JP2018066529A - ガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置及び排ガス制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、ガス化溶融炉プラントの概略構成を示す模式図である。本実施の形態に係るガス化溶融炉プラント10は、ガス化炉20及び溶融炉30を含むガス化溶融炉15を備えている。ガス化溶融炉プラント10は、廃棄物を貯留するごみピット40を備えており、ごみ収集車41から排出された廃棄物がごみピット40に収容される。ごみピット40にはごみクレーン42が設けられている。ごみクレーン42は、ごみピット40に貯留された廃棄物を把持して上昇することにより、ごみピット40から定量ずつ廃棄物を取り出す。
次に、本実施の形態に係る排ガス制御装置の構成について説明する。図2は、本実施の形態に係る排ガス制御装置の構成を示すブロック図である。排ガス制御装置100は、コンピュータ200によって実現される。図2に示すように、コンピュータ200は、本体300と、入力部400と、表示部500とを備えている。本体300は、CPU301、ROM302、RAM303、読出装置304、ハードディスク305、入出力インタフェース306、及び画像出力インタフェース307を備えており、CPU301、ROM302、RAM303、読出装置304、ハードディスク305、入出力インタフェース306、及び画像出力インタフェース307は、バスによって接続されている。
次に、排ガス制御装置100の動作について説明する。図3は、本実施の形態に係る排ガス制御装置100の動作の手順を示すフローチャートである。排ガス制御装置100は、ガス化溶融炉プラント10の通常の制御モード(以下、「通常制御モード」という)での制御処理を行う。かかる通常制御モードの制御処理は各種センサから出力された運転データに基づくPID制御であり、これにより排ガスの状態、つまり燃焼状態が一定に保たれる。
支持度=予測ルールに適合した評価データ数÷評価データの総数J …(1)
信頼度=予測ルールに適合した評価データ数÷予測ルールに分類された評価データ数 …(2)
但し、予測ルールに適合した評価データ数はカウンタc(i)の計数結果として与えられる。また、「予測ルールに分類された評価データ」とは、入力データが予測ルールの条件と適合した評価データをいう。つまり、「予測ルールに分類された評価データ」には、出力データが予測ルールの結果と適合した評価データだけでなく、適合していない評価データも含む。
上述した実施の形態では、入力期間における燃焼室出口O2濃度の最小値、ガス化炉内圧の最大値、燃焼室出口O2濃度の時間変化率の最小値、第1基準値未満の燃焼室出口O2濃度の時間積分値、ガス化炉内圧の時間変化率の最大値、第2基準値を超えるガス化炉内圧の時間積分値、燃焼室出口O2濃度の最大値、第3基準値を超える燃焼室出口O2濃度の時間積分値、砂層温度、風箱圧力、風箱圧力の時間変化率の最大値、風箱圧力の平均値、押込空気流量の時間変化率の最小値、給じん速度の時間変化率の平均値、砂層温度の期間上昇量、砂層温度の期間変化量の時間積分値が含まれる入力データを用いて、COガスの発生を予測する構成について述べたが、これに限定されるものではない。例えば、入力期間における燃焼室出口O2濃度、及びガス化炉内圧のみを用いてもよい。ここで、燃焼室出口O2濃度について、入力期間中に極小値を取ることを検出できる数値であれば、最小値でなくてもよい。また、ガス化炉内圧については、一時的な増大を検出できる数値であれば、最大値でなくてもよい。また、燃焼室出口O2濃度の最小値及びガス化炉内圧の最大値に加え、燃焼室出口O2濃度の時間変化率の最小値、第1基準値未満の燃焼室出口O2濃度の時間積分値、ガス化炉内圧の時間変化率の最大値、及び第2基準値を超えるガス化炉内圧の時間積分値を用いてもよい。さらにこれらに加えて、砂層温度、風箱圧力、風箱圧力の時間変化率の最大値、風箱圧力の平均値、押込空気流量の時間変化率の最小値、給じん速度の時間変化率の平均値、砂層温度の期間上昇量、及び砂層温度の期間変化量の時間積分値の少なくとも1つを用いてもよい。
15 ガス化溶融炉
20 ガス化炉
26 一次空気供給装置
30 溶融炉
31 旋回流溶融炉
33 二次空気供給装置
71 給じん速度計
72 風箱圧力計
73 押込空気流量計
74 砂層温度計
75 ガス化炉内圧力計
76 O2濃度計
77 一次空気流量計
78 二次空気流量計
79 CO濃度計
100 排ガス制御装置
200 コンピュータ
301 CPU
305 ハードディスク
310 排ガス制御プログラム
320 実績データベース
330 学習データベース
350 判定ルールデータベース
Claims (13)
- 廃棄物を焼却するためのガス化炉及び前記ガス化炉によって生じた炭分を溶融させる溶融炉を有するガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置であって、
前記溶融炉の出口から流出するO2ガスの濃度と、前記ガス化炉の内圧とを取得するデータ取得手段と、
前記データ取得手段によって取得された前記O2ガスの濃度及び前記内圧に基づいて、前記溶融炉から排出されるCOガスの発生を予測する予測手段と、
前記予測手段によって前記COガスの発生が予測された場合に、前記COガスの発生を抑制するように前記溶融炉に流入させる空気量を設定する設定手段と、
を備える、
ガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。 - 前記予測手段は、前記O2ガスの濃度の最小値及び前記内圧の最大値に基づいて、前記COガスの発生を予測するように構成されている、
請求項1に記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。 - 前記予測手段は、前記O2ガスの濃度の時間変化率、前記O2ガスの濃度の時間積分値、前記内圧の時間変化率、及び前記内圧の時間積分値にさらに基づいて、前記COガスの発生を予測するように構成されている、
請求項2に記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。 - 前記予測手段は、前記O2ガスの濃度の時間積分値として、予め設定された第1基準値未満のO2ガスの濃度の時間積分値を使用し、前記内圧の時間積分値として、予め設定された第2基準値を超える前記内圧の時間積分値を使用するように構成されている、
請求項3に記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。 - 前記予測手段は、前記O2ガスの濃度の最大値、予め設定された第3基準値を超えるO2ガスの濃度の時間積分値、前記ガス化炉内に設けられた砂層の温度、前記ガス化炉に接続された風箱内の圧力、前記風箱内の圧力の時間変化率、前記風箱から前記ガス化炉に供給される空気量の時間変化率、前記ガス化炉への廃棄物の供給速度、前記供給速度の時間変化率、前記砂層の温度の期間上昇量、及び前記砂層の温度の期間変化量の時間積分値のうちの少なくとも1つにさらに基づいて、前記COガスの発生を予測するように構成されている、
請求項4に記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。 - 前記O2ガスの濃度及び前記内圧を含む条件と、前記COガスの発生の有無を示す結果とを有する予測ルールを、前記O2ガスの濃度、前記内圧、及び前記COガスの濃度の実績値に基づいて生成する生成手段をさらに備え、
前記予測手段は、前記生成手段によって生成された前記予測ルールを用いて、前記COガスの発生を予測するように構成されている、
請求項1乃至5の何れかに記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。 - 前記生成手段は、決定木学習により前記予測ルールを生成するように構成されている、
請求項6に記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。 - 時刻t−T1(但し、T1>0)から時刻tまでの入力期間における前記O2ガスの濃度及び前記内圧を含む実績値である入力データと、時刻t+T2から時刻t+T3(但し、T3>T2>0)までの出力期間における前記COガスの濃度の実績値に基づく前記COガスの発生の有無を示す出力データとを含む学習データを作成する作成手段をさらに備え、
前記生成手段は、前記作成手段によって作成された学習データに基づいて、前記予測ルールを生成するように構成されている、
請求項7に記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。 - 前記作成手段は、前記出力データがCOガスの発生があることを示す学習データと、前記出力データがCOガスの発生がないことを示す学習データとを、異なる比率でそれぞれ含む複数の学習データセットを作成するように構成されており、
前記生成手段は、前記学習データセットに含まれる前記学習データに基づいて、前記予測ルールを生成するように構成されている、
請求項8に記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。 - 前記入力期間における前記O2ガスの濃度及び前記内圧を含む実績値である入力データと、前記出力期間における前記COガスの濃度の実績値に基づく前記COガスの発生の有無を示す出力データとを含む評価用データに対して、前記結果がCOガスの発生があることを示す複数の前記予測ルールを適用し、前記予測ルールと条件及び結果が共に適合した前記評価用データ数に基づいて、前記COガスの発生の予測に使用する前記予測ルールを選別する選別手段をさらに備え、
前記予測手段は、前記選別手段によって選別された前記予測ルールを用いて、前記COガスの発生を予測するように構成されている、
請求項8又は9に記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。 - 時刻tにおける前記O2ガスの濃度及び前記内圧を含む条件と、前記時刻tよりも後の時刻uにおいて前記予測ルールが成立すること示す結果とを有する第2予測ルールを、前記O2ガスの濃度、前記内圧、前記COガスの濃度の実績値、及び前記予測ルールに基づいて生成する第2生成手段をさらに備え、
前記予測手段は、前記第2生成手段によって生成された前記第2予測ルールをさらに用いて、前記COガスの発生を予測するように構成されている、
請求項6乃至10の何れかに記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。 - 前記設定手段は、予め設定された第1基準値未満のO2ガスの濃度の時間積分値に基づいて、前記空気量を設定するように構成されている、
請求項1乃至11の何れかに記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。 - 廃棄物を焼却するためのガス化炉及び前記ガス化炉によって生じた炭分を溶融させる溶融炉を有するガス化溶融炉プラントの排ガス制御方法であって、
前記溶融炉の出口から流出するO2ガスの濃度と、前記ガス化炉の内圧とを取得するステップと、
取得された前記O2ガスの濃度及び前記内圧に基づいて、前記溶融炉から排出されるCOガスの発生を予測するステップと、
前記COガスの発生が予測された場合に、前記COガスの発生を抑制するように前記溶融炉に流入させる空気量を設定するステップと、
を有する、
ガス化溶融炉プラントの排ガス制御方法。
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