JP2021008991A - Automatic combustion control method and automatic combustion control device - Google Patents
Automatic combustion control method and automatic combustion control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021008991A JP2021008991A JP2019123411A JP2019123411A JP2021008991A JP 2021008991 A JP2021008991 A JP 2021008991A JP 2019123411 A JP2019123411 A JP 2019123411A JP 2019123411 A JP2019123411 A JP 2019123411A JP 2021008991 A JP2021008991 A JP 2021008991A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- learning
- combustion
- value
- waste
- control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 229
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 108
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims description 16
- 238000007621 cluster analysis Methods 0.000 claims description 8
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 45
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 23
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 238000011002 quantification Methods 0.000 description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 1
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010219 correlation analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003066 decision tree Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000012706 support-vector machine Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Incineration Of Waste (AREA)
Abstract
Description
本発明は、廃棄物焼却炉に対する自動燃焼制御方法および自動燃焼制御装置に関する。 The present invention relates to an automatic combustion control method and an automatic combustion control device for a waste incinerator.
従来、低炭素社会および循環型社会を実現するために、廃棄物処理分野においても、様々な要求がなされている。廃棄物焼却炉には、燃焼排ガスから熱を効率的に回収するのみならず、大気中に放出されるダイオキシン類や窒素酸化物(NOx)などの有害物質の抑制が要求される。そのため、廃棄物焼却炉において、廃棄物であるごみの燃焼を安定させるために、廃棄物の自動燃焼制御が採用されている(特許文献1,2参照)。
Conventionally, various demands have been made in the field of waste treatment in order to realize a low-carbon society and a recycling-oriented society. Waste incinerators are required not only to efficiently recover heat from combustion exhaust gas, but also to suppress harmful substances such as dioxins and nitrogen oxides (NO x ) released into the atmosphere. Therefore, in the waste incinerator, automatic combustion control of waste is adopted in order to stabilize the combustion of waste as waste (see
廃棄物焼却炉で実行される自動燃焼制御においては、燃焼を制御する自動燃焼制御装置によって操作項目の設定値が算出され、算出された設定値に基づいて監視制御装置による制御が行われている。廃棄物焼却炉においては、受け入れた廃棄物のカロリーや廃棄物を受け入れて攪拌するごみピット内の攪拌状況などによって、燃焼に供するカロリーが変動して燃焼状態が変化する。そのため、オペレータなどが中央制御室における監視制御装置を用いて、各種センサから得られたデータ、データに付随する警報、および燃焼状態を撮影した映像から常時監視を行っている。その上で、廃棄物焼却炉における燃焼をより安定化させるとともに運転管理値を所定値に維持する運転管理を行うために、オペレータは、自動燃焼制御装置からの主要な操作項目の設定値を手動で補正する、いわゆる運転介入操作(以下、介入操作という)を行う。運転管理においては、工場のオペレータが各種制御値による燃焼制御に対し、安心で安定した運転のために制御値に対する補正操作を行う手動での介入操作を、1日当たり数回〜数十回実行している。オペレータは、制御データと現在の運転データに加え、さらに燃焼状態も考慮して手動での介入操作を判断している。 In the automatic combustion control executed in the waste incinerator, the set value of the operation item is calculated by the automatic combustion control device that controls the combustion, and the control is performed by the monitoring control device based on the calculated set value. .. In a waste incinerator, the calories used for combustion fluctuate and the combustion state changes depending on the calories of the received waste and the stirring condition in the waste pit where the waste is received and agitated. Therefore, an operator or the like uses a monitoring control device in the central control room to constantly monitor data obtained from various sensors, alarms associated with the data, and images of the combustion state. On top of that, in order to perform operation management that stabilizes the combustion in the waste incinerator and maintains the operation control value at a predetermined value, the operator manually sets the setting values of the main operation items from the automatic combustion control device. A so-called driving intervention operation (hereinafter referred to as an intervention operation) is performed. In operation management, the factory operator performs manual intervention operations to correct the control values for safe and stable operation for combustion control by various control values several to several tens of times a day. ing. In addition to the control data and the current operation data, the operator also considers the combustion state to determine the manual intervention operation.
上述した従来技術による廃棄物焼却炉においては、一般的に、経験を積んだオペレータの手動による介入操作が行われている。また、オペレータの人数も、運転中において常時、介入操作が可能になるように確保する必要がある。ところが、近年の廃棄物焼却炉においては、経験を積んだオペレータが不足したり、少人数で管理および運営したりする必要性が増している。これらのことから、将来的に、介入操作が必要な状態であっても手動による介入操作を適切に行うことが困難になる可能性がある。この場合であっても、廃棄物焼却炉においては、燃焼の安定化と運転管理値の維持は厳格に行う必要があった。そこで、手動による操作介入の頻度の低減が求められていた。 In the above-mentioned conventional waste incinerators, a manual intervention operation by an experienced operator is generally performed. In addition, it is necessary to secure the number of operators so that intervention operations can be performed at all times during operation. However, in recent years, waste incinerators have a shortage of experienced operators, and there is an increasing need to manage and operate them with a small number of people. From these facts, in the future, it may be difficult to properly perform the manual intervention operation even if the intervention operation is required. Even in this case, in the waste incinerator, it was necessary to strictly stabilize the combustion and maintain the operation control value. Therefore, it has been required to reduce the frequency of manual operation intervention.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、廃棄物焼却炉におけるオペレータの手動による介入操作の頻度を大幅に低減することができる自動燃焼制御方法および自動燃焼制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an automatic combustion control method and an automatic combustion control device capable of significantly reducing the frequency of manual intervention operations by an operator in a waste incinerator. To provide.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る自動燃焼制御方法は、廃棄物焼却炉の複数の操作端の操作量基準値を、あらかじめ設定された設定値に基づいて設定し、前記操作量基準値に基づいて前記廃棄物焼却炉の内部における廃棄物の燃焼を制御する自動燃焼制御装置が実行する自動燃焼制御方法であって、前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関するセンサ情報、および前記自動燃焼制御装置により制御する前記操作端の制御値を入力パラメータとして取得するパラメータ取得ステップと、前記入力パラメータを操作学習済みモデルに入力し、前記操作端の種類および前記操作量基準値の補正値に基づいて得られた、前記操作端の前記操作量基準値を補正して制御する制御ステップと、を含み、前記操作学習済みモデルは、前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関する学習用センサ情報と前記自動燃焼制御装置によって制御される前記操作端の学習用制御値とを学習用入力パラメータとし、前記学習用センサ情報および前記学習用制御値に対応した、操作端の種類と操作量基準値に対する補正値とを学習用出力パラメータとして、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によってあらかじめ生成された学習済みモデルであることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the automatic combustion control method according to one aspect of the present invention sets the operation amount reference value of a plurality of operation ends of the waste incinerator to a preset set value. It is an automatic combustion control method executed by an automatic combustion control device that is set based on the above and controls the combustion of waste inside the waste incinerator based on the operation amount reference value, and is the inside of the waste incinerator. A parameter acquisition step for acquiring sensor information regarding the state of the waste incinerator and facilities related to the waste incinerator, and a control value of the operation end controlled by the automatic combustion control device as input parameters, and an operation-learned model for the input parameters. The operation learning includes a control step for correcting and controlling the operation amount reference value of the operation end, which is obtained based on the type of the operation end and the correction value of the operation amount reference value. The completed model is used for learning the internal state of the waste incinerator, the learning sensor information about the facility related to the waste incinerator, and the learning control value of the operation end controlled by the automatic combustion control device. As input parameters, the type of operation end and the correction value for the operation amount reference value corresponding to the learning sensor information and the learning control value are used as learning output parameters in advance by at least one of machine learning and statistical methods. It is characterized by being a generated trained model.
本発明の一態様に係る自動燃焼制御方法は、上記の発明において、前記学習用入力パラメータの前記学習用センサ情報および前記学習用制御値は、オペレータの手動による介入操作の判断に用いたデータであり、前記学習用出力パラメータに含まれる操作端の種類および操作量基準値に対する補正値は、前記オペレータが前記手動による介入操作において操作した操作端の種類および操作量基準値に対する補正値であり、前記操作学習済みモデルは、前記学習用入力パラメータおよび前記学習用出力パラメータを用いて、クラスター分析により生成された学習済みモデルであることを特徴とする。本発明の一態様に係る自動燃焼制御方法は、この構成において、前記オペレータの手動による介入操作の判断に用いたデータは、前記廃棄物焼却炉における、前記操作端の制御値、運転値、または瞬時値のデータ、複数の前記センサ情報に基づいて導出されたデータ、前記センサ情報の所定時間の変動傾向のデータ、および前記操作端の制御値の1時間移動平均のデータを含むことを特徴とする。 In the automatic combustion control method according to one aspect of the present invention, in the above invention, the learning sensor information and the learning control value of the learning input parameter are data used for determining a manual intervention operation by the operator. Yes, the correction value for the operation end type and the operation amount reference value included in the learning output parameter is a correction value for the operation end type and the operation amount reference value operated by the operator in the manual intervention operation. The operation-learned model is a trained model generated by cluster analysis using the learning input parameters and the learning output parameters. In the automatic combustion control method according to one aspect of the present invention, in this configuration, the data used for determining the manual intervention operation of the operator is the control value, operation value, or operation value of the operation end in the waste incinerator. It is characterized by including instantaneous value data, data derived based on a plurality of the sensor information, data on a fluctuation tendency of the sensor information over a predetermined time, and data on a one-hour moving average of control values of the operation end. To do.
本発明の一態様に係る自動燃焼制御方法は、上記の発明において、前記センサ情報は、学習用燃焼画像データを学習用入力パラメータとし前記学習用燃焼画像データに対応した数値を学習用出力パラメータとした機械学習によってあらかじめ生成された燃焼画像学習済みモデルに、前記廃棄物焼却炉内の燃焼状態を撮像した燃焼画像データを入力して得られる数値を含むことを特徴とする。 In the above invention, the automatic combustion control method according to one aspect of the present invention uses the learning combustion image data as a learning input parameter and the numerical value corresponding to the learning combustion image data as a learning output parameter. It is characterized in that the combustion image trained model generated in advance by the machine learning includes the numerical value obtained by inputting the combustion image data obtained by imaging the combustion state in the waste incinerator.
本発明の一態様に係る自動燃焼制御方法は、上記の発明において、前記学習用出力パラメータは、前記制御ステップの開始の判断のデータ、および前記制御ステップの終了の判断のデータを含むことを特徴とする。 The automatic combustion control method according to one aspect of the present invention is characterized in that, in the above invention, the learning output parameter includes data for determining the start of the control step and data for determining the end of the control step. And.
本発明の一態様に係る自動燃焼制御装置は、廃棄物焼却炉の複数の操作端の操作量基準値をあらかじめ設定された設定値に基づいて設定し、前記操作量基準値に基づいて前記廃棄物焼却炉の内部における廃棄物の燃焼を制御する自動燃焼制御装置であって、前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関するセンサ情報、および前記自動燃焼制御装置により制御する前記操作端の制御値を入力パラメータとして記憶する記憶部と、前記記憶部から読み出した前記入力パラメータを操作学習済みモデルに入力し、前記操作端の種類および前記操作量基準値の補正値に基づいて得られた、前記操作端の前記操作量基準値を補正して制御する制御部と、を備え、前記操作学習済みモデルは、前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関する学習用センサ情報と前記自動燃焼制御装置によって制御される前記操作端の学習用制御値とを学習用入力パラメータとし、前記学習用センサ情報および前記学習用制御値に対応した、操作端の種類と操作量基準値に対する補正値とを学習用出力パラメータとして、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によってあらかじめ生成された学習済みモデルであることを特徴とする。 In the automatic combustion control device according to one aspect of the present invention, the operation amount reference value of a plurality of operation ends of a waste incinerator is set based on a preset set value, and the disposal is performed based on the operation amount reference value. An automatic combustion control device that controls the combustion of waste inside a product incinerator, and provides sensor information on the internal state of the waste incinerator, facilities related to the waste incinerator, and the automatic combustion control device. A storage unit that stores the control value of the operation end controlled by the above as an input parameter, and the input parameter read from the storage unit are input to the operation-learned model, and the type of the operation end and the operation amount reference value are corrected. The operation-learned model includes a control unit that corrects and controls the operation amount reference value of the operation end obtained based on the value, and the operation-learned model includes the internal state of the waste incinerator and the waste. The learning sensor information about the facility related to the incinerator and the learning control value of the operation end controlled by the automatic combustion control device are used as learning input parameters, and correspond to the learning sensor information and the learning control value. It is characterized in that it is a trained model generated in advance by at least one of machine learning and statistical methods, with the type of operation end and the correction value for the operation amount reference value as output parameters for training.
本発明に係る自動燃焼制御方法および自動燃焼制御装置によれば、廃棄物焼却炉におけるオペレータの手動による介入操作の頻度を大幅に低減することが可能になる。 According to the automatic combustion control method and the automatic combustion control device according to the present invention, it is possible to significantly reduce the frequency of manual intervention operations by the operator in the waste incinerator.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する一実施形態によって限定されるものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiment, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals. Further, the present invention is not limited to one embodiment described below.
図1は、本発明の一実施形態による自動燃焼制御装置が適用される火格子式のごみ焼却炉を示す。図1に示すように、廃棄物焼却炉であるごみ焼却炉は、ごみの燃焼が行われる炉1、ごみを投入するごみ投入口2、およびボイラ9を備える。なお、ボイラ9は、炉1の炉出口7の下流側に設置された熱交換器9aおよび蒸気ドラム9bを備える。
FIG. 1 shows a grate-type waste incinerator to which the automatic combustion control device according to the embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, a waste incinerator, which is a waste incinerator, includes a
ごみ投入口2から投入されたごみは、ごみ供給装置3によって火格子4に搬送される。火格子4が往復運動を行うことにより、ごみの撹拌および移動が行われる。火格子4上のごみは、火格子4の下方の風箱に燃焼用空気ブロア6により供給される燃焼用空気の吹き込みによって乾燥されながら燃焼されて、排ガスおよび灰が生成される。生成された灰は、灰落下口5を通じて落下して炉1の外部に排出される。
The garbage thrown in from the
火格子4の下から炉1の内部に供給される燃焼用空気の総量は、燃焼用空気ブロア6の直近に設けた燃焼用空気ダンパ14によって調整される。それぞれの風箱に供給される燃焼用空気の流量は、それぞれの風箱に燃焼用空気を供給する配管にそれぞれ設けられた、火格子下燃焼用空気ダンパ14a,14b,14c,14dによって調整される。すなわち、火格子下燃焼用空気ダンパ14a〜14dによって、それぞれの風箱に供給される燃焼用空気の流量の比率が調整される。なお、図1においては、ごみの搬送方向に沿って火格子4の下を4つの風箱で分割し、それぞれの風箱を通じて燃焼用空気を供給しているが、火格子下燃焼用空気ダンパ14a〜14dおよび風箱の数は必ずしも4つに限定されず、ごみ焼却炉の規模や目的などに応じて適宜変更可能である。
The total amount of combustion air supplied from under the grate 4 to the inside of the
炉壁に設けられた冷却用空気吹き込み口10からは、冷却用空気ブロア11によって冷却用空気が炉1内に吹き込まれる。冷却用空気が炉1内に吹き込まれることによって、燃焼ガス中の未燃焼成分がさらに燃焼するとともに、炉壁の温度が過度に上昇することを抑制する。冷却用空気吹き込み口10から炉1内に供給される冷却用空気の流量は、冷却用空気ブロア11の直近に設けられた冷却用空気ダンパ15によって調整される。
Cooling air is blown into the
火格子4におけるごみの搬送方向に沿って、上流側のごみ乾燥過程および主燃焼過程において発生した可燃性ガスと、下流側の後燃焼過程において発生した燃焼排ガスとは、炉1の炉出口7側に設けられたガス混合部において合流する。ガス混合部において合流した可燃性ガスおよび燃焼排ガスは、再度攪拌および混合された後、二次燃焼用空気の供給によって、二次燃焼が行われる。ボイラ9は、二次燃焼が行われる部分(以下、二次燃焼部)に対して、ごみの搬送方向に沿った下流側に設置されている。二次燃焼が行われた燃焼ガスは、ボイラ9の熱交換器9aによって熱エネルギーが回収された後に、煙突8から外部に排気される。
The flammable gas generated in the upstream waste drying process and the main combustion process and the combustion exhaust gas generated in the downstream post-combustion process along the waste transport direction in the grate 4 are the furnace outlet 7 of the
炉1内には、炉1の高さ方向に沿った上側の位置に中間天井16が設けられている。炉1内に流動するガスは、中間天井16によって、上流側におけるごみ乾燥過程および主燃焼過程で発生した可燃性ガスを多く含むガスと、下流側における後燃焼過程で発生した燃焼排ガスとに、分割して排出できる。具体的には、燃焼排ガスが中間天井16よりも下方の煙道(主煙道)を流れる一方、可燃性ガスを多く含むガスが中間天井16よりも上方の煙道(副煙道)を流れる。燃焼排ガスと可燃性ガスを多く含むガスとがガス混合部において合流することによって、ガス混合部でのガスの攪拌および混合がさらに促進される。これにより、二次燃焼部における燃焼がより安定化し、燃焼過程におけるダイオキシン類の発生を抑制し、ごみの未燃分の発生を抑制することができる。なお、炉1内に中間天井16を設けない構成にしてもよい。
In the
炉1内の複数位置に、炉1内のガス温度を計測するセンサとしての温度計が設けられている。具体的には、炉1の高さ方向に沿って、火格子4と冷却用空気吹き込み口10との中間位置に燃焼室ガス温度計17が設けられている。炉1の高さ方向に沿って、炉出口7より下方位置に主煙道ガス温度計18が設けられている。炉1の高さ方向に沿って、炉出口7の下部位置に炉出口下部ガス温度計19が設けられている。炉1の高さ方向に沿って、炉出口7の中部位置に炉出口中部ガス温度計20が設けられている。炉1の高さ方向に沿って、炉出口7の下流側位置に燃焼管理温度を測定する炉出口ガス温度計21が設けられている。燃焼室ガス温度計17、主煙道ガス温度計18、炉出口下部ガス温度計19、炉出口中部ガス温度計20、および炉出口ガス温度計21により計測された温度の計測値は、燃焼プロセス測定値として燃焼制御装置30の記憶部34(図2参照)に記憶される。記憶部34に記憶された温度の計測値は、燃焼制御装置30から監視センタ40に送信されて記憶部44に記憶される。
Thermometers as sensors for measuring the gas temperature in the
ボイラ9には、出口側に排ガス中の酸素(O2)の濃度を計測するボイラ出口酸素濃度計22が設けられている。煙突8の入口には、排ガス中の一酸化炭素(CO)および窒素酸化物(NOx)の濃度を計測するガス濃度計23が設けられている。ボイラ9の出口と煙突8とを接続する配管には、排ガス量を計測するための排ガス流量計24が設けられている。ボイラ出口酸素濃度計22、ガス濃度計23、および排ガス流量計24により計測されたガスの濃度や流量の計測値は、燃焼プロセス測定値として燃焼制御装置30の記憶部34に記憶される。計測されたガスの濃度や流量の計測値は、燃焼制御装置30から監視センタ40に送信されて記憶部44に記憶される。
The boiler 9 is provided with a boiler outlet
炉1の内部におけるごみの搬送方向の下流側には、燃焼画像撮像部25が設けられている。燃焼画像撮像部25は、火格子4上のごみの燃焼状態を撮像して、撮像した燃焼画像データを燃焼制御装置30の記憶部34に記憶させる。記憶部34に記憶された燃焼画像データは所定の時間間隔で燃焼制御装置30から監視センタ40に送信される。
A combustion
燃焼制御装置30は、例えば、専用線、インターネットなどの公衆通信網、例えばLAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、および携帯電話などの電話通信網や公衆回線、VPN(Virtual Private Network)などの一または複数の組み合わせからなるネットワーク(図示せず)を介して、監視センタ40に接続されている。
The
図2は、燃焼制御装置30および監視センタ40の構成を示すブロック図である。図2に示すように、自動燃焼制御装置としての燃焼制御装置30は、ごみ質算出部31、操作量基準値調整部32、操作量基準値補正部33、記憶部34、および操作量調整部35を備える。ごみ質算出部31、操作量基準値調整部32、操作量基準値補正部33、および操作量調整部35は、具体的に、CPU(Central Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)などのプロセッサ、およびRAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などの主記憶部(いずれも図示せず)を備える。記憶部34は、RAM等の揮発性メモリ、ROM等の不揮発性メモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、ハードディスクドライブ(HDD、Hard Disk Drive)、およびリムーバブルメディアなどから選ばれた記憶媒体から構成される。なお、リムーバブルメディアは、例えば、USB(Universal Serial Bus)メモリ、または、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、もしくはBD(Blu-ray(登録商標) Disc)のようなディスク記録媒体である。また、外部から装着可能なメモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いて記憶部34を構成してもよい。
FIG. 2 is a block diagram showing the configurations of the
記憶部34には、燃焼制御装置30の動作を実行するための、オペレーティングシステム(Operating System :OS)、各種プログラム、各種テーブル、各種データベースなどが記憶可能である。ここで、各種プログラムには、本実施形態による学習済みモデルに基づいた処理を実現する自動燃焼制御プログラムも含まれる。これらの各種プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、CD−ROM、DVD−ROM、フレキシブルディスクなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。
The
燃焼制御装置30は、従来公知のあらかじめ定められた操作量基準値設定関係式に基づいて、それぞれの操作端の操作量として、燃焼用空気量、冷却用空気量、ごみ供給装置送り速度、および火格子送り速度を制御する。なお、燃焼制御装置30は、ごみ供給装置送り速度および火格子送り速度については、停止や運転操作の制御も行う。操作量基準値設定関係式は、ごみ焼却量設定値またはごみ質設定値と操作量基準値(操作量の目標値)との関係式であって、補正係数としての制御パラメータを含む。制御パラメータは、操作量基準値調整部32によって、ごみ焼却量設定値、およびごみ質設定値に適合するように調整される。調整された制御パラメータは、ごみ焼却量設定値およびごみ質設定値のうちの少なくとも一方の設定値が変更された際に、変更された設定値に対応して、操作量基準値調整部32により変更される。制御パラメータが変更されることにより、あらかじめ設定された操作量基準値が補正される。
The
ごみ質算出部31は、ごみ焼却量設定値に応じてごみ質(ごみの低位発熱量)を算出する。操作量基準値調整部32は、操作量基準値設定関係式に含まれる制御パラメータの調整により操作量基準値を調整する。操作量基準値補正部33は、操作量基準値調整部32によって調整された操作量基準値を所定の制御アルゴリズム(PID制御やファジィ演算等)に基づいて補正する。記憶部34は、ごみ質算出部31、操作量基準値調整部32、および操作量基準値補正部33によって参照されるデータを記憶する。記憶部34は、あらかじめ定められた操作量基準値設定関係式そして制御アルゴリズムに加え、あらかじめ設定された焼却量設定値、さらに炉内の燃焼状態量として取得された燃焼プロセス測定値を記憶している。
The waste
操作量調整部35は、操作量基準値に追従するように各操作端のそれぞれの操作量を調整する。具体的に操作量調整部35は、燃焼用空気量調整部36、空気量比率調整部36A、冷却用空気量調整部37、ごみ供給装置送り速度調整部38、および火格子送り速度調整部39を有する。燃焼用空気量調整部36は、燃焼用空気量が操作量基準値補正部33により補正された操作量基準値(以下、補正操作量基準値)に追従するように操作量を調整する。空気量比率調整部36Aは、火格子下燃焼用空気ダンパ14a〜14dのそれぞれを制御して、それぞれの風箱における流量の相互の比率を調整する。冷却用空気量調整部37は、冷却用空気量が補正操作量基準値に追従するように操作量を調整する。ここで、燃焼用空気量および冷却用空気量の調整は、燃焼用空気ダンパ14、火格子下燃焼用空気ダンパ14a〜14d、および冷却用空気ダンパ15のそれぞれの開度を制御して調整する。ごみ供給装置送り速度調整部38は、ごみ供給装置送り速度が補正操作量基準値に追従するように操作量を調整する。火格子送り速度調整部39は、火格子送り速度が補正操作量基準値に追従するように操作量を調整する。操作量調整部35は、操作量基準値補正部33により操作量基準値が補正されなかった場合には、その補正されていない操作量基準値に基づいてそれぞれの操作量を調整する。
The operation
監視センタ40は、制御部41、出力部42、入力部43、および記憶部44を備える。制御部41は、具体的に、CPU、DSP、FPGAなどのプロセッサ、およびRAMやROMなどの主記憶部(いずれも図示せず)を備える。出力手段としての出力部42は、制御部41による制御に従って、ディスプレイモニタに炉1内の燃焼画像などを表示したり、タッチパネルディスプレイの画面上に文字や図形などを表示したり、スピーカから音声を出力したりして、所定の情報を外部に通知可能に構成される。入力手段としての入力部43は、キーボードや入力用のボタン、レバーや、液晶などのディスプレイに重畳して設けられる手入力のためのタッチパネル、または音声認識のためのマイクロホンなどの、ユーザインターフェースを用いて構成される。ユーザなどが入力部43を操作することによって、制御部41に所定の情報を入力可能に構成される。なお、出力部42および入力部43を一体とした入出力部とし、入出力部をタッチパネルディスプレイやスピーカマイクロホンなどから構成してもよい。
The
記憶部44は、RAM等の揮発性メモリ、ROM等の不揮発性メモリ、EPROM、HDD、およびリムーバブルメディアなどから選ばれた記憶媒体から構成される。なお、リムーバブルメディアは、例えば、USBメモリ、または、CD、DVD、もしくはBDのようなディスク記録媒体である。また、外部から装着可能なメモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いて記憶部44を構成してもよい。記憶部44には、監視センタ40の動作を実行するためのOS、各種プログラム、各種テーブル、各種データベースなどが記憶可能である。ここで、各種プログラムには、本実施形態による操作学習済みモデルを用いた制御を実現する自動燃焼制御プログラムや、燃焼画像学習済みモデルを用いた判断処理を実現する自動判断処理プログラムも含まれる。具体的に、記憶部44には、操作学習済みモデル44aおよび燃焼画像学習済みモデル44bが格納されている。なお、記憶部44は種々のネットワークを介して通信可能な他のサーバに設けてもよいし、燃焼制御装置30に設けてもよい。また、これらの各種プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、CD−ROM、DVD−ROM、フレキシブルディスクなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。
The storage unit 44 is composed of a storage medium selected from volatile memory such as RAM, non-volatile memory such as ROM, EPROM, HDD, and removable media. The removable medium is, for example, a USB memory or a disc recording medium such as a CD, DVD, or BD. Further, the storage unit 44 may be configured by using a computer-readable recording medium such as a memory card that can be mounted from the outside. The storage unit 44 can store an OS, various programs, various tables, various databases, etc. for executing the operation of the
制御部41は、記憶部44に記憶されたプログラムを主記憶部の作業領域にロードして実行し、プログラムの実行を通じて各構成部などを制御することによって、所定の目的に合致した機能を実現できる。本実施形態においては、制御部41によるプログラムの実行によって、学習部41aの機能が実行され、プログラムである操作学習済みモデル44aおよび燃焼画像学習済みモデル44bの処理が実行される。
The
ここで、記憶部44に記憶されているプログラムである操作学習済みモデル44aの生成方法について説明する。すなわち、操作学習済みモデル44aは、焼却炉の運転管理業務におけるオペレータが経験から得た介入運転制御において、介入操作を行う判断条件、介入操作時の操作量、および介入操作から自動燃焼制御に復帰する際の復帰条件などをクラスター分析により導出することによって生成される。例えば、オペレータの操作によって火格子4の速度を増速させたり減速させたりするポイントを、燃焼管理温度と燃焼室温度との関係からクラスター分析によって抽出したり、燃焼管理温度とNOx濃度との関係からクラスター分析によって抽出したりする。 Here, a method of generating the operation-learned model 44a, which is a program stored in the storage unit 44, will be described. That is, the operation-learned model 44a returns to the automatic combustion control from the judgment condition for performing the intervention operation, the operation amount at the time of the intervention operation, and the intervention operation in the intervention operation control obtained from the experience of the operator in the operation management work of the incinerator. It is generated by deriving the return condition etc. at the time of performing by cluster analysis. For example, the points at which the speed of the grate 4 is increased or decreased by the operation of the operator can be extracted by cluster analysis from the relationship between the combustion control temperature and the combustion chamber temperature, or the combustion control temperature and the NO x concentration can be defined. Extract from relationships by cluster analysis.
操作学習済みモデル44aの生成のために用いられるデータは、火格子4の速度以外にも、学習用センサ情報としての燃焼制御に関わるセンサから得られるプロセス値、およびプロセス値から計算された運転管理の制御において利用する値、および燃焼数値化データなどを含む。なお、燃焼数値化データは、燃焼画像撮像部25によって定期的に得られる燃焼画像から燃焼画像学習済みモデル44bによって得られる燃焼状態が数値化された燃焼数値化データである。操作学習済みモデル44aの生成に用いられるデータはさらに、学習用制御値として、燃焼制御装置30による制御値を含む。これらの学習用センサ情報および学習用制御値は、操作学習済みモデル44aを生成する際の学習用入力パラメータとなる。
The data used to generate the operation-learned model 44a includes not only the speed of the grate 4, but also the process value obtained from the sensor related to combustion control as learning sensor information, and the operation management calculated from the process value. Includes values used in the control of and combustion quantification data. The combustion quantification data is combustion quantification data in which the combustion state obtained by the combustion image learned
操作学習済みモデル44aを生成する際の、学習用出力パラメータは、オペレータが操作した制御値から得られる補正量である。また、学習用出力パラメータは、オペレータが介入操作を行った際の燃焼制御装置30による自動燃焼制御と監視センタ40による制御との制御モードの切換の開始タイミング、制御モードの切り替え後に監視センタ40による制御の継続時間、および監視センタ40による制御の終了タイミングのパラメータを含む。
The learning output parameter when the operation-learned model 44a is generated is a correction amount obtained from the control value operated by the operator. Further, the learning output parameters are determined by the start timing of switching the control mode between the automatic combustion control by the
また、監視センタの制御部41の学習部41aは、上述した学習用入力パラメータおよび学習用出力パラメータから、オペレータが介入操作を行う際のデータの相関関係をクラスター分析などの機械学習により導出する。これにより、オペレータが介入操作を行う運転操作パターンが、操作学習済みモデル44aとして生成される。生成された操作学習済みモデル44aは記憶部44に格納される。制御部41は、学習部41aが生成した操作学習済みモデル44aによる運転動作パターンに従って、各種の介入操作の制御を実行する。なお、他のコンピュータなどにおいてクラスター分析などの機械学習を行うことによって、オペレータが介入操作を行う際のデータの相関関係を導出して、操作学習済みモデル44aを生成してもよい。この場合、生成された操作学習済みモデル44aは、機械学習を行ったコンピュータから学習部41aに供給され、記憶部44に格納される。また、機械学習以外にも、平均や四分位数、相関分析などの統計的手法によって相関関係を導出して、操作学習済みモデル44aを生成してもよい。すなわち、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によって、オペレータごとに判断が異なる複雑な介入操作に関する複数の条件を分析することによって、複数のオペレータが行う介入操作の開始および終了の判断のポイント、およびオペレータにより設定される各操作端の補正量などを抽出できる。なお、学習済みモデルはモデルとも称される。
Further, the
また、上述した燃焼画像学習済みモデル44bは、学習用入力パラメータとして、燃焼画像撮像部25が撮像した複数の学習用燃焼画像データを用いる。また、燃焼画像学習済みモデル44bは、学習用出力パラメータとして、燃焼状態の強弱を数値化したデータ、燃焼の燃切点の位置を数値化したデータ、および未燃物の発生の程度を数値化したデータを用いる。燃焼画像学習済みモデル44bは、上述した学習用入力パラメータおよび学習出力パラメータを教師データとして、例えばディープラーニングなどの機械学習によって生成される。燃焼画像学習済みモデル44bは、燃焼画像が入力されると、入力された燃焼画像に基づいて燃焼状態を数値化する。具体的に燃焼画像学習済みモデル44bは、燃焼状態を複数通り、例えば8通りの種別に分類し、8通りの種別のそれぞれに対して確信度を決定し、それぞれの確信度に基づいて数値化を行う。なお、7通り以下の種別や8通りよりも多い種別に分類してもよい。
Further, the combustion image learned
上述した操作学習済みモデル44aに用いられる測定対象および操作対象と、使用パラメータとの例を表1に示す。
なお、表1において、瞬時値は所定時点における計測値であり、1時間平均値は、瞬時値から1時間前までの1時間移動平均の値である。目標値との差は、あらかじめ設定された目標値に対する瞬時値との差である。数分〜数十分の傾きは、瞬時値の数分間の傾きから数十分間の傾きのいずれかの傾きを意味する。数分〜数十分の平均値は、瞬時値の数分間での平均値から数十分間での平均値のいずれかの平均値を意味する。ここで、数分は1〜9分のいずれの値でもよく、数十分は10分〜60分のいずれの値でもよい。1時間平均値、数分〜数十分の傾き、および数分〜数十分の平均値は、所定時間における変動傾向を示す指標である。制御値は、燃焼制御装置30により制御される操作端の種類ごとの制御値であり、運転値は、運転している操作端の種類における実際の値である。
In Table 1, the instantaneous value is a measured value at a predetermined time point, and the 1-hour average value is the value of the 1-hour moving average from the instantaneous value to 1 hour before. The difference from the target value is the difference from the instantaneous value with respect to the preset target value. A slope of a few minutes to a few tens of minutes means a slope of any of a few minutes to a few tens of minutes of an instantaneous value. The mean value of several minutes to several tens of minutes means the average value of the instantaneous value for several minutes to the average value for several tens of minutes. Here, the number of minutes may be any value of 1 to 9 minutes, and the number of tens of minutes may be any value of 10 minutes to 60 minutes. The one-hour average value, the slope of several minutes to several tens of minutes, and the average value of several minutes to several tens of minutes are indicators of the fluctuation tendency in a predetermined time. The control value is a control value for each type of operating end controlled by the
次に、本発明の一実施形態による自動燃焼制御方法について説明する。図3は、本実施形態による自動燃焼制御方法を説明するための、燃焼制御装置30および監視センタ40による制御動作を示すフローチャートである。図3に示すフローチャートにおいて、ステップST1〜ST3,ST5が燃焼制御装置30により実行され、ステップST4が監視センタ40により実行される処理である。
Next, an automatic combustion control method according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a control operation by the
図3に示すように、燃焼制御装置30が実行するステップST1において、オペレータにより目標とするごみ焼却量が焼却量設定値として設定される。なお、焼却量設定値の代わりに、オペレータにより目標とするごみ焼却量を蒸発量設定値として設定してもよい。設定された焼却量設定値は、記憶部34に記憶される。これにより、焼却炉に対する自動燃焼制御が開始される。
As shown in FIG. 3, in step ST1 executed by the
次に、ステップST2に移行して、ごみ質算出部31は、記憶部34に記憶されたごみ焼却量設定値に応じて、燃焼用加熱空気の熱量などのごみ以外の投入熱量や、炉1から排出される熱量、および熱回収されて蒸気として回収される熱量の計画値に基づいて、ごみの低位発熱量であるごみ質を計算して、ごみ質設定値として設定する。ごみ質設定値は記憶部34に記憶される。
Next, in step ST2, the waste
次に、ステップST3に移行して操作量基準値調整部32は、記憶部34に記憶されている焼却量設定値およびごみ質設定値を含む設定値に基づいて、記憶部34に記憶されている操作量基準値設定関係式を参照して、各操作量の基準値を算出する。このようにして、操作量基準値が設定された後、該操作量基準値に追従するように各操作端の操作量が制御されて廃棄物焼却炉の運転が行われる。
Next, in step ST3, the operation amount reference value adjusting unit 32 is stored in the
次に、監視センタ40が実行するステップST4に移行する。ステップST4において監視センタ40には、炉1が稼働している間、表1に示す測定対象の瞬時値がセンサ情報として入力される。センサ情報は、炉1の内部の状態、および炉1に関連する施設、具体的には、例えば電力を発電するための発電施設において測定されたセンサ情報である。入力されたセンサ情報はパラメータとして記憶部44に記憶される(パラメータ取得ステップ)。監視センタ40の制御部41は、記憶部44に記憶された測定対象の瞬時値の変動を監視するとともに、燃焼制御装置30から入力され、記憶部44から読み出したそれぞれの測定対象の瞬時値から、使用パラメータを算出する。制御部41の学習部41aは、操作学習済みモデル44aによって、入力された測定対象の瞬時値および算出した使用パラメータに基づいて監視センタ40による介入操作の要否を判断する。
Next, the process proceeds to step ST4 executed by the
図4は、図3のステップST4において監視センタ40による介入操作の判断および補正量の導出を説明するためのフローチャートである。図4に示すフローチャートに沿って、制御ステップが実行される。図4に示すように、ステップST21において制御部41の学習部41aは、表1に示す使用パラメータを入力パラメータとして操作学習済みモデル44aに入力する。学習部41aは、操作学習済みモデル44aに基づいて、操作量基準値を補正する必要があるか否か、すなわち介入操作の要否を判定する。ステップST21において学習部41aが、介入操作が必要であると判定した場合、ステップST22に移行する。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the determination of the intervention operation by the
ステップST22において監視センタ40の制御部41は、焼却炉の運転を、燃焼制御装置30による自動燃焼制御(ACC)から、学習部41aによる操作学習済みモデル44aに基づいた制御に切り替える。学習部41aは、入力された使用パラメータに基づいて、操作量基準値を補正する補正量(補正操作量基準値)を導出する。
In step ST22, the
ステップST23において監視センタ40の制御部41は、補正操作量基準値を出力する。ステップST24に移行して、図2に示すように、学習部41aの導出した補正操作量基準値を、燃焼用空気量調整部36、冷却用空気量調整部37、ごみ供給装置送り速度調整部38、および火格子送り速度調整部39を含む操作量調整部35に供給する。これにより、制御部41は、各操作端である、燃焼用空気ダンパ14、冷却用空気ダンパ15、火格子下燃焼空気ダンパ14a〜14d、ごみ供給装置3、および火格子4を制御する。
In step ST23, the
図4に示すように、学習部41aは、操作学習済みモデル44aに基づいて、介入操作を終了する時間の上限値になった場合(ステップST25)、または使用パラメータが介入を終了する条件になった場合(ステップST26)、ステップST27に移行する。ステップST27において制御部41は、介入操作を終了することによって、焼却炉の運転制御を、学習部41aによる操作学習済みモデル44aに基づいた制御から、燃焼制御装置30による自動燃焼制御(ACC)に切り替える。
As shown in FIG. 4, when the
ステップST27において、監視センタ40の処理から燃焼制御装置30による自動燃焼制御に切り換えられると、図3に戻ってステップST5に移行する。ステップST5において燃焼制御装置30のごみ質算出部31は、ごみの投入の有無を判定する。ごみ質算出部31において、ごみの投入があると判定された場合(ステップST5:Yes)、ステップST2に復帰する。ごみ質算出部31において、ごみの投入はないと判定された場合(ステップST5:No)、ステップST4に復帰する。以上により、機械学習による学習済みモデルを用いた焼却炉の自動燃焼制御が実行される。
When the processing of the
(実施例)
次に、以上のように構成された燃焼制御装置30および監視センタ40による自動燃焼制御方法を実行した場合の効果について説明する。図5は、第1の炉および第2の炉の異なる2つの炉においてオペレータが手動による介入操作を行った頻度を示すグラフである。図5(a)は、従来の自動燃焼制御方法の場合に、第1の炉および第2の炉においてオペレータが介入操作を行った1日の平均操作回数を示すグラフである。図5(b)は、上述した一実施形態による自動燃焼制御方法をごみ供給系および送風系等に実行した場合に、第1の炉および第2の炉においてオペレータが介入操作を行った1日の平均操作回数を示すグラフである。なお、ごみ供給系とは、ごみ供給装置送り速度調整部38によるごみ供給装置3、および火格子送り速度調整部39による火格子4に対する介入操作である。また、送風系等とは、燃焼用空気量調整部36による燃焼用空気ダンパ14、および冷却用空気量調整部37による冷却用空気ダンパ15に対する介入操作である。図5(b)においてはさらに、監視センタ40による制御部41が操作学習済みモデル44aに基づいて介入操作を行った1日の平均操作回数を併せて示す。
(Example)
Next, the effect when the automatic combustion control method by the
図5に示すように、第1の炉のごみ供給系に対するオペレータの手動による介入操作は、従来の自動燃焼制御方法において1日平均で10.2回であったのに対し、一実施形態による自動燃焼制御方法において1日平均で0.3回にまで低減していることが分かる。同様に、第2の炉のごみ供給系に対するオペレータの手動による介入操作は、従来の自動燃焼制御方法において1日平均で18.3回であったのに対し、一実施形態による自動燃焼制御方法において1日平均で0.2回にまで低減していることが分かる。なお、一実施形態による自動燃焼制御方法において、操作学習済みモデル44aに基づいて監視センタ40がごみ供給系に介入操作を行った1日の平均操作回数は、第1の炉では17.3回、第2の炉では16.3回であった。
As shown in FIG. 5, the operator's manual intervention operation on the waste supply system of the first furnace was 10.2 times a day on average in the conventional automatic combustion control method, but it depends on one embodiment. It can be seen that in the automatic combustion control method, the daily average is reduced to 0.3 times. Similarly, the operator's manual intervention operation on the waste supply system of the second furnace was 18.3 times a day on average in the conventional automatic combustion control method, whereas the automatic combustion control method according to one embodiment. It can be seen that the daily average is reduced to 0.2 times. In the automatic combustion control method according to one embodiment, the average number of operations per day when the
さらに、図5から、一実施形態による自動燃焼制御方法を送風系等に対して実行した場合、手動による介入操作の1日の平均操作回数が、第1の炉において従来5.9回であったのに対して0.5回まで低減し、第2の炉において従来12.2回であったのに対して0.0回まで低減していることが分かる。すなわち、上述した一実施形態による自動燃焼制御方法について、ごみ供給系と同様に送風系に対しても介入操作の回数を低減できることが分かる。 Further, from FIG. 5, when the automatic combustion control method according to one embodiment is executed for the blower system or the like, the average number of manual intervention operations per day is 5.9 times in the first furnace. On the other hand, it was reduced to 0.5 times, and it can be seen that the number was reduced to 0.0 times from 12.2 times in the past in the second furnace. That is, it can be seen that the automatic combustion control method according to the above-described embodiment can reduce the number of intervention operations for the ventilation system as well as the waste supply system.
以上説明した一実施形態によれば、廃棄物焼却炉において、熟練または経験を積んだオペレータ(以下、熟練オペレータ)が各自の判断により行っていた介入操作を、熟練オペレータに代わって、例えばクラスター分析による機械学習によって生成されたプログラムである操作学習済みモデル44aに基づいて学習部41aが実行することにより、監視センタ40の制御部41による安定した燃焼制御が可能になるので、オペレータによる介入操作を大幅に低減でき、廃棄物焼却炉の運転管理の自動化を実行することができる。
According to one embodiment described above, in a waste incinerator, an intervention operation performed by a skilled or experienced operator (hereinafter referred to as a skilled operator) at his / her own discretion is performed, for example, by cluster analysis on behalf of the skilled operator. By executing the
すなわち、従来の自動燃焼制御は、プロセスの数値のみに基づいて行っていたのに対し、一実施形態による自動燃焼制御においては、熟練オペレータの判断と同様の燃焼状態の判断を取り入れた制御を追加することができる。これにより、人の目と熟練技術による燃焼状態の判断を、学習済みモデルを用いた人工知能によって代替した技術を確立できる。従って、プロセスの信号に加えて燃焼状態を含めた燃焼制御が可能になる。 That is, while the conventional automatic combustion control is performed based only on the numerical value of the process, in the automatic combustion control by one embodiment, the control incorporating the judgment of the combustion state similar to the judgment of the skilled operator is added. can do. As a result, it is possible to establish a technique in which the judgment of the combustion state by the human eye and skillful technique is replaced by artificial intelligence using a learned model. Therefore, combustion control including the combustion state in addition to the process signal becomes possible.
本発明は、介入条件判断を多くの実績データの分析により、運転介入の開始の判断、運転介入における操作量基準値の補正値、運転介入の終了または平均介入時間の設定を実行できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can determine the start of a driving intervention, correct the manipulated variable reference value in the driving intervention, end the driving intervention, or set the average intervention time by analyzing a large amount of actual data.
以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよく、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述および図面により本発明は限定されることはない。 Although one embodiment of the present invention has been specifically described above, the present invention is not limited to the above-mentioned one embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the numerical values given in the above-described embodiment are merely examples, and different numerical values may be used if necessary. The description and drawings that form part of the disclosure of the present invention according to the present embodiment are used in the present invention. The invention is not limited.
例えば、上述の実施形態において挙げた入力パラメータや出力パラメータはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる入力パラメータや出力パラメータを用いてもよい。 For example, the input parameters and output parameters given in the above-described embodiment are merely examples, and different input parameters and output parameters may be used as necessary.
例えば、記憶部44に操作学習済みモデル44aおよび燃焼画像学習済みモデル44bを格納しているが、燃焼画像学習済みモデル44bを、公衆回路網などのネットワークを介して監視センタ40と通信可能な、燃焼画像の判断を行う燃焼画像判断サーバの記憶部に格納しておくことも可能である。この場合、燃焼画像撮像部25が撮像した燃焼画像データは、ネットワークを介して燃焼画像判断サーバに送信されて記憶部に記憶される。その後、燃焼画像判断サーバの制御部は、燃焼画像学習済みモデル44bに基づいた燃焼状態の判別や分類を行い、判別や分類を行った結果の燃焼状態に応じた数値を導出して、監視センタ40に送信する。監視センタ40においては、受信した数値を、制御部41の操作学習済みモデル44aに入力し、得られた補正量に基づいて各操作端の制御を行う。
For example, the storage unit 44 stores the operation-learned model 44a and the combustion image-learned
例えば、上述した実施形態においては、機械学習の一例としてニューラルネットワークを用いたディープラーニング(深層学習)を用いたが、それ以外の方法に基づく機械学習を行ってもよい。例えば、サポートベクターマシン、決定木、単純ベイズ、k近傍法など、他の教師あり学習を用いてもよい。また、教師あり学習に代えて半教師あり学習を用いてもよい。 For example, in the above-described embodiment, deep learning (deep learning) using a neural network is used as an example of machine learning, but machine learning based on other methods may be performed. Other supervised learning, such as support vector machines, decision trees, naive Bayes, and k-nearest neighbors, may be used. Also, semi-supervised learning may be used instead of supervised learning.
1 炉
2 投入口
3 供給装置
4 火格子
5 灰落下口
6 燃焼用空気ブロア
7 炉出口
8 煙突
9 ボイラ
9a 熱交換器
9b 蒸気ドラム
10 冷却用空気吹き込み口
11 冷却用空気ブロア
14 燃焼用空気ダンパ
14a,14b,14c,14d 火格子下燃焼用空気ダンパ
15 冷却用空気ダンパ
16 中間天井
17 燃焼室ガス温度計
18 主煙道ガス温度計
19 炉出口下部ガス温度計
20 炉出口中部ガス温度計
21 炉出口ガス温度計
22 ボイラ出口酸素濃度計
23 ガス濃度計
24 排ガス流量計
25 燃焼画像撮像部
30 燃焼制御装置
31 ごみ質算出部
32 操作量基準値調整部
33 操作量基準値補正部
34 記憶部
35 操作量調整部
36 燃焼用空気量調整部
37 冷却用空気量調整部
38 供給装置送り速度調整部
39 火格子送り速度調整部
40 監視センタ
41 制御部
41a 学習部
42 出力部
43 入力部
44 記憶部
44a 操作学習済みモデル
44b 燃焼画像学習済みモデル
1
Claims (6)
前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関するセンサ情報、および前記自動燃焼制御装置により制御する前記操作端の制御値を入力パラメータとして取得するパラメータ取得ステップと、
前記入力パラメータを操作学習済みモデルに入力し、前記操作端の種類および前記操作量基準値の補正値に基づいて得られた、前記操作端の前記操作量基準値を補正して制御する制御ステップと、を含み、
前記操作学習済みモデルは、前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関する学習用センサ情報と前記自動燃焼制御装置によって制御される前記操作端の学習用制御値とを学習用入力パラメータとし、前記学習用センサ情報および前記学習用制御値に対応した、操作端の種類と操作量基準値に対する補正値とを学習用出力パラメータとして、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によってあらかじめ生成された学習済みモデルである
ことを特徴とする自動燃焼制御方法。 The operation amount reference value of a plurality of operation ends of the waste incinerator is set based on a preset set value, and the combustion of waste inside the waste incinerator is controlled based on the operation amount reference value. It is an automatic combustion control method executed by the automatic combustion control device.
A parameter acquisition step for acquiring sensor information about the internal state of the waste incinerator and facilities related to the waste incinerator, and a control value of the operation end controlled by the automatic combustion control device as input parameters.
A control step in which the input parameters are input to the operation-learned model, and the operation amount reference value of the operation end is corrected and controlled based on the type of the operation end and the correction value of the operation amount reference value. And, including
The operation-learned model includes learning sensor information about the internal state of the waste incinerator and facilities related to the waste incinerator, and learning control values of the operation end controlled by the automatic combustion control device. Is used as the learning input parameter, and at least the machine learning and statistical methods are performed using the learning sensor information and the correction value for the operation amount reference value corresponding to the learning control value as the learning output parameters. An automatic combustion control method characterized by being a trained model pre-generated by one.
ことを特徴とする請求項1に記載の自動燃焼制御方法。 The learning sensor information and the learning control value of the learning input parameter are data used for determining the manual intervention operation of the operator, and are the type of operation end and the operation amount reference included in the learning output parameter. The correction value for the value is a correction value for the type of operation end and the operation amount reference value operated by the operator in the manual intervention operation, and the operation-learned model is the learning input parameter and the learning output parameter. The automatic combustion control method according to claim 1, wherein the model is a trained model generated by cluster analysis using the above.
ことを特徴とする請求項2に記載の自動燃焼制御方法。 The data used for determining the manual intervention operation of the operator is the data of the control value, the operating value, or the instantaneous value of the operating end in the waste incinerator, and the data derived based on the plurality of sensor information. The automatic combustion control method according to claim 2, further comprising data on a fluctuation tendency of the sensor information for a predetermined time and data on a one-hour moving average of control values of the operation end.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の自動燃焼制御方法。 The sensor information is applied to a combustion image trained model generated in advance by machine learning using the training combustion image data as a learning input parameter and the numerical value corresponding to the learning combustion image data as a learning output parameter, and the waste. The automatic combustion control method according to any one of claims 1 to 3, further comprising a numerical value obtained by inputting combustion image data that images a combustion state in an incinerator.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の自動燃焼制御方法。 The automatic combustion control according to any one of claims 1 to 4, wherein the learning output parameter includes data for determining the start of the control step and data for determining the end of the control step. Method.
前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関するセンサ情報、および前記自動燃焼制御装置により制御する前記操作端の制御値を入力パラメータとして記憶する記憶部と、
前記記憶部から読み出した前記入力パラメータを操作学習済みモデルに入力し、前記操作端の種類および前記操作量基準値の補正値に基づいて得られた、前記操作端の前記操作量基準値を補正して制御する制御部と、を備え、
前記操作学習済みモデルは、前記廃棄物焼却炉の内部の状態および前記廃棄物焼却炉に関連する施設に関する学習用センサ情報と前記自動燃焼制御装置によって制御される前記操作端の学習用制御値とを学習用入力パラメータとし、前記学習用センサ情報および前記学習用制御値に対応した、操作端の種類と操作量基準値に対する補正値とを学習用出力パラメータとして、機械学習および統計的手法の少なくとも一方によってあらかじめ生成された学習済みモデルである
ことを特徴とする自動燃焼制御装置。 The operation amount reference value of a plurality of operation ends of the waste incinerator is set based on a preset set value, and the combustion of waste inside the waste incinerator is controlled based on the operation amount reference value. It is an automatic combustion control device
A storage unit that stores the internal state of the waste incinerator, sensor information about the facility related to the waste incinerator, and the control value of the operation end controlled by the automatic combustion control device as input parameters.
The input parameter read from the storage unit is input to the operation-learned model, and the operation amount reference value of the operation end obtained based on the type of the operation end and the correction value of the operation amount reference value is corrected. It is equipped with a control unit that controls
The operation-learned model includes learning sensor information about the internal state of the waste incinerator and facilities related to the waste incinerator, and learning control values of the operation end controlled by the automatic combustion control device. Is used as the learning input parameter, and at least the machine learning and statistical methods are performed using the learning sensor information and the correction value for the operation amount reference value corresponding to the learning control value as the learning output parameters. An automatic combustion control device characterized by being a trained model pre-generated by one.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019123411A JP7443683B2 (en) | 2019-07-02 | 2019-07-02 | Automatic combustion control method and monitoring center |
JP2024022364A JP2024050937A (en) | 2019-07-02 | 2024-02-16 | Automatic combustion control method and automatic combustion control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019123411A JP7443683B2 (en) | 2019-07-02 | 2019-07-02 | Automatic combustion control method and monitoring center |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2024022364A Division JP2024050937A (en) | 2019-07-02 | 2024-02-16 | Automatic combustion control method and automatic combustion control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021008991A true JP2021008991A (en) | 2021-01-28 |
JP7443683B2 JP7443683B2 (en) | 2024-03-06 |
Family
ID=74199768
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019123411A Active JP7443683B2 (en) | 2019-07-02 | 2019-07-02 | Automatic combustion control method and monitoring center |
JP2024022364A Pending JP2024050937A (en) | 2019-07-02 | 2024-02-16 | Automatic combustion control method and automatic combustion control device |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2024022364A Pending JP2024050937A (en) | 2019-07-02 | 2024-02-16 | Automatic combustion control method and automatic combustion control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP7443683B2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115059924A (en) * | 2022-05-26 | 2022-09-16 | 中国恩菲工程技术有限公司 | Intelligent combustion control method and device for garbage incinerator, equipment and storage medium |
WO2023167127A1 (en) | 2022-03-02 | 2023-09-07 | 荏原環境プラント株式会社 | Information processing device, information processing method, and information processing program |
JP2023127844A (en) * | 2022-03-02 | 2023-09-14 | 荏原環境プラント株式会社 | Information processing device, information processing method, and information processing program |
JP2023127842A (en) * | 2022-03-02 | 2023-09-14 | 荏原環境プラント株式会社 | Information processing device, information processing method, and information processing program |
WO2023204656A1 (en) * | 2022-04-22 | 2023-10-26 | 에스케이에코플랜트(주) | Incinerator control system using artificial intelligence and operating method for system |
JP7478297B1 (en) | 2023-09-08 | 2024-05-02 | 三菱重工業株式会社 | Information processing system, information processing method, learning system, and learning method |
KR102666088B1 (en) * | 2023-09-14 | 2024-05-14 | 에스케이에코플랜트(주) | Apparatus for controling incinerator using artificial intelligence and operation method thereof |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07301413A (en) * | 1994-04-29 | 1995-11-14 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Refuse characteristic estimating method and device of refuse incinerator |
JP2017049801A (en) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | 三菱重工業株式会社 | Operation support system, operation support method and program |
WO2017175483A1 (en) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 日立造船株式会社 | Stoker-type incinerator |
JP2018180649A (en) * | 2017-04-04 | 2018-11-15 | 公立大学法人大阪府立大学 | Information processing unit, control unit, control program, and storage medium |
WO2019073852A1 (en) * | 2017-10-13 | 2019-04-18 | 三菱重工業株式会社 | In-furnace state quantity estimation device, estimation model creation device, and program and method for same |
JP2020166421A (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | 日立造船株式会社 | Information processing device, information processing method, information processing program, and waste incineration plant |
-
2019
- 2019-07-02 JP JP2019123411A patent/JP7443683B2/en active Active
-
2024
- 2024-02-16 JP JP2024022364A patent/JP2024050937A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07301413A (en) * | 1994-04-29 | 1995-11-14 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Refuse characteristic estimating method and device of refuse incinerator |
JP2017049801A (en) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | 三菱重工業株式会社 | Operation support system, operation support method and program |
WO2017175483A1 (en) * | 2016-04-06 | 2017-10-12 | 日立造船株式会社 | Stoker-type incinerator |
JP2018180649A (en) * | 2017-04-04 | 2018-11-15 | 公立大学法人大阪府立大学 | Information processing unit, control unit, control program, and storage medium |
WO2019073852A1 (en) * | 2017-10-13 | 2019-04-18 | 三菱重工業株式会社 | In-furnace state quantity estimation device, estimation model creation device, and program and method for same |
JP2020166421A (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | 日立造船株式会社 | Information processing device, information processing method, information processing program, and waste incineration plant |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
國政瑛大,外4名: "ごみ焼却施設におけるAIを活用した燃焼画像認識技術", 第28回廃棄物資源循環学会研究発表会 講演原稿2017, JPN6023041751, 2017, JP, pages 277 - 278, ISSN: 0005169396 * |
藤吉誠,外3名: "ごみ焼却プラント運営事業における画像認識技術の活用", HITZ技報, vol. 第75巻,第2号, JPN6023041752, December 2014 (2014-12-01), JP, pages 89 - 97, ISSN: 0005169397 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023167127A1 (en) | 2022-03-02 | 2023-09-07 | 荏原環境プラント株式会社 | Information processing device, information processing method, and information processing program |
JP2023127844A (en) * | 2022-03-02 | 2023-09-14 | 荏原環境プラント株式会社 | Information processing device, information processing method, and information processing program |
JP2023127842A (en) * | 2022-03-02 | 2023-09-14 | 荏原環境プラント株式会社 | Information processing device, information processing method, and information processing program |
JP7390581B2 (en) | 2022-03-02 | 2023-12-04 | 荏原環境プラント株式会社 | Information processing device, information processing method, and information processing program |
JP7391286B2 (en) | 2022-03-02 | 2023-12-05 | 荏原環境プラント株式会社 | Information processing device, information processing method, and information processing program |
WO2023204656A1 (en) * | 2022-04-22 | 2023-10-26 | 에스케이에코플랜트(주) | Incinerator control system using artificial intelligence and operating method for system |
CN115059924A (en) * | 2022-05-26 | 2022-09-16 | 中国恩菲工程技术有限公司 | Intelligent combustion control method and device for garbage incinerator, equipment and storage medium |
JP7478297B1 (en) | 2023-09-08 | 2024-05-02 | 三菱重工業株式会社 | Information processing system, information processing method, learning system, and learning method |
KR102666088B1 (en) * | 2023-09-14 | 2024-05-14 | 에스케이에코플랜트(주) | Apparatus for controling incinerator using artificial intelligence and operation method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7443683B2 (en) | 2024-03-06 |
JP2024050937A (en) | 2024-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7443683B2 (en) | Automatic combustion control method and monitoring center | |
WO2013146489A1 (en) | Combustion control device and combustion state detection device in incinerator | |
JP2024001991A (en) | Information processing device, information processing method, and program | |
JP7548109B2 (en) | Waste quality prediction device, incinerator combustion control device, waste quality prediction method, waste quality prediction model learning method, and waste quality prediction model program | |
WO2021111742A1 (en) | Combustion facility control device, combustion facility control method and program | |
JP2005249349A (en) | Operation control method for waste treatment plant installation and its device | |
JP2021173497A (en) | Waste supply abnormality detection method, waste supply control method, waste supply abnormality detection device and waste supply control device | |
JP7354930B2 (en) | Information processing device, information processing method, combustion control device, and combustion control method | |
JP6782203B2 (en) | Calorific value estimation method, calorific value estimation device, and waste storage facility | |
JP2021173495A (en) | Waste supply abnormality detection method, waste supply control method, waste supply abnormality detection device and waste supply control device | |
JP2006300466A (en) | Control method and device, and program for incinerator | |
JP7456312B2 (en) | Information processing device, information processing method, program, drug supply device, exhaust gas treatment device, and exhaust gas treatment method | |
JP2021173496A (en) | Waste supply abnormality detection method, waste supply control method, waste supply abnormality detection device and waste supply control device | |
JP2022161090A (en) | Waste information prediction device, combustion control device of incinerator, waste information prediction method, learning method for waste information prediction model, and waste information predication model program | |
JP6822913B2 (en) | Air volume control device, air volume control method, and air flow rate characteristic model of gasification and melting furnace plant | |
JP7428080B2 (en) | Information processing device, information processing method, combustion control device, and combustion control method | |
JP2008249214A (en) | Control method, device and program for incinerator | |
JP7516963B2 (en) | Information processing device and information processing method | |
JP7120105B2 (en) | Control parameter determination support device and control parameter determination support method for combustion control device of waste incinerator | |
CN211526443U (en) | Automatic combustion control system of garbage incinerator | |
JP7354924B2 (en) | Information processing device, information processing method, waste supply rate measuring device and measuring method, burn-out point position measuring device and measuring method, combustion control device and combustion control method | |
JP4276146B2 (en) | Control method and apparatus for pyrolysis gasification melting treatment plant, and program | |
JP6673799B2 (en) | Exhaust gas control apparatus and exhaust gas control method for gasification and melting furnace plant | |
JP6673800B2 (en) | Exhaust gas control apparatus and exhaust gas control method for gasification and melting furnace plant | |
JP5084350B2 (en) | Combustion air control method and control device in refuse incineration facility |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210909 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220624 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220628 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220823 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221213 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230207 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230509 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230628 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231010 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231201 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240123 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240205 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7443683 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |