JP2022071891A - Furnace interior image creating method, furnace interior situation determining method and combustion situation evaluating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主として、火格子により廃棄物を搬送しながら焼却する火格子式の焼却炉において、炉内の状況を把握する方法に関する。 The present invention mainly relates to a method for grasping the state inside a grate-type incinerator that incinerates waste while transporting it by a grate.
従来から、廃棄物焼却炉には、多種多様な廃棄物が投入されるため、投入された廃棄物の性状が変化した場合であっても、安定な燃焼を適切に維持できることが重要となる。また、火格子式の廃棄物焼却炉では、廃棄物を乾燥させる乾燥部と、廃棄物を火炎燃焼させる燃焼部と、廃棄物を後燃焼(オキ燃焼)させる後燃焼部と、に区分されている。安定な燃焼を適切に維持する燃焼制御を行うためには、炉内の状況を十分に把握することが重要となる。 Conventionally, since a wide variety of wastes are put into a waste incinerator, it is important to be able to appropriately maintain stable combustion even when the properties of the put wastes change. In addition, the grate-type waste incinerator is divided into a drying part that dries the waste, a combustion part that burns the waste with flame, and a post-combustion part that burns the waste afterwards (Oki combustion). There is. In order to perform combustion control that properly maintains stable combustion, it is important to fully understand the conditions inside the furnace.
特許文献1には、乾燥部の側壁部に視点が異なる複数の撮像装置を配置し、炉内を撮影して画像を取得する焼却炉が開示されている。この焼却炉では、撮像装置が取得した画像に画像合成処理を行うことで、3次元画像を連続して作成し、作成された3次元画像に含まれている火炎に基づいて火炎燃焼開始位置を特定し、火炎燃焼開始位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかを判断する構成が開示されている。 Patent Document 1 discloses an incinerator in which a plurality of image pickup devices having different viewpoints are arranged on a side wall portion of a drying portion to photograph the inside of the furnace and acquire an image. In this incinerator, a three-dimensional image is continuously created by performing image composition processing on the image acquired by the image pickup device, and the flame combustion start position is determined based on the flame included in the created three-dimensional image. A configuration for specifying and determining whether the flame combustion start position is moving to the upstream side in the transport direction or the downstream side in the transport direction is disclosed.
特許文献2には、乾燥部の天井部に赤外線カメラを配置し、乾燥部の廃棄物の熱画像を取得する焼却炉が開示されている。この赤外線カメラには、透過波長が約3.9μmのフィルタが取り付けられているため、火炎が放射する赤外線を除く熱画像が作成される。なお、特許文献2には、このフィルタを装着した赤外線カメラと、このフィルタを装着しない赤外線カメラと、を用いてそれぞれ熱画像を取得する構成が開示されている。 Patent Document 2 discloses an incinerator in which an infrared camera is arranged on the ceiling of the drying portion to acquire a thermal image of waste in the drying portion. Since this infrared camera is equipped with a filter having a transmission wavelength of about 3.9 μm, a thermal image excluding the infrared rays emitted by the flame is created. In addition, Patent Document 2 discloses a configuration in which an infrared camera equipped with this filter and an infrared camera not equipped with this filter are used to acquire thermal images, respectively.
特許文献1では、視点が異なる複数の撮像装置を配置及び運用する必要がある。ここで、炉内の撮影に関しては、撮影窓の施工に掛かるコスト(熱対策のコスト、撮影窓を形成するコスト)が大きく掛かり、また撮影窓を介して熱回収できない放熱が増加することもある。従って、複数の炉内の3次元画像を作成するために複数の撮影窓を施工する方法は、コスト面で改善が望まれていた。 In Patent Document 1, it is necessary to arrange and operate a plurality of image pickup devices having different viewpoints. Here, regarding the shooting in the furnace, the cost of constructing the shooting window (cost of heat countermeasures, cost of forming the shooting window) is large, and heat dissipation that cannot be recovered through the shooting window may increase. .. Therefore, the method of constructing a plurality of photographing windows in order to create a three-dimensional image in a plurality of furnaces has been desired to be improved in terms of cost.
特許文献2では、フィルタを装着した赤外線カメラでは火炎以外(即ち、廃棄物)に関する情報が主として含まれる一方で、フィルタを装着していない赤外線カメラでは火炎に関する情報が主として含まれる。従って、これらの2つの熱画像を比較しても、炉内の対象物の3次元位置を特定することは困難である。 In Patent Document 2, an infrared camera equipped with a filter mainly contains information other than flame (that is, waste), while an infrared camera not equipped with a filter mainly contains information related to flame. Therefore, it is difficult to identify the three-dimensional position of the object in the furnace even by comparing these two thermal images.
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、複数のカメラを用いる構成と比較して低コストで、炉内の対象物の位置を的確に把握できる焼却炉を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its main purpose is to provide an incinerator that can accurately grasp the position of an object in the furnace at a low cost as compared with a configuration using a plurality of cameras. To provide.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem and its effect will be described.
本発明の観点によれば、以下の炉内画像作成方法が提供される。即ち、炉内画像作成方法を行う対象の焼却炉は、乾燥部と燃焼部と後燃焼部とに区分されており、廃棄物が堆積した状態で間欠的に動作することで当該廃棄物を搬送する火格子を備える。炉内画像作成方法は、可視画像取得工程と、3次元画像作成工程と、を含む。前記可視画像取得工程では、1つの可視光カメラを用いて、火炎及び少なくとも前記乾燥部に堆積した前記廃棄物を観測して、可視画像を取得する。前記3次元画像作成工程では、前記可視画像取得工程で取得した前記可視画像にレンズ収差を利用した距離計測を行うことで、当該可視画像に含まれる対象物までの距離を示す距離情報を構築し、当該距離情報に基づいて3次元画像を連続して作成する。 From the viewpoint of the present invention, the following method for creating an in-fire image is provided. That is, the incinerator for which the in-furnace image creation method is performed is divided into a drying part, a combustion part, and a post-combustion part, and the waste is transported by operating intermittently in a state where the waste is accumulated. Equipped with a grate. The in-furnace image creating method includes a visible image acquisition step and a three-dimensional image creating step. In the visible image acquisition step, a visible light camera is used to observe the flame and at least the waste deposited on the dry portion to acquire a visible image. In the three-dimensional image creation step, distance measurement using lens aberration is performed on the visible image acquired in the visible image acquisition step to construct distance information indicating the distance to an object included in the visible image. , Three-dimensional images are continuously created based on the distance information.
これにより、レンズ収差を利用することにより、1つの可視光カメラで撮影された画像を用いて対象物までの距離を特定できる。そのため、1つの可視光カメラで撮影された画像から3次元画像を作成することができる。以上により、可視光カメラを複数配置することなく、炉内の対象物の位置を的確に把握できる。 Thereby, by utilizing the lens aberration, the distance to the object can be specified by using the image taken by one visible light camera. Therefore, a three-dimensional image can be created from an image taken by one visible light camera. As described above, the position of the object in the furnace can be accurately grasped without arranging a plurality of visible light cameras.
本発明によれば、複数のカメラを用いる構成と比較して低コストで、炉内の対象物の位置を的確に把握できる。 According to the present invention, the position of an object in the furnace can be accurately grasped at a low cost as compared with a configuration using a plurality of cameras.
<廃棄物焼却設備の全体構成>初めに、図1を参照して、第1実施形態の焼却炉(廃棄物焼却炉)10を含む廃棄物焼却設備(廃棄物焼却施設)100について説明する。図1は、本発明の方法を行う対象の焼却炉10を含む廃棄物焼却設備100の概略構成図である。なお、以下の説明では、単に上流、下流と記載したときは、廃棄物、燃焼ガス、排ガス、一次空気、二次空気、循環排ガス等が流れる方向の上流及び下流を意味するものとする。
<Overall Configuration of Waste Incinerator> First, the waste incinerator (waste incinerator) 100 including the incinerator (waste incinerator) 10 of the first embodiment will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
図1に示すように、廃棄物焼却設備100は、焼却炉10と、ボイラ30と、蒸気タービン発電設備35と、を備える。焼却炉10は、供給された廃棄物を焼却する。なお、焼却炉10の詳細な構成は後述する。
As shown in FIG. 1, the
ボイラ30は、廃棄物の燃焼によって発生した熱を利用して蒸気を生成する。ボイラ30は、流路壁に設けられた多数の水管31及び過熱器管32で、炉内で発生した高温の燃焼ガスと水との熱交換を行うことにより蒸気(過熱蒸気)を生成する。水管31及び過熱器管32で生成された蒸気は、蒸気タービン発電設備35へ供給される。
The
蒸気タービン発電設備35は、図略のタービン及び発電装置を含んで構成されている。タービンは、水管31及び過熱器管32から供給された蒸気によって回転駆動される。発電装置は、タービンの回転駆動力を用いて発電を行う。
The steam turbine
ここで、安定した発電を行うには、ボイラ30での蒸気(過熱蒸気)の生成量を安定化させることが必要である。ボイラ30での蒸気(過熱蒸気)の生成量を安定化させるためには、ボイラ30への入熱を安定させる必要がある。つまり、発電量を一定に保つには、焼却炉10からボイラ30へ供給される燃焼ガスの保有熱量を安定させて、ボイラ30への入熱を安定に保つ必要がある。
Here, in order to generate stable power generation, it is necessary to stabilize the amount of steam (superheated steam) produced in the
<焼却炉10の構成>焼却炉10は、廃棄物を炉内に供給するための給じん装置40を備える。給じん装置40は、廃棄物投入ホッパ41と、給じん装置本体42と、を備える。廃棄物投入ホッパ41は、炉外から廃棄物が投入される部分である。給じん装置本体42は、廃棄物投入ホッパ41の底部分に位置し、水平方向に移動可能に構成されている。給じん装置本体42は、廃棄物投入ホッパ41に投入された廃棄物を下流側に供給する。この給じん装置本体42の移動速度、単位時間あたりの移動回数、移動量(ストローク)、及びストローク端の位置(移動範囲)は、制御装置90によって制御されている。なお、給じん装置は水平方向に対し多少の角度をもって移動する型式でもよい。
<Structure of
給じん装置40によって炉内に供給された廃棄物は、搬送部20によって、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13の順に供給されていく。搬送部20は、乾燥部11に設けられた乾燥火格子21と、燃焼部12に設けられた燃焼火格子22と、後燃焼部13に設けられた後燃焼火格子23と、で構成されている。従って、搬送部20は複数段の火格子から構成されている。それぞれの火格子は、各部の底面に設けられており、廃棄物が載置される。
The waste supplied into the furnace by the
火格子は、廃棄物搬送方向に並べて配置された可動火格子と固定火格子とから構成されており、可動火格子が前進、停止、後進、停止等の順で動作することで、廃棄物を下流側へ搬送するとともに、廃棄物を攪拌することができる。可動火格子の動作速度を増速(減速)させることで、廃棄物の搬送速度を増速(減速)させることができる。また、可動火格子の停止時間を短く(長く)することで、廃棄物の搬送速度を増速(減速)させることができる。また、火格子は、気体が通過可能な大きさの隙間を空けて並べて配置されている。 The grate is composed of a movable grate and a fixed grate arranged side by side in the waste transport direction, and the movable grate operates in the order of forward, stop, reverse, stop, etc. to dispose of waste. It can be transported to the downstream side and the waste can be agitated. By increasing (decelerating) the operating speed of the movable grate, it is possible to increase (decelerate) the transport speed of waste. Further, by shortening (longening) the stop time of the movable grate, it is possible to increase (decelerate) the transport speed of waste. In addition, the grate is arranged side by side with a gap large enough for gas to pass through.
乾燥部11は、焼却炉10に供給された廃棄物を乾燥させる部分である。乾燥部11の廃棄物は、乾燥火格子21の下から供給される一次空気及び隣接する燃焼部12における燃焼の輻射熱によって乾燥する。その際、熱分解によって乾燥部11の廃棄物から熱分解ガスが発生する。また、乾燥部11の廃棄物は、乾燥火格子21によって燃焼部12に向かって搬送される。
The drying
燃焼部12は、乾燥部11で乾燥した廃棄物を主に燃焼させる部分である。燃焼部12では、廃棄物が主に火炎燃焼を起こし火炎が発生する。燃焼部12における廃棄物及び燃焼により発生した灰及び燃焼しきれなかった未燃物は、燃焼火格子22によって後燃焼部13に向かって搬送される。また、燃焼部12で発生した燃焼ガス及び火炎は、絞り部17を通過して後燃焼部13に向かって流れる。なお、燃焼火格子22は、乾燥火格子21と同じ高さに設けられているが、乾燥火格子21よりも低い位置に設けられていてもよい。
The
後燃焼部13は、燃焼部12で燃焼しきれなかった廃棄物(未燃物)を燃焼させる部分である。後燃焼部13では、燃焼ガスの輻射熱と一次空気によって、燃焼部12で燃焼しきれなかった未燃物の燃焼が促進される。その結果、未燃物の殆どが灰となって、未燃物は減少する。なお、後燃焼部13で発生した灰は、後燃焼部13の底面に設けられた後燃焼火格子23によってシュート24に向かって搬送される。シュート24に搬送された灰は、廃棄物焼却設備100の外部に排出される。なお、本実施形態の後燃焼火格子23は、燃焼火格子22よりも低い位置に設けられているが、燃焼火格子22と同じ高さに設けられていてもよい。
The
上述したように、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13では、生じる反応が異なるため、それぞれの壁面等は、生じる反応に応じた構成となっている。例えば、燃焼部12では火炎燃焼が生じるため、乾燥部11よりも耐火レベルが高い構造が採用されている。
As described above, since the reactions that occur in the drying
再燃焼部14は、燃焼ガスに含まれる未燃ガスを燃焼させる部分である。再燃焼部14は、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13から上方に向かって延び、その途中に二次空気が供給される。これにより、燃焼ガスは二次空気と混合及び撹拌され、燃焼ガスに含まれる未燃ガスが再燃焼部14で燃焼される。なお、燃焼部12及び後燃焼部13で生じる燃焼を一次燃焼と称し、再燃焼部14で生じる燃焼(つまり、一次燃焼で残存した未燃ガスの燃焼)を二次燃焼と称する。
The
気体供給装置50は、炉内に気体を供給する装置である。本実施形態の気体供給装置50は、一次空気供給部51と、二次空気供給部52と、排ガス供給部53と、を有している。それぞれの供給部は、気体を誘引又は送出するための送風機によって構成されている。
The
本明細書では、一次燃焼のために供給する気体を一次燃焼用気体と称する。一次燃焼用気体としては、一次空気、循環排ガス、それらの混合ガスが含まれる。一次空気とは、外部から取り込んだ空気であって、燃焼等に用いられていない(即ち、循環排ガスを除く)気体である。従って、一次空気には、外部から取り込んだ空気を加熱等した気体も含まれる。同様に、本明細書では、二次燃焼のために供給する気体を二次燃焼用気体と称する。二次燃焼用気体としては、二次空気、循環排ガス、それらの混合ガスが含まれる。二次空気の定義は一次空気と同様である。 In the present specification, the gas supplied for primary combustion is referred to as a primary combustion gas. The gas for primary combustion includes primary air, circulating exhaust gas, and a mixed gas thereof. The primary air is air taken in from the outside and is not used for combustion or the like (that is, excluding circulating exhaust gas). Therefore, the primary air also includes a gas obtained by heating the air taken in from the outside. Similarly, in the present specification, the gas supplied for secondary combustion is referred to as a secondary combustion gas. The gas for secondary combustion includes secondary air, circulating exhaust gas, and a mixed gas thereof. The definition of secondary air is similar to that of primary air.
一次空気供給部51は、一次空気供給経路71を介して炉内に一次空気を供給する。一次空気供給経路71は、第1供給経路71aと、第2供給経路71bと、第3供給経路71cと、に分岐されている。なお、一次空気供給経路71にヒータを設け、各部に供給する一次空気の温度を調整できるようにしてもよい。
The primary
第1供給経路71aは、乾燥火格子21の下方に設けられた乾燥段風箱25に一次空気を供給するための経路である。第1供給経路71aには第1ダンパ81が設けられており、乾燥段風箱25に供給する一次空気の供給量を調整することができる。また、第1ダンパ81は制御装置90によって制御されている。
The
第2供給経路71bは、燃焼火格子22の下方に設けられた燃焼段風箱26に一次空気を供給するための経路である。第2供給経路71bには第2ダンパ82が設けられており、燃焼段風箱26に供給する一次空気の供給量を調整することができる。また、第2ダンパ82は制御装置90によって制御されている。
The
第3供給経路71cは、後燃焼火格子23の下方に設けられた後燃焼段風箱27に一次空気を供給するための経路である。第3供給経路71cには第3ダンパ83が設けられており、後燃焼段風箱27に供給する一次空気の供給量を調整することができる。また、第3ダンパ83は制御装置90によって制御されている。
The
二次空気供給部52は、二次空気供給経路72を介して、焼却炉10の空気ガス保有空間16にその上部(天井部)から二次空気を供給するとともに、絞り部17によって燃焼ガスが方向を転換する部分(絞り部17の近傍)に二次空気を供給する。また、二次空気供給経路72には、制御装置90によって制御される第4ダンパ84が設けられており、各部への二次空気の供給量を調整することができる。
The secondary
排ガス供給部53は、循環排ガス供給経路73を介して、廃棄物焼却設備100から排出された排ガスを炉内に供給する(再循環させる)。廃棄物焼却設備100から排出された排ガスはろ過式の集じん器60で浄化され、その一部が排ガス供給部53によって燃焼部12の両側面(紙面手前側及び紙面奥側の面)から焼却炉10へ供給される。なお、排ガスが供給される位置は、特に限定されない。例えば、排ガスは焼却炉10の上方(天井部)から供給されてもよく、一方の側面のみから供給されていてもよい。排ガスを焼却炉10に供給することで、焼却炉10内の酸素濃度が低下し、燃焼温度の局所的な過上昇を抑えることができる。その結果、NOxの発生を抑えることができる。循環排ガス供給経路73には、制御装置90によって制御される第5ダンパ85が設けられており、循環排ガスの供給量を調整することができる。
The exhaust gas supply unit 53 supplies (recirculates) the exhaust gas discharged from the
焼却炉10には、図1及び図2に示すように、燃焼状態等を把握するための複数のセンサが設けられている。具体的には、焼却炉内ガス温度センサ91と、焼却炉出口ガス温度センサ92と、COガス濃度センサ93と、NOxガス濃度センサ94と、可視光カメラ95と、が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
焼却炉内ガス温度センサ91は、焼却炉10内(例えば空気ガス保有空間16よりも下流かつ後燃焼部13よりも上流)に配置されており、焼却炉内ガス温度を検出して制御装置90へ出力する。焼却炉出口ガス温度センサ92は、焼却炉10の出口近傍(例えば再燃焼部14よりも下流かつボイラ30よりも上流)に配置されており、焼却炉出口ガス温度を検出して制御装置90へ出力する。COガス濃度センサ93は、集じん器60の下流に配置されており、排ガスに含まれるCOガス濃度(焼却炉排出COガス濃度)を検出して制御装置90へ出力する。NOxガス濃度センサ94は、集じん器60の下流に配置されており、排ガスに含まれるNOxガス濃度(焼却炉排出NOxガス濃度)を検出して制御装置90へ出力する。
The
本実施形態では、可視光カメラ95が1つ設けられている。可視光カメラ95の相対位置は予め記憶されている。なお、可視光カメラ95は、静止画を適切なインターバルで連続して撮像することを主目的とする機器であってもよいし、動画を撮像することを主目的とする機器であってもよい。連続して取得された静止画により得られる画像情報は画像(動画)情報と同等であるため、何れの機器であっても、画像を取得するという機能を有していることとなる。
In this embodiment, one
可視光カメラ95は、火炎燃焼開始位置の画像、及び、主に乾燥火格子21を搬送される廃棄物の画像を取得することを目的としている。また、可視光カメラ95は、温度等を検出するための赤外線カメラではなく、廃棄物の外観(色や輝度等)の画像を取得するためのカメラである。従って、可視光カメラ95が取得する画像は、可視光カメラ95の視点から見た炉内の色や輝度等を示す画像である。なお、視点とは、計測器である可視光カメラ95が配置されている位置及び向きを示す。焼却炉10では乾燥部11の下流側の端部で乾燥が完了して熱分解ガスが発生し、燃焼部12の上流側の端部で火炎燃焼が開始されることが想定されている。しかし、供給される廃棄物の性状(例えば廃棄物に含まれる水分量、及び、廃棄物の燃え易さ)によっては、乾燥部11の中途部で乾燥が完了して火炎燃焼が開始されたり燃焼部12の中途部でも乾燥が完了されておらず火炎燃焼が開始していないことがある。
The
そのため、火炎燃焼開始位置を撮像するために、可視光カメラ95の撮像範囲には、乾燥部11と燃焼部12の境界及びその近傍の画像がそれぞれ含まれる。また、本実施形態では、乾燥部11の廃棄物を撮像するために、可視光カメラ95の撮像範囲には、乾燥部11の廃棄物の表面も含まれている。より具体的には、本実施形態の可視光カメラ95の撮像範囲には、廃棄物の搬送方向において、乾燥部11の上流端から燃焼部12の中央までが含まれている。なお、可視光カメラ95の撮像範囲は、本実施形態よりも狭くても広くてもよい。また、可視光カメラ95は、画像の撮像範囲を変更可能な構成であってもよい。この場合、この可視光カメラ95は、焼却炉10を停止させること無しに、撮像範囲を変更可能であってもよい。可視光カメラ95は、廃棄物の堆積量が多くなった場合でも適切に画像を取得する等の目的で、廃棄物よりも高い位置に配置されている。従って、可視光カメラ95は、下側に向けて傾斜して配置されている。なお、可視光カメラ95を傾斜させずに配置してもよい。
Therefore, in order to image the flame combustion start position, the imaging range of the
図3に示すように、廃棄物の搬送方向と上下方向(鉛直方向)に垂直な方向を炉幅方向と称する。可視光カメラ95は乾燥部11の炉幅方向の端部に形成されている壁部である側壁11aから画像を取得する。具体的には、側壁11aには1つの窓部11bが設けられており、可視光カメラ95は、この窓部11bを介して画像を取得する。窓部11bとは、炉内を観察するための部分であり、具体的には、側壁11aの一部を開口させ、透明(半透明を含む)な耐熱ガラス等で当該開口を塞いだ構成の部分である。
As shown in FIG. 3, the direction perpendicular to the waste transport direction and the vertical direction (vertical direction) is referred to as a furnace width direction. The
<制御装置が行う処理>制御装置90は、CPU、RAM、ROM等によって構成されており、種々の演算を行うとともに、廃棄物焼却設備100全体を制御する。画像処理装置96も同様に、CPU、RAM、ROM等によって構成されており、可視光カメラ95が取得した画像に基づいて3次元画像を作成する処理(画像合成処理)を行うことができる。本実施形態では、制御装置90と画像処理装置96は、個別のハードウェアであるが、1つのハードウェアが制御装置90と画像処理装置96の両方の機能を有していてもよい。以下、制御装置90が行う燃焼制御であって、特に3次元画像を解析して行う制御について、図4のフローチャートに沿って説明する。図4は、燃焼を安定させるために制御装置90が行う制御を示すフローチャートである。
<Processing performed by the control device> The
初めに、制御装置90は、可視光カメラ95が取得した画像に基づいて画像処理装置96が作成した3次元画像を記憶する(S101)。本実施形態では、公知のレンズ収差を利用した距離計測技術を用いる。レンズ収差とは、物体の1点から出た光がレンズを通過したときに、1点に集まらずに広がりを持つことに起因する、像のボケや色ズレのことである。レンズ収差を利用した距離計測技術を用いることにより、ステレオカメラを用いることなく、取得した画像に表れる対象物(被写体)までの距離を算出できる。具体的には以下の処理を行う。初めに、可視光カメラ95の収差マップを作成する。収差マップとは、点像分布関数と、レンズに対する被写体の距離及び画像上の位置と、を対応付けたデータである。点像分布関数とは、被写体から生じる1点からの光がレンズを通過した後にどのような広がりを持って結像するか(即ち、ボケの形や色)を表す関数である。例えば点像分布関数は、受光した光をRGBに分割し、それぞれについて結像の大きさを記述した関数である。ここで、被写体がピント位置に一致している場合は画像上の被写体の像は小さくなり(ボケの大きさが小さくなり)、被写体がピント位置から離れるにつれて画像上の被写体の像が大きくなる(ボケの大きさが大きくなる)。また、被写体がピント位置より近い場合は被写体の像(ボケ)の輪郭が赤と青が混ざった色になり易く(いわゆるパープルフリンジ)、被写体がピント位置より遠い場合は被写体の像(ボケ)の輪郭が緑色になり易い(いわゆるグリーンフリンジ)。また、像(ボケ)の大きさ及び像(ボケ)の輪郭の色は、画像の中央か画像の周辺部か(即ち、イメージセンサのどの位置で結像したか)にも依存する。
First, the
適切な収差マップがあれば、被写体の像(ボケ)の大きさ及び色に基づいて、被写体までの距離を算出できる。収差マップは実験データに基づいて作成される。具体的には、被写体までの距離を変えつつ、それぞれの距離毎、及び、画像上の位置毎に点像分布関数を特定することにより収差マップが作成される。収差マップは実験データを集計して作成してもよいが、本実施形態では、より適切な収差マップを作成するために、実験データを機械学習して、収差マップを作成する。具体的には、被写体までの距離と、当該距離で取得された被写体の画像と、を入力として学習させてモデルを作成する。モデルの作成時においては、画像上の位置も入力要素として学習を行う。以上のようにしてモデルを作成することにより、実際に取得された画像を入力として、画像のそれぞれの範囲に表れている被写体について、被写体までの距離を特定できる。以下では、被写体を対象物と称する。また、上記のようにして作成された対象物毎の距離を示す情報を距離情報と称する。 If there is an appropriate aberration map, the distance to the subject can be calculated based on the size and color of the image (blurring) of the subject. Aberration maps are created based on experimental data. Specifically, the aberration map is created by specifying the point image distribution function for each distance and for each position on the image while changing the distance to the subject. The aberration map may be created by aggregating the experimental data, but in the present embodiment, the experimental data is machine-learned to create the aberration map in order to create a more appropriate aberration map. Specifically, a model is created by learning the distance to the subject and the image of the subject acquired at the distance as inputs. When creating a model, learning is also performed using the position on the image as an input element. By creating the model as described above, it is possible to specify the distance to the subject for the subject appearing in each range of the image by inputting the actually acquired image. Hereinafter, the subject is referred to as an object. Further, the information indicating the distance of each object created as described above is referred to as distance information.
画像処理装置96は、可視光カメラ95が取得した画像と、この距離情報と、を用いて、炉内の3次元画像を作成する。例えば、可視光カメラ95が取得した画像に基づいて対象物が位置する方向を特定でき、距離情報に基づいて対象物までの距離を特定できる。このようにして、対象物の3次元位置を特定できる。なお、画像と、画像に表れた対象物までの距離と、に基づいて3次元画像を作成する方法は公知であるため、詳細な説明を省略する。本実施形態では、可視光カメラ95が1つであるため、他の対象物の後ろにある別の対象物の3次元位置を特定できない等の事情があり、炉内の全ての対象物に対して詳細な3次元位置を特定することはできない。しかし、後述する処理を適用できる程度の情報を持った3次元画像を作成することは可能である。可視光カメラ95は、所定時間毎に画像を取得しており、それに応じて画像処理装置96もそれぞれの画像を用いてそれぞれ3次元画像を作成して、制御装置90に出力する。
The
次に、制御装置90は、乾燥部11の廃棄物について、(1)厚みの時間変化、(2)表面の移動速度の時間変化、及び、(3)乾燥部滞留時間をそれぞれ算出する(S102)。これらの値は燃焼制御の制御値を補正するために用いられるため、これらの値を補正データと称する。
Next, the
上記の(1)に関し、廃棄物の厚みとは、図5に示すように、乾燥火格子21から廃棄物の表面までの上下方向に沿う長さである。乾燥火格子21の表面(上面)の位置は、予め制御装置90等に記憶されている。また、3次元画像に基づいて、廃棄物の表面の位置を特定できる。従って、この2つの位置(座標)を比較することで、廃棄物の厚みを算出できる。なお、搬送方向及び炉幅方向の両方に応じた廃棄物の厚みを算出することも可能であるが(実際にその処理を行ってもよいが)、本実施形態では、処理を簡単にするため、搬送方向のみに応じた廃棄物の厚みを算出する。また、炉幅方向で廃棄物の厚みが異なる場合は、炉幅方向の平均等を用いて代表値を決定する。
Regarding (1) above, the thickness of the waste is the length along the vertical direction from the
以上のようにして、ある時刻での3次元画像に基づいて、搬送方向に応じた、乾燥部11の廃棄物の厚みの分布を算出できる。なお、画像合成処理にて得られる3次元画像は時刻に応じて順次作成されるので、次の時刻の3次元画像に対しても同様に廃棄物の厚みが算出される。このようにして、制御装置90は、搬送方向に応じた廃棄物の厚みの時間変化を算出し、所定の記憶部に記憶する。
As described above, the distribution of the thickness of the waste in the drying
廃棄物の厚みの時間変化を算出する意義は以下のとおりである。即ち、乾燥部11に堆積した廃棄物は、乾燥火格子21の乾燥操作(送り操作)に伴い、この廃棄物に含まれる水分が蒸発することで乾燥し、質量が低減するとともに体積も減少する。つまり、廃棄物の厚みの時間変化は、廃棄物が乾燥していく経過を示すものであり、乾燥操作の進行の程度の一種の指標となる。従って、本実施形態では、廃棄物の厚みの時間変化に基づいて燃焼制御を行う。
The significance of calculating the time change of the thickness of waste is as follows. That is, the waste accumulated in the drying
上記の(2)に関し、廃棄物の表面の移動速度とは、図5に示すように、廃棄物の表面が搬送方向に移動する速度である。図5では、分かり易くするために比較的厚みが大きい部分に太線を描き、この部分が移動する様子を示している。各時刻における3次元画像には、廃棄物の表面の形状が表れているため、この3次元画像に基づいて、廃棄物の表面がどのように動いているかを得ることができる。従って、廃棄物の表面の特定部分の移動距離と、当該移動距離を移動するために掛かった時間と、に基づいて、廃棄物の特定部分の移動速度を算出できる。なお、搬送方向及び炉幅方向の両方に応じた廃棄物の移動速度を算出することも可能であるが(実際にその処理を行ってもよいが)、本実施形態では、搬送方向のみに応じた廃棄物の移動速度を算出する。また、炉幅方向で廃棄物の移動速度が異なる場合は、炉幅方向の平均等を用いて代表値を決定する。 Regarding (2) above, the moving speed of the surface of the waste is the speed at which the surface of the waste moves in the transport direction, as shown in FIG. In FIG. 5, a thick line is drawn in a relatively thick portion for easy understanding, and a state in which this portion moves is shown. Since the shape of the surface of the waste is shown in the three-dimensional image at each time, it is possible to obtain how the surface of the waste is moving based on the three-dimensional image. Therefore, the moving speed of the specific part of the waste can be calculated based on the moving distance of the specific part of the surface of the waste and the time taken to move the moving distance. Although it is possible to calculate the moving speed of the waste according to both the transport direction and the furnace width direction (although the treatment may actually be performed), in the present embodiment, only the transport direction is supported. Calculate the moving speed of the waste. If the moving speed of the waste differs in the furnace width direction, the representative value is determined by using the average in the furnace width direction.
以上のようにして、搬送方向に応じた、乾燥部11の廃棄物の移動速度の分布を算出できる。なお、画像合成処理にて得られる3次元画像は時刻に応じて順次作成されるので、次の時刻の3次元画像及びその過去の3次元画像を用いて、廃棄物の新たな移動速度が算出される。このようにして、制御装置90は、搬送方向に応じた廃棄物の移動速度の時間変化を算出し、所定の記憶部に記憶する。
As described above, the distribution of the moving speed of the waste in the drying
廃棄物の移動速度の時間変化を算出する意義は以下のとおりである。即ち、廃棄物の移動速度の時間変化は、乾燥部11に堆積した廃棄物が乾燥火格子21の乾燥操作(送り操作)により、体積を減少させながら、搬送方向に送られていく実速度を示すものであり、乾燥操作によって、廃棄物がどう「動かされてきた」かの指標である。従って、本実施形態では、廃棄物の移動速度の時間変化に基づいて燃焼制御を行う。
The significance of calculating the time change of the moving speed of waste is as follows. That is, the time change of the moving speed of the waste is the actual speed at which the waste accumulated in the drying
上記の(3)に関し、乾燥部滞留時間とは、乾燥部11に堆積している廃棄物が、乾燥部11に滞留している時間である。言い換えれば、それぞれの廃棄物が、乾燥部11に到達してから現在に至るまでに経過した時間である。上述のように、搬送方向に応じた、かつ、時刻に応じた、廃棄物の表面の移動速度は算出されている。従って、搬送方向に応じた、廃棄物の乾燥部滞留時間を算出できる。なお、画像合成処理にて得られる3次元画像は時刻に応じて順次作成されるので、次の時刻の3次元画像に基づく移動速度を用いて、同様に廃棄物の乾燥部滞留時間が算出(更新)される。このようにして、制御装置90は、搬送方向に応じた廃棄物の乾燥部滞留時間を算出し、所定の記憶部に記憶する。
With respect to the above (3), the drying portion residence time is the time during which the waste accumulated in the drying
廃棄物の乾燥部滞留時間を算出する意義は以下のとおりである。即ち、乾燥部滞留時間は、乾燥部11に堆積している廃棄物が、乾燥火格子21の乾燥操作(送り操作)により、乾燥が進行していき、この廃棄物に含まれる水分の蒸発が終わって「燃焼開始」に至るまでに掛かった時間(後述の実乾燥時間)に関する情報である。つまり、乾燥部11の搬送方向に応じた滞留時間を算出及び更新していき、この廃棄物が乾燥部11の下流端(又は火炎燃焼開始位置)に到達したときの乾燥部滞留時間が実乾燥時間に相当する。実乾燥時間は、乾燥部11に堆積していた廃棄物がどれだけ乾燥し易かったか(廃棄物に含まれる水分量が少なかったか)/乾燥しにくかったか(廃棄物に含まれる水分量が多かったか)を示す指標である。従って、本実施形態では、乾燥部滞留時間に基づいて燃焼制御を行う。
The significance of calculating the residence time of the dry part of waste is as follows. That is, as for the residence time in the drying portion, the waste accumulated in the drying
次に、制御装置90は、画像処理装置96が作成した3次元画像を解析して、火炎燃焼開始位置を特定する(S103)。火炎燃焼開始位置とは、火炎燃焼が開始され始める搬送方向における位置である。可視光カメラ95が取得した画像には、火炎燃焼が含まれているため、色及び輝度等に基づいて火炎を特定し、当該火炎の上流側の端部の位置を求めることで、火炎燃焼開始位置を特定できる。このように、可視光カメラ95が取得した画像のみによっても火炎燃焼開始位置を特定することもできる。しかし、これでは、当該画像に含まれている火炎の3次元位置を正確に特定することができない。従って、本実施形態の制御装置90は、3次元画像を用いて火炎燃焼開始位置を特定する。具体的には、3次元画像に含まれている火炎のうち最も上流側にある火炎の位置(更に言えば火炎のうち廃棄物の表面に存在している部分の位置)を特定する。これにより、火炎燃焼開始位置をより正確に特定することができる。なお、火炎燃焼開始位置は、炉幅方向で一様ではないが、例えば炉幅方向での火炎燃焼開始位置の平均等を求めることで算出された火炎燃焼開始位置を記憶する。
Next, the
次に、制御装置90は、火炎燃焼開始位置の時間変化に基づいて、火炎燃焼開始位置が上流側に移動しているか否かを判定する(S104)。例えば、焼却炉10に供給される廃棄物に含まれる水分量が少なくなったり、燃え易い廃棄物が供給されるようになった場合、乾燥部11で廃棄物を乾燥(及び乾燥に伴う熱分解を含む、以下同じ)させるために実際に必要な時間(実乾燥時間)が短くなる。従って、実乾燥時間が、予め想定されている廃棄物の想定乾燥時間よりも短くなる(差異が生じる)。この場合、図6に示すように、乾燥部11の中途部で乾燥が完了するため、乾燥部11の中途部で火炎燃焼が発生する(火炎燃焼開始位置が上流側に移動する)こととなる。
Next, the
この状態を放置していると、乾燥部11で火炎燃焼が進行してしまうために、燃焼部12における火炎燃焼に必要な滞留時間が短くなることとなり、燃焼部12の途中で火炎燃焼の次の段階である後燃焼が徐々に開始する。その結果、火格子上の乾燥、燃焼、後燃焼のそれぞれの位置が全体的に、上流側へ徐々に移動していくこととなり、燃え切り点(火炎燃焼の終了位置)が適切な範囲から外れてしまい、安定な燃焼を維持できなくなる。
If this state is left unattended, flame combustion will proceed in the drying
これを防止するため、制御装置90は、基本的には火炎燃焼開始位置が上流側に移動していると判定した場合(S104でYesの場合)、乾燥火格子21の廃棄物の搬送速度(以下、単に搬送速度)を増速させる(S105)。上述のように、搬送速度を増速させるためには、乾燥火格子21の可動火格子の動作速度を増速させるか、それに代えて又は加えて、乾燥火格子21の可動火格子の停止時間を短くする。これにより、火格子上の各部の燃焼位置が上流側に移動する事態を防止することができる。従って、燃え切り点を適切な範囲に収めることができるので、安定な燃焼を維持することができる。なお、可動火格子の動作速度又は停止時間は、搬送速度の制御における制御値の一例である。
In order to prevent this, the
ただし、乾燥火格子21の搬送速度を増速させた際の判定に用いた火炎燃焼開始位置は、既に燃焼が終了した廃棄物に関する情報(過去の情報)であることを踏まえ、現に乾燥部11にある廃棄物の性状に関する情報である上記の補正データに基づいて、搬送速度の増速の程度を補正することで、更に安定な燃焼を維持できる。なお、ステップS105の処理及び他の処理において、補正データに基づく補正を行う際は、廃棄物の厚みの時間変化、廃棄物の表面の移動速度の時間変化、及び、廃棄物の乾燥部滞留時間の少なくとも何れかを使用して補正を行う。
However, based on the fact that the flame combustion start position used for the determination when the transport speed of the drying
具体的には、廃棄物の厚みの減少が加速している場合(即ち、単位時間あたりの厚みの減少量(正)が大きくなっている場合)、実乾燥時間が想定乾燥時間よりも更に短くなる傾向にあるため、搬送速度を更に増速させることが好ましい場合がある。また、廃棄物の表面の移動速度及び乾燥部滞留時間は、廃棄物の現在の搬送速度に関する情報であるため、これらの値を考慮して、乾燥火格子21の搬送速度を変更することが好ましい。
Specifically, when the decrease in the thickness of waste is accelerating (that is, when the amount of decrease in thickness per unit time (positive) is large), the actual drying time is even shorter than the assumed drying time. Therefore, it may be preferable to further increase the transport speed. Further, since the moving speed of the surface of the waste and the residence time of the drying portion are information on the current transport speed of the waste, it is preferable to change the transport speed of the drying
なお、焼却炉10で生じる乾燥及び燃焼は、焼却炉10の形状や構造、及び投入される廃棄物によって大きく異なる。また、要求される処理量、焼却炉10の耐久性、及び排ガスに関する法規制等によっても、目標とする状態が大きく異なる。そのため、火炎燃焼開始位置が上流側に移動していても搬送速度を増速させる制御が行われない場合も考えられる。同様に、補正データに基づく搬送速度の補正についても、上記とは逆の補正が行われる可能性もある。なお、制御装置90は、乾燥火格子21の搬送速度の増速の要否及びその程度について、火炎燃焼開始位置が上流側に移動しているか否か、及び補正データだけでなく、更に別の検出データ(例えば焼却炉内ガス温度センサ91からNOxガス濃度センサ94等の検出データ)に基づいて決定することが好ましい。
The drying and combustion generated in the
制御装置90は、火炎燃焼開始位置が上流側に移動していないと判定した場合(S104でNoの場合)、火炎燃焼開始位置の時間変化に基づいて、火炎燃焼開始位置が下流側に移動しているか否かを判定する(S106)。
When the
例えば、焼却炉10に供給される廃棄物に含まれる水分量が多くなったり、燃えにくい廃棄物が供給されるようになった場合、乾燥部11で廃棄物を乾燥させるための実乾燥時間が長くなる。従って、実乾燥時間が、予め想定されている廃棄物の想定乾燥時間よりも長くなる(差異が生じる)。この場合、図7に示すように、乾燥部11の下流側の端部でも乾燥が完了していないため、燃焼部12の中途部で火炎燃焼が開始する(火炎燃焼開始位置が下流側に移動する)こととなる。
For example, when the amount of water contained in the waste supplied to the
この状態を放置していると、燃焼部12で必要な火炎燃焼のための滞留時間が確保されないため、燃焼部12で完結されるはずの火炎燃焼が後燃焼部13にズレ込むこととなり、後燃焼部13の中途部で後燃焼が開始することとなる。その結果、火格子上の乾燥、燃焼、後燃焼のそれぞれの位置が全体的に、下流側へ徐々に移動していくこととなり、燃え切り点が適切な範囲から外れてしまい、安定な燃焼を維持できなくなる。
If this state is left unattended, the residence time required for flame combustion in the
これを防止するため、制御装置90は、基本的には火炎燃焼開始位置が下流側に移動していると判定した場合(S106でYesの場合)、乾燥火格子21の搬送速度を減速させる(S107)。上述のように、搬送速度を減速させるためには、乾燥火格子21の可動火格子の動作速度を減速させるか、それに代えて又は加えて、乾燥火格子21の可動火格子の停止時間を長くする。これにより、火格子上の各部の燃焼位置が下流側に移動する事態を防止することができる。従って、燃え切り点を適切な範囲に収めることができるので、安定な燃焼を維持することができる。
In order to prevent this, the
また、搬送速度を減速させる場合においても、上記と同様の理由により、補正データに基づいて補正を行うことが好ましい。具体的には、廃棄物の厚みの減少が加速している場合、実乾燥時間が想定乾燥時間よりも短くなる傾向にあるため、搬送速度を減速させる程度を小さくすることが好ましい場合がある。また、廃棄物の表面の移動速度及び乾燥部滞留時間は、上述したように廃棄物の現在の搬送速度に関する情報であるため、これらの値を考慮して、乾燥火格子21の搬送速度を変更することが好ましい。なお、搬送速度の増速時の補正において説明した理由により、環境等の状況によっては、補正データに基づく搬送速度の補正について、上記とは逆の補正が行われる可能性もある。また、搬送速度の減速時の制御においても、更に別の検出データに基づいて制御値を決定することが好ましい。
Further, even when the transport speed is reduced, it is preferable to perform the correction based on the correction data for the same reason as described above. Specifically, when the decrease in the thickness of the waste is accelerating, the actual drying time tends to be shorter than the assumed drying time, so it may be preferable to reduce the degree of deceleration of the transport speed. Further, since the moving speed of the surface of the waste and the residence time of the dry portion are information on the current transport speed of the waste as described above, the transport speed of the
また、実乾燥時間と予め想定されている廃棄物の想定乾燥時間とに差異が生じたとして、乾燥火格子21の搬送速度を変更させることは、現に乾燥火格子21から燃焼火格子22に供給されている廃棄物の性状は既に従来の想定と異なっていることを意味する。その結果、その状態で燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度を従来と同じにしていると、既に燃焼、後燃焼に必要な時間は変化しているため、安定な燃焼を維持できない。
Further, assuming that there is a difference between the actual drying time and the estimated drying time of the waste, changing the transport speed of the drying
これを防止するため、制御装置90は、乾燥火格子21の搬送速度を変更した場合(S104又はS106でYesの場合)、乾燥火格子21の搬送速度の変更の原因である廃棄物の性状の変化の状態に応じて、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度を変更する(S108)。なお、制御装置90は、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度の変更の要否及び変更すべき量について、乾燥火格子21の搬送速度の変更量だけではなく、更に、他の検出データに基づいて決定することが好ましい。
In order to prevent this, when the
また、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度を変更する場合においても、上記と同様の理由により、補正データに基づいて補正を行うことが好ましい。基本的には、乾燥火格子21と同様に、燃焼火格子22と後燃焼火格子23の搬送速度を変更することが好ましいが、乾燥火格子21に存在する廃棄物が後燃焼火格子23に到達するまでのタイムラグ(言い換えれば、各部の廃棄物の性状の違い)、乾燥部11での乾燥時間、燃焼部12での燃焼時間、後燃焼部13での後燃焼時間に相関関係があるとは言い切れない等の理由により、上記とは異なる制御を行うことが好ましい場合も考えられる。
Further, even when the transport speeds of the
次に、制御装置90は、乾燥火格子21の搬送速度の変更の原因である廃棄物の性状の変化の状態に応じて、第1ダンパ81から第5ダンパ85の少なくとも何れかを調整することで、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を調整する(S109)。即ち、この第1ダンパ81から第5ダンパ85の開度が制御値の一例である。従来では、例えば焼却炉内ガス温度センサ91からNOxガス濃度センサ94の検出データ等を用いて、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を調整している。
Next, the
これに対し、本実施形態では、他の検出データに加えて、火炎燃焼開始位置の移動方向(上流側に移動しているか、下流側に移動しているか)に基づいて、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を調整する。ここで、火炎燃焼開始位置が上流側に移動していて各火格子の搬送速度を増速させた場合、廃棄物の性状にも関係するが一般的には、熱分解ガスの発生量が多くなるとともに、一次燃焼が行われることで生じる一次燃焼ガス(CO等の未燃焼ガスを含む)が多くなる。従って、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を増加させる必要がある。一方で、火炎燃焼開始位置が下流側に移動していて各火格子の搬送速度を減速させた場合、廃棄物の性状にも関係するが一般的には、熱分解ガスの発生量が少なくなるとともに、一次燃焼が行われることで生じる一次燃焼ガスが少なくなる。従って、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を低減させる必要がある。 On the other hand, in the present embodiment, in addition to other detection data, the primary combustion gas and the primary combustion gas are based on the moving direction of the flame combustion start position (whether it is moving to the upstream side or the downstream side). Adjust the supply amount of secondary combustion gas. Here, when the flame combustion start position is moved to the upstream side and the transport speed of each grate is increased, the amount of pyrolysis gas generated is generally large, although it is related to the properties of waste. At the same time, the amount of primary combustion gas (including unburned gas such as CO) generated by the primary combustion is increased. Therefore, it is necessary to increase the supply amount of the primary combustion gas and the secondary combustion gas. On the other hand, when the flame combustion start position is moved to the downstream side and the transport speed of each grate is slowed down, the amount of pyrolysis gas generated is generally small, although it is related to the properties of waste. At the same time, the amount of primary combustion gas generated by the primary combustion is reduced. Therefore, it is necessary to reduce the supply amounts of the primary combustion gas and the secondary combustion gas.
また、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を変更する場合においても、上記と同様の理由により、補正データに基づいて補正を行うことが好ましい。例えば、一次燃焼用気体の1つである一次空気は、燃焼部12での燃焼だけでなく乾燥部11での乾燥にも用いられるため、実乾燥時間を短くすることが好ましい場合は、一次空気の供給量を増加させることが好ましい場合がある。ただし、一次空気は燃焼部12での燃焼にも用いられるため、このような補正が行われない場合もある。
Further, even when the supply amounts of the primary combustion gas and the secondary combustion gas are changed, it is preferable to perform the correction based on the correction data for the same reason as described above. For example, primary air, which is one of the primary combustion gases, is used not only for combustion in the
また、廃棄物の性状は常に変化する可能性があるため、制御装置90は、ステップS109の処理の後に、再びステップS101以降の処理を行う。これにより、廃棄物の性状が変化した場合であっても、廃棄物の乾燥及び燃焼の進行状況が適正になるように修正することができるため、火炎燃焼開始位置を適切な範囲に収め、安定な燃焼を維持することができる。
Further, since the properties of the waste may change at all times, the
次に、第2実施形態について説明する。なお、第2実施形態の説明においては、第1実施形態と同一又は類似の部材や処理については、説明を省略する場合がある。 Next, the second embodiment will be described. In the description of the second embodiment, the description may be omitted for the members and treatments that are the same as or similar to those of the first embodiment.
<S201>ステップS201の処理は、第1実施形態のステップS101と同じであるため、説明を省略する。 <S201> Since the process of step S201 is the same as that of step S101 of the first embodiment, the description thereof will be omitted.
<S202>次に、制御装置90は、3次元画像の廃棄物の表面を複数の要素(分割単位)にメッシュ分割して、その要素毎に(1)廃棄物の厚みと(2)表面移動速度を算出して制御値と関連付けて記憶する(S202)。メッシュ分割とは、所定の条件で3次元画像の廃棄物を複数の領域に分割することである。本実施形態では、図10に示すように、搬送方向の平行線と炉幅方向の平行線をそれぞれ複数引くことで、廃棄物を格子状に分割している。本実施形態では、メッシュ分割された要素は四角形であるが、別の形状であってもよい。なお、複数の要素の形状や面積はそれぞれ同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、重要と考えられる部分だけを細かくメッシュ分割してもよい。また、廃棄物の厚みと表面移動速度は、後述のように燃焼制御の制御値を補正するために用いられるため、これらの値を補正データと称する。
<S202> Next, the
上記の(1)に関し、廃棄物の厚みとは、図10に示すように、火格子から廃棄物の表面までの上下方向に沿う長さである。火格子の表面(上面)の位置は、予め制御装置90等に記憶されている。また、3次元画像に基づいて、廃棄物の表面の位置を特定できる。従って、この2つの位置(座標)を比較することで、廃棄物の厚みを要素毎に算出できる。以上のようにして、1枚の3次元画像に基づいて、ある一時刻における、要素毎の廃棄物の厚みの分布を算出できる。なお、3次元画像は順次作成されるので、新たに作成された3次元画像に対しても同様に廃棄物の厚みが算出される。このようにして、制御装置90は、要素毎の廃棄物の厚みを算出し、所定の記憶部に時系列で記憶する。
Regarding (1) above, the thickness of the waste is the length along the vertical direction from the grate to the surface of the waste, as shown in FIG. The position of the surface (upper surface) of the grate is stored in advance in the
廃棄物の厚みを算出する意義は以下のとおりである。即ち、乾燥部11に堆積した廃棄物は、乾燥火格子21の乾燥操作(送り操作)に伴い、この廃棄物に含まれる水分が蒸発することで乾燥し、質量が低減するとともに体積も減少する。つまり、廃棄物の厚みの時間変化は、廃棄物が乾燥していく経過を示すものであり、乾燥操作の進行の程度の一種の指標となる。
The significance of calculating the thickness of waste is as follows. That is, the waste accumulated in the drying
上記の(2)に関し、廃棄物の表面移動速度とは、図10に示すように、廃棄物の表面が搬送方向に移動する速度である。図10では、分かり易くするために比較的厚みが大きい部分に太線を描き、この部分が移動する様子を示している。3次元画像には、廃棄物の表面の形状が表れているため、時系列で作成された3次元画像に基づいて、廃棄物の表面がどのように動いているかを得ることができる。従って、廃棄物の表面の特定部分の移動距離と、3次元画像が取得された時間間隔等と、に基づいて、メッシュ分割された要素毎の表面移動速度を算出できる。以上のようにして、要素毎の廃棄物の表面移動速度の分布を算出できる。なお、3次元画像は順次作成されるので、新たに作成された3次元画像及びその過去の3次元画像を用いて、廃棄物の新たな表面移動速度が算出される。このようにして、制御装置90は、廃棄物の表面移動速度を算出し、所定の記憶部に時系列で記憶する。
Regarding (2) above, the surface moving speed of the waste is the speed at which the surface of the waste moves in the transport direction, as shown in FIG. In FIG. 10, a thick line is drawn in a relatively thick portion for easy understanding, and a state in which this portion moves is shown. Since the shape of the surface of the waste is shown in the three-dimensional image, it is possible to obtain how the surface of the waste is moving based on the three-dimensional image created in time series. Therefore, the surface movement speed for each mesh-divided element can be calculated based on the movement distance of a specific portion of the surface of the waste, the time interval at which the three-dimensional image is acquired, and the like. As described above, the distribution of the surface moving speed of waste for each element can be calculated. Since the three-dimensional images are sequentially created, a new surface movement speed of the waste is calculated using the newly created three-dimensional images and the past three-dimensional images thereof. In this way, the
廃棄物の表面移動速度を算出する意義は以下のとおりである。即ち、廃棄物の移動速度の時間変化は、乾燥部11に堆積した廃棄物が乾燥火格子21の乾燥操作(送り操作)により、体積を減少させながら、搬送方向に送られていく実速度を示すものであり、乾燥操作によって、廃棄物がどう「動かされてきた」かの指標である。なお、廃棄物の表面以外がどのように移動するかは3次元画像からは算出できないため、本実施形態では、「廃棄物の表面移動速度」が「廃棄物全体の移動速度」を示すとみなして、以降の計算を行う。
The significance of calculating the surface moving speed of waste is as follows. That is, the time change of the moving speed of the waste is the actual speed at which the waste accumulated in the drying
制御値とは、焼却炉10の燃焼状態を制御するために変更される値であり、例えば、各火格子の搬送速度、一次燃焼用気体の供給量、及び二次燃焼用気体の供給量等を定めるための値である。廃棄物の厚み、表面移動速度、及び後述の体積流量は、この制御値の影響を受ける。そのため、制御値の影響を考慮して評価及び制御を行うために、制御装置90は、廃棄物の厚み及び表面移動速度を、焼却炉10に設定した制御値と関連付けて記憶している。また、メッシュ分割された要素に応じて制御値が異なる場合(例えば乾燥火格子21上の要素と、燃焼火格子22上の要素と、では火格子の搬送速度が異なる)、制御装置90は、対応する要素に応じた制御値と関連付けて廃棄物の厚み及び表面移動速度を記憶する。
The control value is a value changed to control the combustion state of the
<S203>次に、制御装置90は、要素毎の廃棄物の厚みと表面移動速度に基づいて、要素毎の厚み経過情報を算出して制御値と関連付けて記憶する(S203)。厚み経過情報とは、図11に示すように、前記要素に位置する前記廃棄物が当該要素に位置するまでに、厚みが時系列でどのように変化したかを示す情報である。図11には、各要素の厚み経過情報がそれぞれグラフで模式的に示されている。このグラフに示すように、厚み経過情報は、「厚み」と「時間経過に伴う搬送方向位置」を対応付けた情報である。つまり、厚み経過情報とは、例えば要素Aに着目した場合、現時点で要素Aにある廃棄物が、過去に上流側の位置に存在していた時点でどのような厚みであったかを示す情報である。なお、厚み経過情報は、厚みと時刻を対応付けた情報であってもよい。
<S203> Next, the
厚み経過情報は、例えば以下のようにして算出できる。例えば、ある要素Aに着目した場合、現時点で要素Aの位置にある廃棄物の搬送経過(つまり、どの時刻にどの要素に位置していたか)は、要素A及びその上流側の要素の現在及び過去の表面移動速度に基づいて算出できる。また、要素毎かつ時刻毎の廃棄物の厚みは、ステップS202で算出されて記憶されている。従って、廃棄物の搬送経過が示す時刻及び要素と、廃棄物の厚みと、を対応付けることで、厚み経過情報を算出できる。このようにして、制御装置90は、廃棄物の厚み及び表面移動速度に基づいて、厚み経過情報を算出する。なお、3次元画像は順次作成されるので、新たに作成された3次元画像を用いて同様の計算を行うことで、廃棄物の新たな厚み経過情報が算出される。制御装置90は、算出した厚み経過情報を所定の記憶部に時系列で記憶する。なお、厚み経過情報を制御値と関連付ける処理及び理由は、ステップS202と同様である。
The thickness progress information can be calculated as follows, for example. For example, when focusing on a certain element A, the progress of transporting the waste at the position of the element A at the present time (that is, at what time and in which element) is the present and the element on the upstream side of the element A. It can be calculated based on the past surface movement speed. Further, the thickness of the waste for each element and each time is calculated and stored in step S202. Therefore, the thickness progress information can be calculated by associating the time and elements indicated by the progress of transporting the waste with the thickness of the waste. In this way, the
厚み経過情報を得る意義は以下のとおりである。即ち、厚み経過情報は、乾燥部11に堆積した廃棄物が乾燥火格子21の乾燥操作(送り操作)により、火格子上を堆積して通過していくなかで、どのように体積を減少させながら、送り方向に送られていく過程を示すものであり、乾燥操作によって、廃棄物がどう体積を減らしてきたのかの指標である。
The significance of obtaining thickness progress information is as follows. That is, the thickness progress information is how the volume of the waste accumulated in the drying
<S204>次に、制御装置90は、要素毎の廃棄物の表面移動速度と厚み経過情報に基づいて、要素毎の体積流量経過情報を算出して制御値と関連付けて記憶する(S204)。体積流量経過情報とは、図12に示すように、前記要素に位置する前記廃棄物が当該要素に位置するまでに体積流量が時系列でどのように変化したかを示す情報である。図12には、各要素の体積流量経過情報がそれぞれグラフで模式的に示されている。このグラフに示すように、体積流量経過情報は、「体積流量」と「時間経過に伴う搬送方向位置」を対応付けた情報である。つまり、体積流量経過情報とは、例えば要素Aに着目した場合、現時点で要素Aにある廃棄物が、過去に上流側の位置に存在していた時点でどのような体積流量であったかを示す情報である。なお、体積流量経過情報は、体積流量と時刻の対応関係を示す情報であってもよい。
<S204> Next, the
体積流量は、単位時間に移動する廃棄物の体積である。従って、体積流量は、「廃棄物の厚み」、「廃棄物の表面移動速度」、「炉幅長さ」をそれぞれ掛け合わせることで、算出できる。また、要素毎の体積流量を算出する場合の炉幅長さは、各要素の炉幅長さである。従って、体積流量経過情報は、「厚み経過情報が示す廃棄物の厚み」と「廃棄物の表面移動速度」を要素(位置)及び時刻を合わせて掛け合わせた値に、「各要素の炉幅長さ」を掛けることで算出できる。このようにして、制御装置90は、要素毎の体積流量経過情報を算出し、所定の記憶部に記憶する。なお、3次元画像は順次作成されるので、新たに作成された3次元画像を用いて同様の計算を行うことで、廃棄物の新たな体積流量経過情報が算出される。制御装置90は、算出した体積流量経過情報を制御値と関連付けて所定の記憶部に時系列で記憶する。なお、体積流量経過情報を制御値と関連付ける処理及び理由は、ステップS202と同様である。また、炉幅長さは定数なので、体積流量経過情報は、廃棄物の厚み及び表面移動速度のみの関数である。言い換えれば、体積流量経過情報は、廃棄物の厚みだけでなく、移動速度も含む概念の情報である。
Volumetric flow rate is the volume of waste that moves per unit time. Therefore, the volumetric flow rate can be calculated by multiplying the "waste thickness", "waste surface moving speed", and "furnace width length", respectively. Further, the furnace width length when calculating the volume flow rate for each element is the furnace width length of each element. Therefore, the volume flow rate progress information is the value obtained by multiplying the "thickness of waste indicated by the thickness progress information" and the "surface movement speed of waste" by combining the elements (positions) and the time, and "the furnace width of each element". It can be calculated by multiplying by "length". In this way, the
なお、各火格子の炉幅長さが一定であって各要素の炉幅長さが一定である場合は、炉幅長さを掛ける処理を省略してもよい。なぜなら、燃焼制御に必要となるのは、体積流量の具体的な値ではなく、その変化態様だからである。言い換えれば、図12の上側の図のグラフの縦軸は、具体的な体積流量に限られず、体積流量に比例する(相関する)値であってもよい。 If the furnace width length of each grate is constant and the furnace width length of each element is constant, the process of multiplying the furnace width length may be omitted. This is because what is required for combustion control is not a specific value of the volumetric flow rate, but a variation mode thereof. In other words, the vertical axis of the graph in the upper figure of FIG. 12 is not limited to a specific volume flow rate, and may be a value proportional (correlated) to the volume flow rate.
体積流量経過情報を取得する意義は以下のとおりである。即ち、乾燥部11に堆積した廃棄物は、乾燥火格子21の乾燥操作(送り操作)に伴い、水分が蒸発することで圧縮されて、質量及び体積が低減する。つまり、体積流量経過情報は、廃棄物が乾燥していく経過を示すものであり、乾燥操作の進行の程度の直接的な指標である。ここで、廃棄物の乾燥が進行し、廃棄物からの水分が蒸発する状態(乾燥状態)から、水分の蒸発量が減少して廃棄物層の内部温度が上昇することで、廃棄物から熱分解ガスが発生する状態(熱分解状態)に移行する。また、熱分解状態となることで燃焼が開始可能となるため、熱分解状態に移行した後の状態を「燃焼開始可能状態」と称する。また、燃焼開始可能状態に移行することで、廃棄物の体積変化の程度が小さくなる。そのため、体積流量経過情報は、燃焼開始可能状態の程度を評価するのに最も適した指標である。
The significance of acquiring volume flow rate progress information is as follows. That is, the waste accumulated in the drying
<S205>次に、制御装置90は、要素毎の体積流量経過情報に基づいて、要素毎に現在が燃焼開始可能状態か否かを判定して判定結果を記憶する(S205)。上述したように、燃焼開始可能状態に移行するタイミングで、廃棄物の体積流量が大きく低下する。従って、要素毎の体積流量経過情報に基づいて、当該要素が燃焼開始状態か否かを判定できる。ただし、体積流量の変化の程度は、焼却炉10の制御値に応じて異なるため、制御値に応じた条件(例えば閾値)を用いて判定を行うことが好ましい。なお、廃棄物が燃焼開始可能状態となっても、実際に燃焼が開始しているとは限らない。なぜなら、廃棄物が燃焼開始可能状態となっても、廃棄物の周囲の酸素量や温度条件によっては、燃焼が発生しないからである。
<S205> Next, the
ここで、上述したように、可視光カメラ95が取得する可視画像には、火炎の根元に位置する廃棄物が含まれない。従って、火炎が発生している位置及びその近傍の廃棄物については、体積流量経過情報を算出できない。ここで、廃棄物が燃焼開始可能状態になってから火炎が発生するまでの時間が比較的長い場合、体積流量経過情報に基づいて、燃焼開始可能状態となった要素を特定できる。しかし、廃棄物が燃焼開始可能状態になると同時に火炎が発生した場合、体積流量が大きく変化したという事実を検出できないため、体積流量経過情報のみに基づいて、燃焼開始可能状態となった要素を特定することは困難である。
Here, as described above, the visible image acquired by the
<S206>そのため、体積流量経過情報の抜けを補うために、制御装置90は、3次元画像に基づいて、火炎が発生しているか否かを要素毎に判定して記憶する(S206)。制御装置90は、例えば火炎と廃棄物の色及び輝度の違いに基づいて、火炎の位置を特定する。そして、廃棄物の要素毎に、当該廃棄物から火炎が発生しているか否かを判定して、その判定結果を記憶する。なお、可視光カメラ95が取得した可視画像を用いても、火炎の発生の有無を検出することは可能である。しかし、これでは火炎の発生位置を正確に判定できないので、要素毎の火炎の発生の有無を判定できない。従って、本実施形態のように3次元画像に基づいて判定を行う必要がある。
<S206> Therefore, in order to compensate for the omission of the volume flow rate progress information, the
<S207>次に、制御装置90は、火炎が発生しているか否かの要素毎の判定結果に基づいて、火炎の発生が開始した位置(火炎発生開始位置)及び時刻を特定して記憶する(S207)。火炎の発生が開始した位置とは、3次元画像に含まれている火炎のうち搬送方向の最も上流側にある火炎の位置(更に詳細には火炎のうち廃棄物の表面に存在している部分の位置)である。言い換えれば、ステップS206で火炎が発生していると判定された要素のうち、搬送方向で最も上流側にある要素を特定する。これにより、ある時刻における火炎発生開始位置が特定される。この処理を時系列で作成された3次元画像を用いて行うことで、火炎の発生が開始した位置及び時刻を特定できる。
<S207> Next, the
<S208>次に、制御装置90は、燃焼開始可能状態であるか否かの要素毎の判定結果と、火炎発生開始位置の判定結果と、に基づいて燃焼開始評価位置を特定する(S208)。燃焼開始評価位置とは、焼却炉10全体として燃焼が開始した位置の指標であって燃焼を評価するための位置である。言い換えれば、燃焼開始評価位置とは、廃棄物の焼却処理において「どこで燃焼が開始したか」を焼却炉10全体で代表させる位置である。多様な性状の物質の混合物である廃棄物を焼却する場合、それぞれの物質が「燃焼開始可能状態」となるまでの時間も多様であるため、「燃焼開始可能状態となる位置」や「火炎の発生が開始する位置」も、多様となり、搬送方向における位置が一致するとは限らない。例えば、図13に示すような分布が生じる可能性がある。なお、図13は、搬送部20を上下方向で見た模式図であり、図13に示す正方形の1つ1つがメッシュ分割された要素である。上述したように、燃焼開始可能状態となっているにもかかわらず、火炎が発生していない(燃焼が開始していない)要素も存在する。図13に示すように、燃焼開始可能状態となる位置や火炎有無に基づく燃焼開始位置はバラツキがあるため、要素毎の判定結果を総括的に評価して、焼却炉10全体としての燃焼開始評価位置を特定する。特に、火炎が邪魔になって廃位物の体積流量経過情報が十分に得られていない要素については、火炎有無に基づく燃焼開始位置を参照して焼却炉10全体としての燃焼開始評価位置を特定する。
<S208> Next, the
また、この方法は、廃棄物の「塊り」内のそれぞれが含有する多様な性状の物質の性状・混合比率が変化した場合であっても同様の挙動を示す「体積流量経過情報」を用いて燃焼開始可能状態の判定を行うため、燃焼開始可能状態の判定を高い信頼性で行うことができる。燃焼開始評価位置は、搬送方向の位置を示すものであるが、例えば、炉幅方向に伸びる直線又は曲線として取り扱うこともできる。 In addition, this method uses "volume flow rate progress information" that shows the same behavior even when the properties and mixing ratio of substances with various properties contained in each "lump" of waste change. Since the combustion startable state is determined, the combustion startable state can be determined with high reliability. The combustion start evaluation position indicates a position in the transport direction, but can also be treated as, for example, a straight line or a curve extending in the furnace width direction.
なお、燃焼開始評価位置は、乾燥部11ではなく燃焼部12に存在している可能性もある。その場合であっても燃焼開始評価位置を特定するため、上述した、ステップS201からS208の処理は、乾燥部11だけでなく燃焼部12の廃棄物に対しても行うことが好ましい。
The combustion start evaluation position may exist in the
<S209>次に、制御装置90は、燃焼開始評価位置の時間変化に基づいて、燃焼開始評価位置が上流側に移動しているか否かを判定する(S209)。この判定は、過去に算出した燃焼開始評価位置と、現在の燃焼開始評価位置を比較すること等によって行われる。例えば、焼却炉10に供給される廃棄物に含まれる水分量が少なくなったり、燃え易い廃棄物が供給されるようになった場合、乾燥部11で廃棄物を乾燥(及び乾燥に伴う熱分解を含む、以下同じ)させるために実際に必要な時間(実乾燥時間)が短くなる。従って、実乾燥時間が、予め想定されている廃棄物の想定乾燥時間よりも短くなる(差異が生じる)。この場合、図6に示すように、乾燥部11の中途部で乾燥が完了するため、乾燥部11の中途部で火炎燃焼が発生する(燃焼開始位置が上流側に移動する)こととなる。
<S209> Next, the
この状態を放置していると、乾燥部11で火炎燃焼が進行してしまうために、燃焼部12における火炎燃焼に必要な滞留時間が短くなることとなり、燃焼部12の途中で火炎燃焼の次の段階である後燃焼が徐々に開始する。その結果、火格子上の乾燥、燃焼、後燃焼のそれぞれの位置が全体的に、上流側へ徐々に移動していくこととなり、燃え切り位置(火炎燃焼の終了位置)が適切な範囲から外れてしまい、安定な燃焼を維持できなくなる。
If this state is left unattended, flame combustion will proceed in the drying
<S210>これを防止するため、制御装置90は、基本的には燃焼開始評価位置が上流側に移動していると判定した場合(S209でYesの場合)、乾燥火格子21の廃棄物の搬送速度(以下、単に搬送速度)を増速させる(S210)。上述のように、搬送速度を増速させるためには、乾燥火格子21の可動火格子の動作速度を増速させるか、それに代えて又は加えて、乾燥火格子21の可動火格子の停止時間を短くする。これにより、火格子上の乾燥、燃焼、後燃焼のそれぞれの位置が上流側に移動する事態を防止することができる。従って、燃え切り位置を適切な範囲に収めることができるので、安定な燃焼を維持することができる。なお、可動火格子の動作速度又は停止時間は、搬送速度の制御における制御値の一例である。
<S210> In order to prevent this, the
ただし、乾燥火格子21の搬送速度を増速させた際の判定に用いた燃焼開始評価位置の情報は、既に乾燥が終了した廃棄物に関する情報(過去の情報)であることを踏まえ、現に乾燥部11にある廃棄物の性状に関する情報である上記の補正データに基づいて、搬送速度の増速の程度を補正することで、更に安定な燃焼を維持できる。なお、ステップS210の処理及び他の処理において、補正データに基づく補正を行う際は、廃棄物の厚みの時間変化、及び、廃棄物の表面の移動速度の時間変化の少なくとも何れかを使用して補正を行う。
However, based on the fact that the information on the combustion start evaluation position used for the determination when the transport speed of the drying
具体的には、廃棄物の厚みの減少が加速している場合(即ち、単位時間あたりの厚みの減少量(正)が大きくなっている場合)、実乾燥時間が想定乾燥時間よりも更に短くなる傾向にあるため、搬送速度を更に増速させることが好ましい場合がある。また、廃棄物の表面の移動速度は、廃棄物の現在の搬送速度に関する情報であるため、これらの値を考慮して、乾燥火格子21の搬送速度を変更することが好ましい。
Specifically, when the decrease in the thickness of waste is accelerating (that is, when the amount of decrease in thickness per unit time (positive) is large), the actual drying time is even shorter than the assumed drying time. Therefore, it may be preferable to further increase the transport speed. Further, since the moving speed of the surface of the waste is information on the current transport speed of the waste, it is preferable to change the transport speed of the drying
なお、焼却炉10で生じる乾燥及び燃焼は、焼却炉10の形状や構造、及び投入される廃棄物によって大きく異なる。また、要求される処理量、焼却炉10の耐久性、及び排ガスに関する法規制等によっても、目標とする状態が大きく異なる。そのため、燃焼開始評価位置が上流側に移動していても搬送速度を増速させる制御が行われない場合も考えられる。同様に、補正データに基づく搬送速度の補正についても、上記とは逆の補正が行われる可能性もある。なお、制御装置90は、乾燥火格子21の搬送速度の増速の要否及びその程度について、燃焼開始評価位置が上流側に移動しているか否か、及び補正データだけでなく、更に別の検出データ(例えば焼却炉内ガス温度センサ91からNOxガス濃度センサ94等の検出データ)に基づいて決定することが好ましい。
The drying and combustion generated in the
<S211>制御装置90は、燃焼開始評価位置が上流側に移動していないと判定した場合(S209でNoの場合)、燃焼開始評価位置の時間変化に基づいて、燃焼開始評価位置が下流側に移動しているか否かを判定する(S211)。この判定は、上記と同様に、過去に算出した燃焼開始評価位置と、現在の燃焼開始評価位置を比較すること等によって行われる。
<S211> When the
例えば、焼却炉10に供給される廃棄物に含まれる水分量が多くなったり、燃えにくい廃棄物が供給されるようになった場合、乾燥部11で廃棄物を乾燥させるための実乾燥時間が長くなる。従って、実乾燥時間が、予め想定されている廃棄物の想定乾燥時間よりも長くなる(差異が生じる)。この場合、図7に示すように、乾燥部11の下流側の端部でも乾燥が完了していないため、燃焼部12の中途部で火炎燃焼が開始する(燃焼開始位置が下流側に移動する)こととなる。
For example, when the amount of water contained in the waste supplied to the
この状態を放置していると、燃焼部12で必要な火炎燃焼のための滞留時間が確保されないため、燃焼部12で完結されるはずの火炎燃焼が後燃焼部13にズレ込むこととなり、後燃焼部13の中途部で後燃焼が開始することとなる。その結果、火格子上の乾燥、燃焼、後燃焼のそれぞれの位置が全体的に、下流側へ徐々に移動していくこととなり、燃焼開始位置及び燃え切り位置が適切な範囲から外れてしまい、安定な燃焼を維持できなくなる。
If this state is left unattended, the residence time required for flame combustion in the
<S212>これを防止するため、制御装置90は、基本的には燃焼開始評価位置が下流側に移動していると判定した場合(S211でYesの場合)、乾燥火格子21の搬送速度を減速させる(S212)。上述のように、搬送速度を減速させるためには、乾燥火格子21の可動火格子の動作速度を減速させるか、それに代えて又は加えて、乾燥火格子21の可動火格子の停止時間を長くする。これにより、火格子上の乾燥、燃焼、後燃焼のそれぞれの位置が下流側に移動する事態を防止することができる。従って、燃焼開始位置及び燃え切り位置を適切な範囲に収めることができるので、安定な燃焼を維持することができる。
<S212> In order to prevent this, the
また、搬送速度を減速させる場合においても、上記と同様の理由により、補正データに基づいて補正を行うことが好ましい。具体的には、廃棄物の厚みの減少が加速している場合、実乾燥時間が想定乾燥時間よりも短くなる傾向にあるため、搬送速度を減速させる程度を小さくすることが好ましい場合がある。また、廃棄物の表面の移動速度が加速している場合も同様に、実乾燥時間が想定乾燥時間よりも短くなる傾向にあるため、搬送速度の減速させる程度を小さくすることが好ましい場合がある。なお、搬送速度の増速時の補正において説明した理由により、環境等の状況によっては、補正データに基づく搬送速度の補正について、上記とは逆の補正が行われる可能性もある。また、搬送速度の減速時の制御においても、更に別の検出データに基づいて制御値を決定することが好ましい。 Further, even when the transport speed is reduced, it is preferable to perform the correction based on the correction data for the same reason as described above. Specifically, when the decrease in the thickness of the waste is accelerating, the actual drying time tends to be shorter than the assumed drying time, so it may be preferable to reduce the degree of deceleration of the transport speed. Similarly, when the moving speed of the surface of the waste is accelerating, the actual drying time tends to be shorter than the assumed drying time, so it may be preferable to reduce the degree of deceleration of the transport speed. .. For the reason explained in the correction at the time of increasing the transport speed, there is a possibility that the correction of the transport speed based on the correction data is the opposite of the above, depending on the environment and the like. Further, also in the control at the time of deceleration of the transport speed, it is preferable to determine the control value based on still another detection data.
また、実乾燥時間と予め想定されている廃棄物の想定乾燥時間とに差異が生じたとして、乾燥火格子21の搬送速度を変更させることは、現に乾燥火格子21から燃焼火格子22に供給されている廃棄物の性状は既に従来の想定と異なっていることを意味する。その結果、その状態で燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度を従来と同じにしていると、既に燃焼、後燃焼に必要な時間は変化しているため、安定な燃焼を維持できない。
Further, assuming that there is a difference between the actual drying time and the estimated drying time of the waste, changing the transport speed of the drying
<S213>これを防止するため、制御装置90は、乾燥火格子21の搬送速度を変更した場合(S209又はS211でYesの場合)、乾燥火格子21の搬送速度の変更の原因である廃棄物の性状の変化の状態に応じて、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度を変更する(S213)。なお、制御装置90は、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度の変更の要否及び変更すべき量について、乾燥火格子21の搬送速度の変更量だけではなく、更に、他の検出データに基づいて決定することが好ましい。
<S213> In order to prevent this, when the transfer speed of the
また、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度を変更する場合においても、上記と同様の理由により、補正データに基づいて補正を行うことが好ましい。基本的には、乾燥火格子21と同様に、燃焼火格子22と後燃焼火格子23の搬送速度を変更することが好ましいが、乾燥火格子21に存在する廃棄物が後燃焼火格子23に到達するまでのタイムラグ(言い換えれば、各部の廃棄物の性状の違い)、乾燥部11での乾燥時間、燃焼部12での燃焼時間、後燃焼部13での後燃焼時間に相関関係があるとは言い切れない等の理由により、上記とは異なる制御を行うことが好ましい場合も考えられる。
Further, even when the transport speeds of the
<S214>次に、制御装置90は、乾燥火格子21の搬送速度の変更の原因である廃棄物の性状の変化の状態に応じて、第1ダンパ81から第5ダンパ85の少なくとも何れかを調整することで、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を調整する(S214)。即ち、この第1ダンパ81から第5ダンパ85の開度が制御値の一例である。従来では、例えば焼却炉内ガス温度センサ91からNOxガス濃度センサ94の検出データ等を用いて、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を調整している。
<S214> Next, the
これに対し、本実施形態では、他の検出データに加えて、燃焼開始評価位置の移動方向(上流側に移動しているか、下流側に移動しているか)に基づいて、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を調整する。ここで、燃焼開始評価位置が上流側に移動していて各火格子の搬送速度を増速させた場合、廃棄物の性状にも関係するが一般的には、熱分解ガスの時間あたりの発生量が多くなるとともに、一次燃焼が行われることで生じる一次燃焼ガス(CO等の未燃焼ガスを含む)の時間あたりの発生量が多くなる。従って、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を増加させる必要がある。一方で、燃焼開始評価位置が下流側に移動していて各火格子の搬送速度を減速させた場合、廃棄物の性状にも関係するが一般的には、熱分解ガスの時間あたりの発生量が少なくなるとともに、一次燃焼が行われることで生じる時間あたりの一次燃焼ガス時間あたりの発生量が少なくなる。従って、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を低減させる必要がある。 On the other hand, in the present embodiment, in addition to other detection data, the primary combustion gas and the primary combustion gas are based on the moving direction of the combustion start evaluation position (whether it is moving to the upstream side or the downstream side). Adjust the supply amount of secondary combustion gas. Here, when the combustion start evaluation position is moved to the upstream side and the transport speed of each grate is increased, it is generally generated per hour of pyrolysis gas, although it is related to the properties of waste. As the amount increases, the amount of primary combustion gas (including unburned gas such as CO) generated by the primary combustion increases per hour. Therefore, it is necessary to increase the supply amount of the primary combustion gas and the secondary combustion gas. On the other hand, when the combustion start evaluation position is moved to the downstream side and the transport speed of each grate is slowed down, the amount of pyrolysis gas generated per hour is generally related to the properties of waste. As the amount of primary combustion gas is reduced, the amount of primary combustion gas generated per hour due to the primary combustion is reduced. Therefore, it is necessary to reduce the supply amounts of the primary combustion gas and the secondary combustion gas.
また、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を変更する場合においても、上記と同様の理由により、補正データに基づいて補正を行うことが好ましい。例えば、一次燃焼用気体の1つである一次空気は、乾燥部11での乾燥だけでなく燃焼部12での燃焼にも用いられるため、実乾燥時間を短くすることが好ましい場合は、一次空気の供給量を増加させることが好ましい場合がある。ただし、一次空気は燃焼部12での燃焼にも用いられるため、このような補正が行われない場合もある。
Further, even when the supply amounts of the primary combustion gas and the secondary combustion gas are changed, it is preferable to perform the correction based on the correction data for the same reason as described above. For example, primary air, which is one of the primary combustion gases, is used not only for drying in the drying
また、廃棄物の性状は常に変化する可能性があるため、制御装置90は、ステップS212でNoの場合、及びステップS214の処理の後に、再びステップS201以降の処理を行う。これにより、廃棄物の性状が変化した場合であっても、廃棄物の乾燥及び燃焼の進行状況が適正になるように修正することができるため、燃焼開始位置及び燃え切り位置を適切な範囲に収め、安定な燃焼を維持することができる。
Further, since the properties of the waste may change at all times, the
以上に説明したように、第1及び第2実施形態では、以下の炉内画像作成方法を行う。即ち、この方法を行う対象の焼却炉10は、乾燥部11と燃焼部12と後燃焼部13とに区分されており、廃棄物が堆積した状態で間欠的に動作することで当該廃棄物を搬送する火格子を備える。炉内画像作成方法は、可視画像取得工程と、3次元画像作成工程と、を含む。可視画像取得工程では、1つの可視光カメラ95を用いて、火炎及び少なくとも乾燥部11に堆積した廃棄物を観測して、可視画像を取得する。3次元画像作成工程では、可視画像取得工程で取得した可視画像にレンズ収差を利用した距離計測を行うことで、当該可視画像に含まれる対象物までの距離を示す距離情報を構築し、当該距離情報に基づいて3次元画像を連続して作成する。
As described above, in the first and second embodiments, the following in-core image creation method is performed. That is, the
これにより、レンズ収差を利用することにより、1つの可視光カメラ95で撮影された画像を用いて対象物までの距離を特定できる。そのため、1つの可視光カメラ95で撮影された画像から3次元画像を作成することができる。以上により、可視光カメラ95を複数配置することなく、炉内の対象物の位置を的確に把握できる。
Thereby, by utilizing the lens aberration, the distance to the object can be specified by using the image taken by one
第1実施形態では、炉内画像作成方法で作成された3次元画像を用いて炉内状況判定方法を行う。炉内状況判定方法では、3次元画像に含まれている火炎に基づいて火炎燃焼開始位置を特定し、火炎燃焼開始位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかを算出する算出工程を行う。 In the first embodiment, the method for determining the state inside the furnace is performed using the three-dimensional image created by the method for creating the image inside the furnace. In the furnace condition determination method, the flame combustion start position is specified based on the flame included in the three-dimensional image, and whether the flame combustion start position is moved to the upstream side in the transport direction or the downstream side in the transport direction. Perform a calculation process to calculate.
これにより、3次元映像を用いることで燃焼開始位置の移動方向を的確に算出できるとともに、乾燥部11の廃棄物の形状及びその動きを十分に検出できる。
Thereby, the moving direction of the combustion start position can be accurately calculated by using the three-dimensional image, and the shape of the waste of the drying
第1実施形態の炉内状況判定方法においては、3次元映像に基づいて、乾燥部11の廃棄物について、乾燥火格子21上の廃棄物の厚みの時間変化を算出する。
In the method for determining the state of the inside of the furnace of the first embodiment, the time change of the thickness of the waste on the drying
第1実施形態の炉内状況判定方法においては、3次元映像に基づいて、乾燥部11の廃棄物の表面の移動速度の時間変化を算出する。
In the method for determining the in-furnace condition of the first embodiment, the time change of the moving speed of the surface of the waste of the drying
第1実施形態の炉内状況判定方法においては、乾燥部11の廃棄物の表面の移動速度の時間変化に基づいて、乾燥部11の廃棄物が乾燥部11に滞留している時間である乾燥部滞留時間を算出する。
In the method for determining the in-furnace condition of the first embodiment, the time during which the waste in the drying
以上により、乾燥部11において、廃棄物の性状の変化等に起因して、廃棄物の乾燥がどの程度進行しているかに関する状況を把握することができる。
From the above, in the drying
第1実施形態の燃焼制御方法においては、火炎燃焼開始位置が搬送方向上流側に移動していることが特定された場合は、乾燥部11の乾燥火格子21による廃棄物の搬送速度を増速させる制御を行う。火炎燃焼開始位置が搬送方向下流側に移動していることが特定された場合は、乾燥部11の乾燥火格子21による廃棄物の搬送速度を減速させる制御を行う。
In the combustion control method of the first embodiment, when it is specified that the flame combustion start position is moved to the upstream side in the transport direction, the speed of transporting waste by the drying
これにより、想定乾燥時間と実乾燥時間との差異を小さくすることができるので、廃棄物の乾燥及び燃焼の進行状況をより適正にすることができる。その結果、燃え切り点を適切な範囲に収め、安定な燃焼を維持することができる。 As a result, the difference between the assumed drying time and the actual drying time can be reduced, so that the progress of drying and burning of the waste can be made more appropriate. As a result, it is possible to keep the burnout point within an appropriate range and maintain stable combustion.
第1実施形態の燃焼制御方法においては、乾燥火格子21上の廃棄物の厚みの時間変化を算出する処理、乾燥部11の廃棄物の表面の移動速度の時間変化を算出する処理、乾燥部滞留時間を算出する処理の少なくとも何れかを行う。乾燥部11の乾燥火格子21の搬送速度を変更するとともに、上記の少なくとも何れかの処理で得られた廃棄物の性状の変化の状態に応じて、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度を変更する。
In the combustion control method of the first embodiment, a process of calculating the time change of the thickness of the waste on the drying
これにより、乾燥火格子21の搬送速度のみならず、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度を変更することで、燃焼状態の全体の変動を修正できる。
Thereby, by changing not only the transport speed of the
第1実施形態の燃焼制御方法においては、火炎燃焼開始位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかに基づいて、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13の少なくとも何れかへ供給する一次燃焼用気体の供給量を調整する。
In the combustion control method of the first embodiment, the drying
これにより、廃棄物の搬送速度を変更したことに起因する一次燃焼用気体の過不足を修正することができるので、乾燥、燃焼、及び後燃焼をより適切に行うことができる。 As a result, it is possible to correct the excess or deficiency of the primary combustion gas caused by changing the transport speed of the waste, so that drying, combustion, and post-combustion can be performed more appropriately.
本実施形態の燃焼制御方法において、焼却炉10では、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13で行われる一次燃焼と、当該一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼と、が行われる。火炎燃焼開始位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかに基づいて、二次燃焼用気体の供給量を調整する。
In the combustion control method of the present embodiment, in the
これにより、火炎燃焼開始位置の移動方向に基づいて一次燃焼の進行状況(即ち一次燃焼ガスの発生量等)を推測することができるので、それに応じて二次燃焼用気体の供給量を調整することで、二次燃焼において一次燃焼ガスに含まれる未燃焼ガスを十分に燃焼させることができる。 As a result, the progress of the primary combustion (that is, the amount of the primary combustion gas generated, etc.) can be estimated based on the moving direction of the flame combustion start position, and the supply amount of the secondary combustion gas is adjusted accordingly. This makes it possible to sufficiently burn the unburned gas contained in the primary combustion gas in the secondary combustion.
第1実施形態の燃焼制御方法においては、乾燥火格子21上の廃棄物の厚みの時間変化と、乾燥部11の廃棄物の表面の移動速度の時間変化と、乾燥部滞留時間と、のうち少なくとも何れかに基づいて、燃焼状態を制御するための制御値を決定する。
In the combustion control method of the first embodiment, of the time change of the thickness of the waste on the
これにより、火炎燃焼開始位置に加え、現に乾燥部11にある廃棄物の性状に関する情報を用いて制御値を補正できるので、補正をしないときと比較して、現に乾燥部11にある廃棄物により合致した安定な燃焼を維持することができる。
As a result, the control value can be corrected by using the information on the properties of the waste actually in the drying
第2実施形態では、炉内画像作成方法で作成された3次元画像を用いて燃焼状況評価方法を行う。燃焼状況評価方法は、分割工程と、火炎判定工程と、第1算出工程と、第2算出工程と、第3算出工程と、状態判定工程と、評価工程と、を含む。分割工程では、3次元画像の廃棄物を複数の要素にメッシュ分割する。火炎判定工程では、3次元画像に基づいて、廃棄物から火炎が発生しているか否かを要素毎に判定する。第1算出工程では、3次元画像に基づいて、廃棄物の厚み、及び、廃棄物の表面移動速度を要素毎に算出する。第2算出工程では、第1算出工程の算出結果に基づいて、要素に位置する廃棄物が当該要素に位置するまでに厚みが時系列でどのように変化したかを示す厚み経過情報を、要素毎に算出する。第3算出工程では、第1算出工程及び第2算出工程の算出結果に基づいて、要素に位置する廃棄物が当該要素に位置するまでに体積流量が時系列でどのように変化したかを示す体積流量経過情報を、要素毎に算出する。状態判定工程では、体積流量経過情報を解析して、廃棄物が乾燥状態から熱分解状態に移行した状態を示す燃焼開始可能状態であるか否かを要素毎に判定する。評価工程では、火炎判定工程及び状態判定工程の判定結果に基づいて、焼却炉10全体として燃焼が開始した位置の指標であって燃焼を評価するための位置である燃焼開始評価位置を特定する。
In the second embodiment, the combustion state evaluation method is performed using the three-dimensional image created by the in-core image creation method. The combustion state evaluation method includes a division step, a flame determination step, a first calculation step, a second calculation step, a third calculation step, a state determination step, and an evaluation step. In the division step, the waste of the three-dimensional image is mesh-divided into a plurality of elements. In the flame determination step, it is determined for each element whether or not a flame is generated from the waste based on the three-dimensional image. In the first calculation step, the thickness of the waste and the surface movement speed of the waste are calculated for each element based on the three-dimensional image. In the second calculation step, based on the calculation result of the first calculation step, the element shows the thickness progress information showing how the thickness of the waste located in the element changes in time series until it is located in the element. Calculated for each. In the third calculation step, based on the calculation results of the first calculation step and the second calculation step, it is shown how the volumetric flow rate changes in time series until the waste located in the element is located in the element. Volume flow rate progress information is calculated for each element. In the state determination step, the volume flow rate progress information is analyzed, and it is determined for each element whether or not the waste is in a state in which combustion can be started, which indicates a state in which the waste has transitioned from a dry state to a thermal decomposition state. In the evaluation step, based on the determination results of the flame determination step and the state determination step, the combustion start evaluation position, which is an index of the position where combustion has started in the
これにより、燃焼が開始可能となった位置と、火炎に基づいて燃焼が開始したと判定した位置と、の両方に基づいて、燃焼開始位置を評価するため、廃棄物及び燃焼の状態をより的確に評価できる。特に、廃棄物の体積流量が時系列でどのように変化してきたかに基づいて燃焼開始評価位置を特定するため、高い信頼性で燃焼開始評価位置を特定できる。 As a result, the combustion start position is evaluated based on both the position where combustion can be started and the position where it is determined that combustion has started based on the flame, so that the state of waste and combustion can be more accurately determined. Can be evaluated. In particular, since the combustion start evaluation position is specified based on how the volumetric flow rate of the waste has changed over time, the combustion start evaluation position can be specified with high reliability.
第2実施形態の燃焼状況評価方法において、火炎判定工程では、廃棄物から火炎が発生している要素のうち、廃棄物の搬送方向の最も上流側に位置する要素の位置を火炎発生開始位置として特定する。評価工程では、火炎発生開始位置及び状態判定工程の判定結果に基づいて、燃焼開始評価位置を特定する。 In the combustion condition evaluation method of the second embodiment, in the flame determination step, among the elements in which the flame is generated from the waste, the position of the element located on the most upstream side in the waste transport direction is set as the flame generation start position. Identify. In the evaluation step, the combustion start evaluation position is specified based on the judgment result of the flame generation start position and the state determination step.
これにより、火炎が発生したか否かの判定結果を有効に活用して、燃焼開始評価位置を特定できる。 As a result, the combustion start evaluation position can be specified by effectively utilizing the determination result of whether or not a flame has occurred.
第2実施形態の燃焼制御方法では、燃焼開始評価位置が搬送方向上流側に移動していることが特定された場合は、乾燥火格子21による廃棄物の搬送速度を増速させる制御を行う。燃焼開始評価位置が搬送方向下流側に移動していることが特定された場合は、乾燥火格子21による廃棄物の搬送速度を減速させる制御を行う。
In the combustion control method of the second embodiment, when it is specified that the combustion start evaluation position is moved to the upstream side in the transport direction, the
これにより、想定乾燥時間と実乾燥時間との差異を小さくすることができるので、廃棄物の乾燥及び燃焼の進行状況をより適正にすることができる。その結果、燃え切り位置を適切な範囲に収め、安定な燃焼を維持することができる。 As a result, the difference between the assumed drying time and the actual drying time can be reduced, so that the progress of drying and burning of the waste can be made more appropriate. As a result, it is possible to keep the burnout position within an appropriate range and maintain stable combustion.
第2実施形態の燃焼制御方法では、第1算出工程で算出した、廃棄物の厚み、及び、廃棄物の表面移動速度の少なくとも何れかに基づいて、乾燥火格子21による廃棄物の搬送速度を変速させるための制御値を補正する。
In the combustion control method of the second embodiment, the transport speed of the waste by the
これにより、燃焼開始評価位置に加え、現に乾燥部11にある廃棄物の性状に関する情報を用いて制御値を補正できるので、補正をしないときと比較して、現に乾燥部11にある廃棄物により合致した安定な燃焼を維持することができる。
As a result, the control value can be corrected by using the information on the properties of the waste actually in the drying
第2実施形態の燃焼制御方法では、乾燥火格子21の搬送速度を変更するとともに、乾燥火格子21の搬送速度の変更の原因である廃棄物の性状の変化の状態に応じて、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の火格子の搬送速度を変更する。
In the combustion control method of the second embodiment, the transport speed of the
これにより、乾燥火格子21の搬送速度のみならず、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度を変更することで、燃焼状態の全体の変動を修正できる。
Thereby, by changing not only the transport speed of the
第2実施形態の燃焼制御方法では、燃焼開始評価位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかに基づいて、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13の少なくとも何れかへ供給する一次燃焼用気体の供給量を調整する。
In the combustion control method of the second embodiment, the drying
これにより、廃棄物の搬送速度を変更したことに起因する一次燃焼用気体の過不足を修正することができるので、乾燥、燃焼、及び後燃焼をより適切に行うことができる。 As a result, it is possible to correct the excess or deficiency of the primary combustion gas caused by changing the transport speed of the waste, so that drying, combustion, and post-combustion can be performed more appropriately.
第2実施形態の燃焼制御方法において、焼却炉10では、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13で行われる一次燃焼と、当該一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼と、が行われる。燃焼開始評価位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかに基づいて、二次燃焼用気体の供給量を調整する。
In the combustion control method of the second embodiment, in the
これにより、燃焼開始評価位置の移動方向に基づいて一次燃焼の進行状況(即ち一次燃焼ガスの発生量等)を推測することができるので、それに応じて二次燃焼用気体の供給量を調整することで、二次燃焼において一次燃焼ガスに含まれる未燃焼ガスを十分に燃焼させることができる。 As a result, the progress of the primary combustion (that is, the amount of the primary combustion gas generated, etc.) can be estimated based on the moving direction of the combustion start evaluation position, and the supply amount of the secondary combustion gas is adjusted accordingly. This makes it possible to sufficiently burn the unburned gas contained in the primary combustion gas in the secondary combustion.
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be changed as follows, for example.
第1及び第2実施形態では、乾燥部11の搬送方向の全体(上流端から下流端まで)の3次元画像を作成する処理を説明した。これに代えて、制御装置90は、乾燥部11の搬送方向の一部(例えば上流端及びその近傍を除いた部分、あるいは、搬送方向の中央よりも下流側の部分)の3次元画像を作成する構成であってもよい。
In the first and second embodiments, the process of creating a three-dimensional image of the
第1及び第2実施形態では、火炎燃焼開始位置の移動方向に基づいて、乾燥火格子21から後燃焼火格子23(特に乾燥火格子21)の搬送速度と、一次燃焼用気体と二次燃焼用気体の供給量と、を変更する処理を行ったが、火炎燃焼開始位置の移動方向に加えて、移動速度を用いて、これらの値を変更する処理を行ってもよい。
In the first and second embodiments, the transport speed from the
第1及び第2実施形態では、補正データに基づいて補正を行うが、これらの処理の少なくとも1つについて、補正データに基づく補正を省略してもよい。また、ステップS108又はステップS211において、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の両方ではなく一方のみに対して、補正データに基づく補正を行ってもよい。
In the first and second embodiments, the correction is performed based on the correction data, but the correction based on the correction data may be omitted for at least one of these processes. Further, in step S108 or step S211, correction may be performed based on the correction data not only for both the
第1及び第2実施形態では、燃焼制御で用いる検出データとして、焼却炉内ガス温度センサ91、焼却炉出口ガス温度センサ92、COガス濃度センサ93、及びNOxガス濃度センサ94の検出データを挙げて説明したが、少なくとも1つの検出データを省略して燃焼制御を行ってもよいし、上記とは別の検出データを加えて燃焼制御を行ってもよい。別の検出データとしては、例えば、排ガスからの熱量回収に伴うボイラ蒸発量、又は、水噴霧により冷却を行う場合は水噴霧冷却用水量等を用いることができる。
In the first and second embodiments, the detection data used in the combustion control includes the detection data of the incinerator
10 焼却炉
11 乾燥部
12 燃焼部
13 後燃焼部
21 乾燥火格子
22 燃焼火格子
23 後燃焼火格子
90 制御装置
95 可視光カメラ
96 画像処理装置
10
<S205>次に、制御装置90は、要素毎の体積流量経過情報に基づいて、要素毎に現在が燃焼開始可能状態か否かを判定して判定結果を記憶する(S205)。上述したように、燃焼開始可能状態に移行するタイミングで、廃棄物の体積流量の変化の程度が大きく低下する。従って、要素毎の体積流量経過情報に基づいて、当該要素が燃焼開始状態か否かを判定できる。ただし、体積流量の変化の程度は、焼却炉10の制御値に応じて異なるため、制御値に応じた条件(例えば閾値)を用いて判定を行うことが好ましい。なお、廃棄物が燃焼開始可能状態となっても、実際に燃焼が開始しているとは限らない。なぜなら、廃棄物が燃焼開始可能状態となっても、廃棄物の周囲の酸素量や温度条件によっては、燃焼が発生しないからである。
<S205> Next, the
ここで、上述したように、可視光カメラ95が取得する可視画像には、火炎の根元に位置する廃棄物が含まれない。従って、火炎が発生している位置及びその近傍の廃棄物については、体積流量経過情報を算出できない。ここで、廃棄物が燃焼開始可能状態になってから火炎が発生するまでの時間が比較的長い場合、体積流量経過情報に基づいて、燃焼開始可能状態となった要素を特定できる。しかし、廃棄物が燃焼開始可能状態になると同時に火炎が発生した場合、体積流量の変化の程度が大きく変化したという事実を検出できないため、体積流量経過情報のみに基づいて、燃焼開始可能状態となった要素を特定することは困難である。
Here, as described above, the visible image acquired by the
Claims (3)
1つの可視光カメラを用いて、火炎及び少なくとも前記乾燥部に堆積した前記廃棄物を観測して、可視画像を取得する可視画像取得工程と、
前記可視画像取得工程で取得した前記可視画像にレンズ収差を利用した距離計測を行うことで、当該可視画像に含まれる対象物までの距離を示す距離情報を構築し、当該距離情報に基づいて3次元画像を連続して作成する3次元画像作成工程と、
を含む処理を行うことを特徴とする炉内画像作成方法。 For an incinerator equipped with a grate that is divided into a drying part, a combustion part, and a post-combustion part, and operates intermittently in a state where the waste is accumulated, the waste is transported.
A visible image acquisition step of observing a flame and at least the waste deposited on the dry portion using one visible light camera to acquire a visible image.
By performing distance measurement using lens aberration on the visible image acquired in the visible image acquisition step, distance information indicating the distance to the object included in the visible image is constructed, and 3 based on the distance information. A 3D image creation process that continuously creates 3D images,
A method for creating an image in a furnace, which comprises performing a process including.
前記3次元画像作成工程で作成された3次元画像に含まれている火炎に基づいて火炎燃焼開始位置を特定し、火炎燃焼開始位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかを算出する算出工程を行うことを特徴とする炉内状況判定方法。 A method for determining an in-core condition using the in-core image creating method according to claim 1.
The flame combustion start position is specified based on the flame included in the 3D image created in the 3D image creation step, and the flame combustion start position is moved to the upstream side in the transport direction or to the downstream side in the transport direction. A method for determining the condition inside a furnace, which comprises performing a calculation process for calculating whether or not the combustion is performed.
前記3次元画像の前記廃棄物を複数の要素にメッシュ分割する分割工程と、
前記3次元画像に基づいて、前記廃棄物から火炎が発生しているか否かを前記要素毎に判定する火炎判定工程と、
前記3次元画像に基づいて、前記廃棄物の厚み、及び、前記廃棄物の表面移動速度を前記要素毎に算出する第1算出工程と、
前記第1算出工程の算出結果に基づいて、前記要素に位置する前記廃棄物が当該要素に位置するまでに厚みが時系列でどのように変化したかを示す厚み経過情報を、前記要素毎に算出する第2算出工程と、
前記第1算出工程及び前記第2算出工程の算出結果に基づいて、前記要素に位置する前記廃棄物が当該要素に位置するまでに体積流量が時系列でどのように変化したかを示す体積流量経過情報を、前記要素毎に算出する第3算出工程と、
前記体積流量経過情報を解析して、前記廃棄物が乾燥状態から熱分解状態に移行した状態を示す燃焼開始可能状態であるか否かを前記要素毎に判定する状態判定工程と、
前記火炎判定工程及び前記状態判定工程の判定結果に基づいて、焼却炉全体として燃焼が開始した位置の指標であって燃焼を評価するための位置である燃焼開始評価位置を特定する評価工程と、
を行うことを特徴とする燃焼状況評価方法。 A combustion condition evaluation method using the in-furnace image creation method according to claim 1.
A division step of dividing the waste of the three-dimensional image into a plurality of elements in a mesh, and
Based on the three-dimensional image, a flame determination step of determining whether or not a flame is generated from the waste for each element, and a flame determination step.
Based on the three-dimensional image, the first calculation step of calculating the thickness of the waste and the surface movement speed of the waste for each element, and
Based on the calculation result of the first calculation step, thickness progress information indicating how the thickness of the waste located in the element changes in time series until the waste is located in the element is provided for each element. The second calculation process to calculate and
Based on the calculation results of the first calculation step and the second calculation step, the volume flow rate showing how the volume flow rate changed in time series until the waste located in the element was located in the element. The third calculation step of calculating the progress information for each of the above elements, and
A state determination step of analyzing the volumetric flow rate progress information and determining for each element whether or not the waste is in a combustion startable state indicating a state in which the waste has transitioned from a dry state to a thermal decomposition state.
Based on the determination results of the flame determination step and the state determination step, an evaluation step of specifying a combustion start evaluation position, which is an index of a position where combustion has started in the incinerator as a whole and is a position for evaluating combustion, and an evaluation step.
A combustion condition evaluation method characterized by performing.
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