JP2002295824A

JP2002295824A - 溶融炉のスラグ排出監視方法および装置

Info

Publication number: JP2002295824A
Application number: JP2001097775A
Authority: JP
Inventors: Junichi Sano; 順一佐野; Hiroyuki Domoto; 博幸堂本; Keiji Ito; 恵二伊藤
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】正確にスラグの排出状態を判断してスラグ排出
口の閉塞を防止し、長時間の安定した運転が可能とす
る。【解決手段】溶融室１ａで被溶融物を加熱溶融して溶融
スラグを生成し、溶融室１ａに形成されたスラグ排出口
４から溶融スラグを排出するに際し、監視カメラ１２で
スラグ排出口４から流下される溶融スラグを撮像して、
その画像から抽出されたスラグ流下部に、複数本の分離
または枝別れを確認した時に、スラグ排出口４を閉塞す
るおそれがある固化スラグが堆積されたと判断して、作
業員に告知するか、固化スラグ除去手段を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス化炉やプラズ
マや抵抗炉などの電気式溶融炉、バーナー式溶融炉など
の溶融炉において、焼却灰や飛灰、廃棄物の未燃分やチ
ャーなどの被溶融物を加熱溶融して溶融スラグを生成
し、スラグ排出口から排出する時に、スラグ排出口の閉
塞を防止するための溶融炉のスラグ排出監視方法および
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、溶融炉から溶融スラグの排出を監
視して制御するものとして、特開平７−３４０７５号公
報や特開平１１−２６４５３３号公報に提案されてい
る。前者のものは、溶融スラグが冷却水に着水する音や
振動を検出して、その検出音や振動が所定パターンとな
ったときに、スラグ流下促進装置であるバーナーを起動
するものである。

【０００３】また後者のものは、スラグ流下状態を撮像
装置により撮影して溶融スラグの流下速度を求め、この
流下速度から溶融スラグの粘度を算出し、この粘度が高
い場合には粘度調整剤を炉内に添加するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来構成
によれば、溶融スラグの排出状態の悪化は、溶融スラグ
の粘度や流量の他に、堆積された固化スラグの成長によ
りスラグ排出口が閉塞されることに起因することが多
く、上記従来例ではスラグ排出口の閉塞が直接確認でき
ないという問題があった。また上記従来例では、流下排
出する溶融スラグに対して加熱して粘度を上げ排出を促
すだけに止まり、排出状態を維持するだけて、排出状態
を改善するまでには至らないという問題もあった。

【０００５】本発明は上記問題点を解決して、より正確
にスラグの排出状態を判断してスラグの排出状態を改善
し、長時間の安定した運転が可能なスラグ排出監視方法
および装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１記載のスラグ排出監視方法は、溶融炉で被溶
融物を加熱溶融して溶融スラグを生成し、溶融炉に形成
されたスラグ排出口から前記溶融スラグを排出するに際
し、前記スラグ排出口から流下される溶融スラグを撮像
して、その画像から抽出されたスラグ流下部に、複数本
の分離または枝別れを確認した時に、スラグ排出口を閉
塞するおそれがある固化スラグが生成されたと判断し
て、作業員に告知するか、または/および固化スラグ除
去手段を作動させるものである。

【０００７】また請求項６記載のスラグ排出監視装置
は、被溶融物が加熱溶融されて生成されスラグ排出口か
ら排出される溶融スラグを撮像装置により撮影し、この
画像に基づいて溶融スラグの排出状態を監視する溶融炉
のスラグ排出監視装置において、前記画像からスラグ流
下部を識別する抽出部と、前記スラグ流下部が複数本に
分離または枝別れしているかどうかを判断する判別部
と、該判別部がスラグ流下部の分離または枝別れを判断
した時に、告知手段および固化スラグ除去手段の少なく
とも一方を作動させる出力部とを備えたスラグ排出制御
装置を設けたものである。

【０００８】上記構成において、スラグ排出口およびそ
の近傍で、堆積固化スラグの成長が溶融スラグの流れの
障害となって、スラグ流下部が複数本に分離されたり、
または途中で枝別れが生じると、さらに堆積固化スラグ
が成長してスラグ排出口を閉鎖するおそれがある。上記
構成によれば、撮像画像からスラグ流下部に分離や枝別
れが発生したのを検出することにより、排出を阻害する
おそれがある堆積固化スラグの成長状態を判断するの
で、スラグの排出状態を改善して、確実にスラグ排出口
の閉塞を防止でき、溶融炉の長時間の安定した運転が可
能となる。

【０００９】請求項２記載のスラグ排出監視方法は、溶
融炉で被溶融物を加熱溶融して溶融スラグを生成し、溶
融炉に形成されたスラグ排出口から前記溶融スラグを排
出するに際し、前記スラグ排出口から流下される溶融ス
ラグを撮像して、その画像から抽出されたスラグ流下部
に折れ曲がりが確認できた時に、スラグ排出口を閉塞す
るおそれがある固化スラグが生成されたと判断して、作
業員に告知するか、または/および固化スラグ除去手段
を作動させるものである。

【００１０】また請求項７記載のスラグ排出監視装置
は、被溶融物が加熱溶融されて生成されスラグ排出口か
ら排出される溶融スラグを撮像装置により撮影し、この
画像に基づいて溶融スラグの排出状態を監視する溶融炉
のスラグ排出監視装置において、前記画像からスラグ流
下部を識別する抽出部と、前記スラグ流下部に折れ曲が
りがあるかどうかを判断する判別部と、該判別部が折れ
曲がりを確認した時に、告知手段および固化スラグ除去
手段の少なくとも一方を作動する出力部とを備えたスラ
グ排出制御装置を設けたものである。

【００１１】上記各構成において、スラグ排出口および
その近傍で、堆積固化スラグの成長が溶融スラグの流れ
の障害となって、スラグ流下部に折れ曲がりが生じる
と、さらに堆積固化スラグが成長してスラグ排出口を閉
塞するおれがある。しかし、上記構成によれば、撮像し
た画像からスラグ流下部に折れ曲がりが発生したのを検
出して、排出を阻害するおそれがある堆積固化スラグの
成長状態を判断することができ、スラグの排出状態を改
善してスラグ排出口の閉塞を防止でき、溶融炉の長時間
の安定した運転が可能となる。

【００１２】請求項３記載のスラグ排出監視方法は、溶
融炉で被溶融物を加熱溶融して溶融スラグを生成し、溶
融炉に形成されたスラグ排出口から前記溶融スラグを排
出するに際し、前記スラグ排出口から流下される溶融ス
ラグを撮像して、その画像から溶融スラグ流下部を抽出
し、予め設定された基準流下領域から前記スラグ流下部
がはみ出す面積が所定以上になった時に、スラグ排出口
が閉塞されるおそれがある堆積固化スラグが生成された
と判断して、作業員に告知するか、または/および固化
スラグ除去手段を作動させるものである。

【００１３】また請求項８記載のスラグ排出監視装置
は、被溶融物が加熱溶融されて生成されスラグ排出口か
ら排出される溶融スラグを撮像装置により撮影し、この
画像に基づいて溶融スラグの排出状態を監視する溶融炉
のスラグ排出監視装置において、前記スラグ排出口から
流下される溶融スラグを撮像して、その画像からスラグ
流下部を識別する抽出部と、予め設定された基準流下領
域からスラグ流下部がはみ出す面積を検出する判別部
と、該判別部によりスラグ流下部が基準流下領域からは
み出す面積が所定以上になった時に、告知手段および固
化スラグ除去手段の少なくとも一方を作動する出力部を
備えたスラグ排出制御装置を設けたものである。

【００１４】上記各構成において、スラグ排出口および
その近傍で、堆積固化スラグの成長が溶融スラグの流れ
の障害となって、スラグ流下部に拡張や変形が生じる
と、さらに堆積固化スラグが成長してスラグ排出口を閉
塞するおれがある。上記構成によれば、撮像した画像か
らスラグ流下部が拡張や変形するのを検出して、排出を
阻害する堆積固化スラグの成長を正確に判断するので、
スラグの排出状態を改善して確実にスラグ排出口の閉塞
を防止できて、溶融炉の長時間の安定した運転が可能と
なる。

【００１５】請求項４記載のスラグ排出監視方法は、溶
融炉で被溶融物を加熱溶融して溶融スラグを生成し、溶
融炉に形成されたスラグ排出口から前記溶融スラグを排
出するに際し、前記スラグ排出口から流下される溶融ス
ラグを撮像して、その画像からスラグ流下部近傍に形成
される堆積固化スラグを判別し、前記堆積固化スラグの
面積が所定以上になった時に、スラグ排出口が閉塞され
るおそれがあると判断して、作業員に告知するか、また
は/および固化スラグ除去手段を作動するものである。

【００１６】また請求項９記載のスラグ排出監視装置
は、被溶融物が加熱溶融されて生成されスラグ排出口か
ら排出される溶融スラグを撮像装置により撮影し、この
画像に基づいて溶融スラグの排出状態を監視する溶融炉
のスラグ排出監視装置において、前記画像からスラグ流
下部の近傍に形成される堆積固化スラグを識別する抽出
部と、前記堆積固化スラグの面積を求める判断部と、該
判断部で堆積固化スラグが所定面積以上となった時に、
告知手段および固化スラグ除去手段の少なくとも一方を
作動する出力部を備えたスラグ排出制御装置を設けたも
のである。

【００１７】上記各構成において、スラグ排出口および
その近傍で、溶融スラグが冷却されて固化付着して堆積
し堆積固化スラグが成長すると、溶融スラグの流れの障
害となり、さらに成長するとスラグ排出口を閉塞するお
それがある。上記構成によれば、撮像した画像から堆積
固化スラグを直接検出することにより、排出を阻害する
堆積固化スラグを除去する時期を正確に判断することが
でき、未然にスラグ排出口の閉塞を防止できて、溶融炉
の長時間の安定した運転が可能となる。

【００１８】請求項５記載のスラグ排出監視方法は、溶
融炉で被溶融物を加熱溶融して溶融スラグを生成し、溶
融炉に形成された排出口から前記溶融スラグを排出する
に際し、前記スラグ排出口から流下される溶融スラグを
撮像して、その画像からスラグ流下部の流下速度を求
め、前記流下速度が所定速度以下となった時に、スラグ
排出口が閉塞されるおそれがあると判断して、作業員に
告知するか、または/および固化スラグ除去手段を作動
するものである。

【００１９】また請求項１０記載のスラグ排出監視装置
は、被溶融物が加熱溶融されて生成されスラグ排出口か
ら排出される溶融スラグを撮像装置により撮影し、この
画像に基づいて溶融スラグの排出状態を監視する溶融炉
のスラグ排出監視装置において、前記画像からスラグ流
下部を識別する抽出部と、前記画像からスラグ流下部の
流下速度を検出する判断部と、該判断部で流下速度が所
定速度以下となった時に、告知手段および固化スラグ除
去手段の少なくとも一方を作動する出力部とを備えたス
ラグ排出制御装置を設けたものである。

【００２０】上記各構成において、スラグ排出口および
その近傍で、堆積固化スラグが成長し溶融スラグが塞き
止められると、流下速度が減速される。上記構成によれ
ば、撮像した画像からスラグ流下部の流下速度を検出す
ることにより、正確に溶融スラグの排出状態と堆積固化
スラグの成長状態を判断することができ、スラグ排出口
の閉塞を未然に防止できて、溶融炉の長時間の安定した
運転が可能となる。

【００２１】請求項１１記載のスラグ排出監視装置は、
請求項６乃至１０記載のいずれかの構成において、固化
スラグ除去手段は、溶融炉の炉内温度昇温手段、溶融炉
内からスラグ排出口を介して出口側のスラグ排出室に引
き抜くガス量を調整する排出室調温手段、スラグ排出口
に対向して配置されて火炎により固化スラグを溶融可能
な、スラグ排出口に付着した固化スラグを除去する機械
式スラグ除去装置の少なくとも１つから選択されるもの
である。

【００２２】上記構成によれば、堆積固化スラグの成長
によりスラグ排出口が閉塞される恐れがあるという適切
な時期に、溶融炉の炉内温度昇温手段、排出室調温手
段、固化スラグ加熱バーナーおよび機械式スラグ除去装
置により、スラグ排出口およびその近傍に付着長した堆
積固化スラグを除去することができ、安定した長時間の
溶融炉の運転が可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】ここで、本発明に係る溶融炉のス
ラグ排出監視装置の実施の形態を図１〜図７に基づいて
説明する。

【００２４】ここで説明する溶融炉は、たとえば廃棄物
のガス化炉設備に設置されるガス化溶融炉１で、このガ
ス化炉設備は、図１，図２に示すように、定量供給フィ
ーダ２により、都市ごみや産業廃棄物などの廃棄物が流
動床式のガス化焼却炉３に定量ずつ投入される。そし
て、ガス化焼却炉３内では、分散管から供給される分散
用空気により流動化された層材中で緩慢還元燃焼されて
可燃ガスやチャー、固形炭素分などの未燃分を含む熱分
解ガスが生成される。そして、この熱分解ガスがガス化
溶融炉１の燃焼溶融室１ａに導入されて燃焼空気により
高温燃焼され、熱分解ガスに同伴された灰などが加熱さ
れて溶融スラグが生成される。そしてこの燃焼排ガスが
溶融室１ｂに導入されて壁面などに接触され、さらに上
方に迂回されることにより、排ガスに同伴された溶融ス
ラグが捕捉される。

【００２５】燃焼排ガスは二次燃焼室１ｃに導入されて
二次空気により完全燃焼された後、二次燃焼室１ｃから
冷却塔、空気予熱器、調温塔およびバグフィルターに導
入され、熱回収と有害物や塵埃の除去が施されて大気中
に排出される。前記溶融室１ｂで捕捉されて回収された
溶融スラグは、スラグ排出口４からスラグ排出室５を介
してスラグ冷却装置６の冷却水槽６ａに投入されて水砕
スラグが生成される。

【００２６】本発明に係るスラグ排出監視装置１１は、
スラグ排出口４における溶融スラグの排出状態を良好に
保持するためのもので、スラグ排出室５からスラグ排出
口４における溶融スラグの排出状態を撮像する撮像装置
である監視カメラ（CCDカメラ）１２と、監視カメラ１
２により得られた画像データに基づいて告知手段１４や
固化スラグ除去手段１５を作動させるスラグ排出制御装
置１３とで構成されている。

【００２７】前記スラグ排出制御装置１３には、監視カ
メラ１２により得られた画像データを処理する画像処理
部２１と、処理された画像データからスラグ流下部ＭＳ
や堆積固化スラグを識別する抽出部２２と、スラグ流下
部や堆積固化スラグの状態が異常かどうかを判断する判
別部２３と、該判別部２３の信号に基づいて告知手段１
４や機械式スラグ除去手段９を作動させる出力部２４と
を具備している。

【００２８】前記告知手段１４は、制御室１６に設置さ
れて作業員に異常を知らせる警告ブザー１７と、監視用
画面に異常を表示する表示装置（ＣＲＴ）１８により構
成される。

【００２９】また固化スラグ除去手段１５は、ガス化溶
融炉１の溶融燃焼室１ａ内の温度昇温手段、溶融室１ｂ
内からスラグ排出口４を介して出口側のスラグ排出室に
引き抜くガス量を調整する排出室調温手段７、スラグ排
出室５にスラグ排出口４に対向して配置された固化スラ
グ溶融バーナ８、スラグ排出口４に付着した固化スラグ
を機械的に除去する機械式スラグ除去装置９のうちの少
なくとも１つから選択される。なお、プラズマ式溶融炉
では、電極に供給される電力を上げる。

【００３０】前記温度昇温手段は、温度制御のパラメー
タとして、たとえば．燃焼空気比（減少させると温度
が上がる。）、．燃焼空気の温度、．給塵量（増加
させると温度が上昇する）、．燃焼溶融室１ａの上部
に設置された助燃バーナ１ｄの燃料供給量などがあり、
これらのパラメータの優先順位に従って温度制御を行
い、温度が制御されない場合には優先順位を変更する。

【００３１】前記排出室調温手段７は、スラグ排出室５
から溶融室１ｂの出口側に接続されて排気ファン３１が
介在されたガス導入管３２により構成されており、出力
部２４からの信号により排気ファン３１を作動して、溶
融室１ｂの入口の高温排ガスをスラグ排出口４を介して
スラグ排出室５に導入しガス導入管３２から溶融室１ｂ
の出口側に戻し、高温排ガスによりスラグ排出口４から
排出される溶融スラグを加熱して粘度を低下させ排出を
促進するとともに、堆積固化スラグの生成を防止する。

【００３２】固化スラグ溶融バーナ８は、火炎をスラグ
排出口４に吹き付けて堆積固化スラグを溶融する。機械
式スラグ除去装置９は、たとえば図１に示すように、油
圧または空気圧シリンダにより駆動されるハンマーをス
ラグ排出口４下部の背面壁または側面壁に配置し、スラ
グ排出口４から垂れ下がって固化した堆積固化スラグを
打砕して落下させ、除去するものである。

【００３３】次にスラグ排出制御装置１３の具体的な処
理動作について説明する。前記画像処理部２１では、監
視カメラ１２からの出力されたＲＧＢアナログデータを
デジタル化してＲＧＢ別のデータにそれぞれ分離する。
そして抽出部２２では、出力されたカラーごとに抽出さ
れた画素Ｒ_x,y，Ｇ_x,y，Ｂ_x,yが閾値（Ｒ₁〜Ｒ₂、Ｇ₁〜
Ｇ₂、Ｂ₁〜Ｂ₂）内にあるかどうかを判断し（Ｒ₁＜Ｒ
_x,y＜Ｒ₂、Ｇ ₁＜Ｇ_x,y＜Ｇ₂、Ｂ₁＜Ｂ_x,y＜Ｂ₂）、流下
スラグ部ＭＳまたは堆積固化スラグＤＳの閾値に基づい
て、それぞれの画素を流下スラグ部ＭＳか、堆積固化ス
ラグＤＳか、その他の部分かを判断する。なお、添え字
ｘ，ｙは二次元画像の画素位置の座標を示す。

【００３４】判別部２３では、下記の複数の処理〜
のうちの１つまたは複数が選択され、出力部２４に警告
信号を指示する信号が出力される。．図３（ａ）（ｂ）に示すように、画像４１，４２上
で特定された流下スラグ部ＭＳが２本以上認められる
か、または流下スラグ部ＭＳに途中から分離された枝別
れが認められた場合。

【００３５】スラグ排出口４やその下流側近傍に堆積固
化スラグＤＳが大きく成長すると、溶融スラグの流れが
阻害されて２つに分離されたり、または途中で分離され
る枝別れが生じる。この流下スラグ部ＭＳの分離または
枝別れを判定することにより、堆積固化スラグＤＳの成
長状態とスラグ排出口４の閉塞の可能性を判断すること
ができる。

【００３６】なお、この判別部２３で識別されるデータ
は、流下スラグ部ＭＳとその他の部分のエッジデータ
（線データ）であっても、流下スラグ部ＭＳの形状と位
置を示すマトリックス（面データ）であってもよい。ま
た、これらデータは時系列上で比較され、撮像時と所定
時間経過後の撮像時の２回の判断結果、またはそれぞれ
所定時間をおいた撮像時の複数の判断結果が、２本以上
の流下スラグ部ＭＳまたは／および流下スラグ部ＭＳの
枝別れがそれぞれ認められた場合に、スラグ排出口４に
閉塞の危険があると判断される。なお、エッジデータの
場合には、蓄積する場合のデータ量も少なく、処理も短
時間ですむという利点がある。

【００３７】．画像上で特定された流下スラグ部ＭＳ
に、折れ曲がりや傾斜、拡張が認められた場合。スラグ
排出口４やその下流側近傍に堆積固化スラグＤＳが大き
く成長すると、溶融スラグの流れが阻害されて真下に流
下するのではなく、流れ方向が傾斜したり、途中で折れ
曲がったり、広がったりする。これら折れ曲がりや拡張
は、流下スラグ部ＭＳそのものの形状を判定する他に、
正常な排出状態が維持できると認められる正常な基準流
下領域から流下スラグ部ＭＳがはみ出す面積を検出する
ことにより、流下スラグ部ＭＳの折れ曲がりや傾斜、拡
張を判断するができ、堆積固化スラグＤＳの成長による
スラグ排出口４の閉塞の可能性を判断することができ
る。

【００３８】したがって、ここでの判断手法としてａ．
経路検出手法とｂ．面検出手法が採用される。ａ．経路検出手法は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、
画像４３上の検出領域４３ａ内で、上下方向に一定間隔
ごとに水平方向に沿うエッジ部の画素位置から、流下ス
ラグ部ＭＳの中心位置をプロットする。そして最上位置
の中心点Ｐ１と最下位置の中心点Ｐｎとを結ぶ中線Ｌｖ
を求める。そして（ｉ）同様に中心点Ｐ１〜Ｐｎまでを
それぞれ結ぶ線分の傾きが閾値を越える場合に折れ曲が
りがあると判断する。（ii）中線Ｌｖから各中心点Ｐ２
〜Ｐn-1までの垂線の距離Ｈ２〜Ｈｎ−１を求め、最大
距離Ｈmaxが閾値を越えている場合に、折れ曲がりがあ
ると判断する。

【００３９】ｂ．領域検出手法は、図５（ａ）（ｂ）に
示すように、画像４４上の検出領域４４ａ内で正常に溶
融スラグが流下される基準流下領域ＳＤを予め設定して
おき、この基準流下領域ＳＤからはみ出した検出領域４
４ａ内の流下スラグ部ＭＳの面積（ａおよびｂ）を求め
て、この面積ａ＋ｂが閾値以上となった場合に、流下ス
ラグ部ＭＳの傾斜や拡張があると判断する。

【００４０】もちろん経路検出手法および領域検出手法
とも、この場合、時系列上の複数回の撮像画像の判断結
果で、流下スラグ部ＭＳの折れ曲がりや傾斜、拡張が確
認された場合に、スラグ排出口４に閉塞の危険があると
判断される。

【００４１】．画像上で識別された堆積固化スラグＤ
Ｓの面積を判断する。図６に示すように、画像４５上に
は、光度やＲＧＢ色彩強度の閾値により、壁面やスラグ
排出口４、流下スラグ部ＭＳと異なる堆積固化スラグＤ
Ｓが識別される。この堆積固化スラグＤＳはスラグ排出
口４の下部につらら状に垂れ下がって成長するため、所
定の大きさ以上に成長すると、溶融スラグの排出状態が
悪化する。この対策として、画像４５上の検出領域４５
ａから一点鎖線のハッチングで示す堆積固化スラグＤＳ
の面積、または流下スラグ部ＭＳを含む堆積固化スラグ
ＤＳの面積を求めて、検出値が検出値が閾値を越えた場
合にスラグ排出口４の閉塞の可能性を判断する。この場
合、時系列上の複数回の撮像画像の判断結果で堆積固化
スラグＤＳの成長が確認されると、スラグ排出口４に閉
塞の危険があると判断される。

【００４２】．時系列上の画像で識別された流下スラ
グ部ＭＳから溶融スラグの流下速度を求め、流下速度が
設定速度以下となった時に、溶融スラグの温度低下によ
り粘度が増加したと判断する。

【００４３】燃焼溶融室１ａや溶融室１ｂの温度が低下
して溶融スラグの温度が低下すると、粘度が増大して流
動性が低下し、溶融スラグが排出しにくくなるととも
に、スラグ排出口４に堆積固化スラグＤＳが成長しやす
く、スラグ排出口４の閉塞の可能性を判断する。

【００４４】溶融スラグの流下速度の検出手法は、図７
（ａ）（ｂ）に示すように、画像４６上の流下スラグ部
ＭＳから特定の領域（基準検索ブロック）を抽出し、こ
の特定領域が所定時間経過後にどこに有るかをマッチン
グにより特定して、速度を演算するもので、ａ〜ｃに説
明する。

【００４５】ａ．時刻ｔにおける画像４６上の流下スラ
グ部ＭＳに、たとえば縦×横の長方形の第１処理領域Ｅ
１を設定するとともに、この第１処理領域Ｅ１内で検出
する検索ブロックの大きさを設定し、第１処理領域Ｅ１
内で区画されるすべての検索ブロックについて、すべて
の画素の光度やＲＧＢ色彩強度などから選択された選択
値の分布を調べて、分布における分散値が最も大きい
（選択値の変化がもっとも大きい特徴のあるもの）検索
ブロックを基準検索ブロックＦ１とする。

【００４６】ｂ．時刻ｔ＋ｎにおける画像４７上に、前
記第１処理領域Ｅ１から下方および両側に広がる第２処
理領域Ｅ２を設定するとともに、第２処理領域Ｅ２内で
前記検索ブロックと同じ大きさの検索ブロックを順次抽
出し、各検索ブロックにおいて、各画素の選択値と、基
準検索ブロックＦ１内の同一位置にある画素との差（絶
対値）を演算することにより、この絶対値がもっとも小
さい（選択値の分布状態がもっとも似た）検索ブロック
を対応検索ブロックＦ２とする。

【００４７】ｃ．基準検索ブロックＦ１から対応検索ブ
ロックＦ２までの距離を演算し、撮像までの経過時間ｎ
から溶融スラグの流下速度を求める。以上のようにして
求めた溶融スラグの流下速度を時系列的に比較し、閾値
を越える流下速度の低下や、溶融スラグの流下速度が設
定値以下になると、スラグ排出口４が閉塞される恐れが
あると判断する。

【００４８】上記実施の形態によれば、監視カメラ１２
により得られたスラグ排出口４近傍の画像をスラグ排出
制御装置１１で処理し、識別された流下スラグ部ＭＳが
分離や枝別れしていないか、折れ曲がりが発生していな
いか、または正常な流下範囲から逸脱していないか、さ
らに流下速度が低下していないかなどの異常を監視し、
異常が発生していると判断した場合には、告知手段１４
である表示装置１８にその旨を表示するとともに、警告
ブザー１７を鳴らして監視員に知らせる。同時に、固化
スラグ除去手段１５である排出室調温装置７、固化スラ
グ溶融バーナ８および機械式スラグ除去装置９から選択
された１つまたは複数を作動させるので、スラグ排出状
態の異常を適確に判断して、堆積固化スラグＤＳを除去
して成長を防止することができ、スラグ排出口４の閉塞
といった異常事態を回避できて長時間の安定した運転が
可能となる。

【００４９】なお、上記実施の形態では、廃棄物を焼
却、溶融処理するガス化炉設備について説明したが、他
のプラズマ式やバーナー式などの廃棄物溶融炉や石炭ガ
ス化炉のようにスラグを排出するものであっても、同様
に実施できる。

【００５０】

【発明の効果】以上に述べたごとく請求項１または６記
載の発明において、スラグ排出口およびその近傍で、堆
積固化スラグの成長が溶融スラグの流れの障害となっ
て、スラグ流下部が複数本に分離されたり、または途中
で枝別れが生じると、さらに堆積固化スラグが成長して
スラグ排出口を閉鎖するおそれがあるが、上記構成によ
れば、撮像画像からスラグ流下部に分離や枝別れが発生
したのを検出することにより、排出を阻害するおそれが
ある堆積固化スラグの成長状態を判断するので、スラグ
の排出状態を改善して、確実にスラグ排出口の閉塞を防
止でき、溶融炉の長時間の安定した運転が可能となる。

【００５１】請求項２または７記載の発明によれば、ス
ラグ排出口およびその近傍で、堆積固化スラグの成長が
溶融スラグの流れの障害となって、スラグ流下部に折れ
曲がりが生じると、さらに堆積固化スラグが成長してス
ラグ排出口を閉塞するおれがある。しかし、上記構成に
よれば、撮像した画像からスラグ流下部に折れ曲がりが
発生したのを検出して、排出を阻害するおそれがある堆
積固化スラグの成長状態を判断することができ、スラグ
の排出状態を改善してスラグ排出口の閉塞を防止でき、
溶融炉の長時間の安定した運転が可能となる。

【００５２】請求項３または８記載の発明によれば、ス
ラグ排出口およびその近傍で、堆積固化スラグの成長が
溶融スラグの流れの障害となって、スラグ流下部に拡張
や変形が生じると、さらに堆積固化スラグが成長してス
ラグ排出口を閉塞するおれがある。上記構成によれば、
撮像した画像からスラグ流下部が拡張や変形するのを検
出して、排出を阻害する堆積固化スラグの成長を正確に
判断するので、スラグの排出状態を改善して確実にスラ
グ排出口の閉塞を防止できて、溶融炉の長時間の安定し
た運転が可能となる。

【００５３】請求項４または９記載の発明によれば、ス
ラグ排出口およびその近傍で、溶融スラグが冷却されて
固化付着して堆積し堆積固化スラグが成長すると、溶融
スラグの流れの障害となり、さらに成長するとスラグ排
出口を閉塞するおそれがある。上記構成によれば、撮像
した画像から堆積固化スラグを直接検出することによ
り、排出を阻害する堆積固化スラグを除去する時期を正
確に判断することができ、未然にスラグ排出口の閉塞を
防止できて、溶融炉の長時間の安定した運転が可能とな
る。

【００５４】請求項５または１０記載の発明によれば、
スラグ排出口およびその近傍で、堆積固化スラグが成長
すると溶融スラグが塞き止められて流下速度が減速され
るが、上記構成によれば、画像からスラグ流下部の流下
速度を検出することにより、正確にスラグの排出状態と
堆積固化スラグの成長状態を判断することができ、スラ
グ排出口の閉塞を未然に防止できて、溶融炉の長時間の
安定した運転が可能となる。

【００５５】請求項１１記載のスラグ排出監視装置によ
れば、堆積固化スラグの成長によりスラグ排出口が閉塞
される恐れがあるという適切な時期に、溶融炉の炉内温
度昇温手段、排出室調温手段、固化スラグ加熱バーナー
および機械式スラグ除去装置により、スラグ排出口およ
びその近傍に付着長した堆積固化スラグを除去すること
ができ、安定した長時間の溶融炉の運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る溶融炉のスラグ排出監視装置の実
施の形態を示す構成図である。

【図２】同溶融炉を備えた廃棄物のガス化炉設備を示す
全体構成図である。

【図３】同スラグ排出監視装置の監視カメラで撮像した
処理画像を示し、（ａ）は分離した流下スラグ部を示す
図、（ｂ）は枝別れした流下スラグ部を示す図である。

【図４】同スラグ排出監視装置の監視カメラで撮像した
処理画像を示し、（ａ）（ｂ）はそれぞれ流下スラグ部
の折れ曲がりの検出を説明する図である。

【図５】同スラグ排出監視装置の監視カメラで撮像した
処理画像を示し、（ａ）（ｂ）はそれぞれ流下スラグ部
の拡張状態の検出を説明する図である。

【図６】同スラグ排出監視装置の監視カメラで撮像した
処理画像を示し、堆積固化スラグの検出を説明する図で
ある。

【図７】同スラグ排出監視装置の監視カメラで撮像した
処理画像を示し、（ａ）（ｂ）はそれぞれ流下速度を検
出する説明図である。

【符号の説明】

ＭＳ流下スラグ部ＤＳ堆積固化スラグ１ガス化溶融炉１ａ燃焼溶融室１ｂ溶融室１ｃ二次燃焼室３ガス化焼却炉４スラグ排出口５スラグ排出室６スラグ冷却装置７排出室調温装置８固化スラグ溶融バーナ９機械式スラグ除去装置１１スラグ排出監視装置１２監視カメラ１３スラグ排出制御装置１４告知手段１５固化スラグ除去手段１７警告ブザー１８表示装置２１画像処理部２２抽出部２３判別部２４出力部

フロントページの続き (72)発明者伊藤恵二大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号日立造船株式会社内Ｆターム(参考） 3K061 AA23 AB03 AC01 AC03 AC20 BA01 CA01 DB01 NB03 NB15 4D004 AA36 AA37 AA43 AA46 CA28 CA29 DA01 DA02 DA06 4K055 AA00 JA17 LA27

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融炉で被溶融物を加熱溶融して溶融スラ
グを生成し、溶融炉に形成されたスラグ排出口から前記
溶融スラグを排出するに際し、前記スラグ排出口から流下される溶融スラグを撮像し
て、その画像から抽出されたスラグ流下部に、複数本の
分離または枝別れを確認した時に、スラグ排出口を閉塞
するおそれがある堆積固化スラグが生成されたと判断し
て、作業員に告知するか、または/および固化スラグ除
去手段を作動させることを特徴とする溶融炉のスラグ排
出監視方法。
【請求項２】溶融炉で被溶融物を加熱溶融して溶融スラ
グを生成し、溶融炉に形成されたスラグ排出口から前記
溶融スラグを排出するに際し、前記スラグ排出口から流下される溶融スラグを撮像し
て、その画像から抽出されたスラグ流下部に折れ曲がり
が確認できた時に、スラグ排出口を閉塞するおそれがあ
る堆積固化スラグが生成されたと判断して、作業員に告
知するか、または/および固化スラグ除去手段を作動さ
せることを特徴とする溶融炉のスラグ排出監視方法。
【請求項３】溶融炉で被溶融物を加熱溶融して溶融スラ
グを生成し、溶融炉に形成されたスラグ排出口から前記
溶融スラグを排出するに際し、前記スラグ排出口から流下される溶融スラグを撮像し
て、その画像から溶融スラグ流下部を抽出し、予め設定
された基準流下領域から前記スラグ流下部がはみ出す面
積が所定以上になった時に、スラグ排出口が閉塞される
おそれがある堆積固化スラグが生成されたと判断して、
作業員に告知するか、または/および固化スラグ除去手
段を作動させることを特徴とする溶融炉のスラグ排出監
視方法。
【請求項４】溶融炉で被溶融物を加熱溶融して溶融スラ
グを生成し、溶融炉に形成されたスラグ排出口から前記
溶融スラグを排出するに際し、前記スラグ排出口から流下される溶融スラグを撮像し
て、その画像からスラグ流下部近傍に形成される堆積固
化スラグを判別し、前記堆積固化スラグの面積が所定以
上になった時に、スラグ排出口が閉塞されるおそれがあ
ると判断して、作業員に告知するか、または/および固
化スラグ除去手段を作動することを特徴とする溶融炉の
スラグ排出監視方法。
【請求項５】溶融炉で被溶融物を加熱溶融して溶融スラ
グを生成し、溶融炉に形成された排出口から前記溶融ス
ラグを排出するに際し、前記スラグ排出口から流下される溶融スラグを撮像し
て、その画像からスラグ流下部の流下速度を求め、前記
流下速度が所定速度以下となった時に、スラグ排出口が
閉塞されるおそれがあると判断して、作業員に告知する
か、または/および固化スラグ除去手段を作動すること
を特徴とする溶融炉のスラグ排出監視方法。
【請求項６】被溶融物が加熱溶融されて生成されスラグ
排出口から排出される溶融スラグを撮像装置により撮影
し、この画像に基づいて溶融スラグの排出状態を監視す
る溶融炉のスラグ排出監視装置において、前記画像からスラグ流下部を識別する抽出部と、前記ス
ラグ流下部が複数本に分離または枝別れしているかどう
かを判断する判別部と、該判別部がスラグ流下部の分離
または枝別れを判断した時に、告知手段および固化スラ
グ除去手段の少なくとも一方を作動させる出力部とを備
えたスラグ排出制御装置を設けたことを特徴とする溶融
炉のスラグ排出監視装置。
【請求項７】被溶融物が加熱溶融されて生成されスラグ
排出口から排出される溶融スラグを撮像装置により撮影
し、この画像に基づいて溶融スラグの排出状態を監視す
る溶融炉のスラグ排出監視装置において、前記画像からスラグ流下部を識別する抽出部と、前記ス
ラグ流下部に折れ曲がりがあるかどうかを判断する判別
部と、該判別部が折れ曲がりを確認した時に、告知手段
および固化スラグ除去手段の少なくとも一方を作動する
出力部とを備えたスラグ排出制御装置を設けたことを特
徴とする溶融炉のスラグ排出監視装置。
【請求項８】被溶融物が加熱溶融されて生成されスラグ
排出口から排出される溶融スラグを撮像装置により撮影
し、この画像に基づいて溶融スラグの排出状態を監視す
る溶融炉のスラグ排出監視装置において、前記スラグ排出口から流下される溶融スラグを撮像し
て、その画像からスラグ流下部を識別する抽出部と、予
め設定された基準流下領域からスラグ流下部がはみ出す
面積を検出する判別部と、該判別部によりスラグ流下部
が基準流下領域からはみ出す面積が所定以上になった時
に、告知手段および固化スラグ除去手段の少なくとも一
方を作動する出力部を備えたスラグ排出制御装置を設け
たことを特徴とする溶融炉のスラグ排出監視装置。
【請求項９】被溶融物が加熱溶融されて生成されスラグ
排出口から排出される溶融スラグを撮像装置により撮影
し、この画像に基づいて溶融スラグの排出状態を監視す
る溶融炉のスラグ排出監視装置において、前記画像からスラグ流下部の近傍に形成される堆積固化
スラグを識別する抽出部と、前記堆積固化スラグの面積
を求める判断部と、該判断部で堆積固化スラグが所定面
積以上となった時に、告知手段および固化スラグ除去手
段の少なくとも一方を作動する出力部を備えたスラグ排
出制御装置を設けたことを特徴とする溶融炉のスラグ排
出監視装置。
【請求項１０】被溶融物が加熱溶融されて生成されスラ
グ排出口から排出される溶融スラグを撮像装置により撮
影し、この画像に基づいて溶融スラグの排出状態を監視
する溶融炉のスラグ排出監視装置において、前記画像からスラグ流下部を識別する抽出部と、前記画
像からスラグ流下部の流下速度を検出する判断部と、該
判断部で流下速度が所定速度以下となった時に、告知手
段および固化スラグ除去手段の少なくとも一方を作動す
る出力部とを備えたスラグ排出制御装置を設けたことを
特徴とする溶融炉のスラグ排出監視装置。
【請求項１１】固化スラグ除去手段は、溶融炉の炉内温
度昇温手段、溶融炉内からスラグ排出口を介して出口側
のスラグ排出室に引き抜くガス量を調整する排出室調温
手段、スラグ排出口に対向して配置されて火炎により固
化スラグを溶融可能な固化スラグ加熱バーナー、スラグ
排出口に付着した固化スラグを除去する機械式スラグ除
去装置の少なくとも１つから選択されることを特徴とす
る請求項６乃至１０のいずれかに記載の溶融炉のスラグ
排出監視装置。