DE19919222C1

DE19919222C1 - Method for controlling the combustion of fuel with a variable calorific value

Info

Publication number: DE19919222C1
Application number: DE19919222A
Authority: DE
Inventors: Franz Wintrich
Original assignee: Orfeus Combustion Engr GmbH
Current assignee: Durag Process & Systems Technology 22453 De GmbH
Priority date: 1999-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2019-04-29
Also published as: EP1048900A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Verbrennung von Brennstoff mit variablem Heizwert, insbesondere Hausmüll, bei dem mittels eines Greifers Brennstoff aus einem Bunker in ein Ende eines Schachts eingesetzt wird, an dessen anderen Ende der Brennstoff chargenweise auf einen Verbrennungsrost gefördert wird, durch Einstellen von mindestens einem Verbrennungsparameter. Bei einem solchen Verfahren wird der Verbrennungsprozeß dadurch besser beherrscht, daß mittels mindestens einer Kamera die Oberfläche des in den Schacht eingesetzten Brennstoffs und/oder des vom Greifer erfaßten Brennstoffs aufgenommen wird, daß das aufgenommene Bild hinsichtlich vorbestimmter Bildmerkmale, etwa Farbe, Textur, Körnung oder Formen, analysiert wird und daß der mindestens eine Verbrennungsparameter in Abhängigkeit von dem Analysenergebnis unter Berücksichtigung der für das Durchlaufen des Schachts erforderlichen Totzeit eingestellt wird.The invention relates to a method for controlling the combustion of fuel with a variable calorific value, in particular domestic waste, in which fuel is inserted from a bunker into one end of a shaft by means of a gripper, the fuel being conveyed in batches onto a combustion grate by adjustment of at least one combustion parameter. In such a method, the combustion process is better controlled in that the surface of the fuel used in the shaft and / or the fuel gripped by the gripper is recorded by means of at least one camera, that the recorded image with regard to predetermined image features, such as color, texture, grain size or Shaping, is analyzed and that the at least one combustion parameter is set depending on the analysis result, taking into account the dead time required for the passage through the shaft.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Steuern der Verbrennung von Brennstoff mit variablem Heizwert, insbesondere Hausmüll, bei dem mittels eines Greifers Brennstoff aus einem Bunker in ein Ende eines Schachts eingesetzt wird, an dessen anderen Ende der Brennstoff chargenweise auf einen Verbrennungsrost gefördert wird.The invention relates to a method according to the preamble of Claim 1 for controlling the combustion of variable fuel Calorific value, in particular household waste, in which fuel is produced using a gripper one bunker is inserted into one end of a shaft, at the other End of the batch fuel is fed onto a combustion grate.

Aus der Praxis der Müllverbrennung ist bekannt, Brennstoff chargenweise mittels eines Greifers aus einem Bunker zu entnehmen und am oberen Erde eines Schachtes einzusetzen, an dessen unterem Ende ein Schieber den Brennstoff ebenfalls chargenweise auf einen Verbrennungsrost fördert. Dem Rost wird zumindest von unten Verbrennungsluft zugeführt. Der Verbrennungsvorgang wird optisch erfaßt, um ihn zu optimieren. So kann eine erste Kamera den Entgasungsvorgang nahe dem Rosteinlauf beobachten, eine weitere Kamera kann den Ausbrand am Rostende erfassen, und gegebenenfalls sind weitere Beobachtungseinheiten einschließlich Spektral analysatoren im Flammenbereich vorgesehen. Wenn der Brennstoff, wie dies bei Hausmüll, aber auch z. B. bei anderen Brennstoffen wie Elektronikschrott, Torf oder dgl., der Fall ist, keinen einheitlichen Heizwert aufweist, sondern in einer relativ breiten Bandbreite schwankt, ist der Verbrennungsprozeß nicht kontinuierlich, sondern hängt stark von der Zusammensetzung jeder Charge ab. So hat beispielsweise Papier einen hohen Heizwert, der jedoch schnell verbraucht ist, während beispielsweise Speisereste einen geringen Heizwert aufweisen.From the practice of waste incineration, fuel is known to be removed from a bunker in batches using a gripper and on to insert the upper earth of a shaft, at the lower end of one Also push the fuel in batches onto a combustion grate promotes. Combustion air is supplied to the grate at least from below. The The combustion process is optically recorded in order to optimize it. So one can first camera watch the degassing process near the grate inlet, one another camera can record the burnout at the end of the grate, and if necessary, further observation units including spectral analyzers provided in the flame area. If the fuel like this with household waste, but also e.g. B. with other fuels such as electronic waste, Peat or the like, which is the case, does not have a uniform calorific value, but in fluctuates over a relatively wide range, the combustion process is not continuously, but strongly depends on the composition of each batch. For example, paper has a high calorific value, but it is fast is used up, while food leftovers, for example, have a low calorific value exhibit.

EP 0 317 731 A1 beschreibt ein Verfahren zum Steuern der Verbrennung von Brennstoff mit stark schwankendem Heizwert, insbesondere in einer Müllverbrennungsanlage, bei dem der Heizwert des Brennstoffs aufgrund von dessen detektiertem Wassergehalt oder von dem CO₂-Gehalt der Verbrennungsluft abgeschätzt wird, insbesondere durch die in einer ersten Verdampfungs- und Entgasungszone des Rostes erfaßten Bandenstrahlung von H₂O oder CO₂. Zusätzlich wird über ein Druckmeßgerät in den von unten dem Rost zugeführten Luftzuleitungen die Drosselung der Luft ermittelt und die mittlere Dichte des auf dem Rost angeordneten Brennstoffs hieraus abgeleitet und zur Regelung der Müllverbrennungsanlage herangezogen. Nachteilig bei diesem bekannten Verfahren ist, daß erst mit dem Auflegen des Brennstoffs auf den Rost erstmalig eine Regelung der Verbrennungsparameter ermöglicht wird. Bei Veränderungen des Heizwerts in kurzen Zeitabständen neigt daher das System zum Schwingen. Ferner basiert die Regelung aufgrund der Korrelation mit dem des H₂O-Gehalts auf einer Regelvermutung, die oftmals nicht zutreffend ist. EP 0 317 731 A1 describes a method for controlling the combustion of fuel with a strongly fluctuating calorific value, in particular in a waste incineration plant, in which the calorific value of the fuel is estimated on the basis of its detected water content or of the CO ₂ content of the combustion air, in particular by the band radiation of H ₂ O or CO ₂ detected in a first evaporation and degassing zone of the grate. In addition, the throttling of the air is determined in the air supply lines supplied to the grate from below, and the average density of the fuel arranged on the grate is derived therefrom and used to control the waste incineration system. A disadvantage of this known method is that the combustion parameters can only be controlled for the first time when the fuel is placed on the grate. If the calorific value changes at short intervals, the system tends to vibrate. Furthermore, due to the correlation with that of the H ₂ O content, the regulation is based on a presumption of regulation, which is often not applicable.

EP 0 352 620 A2 beschreibt eine Müllverbrennungsanlage, bei die Feuerleistung durch Einstellung der Primärluftzufuhr sowohl über die Rostlänge als auch in Querrichtung des Verbrennungsrostes zonenweise unterschiedlich geregelt wird, wobei hierzu eine Videokamera im Verbrennungsraum vorgesehen ist, die das Verbrennungsverhalten und die Brennstoffverteilung beobachtet und entsprechende Werte zur Regelung der Feuerungsleistung ermittelt. Der in den Schacht eingesetzte Brennstoff wird hierbei nicht beobachtet, und dem entsprechend das aufgenommene Bild auch nicht analysiert. Es ist daher mit diesem Verfahren nicht möglich, vorausschauend die Feuerungsleistung zu bestimmen, die sich durch das Auflegen von neuem Brennstoff einstellen wird, vielmehr wird nur auf den tatsächlichen Ist-Zustand abgestellt und dem entsprechend häufige Schwankungen entsprechend häufig mit vollzogen.EP 0 352 620 A2 describes a waste incineration plant in which Firing performance by adjusting the primary air supply both over the grate length as well as in the transverse direction of the combustion grate different zones is regulated, for this purpose a video camera in the combustion chamber the combustion behavior and the fuel distribution are provided observed and corresponding values for regulating the combustion output determined. The fuel used in the shaft is not observed, and accordingly the picture taken analyzed. It is therefore not possible with this method to look ahead to determine the firing performance, which is due to hanging up again Fuel will adjust, rather will only be based on the actual state turned off and the correspondingly frequent fluctuations correspondingly frequent with accomplished.

DE 419 144 C2 beschreibt ein Verfahren zur Profilbestimmung des Bettes eines Ofens, bei dem diverse Betteigenschaften des Ofens durch Beobachtung einer Kamera und anschließender Auswertung ermittelt werden können, wobei ferner ein Vergleich der mit Differenzwerten in Betracht kommt, und wobei insbesondere Übergänge zwischen Bett und Hintergrund ermittelt werden und bei Überschreiten von Schwellenwerten ein Alarm ausgelöst wird. Eine Aussage über den voraussichtlichen Brennwert des noch nicht aufgelegten Brennstoffs ist nicht vorgesehen.DE 419 144 C2 describes a method for determining the profile of the bed a furnace in which various bed properties of the furnace are observed a camera and subsequent evaluation can be determined, whereby furthermore a comparison which comes into consideration with difference values, and wherein in particular transitions between bed and background can be determined and an alarm is triggered when threshold values are exceeded. A Statement about the probable calorific value of the not yet launched Fuel is not provided.

DE 42 20 149 A1 beschreibt eine Verbrennungsregelung, bei der der Verbrennungsverlauf im Feuerraum beobachtet wird und gemäß in einem Fuzzy-System abgelegter Daten geregelt wird, wobei nur online erfaßte Daten der Verbrennung verarbeitet werden und keine Daten berücksichtigt werden, die im Vorfeld erfaßt und ausgewertet wurden. DE 42 20 149 A1 describes a combustion control in which the The course of combustion is observed in the combustion chamber and accordingly in one Fuzzy system of stored data is regulated, whereby only data recorded online the combustion are processed and no data is taken into account, that were recorded and evaluated in advance.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, mit dem der Verbrennungsprozeß besser beherrscht wird.It is the object of the invention, a method according to the Specify the preamble of claim 1 with which the combustion process is better controlled.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß mittels mindestens einer Kamera die Oberfläche des in den Schacht eingesetzten Brennstoffs und/oder des vom Greifer erfaßten Brennstoffs aufgenommen wird, daß das aufgenommene Bild hinsichtlich vorbestimmter Bildmerkmale, etwa Farbe, Textur, Körnung und/oder Formen, analysiert wird, und daß der mindestens eine Verbrennungsparameter in Abhängigkeit von dem Analysenergebnis unter Berücksichtigung der für das Durchlaufen des Schachtes erforderlichen Totzeit eingestellt wird.This task is performed with the method mentioned at the beginning the characterizing features of claim 1 solved in that at least one camera the surface of the inserted in the shaft Fuel and / or the fuel gripped by the gripper, that the captured image with respect to predetermined image features, such as Color, texture, grain and / or shape, is analyzed, and that the at least one combustion parameter depending on the Analysis result taking into account the requirements for going through the Shaft required dead time is set.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Kenntnisse über den Brennwert des Brennstoffs verfügbar zu haben, noch bevor dieser auf den Rost gelangt, damit schon vorab die Verbrennungsparameter festgelegt werden können. Hierbei wird das durch wenigstens eine Kamera aufgenommene Bild der Charge vorzugsweise in einer der Kamera nachgeschalteten Rechnereinheit analysiert, und in einer Lernphase dem beobachteten Bild die sich tatsächlich ergebenden Heizwerte, aber auch andere Parameter, beispielsweise das Ausgasungsverhalten oder Informationen zum zeitlichen Verlauf der Verbrennung, zugeordnet. Nach dieser Lernphase kann die Rechnereinheit für jedes beobachtete Bild eine Zuordnung des zugehörigen Heizwertes vornehmen. Hierbei wird insbesondere auf typische Bildmerkmale abgehoben, beispielsweise ob Teile aus dem Greifer herabhängen (Hinweis auf Papier) oder wie groß die sichtbaren Flächenabschnitte sind. Typische Bildmerkmale sind Farbe, Textur, Körnung, Formen, aber auch abgeleitete Schüttwinkel, Glanz, Kompaktheit oder dergl.With the method according to the invention, knowledge is possible about the calorific value of the fuel, even before it is available reaches the grate so that the combustion parameters are set in advance can be. This is done by at least one camera captured image of the batch preferably in one of the cameras downstream computer unit analyzed, and in a learning phase observed the actual calorific values, but also others Parameters, for example the outgassing behavior or information on the time course of the combustion, assigned. After this learning phase the computer unit assigns the associated image for each observed image Make the calorific value. Here, particular emphasis is placed on typical image features lifted, for example whether parts hang down from the gripper (reference to Paper) or how large the visible surface sections are. Typical Image features are color, texture, grain, shapes, but also derived ones Angle of repose, gloss, compactness or the like.

Demgemäß kann die Rechnereinheit unter Berücksichtigung der für das Durchlaufen des Schachts vorzusehenden Totzeit bereits vorab den Heizwert des Brennstoffs mit einer ausgesprochen hohen Trefferwahrschein lichkeit prognostizieren, und darüber hinaus auch noch eine Aussage über die statistische Varianz einer Prognose ausgehend von der erfaßten Bildklasse machen. Hierdurch ist es einerseits möglich, die Verbrennungsparameter früh zeitig auf die kommende Charge einzustellen und so einen stetigen Dampf mengenstrom des Dampferzeugers einzustellen. Ferner kann, wenn beispiels weise eine Charge mit von den übrigen Chargen stark abweichenden Heiz werten bevorsteht, bewußt eine schlechtere Verbrennung in Kauf genommen werden, wenn z. B. feststeht, daß sich das mehrfache Verändern der Verbrennungsparameter für eine Charge nicht lohnt. Diese Entscheidung kann ferner durch Gewichtung mit der oben erwähnten statistischen Varianz beeinflußt werden.Accordingly, the computing unit can take into account the dead time to be provided for the passage through the shaft in advance Calorific value of the fuel with a very high probability of being hit forecast, and also a statement about the statistical variance of a forecast based on the captured image class do. This makes it possible on the one hand to adjust the combustion parameters early adjust to the upcoming batch in good time and thus a steady steam flow rate of the steam generator. Furthermore, if for example a batch with heating that differs greatly from the other batches values is imminent, consciously accept a worse combustion be when z. B. is certain that the multiple changing of Combustion parameters for a batch are not worth it. This decision can also by weighting with the statistical variance mentioned above to be influenced.

Als Verbrennungsparameter kann beispielsweise die Chargen frequenz gesteuert werden, mit der neuer Brennstoff auf den Verbrennungsrost aufgelegt wird, aber auch die Zufuhr und/oder Verteilung der Primärluft unterhalb des Rostes auf ggf. mehrere vorgesehene Verbrennungszonen, die Zufuhr und/oder Verteilung der Sekundärluft auf ggf. mehrere vorgesehene Verbrennungszonen oberhalb des Rostes, die Verteilung des Brennstoffs auf diese Zonen, das Verbrennungsluftvolumen pro Zeiteinheit oder seine Temperatur, der Anteil rückgeführter Verbrennungsgase, die der Verbrennungs luft beigemischt werden. Ferner kann, falls entsprechende Einrichtungen vorgesehen sind, die Zugabe von zusätzlichen fossilen Brennstoffen gesteuert werden.The batches can be used as combustion parameters, for example frequency can be controlled with the new fuel on the combustion grate is placed, but also the supply and / or distribution of the primary air below the grate on several intended combustion zones, if necessary Supply and / or distribution of the secondary air to possibly several provided Combustion zones above the grate, the distribution of the fuel these zones, the combustion air volume per unit of time or its Temperature, the proportion of recirculated combustion gases that the combustion be mixed with air. Furthermore, if appropriate facilities are provided, the addition of additional fossil fuels controlled become.

Als Kamera verwendet man sinnvollerweise handelsübliche CCD- Kameras, deren Pixel vorzugsweise parallel ausgelesen werden. Die jeweils gewonnene Abbildung enthält Informationen über den betrachteten Oberflächenabschnitt, die einzeln ausgewertet nur eine unvollkommene Information über den Brennwert liefern. In ihrer Gesamtheit jedoch erlauben sie, sinnvoll verknüpft, eine überraschend gute Abschätzung des Brennwerts. Die Abschätzung wird um so zuverlässiger, je länger die Anlage betrieben wird. Zweckmäßigerweise setzt man für die Analyse ein lernfähiges System ein, etwa einen Computer mit neuronalem Netzwerk.It is useful to use commercially available CCD as a camera Cameras, the pixels of which are preferably read out in parallel. The each The picture obtained contains information about the viewed one Surface section that is evaluated only an imperfect individually Provide information about the calorific value. In their entirety, however, they allow reasonably linked, a surprisingly good estimate of the calorific value. The Estimation becomes more reliable the longer the system is operated. It is advisable to use a learning system for the analysis, for example a computer with a neural network.

Vorzugsweise wird zusätzlich das Gewicht der vom Greifer eingesetzten Charge ermittelt und als eine zusätzliche Kenngröße bei der Analyse verwertet. Das Gewicht erlaubt einen Rückschluß auf die Dichte des Brennstoffs, die wichtig ist für die Bestimmung des benötigten Drucks der primären Verbrennungsluft. Hierzu kann neben dem Gewicht jeder Charge mit vorzugsweise mit derselben Kamera, die auch die Bilddaten erfaßt, der Füllgrad der Greifers ermittelt werden, wobei beispielsweise der Öffnungswinkel der Klauen des Greifers oder die Höhe und der Schüttwinkel des in dem Greifers gegriffenen Brennstoffs berücksichtigt werden. Ausgehend hiervon wird das von dem Brennstoff eingenommene Volumen ermittelt, das gemeinsam mit dem gemessenen Gewicht in der Rechnereinheit zu einer mittleren Dichte der Charge berechnet werden kann.The weight of the gripper is also preferred batch used and determined as an additional parameter at Analysis used. The weight allows a conclusion to be drawn about the density of the Fuel that is important for determining the pressure required primary combustion air. In addition to the weight of each batch, this can be done with preferably with the same camera that also captures the image data, the degree of filling of the gripper can be determined, for example the opening angle of the Claws of the grapple or the height and angle of repose of the in the grapple used fuel are taken into account. Based on this, the is from the volume taken up fuel, which together with the measured weight in the computing unit to an average density of Batch can be calculated.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, daß in der Rechnereinheit die Auswahl der nächsten Charge ausgehend von dem prognostizierten Heizwert gesteuert wird, beispielsweise um Sprünge bei der Einstellung der übrigen Verbrennungsparameter zu vermeiden. Hierzu ist beispielsweise im Bunker eine weitere Kamera vorgesehen, wobei erforderliche Lichtverhältnisse beispielsweise mittels Scheinwerfern eingestellt werden, die für denjenigen Bereich, in dem der Greifer die nächste Charge Brennstoff aufnehmen will, die Bilddaten an die Rechnereinheit abliefert, und entsprechend der Prognose wird die Charge gegriffen oder eine andere Charge gegriffen. Alternativ ist es auch möglich, nach Ermittlung der Prognose für den Heizwert einer bereits gegriffenen Charge diese zurück in den Bunker zu geben, wenn die Prognose nicht zu dem gewünschten Heizwert paßt.In an advantageous development of the invention, it is possible that in the computer unit the selection of the next batch based on the predicted calorific value is controlled, for example by jumps avoid setting other combustion parameters. This is For example, another camera is provided in the bunker, where necessary Lighting conditions can be set using headlights, for example for the area where the gripper holds the next batch of fuel wants to record, delivers the image data to the computer unit, and accordingly In the forecast, the batch is grabbed or another batch is grabbed. Alternatively, it is also possible, after determining the forecast for the calorific value of an already gripped batch to be returned to the bunker if the forecast does not match the desired calorific value.

Vorzugsweise ist die Kamera direkt an dem Greifer befestigt und auf den gegriffenen Brennstoff gerichtet. Eine weitere Kamera kann fest auf das Ende des Schachts gerichtet sein, in dem der Brennstoff eingesetzt wird. Alternativ hierzu kann aber auch eine schwenkbare Kamera vorgesehen sein, die abwechselnd beide Orte beobachtet, oder es ist insbesondere bei einem automatisierten Greifer vorgesehen, daß er in das Blickfeld der auf das Schachtende gerichteten Kamera verlagert wird.The camera is preferably attached directly to the gripper and aimed at the gripped fuel. Another camera can be fixed on the Be directed towards the end of the shaft in which the fuel is used. Alternatively, a pivotable camera can also be provided, who alternately observes both places, or it is especially one automated gripper provided that he in the field of view of the Butcher-facing camera is relocated.

Innerhalb der Müllverbrennungsanlage sind zweckmäßigerweise weitere Bildbeobachtungseinheiten angeordnet, beispielsweise um die Verbrennung zu beobachten oder auch um weitere Informationen über den Brennwert bzw. über dessen Dichte zu ermitteln, um insbesondere die Eintritts wahrscheinlichkeit der Prognose zu erhöhen und deren statistische Varianz allmählich abzusenken.Inside the incinerator are convenient further image observation units arranged, for example around the Watch combustion or for more information on the Determine calorific value or via its density, in particular the entry increase the probability of the forecast and its statistical variance gradually lower.

Zweckmäßigerweise sind auch im Bereich des anderen Endes des Schachts Mittel zur Bestimmung von Gewicht und/oder Volumen des auf den Rost gegebenen Brennstoffs angeordnet, mit denen die Totzeit für den Durchlauf des Schachts bestimmt oder korrigiert werden kann. Hierdurch kann ein systematischer Fehler aufgrund der Kompression des Brennstoffs im Schacht eliminiert werden.Are also expedient in the area of the other end of the shaft means for determining the weight and / or volume of the the rust given fuel, with which the dead time for the Passage of the shaft can be determined or corrected. This can a systematic error due to the compression of the fuel in the Shaft are eliminated.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung.Further advantages and features of the invention result from the subclaims and from the description below.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, nämlich einer Müllverbrennungsanlage, unter Bezug nahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The invention is described below with reference to a preferred one Embodiment, namely a waste incineration plant, with reference took explained in more detail on the accompanying drawings.

Fig. 1 zeigt schematisch in Seitenansicht den Aufbau einer Müllverbrennungsanlage. Fig. 1 shows schematically in side view the structure of a waste incineration plant.

Fig. 2 zeigt ein Schaltbild, aus dem sich die Verarbeitung der Bildsignale in der Müllverbrennungsanlage aus Fig. 1 ergeben. FIG. 2 shows a circuit diagram from which the processing of the image signals in the waste incineration plant from FIG. 1 results.

In Fig. 1 ist schematisch eine Müllverbrennungsanlage 1 dargestellt. Der Brennstoff 10 befindet sich auf einem Wanderrost 12, der den Brennstoff 10 in der Zeichnung von links nach rechts fördert. Die Flammen 14 geben ihre Wärme und ihre Rauchgase in den Rauchgaszug 16 eines Kessels 18 ab. Das Glutbett wird von oben mittels einer ersten Kamera 20 beobachtet, die Flamme von seitlichen optischen Sensoren 22, denen Spektralanalyse geräte nachgeschaltet sind, sowie von einer weiteren Kamera 24, die hauptsächlich den Ausbrandbereich überwacht.A waste incineration plant 1 is shown schematically in FIG. 1. The fuel 10 is located on a traveling grate 12 which conveys the fuel 10 from left to right in the drawing. The flames 14 emit their heat and their flue gases into the flue gas duct 16 of a boiler 18 . The ember bed is observed from above by a first camera 20 , the flame by lateral optical sensors 22 , which are followed by spectral analysis devices, and by another camera 24 , which mainly monitors the burnout area.

Der Brennstoff 10 wird mittels eines Schiebers 26 chargenweise vom unteren Ende eines Vorratsschachtes 28 auf den Rost gefördert. Der Schacht 28 wird mittels eines Greifers 30, aufgehangen an einer Brücke 32 über einem Bunker 33, ebenfalls chargenweise beladen.The fuel 10 is conveyed in batches from the lower end of a supply shaft 28 onto the grate by means of a slide 26 . The shaft 28 is also loaded in batches by means of a gripper 30 suspended from a bridge 32 above a bunker 33 .

Eine weitere Kamera 34, die beispielsweise an der Brücke 32 aufgehangen ist, ist über der Füllöffnung des Schachtes 28 angeordnet. Sie ist vorzugsweise als CCD-Kamera ausgebildet, deren Pixel parallel oder auch sequentiell ausgelesen werden. Die Ausgänge der Kamera 34 sind mit einem Analysengerät verbunden, das schematisch angedeutet und mit 35 bezeichnet ist. Aus den erfaßten Bilddaten, wie Farbe, Umrisse, Textur, Körnigkeit und anderen, können Rückschlüsse auf den Heizwert des Mülls gezogen werden.Another camera 34 , which is suspended from the bridge 32 , for example, is arranged above the filling opening of the shaft 28 . It is preferably designed as a CCD camera, the pixels of which are read out in parallel or sequentially. The outputs of the camera 34 are connected to an analysis device, which is indicated schematically and designated 35. Conclusions about the calorific value of the waste can be drawn from the captured image data, such as color, outline, texture, granularity and others.

Der Greifer 30 ist mit einem schematisch angedeuteten Gewichts sensor 36 versehen, dessen Meßwerte ebenfalls dem Analysengerät 35 zugeführt werden.The gripper 30 is provided with a schematically indicated weight sensor 36 , the measured values of which are also fed to the analysis device 35 .

Das Analysengerät 35 umfaßt eine Rechnereinheit und ist als lernendes System aufgebaut. Nach Inbetriebnahme werden zunächst die. Ausgangsdaten des Geräts mit den tatsächlich festgestellten Heizwerten - ermittelt z. B. anhand der Dampfleistung des Kessels 18 - verglichen, so daß das Gerät 35 Erfahrungswerte sammelt und vorzugsweise mittels eines neuronalen Netzes allmählich der Bestimmung des tatsächlichen Heizwertes aus den Bilddaten und dem Gewicht der Greifercharge immer näher kommt.The analysis device 35 comprises a computer unit and is constructed as a learning system. After commissioning, the. Output data of the device with the actually determined calorific values - determined e.g. B. on the basis of the steam output of the boiler 18 - so that the device collects 35 empirical values and preferably gradually uses a neural network to gradually determine the actual calorific value from the image data and the weight of the gripper batch.

Zusätzlich zu der Kamera 34 oder auch an deren Stelle kann der Greifer 30 mit einer entsprechenden Kamera ausgestattet sein, die auf die jeweils von ihm erfaßte Charge gerichtet ist. Dies gibt die Möglichkeit, den Greifer 30 über dem Bunker 33 so zu verfahren, daß eine Charge passenden Aussehens als nächste in den Schacht 28 eingesetzt wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck in dem Bunker 33 eine derart verschwenkbare CCD-Kamera 38 vorgesehen, daß die gesamte Oberfläche des als Brennstoff 10 vorgesehenen Mülls 10 beobachtet werden kann.In addition to the camera 34 or in its place, the gripper 30 can be equipped with a corresponding camera, which is aimed at the batch detected by it. This gives the possibility of moving the gripper 30 over the bunker 33 in such a way that a batch of suitable appearance is next inserted into the shaft 28 . In the present embodiment, is provided for this purpose in the bunker 33, a pivotable such CCD camera 38, that the entire surface of which is provided as fuel 10 waste 10 can be observed.

In dem Analysengerät 35 kann dann unter Berücksichtigung der Totzeit für den Durchlauf einer Charge durch den Schacht 28 der voraussichtliche Heizwert für die bis zuletzt eingesetzte Charge ermittelt werden, wodurch die Optimierung der Verbrennungsparameter über einen längeren Zeitraum und im Voraus ermöglicht ist und dementsprechend Sprünge vermieden werden.In the analysis device 35 , the expected calorific value for the batch used up to the last batch can then be determined, taking into account the dead time for a batch to pass through the shaft 28 , which enables the combustion parameters to be optimized over a longer period of time and in advance, and jumps are accordingly avoided .

Fig. 2 stellt als Blockschaubild die Komponenten der Steuerung der Verbrennungsparameter dar. Die Bildbeobachtungseinheiten, nämlich die Kamera 20, die Sensoren 22, die Kamera 24 und die Kamera 34 sind mit ihren Ausgängen an das Analysengerät 35 angebunden. Ferner ist der Ausgang des Gewichtssensors 36 an das Analysengerät 35 angebunden. Das Analysengerät 35, das über eine integrierte Rechnereinheit verfügt, betätigt die mit 40 bezeichneten Aktoren für die Einstellung der Verbrennungsparameter. Ferner ist ein externes Triggersignal vom Greifer 30 an das Analysengerät 35 angebunden, das ein für den Betriebszustand des Greifers 30 repräsentatives Signal abgibt. Fig. 2 illustrates a block diagram of the components of the control of combustion parameters. The image observation units, namely the camera 20, the sensors 22, the camera 24 and the camera 34 are connected by their outputs to the analyzer 35th Furthermore, the output of the weight sensor 36 is connected to the analysis device 35 . The analysis device 35 , which has an integrated computer unit, actuates the actuators designated 40 for setting the combustion parameters. Furthermore, an external trigger signal from the gripper 30 is connected to the analysis device 35 , which emits a signal representative of the operating state of the gripper 30 .

Claims

1. A method for controlling the combustion of fuel with a variable calorific value, in particular domestic waste, in which fuel is inserted from a bunker ( 33 ) into one end of a shaft ( 28 ) by means of a gripper ( 30 ) and the fuel in batches at the other end a combustion grate ( 12 ) is conveyed by setting at least one combustion parameter, characterized in that
that the surface of the fuel used in the shaft ( 28 ) and / or the fuel gripped by the gripper ( 30 ) is recorded by means of at least one camera ( 34 ),
that the recorded image is analyzed for predetermined image features, such as color, texture, grain and / or shape, and
that the at least one combustion parameter is set as a function of the analysis result, taking into account the dead time required for the passage through the shaft ( 28 ).

2. The method according to claim 1, in which an adaptive computer ( 35 ) is used for the analysis.

3. The method according to claim 1 or 2, wherein the weight of the fuel detected by the gripper ( 30 ) is determined and introduced as a parameter in the analysis.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, in which the volume of the fuel detected by the gripper ( 30 ) is determined and is introduced as a parameter in the analysis.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, in which depending from the analysis result the selection of the next ones to be used Batch is controlled.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, in which the combustion parameters are set on the basis of data which are delivered by flame combustion units ( 20 , 22 , 24 ) directed to the combustion grate ( 12 ) to an analysis device ( 35 ).