CN114829840A - 燃烧设备的状态确定装置、状态确定方法及程序 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃烧设备的状态确定装置，其确定燃烧设备的燃烧状态，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；及进料器，向处理空间供给被焚烧物，处理空间区划为输送方向的多个区段，在所述燃烧设备的状态确定装置中，具备：图像获取部，获取拍摄到进料器及区段的图像即处理图像；及状态确定部，根据处理图像，确定进料器及区段各自的燃烧状态。

Description

燃烧设备的状态确定装置、状态确定方法及程序

技术领域

本发明涉及一种燃烧装置的状态确定装置、状态确定方法及程序。

本申请主张对于2019年12月18日在日本申请的日本专利申请2019-228238号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

在专利文献1中公开了一种垃圾焚烧炉的技术，其从燃烧室内的下游侧由摄像机拍摄的摄影图像中提取燃烧区域以检测燃烧室的燃烧状态，由此可以充分地应对燃烧状态的变化、火焰的变化等。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5755171号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

在燃烧设备中使被焚烧物燃烧的火焰的状态根据该火焰产生前的进料器及干燥段中的被焚烧物的燃烧状况而改变。然而，在摄影图像中，由于进料器及干燥段的被焚烧物被火焰遮挡，因此难以掌握进料器及干燥段中的燃烧状态。

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装置的状态确定装置、状态确定方法及程序。

用于解决技术课题的手段

本发明所涉及的燃烧设备的状态确定装置，其确定燃烧设备的燃烧状态，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；及进料器，向处理空间供给被焚烧物，处理空间区划为输送方向的多个区段，在所述燃烧设备的状态确定装置中，具备：图像获取部，获取拍摄到进料器及区段的图像即处理图像；及状态确定部，根据处理图像，确定进料器及区段各自的燃烧状态。

本发明所涉及的状态确定方法，其确定燃烧设备的燃烧状态，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；及进料器，向处理空间供给被焚烧物，处理空间区划为输送方向的多个区段，所述状态确定装置具备如下步骤：获取拍摄到进料器及区段的图像即处理图像；及根据处理图像，确定进料器及区段各自的燃烧状态。

本发明所涉及的程序，其为确定燃烧设备的燃烧状态的状态确定装置的程序，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；及进料器，向处理空间供给被焚烧物，处理空间区划为输送方向的多个区段，所述程序使计算机执行如下步骤：获取拍摄到进料器及区段的图像即处理图像；及根据处理图像，确定进料器及区段各自的燃烧状态。

发明效果

根据本发明的燃烧装置的状态确定装置、状态确定方法及程序，能够掌握燃烧设备的进料器及区段中的燃烧状态。

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状态确定装置的结构的概略框图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的状态控制装置的动作的流程图。

图4是表示本发明的实施方式所涉及的状态确定装置的结构的概略框图。

图5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及状态确定装置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燃烧被焚烧物400，从该加煤炉1产生废气。该废气输送到设置在加煤炉1的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的处理图像的摄像机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Li、向火炉7供给空气的二次空气管路L2。

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。

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每隔由状态确定装置300设定的时间进行旋转。

摄像机220是具有可视摄像机及红外摄像机的摄像机。摄像机220拍摄的处理图像是拍摄到进料器31、干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的图像。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。上述红外摄像机能够拍摄火焰透射图像和温度分布图像。在火焰透射图像和温度图像中，红外摄像机测定的红外线的波长不同。红外摄像机接收能够透射火焰的波长的红外线以拍摄火焰透射图像。另一方面，红外摄像机接收与火焰透射图像不同波长的红外线以拍摄温度分布图像。

状态确定装置300从摄像机220获取处理图像以确定亮度等，并确定进料器31、干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的燃烧状态，控制炉排61的速度及风箱2供给的空气的量。状态确定装置300具备图像获取部310、亮度确定部320、点确定部330、温度确定部340、状态确定部350及推荐建议部360。状态确定装置300以有线或无线的方式与燃烧设备100连接。

图像获取部310从摄像机220获取处理图像。

亮度确定部320根据图像获取部310获取的处理图像来确定进料器31、干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的亮度。具体而言，亮度确定部320以如下动作来确定亮度。

亮度确定部320接收图像获取部310从摄像机220获取的可视摄像机及红外摄像机拍摄的处理图像。以下，将可视摄像机拍摄的处理图像称为可视图像，将红外摄像机拍摄的处理图像称为红外图像。并且，在红外图像中有火焰透射图像和温度分布图像。由于摄像机220的位置是固定的，因此能够确定摄像机220拍摄的处理图像中的分别拍摄到进料器31、干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的区域。

由于火焰F存在于燃烧段22中，因此在可视图像中，主要在可视图像的下部拍摄到后燃烧段23，在可视图像的上部拍摄到火焰F。进料器31及干燥段21被火焰F遮挡，在可视图像中几乎不会被拍摄到。另一方面，由于摄像机220的红外摄像机透视火焰F，因此在火焰透视图像的下部拍摄到后燃烧段23，在火焰透视图像的中部拍摄到燃烧段22，在火焰透视图像的上部拍摄到进料器31及干燥段21。

亮度确定部320根据可视图像及火焰透视图像来确定与进料器31、干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23有关的亮度。即，亮度确定部320确定在可视图像中拍摄到后燃烧段23的区域中的各像素的亮度、以及拍摄到火焰F的区域中的各像素的亮度。

并且，亮度确定部320在使用预先设定的数值来调整可视图像的对比度及明度之后，根据预先设定的二值化阈值对所确定的亮度进行二值化。亮度确定部320将可视图像分成多个网格。然后，亮度确定部320通过将各网格中二值化亮度之和或平均值与预先设定的分类阈值进行比较，将各网格的亮度分类为亮网格和暗网格。例如，在一个网格中的亮度之和为预先设定的分类阈值以上的情况下，该网格分类为亮网格。

火焰F存在位置上的处理图像表示比火焰F高的亮度。因此，如上所述，状态确定装置300通过对可视图像进行二值化并确定亮网格存在位置，能够掌握该可视图像中的火焰F的位置及形状。

亮度确定部320确定在火焰透视图像的上部拍摄到的进料器31及干燥段21的亮度。亮度确定部320计算火焰透视图像中的拍摄到进料器31及干燥段21的区域各自的亮度的平均值和标准偏差。

在火焰透视图像中，温度越高，亮度越高地被拍摄。在进料器31中存在火焰F的情况下，由于拍摄到进料器31的区域的亮度变高，因此状态确定装置300能够以该亮度来判别在进料器31中是否存在火焰F。

并且，在干燥段21中进行了干燥的被焚烧物400的温度由于比未进行干燥的被焚烧物400的温度高，因此状态确定装置300能够以火焰透视图像的拍摄到干燥段21的区域的亮度来掌握被焚烧物400的干燥程度。即，在火焰透视图像的拍摄到干燥段21的区域显示出高亮度的情况下，可知存在于干燥段21中的被焚烧物400的温度高，被焚烧物400充分干燥。然而，在火焰透视图像的拍摄到干燥段21的区域显示出低亮度的情况下，可知存在于干燥段21中的被焚烧物400的温度低，被焚烧物400未充分干燥。

并且，在火焰透视图像的拍摄到干燥段21的区域中的亮度的标准偏差变高的情况下，在存在于干燥段21中的被焚烧物400的温度上产生偏差，因此可知在存在于干燥段21中的被焚烧物400的量多，在高度方向上被焚烧物400堆积得较高。另一方面，在火焰透视图像的拍摄到干燥段21的区域中的亮度的标准偏差低、且在高度方向上被焚烧物400堆积叠得较低的情况下，可知在存在于干燥段21中的被焚烧物400的温度上未产生偏差，在存在于干燥段21中的被焚烧物400的量少。

点确定部330根据亮度确定部320确定的可视图像的亮网格和暗网格，确定由被焚烧物400的燃烧引起的火焰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330通过以下动作来确定燃尽点Z。

点确定部330接收亮度确定部320确定处理图像的亮度以分成网格的数据，在该处理图像中的亮网格中确定最下方的位置。确定以该亮网格与进料器31及干燥段21连接的点为基准的距离以确定燃尽点Z。例如，在上述距离为2.5M的情况下，燃尽点确定为2.5M。

温度确定部340根据图像获取部310获取的摄像机220的温度分布图像来确定后燃烧段23的温度。例如，温度确定部340确定在表示超过预先设定的阈值的温度的部分在后燃烧段23的处理图像中是位于下部，还是位于中部，还是位于上部。

状态确定部350根据亮度确定部320确定的可视图像的亮度及火焰透视图像的亮度来确定燃烧状态。在本实施方式中，燃烧状态是指“稳定燃烧”、“不均匀燃烧”、“早期燃烧”、“进料器燃烧”、“干燥不良”、“燃尽不良”、“边界不良”中的任一种状态。

“不均匀燃烧”是指在燃烧段22中炉宽方向的燃烧不均匀的状态。“早期燃烧”是指在燃烧段22的前半部完成火焰F产生的状态。“进料器燃烧”是指被焚烧物400在进料器31上燃烧的状态。“干燥不良”是指供给到干燥段21的被焚烧物400不进行干燥，干燥段21的被焚烧物400的层高变得过大的状态。“燃尽不良”是指在后燃烧段23中持续产生火焰F的状态。“边界不良”是指炉内的视野被遮挡，难以确认被焚烧物400的燃烧状态的状态。

状态确定部350预先使燃烧状态与该燃烧状态时的处理图像的亮度状态相关联，并将亮度确定部320确定的处理图像的亮度与该关系进行对照，由此确定燃烧状态。关于亮度与燃烧状态的关系例将进行后述。

推荐建议部360根据由状态确定部350确定的燃烧状态、由点确定部330确定的燃尽点Z、以及由温度确定部340确定的温度，向燃烧设备100的用户建议炉排61的速度或从风箱2供给的空气的量的推荐操作。例如，推荐建议部360将燃烧状态、燃尽点Z及温度和与燃烧状态、燃尽点Z、温度、推荐操作相关联的表进行核对，以确定并建议推荐操作。作为推荐操作的例子，可以举出推荐的炉排61的速度或推荐的从风箱2供给的空气的量。

例如，在温度确定部340确定的后燃烧段23中的温度比预先设定的基准温度低的情况下，推荐建议部360建议使后燃烧段23的风箱2向后燃烧段23供给的空气的量比当前增加的推荐操作。

《状态数据的说明》

如上所述，状态确定部350根据燃烧状态与处理图像的亮度状态相关联的状态数据来确定燃烧状态。以下，对状态数据保持的信息进行说明。

状态数据与燃烧状态“不均匀燃烧”相关联，在可视图像中，在拍摄到火焰F的区域的下侧部分区域(例如，下侧3/13的区域)中保持亮网格的比例为不均匀阈值(例如，50％)以下的状态。即，在拍摄到火焰F的区域的下侧部分区域中，在亮网格的比例为不均匀阈值以下的情况下，状态确定部350将燃烧状态确定为“不均匀燃烧”。

当在燃烧段22中均匀地发生燃烧的情况下，在燃烧段22的广区域中产生火焰F，在拍摄到火焰F的区域的下侧部分区域中，亮网格的比例超过不均匀阈值。另一方面，当在燃烧段22中不均匀地发生燃烧时，仅在燃烧段22的一部分区域产生火焰F，在拍摄到火焰F的区域的下侧部分区域中，亮网格的比例低于不均匀阈值。因此，状态确定部350通过如上所述的动作能够确定不均匀燃烧的燃烧状态。

状态数据与燃烧状态“早期燃烧”相关联，在可视图像中，在拍摄到火焰F的区域的右侧区域或左侧区域中保持亮网格的比例为早期燃烧阈值(例如，10％)以下的状态。即，在拍摄到火焰F的区域的右侧区域或左侧区域中，在亮网格的比例为早期燃烧阈值以下的情况下，状态确定部350将燃烧状态确定为“早期燃烧”。

如图1所示，摄像机220存在于后燃烧段23侧。因此，火焰F的位置越靠近干燥段21，即若发生早期燃烧，则根据透视法，火焰F的宽度变窄，在拍摄到火焰F的区域的右侧区域或左侧区域中，亮网格的比例变低。从而，根据拍摄到火焰F的区域的右侧区域或左侧区域的亮网格的比例，能够确定早期燃烧状态。

状态数据使燃烧状态与“进料器燃烧”相关联，在火焰透视图像中，在拍摄到进料器31的区域中保持亮度平均值为进料器燃烧阈值以上的状态。即，在拍摄到进料器31的区域中，在亮度平均值为进料器燃烧阈值以上的情况下，状态确定部350将燃烧状态确定为“进料器燃烧”。即，状态确定部350确定进料器31的燃烧状态。

若被焚烧物400燃烧，则温度变高，相应区域的亮度上升。因此，在拍摄到进料器31的区域中，在亮度平均值为进料器燃烧阈值以上的情况下，表示在进料器中发生被焚烧物400的燃烧，相当于“进料器燃烧”。

状态数据使燃烧状态与“干燥不良”相关联，在火焰透视图像中，在拍摄到干燥段21的部分中保持干燥不良阈值1以下的亮度值为干燥不良相关阈值1以上的情况、或干燥不良阈值2以下的亮度值为干燥不良相关阈值2以上且亮度标准偏差为干燥不良相关阈值3以上的状态。即，状态确定部350在拍摄到干燥段21的部分中，在干燥不良阈值1以下的亮度值为干燥不良相关阈值1以上的情况下，或者在干燥不良阈值2以下的亮度值为干燥不良相关阈值2以上且亮度标准偏差为干燥不良相关阈值3以上的情况下，将燃烧状态确定为“干燥不良”。上述干燥不良阈值1是比干燥不良阈值2低的阈值。即，状态确定部350确定干燥段21的燃烧状态。

若在干燥段21中未充分进行干燥，则在被焚烧物400中存在水分而温度降低，干燥不良阈值1以下的亮度值增加。并且，若在干燥段21中未充分进行干燥，则干燥不良阈值2以下的亮度值增加，由于充分进行干燥而亮度高的被焚烧物400和未充分进行干燥而亮度低的被焚烧物400混合存在，因此亮度的标准偏差变高。

状态数据使燃烧状态与“燃尽不良”相关联，在亮度确定部320确定了亮网格和暗网格的可视图像中，在拍摄到后燃烧段23的区域中保持亮网格为燃尽不良阈值(例如，10％)以上的状态。即，在拍摄到后燃烧段23的区域中为亮网格为燃尽不良阈值以上的情况下，状态确定部350将燃烧状态确定为“燃尽不良”。

若在后燃烧段23中发生被焚烧物400的燃烧，则后燃烧段23中的被焚烧物400的固定碳的燃烧即后燃烧不会充分进行。将这种状态也称为燃尽不良。若在后燃烧段23中发生被焚烧物400的燃烧，则在后燃烧段23中产生火焰F，从而亮度变高。因此，在拍摄到后燃烧段23的区域中亮网格为燃尽不良阈值以上的情况下，能够掌握是“燃尽不良”的燃烧状态。

状态数据使燃烧状态与“视野不良”相关联，在亮度确定部320确定了亮网格和暗网格的可视图像中，在拍摄到火焰F的区域的下侧部分区域(例如，下侧3/13的区域)中保持亮网格的比例在基准时间(例如，5秒)内改变视野不良阈值以上的状态。或者，状态数据使燃烧状态与“视野不良”相关联，在火焰透视图像中，在拍摄到燃烧段22的区域中在亮度平均值为平均值阈值以下的情况下，或者在亮度的分散值为分散阈值1(例如，1000)以上的情况下，或者在亮度的分散值为分散阈值2(例如，80)以下的情况下，将燃烧状态设为“视野不良”。即，在如上所述的情况下，状态确定部350将燃烧状态确定为“视野不良”。

因被焚烧物400飞散等而可能发生燃烧设备100的处理空间V的视野不良的情况。在这种情况下，由于在燃烧段22中被焚烧物400飞散，因此在短时间内燃烧段22的亮度明显改变。或者，由于被焚烧物400飞散，因此燃烧段22的整个区域中的亮度平均值成为预先设定的值以下。或者，由于被焚烧物400在燃烧段22的广区域中局部飞散，因此燃烧段22中的亮度的分散值成为分散阈值1以上，或者被焚烧物400覆盖燃烧段22的广区域，因此燃烧段22中的亮度的分散值成为分散阈值2以下。

另一方面，在燃烧状态与“不均匀燃烧”、“早期燃烧”、“进料器燃烧”、“干燥不良”、“燃尽不良”及“视野不良”中的任何一个都不对应的情况下，状态确定部350将燃烧状态确定为“稳定燃烧”。

《状态确定装置的动作》

以下，对状态确定装置300的动作进行说明。图3是表示状态确定装置300的动作的流程图。

图像获取部310从摄像机220的可视摄像机及红外摄像机获取处理图像(步骤S1)。即，图像获取部310从摄像机220获取可视图像、火焰透视图像及温度分布图像。

亮度确定部320根据在步骤S1中图像获取部31.0获取的可视图像及火焰透视图像来确定可视图像及火焰透视图像的亮度，并计算火焰透视图像的亮度的平均值及标准偏差(步骤S2)。

状态确定部350将在步骤S2中由亮度确定部320确定的亮度、所算出的平均值及标准偏差与状态数据进行核对，由此确定燃烧设备100的燃烧状态(步骤S3)。即，状态确定部350确定燃烧状态是“稳定燃烧”、“不均匀燃烧”、“早期燃烧”、“进料器燃烧”、“干燥不良”、“燃尽不良”及“视野不良”中的哪一种。

点确定部330根据在步骤S2中由亮度确定部320确定的可视图像的亮度来确定燃尽点Z(步骤S4)。

温度确定部340接收图像获取部310获取的温度分布图像以确定后燃烧段23的温度(步骤S5)。

推荐建议部360根据在步骤S3中确定的燃烧状态、在步骤S4中确定的燃尽点Z、在步骤S5中确定的温度，建议炉排61的速度或风箱2供给的空气的量的推荐操作(步骤S6)。

通过上述动作，燃烧设备100的用户能够掌握燃烧设备100的进料器31、干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的燃烧状态。

《作用/效果》

本发明所涉及的燃烧设备100的状态确定装置300，其确定燃烧设备100的燃烧状态，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；及进料器31，向处理空间V供给被焚烧物400，处理空间V区划为输送方向Da的多个区段，在所述状态确定装置300中，具备：图像获取部310，获取拍摄到进料器31及区段的图像即处理图像；及状态确定部350，根据处理图像，确定进料器31及区段各自的燃烧状态。

状态确定装置300的用户能够掌握燃烧设备100的进料器31及区段中的燃烧状态。

并且，燃烧设备100的状态确定装置300的图像获取部310获取可视摄像机及红外摄像机拍摄的处理图像。

状态确定装置300由于获取可视摄像机及红外摄像机拍摄的处理图像，因此即使在被存在于处理空间V中的火焰F等遮挡的区域中，也能够获取处理图像。由此，状态确定装置300的用户能够掌握在燃烧设备100的进料器31及干燥段21中被火焰F等遮挡的区域中的燃烧状态。

并且，状态确定装置300的区段从输送方向Da的上游区划为干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23，处理图像是拍摄到进料器31、干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的图像，状态确定部350确定进料器31、干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的燃烧状态。

状态确定装置300的用户能够掌握燃烧设备100的进料器31、干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23中的燃烧状态。

并且，亮度确定部320根据处理图像来确定与进料器31、干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23分别相关联的图像的亮度，状态确定部350根据亮度来确定燃烧状态。

由于状态确定装置300确定处理图像的亮度，因此状态确定装置300的用户能够掌握火焰F的位置，并且根据该亮度能够掌握被焚烧物400的燃烧状态。

并且，状态确定装置300具备：点确定部330，根据亮度来确定由被焚烧物400的燃烧引起的火焰F的输送方向后侧的端部即燃尽点Z；温度确定部340，根据处理图像来确定后燃烧段23的温度；及推荐建议部360，根据所确定的燃烧状态、燃尽点Z及温度来建议燃烧设备100的推荐操作。

由此，状态确定装置300的用户能够接收与状态确定装置300确定的燃烧状态相关联的推荐操作的建议，并能够更简单地操作燃烧设备100。

并且，燃烧设备100具备从炉排61的下方供给空气的风箱2，状态确定装置300的推荐操作是与炉排61的速度或从风箱2供给的空气的量有关的操作。

由此，状态确定装置300的用户能够接收与状态确定装置300确定的炉排61的速度或从风箱2供给的空气的量有关的操作即推荐操作的建议，并且能够更简单地操作燃烧设备100。

并且，状态确定装置300的燃烧状态是表示稳定燃烧、不均匀燃烧、早期燃烧、进料器燃烧、干燥不良、燃尽不良及边界不良中的任一种的状态。

状态确定装置300确定表示稳定燃烧、不均匀燃烧、早期燃烧、进料器燃烧、干燥不良、燃尽不良及边界不良中的任一种的状态即燃烧状态。由此，状态确定装置300的用户能够掌握被焚烧物400的燃烧状态。

<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实施方式所涉及的状态确定装置300的结构为，除了第1实施方式所涉及的状态确定装置300的结构以外，还是具备模型生成部370和模型存储部380的结构。

模型生成部370生成通过使用了数据集的监督学习而学习的已学习模型，并记录到模型存储部380，所述数据集由包括干燥段21的亮度的输入样本和包括该干燥段21的燃烧状态的输出样本组成。例如，模型生成部370将可视图像的亮度值设为输入样本。并且，模型生成部370将与燃烧状态是否为“干燥不良”相关联的值设为输出样本。模型生成部370使用将上述亮度值设为输入样本且将表示上述燃烧状态的值设为输出样本的数据集，并使用CNN(Convolu tional Neural Network：卷积神经网络)方法来学习已学习模型。上述已学习模型是上述亮度值、上述燃烧状态的值及权重相关联的关系式。

模型存储部380存储由模型生成部370生成的已学习模型。作为模型存储部380的例子，可以举出本地存储和云存储。

与第1实施方式中的状态确定部350同样地，第2实施方式中的状态确定部350将燃烧状态确定为“稳定燃烧”、“不均匀燃烧”、“早期燃烧”、“进料器燃烧”、“干燥不良”、“燃尽不良”及“视野不良”。状态确定部350在上述燃烧状态中，关于除了“干燥不良”以外的燃烧状态，以与第1实施方式所涉及的状态确定部350相同的方式确定燃烧状态。关于“干燥不良”，第2实施方式所涉及的状态确定部350将亮度确定部320确定的亮度输入到模型存储部380存储的已学习模型中以确定是否为干燥段21的燃烧状态“干燥不良”。

在模型生成部370生成已学习模型的情况下，摄像机220需要红外摄像机。在生成已学习模型之后，在状态确定部350确定燃烧状态的情况下，摄像机220不需要红外摄像机，根据可视摄像机拍摄的亮度的处理图像能够掌握干燥段21的燃烧状态。

《作用/效果》

本发明所涉及的燃烧设备100的状态确定装置300具备模型存储部380，该模型存储部380存储通过使用了数据集的监督学习而学习的已学习模型，所述数据集由包括与干燥段21相关联的图像的亮度的输入样本和包括该干燥段21的燃烧状态的输出样本组成，状态确定部350将亮度输入到已学习模型中以确定干燥段21的燃烧状态。

状态确定装置300由于存储与燃烧状态对应的已学习模型，因此状态确定装置300的用户能够根据该已学习模型掌握干燥段21的燃烧状态。

<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。

在上述实施方式中，状态确定部350由摄像机220的火焰透视图像来确定作为燃烧状态的“进料器燃烧”，但是也可以根据可视图像来确定该“进料器燃烧”。在该情况下，状态确定部350接收亮度确定部320确定了亮网格和暗网格的可视图像，在拍摄到火焰F的中部的区域中的亮网格的比例为中部阈值(例如，70％)以下的情况下，或者在拍摄到火焰F的上部的区域中的亮网格的比例为上部阈值(例如，50％)以上的情况下，确定为燃烧状态是“进料器燃烧”。进料器31相对于摄像机220存在于火焰F的进深侧，但是在进料器31中发生燃烧的情况下，因该燃烧而亮度上升，与进料器31的位置对应的火焰F的中部或火焰F的上部的亮度上升。

图5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1140。

上述状态确定装置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(FieldProgrammable Gate 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>

例如如下把握各实施方式中记载的燃烧设备100的状态确定装置300。

(1)本发明所涉及的燃烧设备100的状态确定装置300，其确定燃烧设备100的燃烧状态，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；及进料器31，向处理空间V供给被焚烧物400，处理空间V区划为输送方向Da的多个区段，在所述状态确定装置300中，具备：图像获取部310，获取拍摄到进料器31及区段的图像即处理图像；及状态确定部350，根据处理图像，确定进料器31及区段各自的燃烧状态。

状态确定装置300的用户能够掌握燃烧设备100的进料器31及区段中的燃烧状态。

(2)并且，燃烧设备100的状态确定装置300的图像获取部310获取可视摄像机及红外摄像机拍摄的处理图像。

状态确定装置300由于获取可视摄像机及红外摄像机拍摄的处理图像，因此即使在被存在于处理空间V中的火焰F等遮挡的区域中，也能够获取处理图像。由此，状态确定装置300的用户能够掌握在燃烧设备100的进料器31及干燥段21中被火焰F等遮挡的区域中的燃烧状态。

(3)并且，状态确定装置300的区段从输送方向Da的上游区划为干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23，处理图像是拍摄到进料器31、干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23的图像，状态确定部350确定进料器31、干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23各自的燃烧状态。

状态确定装置300的用户能够掌握燃烧设备100的进料器31、干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23中的燃烧状态。

(4)并且，亮度确定部320根据处理图像来确定与进料器31、干燥段21、燃烧段22及后燃烧段23分别相关联的图像的亮度，状态确定部350根据亮度来确定燃烧状态。

由于状态确定装置300确定处理图像的亮度，因此状态确定装置300的用户能够掌握火焰F的位置，并且根据该亮度能够掌握被焚烧物400的燃烧状态。

(5)并且，状态确定装置300具备：点确定部330，根据亮度来确定由被焚烧物400的燃烧引起的火焰F的输送方向后侧的端部即燃尽点Z；温度确定部340，根据处理图像来确定后燃烧段23的温度；及推荐建议部360，根据所确定的燃烧状态、燃尽点Z及温度来建议燃烧设备100的推荐操作。

由此，状态确定装置300的用户能够接收与状态确定装置300确定的燃烧状态相关联的推荐操作的建议，并能够更简单地操作燃烧设备100。

(6)并且，燃烧设备100具备从炉排61的下方供给空气的风箱2，状态确定装置300的推荐操作是与炉排61的速度或从风箱2供给的空气的量有关的操作。

由此，状态确定装置300的用户能够接收与状态确定装置300确定的炉排61的速度或从风箱2供给的空气的量有关的操作即推荐操作的建议，并且能够更简单地操作燃烧设备100。

(7)并且，状态确定装置300的燃烧状态是表示稳定燃烧、不均匀燃烧、早期燃烧、进料器燃烧、干燥不良、燃尽不良及边界不良中的任一种的状态。

状态确定装置300确定表示稳定燃烧、不均匀燃烧、早期燃烧、进料器燃烧、干燥不良、燃尽不良及边界不良中的任一种的状态即燃烧状态。由此，状态确定装置300的用户能够掌握被焚烧物400的燃烧状态。

(8)本发明所涉及的燃烧设备100的状态确定装置300，其具备模型存储部380，该模型存储部380存储通过使用了数据集的监督学习而学习的已学习模型，所述数据集由包括与干燥段21相关联的图像的亮度的输入样本和包括该干燥段21的燃烧状态的输出样本组成，状态确定部350将亮度输入到已学习模型中以确定干燥段21的燃烧状态。

状态确定装置300由于存储与燃烧状态对应的已学习模型，因此状态确定装置300的用户能够根据该已学习模型掌握干燥段21的燃烧状态。

(9)本发明所涉及的状态确定方法，其确定燃烧设备100的燃烧状态，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；及进料器31，向处理空间V供给被焚烧物400，处理空间V区划为输送方向Da的多个区段，所述状态确定装置300具有如下步骤：获取拍摄到进料器31及区段的图像即处理图像；及根据处理图像，确定进料器31及区段各自的燃烧状态。

状态确定方法的用户能够掌握燃烧设备100的进料器31及区段中的燃烧状态。

(10)本发明所涉及的程序，其为确定燃烧设备100的燃烧状态的状态确定装置的程序，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；及进料器31，向处理空间V供给被焚烧物400，处理空间V区划为输送方向Da的多个区段，所述程序使计算机执行如下步骤：获取拍摄到进料器及区段的图像即处理图像；及根据处理图像，确定进料器及区段各自的燃烧状态。

程序的用户能够掌握燃烧设备100的进料器31及区段中的燃烧状态。

产业上的可利用性

根据本发明的燃烧装置的状态确定装置、状态确定方法及程序，能够掌握燃烧设备的进料器及区段中的燃烧状态。

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-状态确定装置，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)

1.一种燃烧设备的状态确定装置，其确定燃烧设备的燃烧状态，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；及进料器，向所述处理空间供给所述被焚烧物，所述处理空间区划为所述输送方向的多个区段，在所述燃烧设备的状态确定装置中，具备：

图像获取部，获取拍摄到所述进料器及所述区段的图像即处理图像；及

状态确定部，根据所述处理图像，确定所述进料器及所述区段各自的燃烧状态。

2.根据权利要求1所述的燃烧设备的状态确定装置，其中，

所述图像获取部获取可视摄像机及红外摄像机拍摄的所述处理图像。

3.根据权利要求1或2所述的燃烧设备的状态确定装置，其中，

所述区段从所述输送方向的上游区划为干燥段、燃烧段及后燃烧段，

所述处理图像是拍摄到所述进料器、所述干燥段、所述燃烧段及所述后燃烧段的图像，

所述状态确定部确定所述进料器、所述干燥段、所述燃烧段及所述后燃烧段各自的燃烧状态。

4.根据权利要求3所述的燃烧设备的状态确定装置，其中，

亮度确定部根据所述处理图像来确定与所述进料器、所述干燥段、所述燃烧段及所述后燃烧段分别相关联的图像的亮度，

所述状态确定部根据所述亮度来确定所述燃烧状态。

5.根据权利要求4所述的燃烧设备的状态确定装置，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干燥段的所述亮度的输入样本和包括该干燥段的所述燃烧状态的输出样本组成，

所述状态确定部将所述亮度输入到所述已学习模型中，以确定所述干燥段的所述燃烧状态。

6.根据权利要求4或5所述的燃烧设备的状态确定装置，其具备：

点确定部，根据所述亮度，确定由所述被焚烧物的燃烧引起的火焰的所述输送方向后侧的端部即燃尽点；

温度确定部，根据所述处理图像，确定所述后燃烧段的温度；及

操作建议部，根据所述确定的所述燃烧状态、所述燃尽点及所述温度，建议所述燃烧设备的推荐操作。

7.根据权利要求6所述的燃烧设备的状态确定装置，其中，

所述燃烧设备具备从所述炉排的下方供给空气的风箱，

所述推荐操作是与所述炉排的速度或从所述风箱供给的空气的量有关的操作。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的燃烧设备的状态确定装置，其中，

所述燃烧状态是表示稳定燃烧、不均匀燃烧、早期燃烧、进料器燃烧、干燥不良、燃尽不良及边界不良中的任一种的状态。

9.一种状态确定方法，其确定燃烧设备的燃烧状态，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；及进料器，向所述处理空间供给所述被焚烧物，所述处理空间区划为所述输送方向的多个区段，所述状态确定装置具备如下步骤：

获取拍摄到所述进料器及所述区段的图像即处理图像；及

根据所述处理图像，确定进料器及所述区段各自的燃烧状态。

10.一种程序，其为确定燃烧设备的燃烧状态的状态确定装置的程序，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；及进料器，向所述处理空间供给所述被焚烧物，所述处理空间区划为所述输送方向的多个区段，所述程序使计算机执行如下步骤：

获取拍摄到所述进料器及所述区段的图像即处理图像；及

根据所述处理图像，确定进料器及所述区段各自的燃烧状态。

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