JP2022076571A - System control device and control method - Google Patents

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Abstract

To provide a system control device capable of reducing the influence of the time constant of a controlled object to improve the responsiveness, suppressing the time fluctuation of an output, and increasing control speed, without the use of expensive controllers that require additional measuring equipment or complex computational algorithms.SOLUTION: The system control device of the present invention is a system control device that adjusts an operation amount to adjust a control amount for a controlled object that outputs a predetermined control amount by inputting a predetermined operation amount. In the system control device that performs feedback control of the controlled object so that the control amount output from the controlled object follows a control target value, the system control device includes a first adjustment unit that outputs a first operation amount based on a difference between the control target value and the control amount output from the controlled object, and a second adjustment unit that further raises signal gain for a signal that compares a physical quantity that is detected at an inlet of the controlled object and can predict the control amount with the first operation amount.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、所定の操作量を入力することで所定の制御量を出力する制御対象と、操作量を調節して制御量の調整を行うシステム制御装置及び制御方法に関し、特に、制御量を時間遅れなく目標値に追従させる技術に関する。 The present invention relates to a control target that outputs a predetermined control amount by inputting a predetermined operation amount, a system control device and a control method that adjusts the operation amount to adjust the control amount, and particularly, the control amount is timed. Regarding the technology to follow the target value without delay.

図5に、本願発明が扱うシステムの一例として、従来から用いられている、ごみを燃焼する焼却炉510と、焼却炉510で発生した燃焼排ガスの排熱を利用して蒸気を発生させる廃熱ボイラ520とを備えたごみ焼却処理施設5の模式図を示す。 FIG. 5 shows, as an example of the system handled by the present invention, waste heat generated by using the incinerator 510 for burning waste and the exhaust heat of the combustion exhaust gas generated in the incinerator 510, which have been conventionally used. The schematic diagram of the waste incineration treatment facility 5 equipped with the boiler 520 is shown.

ごみ焼却処理施設5に搬入されるごみはその大きさや組成が一定ではないため、焼却炉510に投入される前に図示しないごみピット内で撹拌・混合され、ある程度均質化されたうえで、図示しない投入装置によって焼却炉510に投入される。焼却炉510に投入されたごみは、図示しない送り装置によって焼却炉510内をゆっくりと移動しながら、一次燃焼空気供給装置511a及び二次燃焼空気供給装置511bから供給される燃焼空気によって焼却処理される。焼却炉510内でごみが焼却されるに伴い、高温の燃焼排ガスが発生する。なお、個別の要素についての詳細な説明は省略するが、ごみ焼却処理施設5は他に、排ガス冷却装置530、バグフィルタ540、排ガス煙道550、誘引通風機560、煙突570、制御装置580、薬剤供給装置590等によって構成される。 Since the size and composition of the waste carried into the waste incinerator 5 is not constant, it is stirred and mixed in a waste pit (not shown) before being put into the incinerator 510, and after being homogenized to some extent, it is shown in the figure. It is charged into the incinerator 510 by a charging device that does not. The waste introduced into the incinerator 510 is incinerated by the combustion air supplied from the primary combustion air supply device 511a and the secondary combustion air supply device 511b while slowly moving in the incinerator 510 by a feeding device (not shown). To. As the waste is incinerated in the incinerator 510, high-temperature combustion exhaust gas is generated. Although detailed description of individual elements will be omitted, the waste incineration facility 5 also includes an exhaust gas cooling device 530, a bag filter 540, an exhaust gas stack 550, an attracting ventilator 560, a chimney 570, and a control device 580. It is composed of a drug supply device 590 and the like.

焼却炉510で発生した高温の燃焼排ガスは排ガス煙道550を介して廃熱ボイラ520に供給される。廃熱ボイラ520においては、多数の水管内にボイラ給水が流通しており、水管内の水が燃焼排ガスの排熱によって加熱されて蒸気を発生する。発生した蒸気は図示しない蒸気タービンを駆動し、主に発電のために供される。 The high-temperature combustion exhaust gas generated in the incinerator 510 is supplied to the waste heat boiler 520 via the exhaust gas stack 550. In the waste heat boiler 520, boiler water supply is circulated in a large number of water pipes, and the water in the water pipes is heated by the exhaust heat of the combustion exhaust gas to generate steam. The generated steam drives a steam turbine (not shown) and is mainly used for power generation.

廃熱ボイラ520から発生する蒸気量の変動を抑制し所定の目標値に保持することは、ごみ焼却処理施設を安定して運用するために非常に重要である。そのため、従来においては、廃熱ボイラ520で発生した蒸気の蒸気量を蒸気量計測手段521を用いて計測し、計測された蒸気量が予め設定された制御目標値に追従するよう焼却炉510の燃焼制御を行うフィードバック制御が行われている。 It is very important to suppress the fluctuation of the amount of steam generated from the waste heat boiler 520 and keep it at a predetermined target value for stable operation of the waste incineration treatment facility. Therefore, conventionally, the amount of steam generated by the waste heat boiler 520 is measured by using the steam amount measuring means 521, and the incinerator 510 is used so that the measured amount of steam follows a preset control target value. Feedback control is performed to control combustion.

つまり、上述した通り、焼却炉510に投入されたごみは可燃成分(C、H、S等)の組成が一定ではないため、ごみピット内で撹拌・混合処理を行ったとしても、発生する燃焼排ガスの温度や量が変動することがある。そのため、燃焼空気の供給量、焼却炉510内へのごみの投入頻度、又は焼却炉510内におけるごみの送り速度を調整することによって、廃熱ボイラ520から発生する蒸気量が所定値になるよう制御を行う制御装置580を備える。このような従来型の単純フィードバック制御装置580によって行われる制御をブロック図に表すと、図6のようになる。 That is, as described above, since the composition of combustible components (C, H, S, etc.) is not constant in the waste put into the incinerator 510, the combustion generated even if the waste is stirred and mixed in the waste pit. The temperature and amount of exhaust gas may fluctuate. Therefore, by adjusting the supply amount of combustion air, the frequency of putting garbage into the incinerator 510, or the feeding speed of garbage in the incinerator 510, the amount of steam generated from the waste heat boiler 520 becomes a predetermined value. A control device 580 for controlling is provided. FIG. 6 shows a block diagram of the control performed by such a conventional simple feedback control device 580.

図6において、従来型の単純フィードバック制御装置580によって行われる制御系は、焼却炉510の入出力関係について演算を行う焼却炉演算部5F、廃熱ボイラ520の入出力関係について演算を行う廃熱ボイラ演算部5B、調節部5C、比較部581及び加算部582によって構成される。ここで、R(s)は入力、つまり、図示しない設定器で設定される蒸気量の制御目標値のラプラス変換を、C(s)は出力、つまり、廃熱ボイラ520から発生する蒸気量のラプラス変換を、G(s)は調節部Cにおける入力から出力への伝達関数を、G(s)は焼却炉510における入力から出力への伝達関数を、G(s)は廃熱ボイラ420における入力から出力への伝達関数を、D(s)は外乱のラプラス変換を示す。なお、ここでいう外乱とは、ごみの発熱量の変動等を意味するもので、廃熱ボイラ520から発生する蒸気の蒸気量に影響を与えるものである。 In FIG. 6, in the control system performed by the conventional simple feedback control device 580, the incinerator calculation unit 5F that calculates the input / output relationship of the incinerator 510 and the waste heat that calculates the input / output relationship of the waste heat boiler 520. It is composed of a boiler calculation unit 5B, an adjustment unit 5C, a comparison unit 581, and an addition unit 582. Here, R (s) is the input, that is, the Laplace transform of the control target value of the steam amount set by a setting device (not shown), and C (s) is the output, that is, the amount of steam generated from the waste heat boiler 520. Laplace transform, G c (s) is the transfer function from input to output in the control unit C, G f (s) is the transfer function from input to output in the incinerator 510, and G b (s) is waste heat. The transfer function from input to output in the boiler 420, D (s) indicates the Laplace transform of the disturbance. The disturbance referred to here means fluctuations in the calorific value of waste and the like, and affects the amount of steam generated from the waste heat boiler 520.

このフィードバック制御系の出力C(s)は、入力R(s)及び外乱D(s)を用いて式(1)のように表される。なお、式(1)においては、各伝達関数におけるラプラス変数表示の(s)は全て省略した(以下、式中の(s)は省略)。 The output C (s) of this feedback control system is expressed by the equation (1) using the input R (s) and the disturbance D (s). In the equation (1), (s) of the Laplace variable representation in each transfer function is omitted altogether (hereinafter, (s) in the equation is omitted).

Figure 2022076571000002
Figure 2022076571000002

式(1)より、入力R(s)及び外乱D(s)の項いずれにも、分母に焼却炉510の伝達関数G(s)と廃熱ボイラ520の伝達関数G(s)との積G(s)G(s)が存在することが分かる。ここで、G(s)及びG(s)は、それぞれ、式(2)及び式(3)のように表される。 From the equation (1), the transfer function G f (s) of the incinerator 510 and the transfer function G b (s) of the waste heat boiler 520 are assigned to both the input R (s) and the disturbance D (s) terms in the denominator. It can be seen that the product G f (s) G b (s) of is present. Here, G f (s) and G b (s) are expressed as equations (2) and (3), respectively.

Figure 2022076571000003
Figure 2022076571000003

Figure 2022076571000004
Figure 2022076571000004

ここで、式(2)及び式(3)において、T及びKはそれぞれ焼却炉510の時定数及びゲインを、T及びKはそれぞれは廃熱ボイラ520の時定数及びゲインを表す。ところで、焼却炉510の時定数Tに対して、廃熱ボイラ520の時定数Tは、廃熱ボイラ520の保有熱量が大きいことに伴い、数倍以上の大きさとなる。具体的には、Tが数分以内であるのに対し、Tは10分以上となる。そのため、燃焼排ガスの熱量等の変動に伴う発生蒸気量の変動は、燃焼排ガスの変動よりもかなり遅れて発現することとなる。そのため、蒸気量の変動を検出してから制御を行うと、出力に時間遅れが発生するとともに、振動を伴う時間変動が生じることとなる。従来においては、このような発生蒸気量の変動に追従するために、調節部CにおいてPID(Propotional-Integral-Differential)制御を行い、主として微分動作(Differential Action:D動作)により時間遅れを補償する制御を行うよう設計される。または、ごみピットに投入されたごみの性状をAI(Artificial Intelligence)を用いて予測し、予測されたごみの性状から所望の熱量を有する燃焼排ガスが発生するようごみの送り速度の調整等を行っている。しかしながら、このようなPID制御には限界があり、また、AIを用いた予測制御には、複雑な計算アルゴリズムを使用するための高価な制御装置が必要となる。 Here, in the formulas (2) and (3), T f and K f represent the time constant and gain of the incinerator 510, respectively, and T b and K b represent the time constant and gain of the waste heat boiler 520, respectively. .. By the way, with respect to the time constant T f of the incinerator 510, the time constant T b of the waste heat boiler 520 becomes several times or more larger due to the large amount of heat possessed by the waste heat boiler 520. Specifically, T f is within a few minutes, while T b is 10 minutes or more. Therefore, the fluctuation of the generated steam amount due to the fluctuation of the calorific value of the combustion exhaust gas and the like appears considerably later than the fluctuation of the combustion exhaust gas. Therefore, if control is performed after detecting the fluctuation of the amount of steam, a time delay occurs in the output and a time fluctuation accompanied by vibration occurs. Conventionally, in order to follow such fluctuations in the amount of generated steam, PID (Proportional-Integral-Differential) control is performed in the adjusting unit C, and the time delay is compensated mainly by a differential operation (Differential Action: D operation). Designed for control. Alternatively, the properties of the garbage thrown into the garbage pit are predicted using AI (Artificial Integrity), and the feed rate of the garbage is adjusted so that combustion exhaust gas having a desired amount of heat is generated from the predicted properties of the garbage. ing. However, there is a limit to such PID control, and predictive control using AI requires an expensive control device for using a complicated calculation algorithm.

また、特許文献1に示されるように、外乱補償部をプラントへの操作量出力を入力とする第一の演算部と、プラントの制御量を入力とする第二の演算部に分離し、第一の演算部の出力を操作量出力にフィードバックして第二の演算部の出力をフィードバック制御器の先行制御部に組み込む技術が提案されている(特許文献1)。 Further, as shown in Patent Document 1, the disturbance compensation unit is separated into a first arithmetic unit whose input is the operation amount output to the plant and a second arithmetic unit whose input is the control amount of the plant. A technique has been proposed in which the output of one arithmetic unit is fed back to the manipulated variable output and the output of the second arithmetic unit is incorporated into the preceding control unit of the feedback controller (Patent Document 1).

特開2005-148849号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-148489

特許文献1に開示された技術によると、第二の演算部の出力をフィードバック制御器の先行制御部に組み込むため、制御対象の時定数が大きい場合でも応答性の良い制御系を組むことができる。しかしながら、複数の演算部が必要であり装置が複雑になるという問題、及び、単に先行制御系を組み込んだだけでは応答が振動しやすく収束までに時間がかかるという問題があった。 According to the technique disclosed in Patent Document 1, since the output of the second arithmetic unit is incorporated in the preceding control unit of the feedback controller, it is possible to form a control system having good responsiveness even when the time constant of the controlled object is large. .. However, there is a problem that a plurality of arithmetic units are required and the device becomes complicated, and there is a problem that the response tends to vibrate and it takes time to converge just by incorporating the preceding control system.

このような、大きな時定数により発生する問題は、焼却炉510の燃焼制御だけでなく、他のシステムにおいても同様に発生し得る。 Such a problem caused by a large time constant can occur not only in the combustion control of the incinerator 510 but also in other systems as well.

図5に示す、従来型のごみ焼却処理施設5において、バグフィルタ540は、燃焼排ガス中に含まれる煤塵や塩化水素及び硫黄酸化物等の有害酸性ガスを除去するために使用される。塩化水素及び硫黄酸化物等の酸性ガスを除去するにあたっては、消石灰等の中和剤を薬剤供給装置590を用いてバグフィルタ540の入口側に供給し、中和されて塩となったものをバグフィルタ540で捕集する。そして、バグフィルタ540出口において酸性ガス濃度検出手段551を用いて酸性ガス濃度を検出し、検出結果に基づいて、薬剤供給装置590から供給する中和剤の量を調整するようになっている。 In the conventional waste incineration facility 5 shown in FIG. 5, the bag filter 540 is used to remove harmful acid gases such as soot and hydrogen chloride and sulfur oxides contained in the combustion exhaust gas. When removing acid gas such as hydrogen chloride and sulfur oxide, a neutralizing agent such as slaked lime is supplied to the inlet side of the bag filter 540 using a chemical supply device 590, and the neutralized salt is prepared. Collect with the bug filter 540. Then, the acid gas concentration is detected at the outlet of the bag filter 540 using the acid gas concentration detecting means 551, and the amount of the neutralizing agent supplied from the drug supply device 590 is adjusted based on the detection result.

ここで、バグフィルタ540自体が大きな時定数を持っているため、酸性ガス濃度検出手段551による濃度検出と中和剤の投入との間に時間遅れが発生し、上記のような単純フィードバック制御装置580では、酸性ガス濃度の変化に中和剤供給量を追従させることが難しい。 Here, since the bug filter 540 itself has a large time constant, a time delay occurs between the concentration detection by the acid gas concentration detecting means 551 and the addition of the neutralizing agent, and the simple feedback control device as described above occurs. In 580, it is difficult to make the neutralizing agent supply amount follow the change in the acid gas concentration.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、追加の計測機器や複雑な計算アルゴリズムを必要とする高価な制御装置を使用することなく、制御対象の時定数による影響を低減して応答性を向上させることができるとともに出力の時間変動を抑制することが可能なシステム制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and reduces the influence of the time constant of the controlled object without using an expensive control device that requires additional measuring equipment or a complicated calculation algorithm. It is an object of the present invention to provide a system control device capable of improving responsiveness and suppressing time fluctuation of output.

本発明では、以下のような解決手段を提供する。 The present invention provides the following solutions.

第1の特徴に係る発明は、所定の操作量を入力することで所定の制御量を出力する制御対象と、操作量を調節して制御量の調整を行うシステム制御装置であって、制御対象から出力される制御量が制御目標値に追従するよう制御対象のフィードバック制御を行うシステム制御装置において、制御目標値と制御対象から出力された制御量との差分に基づいて第一操作量を出力する第一調節部と、制御対象入口において検出され制御量を予測可能な物理量を第一操作量と比較した信号に対し、さらに信号ゲインを上げる第二調節部を備えたシステム制御装置、を提供する。 The invention according to the first feature is a control target that outputs a predetermined control amount by inputting a predetermined operation amount, and a system control device that adjusts the operation amount to adjust the control amount. In a system control device that performs feedback control of the control target so that the control amount output from is followed by the control target value, the first operation amount is output based on the difference between the control target value and the control amount output from the control target. Provided is a system control device provided with a first control unit for controlling a signal, and a second control unit for further increasing the signal gain for a signal in which a physical quantity detected at a controlled inlet and a predictable control amount is compared with the first manipulated quantity. do.

第1の特徴に係る発明によれば、制御対象入口において検出され制御量を予測可能な物理量が制御対象から出力される制御量の先行要素として機能するため、制御対象の時定数が大きい場合であっても、時間遅れを抑制した制御を行うことができる。また、制御対象入口において検出され制御量を予測可能な物理量を第一操作量と比較した信号に対し、さらに信号ゲインを上げる操作を行うため、時間遅れを抑制する効果だけでなく、応答の振幅を抑制し、制御速度を速める効果を同時に得ることが可能となる。 According to the invention according to the first feature, since the physical quantity detected at the control target inlet and the control amount can be predicted functions as a preceding element of the control amount output from the control target, the time constant of the control target is large. Even if there is, it is possible to perform control that suppresses the time delay. In addition, since the signal gain is further increased for the signal obtained by comparing the physical quantity detected at the control target inlet and the control amount can be predicted with the first manipulated variable, not only the effect of suppressing the time delay but also the amplitude of the response is performed. It is possible to obtain the effect of suppressing the control speed and increasing the control speed at the same time.

第2の特徴に係る発明は、第1の特徴に係る発明であって、制御対象として焼却炉で発生した燃焼排ガスの排熱を利用して蒸気を発生させる廃熱ボイラ、制御量として廃熱ボイラから発生する蒸気の蒸気量、操作量として焼却炉に供給する燃焼空気の空気量及び/又は冷却水供給量が用いられ、物理量として廃熱ボイラ入口における燃焼排ガスが有する熱量を、廃熱ボイラ入口における燃焼排ガスの温度と流量とから算出するシステム制御装置、を提供する。 The invention according to the second feature is an invention according to the first feature, which is a waste heat boiler that generates steam by utilizing the exhaust heat of combustion exhaust gas generated in an incinerator as a control target, and waste heat as a controlled amount. The amount of steam generated from the boiler, the amount of combustion air supplied to the incinerator as the operating amount, and / or the amount of cooling water supplied are used, and the amount of heat possessed by the combustion exhaust gas at the waste heat boiler inlet is used as the physical amount of the waste heat boiler. Provided is a system control device, which is calculated from the temperature and flow rate of combustion exhaust gas at an inlet.

第2の特徴に係る発明によれば、廃熱ボイラの時定数の大きさに関わらず、焼却炉で発生する燃焼排ガスの熱量に応じた制御を行うことが可能となり、ごみの発熱量等の変動や設定変更に対する応答性を向上させることができる。 According to the invention according to the second feature, regardless of the size of the time constant of the waste heat boiler, it is possible to control according to the calorific value of the combustion exhaust gas generated in the incinerator, and the calorific value of waste and the like can be controlled. It is possible to improve the responsiveness to fluctuations and setting changes.

第3の特徴に係る発明は、第1の特徴に係る発明であって、制御対象として燃焼排ガス中に含まれる煤塵や有害成分を除去するバグフィルタ、制御量としてバグフィルタ出口における燃焼排ガス中に含まれる酸性ガス濃度、操作量としてバグフィルタに吹き込む中和剤の供給量が用いられ、物理量としてバグフィルタ入口における燃焼排ガス中に含まれる酸性ガス濃度が用いられるシステム制御装置、を提供する。 The invention according to the third feature is the invention according to the first feature, which is a bag filter for removing soot and harmful components contained in the combustion exhaust gas as a control target, and a control amount in the combustion exhaust gas at the outlet of the bag filter. Provided is a system control device in which the concentration of the acidic gas contained and the supply amount of the neutralizing agent blown into the bag filter are used as the operation amount, and the concentration of the acid gas contained in the combustion exhaust gas at the inlet of the bag filter is used as the physical quantity.

第3の特徴に係る発明によれば、バグフィルタの時定数の大きさに関わらず、燃焼排ガスの酸性ガス濃度に応じた制御を行うことが可能となり、酸性ガス濃度の変動や設定変更に対する応答性を向上させることができる。 According to the invention according to the third feature, it is possible to control according to the acid gas concentration of the combustion exhaust gas regardless of the size of the time constant of the bag filter, and it is possible to respond to the fluctuation of the acid gas concentration and the setting change. It is possible to improve the sex.

本発明によれば、追加の計測機器や複雑な計算アルゴリズムを必要とする高価な制御装置を使用することなく、制御対象の時定数による影響を低減して応答性を向上させることができるとともに出力の時間変動を抑制し制御速度を速めることが可能なシステム制御装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the influence of the time constant of the controlled object, improve the responsiveness, and output without using an expensive control device that requires additional measuring equipment or a complicated calculation algorithm. It is possible to provide a system control device capable of suppressing time fluctuations and increasing the control speed.

図1は、本発明に係るシステム制御装置及びシステム制御方法の一例として適用されるごみ焼却処理施設を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a waste incineration treatment facility applied as an example of a system control device and a system control method according to the present invention. 図2は、第一実施形態に係る先行制御系を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a preceding control system according to the first embodiment. 図3は、第一実施形態に係る先行制御系を用いて応答性を検証した結果を示す。FIG. 3 shows the result of verifying the responsiveness using the preceding control system according to the first embodiment. 図4は、第二実施形態に係る先行制御系を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a preceding control system according to the second embodiment. 図5は、従来のごみ焼却処理施設を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing a conventional waste incineration treatment facility. 図6は、従来の単純フィードバック制御系を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a conventional simple feedback control system.

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that this is only an example, and the technical scope of the present invention is not limited to this.

[ごみ焼却処理施設の全体構成]
図1を用いて、本発明に係るシステム制御装置及びシステム制御方法の一例として適用されるごみ焼却処理施設の全体構成を説明する。
[Overall composition of waste incineration facility]
With reference to FIG. 1, the overall configuration of a waste incineration treatment facility applied as an example of the system control device and the system control method according to the present invention will be described.

図1に示すように、本発明に係るシステム制御装置及びシステム制御方法の一例として適用されるごみ焼却処理施設1は、焼却炉10と、廃熱ボイラ20と、排ガス冷却装置30と、バグフィルタ40と、排ガス煙道50と、誘引通風機60と、煙突70と、制御装置80と薬剤供給装置90によって構成される。 As shown in FIG. 1, the waste incinerator 1 applied as an example of the system control device and the system control method according to the present invention includes an incinerator 10, a waste heat boiler 20, an exhaust gas cooling device 30, and a bag filter. It is composed of 40, a flue gas stack 50, an incinerator 60, a chimney 70, a control device 80, and a drug supply device 90.

焼却炉10は、不定形の一般廃棄物や、産業廃棄物等の廃棄物を焼却処理するものである。本実施形態においては、竪型ごみ焼却炉を例にとって図示しているが、焼却炉10の形式は、ストーカ炉や流動層炉など、他の形式であってもよい。 The incinerator 10 incinerates atypical general waste and waste such as industrial waste. In the present embodiment, a vertical waste incinerator is illustrated as an example, but the type of the incinerator 10 may be another type such as a stoker furnace or a fluidized bed furnace.

焼却炉10には、一次燃焼空気を供給する一次燃焼空気供給手段11a、二次燃焼空気を供給する二次燃焼空気供給手段11b、炉内冷却用の冷却水を供給する冷却水供給手段12等が配設される。これらは、後述する制御装置80からの信号によって、それぞれの供給量を変化させることができるよう構成される。 The incinerator 10 includes a primary combustion air supply means 11a for supplying primary combustion air, a secondary combustion air supply means 11b for supplying secondary combustion air, a cooling water supply means 12 for supplying cooling water for cooling the inside of the furnace, and the like. Is arranged. These are configured so that their respective supply amounts can be changed by a signal from the control device 80 described later.

廃熱ボイラ20は、焼却炉10で廃棄物を焼却処理した際に発生する高温の燃焼排ガスから排熱を回収し、給水を加熱して蒸気を発生するものであり、ボイラ給水を加熱するエコノマイザ、エコノマイザで加熱されたボイラ給水をさらに加熱して蒸発させる蒸発器、及び、蒸発器で発生した蒸気と水分とを気液分離する蒸気ドラム等から構成される。また、廃熱ボイラ20で発生した蒸気を取り出す主蒸気配管には、蒸気量を検出する蒸気量検出手段21が配設される。 The waste heat boiler 20 is an economizer that recovers exhaust heat from high-temperature combustion exhaust gas generated when waste is incinerated in an incinerator 10 and heats water supply to generate steam. It is composed of an evaporator that further heats and evaporates the boiler feed water heated by the economizer, a steam drum that separates steam and moisture generated by the evaporator, and the like. Further, a steam amount detecting means 21 for detecting the amount of steam is provided in the main steam pipe for taking out the steam generated in the waste heat boiler 20.

排ガス冷却装置30は、廃熱ボイラ20から排出された燃焼排ガスをバグフィルタ40に供給可能な温度、好ましくは200℃以下まで減温するものであり、例えば、冷却水を噴霧して燃焼排ガスを冷却する減温塔等によって構成される。 The exhaust gas cooling device 30 reduces the temperature of the combustion exhaust gas discharged from the waste heat boiler 20 to a temperature that can be supplied to the bag filter 40, preferably 200 ° C. or lower. For example, the exhaust gas cooling device is sprayed with cooling water to remove the combustion exhaust gas. It is composed of a cooling tower for cooling.

バグフィルタ40は、排ガス冷却装置30で減温された燃焼排ガスをろ過することで、燃焼排ガス中に含まれる煤塵や有害成分を除去するものであって、煤塵や有害成分をろ過するためのろ布を含む。 The bag filter 40 removes soot and harmful components contained in the combustion exhaust gas by filtering the combustion exhaust gas whose temperature has been reduced by the exhaust gas cooling device 30, and is used to filter the soot and harmful components. Including cloth.

排ガス煙道50は、焼却炉10、廃熱ボイラ20、排ガス冷却装置30、バグフィルタ40等の各装置の間を接続し燃焼排ガスを流通させるための煙道である。焼却炉10と廃熱ボイラ20との間における排ガス煙道50には、燃焼排ガスの温度を検出する排ガス温度検出手段51、及び、燃焼排ガスの流量を検出する排ガス流量検出手段52が配設される。なお、このような排ガス温度検出手段51や排ガス流量検出手段52は、従来のごみ焼却処理施設にも設置されているものである。 The exhaust gas stack 50 is a flue gas stack for connecting between each device such as an incinerator 10, a waste heat boiler 20, an exhaust gas cooling device 30, and a bag filter 40 to circulate combustion exhaust gas. The exhaust gas flue gas stack 50 between the incinerator 10 and the waste heat boiler 20 is provided with an exhaust gas temperature detecting means 51 for detecting the temperature of the combustion exhaust gas and an exhaust gas flow rate detecting means 52 for detecting the flow rate of the combustion exhaust gas. To. It should be noted that such an exhaust gas temperature detecting means 51 and an exhaust gas flow rate detecting means 52 are also installed in a conventional waste incineration treatment facility.

また、バグフィルタ40入口における排ガス煙道50には、バグフィルタ40に流入する燃焼排ガス中に含まれる塩化水素や硫黄酸化物等の酸性ガスの濃度を検出する入口酸性ガス濃度検出手段53が配設されるとともに、バグフィルタ40出口における排ガス煙道50には、バグフィルタ40から流出する燃焼排ガス中に含まれる酸性ガスの濃度を検出する出口酸性ガス濃度検出手段54が配設される。 Further, in the flue-gas stack 50 at the inlet of the bag filter 40, an inlet acidic gas concentration detecting means 53 for detecting the concentration of acidic gas such as hydrogen chloride and sulfur oxide contained in the combustion exhaust gas flowing into the bag filter 40 is arranged. At the same time, the flue-gas stack 50 at the outlet of the bag filter 40 is provided with an outlet acidic gas concentration detecting means 54 for detecting the concentration of the acidic gas contained in the combustion exhaust gas flowing out from the bag filter 40.

誘引通風機60は、バグフィルタ40の下流に配設される通風機であり、バグフィルタ40で浄化された排ガスを吸引して、煙突70から排ガスを大気に放出するためのものである。 The attracting ventilator 60 is a ventilator arranged downstream of the bag filter 40, and is for sucking the exhaust gas purified by the bag filter 40 and discharging the exhaust gas from the chimney 70 to the atmosphere.

制御装置80は、本発明におけるシステム制御装置として機能するものであり、蒸気量検出手段21で検出された蒸気量、排ガス温度検出手段51で検出された排ガス温度、排ガス流量検出手段52で検出された排ガス流量に基づいて、一次燃焼空気供給手段11aや二次燃焼空気供給手段11bから焼却炉10へ供給される燃焼空気流量及び/又は冷却水供給手段12から焼却炉10内へ供給される冷却水流量などを制御するものである。また、制御装置80は、酸性ガス濃度検出手段53で検出された酸性ガス濃度に基づいて、後述する薬剤供給装置90から供給される中和剤の供給量の制御を行う。 The control device 80 functions as a system control device in the present invention, and is detected by the steam amount detected by the steam amount detecting means 21, the exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature detecting means 51, and the exhaust gas flow rate detecting means 52. The combustion air flow rate supplied to the incinerator 10 from the primary combustion air supply means 11a and the secondary combustion air supply means 11b and / or the cooling supplied from the cooling water supply means 12 into the incinerator 10 based on the exhaust gas flow rate. It controls the flow of water and the like. Further, the control device 80 controls the supply amount of the neutralizing agent supplied from the drug supply device 90, which will be described later, based on the acid gas concentration detected by the acid gas concentration detecting means 53.

薬剤供給装置90は、ガス冷却装置30とバグフィルタ40との間における排ガス煙道50に消石灰等の中和剤を供給するものであり、供給量を調整可能な切り出しホッパ等によって構成される。 The chemical supply device 90 supplies a neutralizing agent such as slaked lime to the exhaust gas flue gas stack 50 between the gas cooling device 30 and the bag filter 40, and is configured by a cutting hopper or the like whose supply amount can be adjusted.

〔第一実施形態〕
図2を用いて、第一実施形態におけるシステム制御装置が行う制御について説明する。図2は、第一実施形態におけるシステム制御装置が行う制御における信号の流れを示すブロック図である。なお、図5で説明した従来型の単純フィードバック制御装置580と重複する箇所については説明を簡略化または省略し、主に図5と異なる点について説明する。
[First Embodiment]
The control performed by the system control device in the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a signal flow in the control performed by the system control device according to the first embodiment. The points that overlap with the conventional simple feedback control device 580 described with reference to FIG. 5 will be simplified or omitted, and the points different from those of FIG. 5 will be mainly described.

第一実施形態に係るシステム制御装置においては、本発明における制御対象として焼却炉10で発生した燃焼排ガスの排熱を利用して蒸気を発生させる廃熱ボイラ20、制御量として廃熱ボイラ20から発生する蒸気の蒸気量、操作量として焼却炉10に供給する燃焼空気の空気量及び/又は冷却水供給量が適用され、廃熱ボイラ20から発生する蒸気量が制御目標値に追従するよう焼却炉10を操作することで廃熱ボイラ20のフィードバック制御が行われる。 In the system control device according to the first embodiment, the waste heat boiler 20 that generates steam by utilizing the exhaust heat of the combustion exhaust gas generated in the incinerator 10 as the control target in the present invention, and the waste heat boiler 20 as the control amount. The amount of steam generated, the amount of combustion air supplied to the incinerator 10 and / or the amount of cooling water supplied are applied as the amount of operation, and the amount of steam generated from the waste heat boiler 20 is incinerated so as to follow the control target value. By operating the incinerator 10, the feedback control of the waste heat boiler 20 is performed.

具体的に説明すると、第一実施形態におけるシステム制御装置で実行される制御のブロック線図は、焼却炉10の入出力関係について演算を行う焼却炉演算部F、廃熱ボイラ20の入出力関係について演算を行う廃熱ボイラ演算部B、第一調節部C1、第一比較部81及び加算部82に加え、第二調節部C2及び第二比較部83によって構成される。 Specifically, the block diagram of the control executed by the system control device in the first embodiment shows the input / output relationship of the incinerator calculation unit F and the waste heat boiler 20 that calculate the input / output relationship of the incinerator 10. In addition to the waste heat boiler calculation unit B, the first adjustment unit C1, the first comparison unit 81, and the addition unit 82, which perform calculations on the above, the second adjustment unit C2 and the second comparison unit 83 are configured.

なお、R(s)は入力、つまり、図示しない設定器で設定される蒸気量の制御目標値のラプラス変換を、C(s)は出力、つまり、蒸気量検出手段21で検出された廃熱ボイラ20から発生する蒸気量のラプラス変換を、Gc1(s)は第一調節部C1における入力から出力への伝達関数を、Gc2(s)は第二調節部C2における入力から出力への伝達関数を、G(s)は焼却炉10における入力から出力への伝達関数を、G(s)は廃熱ボイラ20における入力から出力への伝達関数を、D(s)は外乱のラプラス変換を示す。 Note that R (s) is an input, that is, Laplace conversion of the control target value of the steam amount set by a setting device (not shown), and C (s) is an output, that is, waste heat detected by the steam amount detecting means 21. Laplace conversion of the amount of steam generated from the boiler 20, G c1 (s) is the transfer function from the input to the output in the first adjustment unit C1, and G c2 (s) is the transfer function from the input to the output in the second adjustment unit C2. G f (s) is the transfer function from the input to the output in the incinerator 10, G b (s) is the transfer function from the input to the output in the waste heat boiler 20, and D (s) is the transfer function of the disturbance. Shows Laplace conversion.

第一比較部81は、図示しない設定器で設定される蒸気量の制御目標値である入力R(s)と、蒸気量検出手段21で検出された廃熱ボイラ20から発生する蒸気量である出力C(s)の差分を算出する。 The first comparison unit 81 is an input R (s) which is a control target value of the steam amount set by a setting device (not shown), and a steam amount generated from the waste heat boiler 20 detected by the steam amount detecting means 21. The difference of the output C (s) is calculated.

第一調節部C1は、従来型の単純フィードバック制御装置580で示された調節部4Cと同様に、第一比較部81で算出される入力R(s)と出力C(s)の差分を入力とし伝達関数Gc1(s)にしたがって算出される操作量を出力する。このとき第一調節部C1から出力される操作量を第一操作量MV1とする。なお、ここで出力される第一操作量MV1とは、一次燃焼空気供給手段11aや二次燃焼空気供給手段11bから焼却炉10内に供給される燃焼空気の空気量及び/又は冷却水供給手段12から焼却炉10内に供給される冷却水の供給量に関する信号である。 The first adjustment unit C1 inputs the difference between the input R (s) and the output C (s) calculated by the first comparison unit 81, similarly to the adjustment unit 4C shown in the conventional simple feedback control device 580. And the operation amount calculated according to the transfer function G c1 (s) is output. At this time, the operation amount output from the first adjustment unit C1 is defined as the first operation amount MV1. The first operation amount MV1 output here is the amount of combustion air supplied into the incinerator 10 from the primary combustion air supply means 11a and the secondary combustion air supply means 11b and / or the cooling water supply means. It is a signal about the supply amount of the cooling water supplied from 12 into the incinerator 10.

第二比較部83は、廃熱ボイラ20入口において排ガス温度検出手段51で検出された排ガス温度と、排ガス流量検出手段52で検出された排ガス流量とを用いて、図示しない排ガス熱量算出手段によって算出される燃焼排ガスが有する熱量、つまり廃熱ボイラ20入口における燃焼排ガスの熱量を先行要素とし、その先行要素に対応するプロセス値PVと、第一調節部C1から出力される第一操作量MV1との差分を算出するものである。なお、ここでいうプロセス値PVとは、第一操作量MV1と同様に、一次燃焼空気供給手段11aや二次燃焼空気供給手段11bから焼却炉10内に供給される燃焼空気の空気量及び/又は冷却水供給手段12の冷却水供給量に関する信号であり、燃焼排ガスの熱量から所定のモデルを用いて算出可能である。 The second comparison unit 83 is calculated by an exhaust gas calorie calculation means (not shown) using the exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature detecting means 51 at the inlet of the waste heat boiler 20 and the exhaust gas flow rate detected by the exhaust gas flow rate detecting means 52. The amount of heat possessed by the combustion exhaust gas, that is, the amount of heat of the combustion exhaust gas at the inlet of the waste heat boiler 20 is set as a leading element, the process value PV corresponding to the preceding element, and the first operation amount MV1 output from the first adjusting unit C1. It calculates the difference between. The process value PV referred to here is the amount of combustion air supplied into the incinerator 10 from the primary combustion air supply means 11a and the secondary combustion air supply means 11b, and / / Alternatively, it is a signal regarding the amount of cooling water supplied by the cooling water supply means 12, and can be calculated from the amount of heat of the combustion exhaust gas using a predetermined model.

加算部82は、第二比較部83で算出された第一操作量MV1とプロセス値PVとの差分に対し、外乱D(s)を加算するものである。 The addition unit 82 adds the disturbance D (s) to the difference between the first manipulated variable MV1 calculated by the second comparison unit 83 and the process value PV.

第二調節部C2は、第二比較部83で算出された、第一操作量MV1とプロセス値PVとの差分に対し外乱D(s)を加算したものを入力とし、伝達関数Gc2(s)にしたがって算出される操作量を先行ブースト要素として出力する。このとき第二調節部C2から出力される操作量を第二操作量MV2とする。第二調節部C2から出力された第二操作量MV2は、焼却炉演算部Fへの入力となる。 The second adjusting unit C2 inputs the input obtained by adding the disturbance D (s) to the difference between the first manipulated variable MV1 and the process value PV calculated by the second comparison unit 83, and the transfer function G c2 (s). ) Is output as a leading boost element. At this time, the operation amount output from the second adjustment unit C2 is defined as the second operation amount MV2. The second manipulated variable MV2 output from the second adjusting unit C2 becomes an input to the incinerator calculation unit F.

なお、第一調節部C1及び第二調節部C2によって調整されるのは、一次燃焼空気供給手段11aや二次燃焼空気供給手段11bから焼却炉10内に供給される燃焼空気の空気量及び/又は冷却水供給手段12から焼却炉10内に供給される冷却水の供給量である。 The amount of combustion air supplied into the incinerator 10 from the primary combustion air supply means 11a and the secondary combustion air supply means 11b and / / are adjusted by the first adjustment unit C1 and the second adjustment unit C2. Alternatively, it is the amount of cooling water supplied from the cooling water supply means 12 into the incinerator 10.

次に、このように構成された第一実施形態に係るシステム制御装置を用いた燃焼制御方法について説明する。 Next, a combustion control method using the system control device according to the first embodiment configured in this way will be described.

第一実施形態に係るシステム制御装置を用いた燃焼制御方法は、第一調節部C1において制御目標値と発生蒸気量との差分に基づいて第一操作量MV1を出力するステップ、焼却炉10で発生した燃焼排ガスが有する熱量を先行要素として熱量に対応するプロセス値PVを算出するステップ、算出されたプロセス値PVと第一操作量MV1との差分を出力することで第一操作量MV1を補正するステップ、加算部82においてプロセス値PVと第一操作量MV1との差分に外乱D(s)を加算するステップ、第二調節部C2において第一操作量MV1とプロセス値PVとの差分に対し外乱D(s)を加算したものに基づいて第二操作量MV2を出力するステップ、第二操作量MV2を焼却炉10への入力とするステップ、を備える。 The combustion control method using the system control device according to the first embodiment is a step of outputting the first operation amount MV1 based on the difference between the control target value and the generated steam amount in the first control unit C1, in the incinerator 10. The step of calculating the process value PV corresponding to the heat amount with the heat amount of the generated combustion exhaust gas as the preceding factor, and the first operation amount MV1 is corrected by outputting the difference between the calculated process value PV and the first operation amount MV1. In the step of adding the disturbance D (s) to the difference between the process value PV and the first manipulated variable MV1 in the adding unit 82, for the difference between the first manipulated variable MV1 and the process value PV in the second adjusting unit C2. A step of outputting the second manipulated variable MV2 based on the sum of the disturbances D (s) and a step of inputting the second manipulated variable MV2 to the incinerator 10 are provided.

このような構成であるため、焼却炉演算部Fの出力として、排ガス温度検出手段51で検出された排ガス温度と排ガス流量検出手段52で検出された排ガス流量とを用いて燃焼排ガスの熱量が算出され、燃焼排ガスの熱量に対応する信号は二つに分岐する。熱量に対応する信号の一方は廃熱ボイラ演算部Bに対する入力となり、他方は、所定のモデルに基づいて熱量に対応するプロセス値PVに変換される。プロセス値PVは第二比較部83で第一操作量MV1との差分として第一操作量MV1を補正した後、外乱D(s)が加えられ、第二調節部C2に対する入力となる。そして第二調節部C2において第二操作量MV2が算出され、第二操作量MV2が焼却炉演算部Fに入力される。 Due to such a configuration, the calorific value of the combustion exhaust gas is calculated using the exhaust gas temperature detected by the exhaust gas temperature detecting means 51 and the exhaust gas flow rate detected by the exhaust gas flow rate detecting means 52 as the output of the incinerator calculation unit F. The signal corresponding to the calorific value of the combustion exhaust gas is branched into two. One of the signals corresponding to the amount of heat is an input to the waste heat boiler calculation unit B, and the other is converted into the process value PV corresponding to the amount of heat based on a predetermined model. The process value PV is input to the second adjustment unit C2 by adding the disturbance D (s) after correcting the first operation amount MV1 as a difference from the first operation amount MV1 in the second comparison unit 83. Then, the second operation amount MV2 is calculated in the second adjustment unit C2, and the second operation amount MV2 is input to the incinerator calculation unit F.

この場合、第二調節部C2は、第一操作量MV1をプロセス値PVで補正した信号に対するゲインとして機能する。 In this case, the second adjusting unit C2 functions as a gain for the signal obtained by correcting the first manipulated variable MV1 with the process value PV.

このように、廃熱ボイラ20の入口から焼却炉10の入口に至る一巡伝達関数が構成され、廃熱ボイラ20から発生する蒸気の蒸気量の先行要素として燃焼排ガスの熱量を用い、さらに、先行要素にゲインを与えブーストする操作を付加したフィードバック系の制御装置の出力C(s)は、入力R(s)及び外乱D(s)を用いて式(4)のように表される。 In this way, a one-circle transfer function from the inlet of the waste heat boiler 20 to the inlet of the incinerator 10 is configured, and the heat amount of the combustion exhaust gas is used as a leading element of the steam amount of the steam generated from the waste heat boiler 20, and further preceded. The output C (s) of the feedback system control device to which the operation of giving a gain to the element and boosting it is added is expressed by the equation (4) using the input R (s) and the disturbance D (s).

Figure 2022076571000005
Figure 2022076571000005

第一実施形態に係るシステム制御装置における入出力関係を表した式(4)を、従来型の単純フィードバック制御装置480における入出力関係を表した式(1)と比較すると、その違いは、入力R(s)及び出力C(s)の分母にGc2(s)G(s)という、廃熱ボイラ20の伝達関数G(s)に依存しない項が発現する点にある。つまり、廃熱ボイラ20の大きな時定数Tに依存しない項の存在により応答性が向上する。すなわち、廃熱ボイラ20から発生する蒸気の蒸気量の先行要素として燃焼排ガスの熱量を用いることで、時間遅れを抑制する効果を得ることが出来る。 Comparing the equation (4) expressing the input / output relationship in the system control device according to the first embodiment with the equation (1) expressing the input / output relationship in the conventional simple feedback control device 480, the difference is the input. The denominator of R (s) and the output C (s) is G c2 (s) G f (s), which is a term independent of the transfer function G b (s) of the waste heat boiler 20. That is, the responsiveness is improved by the existence of a term that does not depend on the large time constant T b of the waste heat boiler 20. That is, by using the heat amount of the combustion exhaust gas as a preceding element of the steam amount of the steam generated from the waste heat boiler 20, the effect of suppressing the time delay can be obtained.

また、小ループの伝達関数G’(s)は、式(5)のように表される。 Further, the transfer function G f '(s) of the small loop is expressed by Eq. (5).

Figure 2022076571000006
Figure 2022076571000006

式(5)の等価ゲインK’と等価時定数T’は、K=1とすると、式(6)のようになる。 The equivalent gain K f'and the equivalent time constant T f'of the equation (5) are as shown in the equation (6) when K f = 1.

Figure 2022076571000007
Figure 2022076571000007

ここで、式(6)においては、Gc2(s)を上げることでT’が低下するため、好ましい結果となる。また、Gc2(s)を上げることでK’は1に近づくため、Gc2(s)を上げすぎてもゲインが小さくなることがない。また、Gc1(s)のゲインには影響を与えないので、Gc2(s)を十分に大きくすることが可能である。 Here, in the formula (6), T f'decreases by increasing G c2 (s), which is a preferable result. Further, since K f'approaches 1 by increasing G c2 (s), the gain does not decrease even if G c2 (s) is increased too much. Further, since the gain of G c1 (s) is not affected, it is possible to make G c2 (s) sufficiently large.

つまり、第一実施形態に係るシステム制御装置においては、小フィードバック回路による前向きのGc2(s)がかかることにより、第一調節部C1のゲインに影響を与えることなく第二調節部C2で信号ゲインを上げることができ、その結果、時間遅れを抑制する効果だけでなく、振幅を抑制する効果を同時に得ることが可能となる。 That is, in the system control device according to the first embodiment, the forward G c2 (s) by the small feedback circuit is applied, so that the signal is signaled by the second adjusting unit C2 without affecting the gain of the first adjusting unit C1. The gain can be increased, and as a result, not only the effect of suppressing the time delay but also the effect of suppressing the amplitude can be obtained at the same time.

すなわち、廃熱ボイラ20の時定数の大きさに関わらず、焼却炉10で発生する燃焼排ガスの熱量に応じた制御を行うことが可能となり、ごみの発熱量等の変動や設定変更に対する応答性を向上させることができる。 That is, regardless of the size of the time constant of the waste heat boiler 20, it is possible to control according to the calorific value of the combustion exhaust gas generated in the incinerator 10, and the responsiveness to fluctuations in the calorific value of waste and setting changes. Can be improved.

図3に、第一実施形態に係るシステム御装置を用いて燃焼制御を行った場合の応答性を検証した結果について示す。図3においては、(A)定常状態から設定を変更した場合、(B)実際の運転データに基づく外乱を与えた際のランダム応答について検討を行い、それぞれ、従来型の単純フィードバック制御装置580を用いて制御を行った場合の結果との比較を行った。また、(a)はGc2(s)のゲインKp2を2とした場合、(b)は同ゲインを10とした場合についての結果を示す。 FIG. 3 shows the results of verifying the responsiveness when combustion control is performed using the system device according to the first embodiment. In FIG. 3, (A) when the setting is changed from the steady state, (B) a random response when a disturbance is given based on actual operation data is examined, and a conventional simple feedback control device 580 is used for each. A comparison was made with the results when the control was performed using. Further, (a) shows the results when the gain K p2 of G c2 (s) is 2, and (b) shows the results when the same gain is set to 10.

図3を参照すると、いずれの場合においても、第一実施形態に係るシステム制御装置においては、従来型の単純フィードバック系よりもオーバーシュートの小さい応答が得られていることが確認できる。これは廃熱ボイラ20の大きな時定数の影響を軽減できた結果である。また、振動幅の小さい応答が得られていることが確認できる。これは、前向きの第二調節部C2を加えたことで、補正された信号のゲインを上げることができ、その結果、時間遅れを抑制する効果だけでなく、第一調節部C1のゲインの影響を受けることなくゲインを上げることができた結果である。 With reference to FIG. 3, in any case, it can be confirmed that the system control device according to the first embodiment obtains a response with a smaller overshoot than the conventional simple feedback system. This is a result of reducing the influence of the large time constant of the waste heat boiler 20. In addition, it can be confirmed that a response with a small vibration width is obtained. This is because the gain of the corrected signal can be increased by adding the forward second adjusting unit C2, and as a result, not only the effect of suppressing the time delay but also the influence of the gain of the first adjusting unit C1 is obtained. This is the result of being able to increase the gain without receiving.

第一実施形態に係るシステム制御装置の効果を物理的に説明すると以下のようになる。すなわち、焼却炉10で発生した燃焼排ガスは所定の温度と所定の流量をもって廃熱ボイラ20に流入する。燃焼排ガスが有する熱量は、温度と流量とによって算出されるが、焼却炉10と廃熱ボイラ20との間における排ガス煙道50からの熱の流出は無視できるほど小さいため、ごみ燃焼部10から排出される燃焼排ガスが保有する熱量と廃熱ボイラ20に流入する燃焼排ガスが保有する熱量は等しい。本実施形態においては、廃熱ボイラ20に流入する燃焼排ガスが保有する熱量を検知し、その熱量を燃焼空気量などのプロセス値PVに変換したものを蒸気量の先行要素とし、さらに第一調節部C1から出力される第一操作量MV1と比較したものに外乱D(s)を付与したものを前向きの第二調節部C2の入力とすることで、つまり、蒸気量の変動に先行して燃焼排ガスの熱量の変動に基づいて燃焼空気量及び/又は冷却水量を調節することで、廃熱ボイラ20の時定数の影響を受けることのない因子を操作量として制御系に加味して、時間遅れの少ない制御系を実現している。その結果、廃熱ボイラ20から発生する蒸気量の変動を、従来の5%から3%以内に抑制することが可能となる。 The effect of the system control device according to the first embodiment is physically explained as follows. That is, the combustion exhaust gas generated in the incinerator 10 flows into the waste heat boiler 20 at a predetermined temperature and a predetermined flow rate. The amount of heat possessed by the combustion exhaust gas is calculated by the temperature and the flow rate, but since the outflow of heat from the exhaust gas flue 50 between the incinerator 10 and the waste heat boiler 20 is negligibly small, the heat flow from the waste combustion unit 10 The amount of heat possessed by the exhausted combustion exhaust gas is equal to the amount of heat possessed by the combustion exhaust gas flowing into the waste heat boiler 20. In the present embodiment, the amount of heat possessed by the combustion exhaust gas flowing into the waste heat boiler 20 is detected, and the amount of heat converted into the process value PV such as the amount of combustion air is used as the preceding element of the amount of steam, and further the first adjustment is made. By inputting the positive disturbance D (s) to the one compared with the first operation amount MV1 output from the part C1 and inputting the forward second adjusting part C2, that is, prior to the fluctuation of the steam amount. By adjusting the amount of combustion air and / or the amount of cooling water based on the fluctuation of the amount of heat of the combustion exhaust gas, a factor that is not affected by the time constant of the waste heat boiler 20 is added to the control system as an operation amount, and the time is taken. A control system with little delay is realized. As a result, fluctuations in the amount of steam generated from the waste heat boiler 20 can be suppressed within 3% from the conventional 5%.

このとき、第一調節部C1から出力される第一操作量MV1とプロセス値PVを比較したものに外乱D(s)を付与したものを入力として所定の伝達関数にしたがって操作量を出力する前向きの調節部を第二調節部C2として設け、第二調節部C2から出力される操作量を第二操作量MV2として焼却炉10の調節に使用する。 At this time, the first manipulated variable MV1 output from the first adjusting unit C1 is compared with the process value PV, and the disturbance D (s) is added to the input, and the manipulated variable is output according to a predetermined transfer function. The adjustment unit is provided as the second adjustment unit C2, and the operation amount output from the second adjustment unit C2 is used as the second operation amount MV2 for the adjustment of the incinerator 10.

このようにすることで、出力のラプラス変換を入力及び外乱のラプラス変換を用いて立式した際、廃熱ボイラ20の時定数に依存しない項、及び、第一調節部C1から影響を受けずに信号ゲインを上げることができる項が発現し、廃熱ボイラ20の時定数の大きさに依存せず、しかも振動の発生しない応答を得ることが可能となる。 By doing so, when the Laplace transform of the output is formulated using the Laplace transform of the input and the disturbance, it is not affected by the term independent of the time constant of the waste heat boiler 20 and the first adjusting unit C1. A term that can increase the signal gain appears, and it is possible to obtain a response that does not depend on the magnitude of the time constant of the waste heat boiler 20 and that does not generate vibration.

また、ごみの熱量の算出に、排ガス煙道50における排ガス温度検出手段51及び排ガス流量検出手段52で検出された排ガス温度及び排ガス流量を使用するため、従来から設置されている検出手段をそのまま用いて制御を行うことが出来る。つまり、制御のために新たな計測機器を設置することなく、既設の設備を活かして応答性の高い制御を行うことが可能となる。 Further, since the exhaust gas temperature and the exhaust gas flow rate detected by the exhaust gas temperature detecting means 51 and the exhaust gas flow rate detecting means 52 in the exhaust gas flue gas stack 50 are used for calculating the calorific value of the waste, the conventionally installed detection means are used as they are. Can be controlled. That is, it is possible to perform highly responsive control by utilizing the existing equipment without installing a new measuring device for control.

〔第二実施形態〕
図4を用いて、第二実施形態におけるシステム制御装置が行う制御について説明する。図4は、第二実施形態におけるシステム制御装置が行う制御における信号の流れを示すブロック図である。なお、図5で説明した従来型の単純フィードバック制御装置580と重複する箇所については説明を簡略化または省略し、主に図5と異なる点について説明する。
[Second Embodiment]
The control performed by the system control device in the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a signal flow in the control performed by the system control device according to the second embodiment. The points that overlap with the conventional simple feedback control device 580 described with reference to FIG. 5 will be simplified or omitted, and the points different from those of FIG. 5 will be mainly described.

第二実施形態に係るシステム制御装置においては、制御対象としてバグフィルタ40、制御量としてバグフィルタ40出口における燃焼排ガス中に含まれる酸性ガス濃度、操作量としてバグフィルタ40に吹き込む中和剤の供給量が適用され、バグフィルタ40出口における酸性ガス濃度が制御目標値に追従するよう中和剤の供給量を制御することでバグフィルタ40のフィードバック制御が行われる。 In the system control device according to the second embodiment, the bag filter 40 is supplied as a control target, the acid gas concentration contained in the combustion exhaust gas at the outlet of the bag filter 40 as the control amount, and the neutralizing agent blown into the bag filter 40 as the operation amount. The amount is applied, and the feedback control of the bag filter 40 is performed by controlling the supply amount of the neutralizing agent so that the acid gas concentration at the outlet of the bag filter 40 follows the control target value.

具体的に説明すると、第二実施形態におけるシステム制御装置で実行される制御のブロック線図は、バグフィルタ40の入出力関係について演算を行うバグフィルタ演算部BF、第一調節部C1、第一比較部81及び加算部82に加え、第二調節部C2及び第二比較部83によって構成される。 Specifically, the block diagram of the control executed by the system control device in the second embodiment is a bug filter calculation unit BF, a first adjustment unit C1, and a first calculation for the input / output relationship of the bug filter 40. In addition to the comparison unit 81 and the addition unit 82, it is composed of a second adjustment unit C2 and a second comparison unit 83.

なお、R(s)は入力、つまり、図示しない設定器で設定される酸性ガス濃度の制御目標値のラプラス変換を、C(s)は出力、つまり、出口酸性ガス濃度検出手段54で検出されるバグフィルタ40出口における酸性ガス濃度のラプラス変換を、Gc1(s)は第一調節部C1における入力から出力への伝達関数を、Gc2(s)は第二調節部C2における入力から出力への伝達関数を、Gbf(s)はバグフィルタ40における入力から出力への伝達関数を、D(s)は外乱のラプラス変換を示す。 Note that R (s) is an input, that is, the Laplace transform of the control target value of the acid gas concentration set by a setting device (not shown) is detected, and C (s) is an output, that is, the outlet acid gas concentration detecting means 54 is detected. The Laplace transform of the acid gas concentration at the outlet of the bag filter 40, G c1 (s) is the transfer function from the input to the output in the first adjustment unit C1, and G c2 (s) is the output from the input in the second adjustment unit C2. G bf (s) indicates the transfer function from the input to the output in the bug filter 40, and D (s) indicates the Laplace transform of the disturbance.

第一比較部81は、図示しない設定器で設定される酸性ガス濃度の制御目標値である入力R(s)と、出口酸性ガス濃度検出手段54で検出された酸性ガス濃度である出力C(s)の差分を算出する。 The first comparison unit 81 has an input R (s) which is a control target value of the acid gas concentration set by a setting device (not shown) and an output C (which is the acid gas concentration detected by the outlet acid gas concentration detecting means 54). s) Calculate the difference.

第一調節部C1は、第一比較部81で算出される入力R(s)と出力C(s)の差分を入力とし伝達関数Gc1(s)にしたがって算出される第一操作量MV1を出力する。 The first adjustment unit C1 takes the difference between the input R (s) and the output C (s) calculated by the first comparison unit 81 as an input, and sets the first operation amount MV1 calculated according to the transfer function G c1 (s). Output.

第二比較部83は、入口酸性ガス濃度検出手段53で検出された酸性ガス濃度を先行要素とし、その先行要素に対応するプロセス値PVと、第一調節部C1から出力される第一操作量MV1との差分を算出するものである。なお、ここでいうプロセス値とは、薬剤供給装置90から供給される中和剤の供給量であり、バグフィルタ40入口における酸性ガス濃度から所定のモデルを用いて算出可能である。 The second comparison unit 83 uses the acid gas concentration detected by the inlet acid gas concentration detecting means 53 as a preceding element, the process value PV corresponding to the preceding element, and the first operation amount output from the first adjusting unit C1. The difference from MV1 is calculated. The process value referred to here is the supply amount of the neutralizing agent supplied from the drug supply device 90, and can be calculated from the acid gas concentration at the inlet of the bag filter 40 by using a predetermined model.

加算部82は、第二比較部83で算出された第一操作量MV1とプロセス値PVとの差分に対し、外乱D(s)を加算するものである。 The addition unit 82 adds the disturbance D (s) to the difference between the first manipulated variable MV1 calculated by the second comparison unit 83 and the process value PV.

第二調節部C2は、第二比較部83で算出された第一操作量MV1とプロセス値PVとの差分に外乱D(s)を加えたものを入力とし伝達関数Gc2(s)にしたがって算出される第二操作量MV2を先行ブースト要素として出力する。 The second adjusting unit C2 takes the difference between the first manipulated variable MV1 calculated by the second comparison unit 83 and the process value PV plus the disturbance D (s) as an input, and follows the transfer function G c2 (s). The calculated second operation amount MV2 is output as a leading boost element.

なお、第一調節部C1及び第二調節部C2によって調整されるのは、薬剤供給装置90から供給される中和剤の供給量である。 It should be noted that what is adjusted by the first adjusting unit C1 and the second adjusting unit C2 is the supply amount of the neutralizing agent supplied from the drug supply device 90.

次に、このように構成された第二実施形態に係るシステム制御装置を用いた制御方法について説明する。 Next, a control method using the system control device according to the second embodiment configured in this way will be described.

第二実施形態に係るシステム制御装置を用いた制御方法は、第一調節部C1において制御目標値と出口酸性ガス濃度との差分に基づいて第一操作量MV1を出力するステップ、焼却炉で発生した燃焼排ガスが有する酸性ガス濃度を先行要素として中和剤の供給量に相当するプロセス値PVを算出するステップ、算出されたプロセス値PVと第一操作量MV1との差分を出力するステップ、プロセス値PVと第一操作量MV1との差分に対し外乱D(s)を加えるステップ、プロセス値PVと第一操作量MV1との差分に対し外乱D(s)を加えたものに基づいて第二調節部C2において第二操作量MV2を出力するステップ、第二操作量MV2をバグフィルタ40への入力とするステップ、を備える。 The control method using the system control device according to the second embodiment is generated in the incinerator, which is a step of outputting the first operation amount MV1 based on the difference between the control target value and the outlet acid gas concentration in the first control unit C1. A step of calculating the process value PV corresponding to the supply amount of the neutralizing agent using the acid gas concentration of the burned exhaust gas as a leading factor, a step of outputting the difference between the calculated process value PV and the first operation amount MV1, and the process. The step of adding the disturbance D (s) to the difference between the value PV and the first manipulated variable MV1, and the second based on the step of adding the disturbance D (s) to the difference between the process value PV and the first manipulated variable MV1. The adjusting unit C2 includes a step of outputting the second operation amount MV2 and a step of inputting the second operation amount MV2 to the bug filter 40.

このような構成であるため、バグフィルタ40入口における燃焼排ガス中の酸性ガス濃度が入口酸性ガス濃度検出手段53で検出され、入口酸性ガス濃度に対応する信号は二つに分岐する。入口酸性ガス濃度に対応する信号の一方はバグフィルタ演算部BFに対する入力となり、他方は、所定のモデルに基づいて中和剤供給量に相当するプロセス値PVに変換され、さらに第一操作量MV1との差分を取った後に外乱D(s)が加えられ、第二調節部C2に対する入力となる。そして第二調節部C2において第二操作量MV2が算出され、バグフィルタ演算部BFに入力される。 Due to such a configuration, the acid gas concentration in the combustion exhaust gas at the inlet of the bag filter 40 is detected by the inlet acid gas concentration detecting means 53, and the signal corresponding to the inlet acid gas concentration is branched into two. One of the signals corresponding to the inlet acid gas concentration is an input to the bug filter calculation unit BF, and the other is converted into a process value PV corresponding to the neutralizing agent supply amount based on a predetermined model, and further, the first operation amount MV1. Disturbance D (s) is added after taking the difference with, and becomes an input to the second adjusting unit C2. Then, the second operation amount MV2 is calculated in the second adjustment unit C2 and input to the bug filter calculation unit BF.

このようにすることで、第一実施形態と同様に、小フィードバック回路による前向きのGc2(s)がかかることにより、第一調節部C1のゲインに影響を与えることなく第二調節部C2で信号ゲインを上げることができ、その結果、時間遅れを抑制する効果だけでなく、振幅を抑制する効果を同時に得ることが可能な制御方法を提供することができる。 By doing so, as in the first embodiment, the forward G c2 (s) by the small feedback circuit is applied, so that the second adjusting unit C2 does not affect the gain of the first adjusting unit C1. It is possible to increase the signal gain, and as a result, it is possible to provide a control method capable of simultaneously obtaining not only the effect of suppressing the time delay but also the effect of suppressing the amplitude.

すなわち、バグフィルタ40の時定数の大きさに関わらず、焼却炉10で発生する燃焼排ガスの酸性ガス濃度に応じた制御を行うことが可能となり、酸性ガス濃度の変動や設定変更に対する応答性を向上させることができる。 That is, regardless of the size of the time constant of the bag filter 40, it is possible to control according to the acid gas concentration of the combustion exhaust gas generated in the incinerator 10, and the responsiveness to the fluctuation of the acid gas concentration and the setting change can be obtained. Can be improved.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述したこれらの実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments described above. Further, the effects described in the embodiments of the present invention merely list the most suitable effects arising from the present invention, and the effects according to the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.

例えば、第一実施形態における焼却炉10は、その下流に廃熱ボイラ20を備えるものであれば、ストーカ式、流動層式、キルン式等、任意の形式の焼却炉が用いられる。 For example, as the incinerator 10 in the first embodiment, any type of incinerator such as a stoker type, a fluidized bed type, and a kiln type can be used as long as the waste heat boiler 20 is provided downstream thereof.

また、廃熱ボイラ20は焼却炉10と別体のものである必要はなく、焼却炉10の炉壁を水管で構成してボイラ構造とした焼却炉・ボイラ一体型のものも本願発明に含み得る。その場合、熱量を計算するための温度を検出する位置は、二次燃焼空気を吹き込む位置の下流で、排ガスと二次燃焼空気が混合された位置であればよい。 Further, the waste heat boiler 20 does not have to be a separate body from the incinerator 10, and the incinerator / boiler integrated type in which the furnace wall of the incinerator 10 is composed of water pipes to form a boiler structure is also included in the present invention. obtain. In that case, the position for detecting the temperature for calculating the amount of heat may be a position downstream of the position where the secondary combustion air is blown, and a position where the exhaust gas and the secondary combustion air are mixed.

また、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換しても良い。 Further, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. Further, it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. .. Further, a part of the configuration of each embodiment may be added, deleted, or replaced with another configuration.

この発明のシステム制御装置及び制御方法は、ごみ焼却処理施設のみならず、例えばガスタービン、モータ、高炉、化学プラント等、大きな時定数を有する制御対象を備える各種システムに適用することができる。 The system control device and control method of the present invention can be applied not only to a waste incineration facility but also to various systems including a control target having a large time constant, such as a gas turbine, a motor, a blast furnace, and a chemical plant.

1 ごみ焼却処理施設
10 焼却炉
11a 一次燃焼空気供給手段
11b 二次燃焼空気供給手段
12 冷却水供給手段
20 廃熱ボイラ
21 蒸気量検出手段
30 排ガス冷却装置
40 バグフィルタ
50 排ガス煙道
51 排ガス温度検出手段
52 排ガス流量検出手段
53 入口酸性ガス濃度検出手段
54 出口酸性ガス濃度検出手段
60 誘引通風機
70 煙突
80 燃焼制御装置
81 第一比較部
82 加算部
83 第二比較部
C1 第一調節部
C2 第二調節部
90 薬剤供給装置

1 Waste incineration facility 10 Incinerator 11a Primary combustion air supply means 11b Secondary combustion air supply means 12 Cooling water supply means 20 Waste heat boiler 21 Steam amount detection means 30 Exhaust gas cooling device 40 Bug filter 50 Exhaust gas stack 51 Exhaust gas temperature detection Means 52 Exhaust gas flow rate detecting means 53 Inlet acid gas concentration detecting means 54 Outlet acidic gas concentration detecting means 60 Inducing ventilator 70 Chimney 80 Combustion control device 81 First comparison unit 82 Addition unit 83 Second comparison unit C1 First adjustment unit C2 No. (Ii) Adjustment unit 90 Drug supply device

第1の特徴に係る発明は、所定の操作量を入力することで所定の制御量を出力する制御対象と、操作量を調節して制御量の調整を行うシステム制御装置であって、制御対象から出力される制御量が制御目標値に追従するよう制御対象のフィードバック制御を行うシステム制御装置において、制御目標値と制御対象から出力された制御量との差分に基づいて第一操作量を出力する第一調節部と、制御対象入口において検出され制御量を予測可能な物理量であって前記制御対象に対する入力となる物理量を第一操作量と比較した信号に対し、さらに信号ゲインを上げる第二調節部を備えたシステム制御装置、を提供する。 The invention according to the first feature is a control target that outputs a predetermined control amount by inputting a predetermined operation amount, and a system control device that adjusts the operation amount to adjust the control amount. In a system control device that performs feedback control of the control target so that the control quantity output from is followed by the control target value, the first operation quantity is output based on the difference between the control target value and the control quantity output from the control target. The signal gain is further increased with respect to the signal obtained by comparing the physical quantity detected at the control target inlet and the physical quantity input to the controlled target with the first manipulated quantity. A system control device, which is provided with an adjustment unit, is provided.

第1の特徴に係る発明によれば、制御対象入口において検出され制御量を予測可能な物理量であって前記制御対象に対する入力となる物理量が制御対象から出力される制御量の先行要素として機能するため、制御対象の時定数が大きい場合であっても、時間遅れを抑制した制御を行うことができる。また、制御対象入口において検出され制御量を予測可能な物理量であって前記制御対象に対する入力となる物理量を第一操作量と比較した信号に対し、さらに信号ゲインを上げる操作を行うため、時間遅れを抑制する効果だけでなく、応答の振幅を抑制し、制御速度を速める効果を同時に得ることが可能となる。 According to the invention according to the first feature, the physical quantity detected at the control target inlet and the control amount can be predicted , and the physical quantity input to the control target functions as a preceding element of the control quantity output from the control target. Therefore, even when the time constant of the controlled object is large, the control can be performed while suppressing the time delay. Further, since the signal gain is further increased with respect to the signal that is a physical quantity that is detected at the control target inlet and the control amount can be predicted and the physical quantity that is input to the control target is compared with the first operation amount, there is a time delay. It is possible to obtain not only the effect of suppressing the response but also the effect of suppressing the amplitude of the response and increasing the control speed at the same time.

Claims (4)

所定の操作量を入力することで所定の制御量を出力する制御対象と、前記操作量を調節して前記制御量の調整を行うシステム制御装置であって、前記制御対象から出力される制御量が制御目標値に追従するよう前記制御対象のフィードバック制御を行うシステム制御装置において、
前記制御目標値と前記制御対象から出力された制御量との差分に基づいて第一操作量を出力する第一調節部と、
前記制御対象入口において検出され前記制御量を予測可能な物理量を前記第一操作量と比較した信号に対し、さらに信号ゲインを上げる第二調節部を備えた、
システム制御装置。
A control target that outputs a predetermined control amount by inputting a predetermined operation amount, and a system control device that adjusts the operation amount to adjust the control amount, and is a control amount output from the control target. In the system control device that performs feedback control of the controlled object so that
A first adjusting unit that outputs a first manipulated variable based on the difference between the control target value and the controlled variable output from the controlled object.
A second adjusting unit for further increasing the signal gain with respect to the signal obtained by comparing the physical quantity detected at the control target inlet and predicting the controlled quantity with the first manipulated variable is provided.
System controller.
前記制御対象として焼却炉で発生した燃焼排ガスの排熱を利用して蒸気を発生させる廃熱ボイラ、前記制御量として前記廃熱ボイラから発生する蒸気の蒸気量、前記操作量として前記焼却炉に供給する燃焼空気の空気量及び/又は冷却水供給量が用いられ、
前記物理量として前記廃熱ボイラ入口における燃焼排ガスが有する熱量を、前記廃熱ボイラ入口における燃焼排ガスの温度と流量とから算出する、
請求項1に記載のシステム制御装置。
The waste heat boiler that generates steam by using the exhaust heat of the combustion exhaust gas generated in the incinerator as the control target, the steam amount of the steam generated from the waste heat boiler as the control amount, and the incinerator as the operation amount. The amount of combustion air to be supplied and / or the amount of cooling water supplied is used.
As the physical quantity, the amount of heat possessed by the combustion exhaust gas at the waste heat boiler inlet is calculated from the temperature and flow rate of the combustion exhaust gas at the waste heat boiler inlet.
The system control device according to claim 1.
前記制御対象として燃焼排ガス中に含まれる煤塵や有害成分を除去するバグフィルタ、前記制御量として前記バグフィルタから流出する燃焼排ガス中に含まれる酸性ガス濃度、前記操作量として前記バグフィルタに吹き込む中和剤の供給量が用いられ、
前記物理量として前記バグフィルタに流入する燃焼排ガス中に含まれる酸性ガス濃度が用いられる、
請求項1に記載のシステム制御装置。
The control target is a bag filter that removes soot and harmful components contained in the combustion exhaust gas, the control amount is the concentration of acid gas contained in the combustion exhaust gas flowing out of the bag filter, and the operation amount is being blown into the bag filter. The amount of Japanese agent supplied is used,
As the physical quantity, the concentration of acid gas contained in the combustion exhaust gas flowing into the bag filter is used.
The system control device according to claim 1.
所定の操作量を入力することで所定の制御量を出力する制御対象と、前記操作量を調節して前記制御量の調整を行うシステム制御方法であって、前記制御対象から出力される制御量が制御目標値に追従するよう前記制御対象のフィードバック制御を行うシステム制御方法において、
前記制御目標値と前記制御対象から出力された制御量との差分に基づいて第一操作量を出力するステップと、
前記制御対象入口において検出され前記制御量を予測可能な物理量を前記第一操作量と比較した信号に対し、さらに信号ゲインを上げるステップを備えた、
システム制御方法。

A control target that outputs a predetermined control amount by inputting a predetermined operation amount, and a system control method that adjusts the operation amount to adjust the control amount, and is a control amount output from the control target. In the system control method that performs feedback control of the controlled object so that
A step of outputting the first operation amount based on the difference between the control target value and the control amount output from the control target, and
A step of further increasing the signal gain with respect to the signal obtained by comparing the physical quantity detected at the control target inlet and predicting the control amount with the first operation amount is provided.
System control method.

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115358152A (en) * 2022-08-26 2022-11-18 绍兴市再生能源发展有限公司 Garbage incineration gas control and feedback regulation system and method
JP7490133B1 (en) 2023-11-29 2024-05-24 株式会社タクマ Automatic combustion control device and combustion facility equipped with same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61110809A (en) * 1984-11-01 1986-05-29 Ebara Corp Control method of oxygen concentration in combustion exhaust gas
JP2000257842A (en) * 1999-03-10 2000-09-22 Nagano Kogyo Kk Soot collecting apparatus for incinerator
JP2002263626A (en) * 2001-03-13 2002-09-17 Takuma Co Ltd Thermal decomposition equipment
US20160169154A1 (en) * 2014-12-15 2016-06-16 Emerson Process Management Power & Water Solutions, Inc. Model-based combined cycle power plant load control
JP2019007698A (en) * 2017-06-27 2019-01-17 川崎重工業株式会社 Primary combustion gas supply control method, evaporation amount stabilization method, power generation amount stabilization method and fire grate type waste incinerator
WO2019235377A1 (en) * 2018-06-08 2019-12-12 荏原環境プラント株式会社 Method for estimating state quantity of combustion facility, combustion control method, and combustion control device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61110809A (en) * 1984-11-01 1986-05-29 Ebara Corp Control method of oxygen concentration in combustion exhaust gas
JP2000257842A (en) * 1999-03-10 2000-09-22 Nagano Kogyo Kk Soot collecting apparatus for incinerator
JP2002263626A (en) * 2001-03-13 2002-09-17 Takuma Co Ltd Thermal decomposition equipment
US20160169154A1 (en) * 2014-12-15 2016-06-16 Emerson Process Management Power & Water Solutions, Inc. Model-based combined cycle power plant load control
JP2019007698A (en) * 2017-06-27 2019-01-17 川崎重工業株式会社 Primary combustion gas supply control method, evaporation amount stabilization method, power generation amount stabilization method and fire grate type waste incinerator
WO2019235377A1 (en) * 2018-06-08 2019-12-12 荏原環境プラント株式会社 Method for estimating state quantity of combustion facility, combustion control method, and combustion control device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115358152A (en) * 2022-08-26 2022-11-18 绍兴市再生能源发展有限公司 Garbage incineration gas control and feedback regulation system and method
JP7490133B1 (en) 2023-11-29 2024-05-24 株式会社タクマ Automatic combustion control device and combustion facility equipped with same

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