CN114729746A - 燃烧设备的控制装置、燃烧设备的控制方法及程序 - Google Patents

燃烧设备的控制装置、燃烧设备的控制方法及程序 Download PDF

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CN114729746A
CN114729746A CN202080081671.9A CN202080081671A CN114729746A CN 114729746 A CN114729746 A CN 114729746A CN 202080081671 A CN202080081671 A CN 202080081671A CN 114729746 A CN114729746 A CN 114729746A
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太田裕二
大丸卓一郎
今田润司
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/50Control or safety arrangements

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Abstract

本发明提供一种燃烧设备的控制装置,所述燃烧设备具备:炉主体,划定形成处理空间;炉排,在处理空间中,沿输送方向输送被焚烧物;及风箱,向处理空间供给空气,所述燃烧设备的控制装置具备:图像获取部,获取拍摄到处理空间沿输送方向被区划的区段的处理图像;点确定部,根据处理图像,确定因被焚烧物的燃烧而产生的火焰的输送方向后侧的端部即燃尽点;第1速度运算部,根据燃尽点,运算区段的炉排的速度校正值即第1速度校正值;及速度控制部,根据第1速度校正值,控制区段的炉排的速度。

Description

燃烧设备的控制装置、燃烧设备的控制方法及程序
技术领域
本发明涉及一种燃烧设备的控制装置、燃烧设备的控制方法及程序。
本申请主张对于2019年12月4日在日本申请的日本专利申请2019-219250号的优先权,并将其内容援用于此。
背景技术
在专利文献1中公开了如下技术:根据从垃圾燃烧炉的摄影数据得到的温度分布,判定燃点及燃尽点以检测废气的氧浓度,求出氧浓度在规定范围内的总供给空气量,从该总供给空气量减去远离干燥区域的燃烧区域的必要空气量以求出燃烧空气量并供给到风箱。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3916450号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在燃烧设备中燃烧的废弃物、生物质等被焚烧物的燃烧性状的变动大,存在因燃烧状态变动而被焚烧物的未燃烧部分变动的问题。
本发明是为了解决上述课题而完成的,其目的在于提供一种燃烧设备的控制装置、燃烧设备的控制方法及程序。
用于解决技术课题的手段
在本发明所涉及的燃烧设备的控制装置中,所述燃烧设备具备:炉主体,划定形成处理空间;炉排,在处理空间中,沿输送方向输送被焚烧物;及风箱,向处理空间供给空气,所述燃烧设备的控制装置具备:图像获取部,获取拍摄到处理空间沿输送方向被区划的区段的处理图像;点确定部,根据处理图像,确定因被焚烧物的燃烧而产生的火焰的输送方向后侧的端部即燃尽点;第1速度运算部,根据燃尽点,运算区段的炉排的速度校正值即第1速度校正值;及速度控制部,根据第1速度校正值,控制区段的炉排的速度。
在本发明所涉及的燃烧设备的控制方法中,所述燃烧设备具备:炉主体,划定形成处理空间;炉排,在处理空间中,沿输送方向输送被焚烧物;及风箱,向处理空间供给空气,所述燃烧设备的控制装置具有如下步骤:获取拍摄到处理空间沿所述输送方向被区划的区段的处理图像;根据处理图像,确定因被焚烧物的燃烧而产生的火焰的输送方向后侧的端部即燃尽点;根据燃尽点,运算区段的炉排的速度校正值即第1速度校正值;及根据第1速度校正值,控制区段的所述炉排的速度。
本发明所涉及的程序,其为燃烧设备的控制装置的程序,所述燃烧设备具备:炉主体,划定形成处理空间;炉排,在处理空间中,沿输送方向输送被焚烧物;及风箱,向处理空间供给空气,所述程序使计算机执行如下步骤:获取拍摄到处理空间沿所述输送方向被区划的区段的处理图像;根据处理图像,确定因被焚烧物的燃烧产生的火焰的输送方向后侧的端部即燃尽点;根据燃尽点,运算区段的炉排的速度校正值即第1速度校正值;及根据第1速度校正值,控制区段的所述炉排的速度。
发明效果
根据本发明的燃烧设备的控制装置、燃烧设备的控制方法及程序,能够使被焚烧物在燃烧设备中稳定地焚烧。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的燃烧设备的结构的图。
图2是表示本发明的实施方式所涉及的加煤机的图。
图3是表示本发明的实施方式所涉及的控制装置的结构的概略框图。
图4是表示本发明的实施方式所涉及的炉排的速度控制所涉及的动作的流程图。
图5是表示本发明的实施方式所涉及的炉排的速度控制的参考图。
图6是表示本发明的实施方式所涉及的空气量的控制所涉及的动作的流程图。
图7是表示本发明的实施方式所涉及的风箱的控制的参考图。
图8是表示本发明的实施方式所涉及的控制装置的结构的概略框图。
图9是表示本发明的实施方式所涉及的控制装置的结构的概略框图。
图10是表示本发明的实施方式所涉及的二次空气控制部的控制所涉及的动作的流程图。
图11是表示本发明的实施方式所涉及的控制装置的结构的框图。
图12是表示本发明的实施方式所涉及的控制装置的结构的框图。
图13是表示至少一种实施方式所涉及的计算机的结构的概略框图。
具体实施方式
<第1实施方式>
《燃烧装置的结构》
以下,对第1实施方式所涉及的燃烧设备100的结构进行说明。第1实施方式所涉及的燃烧设备100是用于对作为被焚烧物400的废弃物进行焚烧处理的设备。作为燃烧设备100的例子,可以举出垃圾焚烧加煤炉和生物质流化床锅炉。第1实施方式所涉及的燃烧设备100是垃圾焚烧加煤炉。
图1是表示第1实施方式所涉及的燃烧设备100的结构的图。燃烧设备100具备加煤炉1、废热回收锅炉8、降温塔9、集尘装置11、烟囱12及控制装置300。
加煤炉1是一边输送被焚烧物400,一边使其燃烧的炉。作为上述被焚烧物400的例子,可以举出废弃物和生物质。图1中的被焚烧物400是废弃物。随着由加煤炉1进行被焚烧物400的燃烧,从该加煤炉1产生废气。该废气输送到设置在加煤炉1上部的废热回收锅炉8。
废热回收锅炉8通过在废气与水之间进行热交换而加热水,以使蒸气产生。该蒸气在未图示的外部设备中利用。通过废热回收锅炉8的废气在降温塔9中冷却之后输送到集尘装置11。在集尘装置11中去除煤烟或尘埃之后,废气通过烟囱12排放到大气中。
接着,对加煤炉1的结构进行说明。如图1所示,加煤炉1具有炉主体10、从炉主体10朝上方延伸的火炉7、暂时存放被焚烧物400的料斗3、从料斗3向炉主体10内部供给被焚烧物400的进料器31、以及设置在炉主体10的底部的加煤机6。并且,加煤炉1具有将焚烧后的被焚烧物400排出到外部的排出滑槽13、设置在加煤机6的下方的风箱2、使被焚烧物400移动到排出滑槽13的清洁辊210、拍摄炉主体10的容纳空间V的图像的摄像机220。并且,加煤炉1具有将空气送入一次空气管路L1及二次空气管路L2中的送风机B1、向风箱2供给空气的一次空气管路L1、向火炉7供给空气的二次空气管路L2。
图2是表示第1实施方式所涉及的燃烧设备100中的加煤机6的图。如图2所示,加煤机6由多个炉排61构成。在炉排61中有固定炉排61A和可动炉排61B。固定炉排61A是固定的炉排61。可动炉排61B是通过以恒定速度向输送方向+Da和输送反方向-Da进行动作而搅拌该炉排61上的被焚烧物400的炉排61。输送方向+Da是从料斗3朝向排出滑槽13的方向。输送反方向-Da是输送方向Da的反向方向。图2所示的固定炉排61A与和可动炉排61B的组合结构是一个例子,也可以是不同组合的结构。
在炉主体10的内部形成有用于使被焚烧物400燃烧的处理空间V。在该处理空间V内,被焚烧物400由加煤机6从进料器31沿朝向排出滑槽13的输送方向+Da输送。燃烧的被焚烧物400通过排出滑槽13排出到外部。在本实施方式中,加煤机6水平地设置。另一方面,另一实施方式所涉及的加煤机6也可以相对于水平面倾斜地设置。
炉主体10从输送方向+Da的上游侧依次分开设计成干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23。干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23沿输送方向Da区划处理空间V。干燥段21是用于使从料斗3供给的被焚烧物400在燃烧前干燥的区段。燃烧段22及后燃烧段23是用于使干燥状态的被焚烧物400燃烧的区段。在燃烧段22中,由从被焚烧物400产生的热分解气体产生火焰F。在后燃烧段23中,由于被焚烧物400的固定碳被燃烧,因此不会产生火焰F。即,伴随燃烧的火焰F主要形成于燃烧段22的上方。
火炉7从炉主体10的上部朝上方延伸。处理空间V内的废气通过火炉7输送到废热回收锅炉8。一次空气管路L1连接送风机B1与风箱2。通过驱动送风机B1,空气通过一次空气管路L1供给到风箱2。风箱2从炉排61的下方供给空气。二次空气管路L2连接送风机B1与火炉7的内部。燃烧用空气通过二次空气管路L2从炉排61的上方供给到火炉7的内部。风箱2形成处理空间V的底面。风箱2沿输送方向Da排列有多个。
清洁辊210通过旋转而使被焚烧物400从后燃烧段23移动到排出滑槽13。清洁辊210每隔由控制装置300设定的时间进行旋转。
摄像机220拍摄拍摄到处理空间V的干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的处理图像。通过摄像机220拍摄处理空间V,在摄像机220生成的处理图像中拍摄到从被焚烧物400产生的明亮火焰。作为摄像机220的例子,可以举出具有可视摄像机及远红外线摄像机的摄像机。
测定部230是测定处理空间V的蒸气流量和氧浓度的装置。被焚烧物400在干燥段21中干燥,因水分蒸发而产生蒸气。测定部230测定因被焚烧物400的干燥而产生的蒸气流量。在干燥段21中,被焚烧物400的干燥进行得越强,蒸气流量越多。另一方面,在燃烧段22中,被焚烧物400使用处理空间V的氧气进行燃烧。即,在燃烧段22中,被焚烧物400的燃烧进行得越强,氧浓度越低。
控制装置300运算炉排61的速度校正值及风箱2供给的空气量校正值以控制炉排61及风箱2。图3是表示控制装置300的结构的概略框图。控制装置300具备获取部310、点确定部320、第1速度运算部330、第1空气量运算部340、流量浓度运算部350、速度控制部360及空气量控制部370。控制装置300以有线或无线的方式与燃烧设备100连接。
获取部310是图像测定部的一例,从摄像机220获取处理图像,从测定部230获取蒸气流量及氧浓度。
点确定部320根据获取部310获取的处理图像来确定因被焚烧物400的燃烧而产生的火焰F的输送方向Da后侧的端部即燃尽点Z。具体而言,点确定部320通过以下动作来确定燃尽点Z。
点确定部320接收获取部310获取的处理图像。然后,点确定部320根据处理图像的亮度以预先设定的阈值进行二值化。点确定部320用二值化处理图像的值发生变化的点的平均值来确定燃尽点Z。通过被焚烧物400燃烧而产生火焰F的位置所涉及的图像的亮度高,未产生火焰F的位置所涉及的图像的亮度低。因此,点确定部320能够通过如上所述的二值化来确定燃尽点Z。
第1速度运算部330根据点确定部320确定的燃尽点Z来运算干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的炉排61的速度校正值即第1速度校正值。具体而言,第1速度计算部330通过如下动作来运算第1速度校正值。
第1速度计算部330获取点确定部320确定的燃尽点Z。然后,第1速度运算部330计算与干燥段21相关联的基准燃尽点与燃尽点Z的差分,并对该差分进行PID(Proportional-Integral-Differentail:比例-积分一微分)运算,以计算与干燥段21相关联的第1速度校正值。第1速度运算部330在燃烧段22和后燃烧段23中,也通过如上所述的动作计算与燃烧段22相关联的第1速度校正值和与后燃烧段23相关联的第1速度校正值。
并且,基准燃尽点是为了在干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个中使被焚烧物400稳定地干燥、燃烧及后燃烧而在每一个中预先设定的点。作为基准燃尽点的例子,可以举出被焚烧物400的未燃烧部分的比例设定为特定值的燃尽点。
第1空气量运算部340根据点确定部320确定的燃尽点Z,运算风箱2供给到干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个的空气量的校正值即第1空气量校正值。具体而言,第1空气量运算部340通过如下动作来运算第1空气量校正值。
第1空气量运算部340获取点确定部320确定的燃尽点Z。然后,计算与干燥段21相关联的基准燃尽点与燃尽点Z的差分,并对该差分进行PID运算,以计算与干燥段21相关联的第1空气量校正值。第1空气量运算部340在燃烧段22和后燃烧段23中,也通过如上所述的动作计算与燃烧段22相关联的第1空气量校正值和与后燃烧段23相关联的第1空气量校正值。在燃尽点Z位于基准燃尽点的上游侧时,基准燃尽点与燃尽点Z的差分为正值。基准燃尽点的位置在干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个中不同。干燥段21的基准燃尽点的位置位于输送方向+Da的最上游侧,后燃烧段23的基准燃尽点的位置位于输送方向+Da的最下游侧。
流量浓度运算部350根据测定部230获取的蒸气流量及氧浓度来运算基本校正值。具体而言,流量浓度运算部350通过如下动作来运算基本校正值。
流量浓度运算部350接收测定部230获取的蒸气流量及氧浓度。流量浓度运算部350将所获取的蒸气流量除以基准蒸气流量以计算差分。流量浓度运算部350对上述差分乘以与蒸气流量相关联的权重以计算蒸气流量校正值。并且,流量浓度运算部350将所获取的氧浓度除以基准氧浓度以计算差分。流量浓度运算部350对上述差分乘以与氧浓度相关联的权重以计算氧浓度校正值。流量浓度运算部350将蒸气流量校正值与氧浓度校正值相加以计算基本校正值。
速度控制部360根据第1速度运算部330运算的第1速度校正值来控制干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的炉排61的速度。具体而言,速度控制部360通过如下动作来控制炉排61的速度。
速度控制部360获取第1速度运算部330运算的第1速度校正值中的与干燥段21相关联的第1速度校正值。在与干燥段21相关联的第1速度校正值为预先设定的下限值以下的情况下,速度控制部360将该下限值用作第1速度校正值。并且,在与干燥段21相关联的第1速度校正值为预先设定的上限值以上的情况下,速度控制部360将该上限值用作第1速度校正值。在此,第1速度校正值的上限值及下限值均为正值。因此,在燃尽点Z位于基准燃尽点的下游侧的情况下,第1速度校正值与下限值相等。这是因为,在燃尽点Z位于基准燃尽点的下游侧的情况下,基准燃尽点与燃尽点Z的差分为负值。即,第1速度校正值是在燃尽点Z超过基准位置而存在于上游侧的情况下,用于促进燃尽点Z向下游侧的移动的值。
然后,速度控制部360对与干燥段21相关联的基本炉排速度相加第1速度校正值,以计算与干燥段21相关联的校正后速度。速度控制部360向干燥段21的可动炉排61B的致动器发送电信号,以使可动炉排61B以校正后速度可以移动。接收到上述电信号的可动炉排61B以校正后速度可以移动。
速度控制部360在燃烧段22的炉排61及后燃烧段23的炉排61中,也进行与上述相同的动作。
空气量控制部370根据第1空气量运算部340运算的第1空气量校正值及流量浓度运算部350运算的基本校正值,控制风箱2供给到干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个的空气量。具体而言,空气量控制部370通过如下动作来控制风箱2。
空气量控制部370获取第1空气量运算部340运算的第1空气量校正值中的与干燥段21相关联的第1空气量校正值。在与干燥段21相关联的第1空气量校正值为预先设定的下限值以下的情况下,空气量控制部370将该下限值用作第1空气量校正值。并且,在与干燥段21相关联的第1空气量校正值为预先设定的上限值以上的情况下,空气量控制部370将该上限值用作第1空气量校正值。
在此,第1空气量校正值的上限值及下限值均为正值。因此,在燃尽点Z位于基准燃尽点的下游侧的情况下,第1空气量校正值与下限值相等。这是因为,在燃尽点Z位于基准燃尽点的下游侧的情况下,基准燃尽点与燃尽点Z的差分为负值。即,第1空气量校正值是在燃尽点Z超过基准位置而存在于上游侧的情况下,用于促进燃尽点Z向下游侧的移动的值。
然后,空气量控制部370获取流量浓度运算部350运算的基本校正值。空气量控制部370计算将与干燥段21相关联的第1空气量校正值与基本校正值相加而计算的校正后空气量。空气量控制部370向干燥段21的风箱2发送电信号,以使风箱2供给到干燥段21的空气量成为校正后空气量。接收到电信号的风箱2变更风箱2具备的减震器的开度,以使风箱2供给到干燥段21的空气量成为校正后空气量。
空气量控制部370在燃烧段22的风箱2及后燃烧段23的风箱2中,也进行与上述相同的动作。
《炉排速度的控制所涉及的动作》
以下,对燃烧设备100的炉排61的速度控制所涉及的动作进行说明。图4是表示炉排61的速度控制所涉及的动作的流程图。
第1速度运算部330获取点确定部320确定的燃尽点Z(步骤S1)。
第1速度运算部330计算在步骤S1中获取的燃尽点Z、与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的基准燃尽点以及燃尽点Z的差分,并对该差分进行PID运算,以计算与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的第1速度校正值(步骤S2)。
速度控制部360获取与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的第1速度校正值(步骤S3)。
在与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的第1速度校正值为与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的上限值以上的情况下(步骤S4:是),速度控制部360将该上限值用作第1速度校正值(步骤S6)。
并且,在与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的第1速度校正值为与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的下限值以下的情况下(步骤S5:是),速度控制部360将该下限值用作第1速度校正值(步骤S7)。
速度控制部360对与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的基本炉排速度相加与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的第1速度校正值,以计算与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的校正后速度(步骤S8)。
速度控制部360向干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的可动炉排61B的致动器发送电信号,以使可动炉排61B以校正后速度可以移动(步骤S9)。
通过步骤S9接收到电信号的可动炉排61B以校正后速度可以移动(步骤S10)。
图5是表示炉排61的速度控制的参考图。
第1速度运算部330对与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的基准燃尽点和点确定部320获取的燃尽点Z进行PID,以计算第1速度校正值。然后,速度控制部360根据上下限限制来确定第1速度校正值,并根据该第1速度校正值和基准炉排速度向可动炉排61B发送信号,以使可动炉排61B以校正后速度可以移动。
通过上述动作,燃烧设备100的用户能够根据所确定的燃尽点Z来控制炉排61的速度,因此能够使被焚烧物400在燃烧设备100中稳定地干燥、燃烧及后燃烧。在燃尽点Z的位置靠近干燥段21的情况下,被焚烧物400的未燃烧部分的比例降低,因此使用燃烧设备100的被焚烧物400的每单位时间的处理量变少,燃烧设备100的效率降低。并且,在燃尽点Z的位置靠近清洁辊210的情况下,被焚烧物400的未燃烧部分的比例上升,因此难以填埋后燃烧后的被焚烧物400。
因此,在本实施方式所涉及的控制装置300中,在燃尽点Z的位置靠近干燥段21的情况下,使炉排61的速度降低以使被焚烧物400的搅拌活跃,从而使未燃烧部分的比例上升,在燃尽点Z靠近清洁辊210的情况下,使炉排61的速度上升以使被焚烧物400的搅拌上升,从而使未燃烧部分的比例降低。
《空气量的控制所涉及的动作》
以下,对燃烧设备100的空气量的控制所涉及的动作进行说明。图6是表示空气量的控制所涉及的动作的流程图。
第1空气量运算部340获取点确定部320确定的燃尽点Z(步骤S21)。
第1空气量运算部340计算在步骤S21中获取的燃尽点Z、与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的基准燃尽点、燃尽点Z的差分,并对该差分进行PID运算,以计算与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的第1空气量校正值(步骤S22)。
空气量控制部370获取与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的第1空气量校正值(步骤S23)。
在与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的第1空气量校正值为与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的上限值以上的情况下(步骤S24:是),空气量控制部370将该上限值用作第1空气量校正值(步骤S26)。
并且,在与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每个相关联的第1空气量校正值为与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的下限值以下的情况下(步骤S25:是),空气量控制部370将该下限值用作第1空气量校正值(步骤S27)。
空气量控制部370对流量浓度运算部350运算的基本校正值相加与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的第1空气量校正值,以计算与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的校正后空气量(步骤S28)。
空气量控制部370向干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的风箱2发送电信号,以使风箱2将校正后空气量供给到干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个(步骤S29)。
通过步骤S29接收到电信号的风箱2变更风箱2的减震器的开度,以供给校正后空气量所涉及的空气(步骤S30)。
图7是表示风箱2的控制的参考图。
第1空气量运算部340对与干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个相关联的基准燃尽点和点确定部320获取的燃尽点Z进行PID运算,以计算第1空气量校正值。然后,空气量控制部370根据上下限限制来确定第1空气量校正值,并根据该第1空气量校正值和基准校正值向风箱2发送信号,以供给校正后空气量。
通过上述动作,燃烧设备100的用户能够根据所确定的燃尽点Z来控制风箱2,因此能够使被焚烧物400在燃烧设备100中稳定地干燥、燃烧、后燃烧。
在燃尽点Z的位置靠近干燥段21的情况下,被焚烧物400的未燃烧部分的比例降低,因此使用燃烧设备100的被焚烧物400的每单位时间的处理量变少,燃烧设备100的效率降低。并且,在燃尽点Z的位置靠近清洁辊210的情况下,被焚烧物400的未燃烧部分的比例上升,因此难以填埋后燃烧后的被焚烧物400。
因此,在本实施方式所涉及的控制装置300中,在燃尽点Z的位置靠近干燥段21的情况下,降低风箱2的减震器的开度以使被焚烧物400的未燃烧部分的比例上升,在燃尽点Z靠近清洁辊210的情况下,提高风箱2的减震器的开度以使未燃烧部分的比例降低。
在上述中进行说明的实施方式中,燃烧设备100的控制装置300在由速度控制部360控制炉排61之后,由空气量控制部370进行风箱2的控制。此外,在由空气量控制部370进行风箱2的控制之后,可以由速度控制部360进行炉排61的控制。
《作用/效果》
在本发明所涉及的燃烧设备100的控制装置300中,所述燃烧设备100具备:炉主体10,划定形成处理空间V;炉排61,在处理空间V中,沿输送方向Da输送被焚烧物400;及风箱2,向处理空间V供给空气,所述燃烧设备100的控制装置300具备:图像获取部,获取拍摄到处理空间V沿输送方向Da被区划的区段的处理图像;点确定部320,根据处理图像,确定因被焚烧物400的燃烧而产生的火焰F的输送方向后侧的端部即燃尽点Z;第1速度运算部330,根据燃尽点Z,运算区段的炉排61的速度校正值即第1速度校正值;及速度控制部360,根据第1速度校正值,控制区段的炉排61的速度。
燃烧设备100的用户能够根据所确定的燃尽点Z控制炉排61的速度,因此能够使被焚烧物400在燃烧设备100中稳定地燃烧。
并且,燃烧设备100的控制装置300的、处理空间V被区划的各个区段从输送方向Da的上游侧起为干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23,图像获取部获取拍摄到干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的处理图像,第1速度运算部330运算干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的第1速度校正值,速度控制部360根据第1速度校正值的每一个控制干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的炉排61的速度。
燃烧设备100的用户能够根据所确定的燃尽点Z来控制炉排61的速度,因此能够使被焚烧物400在燃烧设备100中稳定地干燥、燃烧、后燃烧。
并且,燃烧设备100的控制装置300具备:第1空气量运算部340,根据燃尽点Z,运算供给到各个区段的空气量的校正值即第1空气量校正值;及空气量控制部370,根据第1空气量校正值,控制风箱2供给到各个区段的空气量。
燃烧设备100的用户能够根据所确定的燃尽点Z控制风箱2,因此能够使被焚烧物400在燃烧设备100中稳定地干燥、燃烧、后燃烧。
<第2实施方式>
以下,对第2实施方式所涉及的燃烧设备100进行说明。第2实施方式所涉及的燃烧设备100根据干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23中的负载值控制炉排61的速度,并控制风箱2。
图8是表示第2实施方式所涉及的控制装置300的结构的概略框图。第2实施方式所涉及的控制装置300的结构除了第1实施方式所涉及的控制装置300的结构以外,还具备判定部379、负载值确定部380、第2速度运算部381、第2空气量运算部382、第2速度控制部383及第2空气量控制部384。
判定部379从点确定部320获取燃尽点Z以进行该燃尽点Z是否在预先设定的范围内的判定。燃尽点的设定范围例如设定为在后燃烧段的基准燃尽点的下游。即,判定部379判定燃烧状态是否为燃尽不良状态。
负载值确定部380根据处理图像的亮度、被焚烧物400的水分量、被焚烧物400的低位发热量中的至少一种来确定表示干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的负载状态的值即负载值。具体而言,负载值确定部380通过如下动作来确定负载值。燃烧所涉及的负载越大,负载值为越大的值。被焚烧物的发热量越高,负载越高,被焚烧物的水分量越多,负载越低。
负载值确定部380将获取部310获取的处理图像划分为干燥段21、燃烧段22、后燃烧段23的区域,并计算该区域所涉及的图像的亮度平均值以确定干燥段21、燃烧段22、后燃烧段23的负载值。这是因为,燃烧所涉及的负载越大,火焰越强,因此可推定处理图像中的亮度越高,负载越大。并且,负载值确定部380根据从投入到燃烧设备100中的被焚烧物400获取的样本的被焚烧物400的每单位质量的水分量来确定干燥段21、燃烧段22、后燃烧段23的负载值。并且,负载值确定部380根据从投入到燃烧设备100中的被焚烧物400获取的样本的被焚烧物400的每单位质量的低位发热量来确定干燥段21、燃烧段22、后燃烧段23的负载值。
第2速度运算部381根据预先设定的值与负载值之差来运算干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的炉排61的速度校正值即第2速度校正值。具体而言,第2速度运算部381通过以下动作来运算第2速度校正值。
第2速度运算部381获取与负载值确定部380确定的干燥段21相关联的负载值。第2速度运算部381计算预先设定的值与负载值的差分,并对该差分进行PID运算以计算第2速度校正值。第2速度运算部381在燃烧段22和后燃烧段23中,也进行与上述相同的动作以计算第2速度校正值。
第2空气量运算部382根据基准负载值与负载值之差来运算干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的风箱2供给的空气量的校正值即第2空气量校正值。具体而言,第2空气量运算部382通过以下动作来运算第2空气量校正值。
第2空气量运算部382获取与负载值确定部380确定的干燥段21相关联的负载值。第2空气量运算部382计算基准负载值与负载值的差分,并对该差分进行PID运算,以计算第2空气量校正值。第2空气量运算部382在燃烧段22和后燃烧段23中,也进行与上述相同的动作,以计算第2空气量校正值。
在判定部379判断为燃尽点Z在预先设定的范围内的情况下,第2速度控制部383根据第2速度校正值来控制干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的炉排61的速度。具体而言,第2速度控制部383通过如下动作来控制炉排61的速度。在判定部379判断为燃尽点Z不在预先设定的范围内的情况下,第2速度控制部383不进行动作,而速度控制部360或空气量控制部370进行动作,以使燃尽点Z在一定范围内。
第2速度控制部383获取第2速度运算部381运算的第2速度校正值中的与干燥段21相关联的第2速度校正值。在与干燥段21相关联的第2速度校正值为预先设定的下限值以下的情况下,第2速度控制部383将该下限值用作第2速度校正值。并且,在与干燥段21相关联的第2速度校正值为预先设定的上限值以上的情况下,第2速度控制部383将该上限值用作第2速度校正值。在此,第2速度校正值的上限值是正值,下限值是负值。从而,第2速度控制部在负载比基准低的情况下,即在燃烧状态为低负载状态的情况下,促进被焚烧物的移动以使负载增大,在负载比基准高的情况下,即在燃烧状态为过负载状态的情况下,促进被焚烧物的移动以使负载减少。
然后,第2速度控制部383对与干燥段21相关联的基本炉排速度相加第2速度校正值,以计算与干燥段21相关联的第2校正后速度。第2速度控制部383向干燥段21的可动炉排61B的致动器发送电信号,以使可动炉排61B以第2校正后速度可以移动。接收到上述电信号的可动炉排61B以第2校正后速度可以移动。
第2速度控制部383在燃烧段22的炉排61及后燃烧段23的炉排61中,也进行与上述相同的动作。
在判定部379判断为燃尽点Z在预先设定的范围内的情况下,第2空气量控制部384根据第2空气量运算部382运算的第2空气量校正值和流量浓度运算部350运算的基本校正值来控制风箱2供给到干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的每一个的空气量。具体而言,第2空气量控制部384通过如下动作来控制风箱2。
第2空气量控制部384获取第2空气量运算部382运算的第2空气量校正值中的与干燥段21相关联的第2空气量校正值。在与干燥段21相关联的第2空气量校正值为预先设定的下限值以下的情况下,第2空气量控制部384将该下限值用作第2空气量校正值。并且,在与干燥段21相关联的第2空气量校正值为预先设定的上限值以上的情况下,第2空气量控制部384将该上限值用作第2空气量校正值。在此,第2速度校正值的上限值是正值,下限值是负值。从而,第2速度控制部在负载比基准低的情况下,即在燃烧状态为低负载状态的情况下,促进被焚烧物的移动以使负载增大,在负载比基准高的情况下,即在燃烧状态为过负载状态的情况下,促进被焚烧物的移动以使负载减少。
然后,第2空气量控制部384获取流量浓度运算部350运算的基本校正值。第2空气量控制部384计算对与干燥段21相关联的第2空气量校正值相加基本校正值而计算的第2校正后空气量。第2空气量控制部384向干燥段21的风箱2发送电信号,以使风箱2供给到干燥段21的空气量成为第2校正后空气量。接收到电信号的风箱2变更风箱2具备的减震器的开度,以使风箱2供给到干燥段21的空气量成为第2校正后空气量。
第2空气量控制部384在燃烧段22的风箱2及后燃烧段23的风箱2中,也进行与上述相同的动作。
《作用/效果》
本发明所涉及的燃烧设备100的控制装置300具备:负载值确定部380,根据处理图像的亮度、被焚烧物400的水分量、被焚烧物400的低位发热量中的至少一种,确定表示各个区段的负载状态的值即负载值;第2速度运算部381,根据预先设定的值与负载值之差,运算各个区段的炉排61的速度校正值即第2速度校正值;及第2速度控制部383,根据第2速度校正值,控制各个区段的炉排61的速度。
燃烧设备100的用户能够根据所确定的负载值来控制炉排61的速度,因此能够使被焚烧物400在燃烧设备100中稳定地燃烧。
本发明所涉及的燃烧设备100的控制装置300具备:第2空气量运算部382,根据预先设定的值与负载值之差,运算风箱2供给到各个区段的空气量的校正值即第2空气量校正值;及第2空气量控制部384,根据第2空气量校正值,控制风箱2供给到各个区段的空气量。
燃烧设备100的用户能够根据所确定的负载值来控制风箱2,因此能够使被焚烧物400在燃烧设备100中稳定地燃烧。
<第3实施方式>
以下,对第3实施方式所涉及的燃烧设备100进行说明。第3实施方式所涉及的燃烧设备100确定投入到干燥段21中的被焚烧物400的量,以控制二次空气管路L2供给的空气量。
图9是表示第3实施方式所涉及的控制装置300的结构的概略框图。第3实施方式所涉及的控制装置300的结构是除了第1实施方式所涉及的控制装置300的结构以外,还添加了判定部379、量确定部385、量判定部386及二次空气控制部387的结构。
第3实施方式所涉及的测定部230是测定处理空间V的蒸气流量、氧浓度及气体温度的装置。获取部310从测定部230获取蒸气流量、氧浓度及气体浓度。
判定部379从点确定部320获取燃尽点Z以进行该燃尽点Z是否在预先设定的范围内的判定。
量确定部385根据获取部310获取的处理图像来确定流入到干燥段21的被焚烧物400的量。具体而言,量确定部385在获取部310从摄像机220获取的处理空间V的火焰透视图像中的、预先设定的干燥段21与进料器31连接的区域中的图像中,通过计算相当于该区域的图像中的被焚烧物400所占面积的比例来确定被焚烧物400的量。
量判定部386进行由量确定部385确定的被焚烧物400的量是否为预先设定的值以上的判定。该阈值设定为可以检测在料斗中被焚烧物400的堵塞被解除、被焚烧物400大量投入到炉主体10中的状态的值。
在判定部379判断为燃尽点Z在预先设定的范围内的情况下,二次空气控制部387根据量判定部386的判定内容及获取部310获取的氧浓度及气体温度来控制二次空气管路L2供给的空气量。具体而言,二次空气控制部387通过如下动作来控制空气量。
在判定部379判断为燃尽点Z在预先设定的范围内,并且由量确定部385确定的被焚烧物400的量为预先设定的值以上的情况下,二次空气控制部387从获取部310接收气体温度及氧浓度,并从量确定部385接收被焚烧物400的量。二次空气控制部387将接收到的被焚烧物400的量、气体温度及氧浓度与预先设定的被焚烧物400的量、气体温度、氧浓度及空气量相关联的信息进行核对,以确定二次空气管路L2供给的空气量。二次空气控制部387将表示该空气量的信号发送到二次空气管路L2,并将二次空气管路L2供给的空气量控制为上述中所确定的供给量。
另一方面,在判定部379判定为燃尽点Z在预先设定的范围内,并且由量确定部385确定的被焚烧物400的量不是预先设定的值以上的情况下,二次空气控制部387从获取部310接收气体温度及氧浓度。二次空气控制部387将接收到的气体温度及氧浓度与预先设定的气体温度、氧浓度及空气量相关联的信息进行核对,以确定二次空气管路L2供给的空气量。二次空气控制部387将表示该空气量的信号发送到二次空气管路L2,并将二次空气管路L2供给的空气量控制为上述中所确定的供给量。
《二次空气控制部的控制所涉及的动作》
以下,对二次空气控制部387的控制所涉及的动作进行说明。图10是表示在判定部379判断为燃尽点Z在预先设定的范围内的情况下,二次空气控制部387的控制所涉及的动作的流程图。并且,第3实施方式中的炉排61的速度控制或风箱2的减震器开度的控制与第1实施方式所涉及的动作相同。
量确定部385根据获取部310获取的处理图像来确定流入到干燥段21中的被焚烧物400的量(步骤S41)。
量判定部386进行由量确定部385确定的被焚烧物400的量是否为预先设定的值以上的判定(步骤S42)。
在判定为由量确定部385确定的被焚烧物400的量不是预先设定的值以上的情况下(步骤S43:否),二次空气控制部387从获取部310接收气体温度及氧浓度。二次空气控制部387将接收到的气体温度及氧浓度与预先设定的气体温度、氧浓度及空气量相关联的信息进行核对,以确定二次空气管路L2供给的空气量。二次空气控制部387将表示该空气量的信号发送到二次空气管路L2,并将二次空气管路L2供给的空气量控制为上述中所确定的供给量(步骤S44)。
另一方面,在判定为由量确定部385确定的被焚烧物400的量为预先设定的值以上的情况下(步骤S43:是),二次空气控制部387从量确定部385接收被焚烧物400的量,并从获取部310接收气体温度及氧浓度。二次空气控制部387将接收到的被焚烧物400的量、气体温度及氧浓度与预先设定的被焚烧物400的量、气体温度、氧浓度及空气量相关联的信息进行核对,以确定二次空气管路L2供给的空气量。二次空气控制部387将表示该空气量的信号发送到二次空气管路L2,并将二次空气管路L2供给的空气量控制为上述中所确定的供给量(步骤S45)。
通过上述动作,燃烧设备100的用户根据被焚烧物400的量,也能够控制从二次空气管路L2供给的空气的量,并能够使用该空气稳定地维持被燃烧的被焚烧物400的燃烧状态。
在被焚烧物400大量投入到炉主体10中的情况下,燃烧设备100中的被焚烧物400的未燃烧部分的比例上升等燃烧状态变得不稳定。因此,检测被焚烧物400大量投入到炉主体10中的状态,在该状态的情况下,通过大量供给用于燃烧的来自二次空气管路L2的空气,能够稳定地进行被焚烧物400的燃烧。
《作用/效果》
在本发明的实施方式所涉及的燃烧设备100的控制装置300中,燃烧设备100还具备从炉排61的上方供给空气的二次空气管路L2,所述燃烧设备100的控制装置300具备:量确定部385,根据处理图像,确定流入到区段中的被焚烧物400的量;量判定部386,进行所确定的量是否为预先设定的值以上的判定;及二次空气控制部387,根据判定内容,控制二次空气管路L2供给的空气量。
燃烧设备100的用尸根据被焚烧物400的量,电能够控制从二次空气管路L2供给的空气的量,并能够使用该空气稳定地维持被燃烧的被焚烧物400的燃烧状态。
<第4实施方式>
以下,对第4实施方式所涉及的燃烧设备100进行说明。第4实施方式所涉及的燃烧设备100使用由燃尽点Z、炉排61的速度等生成的已学习模型来运算第1速度校正值。
图11是表示第4实施方式所涉及的控制装置300的结构的框图。第4实施方式所涉及的控制装置300的结构是除了第1实施方式所涉及的控制装置300的结构以外,还添加了模型生成部390、模型存储部391、候选生成部392及流量计算部393的结构。
模型生成部390根据由所输入的输入样本及输出样本组成的数据集生成已学习模型,并记录在模型存储部391中。已学习模型是以通过输入表示燃烧设备的状态的状态量和燃烧设备的控制量的组合而输出燃烧设备的蒸气流量的方式学习的机器学习模型。以下,对模型生成部390的动作的一例进行说明。
作为输入样本,模型生成部390使用燃烧段22中的燃点、燃尽点Z、干燥段21的干燥状态、燃烧段22的燃烧状态、后燃烧段23的后燃烧状态、氧浓度、被焚烧物400的低位发热量、容纳空间V的压力值、气体温度、蒸气流量、风箱2的减震器的开度、集尘装置11的冲程、干燥段21的炉排61的速度、燃烧段22的炉排61的速度、后燃烧段23的炉排61的速度。即,燃烧段22中的燃点、燃尽点Z、干燥段21的干燥状态、燃烧段22的燃烧状态、后燃烧段23的后燃烧状态、氧浓度、被焚烧物400的低位发热量、容纳空间V的压力值、气体温度是表示燃烧设备的状态的状态量。并且,风箱2的减震器的开度、集尘装置11的冲程、干燥段21的炉排61的速度、燃烧段22的炉排61的速度、后燃烧段23的炉排61的速度是燃烧设备的控制量。上述干燥段21的干燥状态、燃烧段22的燃烧状态、后燃烧段23的后燃烧状态例如能够通过点确定部320确定的燃尽点Z的位置或负载值来确定。
并且,模型生成部390使用蒸气流量作为输出样本。模型生成部390使用由上述输入样本和上述输出样本组成的数据集进行机器学习模型的学习处理。作为模型生成部390使用的机器学习模型的例子,可以举出LSTM(Long Short-Term Memory:长期短期记忆)或GRU(Gated Recurrent Unit:门控循环单元)。机器学习模型是在内部具有权重系数的函数。模型生成部390更新机器学习模型的权重系数以使用学习方法从输入样本得到输出样本,由此生成已学习模型。模型生成部390将已学习模型记录于模型存储部391。已学习模型是机器学习模型和通过学习处理被更新的权重系数的组合。
模型存储部391存储模型生成部390生成的已学习模型。
候选生成部392生成干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的炉排61的速度候选。例如,候选生成部392生成使干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的炉排61的速度和风箱2的减震器的开度率相关联的候选。
流量计算部393将点确定部320确定的燃尽点Z、燃烧段22中的燃点、干燥段21的干燥状态、燃烧段22的燃烧状态、后燃烧段23的后燃烧状态、氧浓度、被焚烧物400的低位发热量、容纳空间V的压力值、气体温度及蒸气流量、以及候选生成部392生成的干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的炉排61的速度候选输入到模型存储部391存储的已学习模型中以计算蒸气流量。
第4实施方式所涉及的第1速度运算部330根据候选生成部392生成的速度候选中的、蒸气流量的测量值与流量计算部393计算的蒸气流量的值之差变小的候选来运算第1速度校正值。
例如,第4实施方式所涉及的候选生成部392根据燃烧设备100的燃烧状态来计算干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的基准炉排速度及基准减震器开度。候选生成部392通过对基准炉排速度相加基于规定变动幅度的校正值而生成多个炉排速度的候选。候选生成部392通过对基准减震器开度相加基于规定变动幅度的校正值而生成多个减震器开度的候选。
作为表示当前燃烧设备100的状态的状态量,流量计算部393确定点确定部320确定的燃尽点Z、燃烧段22中的燃点、干燥段21的干燥状态、燃烧段22的燃烧状态、后燃烧段23的后燃烧状态、氧浓度、被焚烧物400的低位发热量、容纳空间V的压力值、气体温度及蒸气流量。流量计算部393使用所确定的状态量和候选生成部392生成的各控制量的候选对控制量的每个候选计算蒸气流量。第1速度运算部330将对控制量的每个候选算出的蒸气流量与蒸气流量的测量值之差最小的控制量候选所涉及的炉排速度确定为第1速度校正值。
在另一实施方式中,候选的生成及第1速度校正值的确定例如可以根据遗传算法来进行,也可以根据随机数来生成候选。并且,在另一实施方式中,候选生成部392生成一个候选,第1速度运算部330更新该候选的值以使蒸气流量之差变小,由此可以求出第1速度校正值。
并且,在另一实施方式中,输入到已学习模型中燃烧设备100的状态量至少包括燃尽点Z的位置即可,其他状态量可以适当地变更。并且,输入到已学习模型中的控制量至少包括各个区段的炉排61的速度即可,其他控制量可以适当地变更。
《作用/效果》
本发明所涉及的燃烧设备100的控制装置300具备:模型存储部391,存储通过使用了数据集的监督学习而学习的已学习模型,所述数据集由包括燃尽点Z和各个区段的炉排61的速度的输入样本和包括被焚烧物400中的因干燥而产生的蒸气流量的输出样本组成;候选生成部392,生成各个区段的炉排61的速度候选;及流量计算部393,将燃尽点Z和各个区段的炉排61的速度候选输入到已学习模型中以计算蒸气流量,第1速度运算部330根据候选生成部392生成的速度候选中的、蒸气流量的测量值与流量计算部393计算的蒸气流量的值之差变小的候选来运算第1速度校正值。
燃烧设备100的用户能够使用由包括燃尽点Z和各个区段的炉排61的速度的输入样本生成的已学习模型来控制炉排61的速度,并能够稳定地在燃烧设备100中进行燃烧。
<第5实施方式>
以下,对第5实施方式所涉及的燃烧设备100进行说明。第5实施方式所涉及的燃烧设备100除了第1实施方式所涉及的控制以外,还确定火焰F的位置以控制二次空气管路L2,从而使干燥段21的温度发生变化。
图12是表示第5实施方式所涉及的控制装置300的结构的流程图。第5实施方式的控制装置300的结构除了第1实施方式的控制装置300以外,还具备火焰确定部394、温度确定部395、二次空气运算部396及第2二次空气控制部397。
火焰确定部394根据获取部310获取的处理图像来确定火焰F的位置。例如,火焰确定部394在根据处理图像的亮度确定燃烧区域的基础上,在该区域中将使与干燥段21的距离最小的点确定为燃点,并将该燃点确定为火焰F的位置。
温度确定部395根据获取部310获取的处理图像来确定干燥段21中的被燃烧物400的温度。例如,温度确定部395将处理图像中的相当于干燥段21的区域的亮度平均值与亮度和温度相关联的信息进行核对,以确定干燥段21中的被焚烧物400的温度。
二次空气运算部396根据火焰确定部394确定的火焰F的位置来运算使温度确定部395确定的温度与预先设定的值之差最小的二次空气的量及二次空气的供给角度。二次空气运算部396通过如下动作来运算。
二次空气运算部396接收火焰确定部394确定的火焰F的位置即燃点的位置和温度确定部395确定的温度。二次空气运算部396从预先设定的值减去所接收的温度以计算温度差。
二次空气运算部396判定温度确定部395确定的干燥段21的温度是否比干燥段21的目标温度低规定温度差以上。并且,二次空气运算部396判定火焰确定部394确定的火焰F的位置是否位于干燥段21的后段位置。在干燥段21的温度比目标温度低规定温度差以上且火焰F的位置位于干燥段21的后段位置的情况下,二次空气运算部396运算二次空气的量及角度,以使火焰位置靠近干燥段21。例如,二次空气运算部396与预先火焰F的位置相关联地存储有用于使火焰靠近干燥段21的二次空气的量及角度,并读取与火焰确定部394确定的火焰的位置相关联的二次空气的量及角度,由此能够运算二次空气的量及角度。
第2二次空气控制部397根据由二次空气运算部396运算的二次空气的量及供给角度来控制二次空气管路L2。即,第2二次空气控制部397控制减震器开度的开口角度,以使二次空气管路L2供给的二次空气的量和供给角度成为由二次空气运算部396运算的二次空气的量及供给角度。
《作用/效果》
在本发明所涉及的燃烧设备100的控制装置300中,燃烧设备100具备从炉排61的上方供给空气的二次空气管路L2,所述燃烧设备100的控制装置300具备:火焰确定部394,根据处理图像,确定火焰F的位置;温度确定部395,根据处理图像,确定区段中的被焚烧物400的温度;二次空气运算部396,根据火焰F的位置,运算使温度与预先设定的值之差最小的二次空气的量及二次空气的供给角度;及第2二次空气控制部397,根据运算的量及供给角度,控制二次空气管路L2。
燃烧设备100的用户能够根据火焰F的位置来控制二次空气的量和供给角度,因此能够改变火焰F的方式以使其靠近干燥段21,并能够稳定地进行区段中的被焚烧物400的处理。
<其他实施方式>
以上,参考附图,对一种实施方式进行了详细说明,但是具体结构并不限定于上述结构,而可以进行各种设计变更等。
燃烧设备100的控制装置300可以单独控制干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23。例如,可以仅控制干燥段21,或者统一控制干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23。并且,可以对干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23中的多个风箱2赋予优先度进行控制。
图13是表示至少一种实施方式所涉及的计算机的结构的概略框图。
计算机1100具备处理器1110、主内存1120、存储器1130及接口1140。
上述控制装置300安装于计算机1100。而且,上述各处理部的动作以程序的形式存储于存储器1130。处理器1110从存储器1130读取程序并扩展到主内存1120,并且按照该程序执行上述处理。并且,处理器1110按照程序在主内存1120中确保与上述各存储部对应的存储区域。
程序可以用于实现计算机1100发挥的一部分功能。例如,程序可以通过与已存储于存储器1130中的其他程序的组合、或者与安装于其他装置中的其他程序的组合而发挥作用。另外,在其他实施方式中,计算机1100除了上述结构以外,或者代替上述结构还可以具备PLD(Programmable Logic Device:可编程逻辑器件)等定制LSI(Large ScaleIntegrated Circuit:大规模集成电路)。作为PLD的例子,可以举出PAL(ProgrammableArray Logic:可编程阵列逻辑)、GAL(Generic Array Logic:通用阵列逻辑)、CPLD(Complex Programmable Logic Device:复杂可编程逻辑器件)、FPGA(Field Pro grammableGate Array:现场可编程逻辑门阵列)。在该情况下,由处理器1110实现的功能的一部分或全部,可以通过该集成电路来实现。
作为存储器1130的例子,可以举出磁盘、光磁盘、半导体内存等。存储器1130可以是直接连接于计算机1100的总线的内部介质,也可以是经由接口1140或通信线路连接于计算机的外部介质。并且,在该程序通过通信线路分配于计算机1100的情况下,接收到分配的计算机1100将该程序扩展到主内存1120,可以执行上述处理。在至少一种实施方式中,存储器1130是非临时性有形存储介质。
并且,该程序可以用于实现前述功能的一部分。此外,该程序可以是通过将前述功能与已存储于存储器1130中的其他程序的组合来实现的所谓的差分文件(差分程序)。
<附记>
各实施方式中记载的燃烧设备100的控制装置300例如如下掌握。
(1)在本发明所涉及的燃烧设备100的控制装置300中,所述燃烧设备100具备:炉主体10,划定形成处理空间V;炉排61,在处理空间V中,沿输送方向Da输送被焚烧物400;及风箱2,向处理空间V供给空气,所述燃烧设备100的控制装置300具备:图像获取部,获取拍摄到处理空间V沿输送方向Da被区划的区段的处理图像;点确定部320,根据处理图像,确定因被焚烧物400的燃烧而产生的火焰F的输送方向后侧的端部即燃尽点Z;第1速度运算部330,根据燃尽点Z,运算区段的炉排61的速度校正值即第1速度校正值;及速度控制部360,根据第1速度校正值,控制区段的炉排61的速度。
燃烧设备100的用户能够根据所确定的燃尽点Z控制炉排61的速度,因此能够使被焚烧物400在燃烧设备100中稳定地燃烧。
(2)并且,燃烧设备100的控制装置300的、处理空间V被区划的各个区段从输送方向Da的上游侧起为干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23,图像获取部获取拍摄到干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的处理图像,第1速度运算部330运算干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的第1速度校正值,速度控制部360根据第1速度校正值的每一个控制干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的炉排61的速度。
燃烧设备100的用户能够根据所确定的燃尽点Z来控制炉排61的速度,因此能够使被焚烧物400在燃烧设备100中稳定地干燥、燃烧、后燃烧。
(3)并且,燃烧设备100的控制装置300具备:第1空气量运算部340,根据燃尽点Z,运算供给到各个区段的空气量的校正值即第1空气量校正值;及空气量控制部370,根据第1空气量校正值,控制风箱2供给到各个区段的空气量。
燃烧设备100的用户能够根据所确定的燃尽点Z控制风箱2,因此能够使被焚烧物400在燃烧设备100中稳定地干燥、燃烧、后燃烧。
(4)本发明所涉及的燃烧设备100的控制装置300具备:负载值确定部380,根据处理图像的亮度、被焚烧物400的水分量、被焚烧物400的低位发热量中的至少一种,确定表示各个区段的负载状态的值即负载值;第2速度运算部381,根据预先设定的值与负载值之差,运算各个区段的炉排61的速度校正值即第2速度校正值;及第2速度控制部383,根据第2速度校正值,控制各个区段的炉排61的速度。
燃烧设备100的用户能够根据所确定的负载值来控制炉排61的速度,因此能够使被焚烧物400在燃烧设备100中稳定地燃烧。
(5)本发明所涉及的燃烧设备100的控制装置300具备:第2空气量运算部382,根据预先设定的值与负载值之差,运算风箱2供给到各个区段的空气量的校正值即第2空气量校正值;及第2空气量控制部384,根据第2空气量校正值,控制风箱2供给到各个区段的空气量。
燃烧设备100的用户能够根据所确定的负载值来控制风箱2,因此能够使被焚烧物400在燃烧设备100中稳定地燃烧。
(6)在本发明的实施方式所涉及的燃烧设备100的控制装置300中,燃烧设备100还具备从炉排61的上方供给空气的二次空气管路L2,所述燃烧设备100的控制装置300具备:量确定部385,根据处理图像,确定流入到区段中的被焚烧物400的量;量判定部386,进行所确定的量是否为预先设定的值以上的判定;及二次空气控制部387,根据判定内容,控制二次空气管路L2供给的空气量。
燃烧设备100的用户根据被焚烧物400的量,也能够控制从二次空气管路L2供给的空气的量,并能够使用该空气稳定地维持被燃烧的被焚烧物400的燃烧状态。
(7)本发明所涉及的燃烧设备100的控制装置300具备:模型存储部391,存储通过使用了数据集的监督学习而学习的已学习模型,所述数据集由包括燃尽点Z和各个区段的炉排61的速度的输入样本和包括被焚烧物400中的因干燥而产生的蒸气流量的输出样本组成;候选生成部392,生成各个区段的炉排61的速度候选;及流量计算部393,将燃尽点Z和各个区段的炉排61的速度候选输入到已学习模型中以计算蒸气流量,第1速度运算部330根据候选生成部392生成的速度候选中的、蒸气流量的测量值与流量计算部393计算的蒸气流量的值之差变小的候选来运算第1速度校正值。
燃烧设备100的用户能够使用由包括燃尽点Z和各个区段的炉排61的速度的输入样本生成的已学习模型来控制炉排61的速度,并能够稳定地在燃烧设备100中进行燃烧。
(8)在本发明所涉及的燃烧设备100的控制装置300中,燃烧设备100具备从炉排61的上方供给空气的二次空气管路L2,所述燃烧设备100的控制装置300具备:火焰确定部394,根据处理图像,确定火焰F的位置;温度确定部395,根据处理图像,确定区段中的被焚烧物400的温度;二次空气运算部396,根据火焰F的位置,运算使温度与预先设定的值之差最小的二次空气的量及二次空气的供给角度;及第2二次空气控制部397,根据运算的量及供给角度,控制二次空气管路L2。
燃烧设备100的用户能够根据火焰F的位置来控制二次空气的量和供给角度,因此能够改变火焰F的方式以使其靠近干燥段21,并能够稳定地进行区段中的被焚烧物400的处理。
(9)在本发明所涉及的燃烧设备的控制方法中,所述燃烧设备100具备:炉主体10,划定形成处理空间V;炉排61,在处理空间V中,沿输送方向Da输送被焚烧物400;及风箱2,向处理空间V供给空气,所述燃烧设备100的控制装置300具有如下步骤:获取拍摄到处理空间V沿输送方向Da被区划的区段的处理图像;根据处理图像,确定因被焚烧物400的燃烧而产生的火焰F的输送方向后侧的端部即燃尽点Z;根据燃尽点Z,运算区段的炉排61的速度校正值即第1速度校正值;及根据第1速度校正值,控制区段的炉排61的速度。
燃烧设备100的控制方法的用户能够根据所确定的燃尽点Z控制炉排61的速度,因此能够使被焚烧物400在燃烧设备100中稳定地燃烧。
(10)本发明所涉及的燃烧设备100的程序,其为燃烧设备100的控制装置300的程序,所述燃烧设备100具备:炉主体10,划定形成处理空间V;炉排61,在处理空间V中,沿输送方向Da输送被焚烧物400;及风箱2,向处理空间V供给空气,所述程序使计算机执行如下步骤:获取拍摄到处理空间V沿输送方向Da被区划的区段的处理图像;根据处理图像,确定因被焚烧物400的燃烧产生的火焰F的输送方向后侧的端部即燃尽点Z;根据燃尽点Z,运算区段的炉排61的速度校正值即第1速度校正值;及根据第1速度校正值,控制区段的炉排61的速度。
燃烧设备100的程序的用户能够根据所确定的燃尽点Z控制炉排61的速度,因此能够使被焚烧物400在燃烧设备100中稳定地燃烧。
产业上的可利用性
根据本发明的燃烧设备的控制装置、燃烧设备的控制方法及程序,能够使被焚烧物在燃烧设备中稳定地焚烧。
符号说明
1-加煤炉,2-风箱,3-料斗,4-气体循环部,6-加煤机,7-火炉,8-废热回收锅炉,9-降温塔,10-炉主体,11-集尘装置,12-烟囱,13-排出滑槽,21-干燥段,22-燃烧段,23-后燃烧段,31-进料器,61-炉排,61A-固定炉排,61B-可动炉排,100-燃烧设备,300-控制装置,310-获取部,320-点确定部,330-第1速度运算部,340-第1空气量运算部,350-流量浓度运算部,360-速度控制部,370-空气量控制部,379-判定部,380-负载值确定部,381-第2速度运算部,382-第2空气量运算部,383-第2速度控制部,384-第2空气量控制部,385-量确定部,386-量判定部,387-二次空气控制部,390-模型生成部,391-模型存储部,392-候选生成部,393-流量计算部,394-火焰确定部,395-温度确定部,396-二次空气运算部,397-第2二次空气控制部,400-被焚烧物,1100-计算机,1110-处理器,1120-主内存,1130-存储器,1140-接口,L1-一次空气管路,L2-二次空气管路,B1-送风机,F-火焰,Z-燃尽点。

Claims (10)

1.一种燃烧设备的控制装置,所述燃烧设备具备:炉主体,划定形成处理空间;炉排,在所述处理空间中,沿输送方向输送被焚烧物;及风箱,向所述处理空间供给空气,所述燃烧设备的控制装置具备:
图像获取部,获取拍摄到所述处理空间沿所述输送方向被区划的区段的处理图像;
点确定部,根据所述处理图像,确定因所述被焚烧物的燃烧而产生的火焰的所述输送方向后侧的端部即燃尽点;
第1速度运算部,根据所述燃尽点,运算所述区段的所述炉排的速度校正值即第1速度校正值;及
速度控制部,根据所述第1速度校正值,控制所述区段的所述炉排的速度。
2.根据权利要求1所述的燃烧设备的控制装置,其中,
所述处理空间被区划的各个所述区段从所述输送方向的上游侧起为干燥段、燃烧段及后燃烧段,
所述图像获取部获取拍摄到所述干燥段、所述燃烧段及所述后燃烧段的处理图像,
所述第1速度运算部运算所述干燥段、所述燃烧段及所述后燃烧段各自的所述第1速度校正值,
所述速度控制部根据所述第1速度校正值的每一个控制所述干燥段、所述燃烧段及所述后燃烧段的炉排的速度。
3.根据权利要求1或2所述的燃烧设备的控制装置,其具备:
第1空气量运算部,根据所述燃尽点,运算供给到各个所述区段的空气量的校正值即第1空气量校正值;及
空气量控制部,根据所述第1空气量校正值,控制所述风箱供给到各个所述区段的空气量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧设备的控制装置,其具备:
负载值确定部,根据所述处理图像的亮度、所述被焚烧物的水分量、所述被焚烧物的低位发热量中的至少一种,确定表示各个所述区段的负载状态的值即负载值;
第2速度运算部,根据预先设定的值与所述负载值之差,运算各个所述区段的所述炉排的速度校正值即第2速度校正值;及
第2速度控制部,根据所述第2速度校正值,控制各个所述区段的炉排的速度。
5.根据权利要求4所述的燃烧设备的控制装置,其具备:
第2空气量运算部,根据预先设定的值与所述负载值之差,运算所述风箱供给到各个所述区段的空气量的校正值即第2空气量校正值;及
第2空气量控制部,根据所述第2空气量校正值,控制所述风箱供给到各个所述区段的空气量。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃烧设备的控制装置,其中,
所述燃烧设备还具备从所述炉排的上方供给空气的二次空气管路,所述燃烧设备的控制装置具备:
量确定部,根据所述处理图像,确定流入到所述区段中的所述被焚烧物的量;
量判定部,进行所确定的所述量是否为预先设定的值以上的判定;及
二次空气控制部,根据所述判定的内容,控制所述二次空气管路供给的空气量。
7.根据权利要求1或2所述的燃烧设备的控制装置,其具备:
模型存储部,存储通过使用了数据集的监督学习而学习的已学习模型,所述数据集由包括所述燃尽点和各个所述区段的所述炉排的速度的输入样本和包括所述被焚烧物中的因干燥而产生的蒸气流量的输出样本组成,
候选生成部,生成各个所述区段的所述炉排的速度候选;及
流量计算部,将所述燃尽点和各个所述区段的所述炉排的速度候选输入到所述已学习模型中以计算蒸气流量,
所述第1速度运算部根据所述候选生成部生成的速度候选中的、使蒸气流量的测量值与所述流量计算部计算的所述蒸气流量的值之差变小的所述候选来运算所述第1速度校正值。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的燃烧设备的控制装置,其中,
所述燃烧设备的控制装置具备从所述炉排的上方供给二次空气的二次空气管路,所述燃烧设备的控制装置具备:
火焰确定部,根据所述处理图像,确定所述火焰的位置;
温度确定部,根据所述处理图像,确定所述区段中的被焚烧物的温度;
二次空气运算部,根据所述火焰的位置,运算使所述温度与预先设定的值之差最小的所述二次空气的量及所述空气的供给角度;及
第2二次空气控制部,根据所运算的所述量及供给角度,控制所述二次空气管路。
9.一种燃烧设备的控制方法,所述燃烧设备具备:炉主体,划定形成处理空间;炉排,在所述处理空间中,沿输送方向输送被焚烧物;及风箱,向所述处理空间供给空气,所述燃烧设备的控制装置具有如下步骤:
获取拍摄到所述处理空间沿所述输送方向被区划的区段的处理图像;
根据所述处理图像,确定因所述被焚烧物的燃烧而产生的火焰的所述输送方向后侧的端部即燃尽点;
根据所述燃尽点,运算所述区段的所述炉排的速度校正值即第1速度校正值;及
根据所述第1速度校正值,控制所述区段的所述炉排的速度。
10.一种程序,其为燃烧设备的控制装置的程序,所述燃烧设备具备:炉主体,划定形成处理空间;炉排,在所述处理空间中,沿输送方向输送被焚烧物;及风箱,向所述处理空间供给空气,所述程序使计算机执行如下步骤:
获取拍摄到所述处理空间沿所述输送方向被区划的区段的处理图像;
根据所述处理图像,确定因所述被焚烧物的燃烧而产生的火焰的所述输送方向后侧的端部即燃尽点;
根据所述燃尽点,运算所述区段的所述炉排的速度校正值即第1速度校正值;及
根据所述第1速度校正值,控制所述区段的所述炉排的速度。
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