化，能够抑制NOX和CO等的排出。
(2)第二方案的控制装置20在(1)的控制装置20的基础上，空气流量控制部22以使上述空气流量的历时变化所显示呈现的波形成为正弦波的方式使上述空气流量的供给量变化，并分析与该变化对应的上述蒸汽流量的变化来检测上述灵敏度。
通过使空气流量周期性地变化并对其响应进行分析，而能够检测与空气流量的变化对应的蒸汽流量的灵敏度。
(3)第三方案的控制装置20B在(1)的控制装置20B的基础上，空气流量控制部22B算出使与上述灵敏度成正比的、上述蒸汽流量的变化的推定值与上述蒸汽流量的变化的计测值之间的相关系数成为预定的第三设定值的上述控制值，上述蒸汽流量的变化的推定值是基于与上述空气流量对应的上述蒸汽流量的响应模型而得出的。
能够在不使空气流量周期性地变化的情况下检测与空气流量的变化对应的蒸汽流量的灵敏度。
(4)第四方案的控制装置20C在(1)的控制装置20C的基础上，空气流量控制部22C使用从运行期间的上述垃圾焚烧设备中采集的上述空气流量及上述蒸汽流量来确定与上述空气流量对应的上述蒸汽流量的响应模型，基于确定后的上述响应模型和上述蒸汽流量的计测值而算出使上述灵敏度成为上述第二设定值的上述控制值。
通过依次进行系统确定并检测与空气流量的变化对应的蒸汽流量的灵敏度，而能够检测最新的运行状态下的与空气流量的变化对应的蒸汽流量的灵敏度。
(5)第五方案的控制装置20D在(1)～(4)的控制装置20、20B、20C的基础上，空气流量控制部22D向基于第一模型和第二模型而运算出的第三模型输入上述垃圾焚烧设备中的供给机构的推出速度来算出校正量，并算出根据该校正量进行校正后的上述控制值，上述供给机构将上述垃圾向上述炉(燃烧室6)内推出而进行供给，上述第一模型是表示上述供给机构的推出速度与上述蒸汽流量的变化量之间的关系的模型，上述第二模型是表示上述空气流量与上述蒸汽流量的变化量之间的关系的模型，上述第三模型是表示上述推出速度与上述空气流量之间的关系的模型。
由此，能够缓和在供给机构(推杆2)的拉入时等产生的蒸汽流量的变动。
(6)第六方案的控制装置20K在(1)～(5)的控制装置20、20B、20C、20D的基础上，上述垃圾供给量控制部23E算出使上述蒸汽流量成为上述第一设定值的垃圾要求值，对于将上述垃圾向上述炉(燃烧室6)内推出而进行供给的供给机构，指示推出与上述垃圾要求值对应的长度。
由此，垃圾要求值与实际的垃圾投入量之间的偏差变小，能够抑制蒸汽流量的变动。
(7)第七方案的控制装置20F在(1)～(5)的控制装置20、20B、20C、20D的基础上，上述垃圾供给量控制部23F算出使上述蒸汽流量成为上述第一设定值的垃圾要求值，关于通过伸展至预定的第一位置而将上述垃圾向上述炉(燃烧室6)内供给并且在到达了上述第一位置时被向伸展方向的反方向拉回的上述垃圾的供给机构，在比上述第一位置靠上述反方向处设置上述垃圾的供给机构开始增速的第二位置，在上述供给机构到达了上述第二位置时，以使上述供给机构的伸展速度增加的方式进行控制。
由此，能够缓和将供给机构(推杆2)拉回的期间的垃圾的投入不足的影响。
(8)第八方案的控制装置20G在(1)～(5)的控制装置20、20B、20C、20D的基础上，上述垃圾供给量控制部23G算出使上述蒸汽流量成为上述第一设定值的垃圾要求值，关于通过伸展至预定的第一位置而将上述垃圾向上述炉内供给并且在到达上述第一位置时被拉回的上述垃圾的供给机构，在从上述供给机构的伸展中的位置拉回上述供给机构的情况下的上述蒸汽流量的预测值超过了上述第一设定值的情况下，从上述伸展中的位置拉回上述供给机构。
由此，能够不受由垃圾变得投入不足引起的不良影响地将供给机构(推杆2)拉回。并且，能够利用在将供给机构(推杆2)拉回的期间垃圾变得投入不足来使过量的蒸汽流量下降。
(9)第九方案的控制装置20H在(1)～(5)的控制装置20、20B、20C、20D的基础上，上述垃圾供给量控制部23H基于上述垃圾焚烧设备100产生的氧气的流量与上述垃圾的供给量之间的相关系数来判定是否过量供给了上述垃圾，在判定为过量供给时停止上述垃圾的供给。
由此，能够防止因垃圾的过量供给而将干燥区3A的干燥中的垃圾向燃烧区3B供给而阻碍燃烧，使燃烧稳定化。
(10)第十方案的控制装置20J在(1)～(5)的控制装置20、20B、20C、20D的基础上，上述垃圾供给量控制部23J算出将上述垃圾向上述炉内推出而进行供给的供给机构(推杆2)每单位时间运行的时间比率，在上述时间比率不足设定值时，降低上述供给机构(推杆2)的伸展速度，在上述时间比率超过了设定值时，使上述供给机构(推杆2)的伸展速度增加。
由此，能够限制推杆2停止的时间，结果均匀地向炉内供给垃圾，使燃烧稳定化。
(11)第十一方案的控制装置20L在(1)～(5)的控制装置20、20B、20C、20D的基础上，上述垃圾供给量控制部23L算出将上述垃圾向上述炉内推出而进行供给的供给机构(推杆2)每单位时间运行的时间比率，在上述时间比率超过了设定值时，根据超过的量而推迟上述供给机构(推杆2)的运行开始。
由此，能够使每单位时间的推杆2的运行时间平均化，均等地向炉内供给垃圾，使燃烧稳定化。
(12)第十二方案的控制装置20A具备算出向垃圾焚烧设备的炉(燃烧室6)内供给的垃圾的供给量的垃圾供给量控制部23A。垃圾供给量控制部23A算出使上述垃圾焚烧设备100产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的上述垃圾的第一供给量，算出使与向上述炉内供给的空气的空气流量的变化对应的上述蒸汽流量的灵敏度成为预定的第二设定值的上述垃圾的第二供给量，并将上述第一供给量加上上述第二供给量来算出上述供给量。
由此，能够将燃料化的垃圾的存量管理为预先规定的值，使垃圾的燃烧状态稳定化。例如，能够以接近垃圾焚烧设备100的设备能力的上限的状态连续运行，设备利用率提高。并且，通过燃烧的稳定化，能够抑制NOX或CO等的排出。
(13)第十三方案的控制装置20K具备以使垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的方式控制向上述垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量的垃圾供给量控制部23K，上述垃圾供给量控制部23K算出使上述蒸汽流量成为上述第一设定值的垃圾要求值，对于将上述垃圾向上述炉内推出而进行供给的供给机构，指示推出与上述垃圾要求值对应的长度。
(14)第十四方案的控制装置20F具备以使垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的方式控制向上述垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量的垃圾供给量控制部23F，上述垃圾供给量控制部23F算出使上述蒸汽流量成为上述第一设定值的垃圾要求值，关于通过伸展至预定的第一位置而将上述垃圾向上述炉内供给并且在到达上述第一位置时被向伸展方向的反方向拉回的上述垃圾的供给机构，在比上述第一位置靠上述反方向处设置上述垃圾的供给机构开始增速的第二位置，在上述供给机构到达了上述第二位置时，以使上述供给机构的伸展速度增加的方式进行控制。
(15)第十五方案的控制装置20G具备以使垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的方式控制向上述垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量的垃圾供给量控制部23G，上述垃圾供给量控制部23G算出使上述蒸汽流量成为上述第一设定值的垃圾要求值，关于通过伸展至预定的第一位置而将上述垃圾向上述炉内供给并且在到达上述第一位置时被拉回的上述垃圾的供给机构，在从上述供给机构的伸展中的位置拉回上述供给机构的情况下的上述蒸汽流量的预测值超过了上述第一设定值的情况下，从上述伸展中的位置拉回上述供给机构。
(16)第十六方案的控制装置20H具备以使垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的方式控制向上述垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量的垃圾供给量控制部23H，上述垃圾供给量控制部23H基于上述垃圾焚烧设备产生的氧气的流量与上述垃圾的供给量之间的相关系数来判定是否过量供给了上述垃圾，在判定为过量供给时停止上述垃圾的供给。
(17)第十七方案的控制装置20J具备以使垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为规定的第一设定值的方式对向上述垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量进行控制的垃圾供给量控制部23J，上述垃圾供给量控制部23J算出将上述垃圾向上述炉内推出并供给的供给机构(推杆2)每单位时间运行的时间比率，在上述时间比率不足设定值时，降低上述供给机构的伸展速度，在上述时间比率超过了设定值时，使上述供给机构的伸展速度增加。
(18)第十八方案的控制装置20L具备以使垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的方式控制向上述垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量的垃圾供给量控制部23L，上述垃圾供给量控制部23L算出将上述垃圾向上述炉推出而进行供给的供给机构(推杆2)每单位时间运行的时间比率，在上述时间比率超过了设定值时，根据超过的量而推迟上述供给机构(推杆2)的运行开始。
(19)第十九方案的控制方法以使垃圾焚烧设备100产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的方式控制向上述垃圾焚烧设备的炉(燃烧室6)内供给的垃圾的供给量，算出使与向上述炉内供给的空气的空气流量的变化对应的上述蒸汽流量的灵敏度成为预定的第二设定值的上述空气流量的控制值。
(20)第二十方案的记录介质是记录有使计算机执行如下的处理的程序的记录介质：以使垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的方式控制向上述垃圾焚烧设备的炉(燃烧室6)内供给的垃圾的供给量，算出使与向上述炉内供给的空气的空气流量的变化对应的上述蒸汽流量的灵敏度成为预定的第二设定值的上述空气流量的控制值。
工业上的可利用性
根据上述控制装置、控制方法及记录程序的记录介质，能够使垃圾的燃烧状态稳定化。
附图标记说明
100…垃圾焚烧设备、1…料斗、2…推杆、3…加料机、3A…干燥区、3B…燃烧区、3C…后燃烧区、4…送风机、5A～5E…风箱、6…燃烧室、7…灰出口、8A～8E…阀、9…锅炉、10…管路、11…蒸汽流量传感器、20、20A、20B、20C、20D、20E、20F、20G、20H、20J、20K、20L…控制装置、21…数据取得部、22、22A、22B、22C、22D…空气流量控制部、2201…基本控制部、2202…空气流量周期变化生成部、2203…斜率设定部、2204…PI控制部、2205…响应振幅检测部、2206…斜率计算部、2207…加法部、2208…减法部、2209…减法部、2210…空气流量变更部、2211、2211a…相关系数设定部、2212…PI控制部、2213…响应模型、2214…相关系数计算部、2215…加法部、2216…减法部、2217…减法部、2218…模型确定部、2219…斜率计算部、2220…减法部、2221…加法部、2222…减法部、2224…校正量计算部、2225…减法部、23、23A、23E、23F、23G、23H、23J、23K、23L…垃圾供给量控制部、2301…供给垃圾控制部、2302…斜率设定部、2303…PI控制部、2304…响应振幅检测部、2305…斜率计算部、2306…加法部、2307…减法部、2308、2308a…推杆伸展控制部、2309…拉入指令部、2310…速度转换部、2311…速度转换位置计算部、2312…速度变更部、2312a…第二速度变更部、2312b…加法部、2312c…减法部、2314…蒸汽流量变动计算部、2315…蒸汽流量偏差计算部、2316…拉入判定部、2320…垃圾供给限制部、2321…O2浓度预处理滤波器、2322…推杆伸展速度预处理滤波器、2323…垃圾供给暂时停止判定部、2340…伸展速度调整部、2341…接通比率检测部、2342…二值化部、2343…移动平均部、2344…PI控制器、2345…接通延迟计时器、24…垃圾输送控制部、900…计算机、901…CPU、902…主存储装置、903…辅助存储装置、904…输入输出接口、905…通信接口。

Claims (17)

1.一种控制装置，具备：
垃圾供给量控制部，以使垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的方式控制向所述垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量；及
空气流量控制部，算出使与向所述炉内供给的空气的空气流量的变化对应的所述蒸汽流量的灵敏度成为预定的第二设定值的所述空气流量的控制值，所述灵敏度是所述蒸气流量相对于所述空气流量的变化之比。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，
所述空气流量控制部以使所述空气流量的历时变化所显示的波形成为正弦波的方式使所述空气流量的供给量变化，并分析与该变化对应的所述蒸汽流量的变化来检测所述灵敏度。
3.根据权利要求1所述的控制装置，其中，
所述空气流量控制部算出使与所述灵敏度成正比的、所述蒸汽流量的变化的推定值与所述蒸汽流量的变化的计测值之间的相关系数成为预定的第三设定值的所述控制值，所述蒸汽流量的变化的推定值是基于与所述空气流量对应的所述蒸汽流量的响应模型而得出的。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其中，
所述空气流量控制部使用从运行期间的所述垃圾焚烧设备中采集的所述空气流量及所述蒸汽流量来确定与所述空气流量对应的所述蒸汽流量的响应模型，基于确定后的所述响应模型和所述蒸汽流量的计测值而算出使所述灵敏度成为所述第二设定值的所述控制值。
5.根据权利要求1所述的控制装置，其中，
所述空气流量控制部向基于第一模型和第二模型而运算出的第三模型输入所述垃圾焚烧设备中的供给机构的推出速度来算出校正量，并算出根据该校正量进行校正后的所述控制值，
所述供给机构将所述垃圾向所述炉内推出而进行供给，
所述第一模型是表示所述供给机构的推出速度与所述蒸汽流量的变化量之间的关系的模型，
所述第二模型是表示所述空气流量与所述蒸汽流量的变化量之间的关系的模型，
所述第三模型是表示所述推出速度与所述空气流量之间的关系的模型。
6.根据权利要求2所述的控制装置，其中，
所述空气流量控制部向基于第一模型和第二模型而运算出的第三模型输入所述垃圾焚烧设备中的供给机构的推出速度来算出校正量，并算出根据该校正量进行校正后的所述控制值，
所述供给机构将所述垃圾向所述炉内推出而进行供给，
所述第一模型是表示所述供给机构的推出速度与所述蒸汽流量的变化量之间的关系的模型，
所述第二模型是表示所述空气流量与所述蒸汽流量的变化量之间的关系的模型，
所述第三模型是表示所述推出速度与所述空气流量之间的关系的模型。
7.根据权利要求3所述的控制装置，其中，
所述空气流量控制部向基于第一模型和第二模型而运算出的第三模型输入所述垃圾焚烧设备中的供给机构的推出速度来算出校正量，并算出根据该校正量进行校正后的所述控制值，
所述供给机构将所述垃圾向所述炉内推出而进行供给，
所述第一模型是表示所述供给机构的推出速度与所述蒸汽流量的变化量之间的关系的模型，
所述第二模型是表示所述空气流量与所述蒸汽流量的变化量之间的关系的模型，
所述第三模型是表示所述推出速度与所述空气流量之间的关系的模型。
8.根据权利要求4所述的控制装置，其中，
所述空气流量控制部向基于第一模型和第二模型而运算出的第三模型输入所述垃圾焚烧设备中的供给机构的推出速度来算出校正量，并算出根据该校正量进行校正后的所述控制值，
所述供给机构将所述垃圾向所述炉内推出而进行供给，
所述第一模型是表示所述供给机构的推出速度与所述蒸汽流量的变化量之间的关系的模型，
所述第二模型是表示所述空气流量与所述蒸汽流量的变化量之间的关系的模型，
所述第三模型是表示所述推出速度与所述空气流量之间的关系的模型。
9.根据权利要求1～8中的任一项所述的控制装置，其中，
所述垃圾供给量控制部算出使所述蒸汽流量成为所述第一设定值的垃圾要求值，对于将所述垃圾向所述炉内推出而进行供给的供给机构，指示推出与所述垃圾要求值对应的长度。
10.根据权利要求1～8中的任一项所述的控制装置，其中，
所述垃圾供给量控制部算出使所述蒸汽流量成为所述第一设定值的垃圾要求值，关于通过伸展至预定的第一位置而将所述垃圾向所述炉内供给并且在到达了所述第一位置时被向伸展方向的反方向拉回的所述垃圾的供给机构，在比所述第一位置靠所述反方向处设置所述垃圾的供给机构开始增速的第二位置，在所述供给机构到达了所述第二位置时，以使所述供给机构的伸展速度增加的方式进行控制。
11.根据权利要求1～8中的任一项所述的控制装置，其中，
所述垃圾供给量控制部算出使所述蒸汽流量成为所述第一设定值的垃圾要求值，关于通过伸展至预定的第一位置而将所述垃圾向所述炉内供给并且在到达了所述第一位置时被拉回的所述垃圾的供给机构，在从所述供给机构的伸展中的位置拉回所述供给机构的情况下的所述蒸汽流量的预测值超过了所述第一设定值的情况下，从所述伸展中的位置拉回所述供给机构。
12.根据权利要求1～8中的任一项所述的控制装置，其中，
所述垃圾供给量控制部基于所述垃圾焚烧设备产生的氧气的流量与所述垃圾的供给量之间的相关系数来判定是否过量供给了所述垃圾，在判定为过量供给时停止所述垃圾的供给。
13.根据权利要求1～8中的任一项所述的控制装置，其中，
所述垃圾供给量控制部算出将所述垃圾向所述炉内推出而进行供给的供给机构每单位时间运行的时间比率，在所述时间比率不足设定值时，降低所述供给机构的伸展速度，在所述时间比率超过了设定值时，使所述供给机构的伸展速度增加。
14.根据权利要求1～8中的任一项所述的控制装置，其中，
所述垃圾供给量控制部算出将所述垃圾向所述炉内推出而进行供给供给的供给机构每单位时间运行的时间比率，在所述时间比率超过了设定值时，根据超过的量而推迟所述供给机构的运行开始。
15.一种控制装置，具备垃圾供给量控制部，所述垃圾供给量控制部算出向垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量，
所述垃圾供给量控制部算出使所述垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的所述垃圾的第一供给量，算出使与向所述炉内供给的空气的空气流量的变化对应的所述蒸汽流量的灵敏度成为预定的第二设定值的所述垃圾的第二供给量，将所述第一供给量加上所述第二供给量来算出所述供给量，所述灵敏度是所述蒸气流量相对于所述空气流量的变化之比。
16.一种控制方法，
以使垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的方式控制向所述垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量，
算出使与向所述炉内供给的空气的空气流量的变化对应的所述蒸汽流量的灵敏度成为预定的第二设定值的所述空气流量的控制值，所述灵敏度是所述蒸气流量相对于所述空气流量的变化之比。
17.一种记录有程序的记录介质，所述程序使计算机执行如下的处理：
以使垃圾焚烧设备产生的蒸汽的蒸汽流量成为预定的第一设定值的方式控制向所述垃圾焚烧设备的炉内供给的垃圾的供给量，
算出使与向所述炉内供给的空气的空气流量的变化对应的所述蒸汽流量的灵敏度成为预定的第二设定值的所述空气流量的控制值，所述灵敏度是所述蒸气流量相对于所述空气流量的变化之比。
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