JP2021173496A - Waste supply abnormality detection method, waste supply control method, waste supply abnormality detection device and waste supply control device - Google Patents

Waste supply abnormality detection method, waste supply control method, waste supply abnormality detection device and waste supply control device Download PDF

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欣之 栃澤
Yoshiyuki Tochisawa
太一 薄木
Taichi Usuki
剛 中山
Takeshi Nakayama
知広 傳田
Tomohiro Denda
啓二 戸村
Keiji Tomura
真也 狩野
Shinya Kano
昇 田口
Noboru Taguchi
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Abstract

To detect abnormality of waste supply to a combustion chamber at an early stage.SOLUTION: A waste supply abnormality detection device comprises: a learning part 45 which allows learning of a prediction model using a partial least squares regression using at least one of a measurement value relating to a waste combustion state and an operation condition of a waste combustion furnace as a predictor for predicting stagnation of waste supply, using the predictor in a predetermined period from a past time before a reference time until the reference time as an explanatory variable, and using a prediction steam generation amount which is a steam generation amount at a future prediction time after the reference time as an objective variable, by using actual values of the explanatory variable and the objective variable; a prediction part 41a which inputs data on the explanatory variable to the learned prediction model by using a current time as reference time, and obtains a prediction steam generation amount; a difference calculation part 41b which calculates a difference in the steam generation amount by subtracting the prediction steam generation amount from the steam generation amount at a past time before the prediction time; and a detection part 41c which detects the presence/absence of waste supply abnormality on the basis of the difference.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、廃棄物供給異常検知方法、廃棄物供給制御方法、廃棄物供給異常検知装置および廃棄物供給制御装置に関する。 The present invention relates to a waste supply abnormality detection method, a waste supply control method, a waste supply abnormality detection device, and a waste supply control device.

廃棄物を燃焼室で燃焼しボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉として、特許文献1の火格子(ストーカ)式の焼却炉が知られている。この焼却炉(燃焼炉)には、燃焼室内での廃棄物の燃焼状態を撮像する撮像装置としてカメラが燃焼室の上部に設けられている。この撮像装置は炉内状態量推定装置に接続されている。 As a waste incinerator that burns waste in a combustion chamber and generates steam in a boiler, a grate (stoker) type incinerator of Patent Document 1 is known. In this incinerator (combustion furnace), a camera is provided at the upper part of the combustion chamber as an image pickup device for imaging the combustion state of waste in the combustion chamber. This imaging device is connected to the in-core state quantity estimation device.

炉内状態量推定装置は、炉内の状態量を推定するための推定モデルを作成する推定モデル作成部を有している。推定モデル作成部は、撮像装置が撮像した過去の画像から得られる過去画像情報と、過去画像情報で示される燃焼状態に応じた状態量とが対応付けられた学習データの機械学習を行い、推定モデルを作成する。炉内状態量推定装置は、推定モデル作成部の他に、入力画像情報取得部と推定量算出部とを有している。入力画像情報取得部は、推定モデルの入力となる入力画像情報を撮像装置で撮像される画像からリアルタイムで取得する。推定量算出部は、入力画像情報で示される燃焼状態に応じた推定状態量を推定モデルに基づいて算出する。 The in-core state quantity estimation device has an estimation model creation unit that creates an estimation model for estimating the in-core state quantity. The estimation model creation unit performs machine learning of learning data in which the past image information obtained from the past image captured by the imaging device and the state amount corresponding to the combustion state indicated by the past image information are associated with each other for estimation. Create a model. The furnace state quantity estimation device has an input image information acquisition unit and an estimated quantity calculation unit in addition to the estimation model creation unit. The input image information acquisition unit acquires the input image information that is the input of the estimation model from the image captured by the image pickup apparatus in real time. The estimator calculation unit calculates the estimated state amount according to the combustion state indicated by the input image information based on the estimation model.

特開2019−074240JP-A-2019-074240

ところで、廃棄物焼却炉へ供給される廃棄物の性状は不均一であることから廃棄物を一定速度で燃焼室へ供給することは容易ではなく、特に、シュート内で廃棄物が固着して詰まった場合、燃焼室への廃棄物の供給が停滞して燃焼室内の廃棄物の量が一時的に不足する、いわゆる「ゴミ枯れ」と呼ばれる現象が発生し、また、その後、固着していた大量の廃棄物が一度に燃焼室へ供給される、いわゆる「ドカ落ち」と呼ばれる現象が発生し、燃焼室内の廃棄物の量が過剰となる。このゴミ枯れやドカ落ちが生じると、燃焼室への廃棄物の供給量が不安定となり、廃棄物の燃焼状態が急激に変化することとなるので、安定した燃焼制御が非常に困難となる。すなわち、廃棄物焼却炉の自動燃焼制御においては、ゴミ枯れやドカ落ちによる廃棄物供給の異常(供給異常)を早期に検知し、それに応じた燃焼制御を行うことが重要である。 By the way, since the properties of the waste supplied to the waste incinerator are non-uniform, it is not easy to supply the waste to the combustion chamber at a constant speed, and in particular, the waste is stuck and clogged in the chute. In that case, the supply of waste to the combustion chamber is stagnant and the amount of waste in the combustion chamber is temporarily insufficient, a phenomenon called "garbage withering" occurs, and after that, a large amount of waste stuck. A phenomenon called "doka dropping" occurs in which the waste is supplied to the combustion chamber at once, and the amount of waste in the combustion chamber becomes excessive. When this dust withering or dropping of dust occurs, the amount of waste supplied to the combustion chamber becomes unstable, and the combustion state of the waste changes abruptly, which makes stable combustion control extremely difficult. That is, in the automatic combustion control of the waste incinerator, it is important to detect the abnormality of the waste supply (supply abnormality) due to the withering of dust and the dropping of debris at an early stage and perform the combustion control accordingly.

しかし、特許文献1に開示された技術では、撮像装置で撮像される画像からリアルタイムで取得される入力画像情報が推定モデルへ入力されることにより推定状態量が算出されるので、ゴミ枯れやドカ落ちによる廃棄物の供給異常は事後的に検知されることとなる。つまり、廃棄物の供給異常を早期に検知できないので、廃棄物の供給異常への対処が事後的になってしまい、燃焼制御が不安定になるおそれがある。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, since the estimated state amount is calculated by inputting the input image information acquired in real time from the image captured by the imaging device into the estimation model, dust withering and doka Abnormal waste supply due to dropping will be detected after the fact. That is, since the waste supply abnormality cannot be detected at an early stage, the countermeasure against the waste supply abnormality becomes ex post facto, and the combustion control may become unstable.

本発明は、かかる事情に鑑み、燃焼室への廃棄物の供給異常を早期に検知することができる廃棄物供給異常検知方法、廃棄物供給制御方法、廃棄物供給異常検知装置および廃棄物供給制御装置を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, the present invention provides a waste supply abnormality detection method, a waste supply control method, a waste supply abnormality detection device, and a waste supply control that can detect an abnormality in the supply of waste to the combustion chamber at an early stage. The subject is to provide the device.

本発明によれば、上述の課題は、次の第一発明に係る廃棄物供給異常検知方法、第二発明に係る廃棄物供給制御方法、第三発明に係る廃棄物供給異常検知装置、第四発明に係る廃棄物供給制御装置により解決される。 According to the present invention, the above-mentioned problems are the waste supply abnormality detection method according to the first invention, the waste supply control method according to the second invention, the waste supply abnormality detection device according to the third invention, and the fourth. It is solved by the waste supply control device according to the invention.

<第一発明>
第一発明に係る廃棄物供給異常検知方法は、廃棄物を燃焼室で燃焼しボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉における前記燃焼室への廃棄物供給の異常を検知する廃棄物供給異常検知方法であって、廃棄物の燃焼状態に関連する測定値および廃棄物燃焼炉の操業条件の少なくとも一方を、廃棄物供給の停滞を予測するための予兆因子とし、基準時刻より過去の時刻から該基準時刻までの所定期間の前記予兆因子を説明変数とし、前記基準時刻より未来の予測時刻の蒸気発生量である予測蒸気発生量を目的変数とする部分的最小二乗回帰を用いた予測モデルを、前記説明変数と前記目的変数の実績値を用いて学習させる学習ステップと、学習させた予測モデルに現在時刻を基準時刻として前記説明変数のデータを入力し、予測蒸気発生量を求める予測ステップと、前記予測時刻より過去の時刻の蒸気発生量から前記予測蒸気発生量を減じて蒸気発生量の差分を算出する差分算出ステップと、前記差分に基づいて廃棄物供給の異常の有無を検知する検知ステップと、を備える。
<First invention>
The waste supply abnormality detection method according to the first invention is a waste supply abnormality detection method for detecting an abnormality in the waste supply to the combustion chamber in a waste incinerator that burns waste in a combustion chamber and generates steam in a boiler. In the method, at least one of the measured value related to the combustion state of waste and the operating condition of the waste combustion furnace is used as a predictive factor for predicting the stagnation of waste supply, and the measurement is performed from a time past the reference time. A prediction model using partial minimum-square regression with the predictive factor for a predetermined period up to the reference time as an explanatory variable and the predicted steam generation amount, which is the amount of steam generated at the predicted time in the future from the reference time, as the objective variable. A learning step of learning using the actual values of the explanatory variable and the objective variable, and a prediction step of inputting the data of the explanatory variable into the trained prediction model with the current time as a reference time to obtain the predicted steam generation amount. A difference calculation step for calculating the difference in the amount of steam generated by subtracting the predicted amount of steam generated from the amount of steam generated in the past time from the predicted time, and a detection step for detecting the presence or absence of an abnormality in waste supply based on the difference. And.

第一発明において、前記検知ステップは、前記差分が所定の設定値より大きい場合に、前記燃焼室への正常な供給量での廃棄物供給の停滞による廃棄物供給の異常の発生を検知するようになっていてもよい。 In the first invention, the detection step detects the occurrence of an abnormality in the waste supply due to the stagnation of the waste supply in the normal supply amount to the combustion chamber when the difference is larger than a predetermined set value. It may be.

第一発明において、前記廃棄物焼却炉は、給塵装置により前記燃焼室へ供給された廃棄物を火格子により下流側へ搬送するようになっているとともに、前記燃焼室の出口側にガス混合部を有しており、前記説明変数としての予兆因子は、廃棄物の燃焼状態に関連する測定値としての、前記ボイラでの蒸気発生量、ボイラ出口におけるO濃度、前記ガス混合部の下部における温度、煙突での排ガスの流量、煙突入口におけるNOx濃度、廃棄物層の温度重心の位置、酸素消費量、燃焼パターン、前記燃焼室における廃棄物層表面の平均温度、および廃棄物燃焼炉の操業条件としての、前記ガス混合部への吹込空気流量、前記燃焼室への送風量、前記給塵装置による給塵速度、前記火格子の速度のうちの少なくとも2つであることとしてもよい。 In the first invention, the waste incinerator transports the waste supplied to the combustion chamber by the dust supply device to the downstream side by the grate, and mixes gas with the outlet side of the combustion chamber. has a section, sign factors as the explanatory variable, as a measure related to the combustion state of wastes, steam generation amount of the boiler, O 2 concentration in the boiler outlet, a lower portion of the gas mixing unit Temperature, flow rate of exhaust gas in the chimney, NOx concentration at the chimney inlet, position of the temperature center of gravity of the waste layer, oxygen consumption, combustion pattern, average temperature of the surface of the waste layer in the combustion chamber, and the waste combustion furnace. The operating conditions may be at least two of the flow rate of air blown into the gas mixing portion, the amount of air blown to the combustion chamber, the dust supply speed by the dust supply device, and the speed of the grate.

<第二発明>
第二発明に係る廃棄物供給制御方法は、第一発明に係る廃棄物供給異常検知方法の各ステップと、前記検知ステップにおける検知結果に基づいて廃棄物焼却炉の操作端の操作量を制御する制御ステップと、を備える。
<Second invention>
The waste supply control method according to the second invention controls the amount of operation at the operation end of the waste incinerator based on each step of the waste supply abnormality detection method according to the first invention and the detection result in the detection step. It includes a control step.

<第三発明>
第三発明に係る廃棄物供給異常検知装置は、廃棄物を燃焼室で燃焼しボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉における前記燃焼室への廃棄物供給の異常を検知する廃棄物供給異常検知装置であって、廃棄物の燃焼状態に関連する測定値および廃棄物燃焼炉の操業条件の少なくとも一方を、廃棄物供給の停滞を予測するための予兆因子とし、基準時刻より過去の時刻から該基準時刻までの所定期間の前記予兆因子を説明変数とし、前記基準時刻より未来の予測時刻の蒸気発生量である予測蒸気発生量を目的変数とする部分的最小二乗回帰を用いた予測モデルを、前記説明変数と前記目的変数の実績値を用いて学習させる学習部と、学習させた予測モデルに現在時刻を基準時刻として前記説明変数のデータを入力し、未来の予測時刻の蒸気発生量である予測蒸気発生量を求める予測部と、前記予測時刻より過去の時刻の蒸気発生量から前記予測蒸気発生量を減じて蒸気発生量の差分を算出する差分算出部と、前記差分に基づいて廃棄物供給の異常の有無を検知する検知部と、を備える。
<Third invention>
The waste supply abnormality detection device according to the third invention detects a waste supply abnormality detection in a waste incinerator that burns waste in a combustion chamber and generates steam in a boiler. In the device, at least one of the measured value related to the combustion state of waste and the operating condition of the waste combustion furnace is used as a predictive factor for predicting the stagnation of waste supply, and the measurement is performed from a time past the reference time. A prediction model using partial least-squared regression with the predictive factor for a predetermined period up to the reference time as the explanatory variable and the predicted steam generation amount, which is the amount of steam generated at the predicted time in the future from the reference time, as the objective variable. It is the amount of steam generated at the future predicted time by inputting the data of the explanatory variable with the current time as the reference time into the learning unit to be trained using the actual values of the explanatory variable and the objective variable and the trained prediction model. A prediction unit that obtains the predicted steam generation amount, a difference calculation unit that calculates the difference in the steam generation amount by subtracting the predicted steam generation amount from the steam generation amount at a time earlier than the predicted time, and a waste based on the difference. It is provided with a detection unit that detects the presence or absence of a supply abnormality.

<第四発明>
第四発明に係る廃棄物供給制御装置は、第三発明に係る廃棄物供給異常検知装置の前記予測部、前記差分算出部および前記検知部を有する制御部を備え、前記制御部が前記検知部における検知結果に基づいて廃棄物焼却炉の操作端の操作量を制御する。
<Fourth invention>
The waste supply control device according to the fourth invention includes the prediction unit, the difference calculation unit, and the control unit having the detection unit of the waste supply abnormality detection device according to the third invention, and the control unit is the detection unit. The amount of operation at the operation end of the waste incinerator is controlled based on the detection result in.

本発明によれば、燃焼室への廃棄物の供給異常を早期に検知することができる。 According to the present invention, it is possible to detect an abnormality in the supply of waste to the combustion chamber at an early stage.

図1は、本発明の一実施形態による廃棄物供給制御装置を適用した焼却施設を模式的に示す全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram schematically showing an incinerator to which the waste supply control device according to the embodiment of the present invention is applied. 図2は、本発明の一実施形態による燃焼制御装置および監視センタの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a combustion control device and a monitoring center according to an embodiment of the present invention. 図3は、本発明の一実施形態による廃棄物供給制御方法を説明するためのフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining a waste supply control method according to an embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一実施形態による廃棄物供給制御方法における介入操作を説明するためのフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining an intervention operation in the waste supply control method according to the embodiment of the present invention.

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廃棄物供給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燃焼室としての炉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 waste supply 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 furnace 1 as a combustion chamber in which waste is burned, a waste inlet 2 for charging waste, and a boiler 9. The boiler 9 includes a heat exchanger 9a and a steam drum 9b installed on the downstream side of the furnace outlet 7 of the furnace 1.

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の下方の風箱に燃焼用空気ブロア6から燃焼用空気が供給され、供給された燃焼用空気の吹き込みによって火格子4上のごみが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 garbage inlet 2 is conveyed to the grate 4 by the garbage supply device 3. The reciprocating motion of the grate 4 causes the dust to be agitated and moved. Combustion air is supplied from the combustion air blower 6 to the air box below the grate 4, and the dust on the grate 4 is burned while being dried by blowing the supplied combustion air, and exhaust gas and ash are generated. Will be done. The generated ash falls through the ash drop port 5 and is discharged to the outside of the furnace 1.

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 furnace 1 is adjusted by the combustion air damper 14 provided in the immediate vicinity of the combustion air blower 6. The flow rate of the combustion air supplied to each air box is adjusted by the sub-grate combustion air dampers 14a, 14b, 14c, 14d provided in the pipes that supply the combustion air to each air box. NS. That is, the ratio of the flow rates of the combustion air supplied to each of the air boxes is adjusted by the combustion air dampers 14a to 14d under the grate. In FIG. 1, the bottom of the grate 4 is divided into four air boxes along the direction of transporting the waste, and combustion air is supplied through each air box. However, the air damper for combustion under the grate is used. The number of 14a to 14d and the number of air boxes is not necessarily limited to four, and can be appropriately changed according to the scale and purpose of the waste incinerator.

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 furnace 1 by the cooling air blower 11 from the cooling air blowing port 10 provided on the furnace wall. When the cooling air is blown into the furnace 1, the unburned components in the combustion gas are further burned, and the temperature of the furnace wall is suppressed from rising excessively. The flow rate of the cooling air supplied from the cooling air inlet 10 into the furnace 1 is adjusted by the cooling air damper 15 provided in the immediate vicinity of the cooling air blower 11.

また、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。 Further, along the direction of transporting the waste in the grate 4, the combustible gas generated in the waste drying process and the main combustion process on the upstream side and the flue gas generated in the post-combustion process on the downstream side are the furnace of the furnace 1. They merge at the gas mixing section provided on the outlet 7 side. The combustible gas and the flue gas that have merged in the gas mixing section are agitated and mixed again, and then secondary combustion is performed by supplying air for secondary combustion. The boiler 9 is installed on the downstream side along the waste transport direction with respect to the portion where the secondary combustion is performed (hereinafter, the secondary combustion portion). The combustion gas subjected to the secondary combustion is exhausted to the outside from the chimney 8 after the heat energy is recovered by the heat exchanger 9a of the boiler 9.

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 furnace 1, an intermediate ceiling 16 is provided at an upper position along the height direction of the furnace 1. The gas flowing in the furnace 1 is divided into a gas containing a large amount of flammable gas generated in the waste drying process and the main combustion process on the upstream side and a combustion exhaust gas generated in the post-combustion process on the downstream side by the intermediate ceiling 16. Can be divided and discharged. Specifically, the combustion exhaust gas flows through the flue below the intermediate ceiling 16 (main flue), while the gas containing a large amount of flammable gas flows through the flue above the intermediate ceiling 16 (secondary flue). .. The merging of the combustion exhaust gas and the gas containing a large amount of combustible gas in the gas mixing section further promotes the stirring and mixing of the gas in the gas mixing section. As a result, the combustion in the secondary combustion section becomes more stable, the generation of dioxins in the combustion process can be suppressed, and the generation of unburned waste can be suppressed. The intermediate ceiling 16 may not be provided in the furnace 1.

また、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。 Further, thermometers as sensors for measuring the gas temperature in the furnace 1 are provided at a plurality of positions in the furnace 1. Specifically, a combustion chamber gas thermometer 17 is provided at an intermediate position between the grate 4 and the cooling air inlet 10 along the height direction of the furnace 1. A main flue gas thermometer 18 is provided at a position below the furnace outlet 7 along the height direction of the furnace 1. A furnace outlet lower gas thermometer 19 is provided at a lower position of the furnace outlet 7 along the height direction of the furnace 1. A furnace outlet central gas thermometer 20 is provided at a central position of the furnace outlet 7 along the height direction of the furnace 1. A furnace outlet gas thermometer 21 for measuring the combustion control temperature is provided at a position downstream of the furnace outlet 7 along the height direction of the furnace 1. The measured values of the temperature measured by the combustion chamber gas thermometer 17, the main flue gas thermometer 18, the furnace outlet lower gas thermometer 19, the furnace outlet middle gas thermometer 20, and the furnace outlet gas thermometer 21 are the combustion process. As a measured value, it is stored in the storage unit 34 (see FIG. 2) of the combustion control device 30. The measured temperature value stored in the storage unit 34 is transmitted from the combustion control device 30 to the monitoring center 40 and stored in the storage unit 44.

ボイラ9には、出口側に排ガス中の酸素(O)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(NO)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 oxygen concentration meter 22 for measuring the concentration of oxygen (O 2 ) in the exhaust gas on the outlet side. At the inlet of the chimney 8, a gas concentration meter 23 for measuring the concentrations of carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides (NO X) in the exhaust gas is provided. An exhaust gas flow meter 24 for measuring the amount of exhaust gas is provided in the pipe connecting the outlet of the boiler 9 and the chimney 8. The measured values of the gas concentration and the flow rate measured by the boiler outlet oxygen concentration meter 22, the gas concentration meter 23, and the exhaust gas flow meter 24 are stored in the storage unit 34 of the combustion control device 30 as the combustion process measurement values. The measured values of the measured gas concentration and flow rate are transmitted from the combustion control device 30 to the monitoring center 40 and stored in the storage unit 44.

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 image capturing unit 25 is provided on the downstream side in the waste transport direction inside the furnace 1. The combustion image imaging unit 25 images the combustion state of the dust on the grate 4, and stores the captured combustion image data in the storage unit 34 of the combustion control device 30. The combustion image data stored in the storage unit 34 is transmitted from the combustion control device 30 to the monitoring center 40 at predetermined time intervals.

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 combustion control device 30 includes, for example, a private line, a public communication network such as the Internet, for example, a LAN (Local Area Network), a WAN (Wide Area Network), a telephone communication network such as a mobile phone, a public line, or a VPN (Virtual Private Network). ) And the like (not shown), the monitoring center 40 is connected to the monitoring center 40 via a network (not shown).

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 combustion control device 30 and the monitoring center 40. As shown in FIG. 2, the combustion control device 30 as an automatic combustion control device includes a waste quality calculation unit 31, an operation amount reference value adjustment unit 32, an operation amount reference value correction unit 33, a storage unit 34, and an operation amount adjustment unit. 35 is provided. The waste quality calculation unit 31, the operation amount reference value adjustment unit 32, the operation amount reference value correction unit 33, and the operation amount adjustment unit 35 specifically include a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), and an FPGA ( It is equipped with a processor such as a Field-Programmable Gate Array (Field-Programmable Gate Array) and a main storage unit (none of which is shown) such as a RAM (Random Access Memory) or a ROM (Read Only Memory). The storage unit 34 is composed of a storage medium selected from a volatile memory such as RAM, a non-volatile memory such as ROM, an EPROM (Erasable Programmable ROM), a hard disk drive (HDD, Hard Disk Drive), and a removable medium. .. The removable media is, for example, a USB (Universal Serial Bus) memory or a disc recording medium such as a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), or a BD (Blu-ray (registered trademark) Disc). be. Further, the storage unit 34 may be configured by using a computer-readable recording medium such as a memory card that can be mounted from the outside.

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 storage unit 34 can store an operating system (OS), various programs, various tables, various databases, and the like for executing the operation of the combustion control device 30. Here, the various programs also include an automatic combustion control program that realizes processing based on the trained model according to the present embodiment. These various programs can also be recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, flash memory, CD-ROM, DVD-ROM, or flexible disk and widely distributed.

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 combustion control device 30 has, as the operation amount of each operation end, the combustion air amount, the cooling air amount, the waste supply device feed rate, and the operation amount based on the conventionally known predetermined operation amount reference value setting relational expression. Control the grate feed rate. The combustion control device 30 also controls the stop and operation of the waste supply device feed rate and the grate feed speed. The operation amount reference value setting relational expression is a relational expression between the waste incineration amount setting value or the waste quality setting value and the operation amount reference value (the operation amount target value), and includes a control parameter as a correction coefficient. The control parameter is adjusted by the operation amount reference value adjusting unit 32 so as to match the waste incinerator amount set value and the waste quality set value. When at least one of the waste incinerator set value and the waste quality set value is changed, the adjusted control parameter is set by the operation amount reference value adjusting unit 32 in response to the changed set value. Be changed. By changing the control parameter, the preset operation amount reference value is corrected.

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 quality calculation unit 31 calculates the waste quality (low calorific value of waste) according to the set value of the incinerator amount of waste. The operation amount reference value adjusting unit 32 adjusts the operation amount reference value by adjusting the control parameters included in the operation amount reference value setting relational expression. The operation amount reference value correction unit 33 corrects the operation amount reference value adjusted by the operation amount reference value adjustment unit 32 based on a predetermined control algorithm (PID control, fuzzy operation, etc.). The storage unit 34 stores the data referred to by the waste quality calculation unit 31, the operation amount reference value adjustment unit 32, and the operation amount reference value correction unit 33. The storage unit 34 stores the preset incineration amount set value and the combustion process measurement value acquired as the combustion state amount in the furnace, in addition to the predetermined operation amount reference value setting relational expression and control algorithm. There is.

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 amount adjusting unit 35 adjusts each operation amount of each operation end so as to follow the operation amount reference value. Specifically, the operation amount adjusting unit 35 includes a combustion air amount adjusting unit 36, an air amount ratio adjusting unit 36A, a cooling air amount adjusting unit 37, a waste supply device feed speed adjusting unit 38, and a grate feed speed adjusting unit 39. Has. The combustion air amount adjusting unit 36 adjusts the operation amount so that the combustion air amount follows the operation amount reference value (hereinafter, corrected operation amount reference value) corrected by the operation amount reference value correction unit 33. The air amount ratio adjusting unit 36A controls each of the subgrate combustion air dampers 14a to 14d to adjust the mutual ratio of the flow rates in the respective air boxes. The cooling air amount adjusting unit 37 adjusts the operation amount so that the cooling air amount follows the correction operation amount reference value. Here, the amount of combustion air and the amount of cooling air are adjusted by controlling the opening degrees of the combustion air damper 14, the subgrate combustion air dampers 14a to 14d, and the cooling air damper 15. .. The waste supply device feed speed adjusting unit 38 adjusts the operation amount so that the waste supply device feed speed follows the correction operation amount reference value. The grate feed speed adjusting unit 39 adjusts the operation amount so that the grate feed speed follows the correction operation amount reference value. When the operation amount reference value is not corrected by the operation amount reference value correction unit 33, the operation amount adjustment unit 35 adjusts each operation amount based on the uncorrected operation amount reference value.

監視センタ40は、制御部41、出力部42、入力部43、記憶部44、および学習部45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。監視センタ40は種々の形態で構成することができ、例えば、パーソナルコンピュータ(PC)や携帯端末等によって構成されていてもよい。 The monitoring center 40 includes a control unit 41, an output unit 42, an input unit 43, a storage unit 44, and a learning unit 45. Specifically, the control unit 41 includes a processor such as a CPU, DSP, and FPGA, and a main storage unit (none of which is shown) such as RAM and ROM. The output unit 42 displays a combustion image in the furnace 1 on the display monitor, displays characters and figures on the screen of the touch panel display, and outputs sound from the speaker according to the control by the control unit 41. Therefore, it is possible to notify the predetermined information to the outside. The input unit 43 is configured by using a user interface such as a keyboard, input buttons, levers, a touch panel for manual input provided superimposed on a display such as a liquid crystal display, or a microphone for voice recognition. .. By operating the input unit 43, a user or the like can input predetermined information to the control unit 41. The output unit 42 and the input unit 43 may be integrated into an input / output unit, and the input / output unit may be composed of a touch panel display, a speaker microphone, or the like. The monitoring center 40 can be configured in various forms, and may be configured by, for example, a personal computer (PC), a mobile terminal, or the like.

本実施形態では、監視センタ40が燃焼制御装置30とは別個の装置として構成されているが、燃焼制御装置30と別個であることは必須ではない。監視センタ40は、例えば、燃焼制御装置30と一体をなす装置として構成されていてもよく、また、燃焼制御装置30に含まれる構成となっていてもよい。 In the present embodiment, the monitoring center 40 is configured as a device separate from the combustion control device 30, but it is not essential that the monitoring center 40 is separate from the combustion control device 30. The monitoring center 40 may be configured as a device integrated with the combustion control device 30, for example, or may be configured to be included in the combustion control device 30.

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、本実施形態による学習済み予測モデルを用いたごみ供給異常検知プログラムや、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、過去データ44a、設定値44b、予測モデル44c、操作学習済みモデル44d、および燃焼画像学習済みモデル44eが格納されている。ここで、過去データ44aは、現在時刻よりも過去におけるプロセス値のデータである。設定値44bは、ごみ供給の異常の有無を検知する際に使用される所定の基準値である。設定値44bは、例えば、ごみが通常の供給量で炉1内へ供給されているときの蒸気発生量と、いわゆるゴミ枯れが生じたときの蒸気発生量との差分に相当する値に設定される。予測モデル44cは、現在時刻に至るまで学習部45によって生成された学習済みの予測モデルである。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 media 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 monitoring center 40. Here, for various programs, a waste supply abnormality detection program using the trained prediction model according to the present embodiment, an automatic combustion control program that realizes control using the operation-learned model, and a combustion image-learned model are used. An automatic judgment processing program that realizes the judgment processing that has been performed is also included. Specifically, the storage unit 44 stores the past data 44a, the set value 44b, the prediction model 44c, the operation-learned model 44d, and the combustion image-learned model 44e. Here, the past data 44a is the data of the process value in the past from the present time. The set value 44b is a predetermined reference value used when detecting the presence or absence of an abnormality in the waste supply. The set value 44b is set to a value corresponding to, for example, the difference between the amount of steam generated when garbage is supplied into the furnace 1 with a normal supply amount and the amount of steam generated when so-called dust withering occurs. NS. The prediction model 44c is a trained prediction model generated by the learning unit 45 up to the current time. The storage unit 44 may be provided in another server capable of communicating via various networks, or may be provided in the combustion control device 30. Further, these various programs can be recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flash memory, a CD-ROM, a DVD-ROM, or a flexible disk and widely distributed.

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、プログラムである予測モデル44c、操作学習済みモデル44dおよび燃焼画像学習済みモデル44eの処理が実行される。 The control unit 41 loads the program stored in the storage unit 44 into the work area of the main storage unit and executes it, and controls each component or the like through the execution of the program to realize a function that meets a predetermined purpose. can. In the present embodiment, the execution of the program by the control unit 41 executes the processing of the prediction model 44c, the operation-learned model 44d, and the combustion image-learned model 44e, which are the programs.

学習部45は、現在時刻(基準時刻)より過去の時刻から現在時刻までの所定期間の後述する予兆因子を説明変数とし、現在時刻より未来の予測時刻の蒸気発生量である予測蒸気発生量を目的変数とする機械学習を用いた予測モデル44cを、説明変数と目的変数の実績値を用いて学習させて、学習済み予測モデルを生成する。上記予測モデルで用いられる機械学習は、部分的最小二乗回帰である。説明変数の実績値としては、記憶部44に記憶されている過去データ44aのうち、所定期間の予兆因子が用いられる。予兆因子は、炉1への廃棄物の供給の停滞を予測するための因子である。本実施形態では、廃棄物の燃焼状態に関連する測定値および廃棄物燃焼炉の操業条件の少なくとも一方が予兆因子として用いられる。廃棄物の燃焼状態に関連する測定値としては、例えば、ボイラでの蒸気発生量、ボイラ出口におけるO濃度、ガス混合部の下部における温度、煙突での排ガスの流量、煙突入口におけるNOx濃度、廃棄物層の温度重心の位置、酸素消費量、燃焼パターン、炉1における廃棄物層表面の平均温度などが挙げられる。また、廃棄物燃焼炉の操業条件としては、例えば、ガス混合部への吹込空気流量、炉1への送風量、給塵装置による給塵速度、火格子の速度などが挙げられる。本実施形態では、ここで挙げた各種の測定値および各種の操業条件のうち少なくとも2つが予兆因子として用いられる。 The learning unit 45 uses a predictive factor, which will be described later, for a predetermined period from the current time (reference time) to the current time as an explanatory variable, and sets the predicted steam generation amount, which is the amount of steam generated at the predicted time in the future from the current time. A prediction model 44c using machine learning as an objective variable is trained using the explanatory variables and the actual values of the objective variables to generate a trained prediction model. The machine learning used in the prediction model is partial least squares regression. As the actual value of the explanatory variable, among the past data 44a stored in the storage unit 44, a predictive factor for a predetermined period is used. The predictive factor is a factor for predicting the stagnation of the supply of waste to the furnace 1. In this embodiment, at least one of the measured value related to the combustion state of waste and the operating condition of the waste combustion furnace is used as a predictive factor. The measurements associated with the combustion state of wastes, for example, steam generation amount of the boiler, O 2 concentration at the boiler outlet temperature in the lower part of the gas mixing portion, of the exhaust gas at the chimney flow, NOx concentration in the chimney inlet, The position of the temperature center of gravity of the waste layer, the amount of oxygen consumed, the combustion pattern, the average temperature of the surface of the waste layer in the furnace 1, and the like can be mentioned. The operating conditions of the waste combustion furnace include, for example, the flow rate of air blown into the gas mixing section, the amount of air blown to the furnace 1, the dust supply speed by the dust supply device, the speed of the grate, and the like. In this embodiment, at least two of the various measured values and various operating conditions listed here are used as predictors.

ここで、「炉1への送風量」とは、炉1内へ吹き込まれる各種ガスの吹込量であるが、仮に炉1に高温空気を吹き込むための高温空気吹き込み口を設けた場合には、高温空気吹込量も「炉1への送風量」に含まれる。また、「燃焼パターン」とは、炉内へ空気を押し込む送風機の圧力と空気が押し込まれる炉内の圧力との差分、換言すると、火格子から空気が吹き込まれる時に損失する空気圧力について、吹き込まれる空気の流量や吹き込み口の断面積からの影響を考慮して算出される値である。この「燃焼パターン」は、火格子上のごみ重量を反映している。 Here, the "air blowing amount to the furnace 1" is the amount of various gases blown into the furnace 1, but if the furnace 1 is provided with a high-temperature air blowing port for blowing high-temperature air, The amount of high-temperature air blown is also included in the "amount of air blown to the furnace 1." The "combustion pattern" is the difference between the pressure of the blower that pushes the air into the furnace and the pressure inside the furnace that pushes the air, in other words, the air pressure that is lost when the air is blown from the grate. It is a value calculated in consideration of the influence from the air flow rate and the cross-sectional area of the air inlet. This "burning pattern" reflects the weight of the waste on the grate.

後述するように、生成された学習済み予測モデルは、制御部41にて実行されるごみの供給異常の検知に利用される。学習済み予測モデルは、予測モデル44cとして記憶部44に記憶される。また、学習済み予測モデルは定期的に生成(更新)されてもよい。この場合、予測モデル44cは、新たに生成された学習済み予測モデルに合わせて更新されることとなる。 As will be described later, the generated learned prediction model is used for detecting the waste supply abnormality executed by the control unit 41. The trained prediction model is stored in the storage unit 44 as the prediction model 44c. In addition, the trained prediction model may be generated (updated) on a regular basis. In this case, the prediction model 44c will be updated according to the newly generated trained prediction model.

制御部41は、ごみの供給異常を検知するための予測部41a、差分算出部41b、および検知部41cを備える。予測部41aは、学習部45によって学習させた予測モデル44c(学習済み予測モデル)に、現在時刻を基準時刻として説明変数のデータを入力し、現在時刻よりも未来の予測時刻の予測蒸気発生量を求める。差分算出部41bは、現在時刻の蒸気発生量から予測蒸気発生量を減じて蒸気発生量の差分を算出する。ここで、「現在時刻」および「予測時刻」は、時間幅をもたない時刻であるが、これに代えて、その時刻を含む所定期間としてもよい。この場合、「現在時刻の蒸気発生量」は、例えば、現在時刻を含む所定期間における蒸気発生量の加重平均値として求めることができる。また、「予測時刻の蒸気発生量」は、例えば、予測時刻を含む所定期間における蒸気発生量の加重平均値として求めることができる。検知部41cは、差分算出部41bで算出された差分が所定の設定値44bより大きい場合には、炉1への正常な供給量でのごみ供給の停滞により、ごみの供給異常が発生していることを検知する。ごみの供給異常が検知されたとき、供給異常が発生したことを出力部42がディスプレイに表示するなどしてオペレータに通知するようになっていてもよい。 The control unit 41 includes a prediction unit 41a for detecting a waste supply abnormality, a difference calculation unit 41b, and a detection unit 41c. The prediction unit 41a inputs explanatory variable data using the current time as a reference time into the prediction model 44c (learned prediction model) trained by the learning unit 45, and predicts the amount of steam generated at the predicted time in the future from the current time. Ask for. The difference calculation unit 41b calculates the difference in the amount of steam generated by subtracting the predicted amount of steam generated from the amount of steam generated at the current time. Here, the "current time" and the "predicted time" are times having no time width, but instead of these, a predetermined period including the time may be used. In this case, the "steam generation amount at the current time" can be obtained, for example, as a weighted average value of the steam generation amount in a predetermined period including the current time. Further, the "steam generation amount at the predicted time" can be obtained as, for example, a weighted average value of the steam generation amount in a predetermined period including the predicted time. When the difference calculated by the difference calculation unit 41b is larger than the predetermined set value 44b, the detection unit 41c causes a waste supply abnormality due to a stagnation of the waste supply to the furnace 1 with a normal supply amount. Detects the presence. When a waste supply abnormality is detected, the output unit 42 may notify the operator that the supply abnormality has occurred, such as by displaying it on a display.

制御部41は、後述するように、検知部41cによってごみの供給異常が検知されたとき、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、操作学習済みモデル44dに基づいた制御に切り替える。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44d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44d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NO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。 As will be described later, when the detection unit 41c detects a waste supply abnormality, the control unit 41 operates the incinerator based on the operation-learned model 44d from the automatic combustion control (ACC) by the combustion control device 30. Switch to control. Here, a method of generating the operation-learned model 44d, which is a program stored in the storage unit 44, will be described. That is, the operation-learned model 44d 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 conditions at the time of operation 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. Extract from relationships by cluster analysis.

操作学習済みモデル44d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44e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44d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44d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 44d 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, combustion quantification data, etc. The combustion quantification data is combustion quantification data in which the combustion state obtained by the combustion image-learned model 44e is quantified from the combustion image periodically obtained by the combustion image imaging unit 25. The data used to generate the operation-learned model 44d further includes a control value by the combustion control device 30 as a learning control value. These learning sensor information and learning control values serve as learning input parameters when the operation-learned model 44d is generated.

操作学習済みモデル44d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 44d 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 combustion control device 30 and the control by the monitoring center 40 when the operator performs the intervention operation, and by the monitoring center 40 after the control mode is switched. It includes parameters for the duration of control and the end timing of control by the monitoring center 40.

また、監視センタ40の学習部45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44dとして生成される。生成された操作学習済みモデル44dは記憶部44に格納される。制御部41は、学習部45が生成した操作学習済みモデル44d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44d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44dは、機械学習を行ったコンピュータから学習部45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44d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。 Further, the learning unit 45 of the monitoring center 40 derives the correlation of data when the operator performs an intervention operation from the above-mentioned learning input parameters and learning output parameters by machine learning such as cluster analysis. As a result, a driving operation pattern in which the operator performs an intervention operation is generated as an operation-learned model 44d. The generated operation-learned model 44d is stored in the storage unit 44. The control unit 41 executes control of various intervention operations according to the driving operation pattern by the operation-learned model 44d generated by the learning unit 45. It should be noted that the operation-learned model 44d may be generated by deriving the correlation of the data when the operator performs the intervention operation by performing machine learning such as cluster analysis on another computer or the like. In this case, the generated operation-learned model 44d is supplied to the learning unit 45 from the computer that has performed machine learning, and is stored in the storage unit 44. In addition to machine learning, the correlation may be derived by a statistical method such as an average, a quartile, or a correlation analysis to generate an operation-learned model 44d. That is, the points of judgment of the start and end of intervention operations performed by multiple operators by analyzing multiple conditions related to complex intervention operations in which judgment is different for each operator by at least one of machine learning and statistical methods, and It is possible to extract the correction amount of each operation end set by the operator.

また、上述した燃焼画像学習済みモデル44e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44e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44e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44e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44e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 model 44e described above uses a plurality of learning combustion image data captured by the combustion image imaging unit 25 as learning input parameters. In addition, the combustion image trained model 44e quantifies the strength and weakness of the combustion state as learning output parameters, the data quantifying the position of the combustion cutoff point, and the degree of generation of unburned matter. Use the data. The combustion image trained model 44e is generated by machine learning such as deep learning, using the above-mentioned learning input parameters and learning output parameters as training data. When the combustion image is input, the combustion image trained model 44e digitizes the combustion state based on the input combustion image. Specifically, the combustion image trained model 44e classifies the combustion state into a plurality of types, for example, eight types, determines the certainty for each of the eight types, and quantifies the combustion state based on each type. I do. In addition, it may be classified into 7 types or less and more than 8 types.

ここで、上述した操作学習済みモデル44d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。

Figure 2021173496
Here, Table 1 shows an example of the measurement target and the operation target used in the operation-learned model 44d described above, and the parameters used.
Figure 2021173496

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 average value of several minutes to several tens of minutes means the average value of the instantaneous value in several minutes to the average value in 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 combustion control device 30, and the operating value is an actual value for the type of operating end being operated.

次に、本発明の一実施形態による廃棄物供給制御方法について説明する。図3は、本実施形態による廃棄物供給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, a waste supply control method according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a control operation by the combustion control device 30 and the monitoring center 40 for explaining the waste supply control method according to the present embodiment. In the flowchart shown in FIG. 3, steps ST1 to ST3 and ST5 are executed by the combustion control device 30, and step ST4 is executed by the monitoring center 40.

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 combustion control device 30, the operator sets a target waste incinerator amount as an incinerator amount set value. Instead of the incinerator amount set value, the operator may set the target waste incinerator amount as the evaporation amount set value. The set incinerator amount set value is stored in the storage unit 34. As a result, automatic combustion control for the incinerator is started.

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 quality calculation unit 31 determines the input heat amount other than the waste such as the heat amount of the heating air for combustion, and the furnace 1 according to the waste incineration amount set value stored in the storage unit 34. Based on the planned value of the amount of heat discharged from the waste and the amount of heat recovered and recovered as steam, the waste quality, which is the lower calorific value of the waste, is calculated and set as the waste quality set value. The waste quality set value is stored in the storage unit 34.

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 storage unit 34 based on the set value including the incineration amount set value and the waste quality set value stored in the storage unit 34. The reference value of each operation amount is calculated by referring to the operation amount reference value setting relational expression. In this way, after the operation amount reference value is set, the operation amount of each operation end is controlled so as to follow the operation amount reference value, and the waste incinerator is operated.

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。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。 Next, the process proceeds to step ST4 executed by the monitoring center 40. In step ST4, the instantaneous value of the measurement target shown in Table 1 is input to the monitoring center 40 as sensor information while the furnace 1 is operating. The sensor information is the sensor information measured in the internal state of the furnace 1 and the facility related to the furnace 1, specifically, in a power generation facility for generating electric power, for example. The input sensor information is stored in the storage unit 44 as a parameter. The control unit 41 of the monitoring center 40 monitors the fluctuation of the instantaneous value of the measurement target stored in the storage unit 44, and from the instantaneous value of each measurement target input from the combustion control device 30 and read from the storage unit 44. , Calculate the parameters used.

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、まず、ステップST41において、制御部41の予測部41aが、学習済み予測モデルに、現在時刻を基準時刻として説明変数のデータを入力し、予測蒸気発生量を求める。次に、ステップST42において、制御部41の差分算出部41bが、現在時刻の蒸気発生量から予測蒸気発生量を減じて蒸気発生量の差分を算出する。ステップST43において、制御部41の検知部41cは、差分算出部41bで算出された差分と所定の設定値44bとを比較する。ステップST43において、差分が所定の設定値44bより大きい場合(ステップST43:Yes)、ステップST44において、検知部41cが、炉1への正常な供給量でのごみ供給が停滞する、いわゆるゴミ枯れに起因する、ごみの供給異常の発生を検知する。ステップST44において検知部41cがごみの供給異常を検知した場合、ステップST45に移行する。一方、ステップST43において、差分が所定の設定値44b以下である場合(ステップST43:No)、ステップST41へ戻る。 FIG. 4 is a flowchart for explaining the determination of the intervention operation by the monitoring center 40 and the derivation of the correction amount in step ST4 of FIG. The control step is executed according to the flowchart shown in FIG. As shown in FIG. 4, first, in step ST41, the prediction unit 41a of the control unit 41 inputs the data of the explanatory variables with the current time as the reference time into the trained prediction model, and obtains the predicted steam generation amount. Next, in step ST42, the difference calculation unit 41b of the control unit 41 calculates the difference in the steam generation amount by subtracting the predicted steam generation amount from the steam generation amount at the current time. In step ST43, the detection unit 41c of the control unit 41 compares the difference calculated by the difference calculation unit 41b with the predetermined set value 44b. In step ST43, when the difference is larger than the predetermined set value 44b (step ST43: Yes), in step ST44, the detection unit 41c causes the dust supply to the furnace 1 to be stagnant at a normal supply amount, that is, so-called dust withering. Detects the occurrence of abnormal waste supply due to the problem. When the detection unit 41c detects a dust supply abnormality in step ST44, the process proceeds to step ST45. On the other hand, in step ST43, when the difference is equal to or less than the predetermined set value 44b (step ST43: No), the process returns to step ST41.

ステップST45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、操作学習済みモデル44dに基づいた制御に切り替える。制御部41は、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 ST45, the control unit 41 of the monitoring center 40 switches the operation of the incinerator from the automatic combustion control (ACC) by the combustion control device 30 to the control based on the operation-learned model 44d. The control unit 41 derives a correction amount (correction operation amount reference value) for correcting the operation amount reference value based on the usage parameter.

ステップST46において制御部41は、補正操作量基準値を出力する。ステップST47に移行して、図2に示すように、導出され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 ST46, the control unit 41 outputs the correction operation amount reference value. In step ST47, as shown in FIG. 2, the derived correction operation amount reference value is used in the combustion air amount adjusting unit 36, the cooling air amount adjusting unit 37, the waste supply device feed speed adjusting unit 38, and It is supplied to the operation amount adjusting unit 35 including the grate feed speed adjusting unit 39. As a result, the control unit 41 controls the combustion air damper 14, the cooling air damper 15, the sub-grate combustion air dampers 14a to 14d, the waste supply device 3, and the grate 4, which are the operation ends.

図4に示すように、制御部41は、操作学習済みモデル44d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ST48A)、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ST48B)、ステップST49に移行する。ステップST49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、操作学習済みモデル44d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 control unit 41 reaches the upper limit of the time for ending the intervention operation based on the operation-learned model 44d (step ST48A), or the use parameter becomes a condition for ending the intervention. If (step ST48B), the process proceeds to step ST49. In step ST49, the control unit 41 switches the operation control of the incinerator from the control based on the operation-learned model 44d to the automatic combustion control (ACC) by the combustion control device 30 by ending the intervention operation.

ステップST49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 monitoring center 40 is switched to the automatic combustion control by the combustion control device 30 in step ST49, the process returns to FIG. 3 and proceeds to step ST5. In step ST5, the waste quality calculation unit 31 of the combustion control device 30 determines whether or not the waste is charged. When the waste quality calculation unit 31 determines that there is waste input (step ST5: Yes), the process returns to step ST2. When the waste quality calculation unit 31 determines that no waste is thrown in (step ST5: No), the process returns to step ST4. As described above, the automatic combustion control of the incinerator using the trained model by machine learning is executed.

以上説明した本実施形態によれば、現在時刻よりも未来の予測時刻における蒸気発生量(予測蒸気発生量)を予測して、予測蒸気発生量と現在時刻より過去の時刻の蒸気発生量との差分に基づいて、ゴミ枯れ等に起因するごみの供給異常の発生を事前に、すなわち早期に検知することができる。したがって、ごみの供給異常が検知されたときには、直ちに介入操作による制御に切り換えて、将来的に発生し得るゴミ枯れおよびドカ落ちに備えて操作端の操作量基準値を補正して操作端の操作量を適切に制御することにより、安定した燃焼状態を実現できる。 According to the present embodiment described above, the amount of steam generated (predicted steam generation amount) at a predicted time in the future from the current time is predicted, and the predicted amount of steam generated and the amount of steam generated at a time past the current time Based on the difference, it is possible to detect the occurrence of a waste supply abnormality due to withering of dust or the like in advance, that is, at an early stage. Therefore, when an abnormality in the supply of dust is detected, the control is immediately switched to the intervention operation, and the operation end operation is corrected by correcting the operation amount reference value at the operation end in preparation for dust withering and dropping of dust that may occur in the future. By appropriately controlling the amount, a stable combustion state can be realized.

また、本実施形態では、制御部41の差分算出部41bによって、現在時刻の蒸気発生量と未来の予測時刻の予測蒸気発生量との差分を算出することとしたが、予測時刻の予測蒸気量との差分を算出する蒸気発生量は、予測時刻より過去の時刻の蒸気発生量であればよく、現在時刻の蒸気発生量には限定されない。ここで、「予測時刻より過去の時刻」とは、時間幅をもたない時刻であってもよいし、その時刻を含む所定期間であってもよい。また、「予測時刻より過去の時刻」が上記所定期間である場合には、その所定期間における蒸気発生量の加重平均値を「予測時刻より過去の時刻の蒸気発生量」としてもよい。 Further, in the present embodiment, the difference calculation unit 41b of the control unit 41 calculates the difference between the steam generation amount at the current time and the predicted steam generation amount at the future predicted time. The amount of steam generated for calculating the difference from the above may be any amount of steam generated at a time earlier than the predicted time, and is not limited to the amount of steam generated at the current time. Here, the "time past the predicted time" may be a time having no time width or a predetermined period including the time. Further, when the "time past the predicted time" is the above-mentioned predetermined period, the weighted average value of the amount of steam generated in the predetermined period may be set as the "amount of steam generated at a time past the predicted time".

また、本実施形態によれば、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44dに基づいて制御部41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。 Further, according to the present embodiment, in the waste incinerator, the intervention operation performed by a skilled or experienced operator (hereinafter referred to as a skilled operator) at his / her own discretion is performed by, for example, cluster analysis on behalf of the skilled operator. By executing the control unit 41 based on the operation-learned model 44d, which is a program generated by machine learning, stable combustion control by the control unit 41 of the monitoring center 40 becomes possible, so that the intervention operation by the operator is greatly performed. It can be reduced to, and the operation management of the waste incinerator can be automated.

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 according to 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。 According to the present invention, the intervention condition can be determined by analyzing a large amount of actual data to determine the start of the driving intervention, the correction value of the manipulated variable reference value in the driving intervention, the end of the driving intervention, or the setting of the average intervention time.

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 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.

1 炉(燃焼室)
3 ごみ供給装置(操作端)
4 火格子(操作端)
14 燃焼用空気ダンパ(操作端)
14a,14b,14c,14d 火格子下燃焼用空気ダンパ(操作端)
15 冷却用空気ダンパ(操作端)
41 制御部
41a 予測部
41b 差分算出部
41c 検知部
45 学習部
1 Reactor (combustion chamber)
3 Garbage supply device (operation end)
4 Grate (operation end)
14 Combustion air damper (operation end)
14a, 14b, 14c, 14d Air damper for combustion under the grate (operating end)
15 Cooling air damper (operation end)
41 Control unit 41a Prediction unit 41b Difference calculation unit 41c Detection unit 45 Learning unit

Claims (6)

廃棄物を燃焼室で燃焼しボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉における前記燃焼室への廃棄物供給の異常を検知する廃棄物供給異常検知方法であって、
廃棄物の燃焼状態に関連する測定値および廃棄物燃焼炉の操業条件の少なくとも一方を、廃棄物供給の停滞を予測するための予兆因子とし、基準時刻より過去の時刻から該基準時刻までの所定期間の前記予兆因子を説明変数とし、前記基準時刻より未来の予測時刻の蒸気発生量である予測蒸気発生量を目的変数とする部分的最小二乗回帰を用いた予測モデルを、前記説明変数と前記目的変数の実績値を用いて学習させる学習ステップと、
学習させた予測モデルに現在時刻を基準時刻として前記説明変数のデータを入力し、予測蒸気発生量を求める予測ステップと、
前記予測時刻より過去の時刻の蒸気発生量から前記予測蒸気発生量を減じて蒸気発生量の差分を算出する差分算出ステップと、
前記差分に基づいて廃棄物供給の異常の有無を検知する検知ステップと、
を備える廃棄物供給異常検知方法。
A waste supply abnormality detection method for detecting an abnormality in the waste supply to the combustion chamber in a waste incinerator that burns waste in a combustion chamber and generates steam in a boiler.
At least one of the measured value related to the combustion state of waste and the operating condition of the waste combustion furnace is used as a predictive factor for predicting the stagnation of waste supply, and is determined from the time past the reference time to the reference time. A prediction model using the partial minimum squared regression with the predictive factor of the period as the explanatory variable and the predicted steam generation amount, which is the steam generation amount at the predicted time in the future from the reference time, as the objective variable, is obtained with the explanatory variable and the above. Learning steps to learn using the actual value of the objective variable,
A prediction step in which the data of the explanatory variables are input to the trained prediction model with the current time as the reference time to obtain the predicted steam generation amount, and
A difference calculation step of calculating the difference in the amount of steam generated by subtracting the predicted amount of steam generated from the amount of steam generated in the past time from the predicted time, and
A detection step that detects the presence or absence of an abnormality in waste supply based on the difference, and
Waste supply anomaly detection method.
前記検知ステップは、前記差分が所定の設定値より大きい場合に、前記燃焼室への正常な供給量での廃棄物供給の停滞による廃棄物供給の異常の発生を検知することを特徴とする請求項1に記載の廃棄物供給異常検知方法。 The claim is characterized in that when the difference is larger than a predetermined set value, the detection step detects the occurrence of an abnormality in the waste supply due to the stagnation of the waste supply in the normal supply amount to the combustion chamber. Item 1. The waste supply abnormality detection method according to item 1. 前記廃棄物焼却炉は、給塵装置により前記燃焼室へ供給された廃棄物を火格子により下流側へ搬送するようになっているとともに、前記燃焼室の出口側にガス混合部を有しており、
前記説明変数としての予兆因子は、廃棄物の燃焼状態に関連する測定値としての、前記ボイラでの蒸気発生量、ボイラ出口におけるO濃度、前記ガス混合部の下部における温度、煙突での排ガスの流量、煙突入口におけるNOx濃度、廃棄物層の温度重心の位置、酸素消費量、燃焼パターン、前記燃焼室における廃棄物層表面の平均温度、および廃棄物燃焼炉の操業条件としての、前記ガス混合部への吹込空気流量、前記燃焼室への送風量、前記給塵装置による給塵速度、前記火格子の速度のうちの少なくとも2つであることとする請求項1または請求項2に記載の廃棄物供給異常検知方法。
The waste incinerator is designed to convey the waste supplied to the combustion chamber by a dust supply device to the downstream side by a grate, and has a gas mixing portion on the outlet side of the combustion chamber. Cage,
The predictive factors as the explanatory variables are the amount of steam generated in the boiler, the O 2 concentration at the boiler outlet, the temperature at the lower part of the gas mixing portion, and the exhaust gas in the chimney as measured values related to the combustion state of waste. Flow rate, NOx concentration at the chimney inlet, position of the temperature center of waste layer, oxygen consumption, combustion pattern, average temperature of the surface of the waste layer in the combustion chamber, and the gas as an operating condition of the waste combustion furnace. The first or second claim, wherein the flow rate of air blown into the mixing portion, the amount of air blown to the combustion chamber, the dust supply speed by the dust supply device, and the speed of the grate are at least two. Waste supply abnormality detection method.
請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の廃棄物供給異常検知方法の各ステップと、
前記検知ステップにおける検知結果に基づいて廃棄物焼却炉の操作端の操作量を制御する制御ステップと、
を備える廃棄物供給制御方法。
Each step of the waste supply abnormality detection method according to any one of claims 1 to 3 and
A control step that controls the amount of operation at the operation end of the waste incinerator based on the detection result in the detection step, and
Waste supply control method.
廃棄物を燃焼室で燃焼しボイラで蒸気を発生させる廃棄物焼却炉における前記燃焼室への廃棄物供給の異常を検知する廃棄物供給異常検知装置であって、
廃棄物の燃焼状態に関連する測定値および廃棄物燃焼炉の操業条件の少なくとも一方を、廃棄物供給の停滞を予測するための予兆因子とし、基準時刻より過去の時刻から該基準時刻までの所定期間の前記予兆因子を説明変数とし、前記基準時刻より未来の予測時刻の蒸気発生量である予測蒸気発生量を目的変数とする部分的最小二乗回帰を用いた予測モデルを、前記説明変数と前記目的変数の実績値を用いて学習させる学習部と、
学習させた予測モデルに現在時刻を基準時刻として前記説明変数のデータを入力し、未来の予測時刻の蒸気発生量である予測蒸気発生量を求める予測部と、
前記予測時刻より過去の時刻の蒸気発生量から前記予測蒸気発生量を減じて蒸気発生量の差分を算出する差分算出部と、
前記差分に基づいて廃棄物供給の異常の有無を検知する検知部と、
を備える廃棄物供給異常検知装置。
A waste supply abnormality detection device that detects an abnormality in the waste supply to the combustion chamber in a waste incinerator that burns waste in a combustion chamber and generates steam in a boiler.
At least one of the measured value related to the combustion state of waste and the operating condition of the waste combustion furnace is used as a predictive factor for predicting the stagnation of waste supply, and is determined from the time past the reference time to the reference time. A prediction model using the partial minimum-squared regression with the predictive factor of the period as the explanatory variable and the predicted steam generation amount, which is the steam generation amount at the predicted time in the future from the reference time, as the objective variable, is used as the explanatory variable and the above. A learning unit that trains using the actual value of the objective variable,
A prediction unit that inputs the data of the explanatory variables with the current time as the reference time into the trained prediction model and obtains the predicted steam generation amount, which is the steam generation amount at the future prediction time.
A difference calculation unit that calculates the difference in steam generation amount by subtracting the predicted steam generation amount from the steam generation amount in the past time from the predicted time.
A detector that detects the presence or absence of an abnormality in waste supply based on the difference,
Waste supply abnormality detection device equipped with.
請求項5に記載の廃棄物供給異常検知装置の前記予測部、前記差分算出部および前記検知部を有する制御部を備え、
前記制御部が前記検知部における検知結果に基づいて廃棄物焼却炉の操作端の操作量を制御する廃棄物供給制御装置。
The waste supply abnormality detection device according to claim 5 includes the prediction unit, the difference calculation unit, and a control unit having the detection unit.
A waste supply control device in which the control unit controls the amount of operation at the operation end of the waste incinerator based on the detection result of the detection unit.
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