JP2016050209A - Slag monitor device and method for coal gasifier - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve slag evaluation accuracy.SOLUTION: A slag monitor device comprises: an imaging part 101 for imaging the vicinity of a slag hole 3 from which molten slag exits, and the vicinity of a water face 5H of cooling water where the slag exited from the slag hole 3 falls, and acquires respective images; a ridge line detection part 102 for using a water jet algorithm to the respective images, and detecting a ridge line estimated as a slag falling line; an illuminance information acquisition part 103 for acquiring illumination information from plural detection lines provided in a direction crossing the slag falling line, in a predetermined region of the respective images; and a falling line determination part 104 for determining that the ridge line is the slag falling line, and outputting a number of the slug falling lines in the predetermined region, when illumination difference between the illumination information on a cross point between the ridge line and respective detection lines, and illumination information in the vicinity of the cross point along the respective detection lines is equal to or more than a first threshold.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、石炭ガス化炉のスラグ監視装置及び方法に関するものである。   The present invention relates to a slag monitoring apparatus and method for a coal gasifier.

例えば、石炭をガス化して得られる石炭ガスによりガスタービンを駆動して発電する石炭ガス化複合発電(IGCC;Integrated coal Gasification Combined Cycle)システムは、石炭をガス化するための石炭ガス化炉が使用される。
石炭ガス化炉は、下部のコンバスタ部(燃焼室)と上部のリダクタ部(ガス化室)の2段構成になっており、コンバスタ部では、投入された微粉炭とチャーが燃焼しながら旋回流をつくり、リダクタ部へと上昇するが、この時微粉炭やチャーに含まれている灰の成分は、高温の熱により溶融し、遠心力によって炉の水冷壁に付着し、溶融スラグとなって炉の底に流れ落ちる。溶融スラグは、コンバスタ部の底のスラグホールから、水が溜められたスラグホッパ内に落下して急速に冷やされ、ガラス状のスラグとなって炉外へ排出される。
For example, an integrated coal gasification combined cycle (IGCC) system that generates power by driving a gas turbine with coal gas obtained by gasification of coal is used by a coal gasification furnace to gasify coal. Is done.
The coal gasifier has a two-stage structure consisting of a lower combustor section (combustion chamber) and an upper reductor section (gasification chamber). In the combustor section, the pulverized coal and char are combusted while burning. The ash component contained in the pulverized coal and char is melted by high-temperature heat and adheres to the water-cooled wall of the furnace by centrifugal force, forming molten slag. It flows down to the bottom of the furnace. The molten slag falls from the slag hole at the bottom of the combustor portion into the slag hopper in which water is stored and is rapidly cooled to be discharged into the outside as a glassy slag.

スラグの固化によるスラグホールの閉塞やスラグの流動の不安定化を回避することは、石炭ガス化炉の運転において重要であり、石炭ガス化炉を正常に運転するためにスラグの排出状況の監視が行われている。
下記特許文献1では、滴下するスラグを画像で捕え、画像処理によりスラグの滴下頻度及びスラグ滴の堆積を測定してスラグの流下量を算出してスラグ滴下状態及び炉状態を診断する技術が記載されている。
下記特許文献2では、視覚センサと音響センサの組み合わせによって判定を行い、炉内全体のスラグ動態監視評価を行うことが記載されている。
Avoiding slag hole clogging and slag flow destabilization due to slag solidification is important in the operation of coal gasifiers, and monitoring the slag discharge status in order to operate coal gasifiers normally. Has been done.
The following Patent Document 1 describes a technique for diagnosing a slag dripping state and a furnace state by capturing slag to be dripped with an image, measuring slag dripping frequency and slag drop accumulation by image processing, and calculating a slag flow amount. Has been.
In the following Patent Document 2, it is described that determination is performed by a combination of a visual sensor and an acoustic sensor, and slag dynamic monitoring evaluation of the entire furnace is performed.

特開平1−24894号公報JP-A-1-24894 特開平7−34075号公報JP 7-34075 A

ところで、映像等によってスラグ監視をする場合、実証機を長期運用することにより炉内燃焼状況(全体的に明るい、暗い等)の変化や、機器の経年劣化、監視窓の汚れなどが生じるため、画像のレベル低下や画像が不鮮明な状況となり、スラグの認識率が悪くなり、検出精度が低下するという問題があった。
しかしながら従来の方法では、画像レベルが低下したり、画像にボケが生じたりした場合の対処はなされておらず、スラグの認識率が悪くなることを解決できなかった。
By the way, when monitoring slag with images, etc., long-term operation of the demonstrator will cause changes in the combustion status in the furnace (overall bright, dark, etc.), aging of the equipment, dirt on the monitoring window, etc. There is a problem that the level of the image is lowered or the image is unclear, the slag recognition rate is deteriorated, and the detection accuracy is lowered.
However, in the conventional method, no countermeasure is taken when the image level is lowered or the image is blurred, and the problem that the slag recognition rate is deteriorated cannot be solved.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、スラグ評価精度を向上させる石炭ガス化炉のスラグ監視装置及び方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the slag monitoring apparatus and method of a coal gasification furnace which improve slag evaluation precision.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、それぞれ撮像画像を取得する撮像手段と、各前記撮像画像に対してウォーターシェッドアルゴリズムを用い、前記スラグの落下筋として推定される稜線を検出する稜線検出手段と、各前記撮像画像の所定領域において、推定される前記スラグの落下筋と交差する方向に設けられる複数の検出ラインから輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、前記稜線と各前記検出ラインとの交点の前記輝度情報と、各前記検出ラインに沿った前記交点の近傍の前記輝度情報との輝度差が、第1閾値以上である場合に、前記稜線は前記スラグの落下筋であると判定する落下筋判定手段とを具備する石炭ガス化炉のスラグ監視装置を提供する。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following means.
The present invention images the vicinity of the slag hole where the molten slag flows out, and the vicinity of the water surface of the cooling water where the slag that flows out of the slag hole falls, and obtains each captured image, On the other hand, using a watershed algorithm, a ridge line detecting means for detecting a ridge line estimated as a drop line of the slag, and a predetermined region of each captured image are provided in a direction crossing the estimated drop line of the slag. Luminance information acquisition means for acquiring luminance information from a plurality of detection lines, luminance information of intersections between the ridge lines and the detection lines, and luminance information of the luminance information in the vicinity of the intersections along the detection lines When the difference is greater than or equal to the first threshold value, the ridgeline is provided with a falling streak determining means for determining that the ridgeline is a falling streak of the slag. To provide a grayed monitoring device.

本発明の構成によれば、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及びスラグホールから流出したスラグが落下する冷却水の水面近傍が撮像されたそれぞれの撮像画像に対して、ウォーターシェッドアルゴリズムを用いてスラグの落下筋として推定される稜線が検出され、撮像画像の所定領域において、推定されるスラグの落下筋と交差する方向に設けられる複数の検出ラインから、検出ライン上の輝度情報が取得される。ウォーターシェッドアルゴリズムから検出された稜線と検出ラインとの交点の輝度情報と、該交点の近傍の輝度情報との輝度差が、第1閾値以上である場合に、当該稜線はスラグの落下筋であると判定される。   According to the configuration of the present invention, the watershed algorithm is used for each captured image in which the vicinity of the slag hole where the molten slag flows out and the vicinity of the cooling water where the slag flowing out of the slag hole falls are imaged. The ridge line estimated as the slag fall streak is detected, and brightness information on the detection line is acquired from a plurality of detection lines provided in a direction intersecting the estimated slag fall streak in a predetermined region of the captured image. The If the luminance difference between the luminance information at the intersection of the ridge line detected from the watershed algorithm and the detection line and the luminance information in the vicinity of the intersection is equal to or greater than the first threshold value, the ridge line is a slag falling line. It is determined.

ウォーターシェッドアルゴリズムは、輝度の変化により領域分割するので雑音や影などの微細な変化に対しても領域分割され、スラグの落下筋以外の箇所でも稜線が検出されることもあるが、本発明は、ウォーターシェッドアルゴリズムによる稜線検出に加え、所定領域の検出ライン毎に取得される輝度情報を組み合わせて判定するので、より正確にスラグを判定できる。   Since the watershed algorithm divides the region according to the change in luminance, the region is divided even for minute changes such as noise and shadows, and the ridgeline may be detected in places other than the slag falling streaks. In addition to edge detection by the watershed algorithm, determination is made by combining luminance information acquired for each detection line in a predetermined area, so that slag can be determined more accurately.

上記石炭ガス化炉のスラグ監視装置の前記落下筋判定手段は、前記交点の近傍の前記輝度情報を、前記交点から前記検出ラインに沿って第1所定間隔離れた第1座標から、該第1座標から前記検出ラインに沿って第2所定間隔離れた第2座標までの区間の輝度の平均値とすることとしてもよい。   The falling streak determining means of the slag monitoring device for the coal gasification furnace is configured to obtain the luminance information in the vicinity of the intersection from a first coordinate that is separated from the intersection by a first predetermined interval along the detection line. It is good also as setting it as the average value of the brightness | luminance of the area from the coordinate to the 2nd coordinate which left | separated 2nd predetermined spacing along the said detection line.

このように、交点の近傍の輝度情報は、第2所定間隔の区間の輝度平均値を用いることにより、交点との輝度差をより正確なものとして求めることができる。   Thus, the luminance information in the vicinity of the intersection can be obtained as a more accurate luminance difference from the intersection by using the average luminance value of the second predetermined interval.

本発明は、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、それぞれ撮像画像を取得する撮像手段と、各前記撮像画像の所定領域において、前記スラグの落下筋が落下すると推定される方向と交差する方向に設けられる複数の検出ラインから輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、各前記検出ラインの少なくとも一端側から他端側の方向に、前記検出ライン上の隣り合う画素の前記輝度情報を比較し、前記輝度情報の値が下降し始める前記画素をピーク位置として検出するピーク検出手段と、前記ピーク位置から所定画素数連続で前記輝度情報の値が下降した前記画素である指定ドットを検出する指定ドット検出手段と、前記ピーク位置の前記輝度情報と前記指定ドットの前記輝度情報との輝度差が第2閾値以上である場合に、前記ピーク位置を前記スラグの落下筋として判定する落下筋判定手段とを具備する石炭ガス化炉のスラグ監視装置を提供する。   The present invention captures an image of the vicinity of a slag hole through which molten slag flows out and the vicinity of the water surface of the cooling water from which the slag that has flowed out of the slag hole falls, In a predetermined area, luminance information acquisition means for acquiring luminance information from a plurality of detection lines provided in a direction intersecting with a direction in which the falling stripe of the slag is estimated to fall, and at least one end of each of the detection lines from the other end Peak detection means for comparing the luminance information of adjacent pixels on the detection line in the direction of the side and detecting the pixel at which the value of the luminance information starts to fall as a peak position; and a predetermined number of pixels from the peak position Designated dot detection means for detecting designated dots that are the pixels in which the value of the luminance information has decreased continuously; the luminance information at the peak position; Provided is a slag monitoring device for a coal gasification furnace, comprising fall streak judging means for judging the peak position as a fall streak of the slag when a brightness difference between the designated dot and the brightness information is equal to or greater than a second threshold value. To do.

本発明の構成によれば、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホールから流出したスラグが落下する冷却水の水面近傍をそれぞれ撮像して取得された撮像画像の所定領域において、推定されるスラグの落下筋と交差する方向に設けられる複数の検出ラインから輝度情報が取得される。検出ラインの少なくとも一端側から他端側の方向に向かって、検出ライン上の隣り合う画素の輝度情報が比較され、輝度情報の値が下降し始める画素がピーク位置として検出される。検出されたピーク位置から所定画素数連続で輝度情報の値が下降した画素である指定ドットが検出されると、指定ドットの輝度情報とピーク位置の輝度情報との輝度差が比較され、輝度差が第2閾値以上である場合に、当該ピーク位置がスラグの落下筋として判定される。
このように、ピーク位置から所定画素数連続で輝度が下降して指定ドットがあり、かつ、ピーク位置と指定ドットとの輝度差が第2閾値以上である場合に、ピーク位置をスラグ筋であると判定するので、より正確にスラグの落下筋を判定できる。
According to the configuration of the present invention, estimation is performed in a predetermined region of a captured image obtained by imaging the vicinity of the slag hole where the molten slag flows out and the vicinity of the water surface of the cooling water where the slag flowing out of the slag hole falls. Luminance information is acquired from a plurality of detection lines provided in a direction intersecting with the falling stripe of the slag. The luminance information of adjacent pixels on the detection line is compared from at least one end side to the other end side of the detection line, and a pixel whose luminance information value starts to decrease is detected as a peak position. When a designated dot is detected that is a pixel whose luminance information value has fallen continuously for a predetermined number of pixels from the detected peak position, the luminance difference between the luminance information of the designated dot and the luminance information of the peak position is compared. Is equal to or greater than the second threshold value, the peak position is determined as a slag drop streak.
In this way, when there is a designated dot with a predetermined number of pixels continuously decreasing from the peak position and the luminance difference between the peak position and the designated dot is equal to or greater than the second threshold, the peak position is a slag streak. Therefore, it is possible to more accurately determine the slag falling streaks.

上記石炭ガス化炉のスラグ監視装置の前記落下筋判定手段は、前記検出ライン毎に前記スラグの落下筋として判定されたスラグの落下筋の数を計数する計数手段を具備し、前記所定領域において、前記検出ライン毎に計数された前記スラグの落下筋の数のうち最大値を、前記所定領域内の前記スラグの落下筋の数として出力することとしてもよい。   The falling streak determining means of the slag monitoring device of the coal gasification furnace comprises counting means for counting the number of slag falling streaks determined as the slag falling streaks for each detection line, and in the predetermined region The maximum value among the number of falling stripes of the slag counted for each detection line may be output as the number of falling stripes of the slag in the predetermined area.

最大数をスラグの落下筋の数として決定することにより、スラグ数を少なく見積もることがないので、安全側に対処できる。   By determining the maximum number as the number of slag fallen streaks, the number of slags is not underestimated, so the safety side can be dealt with.

本発明は、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、それぞれ撮像画像を取得する撮像手段と、各前記撮像画像の輝度の平均値に応じて設定される二値化レベルを決定する二値化レベル決定手段と、決定された前記二値化レベルによって、前記撮像画像の所定監視対象の各画素を二値化し、前記二値化レベル以上である前記画素をスラグ領域とし、前記スラグ領域の面積を算出する面積算出手段とを具備する石炭ガス化炉のスラグ監視装置を提供する。   The present invention captures an image of the vicinity of a slag hole through which molten slag flows out and the vicinity of the water surface of the cooling water from which the slag that has flowed out of the slag hole falls, A binarization level determining unit that determines a binarization level set according to an average value of luminance, and binarizing each pixel of a predetermined monitoring target of the captured image by the determined binarization level, There is provided a slag monitoring device for a coal gasification furnace comprising an area calculating means for calculating an area of the slag region, wherein the pixel that is equal to or higher than the binarization level is used as a slag region.

本発明の構成によれば、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及びスラグホールから流出したスラグが落下する冷却水の水面近傍をそれぞれ撮像して取得した撮像画像が、輝度の平均値に応じて二値化レベルが設定され、各画素が二値化レベルに基づいて撮像画像が二値化される。二値化された撮像画像の所定監視対象において、二値化レベル以上である画素をスラグ領域として面積が算出される。   According to the configuration of the present invention, the captured images acquired by imaging the vicinity of the slag hole where the molten slag flows out and the vicinity of the water surface of the cooling water where the slag flowing out of the slag hole falls correspond to the average value of the luminance. The binarization level is set, and the captured image is binarized based on the binarization level of each pixel. In a predetermined monitoring target of the binarized captured image, the area is calculated using pixels that are equal to or higher than the binarization level as slag regions.

このように、それぞれの撮像画像の輝度の平均値に応じて二値化レベルを設定するので、スラグホール近傍を撮像した撮像画像と、スラグが落下する水面近傍を撮像した撮像画像とで、それぞれ二値化レベルが設定できる。また、各撮像画像が撮像された状況(バックグラウンドの輝度)に応じて二値化レベルが変化することになるので、固定の二値化レベル値を用いる場合と比較して、撮像画像に応じて、より精度よくスラグ筋を判定できる。   In this way, since the binarization level is set according to the average value of the brightness of each captured image, the captured image capturing the vicinity of the slag hole and the captured image capturing the vicinity of the water surface where the slag falls, respectively. A binarization level can be set. In addition, since the binarization level changes according to the situation (background luminance) where each captured image is captured, it corresponds to the captured image compared to the case where a fixed binarization level value is used. Thus, the slag muscle can be determined with higher accuracy.

本発明は、溶融したスラグが流出するスラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、撮像画像を取得する撮像手段と、前記撮像画像において、前記スラグ毎に設定される所定領域の前記輝度情報の最大値と平均値とに基づいて二値化レベルを決定する二値化レベル決定手段と、決定された前記二値化レベルによって前記所定領域の各画素を二値化し、前記二値化レベル以上である前記画素をスラグ領域とし、前記スラグ領域の面積を算出する面積算出手段とを具備する石炭ガス化炉のスラグ監視装置を提供する。   The present invention is set for each of the slags in an imaging unit that captures an image of the vicinity of the cooling water surface where the slag that has flowed out of the slag hole that flows out of the molten slag falls and acquires the captured image. Binarization level determining means for determining a binarization level based on the maximum value and the average value of the luminance information in the predetermined area, and binarizing each pixel in the predetermined area based on the determined binarization level The present invention provides a slag monitoring apparatus for a coal gasification furnace, comprising: an area calculating means for calculating an area of the slag region, wherein the pixel that is equal to or higher than the binarization level is used as a slag region.

本発明の構成によれば、溶融したスラグが流出するスラグホールから流出したスラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像して取得した撮像画像において、推定されるスラグ毎に設定される所定領域の輝度情報の最大値と平均値とに基づいて二値化レベルが決定され、決定された二値化レベルによって所定領域の各画素を二値化し、二値化レベル以上である画素をスラグ領域とし、スラグ領域の面積が算出される。   According to the configuration of the present invention, in a captured image obtained by capturing an image of the vicinity of the surface of the cooling water from which the slag that has flowed out from the slag hole from which the molten slag flows out, a predetermined region set for each estimated slag is obtained. The binarization level is determined based on the maximum value and the average value of the luminance information, each pixel in the predetermined area is binarized based on the determined binarization level, and pixels that are equal to or higher than the binarization level are defined as slag areas. The area of the slag region is calculated.

本発明によれば、1つの撮像画像に複数のスラグ筋が含まれている場合には、それぞれのスラグ筋に対して異なる所定領域が設定され、所定領域毎に二値化レベルが求められ、二値化が所定領域毎に行われる。これによって、例えば、2つのスラグ筋のうち、一方は明確にスラグ筋が判別(輝度が高い)でき、他方はぼやけている(輝度が低い)ような場合であっても、それぞれの輝度に応じた二値化レベルが設定されるため、正しくスラグ筋の面積算出ができる。   According to the present invention, when a plurality of slag lines are included in one captured image, different predetermined areas are set for the respective slag lines, and a binarization level is obtained for each predetermined area. Binarization is performed for each predetermined area. Thus, for example, one of the two slag streaks can be clearly identified (high brightness) and the other is blurred (low brightness) depending on the brightness of each. Since the binarization level is set, the area of the slug can be calculated correctly.

長期間運転され経年劣化によって監視窓の汚れ等が生じて画像にボケが発生する場合や、複数のスラグがあり撮像手段からそれぞれのスラグまでの距離が異なる(遠近がある)場合等には、一方のスラグに焦点を当てると他方のスラグの認識率が低下するという問題があった。本発明によれば、スラグ筋を含む所定領域に応じて二値化レベルを求めるので、スラグ毎に適切な二値化レベルが設定され、より正確にスラグを判定できる。   When the monitor window is soiled due to deterioration over time due to operating for a long time and the image is blurred, or when there are multiple slags and the distance from the imaging means to each slag is different When focusing on one slag, there was a problem that the recognition rate of the other slag decreased. According to the present invention, since a binarization level is obtained according to a predetermined region including slag streaks, an appropriate binarization level is set for each slag, and slag can be determined more accurately.

上記石炭ガス化炉のスラグ監視装置の前記二値化レベル決定手段は、前記所定領域内の前記輝度情報の最大値と前記所定領域内の前記輝度情報の平均値との差に係数を乗算し、該乗算結果と前記輝度情報の平均値とを加算することにより前記二値化レベルを算出することが好ましい。   The binarization level determination means of the coal gasification furnace slag monitoring device multiplies a difference between a maximum value of the luminance information in the predetermined area and an average value of the luminance information in the predetermined area by a coefficient. It is preferable to calculate the binarization level by adding the multiplication result and the average value of the luminance information.

これにより、所定領域内の輝度状況に応じた二値化レベルが簡便に設定でき、スラグ筋の面積を正確に求めることができる。   Thereby, the binarization level according to the brightness | luminance condition in a predetermined area | region can be set easily, and the area of slug can be calculated | required correctly.

本発明は、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、それぞれ撮像画像を取得する第1過程と、各前記撮像画像に対してウォーターシェッドアルゴリズムを用い、前記スラグの落下筋として推定される稜線を検出する第2過程と、各前記撮像画像の所定領域において、推定される前記スラグの落下筋と交差する方向に設けられる複数の検出ラインから輝度情報を取得する第3過程と、前記稜線と各前記検出ラインとの交点の前記輝度情報と、各前記検出ラインに沿った前記交点の近傍の前記輝度情報との輝度差が、第1閾値以上である場合に、前記稜線は前記スラグの落下筋であると判定する第4過程とを有する石炭ガス化炉のスラグ監視方法を提供する。   The present invention captures the vicinity of the slag hole where the molten slag flows out, and the vicinity of the water surface of the cooling water where the slag that flows out of the slag hole falls, and acquires each captured image, and each of the captured images And a second process of detecting a ridge line estimated as the slag fall streak using a watershed algorithm, and a predetermined region of each captured image provided in a direction intersecting with the estimated slag drop streak The luminance information of the third process of acquiring the luminance information from the plurality of detection lines, the luminance information of the intersection of the ridge line and each of the detection lines, and the luminance information in the vicinity of the intersection along each of the detection lines A slag monitoring method for a coal gasifier having a fourth step of determining that the ridge line is a drop of the slag when the difference is equal to or greater than a first threshold value. .

本発明は、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、それぞれ撮像画像を取得する第1過程と、各前記撮像画像の所定領域において、前記スラグの落下筋が落下すると推定される方向と交差する方向に設けられる複数の検出ラインから輝度情報を取得する第2過程と、各前記検出ラインの少なくとも一端側から他端側の方向に、前記検出ライン上の隣り合う画素の前記輝度情報を比較し、前記輝度情報の値が下降し始める前記画素をピーク位置として検出する第3過程と、前記ピーク位置から所定画素数連続で前記輝度情報の値が下降した前記画素である指定ドットを検出する第4過程と、前記ピーク位置の前記輝度情報と前記指定ドットの前記輝度情報との輝度差が第2閾値以上である場合に、前記ピーク位置を前記スラグの落下筋として判定する第5過程とを有する石炭ガス化炉のスラグ監視方法を提供する。   The present invention captures the vicinity of the slag hole where the molten slag flows out, and the vicinity of the water surface of the cooling water where the slag that flows out of the slag hole falls, and acquires each captured image, and each of the captured images A second process of acquiring luminance information from a plurality of detection lines provided in a direction intersecting with a direction in which the falling stripe of the slag is estimated to fall in the predetermined region, and at least one end of each of the detection lines from the other end A third step of comparing the luminance information of adjacent pixels on the detection line in the direction of the side and detecting the pixel at which the value of the luminance information starts to decrease as a peak position, and a predetermined number of pixels from the peak position A fourth step of detecting a designated dot that is the pixel in which the value of the luminance information has decreased continuously; the luminance information of the peak position; and the luminance information of the designated dot. When the luminance difference is the second threshold or more and provides a slag monitoring method of the coal gasification furnace and a fifth step determines the peak position as dropping muscle of the slag.

本発明は、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、それぞれ撮像画像を取得する第1過程と、各前記撮像画像の輝度の平均値に応じて設定される二値化レベルを決定する第2過程と、決定された前記二値化レベルによって、前記撮像画像の所定監視対象の各画素を二値化し、前記二値化レベル以上である前記画素をスラグ領域とし、前記スラグ領域の面積を算出する第3過程とを有する石炭ガス化炉のスラグ監視方法を提供する。   The present invention captures the vicinity of the slag hole where the molten slag flows out, and the vicinity of the water surface of the cooling water where the slag that flows out of the slag hole falls, and acquires each captured image, and each of the captured images A second step of determining a binarization level set in accordance with an average value of luminance of the image, and binarizing each pixel to be monitored in the captured image according to the determined binarization level; There is provided a slag monitoring method for a coal gasification furnace including a third process of calculating the area of the slag region by setting the pixel that is equal to or higher than a value level as a slag region.

本発明は、溶融したスラグが流出するスラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、撮像画像を取得する第1過程と、前記撮像画像において、前記スラグ毎に設定される所定領域の前記輝度情報の最大値と平均値とに基づいて二値化レベルを決定する第2過程と、決定された前記二値化レベルによって前記所定領域の各画素を二値化し、前記二値化レベル以上である前記画素をスラグ領域とし、前記スラグ領域の面積を算出する第3過程とを有する石炭ガス化炉のスラグ監視方法を提供する。   The present invention is set for each slag in the first process of capturing an image of the vicinity of the surface of the cooling water from which the slag that has flowed out of the slag hole from which the molten slag has flowed out, and acquiring the captured image. A second step of determining a binarization level based on a maximum value and an average value of the luminance information of the predetermined region, and binarizing each pixel of the predetermined region according to the determined binarization level, There is provided a slag monitoring method for a coal gasification furnace, comprising: a third step of calculating an area of the slag region by setting the pixel that is equal to or higher than a binarization level as a slag region.

本発明は、スラグの評価精度を向上できるという効果を奏する。   The present invention has an effect of improving the slag evaluation accuracy.

本発明の第1の実施形態に係るスラグ監視装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the slag monitoring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るウォーターシェッドアルゴリズムを用いて稜線を求める過程で得られる画像の一例である。It is an example of the image obtained in the process of calculating | requiring a ridgeline using the watershed algorithm which concerns on the 1st Embodiment of this invention. スラグホールカメラ及び水面カメラによって得られた画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the image obtained by the slag hall camera and the water surface camera. スラグホール画像及び水面画像の関心領域の検出ラインの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the detection line of the region of interest of a slag hole image and a water surface image. 1つの検出ラインから得られる座標に対する輝度情報を示した図の一例である。It is an example of the figure which showed the luminance information with respect to the coordinate obtained from one detection line. 各検出ラインから検出されたスラグ筋数を一覧表示した図の一例である。It is an example of the figure which displayed as a list the number of slag muscles detected from each detection line. 本発明の第1の実施形態に係るスラグ監視装置の動作フローである。It is an operation | movement flow of the slag monitoring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るスラグ監視装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the slag monitoring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るスラグ監視装置で検出ラインのピーク輝度追跡を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the peak brightness | luminance tracking of a detection line with the slag monitoring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るスラグ監視装置の動作フローである。It is an operation | movement flow of the slag monitoring apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. (a)第1の実施形態に係るスラグ監視装置によって、スラグホールのスラグ筋数を計測した結果と第2の実施形態に係るスラグ監視装置によってスラグ筋数を計測した結果、(b)図11(a)のうち数の多い方をスラグ筋数として出力した結果、(c)従来の方法によってスラグ筋数を計測した結果の比較の図の一例である。(A) The result of measuring the number of slag bars in the slag hole by the slag monitoring apparatus according to the first embodiment and the result of measuring the number of slag bars by the slag monitoring apparatus according to the second embodiment, (b) FIG. It is an example of the figure of the comparison of the result of having output the number of slag muscles among (a) as the number of slag muscles, and (c) measuring the number of slag muscles by the conventional method. (a)第1の実施形態に係るスラグ監視装置によって、水面のスラグ筋数を計測した結果と第2の実施形態に係るスラグ監視装置によってスラグ筋数を計測した結果、(b)図12(a)のうち数の多い方をスラグ筋数として出力した結果、(c)従来の方法によってスラグ筋数を計測した結果の比較の図の一例である。(A) The result of measuring the number of slag muscles on the water surface by the slag monitoring device according to the first embodiment and the result of measuring the number of slag muscles by the slag monitoring device according to the second embodiment, (b) FIG. It is an example of the figure of the comparison of the result of having output the one with many numbers among a) as a slag muscle number, and (c) measuring the number of slag muscles by the conventional method. 本発明の第3の実施形態に係るスラグ監視装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the slag monitoring apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係るスラグ監視装置の二値化レベル決定部が有するFx設定の図の一例である。It is an example of the figure of the Fx setting which the binarization level determination part of the slag monitoring apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention has. 本発明の第3の実施形態に係るスラグ監視装置の動作フローである。It is an operation | movement flow of the slag monitoring apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. (a)本発明の第3の実施形態に係るスラグ監視装置によって、スラグホールのスラグ筋の面積率を算出した結果と、(b)従来の方法によって算出された面積率の結果との比較図の一例である。(A) The comparison figure of the result of having calculated the area rate of the slag streak of a slag hole by the slag monitoring device concerning the 3rd embodiment of the present invention, and the result of (b) the area rate calculated by the conventional method It is an example. (a)本発明の第3の実施形態に係るスラグ監視装置によって、水面のスラグ筋の面積率を算出した結果と、(b)従来の方法によって算出される面積率の結果との比較図の一例である。(A) By the slag monitoring apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, the comparison figure of the result of having calculated the area ratio of the slag streaks of the water surface, and (b) the result of the area ratio calculated by the conventional method It is an example. 本発明の第4の実施形態に係るスラグ監視装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the slag monitoring apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係るスラグ監視装置の動作フローである。It is an operation | movement flow of the slag monitoring apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention. (a)従来の方法によって算出される面積率の結果と、(b)本発明の第3の実施形態に係るスラグ監視装置によって水面のスラグ筋の面積率を算出した結果と、(c)本発明の第4の実施形態に係るスラグ監視装置によって、水面のスラグ筋の面積率を算出した結果との比較図の一例である。(A) the result of the area ratio calculated by the conventional method, (b) the result of calculating the area ratio of the slag streaks on the water surface by the slag monitoring device according to the third embodiment of the present invention, and (c) this It is an example of the comparison figure with the result of having calculated the area ratio of the slag streak of the water surface by the slag monitoring apparatus which concerns on the 4th Embodiment of invention.

以下に、本発明に係る石炭ガス化炉のスラグ監視装置及び方法の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、実施形態の説明においては、本発明の石炭ガス化炉のスラグ監視装置が、石炭ガス化複合発電プラントに適用されるものを想定して説明するが、本発明の石炭ガス化炉のスラグ監視装置は、これに限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of a slag monitoring apparatus and method for a coal gasifier according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the embodiment, the slag monitoring device for a coal gasification furnace of the present invention will be described assuming that it is applied to a combined coal gasification combined power plant. The monitoring device is not limited to this.

〔第1の実施形態〕
図1は、本実施形態に係る石炭ガス化炉のスラグ監視装置100の全体構成図である。
石炭ガス化炉のスラグ監視装置(以下、「スラグ監視装置」という)100は、石炭ガス化炉1において石炭をガス化する過程で発生するスラグの流動状況を監視する装置である。石炭ガス化炉1は、石炭とガス化剤(空気、酸素富化空気、O2等)とが投入され、石炭を燃焼させるコンバスタ1Cと、石炭が投入され、ガス化させるリダクタ1Rと、コンバスタ1Cから排出される溶融スラグを回収するスラグ排出筒4とを含んでいる。
コンバスタ1Cは、スラグタップ2と、スラグホール3とが設けられている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a slag monitoring device 100 for a coal gasification furnace according to the present embodiment.
The slag monitoring device for coal gasification furnace (hereinafter referred to as “slag monitoring device”) 100 is a device that monitors the flow state of slag generated in the process of gasifying coal in the coal gasification furnace 1. The coal gasification furnace 1 is supplied with coal and a gasifying agent (air, oxygen-enriched air, O 2, etc.) and combustor 1C for burning the coal, a reductor 1R for charging and gasifying the coal, and a combustor 1C. And a slag discharge cylinder 4 for collecting the molten slag discharged from the slag.
The combustor 1 </ b> C is provided with a slag tap 2 and a slag hole 3.

コンバスタ1Cは、内部に投入された微粉炭やチャーを燃焼させ、石炭から可燃ガスを発生させるものである。さらに、燃焼後の灰分が溶けた溶融スラグは、コンバスタ1C内で生成される。コンバスタ1Cの内部では旋回流れが形成されるため、溶融スラグはコンバスタ1C本体の内周面に付着して下方のスラグタップ2に向かって流れ落ちる。
スラグタップ2には、燃焼後の灰分が溶融スラグとなって溜まる。スラグタップ2の略中央には、溶融スラグをスラグホッパ(後述する)5の冷却水に導くスラグホール3が配置されている。
The combustor 1 </ b> C burns pulverized coal and char introduced therein to generate combustible gas from the coal. Furthermore, the molten slag in which the ash content after combustion is melted is generated in the combustor 1C. Since a swirl flow is formed inside the combustor 1C, the molten slag adheres to the inner peripheral surface of the combustor 1C main body and flows down toward the lower slag tap 2.
The slag tap 2 accumulates the ash after combustion as molten slag. A slag hole 3 that guides the molten slag to cooling water of a slag hopper (described later) 5 is disposed in the approximate center of the slag tap 2.

スラグタップ2は、コンバスタ1Cの下方に配置される円錐状の部材であって、コンバスタ1C本体の中央に向かって下方に傾く面を有する。このように構成することで、コンバスタ1Cから流れ落ちてきた溶融スラグはコンバスタ1C本体の中央のスラグホール3に導かれる。
スラグホール3は、スラグタップ2からスラグホッパ5の冷却水に溶融スラグを導くものであり、スラグホール3の縁には、堰と、排出されるスラグの流出を案内する溝(流出案内溝)が複数(例えば2つ、180度間隔で対向する位置)形成される。流出案内溝の断面積は、2条のスラグ流が定常的に流下するように設計されている。
The slag tap 2 is a conical member disposed below the combustor 1C, and has a surface inclined downward toward the center of the combustor 1C main body. By comprising in this way, the molten slag which flowed down from combustor 1C is guide | induced to the slag hole 3 of the center of the combustor 1C main body.
The slag hole 3 guides molten slag from the slag tap 2 to the cooling water of the slag hopper 5, and at the edge of the slag hole 3 is a weir and a groove (outflow guide groove) for guiding the outflow of discharged slag. A plurality (for example, two, positions facing each other at an interval of 180 degrees) are formed. The cross-sectional area of the outflow guide groove is designed so that two slag flows steadily flow down.

溶融スラグは、石炭ガス化炉1の運転状態、つまり、コンバスタ1Cの内部条件によって、連続して冷却水中に落下したり、断続的に落下したりする。
スラグ排出筒4は、図1に示すように、石炭ガス化炉1の下方(鉛直方向側)に設けられる。スラグ排出筒4の下方には、スラグホッパ5を備えており、スラグホール3から排出された溶融スラグを冷却する冷却水が貯留される。
スラグ排出筒4の下部には、スラグ溜め7が設けられており、スラグホッパ5に落下して固化したスラグ(固化スラグ)8Rが溜められる。
溶融スラグは、スラグホール3から排出されて、スラグホッパ5の冷却水中に堆積され、堆積量が多くなると冷却水の水面5H付近及び水面5Hを超えて堆積される。
The molten slag continuously falls into the cooling water or falls intermittently depending on the operation state of the coal gasification furnace 1, that is, the internal conditions of the combustor 1C.
As shown in FIG. 1, the slag discharge cylinder 4 is provided below the coal gasification furnace 1 (on the vertical direction side). Below the slag discharge cylinder 4, a slag hopper 5 is provided, and cooling water for cooling the molten slag discharged from the slag hole 3 is stored.
A slag reservoir 7 is provided at the lower portion of the slag discharge cylinder 4, and slag (solidified slag) 8 </ b> R that has fallen into the slag hopper 5 and solidified is accumulated.
The molten slag is discharged from the slag hole 3 and accumulated in the cooling water of the slag hopper 5, and when the amount of accumulation increases, the molten slag is accumulated near the water surface 5H and beyond the water surface 5H.

スラグ監視装置100は、例えば、図示しないCPU(中央演算装置)、RAM(Random Access Memory)、コンピュータ読み取り可能な記録媒体等の補助記憶装置、キーボードやディスプレイやスピーカなどの入出力装置、及び外部の機器と通信を行うことにより情報の授受を行う通信装置などを備えている。後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。
具体的には、スラグ監視装置100は、撮像部(撮像手段)101と、稜線検出部(稜線検出手段)102と、輝度情報取得部(輝度情報取得手段)103と、落下筋判定部(落下筋判定手段)104とを備えている。
The slag monitoring device 100 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) (not shown), a RAM (Random Access Memory), an auxiliary storage device such as a computer-readable recording medium, an input / output device such as a keyboard, a display, and a speaker, and an external device. A communication device that exchanges information by communicating with a device is provided. A series of processing steps for realizing various functions to be described later are recorded in a recording medium or the like in the form of a program, and the CPU reads the program into a RAM or the like to execute information processing / arithmetic processing. Thus, various functions described later are realized.
Specifically, the slag monitoring device 100 includes an imaging unit (imaging unit) 101, a ridge line detection unit (ridge line detection unit) 102, a luminance information acquisition unit (luminance information acquisition unit) 103, and a falling line determination unit (falling). Muscle determination means) 104.

撮像部101は、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホール3から流出したスラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、それぞれ撮像画像を取得する。撮像部101は、例えば、カメラを含む。具体的には、撮像部101は、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍を撮像したスラグホール画像を取得するためのスラグホールカメラ11と、スラグホール3から流出したスラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像した水面画像を取得するための水面カメラ12とを含む。   The imaging unit 101 captures the vicinity of the slag hole where the molten slag flows out and the vicinity of the cooling water where the slag flowing out of the slag hole 3 falls, and acquires captured images. The imaging unit 101 includes, for example, a camera. Specifically, the imaging unit 101 includes a slag hole camera 11 for acquiring a slag hole image obtained by imaging the vicinity of the slag hole from which the molten slag flows, and the water surface of the cooling water from which the slag flowing from the slag hole 3 falls. And a water surface camera 12 for acquiring a water surface image of the vicinity.

スラグホールカメラ11は、スラグ排出筒4の側壁の外側に設けられている。スラグホールカメラ11は、スラグ排出筒4の側壁に設けられているスラグホール監視窓を介してスラグホール3及びスラグホール3の近傍(周辺)を撮像し、スラグホール画像を生成する。スラグホール画像は、輝度分布データを含んでおり、スラグホール3の輝度分布データは、スラグホール画像に含まれる各画素の輝度を示すデータで構成されている。   The slag hall camera 11 is provided outside the side wall of the slag discharge tube 4. The slag hole camera 11 images the slag hole 3 and the vicinity (periphery) of the slag hole 3 through the slag hole monitoring window provided on the side wall of the slag discharge cylinder 4 to generate a slag hole image. The slag hole image includes luminance distribution data, and the luminance distribution data of the slag hole 3 includes data indicating the luminance of each pixel included in the slag hole image.

水面カメラ12は、スラグ排出筒4の側壁の外側に設けられている。水面カメラ12は、スラグ排出筒4の側壁に設けられている水面監視窓を介して冷却水の水面5Hを撮像し、水面画像を生成する。水面画像は、輝度分布データを含んでおり、水面5Hの輝度分布データは、水面画像に含まれる各画素の輝度で構成されている。   The water surface camera 12 is provided outside the side wall of the slag discharge cylinder 4. The water surface camera 12 images the water surface 5H of the cooling water through a water surface monitoring window provided on the side wall of the slag discharge cylinder 4, and generates a water surface image. The water surface image includes luminance distribution data, and the luminance distribution data of the water surface 5H is composed of the luminance of each pixel included in the water surface image.

稜線検出部102は、各撮像画像(スラグホール画像及び水面画像)に対してウォーターシェッドアルゴリズム(分水嶺方式、分水界方式)を用い、スラグの落下筋として推定される稜線を検出する。ウォーターシェッドアルゴリズムは、領域分割手法の1つであり、画像の輝度勾配を山に見立て、画像(画素)の輝度値を山の標高、輝度値の極小値、極大値をそれぞれ谷底、尾根とみなし、尾根の位置から水が流れ込む区域を一つの領域として領域分割するアルゴリズムであり、周知の技術である。   The ridge line detection unit 102 detects a ridge line estimated as a drop line of the slag by using a watershed algorithm (a watershed method, a watershed method) for each captured image (slag hole image and water surface image). The watershed algorithm is one of the region segmentation methods. The brightness gradient of the image is regarded as a mountain, the brightness value of the image (pixel) is regarded as the altitude of the mountain, the minimum value of the brightness value, and the maximum value as the valley bottom and the ridge, respectively. This is an algorithm that divides an area where water flows from the position of the ridge into one area, and is a well-known technique.

図2は、ウォーターシェッドアルゴリズムを用いて、スラグホール画像から得られる稜線Xを含む画像の一例である。
具体的には、稜線検出部102は、スラグホールカメラ11及び水面カメラ12から取得される画像(例えば、カラー動画像)を取得すると、取得した各動画像から所定回数(例えば、10回)連続キャプチャして平均画像を作成する。稜線検出部102は、キャプチャされた所定枚数(例えば、10枚)の平均画像を白黒変換して、1枚の白黒画像を生成し、白黒画像をスムージング関数等によって平滑化する。
FIG. 2 is an example of an image including a ridge line X obtained from a slag hole image using the watershed algorithm.
Specifically, when the ridge line detection unit 102 acquires images (for example, color moving images) acquired from the slag hall camera 11 and the water surface camera 12, the ridge line detection unit 102 continues from the acquired moving images a predetermined number of times (for example, 10 times). Capture to create an average image. The ridge line detection unit 102 performs monochrome conversion on a predetermined number (for example, 10) of the captured average images to generate one monochrome image, and smoothes the monochrome image with a smoothing function or the like.

ウォーターシェッドアルゴリズムは、輝度の変化で領域分割するため、雑音や影などの微細な変化に対しても領域分割することになる。結果として過剰分割になるため、過剰分割を防ぐために、雑音や影の影響を軽減するようにスムージング関数等が用いられて予め入力画像に対して平滑化処理が行われている。
稜線検出部102は、スラグホール画像及び水面画像に対してウォーターシェッド処理をする。ウォーターシェッド処理では、設定パラメータをMv(Min variation)値とし、デフォルトを「1」とする。
Since the watershed algorithm divides a region by a change in luminance, the region is divided even by a minute change such as noise or shadow. As a result, since excessive division occurs, smoothing processing is performed on the input image in advance using a smoothing function or the like so as to reduce the influence of noise and shadow in order to prevent excessive division.
The ridge line detection unit 102 performs water shed processing on the slag hole image and the water surface image. In the watershed process, the setting parameter is an Mv (Min variation) value, and the default is “1”.

ウォーターシェッドアルゴリズムでは、Mv値を増加させると、スラグホール画像及び水面画像に設定された関心領域(後述する)の稜線Xが徐々に減少するが、Mv値を1ずつインクリメントしたときに、連続して2回関心領域の稜線数が変化しないときの値を稜線として決定し、処理を終了する。
このようなウォーターシェッドアルゴリズムが適用されることにより、図2に示されるように稜線X(ひび割れのように示されている線)が検出される。
In the watershed algorithm, when the Mv value is increased, the ridge line X of the region of interest (described later) set in the slag hole image and the water surface image gradually decreases, but when the Mv value is incremented by 1, Then, a value when the number of ridge lines of the region of interest does not change twice is determined as a ridge line, and the process is terminated.
By applying such a watershed algorithm, a ridgeline X (a line shown as a crack) is detected as shown in FIG.

ここで、関心領域とは、スラグホール画像及び水面画像に設定される、処理対象となる画像領域である。   Here, the region of interest is an image region to be processed set in the slag hole image and the water surface image.

図3には、スラグホールカメラ11によって取得されたスラグホール画像9Hと、水面カメラ12によって取得された水面画像9Wと、関心領域ROI(Region Of Interest)が示されている。スラグホール画像9Hには、スラグホール3とその近傍(周辺)が含まれており、水面画像9Wには、スラグの筋(以下「スラグ筋」という)が流れ落ちる水面5H近傍が含まれている。   FIG. 3 shows a slag hole image 9H acquired by the slag hole camera 11, a water surface image 9W acquired by the water surface camera 12, and a region of interest ROI (Region Of Interest). The slag hole image 9H includes the slag hole 3 and its vicinity (periphery), and the water surface image 9W includes the vicinity of the water surface 5H where slag lines (hereinafter referred to as “slag lines”) flow down.

スラグホール画像9Hには、関心領域としてROI(1)、ROI(2)、ROI(s)、ROI(SL)が設定され、水面画像9Wには、関心領域としてROI(3)、ROI(4)、ROI(5)、ROI(w)、ROI(WL)が設定される。
スラグの流動状況を監視する場合、スラグホール3から流下するスラグ筋8A、8Bを検出し、着目する。
ROI (1), ROI (2), ROI (s), ROI (SL) are set as the regions of interest in the slag hole image 9H, and ROI (3), ROI (4) as the regions of interest in the water surface image 9W. ), ROI (5), ROI (w), and ROI (WL).
When monitoring the flow state of the slag, the slag muscles 8A and 8B flowing down from the slag hole 3 are detected and focused.

ROI(s)は、スラグホール3及びスラグの流下筋8A,8Bを含む領域とする。具体的には、ROI(s)は、ROI(1)とROI(2)とROI(SL)とを含む領域である。
ROI(1)は、ROI(s)で設定された領域内のスラグホール3と、スラグ筋8A,8Bを含む矩形状領域である。ROI(1)の高輝度部面積及び低輝度部面積を評価パラメータとして算出することにより、スラグ流動判定及びスラグホール監視カメラ窓水洗浄ガイダンスの評価を行える。ROI(1)の高輝度部面積とは、ROI(1)において所定値よりも輝度が高い領域の面積である。また、ROI(1)の低輝度面積とは、ROI(1)において所定値よりも輝度が低い領域の面積である。
ROI (s) is defined as a region including the slag hole 3 and the slag downflow bars 8A and 8B. Specifically, ROI (s) is an area including ROI (1), ROI (2), and ROI (SL).
ROI (1) is a rectangular region including the slag hole 3 and the slag muscles 8A and 8B in the region set by ROI (s). By calculating the high-luminance area and the low-luminance area of ROI (1) as evaluation parameters, it is possible to evaluate slag flow determination and slag hole monitoring camera window water cleaning guidance. The high-luminance area of ROI (1) is the area of a region where the luminance is higher than a predetermined value in ROI (1). The low luminance area of ROI (1) is the area of a region where the luminance is lower than a predetermined value in ROI (1).

ROI(2)は、スラグホール3の開口部の監視域を含む矩形状領域である。ROI(2)の高輝度部面積を評価パラメータとして算出することにより、スラグホール閉塞(スラグ落下注意)及びスラグ溶融バーナ点火ガイダンスの評価を行える。ROI(2)の開口部高輝度面積とは、ROI(2)において所定値よりも輝度が高い領域の面積である。
なお、スラグホール3を撮像するスラグホールカメラ11は、スラグホール3を斜め下から撮像するので、スラグホール画像9Hにおいてスラグホール3は楕円状で示される。
ROI (2) is a rectangular area including the monitoring area of the opening of the slag hole 3. By calculating the high brightness area of the ROI (2) as an evaluation parameter, it is possible to evaluate slag hole blockage (slag drop caution) and slag melting burner ignition guidance. The opening high luminance area of ROI (2) is the area of a region where the luminance is higher than a predetermined value in ROI (2).
In addition, since the slag hole camera 11 which images the slag hole 3 images the slag hole 3 from obliquely below, the slag hole 3 is shown as an ellipse in the slag hole image 9H.

ROI(SL)は、スラグホール3から流下されるスラグ筋を検出する所定領域である。スラグの流動状況を監視する場合に用いられる評価パラメータは、スラグホール3から流下するスラグ筋の本数である。   ROI (SL) is a predetermined area for detecting slag streaks flowing down from the slag hole 3. The evaluation parameter used when monitoring the flow state of the slag is the number of slag lines flowing down from the slag hole 3.

ROI(w)は、水面に落下するスラグ筋を含む領域である。具体的には、ROI(w)は、ROI(3)とROI(4)とROI(5)とROI(WL)とを含む領域である。
ROI(3)は、水面部のスラグ落下状況(例えば、2筋)を含む矩形状領域であり、スラグの流動状況を監視する際に用いられる評価パラメータは、時間域輝度変動量及び低輝度部面積である。時間域輝度変動量とは、ROI(3)において、処理周期毎の輝度の変動量である。また、ROI(3)の低輝度面積とは、ROI(3)において、所定値よりも輝度が低い領域の面積である。
ROI(4)は、水面5Hに落下するスラグ筋2筋のうちの1本(紙面左側;8A)の水面5Hへの突入域を含む領域であり、ROI(5)は、水面5Hに落下するスラグ筋2筋のうちの1本(紙面右側;8B)の水面5Hへの突入域を含む領域である。
ROI (w) is a region including slag streaks falling on the water surface. Specifically, ROI (w) is an area including ROI (3), ROI (4), ROI (5), and ROI (WL).
ROI (3) is a rectangular region including the slag falling situation (for example, two lines) on the water surface, and the evaluation parameters used when monitoring the slag flow situation are the time-domain luminance fluctuation amount and the low luminance part. It is an area. The time domain luminance fluctuation amount is a luminance fluctuation amount for each processing cycle in ROI (3). Further, the low luminance area of ROI (3) is the area of a region where the luminance is lower than a predetermined value in ROI (3).
ROI (4) is an area including the entry area of one of the two slug muscles falling on the water surface 5H (left side of the paper; 8A) into the water surface 5H, and ROI (5) falls on the water surface 5H. This is an area including a rush area of one of the two slug bars (right side of the paper; 8B) into the water surface 5H.

ROI(4)及びROI(5)の高輝度部面積を評価パラメータとして算出することにより、水面部スラグ堆積注意が判定できる。ROI(4)、ROI(5)の高輝度面積とは、スラグ筋8A、8Bが水面5Hへ落下する領域を示すROI(4)、ROI(5)において、所定値よりも輝度が高い領域の面積である。
ROI(WL)は、水面へ落下するスラグ筋を検出する所定領域である。
なお、スラグ筋の本数は、基本的には、スラグホール3の縁に形成される流出案内溝の本数による。
By calculating the high-luminance area of ROI (4) and ROI (5) as an evaluation parameter, water surface slag accumulation attention can be determined. The high luminance areas of ROI (4) and ROI (5) are areas where the luminance is higher than a predetermined value in ROI (4) and ROI (5) indicating areas where slag muscles 8A and 8B fall to the water surface 5H. It is an area.
ROI (WL) is a predetermined area for detecting slag streaks falling on the water surface.
Note that the number of slag bars basically depends on the number of outflow guide grooves formed at the edge of the slag hole 3.

輝度情報取得部103は、各撮像画像(スラグホール画像及び水面画像)の所定領域において、推定されるスラグの落下筋と交差する方向に設けられる複数の検出ラインから輝度情報を取得する。例えば、図4に示されるように、輝度情報取得部103は、スラグホール画像9Hに対して、ROI(SL)を所定領域とし、水面画像9Wに対して、ROI(WL)を所定領域とし、スラグ筋が鉛直方向(紙面の上下方向)に落下している場合には、水平方向に複数(例えば、10本)の検出ラインPを設け、設けられた複数の検出ラインPのそれぞれから輝度情報を取得する。   The luminance information acquisition unit 103 acquires luminance information from a plurality of detection lines provided in a direction intersecting with the estimated drop of the slag in a predetermined region of each captured image (slag hole image and water surface image). For example, as illustrated in FIG. 4, the luminance information acquisition unit 103 sets the ROI (SL) as a predetermined area for the slag hole image 9H, sets the ROI (WL) as a predetermined area for the water surface image 9W, When slug lines are falling in the vertical direction (vertical direction on the paper surface), a plurality of (for example, ten) detection lines P are provided in the horizontal direction, and luminance information is obtained from each of the plurality of detection lines P provided. To get.

スラグ筋の検出は、ROI内の平均輝度が、下記(1)式の時に検出モードとする。
B1(=20)<検出範囲<B2(=200) (1)
ここで、B1及びB2の値は、輝度レベル(8Bit分解能で0〜255の値)に対して設定している。
B1及びB2はパラメータであり、任意に設定されるものとする。括弧内の数字はデフォルト値とする。B1設定は、監視窓汚れが発生した場合、B2はカメラ映像の飽和現象を想定した対策で、誤検出防止を目的としている。
The slag streak is detected when the average luminance in the ROI is the following equation (1).
B1 (= 20) <detection range <B2 (= 200) (1)
Here, the values of B1 and B2 are set with respect to the luminance level (value of 0 to 255 at 8 bit resolution).
B1 and B2 are parameters and are set arbitrarily. The number in parentheses is the default value. The B1 setting is intended to prevent erroneous detection by assuming that the camera window is saturated when the monitor window is soiled.

落下筋判定部104は、稜線Xと各検出ラインPとの交点の輝度情報と、各検出ラインPに沿った交点の近傍の輝度情報との輝度差が、第1閾値以上である場合に、稜線Xはスラグの落下筋であると判定する。また、落下筋判定部104は、交点の近傍の輝度情報を、交点から検出ラインPに沿って第1所定間隔離れた第1座標e1から、該第1座標e1から検出ラインPに沿って第2所定間隔離れた第2座標e2までの区間の輝度の平均値とする。   When the luminance difference between the luminance information at the intersection of the ridge line X and each detection line P and the luminance information near the intersection along each detection line P is equal to or greater than the first threshold, It is determined that the ridge line X is a drop line of the slag. Further, the falling line determination unit 104 obtains luminance information in the vicinity of the intersection from the first coordinate e1 that is separated from the intersection by the detection line P along the detection line P by the first predetermined interval, and from the first coordinate e1 along the detection line P. 2 It is set as the average value of the brightness | luminance of the area to the 2nd coordinate e2 separated by predetermined spacing.

図5及び図6を用いて、落下筋判定部104について説明する。
スラグホールカメラ11及び水面カメラ12から取得した映像信号は、A/D変換8ビット分解能で0から255の値を有しており、ROI(SL)及びROI(WL)内の全ての検出ラインPから輝度情報(輝度分布)が得られるようになっている。
図5は、関心領域ROI(SL)内の1つの検出ラインPから得られる輝度情報の一例を示しており、横軸に検出ラインPの座標、縦軸に輝度レベルが示されている(図5の実線を参照)。稜線検出部102によりウォーターシェッドアルゴリズムによって検出した稜線Xの座標と検出ラインPの輝度情報との交点は、点(・)を付している。図5では、輝度情報のグラフの2つの頂点と重なっている。
The fall line determination unit 104 will be described with reference to FIGS.
The video signals acquired from the slag hall camera 11 and the water surface camera 12 have a value of 0 to 255 with A / D conversion 8-bit resolution, and all the detection lines P in ROI (SL) and ROI (WL). Thus, luminance information (luminance distribution) can be obtained.
FIG. 5 shows an example of luminance information obtained from one detection line P in the region of interest ROI (SL), with the horizontal axis representing the coordinates of the detection line P and the vertical axis representing the luminance level. (See solid line 5). The intersection of the coordinate of the ridge line X detected by the ridge line detection unit 102 by the watershed algorithm and the luminance information of the detection line P is marked with a point (·). In FIG. 5, it overlaps with two vertices of the luminance information graph.

ここで、第1所定間隔をLとし、第2所定間隔をΔLとする。稜線Xの座標と検出ラインPの輝度情報との交点から、検出ラインPに沿って第1所定間隔L離れた第1座標e1から、第1座標e1から検出ラインPに沿って交点とは反対側に第2所定間隔ΔL離れた第2座標e2までの区間の輝度の平均値を求める。
交点の輝度情報と上記求めた平均値との輝度差を算出し、輝度差が第1閾値以上であれば、この交点(点・を付した位置)はスラグ筋であると判断する。交点が複数あれば、各交点に対してそれぞれ輝度差を算出して、全ての交点がスラグ筋であるか否かを判断する。
なお、第1所定間隔L及び第2所定間隔ΔLは、プラントの大きさや現地でスラグ筋の大きさ等の状況を見ながら、監視員によってプラント毎に設定される値とする。
Here, the first predetermined interval is L, and the second predetermined interval is ΔL. From the intersection of the coordinates of the ridge line X and the luminance information of the detection line P, the first coordinate e1 that is a first predetermined distance L along the detection line P is opposite to the intersection along the detection line P from the first coordinate e1. The average value of the luminance of the section up to the second coordinate e2 that is separated by the second predetermined interval ΔL is obtained.
A luminance difference between the luminance information of the intersection and the above-obtained average value is calculated, and if the luminance difference is equal to or greater than the first threshold value, it is determined that this intersection (position marked with a dot) is a slag streak. If there are a plurality of intersections, a luminance difference is calculated for each intersection, and it is determined whether or not all the intersections are slag lines.
It should be noted that the first predetermined interval L and the second predetermined interval ΔL are values set for each plant by the supervisor while observing the situation such as the size of the plant and the size of the slag muscle on site.

また、落下筋判定部104は、検出ラインP毎にスラグの落下筋として判定されたスラグの落下筋の数を計数する計数部(計数手段)110を具備しており、所定領域において、検出ライン毎に計数されたスラグの落下筋の数のうち最大値を、所定領域内の前記スラグの落下筋の数として出力する。
図6は、関心領域ROI(SL)内の10本の検出ラインPのそれぞれにおいて、判断されたスラグ筋の本数の一例が記載されている。ここで示されるスラグ筋の最大数を、当該関心領域ROIにおけるスラグ筋の本数であると決定する。図6においては、最大数が「2」なので、当該関心領域ROI(SL)では、検出されたスラグ筋を「2」本として出力する。
スラグ監視装置100は、このように検出されたスラグ筋の本数をデータ管理するとともに、炉内スラグ評価の一パラメータとする。
Further, the falling stripe determination unit 104 includes a counting unit (counting unit) 110 that counts the number of falling slag stripes determined as slag falling stripes for each detection line P. The maximum value among the number of slag falling streaks counted every time is output as the number of slag falling streaks in a predetermined area.
FIG. 6 shows an example of the number of slag lines determined in each of the ten detection lines P in the region of interest ROI (SL). The maximum number of slag lines shown here is determined to be the number of slag lines in the region of interest ROI. In FIG. 6, since the maximum number is “2”, the detected region of interest ROI (SL) outputs “2” slag streaks.
The slag monitoring device 100 manages the number of slag lines detected in this way as data, and uses it as one parameter for in-furnace slag evaluation.

また、スラグ監視装置100は、さらに分光計10及び落下音センサ13を備える。
分光計10は、スラグ排出筒4の側壁の外側に設けられている。分光計10は、スラグホール3の中心部(微少域)を視野にして、スラグホール観察窓を通して、スラグホール3の中心部の温度を測定する。
落下音センサ13は、スラグが冷却水の水面5Hに落下した音を観測する。
落下音センサ13は、スラグホッパ5の冷却水の水中に設けられている。落下音センサ13としては、例えば、ハイドロホンを用いることができる。落下音センサ13は、自身に入力される音を電気信号に変換して出力する。
The slag monitoring device 100 further includes a spectrometer 10 and a falling sound sensor 13.
The spectrometer 10 is provided outside the side wall of the slag discharge cylinder 4. The spectrometer 10 measures the temperature of the central portion of the slag hole 3 through the slag hole observation window, with the central portion (small region) of the slag hole 3 as a visual field.
The falling sound sensor 13 observes the sound of the slag falling on the cooling water surface 5H.
The falling sound sensor 13 is provided in the cooling water of the slag hopper 5. As the falling sound sensor 13, for example, a hydrophone can be used. The falling sound sensor 13 converts the sound input to itself into an electrical signal and outputs it.

分光計10は、専用IFボード(図示略)に接続されており、測定されたスラグホール3の中心温度を示す温度データが、専用IFで生成されるようになっている。   The spectrometer 10 is connected to a dedicated IF board (not shown), and temperature data indicating the measured center temperature of the slag hole 3 is generated by the dedicated IF.

落下音センサ13が出力する電気信号は、増幅器(図示略)で増幅され、スラグがスラグホッパ5の冷却水に落下するときに発生する落下音の帯域成分を含む所定帯域の信号が通過され、アナログ信号からディジタル信号に変換される。
スラグ監視装置100は、落下音センサ13により検出される落下音から、スラグホール3からスラグが連続して落下しているか、断続的に落下しているか、あるいは落下していないかを判定する。
The electric signal output from the falling sound sensor 13 is amplified by an amplifier (not shown), and a signal in a predetermined band including a band component of the falling sound generated when the slag falls into the cooling water of the slag hopper 5 is passed through. The signal is converted to a digital signal.
The slag monitoring device 100 determines from the falling sound detected by the falling sound sensor 13 whether the slag is continuously falling, intermittently falling, or not falling from the slag hole 3.

スラグ溜め7の周囲には、スラグ溜め7の冷却水中に存在する固化したスラグ(固化スラグ)8Rを観測する水中スラグ観測部14が設けられる。水中スラグ観測部14は、落下音センサ13の下方に配置される。本実施形態において、水中スラグ観測部14は、検出波を発信する複数(本実施形態では4個)の送波センサ14Tと、送波センサ14Tが発信した検出波を受信する、複数(本実施形態では4個)の受波センサ14Rとで構成される。水中スラグ観測部14は、送波センサ14Tから発信した検出波の減衰度合いを受波センサ14Rで検出することにより、スラグ溜め7内の固化スラグ8Rを観測する。固化スラグ8Rの存在により、検出波が減衰することを利用して、送波センサ14Tから発信された検出波が大きく減衰している受波センサ14Rが存在する場合、この受波センサ14Rと、検出波を発信した送波センサ14Tとの間に固化スラグ8Rが存在すると判定できる。   An underwater slag observation unit 14 for observing solidified slag (solidified slag) 8R existing in the cooling water of the slag reservoir 7 is provided around the slag reservoir 7. The underwater slag observation unit 14 is disposed below the falling sound sensor 13. In the present embodiment, the underwater slag observation unit 14 receives a plurality of (four in the present embodiment) transmission sensors 14T that transmit detection waves and a plurality of (this embodiment) that receives the detection waves transmitted by the transmission sensors 14T. It is composed of four receiving sensors 14R. The underwater slag observation unit 14 observes the solidified slag 8R in the slag reservoir 7 by detecting the attenuation degree of the detection wave transmitted from the transmission sensor 14T by the reception sensor 14R. When there is a reception sensor 14R in which the detection wave transmitted from the transmission sensor 14T is greatly attenuated by utilizing the attenuation of the detection wave due to the presence of the solidified slag 8R, the reception sensor 14R, It can be determined that the solidified slag 8R exists between the transmission sensor 14T that has transmitted the detection wave.

次に、本実施形態に係るスラグ監視装置100の作用を図1から図7を用いて説明する。図7は、本実施形態に係るスラグ監視装置100の動作フローである。
スラグホールカメラ11はスラグホール近傍をカラー動画によって撮像しており、水面カメラ12は水面5H近傍をカラー動画によって撮像している。解析開始指令を取得すると、スラグホールカメラ11及び水面カメラ12から取得される動画像から10枚の画像キャプチャが行われる(図7のステップSA1)。キャプチャされた10枚の画像から白黒変換された白黒画像が1枚生成される(図7のステップSA2)。
Next, the operation of the slag monitoring apparatus 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is an operation flow of the slag monitoring apparatus 100 according to the present embodiment.
The slag hall camera 11 images the vicinity of the slag hole with a color moving image, and the water surface camera 12 images the vicinity of the water surface 5H with a color moving image. When the analysis start command is acquired, ten image captures are performed from the moving images acquired from the slag hall camera 11 and the water surface camera 12 (step SA1 in FIG. 7). One black and white image converted from black and white from the 10 captured images is generated (step SA2 in FIG. 7).

生成された白黒画像はスムージング関数によって平滑化される(図7のステップSA3)。ウォーターシェッド処理によって稜線検出される(図7のステップSA4)。ウォーターシェッド処理によって検出された稜線Xと、関心領域の各検出ラインPから検出された輝度情報とに基づいて決定される交点の輝度情報と、交点から所定距離離れた交点の近傍の輝度情報とに基づいてスラグ筋が決定される(図7のステップSA5)。関心領域のスラグ筋が決定されると、このスラグ筋の数について評価が行われる(図7のステップSA6)。   The generated black and white image is smoothed by the smoothing function (step SA3 in FIG. 7). Edge lines are detected by the watershed process (step SA4 in FIG. 7). Luminance information of intersections determined based on the edge line X detected by the watershed process and the luminance information detected from each detection line P of the region of interest, and luminance information in the vicinity of the intersections separated from the intersections by a predetermined distance The slag muscle is determined based on (step SA5 in FIG. 7). When the slag muscles of the region of interest are determined, the number of slag muscles is evaluated (step SA6 in FIG. 7).

以上説明してきたように、本実施形態に係る石炭ガス化炉1のスラグ監視装置100及び方法によれば、溶融したスラグが流出するスラグホール3近傍、及びスラグホール3から流出したスラグが落下する冷却水の水面5H近傍が撮像されたそれぞれの撮像画像に対して、ウォーターシェッドアルゴリズムを用いてスラグの落下筋として推定される稜線Xが検出され、撮像画像の所定領域において、推定されるスラグの落下筋と交差する方向に設けられる複数の検出ラインPから、検出ラインP上の輝度情報が取得される。ウォーターシェッドアルゴリズムから検出された稜線Xと検出ラインPとの交点の輝度情報と、該交点の近傍の輝度情報との輝度差が、第1閾値以上である場合に、当該稜線Xはスラグの落下筋であると判定され、落下筋の数が出力される。   As described above, according to the slag monitoring device 100 and the method of the coal gasification furnace 1 according to the present embodiment, the vicinity of the slag hole 3 through which the molten slag flows out, and the slag that flows out from the slag hole 3 fall. For each captured image in which the vicinity of the water surface 5H of the cooling water is imaged, a ridge line X estimated as a slag drop streak is detected using the watershed algorithm, and the estimated slag in a predetermined region of the captured image is detected. Luminance information on the detection line P is acquired from a plurality of detection lines P provided in a direction intersecting with the falling stripe. When the luminance difference between the luminance information at the intersection of the ridge line X detected from the watershed algorithm and the detection line P and the luminance information in the vicinity of the intersection is equal to or greater than the first threshold, the ridge line X falls off the slag. It is determined that it is a streak, and the number of falling streaks is output.

ウォーターシェッドアルゴリズムでは、輝度の変化により領域分割するので雑音や影などの微細な変化に対しても領域分割され、スラグの落下筋以外の箇所でも稜線Xが検出されることも推定されるが、本発明は、ウォーターシェッドアルゴリズムによる稜線Xの検出に加え、所定領域の検出ライン毎に取得される輝度情報を組み合わせて判定するので、より正確にスラグを判定でき、より正確なスラグ落下筋の数が出力される。   In the watershed algorithm, the region is divided by a change in luminance, so the region is divided even for minute changes such as noise and shadow, and it is estimated that the ridge line X is detected at a place other than the falling line of the slag, In the present invention, in addition to the detection of the ridge line X by the watershed algorithm, the luminance information acquired for each detection line in the predetermined region is determined in combination, so that the slag can be determined more accurately, and the number of slag falling stripes can be more accurately Is output.

これにより、炉内燃焼状況の変化(全体的に明るい、暗い)や、機器状況の変化(経年劣化や監視窓の汚れ等)により取得画像のレベル低下やボケ等が発生した場合であっても、確実にスラグ筋を識別することができる。
ガス化炉内のスラグ動態の診断に関し、スラグホールからの排出及びスラグ排出塔内のスラグ状況を一連監視することによりガス化炉内のスラグ動態をリアルタイムで総合的に監視評価する装置において、炉内評価精度が向上する。
As a result, even if the level of the acquired image is reduced or blurring occurs due to changes in the combustion status in the furnace (brighter or darker overall) or changes in the equipment status (such as aging or dirt on the monitoring window) The slag muscle can be reliably identified.
Regarding the diagnosis of slag dynamics in a gasification furnace, a system that comprehensively monitors and evaluates the slag dynamics in the gasification furnace in real time by continuously monitoring the slag status in the slag discharge tower and in the slag discharge tower. Internal evaluation accuracy is improved.

〔第2の実施形態〕
以下、本発明の第2の実施形態について図8から図12を用いて説明する。本第2の実施形態に係るスラグ監視装置は、関心領域の検出ラインから検出される輝度情報の値を追いかけることによってスラグ筋を判定する点で第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The slag monitoring apparatus according to the second embodiment is different from the first embodiment in that slag lines are determined by following the value of luminance information detected from the detection line of the region of interest. Hereinafter, description of points common to the first embodiment will be omitted, and different points will be mainly described.

図8には、本実施形態に係るスラグ監視装置100aの全体構成図が示されている。スラグ監視装置100aは、撮像部(撮像手段)101と、輝度情報取得部(輝度情報取得手段)103と、ピーク検出部(ピーク検出手段)105と、指定ドット検出部(指定ドット検出手段)106と、落下筋判定部(落下筋判定手段)104aとを備えている。
撮像部101は、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍を撮像したスラグホール画像、及び該スラグホールから流出したスラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像した水面画像をそれぞれ取得する。
FIG. 8 shows an overall configuration diagram of the slag monitoring apparatus 100a according to the present embodiment. The slag monitoring device 100a includes an imaging unit (imaging unit) 101, a luminance information acquisition unit (luminance information acquisition unit) 103, a peak detection unit (peak detection unit) 105, and a designated dot detection unit (designated dot detection unit) 106. And a falling line determination unit (falling line determination means) 104a.
The imaging unit 101 acquires a slag hole image obtained by imaging the vicinity of the slag hole from which the molten slag flows out, and a water surface image obtained by imaging the vicinity of the cooling water from which the slag flowing out from the slag hole falls.

輝度情報取得部103は、スラグホール画像及び水面画像の所定領域において、スラグの落下筋が落下すると推定される方向と交差する方向に設けられる複数の検出ラインから輝度情報を取得する。本実施形態においては、スラグホール画像の所定領域を、関心領域ROI(SL)に設定し、水面画像の所定領域を、関心領域ROI(WL)に設定する。   The luminance information acquisition unit 103 acquires luminance information from a plurality of detection lines provided in a direction intersecting with a direction in which the falling stripe of the slag is estimated to fall in a predetermined region of the slag hole image and the water surface image. In the present embodiment, the predetermined region of the slag hole image is set to the region of interest ROI (SL), and the predetermined region of the water surface image is set to the region of interest ROI (WL).

ピーク検出部105は、各検出ラインの少なくとも一端側から他端側の方向に、検出ライン上の隣り合う画素の輝度情報を比較し、輝度情報の値が下降し始める画素をピーク位置として検出する。
指定ドット検出部106は、ピーク位置から所定画素数連続で輝度情報の値が下降した画素である指定ドットを検出する。
The peak detection unit 105 compares the luminance information of adjacent pixels on the detection line in the direction from at least one end side to the other end side of each detection line, and detects a pixel where the value of the luminance information starts to decrease as a peak position. .
The designated dot detection unit 106 detects a designated dot that is a pixel in which the value of the luminance information is lowered continuously for a predetermined number of pixels from the peak position.

落下筋判定部104aは、ピーク位置の輝度情報と指定ドットの輝度情報との輝度差が第2閾値以上である場合に、ピーク位置をスラグの落下筋として判定する。また、落下筋判定部104aは、検出ライン毎にスラグの落下筋として判定されたスラグの落下筋の数を計数する計数部(計数手段)110を具備しており、所定領域において、検出ライン毎に計数されたスラグの落下筋の数のうち最大値を、所定領域内の前記スラグの落下筋の数として出力する。   The falling stripe determination unit 104a determines the peak position as the falling stripe of the slag when the luminance difference between the luminance information of the peak position and the luminance information of the designated dot is equal to or greater than the second threshold value. Further, the falling stripe determination unit 104a includes a counting unit (counting unit) 110 that counts the number of falling slag stripes determined as slag falling stripes for each detection line. The maximum value among the number of slag falling streaks counted in step S3 is output as the number of slag falling streaks in a predetermined area.

次に、本実施形態に係るスラグ監視装置100aの作用を図8から図10を用いて説明する。ここでは、スラグホール画像9Hの関心領域ROI(SL)からスラグ筋を判定する場合を例に挙げて説明する。図9は、横軸は、スラグホール画像9Hの関心領域ROI(SL)の検出ラインの座標とし、縦軸には、ROI(SL)内の10本の検出ラインのうち、1つの検出ライン上の座標で得られた輝度情報を輝度レベルとし、座標と輝度レベルの関係を示す一例を示している。
スラグホールカメラ11はスラグホール近傍をカラー動画によって撮像しており、水面カメラ12は水面5H近傍をカラー動画によって撮像している。解析開始指令を取得すると、スラグホールカメラ11及び水面カメラ12から取得される動画像から10枚の画像キャプチャが行われる(図10のステップSB1)。キャプチャされた10枚の画像から白黒変換された白黒画像が1枚生成される(図10のステップSB2)。
Next, the operation of the slag monitoring apparatus 100a according to this embodiment will be described with reference to FIGS. Here, a case where slag lines are determined from the region of interest ROI (SL) of the slag hole image 9H will be described as an example. In FIG. 9, the horizontal axis represents the coordinates of the detection line ROI (SL) of the slag hole image 9H, and the vertical axis represents one detection line among the ten detection lines in the ROI (SL). The luminance information obtained with the coordinates is taken as the luminance level, and an example showing the relationship between the coordinates and the luminance level is shown.
The slag hall camera 11 images the vicinity of the slag hole with a color moving image, and the water surface camera 12 images the vicinity of the water surface 5H with a color moving image. When the analysis start command is acquired, ten image captures are performed from the moving images acquired from the slag hall camera 11 and the water surface camera 12 (step SB1 in FIG. 10). One black and white image converted from black and white is generated from the 10 captured images (step SB2 in FIG. 10).

生成された白黒画像はスムージング関数によって平滑化される(図10のステップSB3)。平滑化された画像は、関心領域ROI(SL)及び関心領域ROI(WL)が設定され、複数の検出ラインのそれぞれから輝度情報が取得される(図10のステップSB4)。検出ラインの輝度情報のうち、紙面左側から座標中央に向かって画素毎に輝度レベルが比較され、追跡される(図10のステップSB5)。検出ライン上の隣り合う画素の輝度情報が比較され、輝度情報の値が下降し始める画素がピーク位置として検出され、ピーク位置から所定画素数連続で輝度情報の値が下降した画素である指定ドットが検出される(図10のステップSB6)。同様に、紙面右側から座標中央に向かって画素毎に輝度レベルを比較して追跡し、ピーク位置及び指定ドットが検出される(図10のステップSB5及びステップSB6を繰り返す)。   The generated black and white image is smoothed by the smoothing function (step SB3 in FIG. 10). In the smoothed image, a region of interest ROI (SL) and a region of interest ROI (WL) are set, and luminance information is acquired from each of the plurality of detection lines (step SB4 in FIG. 10). Of the luminance information of the detection line, the luminance level is compared and tracked for each pixel from the left side to the center of the coordinate (step SB5 in FIG. 10). The specified dot is a pixel in which the luminance information of adjacent pixels on the detection line is compared, the pixel whose luminance information value starts to decrease is detected as the peak position, and the luminance information value decreases for a predetermined number of pixels from the peak position. Is detected (step SB6 in FIG. 10). Similarly, the luminance level is compared and tracked for each pixel from the right side of the page toward the center of coordinates, and the peak position and the designated dot are detected (repeating step SB5 and step SB6 in FIG. 10).

ピーク位置の輝度情報と指定ドットの輝度情報との輝度差が第2閾値以上であると判定された場合に、ピーク位置がスラグ筋であると判定される(図10のステップSB7)。ROI内の全ての検出ラインについて、ステップSB5からステップSB7が繰り返され、それぞれスラグ筋の本数の判定がなされ、ROI内で最も大きい値が、当該ROIのスラグ本数と決定される(図10のステップSB8)。関心領域のスラグ筋が決定されると、このスラグ筋の数について評価が行われる(図10のステップSB9)。
本処理は、関心領域ROI(SL)及びROI(WL)の複数の検出ラインに対してそれぞれ行う。
When it is determined that the luminance difference between the luminance information of the peak position and the luminance information of the designated dot is greater than or equal to the second threshold value, it is determined that the peak position is a slag line (step SB7 in FIG. 10). Steps SB5 to SB7 are repeated for all detection lines in the ROI, and the number of slag lines is determined for each line. The largest value in the ROI is determined as the number of slags in the ROI (step in FIG. 10). SB8). When the slag stripes of the region of interest are determined, the number of slag stripes is evaluated (step SB9 in FIG. 10).
This process is performed for each of a plurality of detection lines in the region of interest ROI (SL) and ROI (WL).

以上説明してきたように、本実施形態に係る石炭ガス化炉1のスラグ監視装置100a及び方法によれば、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホール3から流出したスラグが落下する冷却水の水面近傍をそれぞれ撮像して取得された撮像画像の所定領域において、スラグの落下筋が落下すると推定される方向と交差する方向に設けられる複数の検出ラインから輝度情報が取得される。検出ラインの少なくとも一端側から他端側の方向に向かって、検出ライン上の隣り合う画素の輝度情報が比較され、輝度情報の値が下降し始める画素がピーク位置として検出される。   As described above, according to the slag monitoring device 100a and the method of the coal gasification furnace 1 according to the present embodiment, the vicinity of the slag hole where the molten slag flows out, and the slag flowing out of the slag hole 3 falls. Luminance information is acquired from a plurality of detection lines provided in a direction intersecting with the direction in which the falling stripe of the slag is estimated to fall in a predetermined region of the captured image acquired by imaging the vicinity of the water surface of the cooling water. The luminance information of adjacent pixels on the detection line is compared from at least one end side to the other end side of the detection line, and a pixel whose luminance information value starts to decrease is detected as a peak position.

検出されたピーク位置から所定画素数連続で輝度情報の値が下降した画素である指定ドットが検出されると、指定ドットの輝度情報とピーク位置の輝度情報との輝度差が比較され、輝度差が第2閾値以上である場合に、当該ピーク位置がスラグの落下筋として判定され、所定領域のスラグの落下筋の数が出力される。
このように、ピーク位置から所定画素数連続で輝度が下降して指定ドットがあり、かつ、ピーク位置と指定ドットとの輝度差が第2閾値以上である場合に、ピーク位置をスラグ筋であると判定するので、正確にスラグの落下筋を判定でき、スラグの落下筋の正確な本数が出力できる。
When a designated dot is detected that is a pixel whose luminance information value has fallen continuously for a predetermined number of pixels from the detected peak position, the luminance difference between the luminance information of the designated dot and the luminance information of the peak position is compared. Is equal to or greater than the second threshold value, the peak position is determined as a slag drop streak, and the number of slag drop streaks in a predetermined region is output.
In this way, when there is a designated dot with a predetermined number of pixels continuously decreasing from the peak position and the luminance difference between the peak position and the designated dot is equal to or greater than the second threshold, the peak position is a slag streak. Therefore, it is possible to accurately determine the slag falling stripes and output the exact number of slag falling stripes.

なお、第1の実施形態と本第2の実施形態の方法を組み合わせ、両者で求めたスラグ筋数の多い方を最終的なスラグ筋として判定してもよく、これにより、より正確なスラグ筋が判定できる。   In addition, the method of 1st Embodiment and this 2nd Embodiment may be combined, and the one with many slag muscles calculated | required by both may be determined as final slag muscles, and, thereby, more accurate slag muscles Can be determined.

ここで、図11(a)には、本第2の実施形態に係るスラグ監視装置100aによりスラグホールを観測した結果(実線;ピーク輝度追跡)と、第1の実施形態に係るスラグ監視装置100によりスラグホールを観測した結果(点線;WTS+輝度)を重ね合わせて表示している。図11(a)に基づいて、スラグ筋の本数が多い方を最終的なスラグ筋としてグラフ化したのが、図11(b)である。図11(c)は、従来の空間フィルタ法によって観測した結果を示している。   Here, in Fig.11 (a), the result (solid line; peak luminance tracking) which observed the slag hole by the slag monitoring apparatus 100a which concerns on the 2nd embodiment, and the slag monitoring apparatus 100 which concerns on 1st Embodiment. The results of slag hole observation (dotted line; WTS + luminance) are superimposed and displayed. Based on FIG. 11A, FIG. 11B is a graph showing a case where the number of slug lines is larger as a final slug line. FIG. 11C shows the result of observation by the conventional spatial filter method.

図11(a)(b)(c)は、突発的な事象変化による誤検出を回避するためオフディレー動作機能(例えば、“0”本が3回連続で“0”本とし、「3回」は設定値)を組み入れている。図11(b)と図11(c)を比較すると、図11(b)(第1の実施形態と第2の実施形態を組み合わせて検出)の場合は、全て有数(1本以上)のスラグ筋が検出されている。一方、従来法は、高い頻度でスラグ筋の本数が変化しており、スラグ筋の本数も0から2本で推移し、スラグ筋を認識出来ないケースが多々発生している。
このように、従来検出できなかった事象(画像のレベル低下やボケなどが発生した場合)でも、安定した検出が可能である。
11 (a), 11 (b), and 11 (c) show an off-delay operation function (for example, “0” is set to “0” three times in succession to avoid false detection due to sudden event changes, and “3 times "Is a set value). Comparing FIG. 11 (b) and FIG. 11 (c), in the case of FIG. 11 (b) (detected by combining the first embodiment and the second embodiment), all of them are one (one or more) slugs. A streak is detected. On the other hand, in the conventional method, the number of slag muscles changes frequently, the number of slag muscles also changes from 0 to 2, and there are many cases where the slag muscles cannot be recognized.
As described above, stable detection is possible even in an event that could not be detected in the past (in the case where a decrease in image level, blur, or the like occurs).

図12(a)には、本第2の実施形態に係るスラグ監視装置100aにより水面を観測した結果(実線;ピーク輝度追跡)と第1の実施形態に係るスラグ監視装置100により水面を観測した結果(点線;WTS+輝度)とを重ね合わせて表示している。図12(a)に基づいて、スラグ筋の本数が多い方を最終的なスラグ筋としてグラフ化したのが、図12(b)である。図12(c)は、従来の空間フィルタ法によって観測した結果を示している。水面画像においても、図11と同様な傾向が見られた。   In FIG. 12A, the water surface was observed by the slag monitoring device 100a according to the second embodiment (solid line; peak luminance tracking) and the water surface was observed by the slag monitoring device 100 according to the first embodiment. The result (dotted line; WTS + luminance) is superimposed and displayed. Based on FIG. 12 (a), FIG. 12 (b) is a graph showing the case where the number of slug lines is larger as the final slug line. FIG. 12C shows a result observed by the conventional spatial filter method. In the water surface image, the same tendency as in FIG. 11 was observed.

図12(a)(b)(c)は、突発的な事象変化による誤検出を回避するためオフディレー動作機能(例えば、“0”本が3回連続で“0”本とし、「3回」は設定値)を組み入れている。
図12(b)と図12(c)を比較すると、図12(b)(第1の実施形態と第2の実施形態を組み合わせて検出)の場合は、全て有数(1本以上)のスラグ筋が検出され安定している。一方、従来法は、高い頻度でスラグ筋の本数が変化しており、スラグ筋の本数も0から3本で推移し、スラグ筋を認識出来ないケースが多々発生している。
図11同様に、従来検出できなかった事象(画像のレベル低下やボケなどが発生した場合)でも、安定した検出が可能である。
FIGS. 12A, 12B, and 12C show an off-delay operation function (for example, “0” is set to “0” three times in succession in order to avoid false detection due to sudden event changes, and “3 times "Is a set value).
Comparing FIG. 12 (b) and FIG. 12 (c), in the case of FIG. 12 (b) (detected by combining the first embodiment and the second embodiment), all of the leading (one or more) slags Streaks are detected and stable. On the other hand, in the conventional method, the number of slag muscles changes frequently, and the number of slag muscles also changes from 0 to 3, and there are many cases where the slag muscles cannot be recognized.
Similarly to FIG. 11, stable detection is possible even in an event that could not be detected in the past (when a decrease in image level, blur, or the like occurs).

〔第3の実施形態〕
以下、本発明の第3の実施形態について図13から図15を用いて説明する。本第3の実施形態に係るスラグ監視装置は、監視対象とする画像のバックグラウンドの輝度状況から二値化レベルを決定して、スラグ筋の面積を求める点で第1の実施形態、第2の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態、第2の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
[Third Embodiment]
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The slag monitoring apparatus according to the third embodiment determines the binarization level from the luminance state of the background of the image to be monitored and obtains the area of the slag streak in the first and second embodiments. Different from the embodiment. Hereinafter, description of points common to the first embodiment and the second embodiment will be omitted, and different points will be mainly described.

図13には、本実施形態に係るスラグ監視装置100bの全体構成図を示している。
図13に示されるように、スラグ監視装置100bは、撮像部(撮像手段)101と、二値化レベル決定部(二値化レベル決定手段)107と、面積算出部(面積算出手段)108とを備えている。
撮像部101は、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍を撮像したスラグホール画像、及び該スラグホールから流出したスラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像した水面画像をそれぞれ取得する。
In FIG. 13, the whole block diagram of the slag monitoring apparatus 100b which concerns on this embodiment is shown.
As illustrated in FIG. 13, the slag monitoring device 100b includes an imaging unit (imaging unit) 101, a binarization level determination unit (binarization level determination unit) 107, and an area calculation unit (area calculation unit) 108. It has.
The imaging unit 101 acquires a slag hole image obtained by imaging the vicinity of the slag hole from which the molten slag flows out, and a water surface image obtained by imaging the vicinity of the cooling water from which the slag flowing out from the slag hole falls.

二値化レベル決定部107は、各撮像画像の輝度の平均値(平均輝度レベル)に応じて設定される二値化レベルを決定する。二値化レベルとは、撮像画像を二値化するための閾値である。具体的には、二値化レベル決定部107は、スラグホール画像に対しては、関心領域ROI(s)の輝度の平均値に対応する二値化レベルを決定し、水面画像に対しては関心領域ROI(w)の輝度の平均値に対応する二値化レベルを決定する。
図14は、横軸をROIの平均輝度レベルとし、縦軸を二値化レベルとしている。
図14に示されるように、二値化レベル決定部107は、画像のバックグラウンドの平均輝度に対して、二値化レベルを出力するためのFx設定(例えば、テーブル、関数等)を有しており、二値化レベル決定部107は、算出された平均輝度が入力されると二値化レベルを出力する。
The binarization level determination unit 107 determines a binarization level that is set according to the average value (average luminance level) of the luminance of each captured image. The binarization level is a threshold value for binarizing the captured image. Specifically, the binarization level determination unit 107 determines the binarization level corresponding to the average value of the luminance of the region of interest ROI (s) for the slag hole image, and for the water surface image. A binarization level corresponding to the average value of the luminance of the region of interest ROI (w) is determined.
In FIG. 14, the horizontal axis represents the ROI average luminance level, and the vertical axis represents the binarization level.
As shown in FIG. 14, the binarization level determination unit 107 has an Fx setting (for example, a table, a function, etc.) for outputting the binarization level with respect to the average luminance of the background of the image. The binarization level determination unit 107 outputs the binarization level when the calculated average luminance is input.

面積算出部108は、決定された二値化レベルによって、撮像画像の所定監視対象の各画素を二値化し、二値化レベル以上である画素をスラグ領域とし、スラグ領域の面積を算出する。所定監視対象とは、二値化レベルを求めた関心領域ROI(s)及び関心領域ROI(w)より小さい範囲である。具体的には、スラグホール画像においては、所定監視対象をROI(1)及びROI(2)とし、水面画像においては、所定監視対象をROI(4)及びROI(5)とする。
ここで、スラグ領域の面積とは、スラグホール画像においては、スラグホール3から流出したスラグ筋の面積となり、水面画像においては、冷却水に堆積して水面5Hまで到達している堆積スラグの面積を含む。
The area calculation unit 108 binarizes each pixel that is a predetermined monitoring target of the captured image based on the determined binarization level, sets a pixel that is equal to or higher than the binarization level as a slag region, and calculates the area of the slag region. The predetermined monitoring target is a region of interest ROI (s) for which the binarization level is obtained and a range smaller than the region of interest ROI (w). Specifically, in the slag hole image, the predetermined monitoring objects are ROI (1) and ROI (2), and in the water surface image, the predetermined monitoring objects are ROI (4) and ROI (5).
Here, the area of the slag region is the area of the slag streaks that flowed out from the slag hole 3 in the slag hole image, and in the water surface image, the area of the accumulated slag that has accumulated in the cooling water and has reached the water surface 5H. including.

次に、本実施形態に係るスラグ監視装置100bの作用を図13から図15を用いて説明する。図15は、スラグ監視装置100の動作フローを示している。
スラグホールカメラ11はスラグホール近傍をカラー動画によって撮像しており、水面カメラ12は水面5H近傍をカラー動画によって撮像している。解析開始指令を取得すると、スラグホールカメラ11及び水面カメラ12から取得される動画像から10枚の画像キャプチャが行われる(図15のステップSC1)。キャプチャされた10枚の画像から白黒変換された白黒画像が1枚生成される(図15のステップSC2)。
Next, the operation of the slag monitoring apparatus 100b according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 15 shows an operation flow of the slag monitoring device 100.
The slag hall camera 11 images the vicinity of the slag hole with a color moving image, and the water surface camera 12 images the vicinity of the water surface 5H with a color moving image. When the analysis start command is acquired, ten image captures are performed from the moving images acquired from the slag hall camera 11 and the water surface camera 12 (step SC1 in FIG. 15). One black and white image converted from black and white is generated from the 10 captured images (step SC2 in FIG. 15).

生成された白黒画像はスムージング関数によって平滑化される(図15のステップSC3)。平滑化された画像は、関心領域ROI(s)及び関心領域ROI(w)のそれぞれの平均輝度レベルが算出される(図15のステップSC4)。Fx設定と、平均輝度レベルとに基づいて、二値化レベルが算出される(図15ステップSC5)。スラグホール画像から算出された二値化レベルに基づいて、ROI(1)、ROI(2)を二値化処理し、水面画像から算出された二値化レベルに基づいて、ROI(4)、ROI(5)を二値化処理される(図15のステップSC6)。二値化レベル以上のスラグ領域に相当する面積率が算出される(図15のステップSC7)。算出された面積率のデータ管理が行われ、評価される。(図15のステップSC8)。   The generated black and white image is smoothed by the smoothing function (step SC3 in FIG. 15). In the smoothed image, the average luminance level of each region of interest ROI (s) and region of interest ROI (w) is calculated (step SC4 in FIG. 15). Based on the Fx setting and the average luminance level, a binarization level is calculated (step SC5 in FIG. 15). Based on the binarization level calculated from the slag hole image, the binarization processing is performed on ROI (1) and ROI (2), and on the basis of the binarization level calculated from the water surface image, ROI (4), ROI (5) is binarized (step SC6 in FIG. 15). An area ratio corresponding to the slag region of the binarization level or higher is calculated (step SC7 in FIG. 15). Data management of the calculated area ratio is performed and evaluated. (Step SC8 in FIG. 15).

以上説明してきたように、本実施形態に係る石炭ガス化炉1のスラグ監視装置100b及び方法によれば、溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及びスラグホール3から流出したスラグが落下する冷却水の水面近傍をそれぞれ撮像して取得した撮像画像において、所定の関心領域ROI(s)及びROI(w)が設定され、所定の関心領域ROI(s)及びROI(w)における輝度の平均値に応じて二値化レベルが設定され、各画素が二値化レベルに基づいて、所定監視領域としてROI(1)、ROI(2)、ROI(4)、ROI(5)が二値化される。二値化された撮像画像において、二値化レベル以上である画素をスラグ領域として面積が算出される。   As described above, according to the slag monitoring apparatus 100b and the method of the coal gasification furnace 1 according to the present embodiment, the vicinity of the slag hole where the molten slag flows out, and the cooling where the slag flowing out from the slag hole 3 falls. Predetermined regions of interest ROI (s) and ROI (w) are set in the captured images acquired by imaging the vicinity of the water surface, and the average value of the luminance in the predetermined regions of interest ROI (s) and ROI (w) In accordance with the binarization level, each pixel is binarized into ROI (1), ROI (2), ROI (4), and ROI (5) as predetermined monitoring areas based on the binarization level. The In the binarized captured image, the area is calculated using pixels that are equal to or higher than the binarization level as slag regions.

このように、それぞれの撮像画像に設けられる所定の関心領域ROI(w)、ROI(s)の輝度の平均値に応じて、それぞれ二値化レベルを求めるので、スラグホール近傍を撮像した撮像画像と、スラグが落下する水面近傍を撮像した撮像画像とで、二値化レベルがそれぞれ設定できる。また、所定監視画像が撮像された状況(バックグラウンドの輝度)に応じて二値化レベルが変化することになるので、固定の二値化レベル値を用いる場合と比較して、より精度よくスラグ筋を判定できる。   As described above, since the binarization level is obtained according to the average value of the luminances of the predetermined regions of interest ROI (w) and ROI (s) provided in each captured image, the captured image obtained by capturing the vicinity of the slag hole. The binarization level can be set for each of the captured image obtained by capturing the vicinity of the water surface where the slag falls. In addition, since the binarization level changes depending on the situation (background luminance) where a predetermined monitoring image is captured, the slag can be more accurately compared with the case where a fixed binarization level value is used. Can determine muscle.

図16は、本実施形態に係るスラグ監視装置100bによって、スラグホールを観測し、スラグ筋の面積率を算出した場合と、従来の方法(二値化レベル:固定)によって面積率を算出した場合との比較図の一例である。
ROI(1)、ROI(2)の面積率は、従来法に比べ、本第3の実施形態の方がスラグ面積率の変動が小さく妥当な挙動で炉内状況に相応の安定した結果が得られている。
FIG. 16 shows a case where the slag hole is observed by the slag monitoring apparatus 100b according to the present embodiment, and the area ratio of the slag muscle is calculated, and the area ratio is calculated by the conventional method (binarization level: fixed). FIG.
The area ratios of ROI (1) and ROI (2) are smaller than that of the conventional method, and the slag area ratio has a smaller variation in the slag area ratio. It has been.

図17は、本実施形態に係るスラグ監視装置100bによって、水面を観測し、スラグ筋の面積率を算出した場合と、従来の方法(二値化レベル:固定)によって面積率を算出した場合との比較図の一例である。
ROI(4)とROI(5)の面積率は、従来法に比べ、本第3の実施形態の方が、スラグ面積率の変動が小さく妥当な挙動で炉内状況に相応の安定した結果が得られている。
FIG. 17 shows the case where the water surface is observed by the slag monitoring device 100b according to the present embodiment and the area ratio of the slag muscle is calculated, and the area ratio is calculated by the conventional method (binarization level: fixed). FIG.
The area ratio of ROI (4) and ROI (5) shows that the third embodiment has a stable result corresponding to the in-furnace situation with less fluctuation of the slag area ratio and reasonable behavior compared to the conventional method. Has been obtained.

〔第4の実施形態〕
以下、本発明の第4の実施形態について図18から図20を用いて説明する。本第4の実施形態に係るスラグ監視装置は、スラグ筋を含む所定領域の輝度情報に基づいて二値化レベルを決定する点で第1の実施形態、第2の実施形態、第3の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態、第2の実施形態、第3の実施形態と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。なお、本第4の実施形態では、水面画像の処理のみ行う。
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The slag monitoring apparatus according to the fourth embodiment is a first embodiment, a second embodiment, and a third embodiment in that a binarization level is determined based on luminance information of a predetermined area including slag streaks. Different from form. Hereinafter, description of points that are common to the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment will be omitted, and different points will be mainly described. Note that in the fourth embodiment, only the processing of the water surface image is performed.

図18には、本実施形態に係るスラグ監視装置100cの全体構成図が示されている。図18に示されるように、スラグ監視装置100cは、撮像部(撮像手段)101と、二値化レベル決定部107cと、面積算出部108cとを備えている。
撮像部101は、該スラグホールから流出したスラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像した水面画像を取得する。
FIG. 18 shows an overall configuration diagram of the slag monitoring apparatus 100c according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 18, the slag monitoring apparatus 100c includes an imaging unit (imaging unit) 101, a binarization level determination unit 107c, and an area calculation unit 108c.
The imaging part 101 acquires the water surface image which imaged the water surface vicinity of the cooling water in which the slag which flowed out from this slag hole falls.

二値化レベル決定部107cは、撮像画像において、スラグ毎に設定される所定領域の輝度情報の最大値(最大輝度)と平均値(平均輝度)とに基づいて二値化レベル(二値化のための閾値)を決定する。具体的には、二値化レベル決定部107cは、水面画像の水面5Hに突入するスラグのそれぞれに対する所定の関心領域であるROI(4)及びROI(5)を設定し、ROI(4)及びROI(5)のそれぞれにおいて、輝度情報の最大値と平均値とに基づいて二値化レベルを決定する。   The binarization level determination unit 107c has a binarization level (binarization) based on a maximum value (maximum luminance) and an average value (average luminance) of luminance information of a predetermined area set for each slag in the captured image. The threshold for). Specifically, the binarization level determination unit 107c sets ROI (4) and ROI (5) that are predetermined regions of interest for each of the slags that enter the water surface 5H of the water surface image, and ROI (4) and In each ROI (5), the binarization level is determined based on the maximum value and the average value of the luminance information.

より具体的には、二値化レベル決定部107cは、所定領域内の輝度情報の最大値と所定領域内の輝度情報の平均値との差に係数を乗算し、該乗算結果と輝度情報の平均値とを加算することにより二値化レベルを算出する((2)式参照)。ここで、kは係数とする。
二値化レベル=
(ROI内の最大輝度−ROIの平均輝度)×k+ROIの平均輝度 (2)
More specifically, the binarization level determination unit 107c multiplies the difference between the maximum value of the luminance information in the predetermined area and the average value of the luminance information in the predetermined area by a coefficient, and the multiplication result and the luminance information The binarization level is calculated by adding the average value (see equation (2)). Here, k is a coefficient.
Binarization level =
(Maximum brightness within ROI−average brightness of ROI) × k + ROI average brightness (2)

面積算出部108cは、決定された二値化レベルによって所定領域の各画素を二値化し、二値化レベル以上である画素をスラグ領域とし、スラグ領域の面積を算出する。   The area calculation unit 108c binarizes each pixel in the predetermined region based on the determined binarization level, sets a pixel that is equal to or higher than the binarization level as a slag region, and calculates the area of the slag region.

次に、本実施形態に係るスラグ監視装置100cの作用を図18から図19を用いて説明する。図19は、スラグ監視装置100の動作フローを示している。
水面カメラ12は水面5H近傍をカラー動画によって撮像している。解析開始指令を取得すると、水面カメラ12から取得される動画像から10枚の画像キャプチャが行われる(図19のステップSD1)。キャプチャされた10枚の画像から白黒変換された白黒画像が1枚生成される(図19のステップSD2)。
Next, the operation of the slag monitoring apparatus 100c according to this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 19 shows an operation flow of the slag monitoring device 100.
The water surface camera 12 images the vicinity of the water surface 5H with a color moving image. When the analysis start command is acquired, ten image captures are performed from the moving image acquired from the water surface camera 12 (step SD1 in FIG. 19). One black-and-white image converted from black and white is generated from the 10 captured images (step SD2 in FIG. 19).

生成された白黒画像はスムージング関数によって平滑化される(図19のステップSD3)。平滑化された画像は、関心領域ROI(4)及び関心領域ROI(5)のそれぞれの平均輝度レベルが算出されるとともに、関心領域ROI(4)及び関心領域ROI(5)のそれぞれの輝度情報の最大値が出力される(図19のステップSD4)。関心領域(4)及び関心領域ROI(5)に基づいて二値化レベルが算出される(図19のステップSD5)。算出されたそれぞれの二値化レベルに基づいて、関心領域ROI(4)及び関心領域ROI(5)に二値化処理が行われる(図19のステップSD6)。二値化レベル以上のスラグ領域に相当する面積率が算出される(図19のステップSD7)。算出された面積率のデータ管理が行われ、評価される。(図19のステップSD8)。   The generated black and white image is smoothed by the smoothing function (step SD3 in FIG. 19). In the smoothed image, the average luminance levels of the region of interest ROI (4) and the region of interest ROI (5) are calculated, and the luminance information of the region of interest ROI (4) and the region of interest ROI (5) is calculated. Is output (step SD4 in FIG. 19). A binarization level is calculated based on the region of interest (4) and the region of interest ROI (5) (step SD5 in FIG. 19). Based on the calculated binarization levels, binarization processing is performed on the region of interest ROI (4) and the region of interest ROI (5) (step SD6 in FIG. 19). An area ratio corresponding to the slag region of the binarization level or higher is calculated (step SD7 in FIG. 19). Data management of the calculated area ratio is performed and evaluated. (Step SD8 in FIG. 19).

以上説明してきたように、本実施形態に係る石炭ガス化炉1のスラグ監視装置100c及び方法によれば、溶融したスラグが流出するスラグホール3から流出したスラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像して取得した撮像画像に対して、スラグ筋を含む関心領域ROI(4)及び関心領域ROI(5)を設定し、関心領域ROI(4)及び関心領域ROI(5)における輝度情報の最大値と平均値とに基づいて二値化レベルが決定され、決定された二値化レベルによって所定領域の各画素を二値化し、二値化レベル以上である画素をスラグ領域とし、スラグ領域の面積が算出される。   As described above, according to the slag monitoring device 100c and the method of the coal gasification furnace 1 according to the present embodiment, the vicinity of the coolant surface where the slag flowing out from the slag hole 3 through which the molten slag flows out falls. The region of interest ROI (4) and the region of interest ROI (5) including slug muscles are set for the captured image acquired by imaging, and the maximum luminance information in the region of interest ROI (4) and the region of interest ROI (5) The binarization level is determined based on the value and the average value, and each pixel in the predetermined area is binarized based on the determined binarization level, and pixels that are equal to or higher than the binarization level are defined as slag areas. The area is calculated.

このように、輝度情報の最大値と平均値とを勘案して二値化レベルを設定するので、1つの撮像画像にROI(4)とROI(5)にスラグ筋が含まれると推定され、例えば、ROI(4)のスラグ筋は輝度が高く、ROI(5)のスラグ筋は輝度が低いような場合であっても、それぞれの領域に応じた二値化レベルに基づいて撮像画像の二値化が行われる。これにより、関心領域内の輝度に応じた二値化レベルが設定され、正しくスラグ筋の面積算出ができる。   Thus, since the binarization level is set in consideration of the maximum value and the average value of luminance information, it is estimated that ROI (4) and ROI (5) include slag streaks in one captured image, For example, even if the ROI (4) slag streaks have high brightness and the ROI (5) slag streaks have low brightness, the two levels of the captured image are based on the binarization level corresponding to each region. Pricing is performed. Thereby, the binarization level according to the brightness | luminance in a region of interest is set, and the area calculation of slug stripes can be performed correctly.

図20は、本第4の実施形態に係るスラグ監視装置100cによって、水面を観測し、スラグ筋の面積率を算出した場合(図20(c))と、第3の実施形態に係るスラグ監視装置100bによってスラグ筋の面積率を算出した場合(図20(b))と、従来の方法(二値化レベル:固定)によって面積率を算出した場合(図20(a))との比較図の一例である。
ROI(4)のスラグ堆積面積率(%)(点線)と、ROI(5)のスラグ堆積面積率(%)(実線)は、従来法に比べ、本第4の実施形態の方が、スラグ面積率の変動が小さく妥当な挙動で炉内状況に相応の安定した結果が得られている。また、本第4の実施形態に係るスラグ監視装置100cによるROI(4)及びROI(5)の面積率(図12(c))は、第3の実施形態のスラグ監視装置100bによるROI(4)及びROI(5)の面積率(図12(b))よりさらに高精度な検出結果となっている。
FIG. 20 shows the case where the water surface is observed and the area ratio of the slag streaks is calculated by the slag monitoring device 100c according to the fourth embodiment (FIG. 20C), and the slag monitoring according to the third embodiment. Comparison between the case where the area ratio of slag muscle is calculated by the apparatus 100b (FIG. 20B) and the case where the area ratio is calculated by the conventional method (binarization level: fixed) (FIG. 20A). It is an example.
The ROI (4) slag accumulation area ratio (%) (dotted line) and the ROI (5) slag accumulation area ratio (%) (solid line) are more slag in the fourth embodiment than in the conventional method. Stable results corresponding to the in-furnace situation are obtained with a reasonable behavior with small fluctuation of the area ratio. Further, the area ratio (FIG. 12C) of ROI (4) and ROI (5) by the slag monitoring device 100c according to the fourth embodiment is the ROI (4) by the slag monitoring device 100b of the third embodiment. ) And the area ratio of ROI (5) (FIG. 12B), the detection result is more accurate.

以上、本発明の実施形態について説明したが、発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施が可能である。
なお、第1の実施形態から第4の実施形態を適宜組み合わせて実施してもよい。例えば、第1の実施形態の構成に第2の実施形態の構成を組み合わせてもよいし、第1の実施形態の構成から第4の実施形態の構成を組み合わせてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
Note that the first embodiment to the fourth embodiment may be combined as appropriate. For example, the configuration of the second embodiment may be combined with the configuration of the first embodiment, or the configuration of the fourth embodiment may be combined with the configuration of the first embodiment.

また、第1の実施形態及び第2の実施形態によって得られたスラグ筋の本数の情報や、第3の実施形態及び第4の実施形態によって得られたスラグ筋の面積の情報は、例えば、スラグ流動筋が安定しているか否か、スラグホールが閉塞する虞があるか否か等の判定に用い、判定の結果に基づいて、適宜各種ガイダンスの出力が行われるようにしてもよい。各種ガイダンスを出力するとは、例えば、スラグホールが閉塞する虞があると判定された場合に、その旨をディスプレイやスピーカから報知すること、スラグホールにスラグが堆積したと判定された場合に、スラグ溶融バーナの点火を促す旨を報知すること、スラグホールカメラや水面カメラの監視窓を洗浄する時期であると判定された場合に、ディスプレイやスピーカでその旨を報知すること等である。報知を受けた作業者は、報知に基づいて対処することができる。
また、第1の実施形態から第4の実施形態により得られたスラグ筋本数やスラグ筋面積の結果を、特許第5448669号公報に記載の各種判定ロジックに適用しても良い。
Moreover, the information on the number of slug lines obtained by the first embodiment and the second embodiment and the information on the area of the slug lines obtained by the third embodiment and the fourth embodiment are, for example, It may be used to determine whether or not the slag flow muscle is stable and whether or not the slag hole may be blocked, and various guidance may be output as appropriate based on the determination result. For example, when it is determined that there is a possibility that the slag hole may be blocked, a notification is made from the display or the speaker, and when it is determined that slag has accumulated in the slag hole, Informing that the ignition of the molten burner is urged, and in the case where it is determined that it is time to clean the monitoring window of the slag hall camera or the water surface camera, informing that effect on the display or speaker. The worker who has received the notification can take action based on the notification.
Further, the results of the number of slag bars and the area of the slag bars obtained by the first to fourth embodiments may be applied to various determination logics described in Japanese Patent No. 5448669.

1 石炭ガス化炉
2 スラグタップ
3 スラグホール
5 スラグホッパ
5H 水面
100,100a,100b,100c スラグ監視装置
101 撮像部
102 稜線検出部
103 輝度情報取得部
104,104a 落下筋判定部
105 ピーク検出部
106 指定ドット検出部
107,107c 二値化レベル決定部
108,108c 面積算出部
P 検出ライン
X 稜線
e1 第1座標
e2 第2座標
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coal gasifier 2 Slag tap 3 Slag hole 5 Slag hopper 5H Water surface 100,100a, 100b, 100c Slag monitoring apparatus 101 Imaging part 102 Ridge line detection part 103 Luminance information acquisition part 104,104a Falling line determination part 105 Peak detection part 106 designation | designated Dot detection unit 107, 107c binarization level determination unit 108, 108c area calculation unit P detection line X ridge line e1 first coordinate e2 second coordinate

図20は、本第4の実施形態に係るスラグ監視装置100cによって、水面を観測し、スラグ筋の面積率を算出した場合(図20(c))と、第3の実施形態に係るスラグ監視装置100bによってスラグ筋の面積率を算出した場合(図20(b))と、従来の方法(二値化レベル:固定)によって面積率を算出した場合(図20(a))との比較図の一例である。
ROI(4)のスラグ堆積面積率(%)(点線)と、ROI(5)のスラグ堆積面積率(%)(実線)は、従来法に比べ、本第4の実施形態の方が、スラグ面積率の変動が小さく妥当な挙動で炉内状況に相応の安定した結果が得られている。また、本第4の実施形態に係るスラグ監視装置100cによるROI(4)及びROI(5)の面積率(図20(c))は、第3の実施形態のスラグ監視装置100bによるROI(4)及びROI(5)の面積率(図20(b))よりさらに高精度な検出結果となっている。
FIG. 20 shows the case where the water surface is observed and the area ratio of the slag streaks is calculated by the slag monitoring device 100c according to the fourth embodiment (FIG. 20C), and the slag monitoring according to the third embodiment. Comparison between the case where the area ratio of slag muscle is calculated by the apparatus 100b (FIG. 20B) and the case where the area ratio is calculated by the conventional method (binarization level: fixed) (FIG. 20A). It is an example.
The ROI (4) slag accumulation area ratio (%) (dotted line) and the ROI (5) slag accumulation area ratio (%) (solid line) are more slag in the fourth embodiment than in the conventional method. Stable results corresponding to the in-furnace situation are obtained with a reasonable behavior with small fluctuation of the area ratio. Moreover, the area ratio (FIG. 20 (c)) of ROI (4) and ROI (5) by the slag monitoring device 100c according to the fourth embodiment is the ROI (4) by the slag monitoring device 100b of the third embodiment. ) and (area ratio of 5) (FIG. 20 (b) ROI has a) more accurate than the detection results.

Claims (11)

溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、それぞれ撮像画像を取得する撮像手段と、
各前記撮像画像に対してウォーターシェッドアルゴリズムを用い、前記スラグの落下筋として推定される稜線を検出する稜線検出手段と、
各前記撮像画像の所定領域において、推定される前記スラグの落下筋と交差する方向に設けられる複数の検出ラインから輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、
前記稜線と各前記検出ラインとの交点の前記輝度情報と、各前記検出ラインに沿った前記交点の近傍の前記輝度情報との輝度差が、第1閾値以上である場合に、前記稜線は前記スラグの落下筋であると判定する落下筋判定手段と
を具備する石炭ガス化炉のスラグ監視装置。
Imaging means for capturing the vicinity of the slag hole where the molten slag flows out, and the vicinity of the water surface of the cooling water where the slag flowing out of the slag hole falls,
Using a watershed algorithm for each of the captured images, ridge line detection means for detecting a ridge line estimated as a drop line of the slag,
Luminance information acquisition means for acquiring luminance information from a plurality of detection lines provided in a direction intersecting with the estimated drop line of the slag in a predetermined region of each captured image;
When the luminance difference between the luminance information at the intersection of the ridge line and each detection line and the luminance information in the vicinity of the intersection along each detection line is equal to or greater than a first threshold, the ridge line is A slag monitoring device for a coal gasification furnace, comprising fallen line determining means for determining that the slag is dropped.
前記落下筋判定手段は、前記交点の近傍の前記輝度情報を、前記交点から前記検出ラインに沿って第1所定間隔離れた第1座標から、該第1座標から前記検出ラインに沿って第2所定間隔離れた第2座標までの区間の輝度の平均値とする請求項1に記載の石炭ガス化炉のスラグ監視装置。   The falling line determination means obtains the luminance information in the vicinity of the intersection from a first coordinate that is separated from the intersection by a first predetermined distance along the detection line, and from the first coordinate along the detection line. The slag monitoring device for a coal gasification furnace according to claim 1, wherein the slag monitoring device is an average value of luminance in a section up to a second coordinate separated by a predetermined interval. 溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、それぞれ撮像画像を取得する撮像手段と、
各前記撮像画像の所定領域において、前記スラグの落下筋が落下すると推定される方向と交差する方向に設けられる複数の検出ラインから輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、
各前記検出ラインの少なくとも一端側から他端側の方向に、前記検出ライン上の隣り合う画素の前記輝度情報を比較し、前記輝度情報の値が下降し始める前記画素をピーク位置として検出するピーク検出手段と、
前記ピーク位置から所定画素数連続で前記輝度情報の値が下降した前記画素である指定ドットを検出する指定ドット検出手段と、
前記ピーク位置の前記輝度情報と前記指定ドットの前記輝度情報との輝度差が第2閾値以上である場合に、前記ピーク位置を前記スラグの落下筋として判定する落下筋判定手段と
を具備する石炭ガス化炉のスラグ監視装置。
Imaging means for capturing the vicinity of the slag hole where the molten slag flows out, and the vicinity of the water surface of the cooling water where the slag flowing out of the slag hole falls,
Luminance information acquisition means for acquiring luminance information from a plurality of detection lines provided in a direction intersecting with a direction in which the falling stripe of the slag is estimated to fall in a predetermined region of each captured image;
A peak for comparing the luminance information of adjacent pixels on the detection line in a direction from at least one end side to the other end side of each detection line, and detecting the pixel at which the value of the luminance information starts to fall as a peak position Detection means;
Designated dot detection means for detecting a designated dot that is the pixel in which the value of the luminance information has fallen continuously for a predetermined number of pixels from the peak position;
Coal comprising fall line determination means for determining the peak position as a drop line of the slag when the luminance difference between the luminance information of the peak position and the luminance information of the designated dot is equal to or greater than a second threshold. Gasifier slag monitoring device.
前記落下筋判定手段は、
前記検出ライン毎に前記スラグの落下筋として判定されたスラグの落下筋の数を計数する計数手段を具備し、
前記所定領域において、前記検出ライン毎に計数された前記スラグの落下筋の数のうち最大値を、前記所定領域内の前記スラグの落下筋の数として出力する請求項1から請求項3のいずれかに記載の石炭ガス化炉のスラグ監視装置。
The falling line determining means includes
Comprising a counting means for counting the number of slag falling stripes determined as the slag falling stripes for each detection line;
4. The device according to claim 1, wherein, in the predetermined area, a maximum value among the number of falling stripes of the slag counted for each detection line is output as the number of falling stripes of the slag in the predetermined area. A slag monitoring device for a coal gasifier according to claim 1.
溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、それぞれ撮像画像を取得する撮像手段と、
各前記撮像画像の輝度の平均値に応じて設定される二値化レベルを決定する二値化レベル決定手段と、
決定された前記二値化レベルによって、前記撮像画像の所定監視対象の各画素を二値化し、前記二値化レベル以上である前記画素をスラグ領域とし、前記スラグ領域の面積を算出する面積算出手段と
を具備する石炭ガス化炉のスラグ監視装置。
Imaging means for capturing the vicinity of the slag hole where the molten slag flows out, and the vicinity of the water surface of the cooling water where the slag flowing out of the slag hole falls,
Binarization level determination means for determining a binarization level set according to an average value of luminance of each of the captured images;
Based on the determined binarization level, each pixel to be monitored in the captured image is binarized, the pixel that is equal to or higher than the binarization level is set as a slag region, and an area calculation for calculating the area of the slag region And a slag monitoring device for a coal gasifier.
溶融したスラグが流出するスラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、撮像画像を取得する撮像手段と、
前記撮像画像において、前記スラグ毎に設定される所定領域の前記輝度情報の最大値と平均値とに基づいて二値化レベルを決定する二値化レベル決定手段と、
決定された前記二値化レベルによって前記所定領域の各画素を二値化し、前記二値化レベル以上である前記画素をスラグ領域とし、前記スラグ領域の面積を算出する面積算出手段と
を具備する石炭ガス化炉のスラグ監視装置。
Imaging means for capturing an image of the vicinity of the surface of the cooling water from which the slag that has flowed out of the slag hole from which the molten slag flows out, and acquiring a captured image;
In the captured image, binarization level determination means for determining a binarization level based on a maximum value and an average value of the luminance information of a predetermined area set for each slag;
Area calculating means for binarizing each pixel in the predetermined area according to the determined binarization level, setting the pixel that is equal to or higher than the binarization level as a slag area, and calculating an area of the slag area; Slag monitoring device for coal gasifier.
前記二値化レベル決定手段は、
前記所定領域内の前記輝度情報の前記最大値と前記平均値との差に係数を乗算し、該乗算結果と前記輝度情報の平均値とを加算することにより前記二値化レベルを算出する請求項6に記載の石炭ガス化炉のスラグ監視装置。
The binarization level determination means includes
The binarization level is calculated by multiplying a difference between the maximum value and the average value of the luminance information in the predetermined area by a coefficient, and adding the multiplication result and the average value of the luminance information. Item 7. A slag monitoring device for a coal gasifier according to item 6.
溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、それぞれ撮像画像を取得する第1過程と、
各前記撮像画像に対してウォーターシェッドアルゴリズムを用い、前記スラグの落下筋として推定される稜線を検出する第2過程と、
各前記撮像画像の所定領域において、推定される前記スラグの落下筋と交差する方向に設けられる複数の検出ラインから輝度情報を取得する第3過程と、
前記稜線と各前記検出ラインとの交点の前記輝度情報と、各前記検出ラインに沿った前記交点の近傍の前記輝度情報との輝度差が、第1閾値以上である場合に、前記稜線は前記スラグの落下筋であると判定する第4過程とを有する石炭ガス化炉のスラグ監視方法。
A first step of imaging the vicinity of the slag hole from which the molten slag flows out, and the vicinity of the water surface of the cooling water from which the slag that has flowed out of the slag hole falls;
Using a watershed algorithm for each of the captured images, a second step of detecting a ridge line estimated as a drop line of the slag;
A third process of acquiring luminance information from a plurality of detection lines provided in a direction intersecting with the estimated drop of the slag in a predetermined region of each captured image;
When the luminance difference between the luminance information at the intersection of the ridge line and each detection line and the luminance information in the vicinity of the intersection along each detection line is equal to or greater than a first threshold, the ridge line is A slag monitoring method for a coal gasification furnace, comprising: a fourth process for determining that the slag falls.
溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、それぞれ撮像画像を取得する第1過程と、
各前記撮像画像の所定領域において、前記スラグの落下筋が落下すると推定される方向と交差する方向に設けられる複数の検出ラインから輝度情報を取得する第2過程と、
各前記検出ラインの少なくとも一端側から他端側の方向に、前記検出ライン上の隣り合う画素の前記輝度情報を比較し、前記輝度情報の値が下降し始める前記画素をピーク位置として検出する第3過程と、
前記ピーク位置から所定画素数連続で前記輝度情報の値が下降した前記画素である指定ドットを検出する第4過程と、
前記ピーク位置の前記輝度情報と前記指定ドットの前記輝度情報との輝度差が第2閾値以上である場合に、前記ピーク位置を前記スラグの落下筋として判定する第5過程と
を有する石炭ガス化炉のスラグ監視方法。
A first step of imaging the vicinity of the slag hole from which the molten slag flows out, and the vicinity of the water surface of the cooling water from which the slag that has flowed out of the slag hole falls;
A second process of acquiring luminance information from a plurality of detection lines provided in a direction intersecting with a direction in which a drop line of the slag is estimated to fall in a predetermined region of each captured image;
The luminance information of adjacent pixels on the detection line is compared in at least one end side to the other end side of each detection line, and the pixel at which the value of the luminance information starts to decrease is detected as a peak position. 3 processes,
A fourth step of detecting a designated dot which is the pixel in which the value of the luminance information has decreased continuously from the peak position by a predetermined number of pixels;
Coal gasification comprising: a fifth step of determining the peak position as a drop line of the slag when the luminance difference between the luminance information of the peak position and the luminance information of the designated dot is greater than or equal to a second threshold value How to monitor furnace slag.
溶融したスラグが流出するスラグホール近傍、及び該スラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、それぞれ撮像画像を取得する第1過程と、
各前記撮像画像の輝度の平均値に応じて設定される二値化レベルを決定する第2過程と、
決定された前記二値化レベルによって、前記撮像画像の所定監視対象の各画素を二値化し、前記二値化レベル以上である前記画素をスラグ領域とし、前記スラグ領域の面積を算出する第3過程と
を有する石炭ガス化炉のスラグ監視方法。
A first step of imaging the vicinity of the slag hole from which the molten slag flows out, and the vicinity of the water surface of the cooling water from which the slag that has flowed out of the slag hole falls;
A second step of determining a binarization level set according to the average value of the luminance of each captured image;
According to the determined binarization level, each pixel that is a predetermined monitoring target of the captured image is binarized, the pixel that is equal to or higher than the binarization level is set as a slag region, and the area of the slag region is calculated. A method for monitoring slag of a coal gasifier having a process.
溶融したスラグが流出するスラグホールから流出した前記スラグが落下する冷却水の水面近傍を撮像し、撮像画像を取得する第1過程と、
前記撮像画像において、前記スラグ毎に設定される所定領域の前記輝度情報の最大値と平均値とに基づいて二値化レベルを決定する第2過程と、
決定された前記二値化レベルによって前記所定領域の各画素を二値化し、前記二値化レベル以上である前記画素をスラグ領域とし、前記スラグ領域の面積を算出する第3過程とを有する石炭ガス化炉のスラグ監視方法。
A first step of capturing an image of the vicinity of the cooling water from which the slag that has flowed out of the slag hole from which the molten slag has flowed falls,
A second step of determining a binarization level based on a maximum value and an average value of the luminance information in a predetermined area set for each slag in the captured image;
And a third step of binarizing each pixel in the predetermined region according to the determined binarization level, setting the pixel that is equal to or higher than the binarization level as a slag region, and calculating an area of the slag region. Gasifier slag monitoring method.
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