JP2022183710A - Controller, garbage incineration facility, control method, and program - Google Patents

Controller, garbage incineration facility, control method, and program Download PDF

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Abstract

To provide a controller capable of suppressing fluctuation of combustion in a garbage incineration facility.SOLUTION: A controller comprises a data acquiring unit that acquires a measured value measured by a sensor provided in a garbage incineration facility, a combustion speed estimating unit that estimates a combustion speed in an incinerator of the garbage incineration facility using the measured value, and a controller that controls the feed amount of garbage or the flow rate of combustion air, being fed into the incinerator.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、ゴミ焼却設備の制御装置、ゴミ焼却設備、制御方法およびプログラムに関する。 The present disclosure relates to a control device for garbage incineration equipment, garbage incineration equipment, a control method, and a program.

ゴミ焼却設備にボイラを設置し、ゴミ焼却の際に発生する熱を回収し、発生した蒸気により発電を行なうゴミ発電は、ゴミを単に廃棄物としてではなく、ゴミに燃料としての付加価値を生じせしめる点で経済的に重要である。ゴミの燃料としての付加価値を向上するには、発生する蒸気量を安定化させ、計画したとおりの発電ができるようにすることが最も効果的である。 Waste power generation, in which a boiler is installed in a waste incineration facility to recover the heat generated during waste incineration and generate electricity using the generated steam, waste is not simply treated as waste, but adds value to waste as fuel. It is economically important in terms of In order to improve the added value of garbage as a fuel, it is most effective to stabilize the amount of generated steam so that power can be generated as planned.

一般に、都市ゴミや産業廃棄物等を焼却処理する焼却炉にはホッパが付設され、ゴミ等はクレーンで掴み上げられてそのホッパ内に投入され、このホッパ内のゴミはシュートを経てその下部に配される給じん装置により、順次焼却炉に供給されるようになっている。給じん装置としては種々の形式のものがあるが、往復動によりゴミを焼却炉へ向けて押し出すプッシャ式のものが多く用いられている。プッシャはホッパおよびシュートの下方に位置しており、プッシャが伸びるときにその周囲にあるゴミを焼却炉に押し出す。プッシャのストロークには限度があり、伸び切るとそれ以上ゴミを押し出すことができない。このため、プッシャが伸び切った後は、一度引込んで再び伸びるという動作をする。 Generally, an incinerator for incinerating municipal waste, industrial waste, etc. is provided with a hopper. Waste is picked up by a crane and thrown into the hopper. The dust is supplied to the incinerator in order by the distributed dust supply device. Although there are various types of dust collectors, the pusher type, which pushes the dust toward the incinerator by reciprocating motion, is often used. A pusher is positioned below the hopper and chute and pushes surrounding debris into the incinerator as the pusher extends. There is a limit to the stroke of the pusher, and once it reaches its limit, it cannot push out any more dust. Therefore, after the pusher has fully extended, it retracts once and then extends again.

プッシャ式によりゴミを焼却炉に供給する方式については種々の形式がある。例えば、特許文献1には、単位時間あたりに焼却炉に供給するゴミ量を、単位時間当たりのプッシャの往復動作の回数で調節する制御方法が開示されている。特許文献1に記載の制御方法では、廃棄物の水分率の変動に応じて単位時間あたりのプッシャの往復動作の回数を増減して蒸気流量の変動を抑制する。蒸気流量は、供給されるゴミの嵩あたりの発熱量によって変動する性質がある。特許文献1の方法は、発熱量の変動原因としてゴミの水分に注目するが、実際に発熱量を変えるのは水分だけではない。例えば、ゴミの合成樹脂の含有率などは水分と同様に発熱量に影響する。 There are various types of methods for supplying waste to an incinerator using a pusher. For example, Patent Literature 1 discloses a control method for adjusting the amount of refuse supplied to an incinerator per unit time by the number of reciprocating motions of a pusher per unit time. In the control method described in Patent Literature 1, the number of reciprocating motions of the pusher per unit time is increased or decreased according to the fluctuation of the moisture content of the waste, thereby suppressing the fluctuation of the steam flow rate. The steam flow rate has the property of fluctuating according to the calorific value per volume of dust supplied. Although the method of Patent Document 1 focuses on the moisture content of the dust as a cause of variation in the calorific value, it is not only the moisture that actually changes the calorific value. For example, the content of synthetic resin in dust affects the calorific value in the same way as moisture does.

また、特許文献1の方法には、水分計測用のセンサが必要である。さらに、特許文献1に記載の方法の場合、水分を多く含むゴミを検出すると、それが焼却炉に供給されて起こる燃焼の活発化または不活発化を予測してフィードフォワード補償をする。しかし、水分を検出して実際に炉に供給されるまでの時間を正確に管理することはできないから、フィードフォワード補償には誤差がある。 Moreover, the method of Patent Document 1 requires a sensor for moisture measurement. Furthermore, in the case of the method described in Patent Literature 1, when dust containing a lot of moisture is detected, activation or deactivation of combustion that occurs when the dust is supplied to the incinerator is predicted, and feedforward compensation is performed. However, there is an error in the feedforward compensation because the time between the detection of moisture and the actual feed to the furnace cannot be accurately controlled.

特許文献2には、廃棄物量当りの推算発熱量を算出する廃棄物の燃焼制御方法が開示されている。特許文献2の燃焼制御方法の場合、廃棄物の単位供給量当たりの発熱量の推算を基にボイラ蒸発量を算出する。しかし、以下で述べるように、廃棄物の単位供給量当たりの発熱量の推算には、数時間のデータが必要であり、推算した値は数時間を平均化した値であるため、特に廃棄物の性質が時間的に変動する場合には、現時点での「廃棄物の単位時間当たりの発熱量」をタイムリーに推算することができない。このため、ゴミ送りや1次燃焼空気の調節に使う推定ボイラ蒸発量は不正確であり、ボイラ蒸発量の変動は避けられない。また、特許文献3には、段落0013において、ゴミを水分、可燃分、灰分から構成されるものとしてそのうちの灰分比率及びごみの可燃分成分組成比を一定と仮定し、可燃分の低位発熱量のみを長時間の物質収支に基づいて求め、その他必要なプロセス値については数分から60分程度の平均値を用いて物質・熱収支の計算を行い、ゴミの低位発熱量を推定することが記載されている。しかし、高位発熱量または低位発熱量を、例えば1分程度の短時間で推定することは困難である。低位発熱量や高位発熱量は、単位質量当たりの発熱量[J/kg]であり、供給するごみについて、原理的には次の式(1)で計算される。以下の説明は、低位発熱量と高位発熱量に共通であるので、低位発熱量に統一する。 Patent Literature 2 discloses a waste combustion control method for calculating an estimated calorific value per amount of waste. In the case of the combustion control method of Patent Document 2, the boiler evaporation amount is calculated based on the estimation of the calorific value per unit supply amount of the waste. However, as described below, data for several hours are required to estimate the calorific value per unit supply of waste, and the estimated value is an average value for several hours. If the nature of waste fluctuates over time, it is not possible to timely estimate the current "calorific value of waste per unit time." For this reason, the estimated boiler evaporation amount used for dust feeding and adjustment of the primary combustion air is inaccurate, and variations in the boiler evaporation amount are unavoidable. In addition, in Patent Document 3, in paragraph 0013, it is assumed that the garbage is composed of moisture, combustible content, and ash, and the ash content ratio and the combustible component composition ratio of the garbage are constant, and the lower calorific value of the combustible content only is calculated based on the long-term mass balance, and for other necessary process values, the mass and heat balance is calculated using the average value of several minutes to 60 minutes, and the lower calorific value of the waste is estimated. It is However, it is difficult to estimate the higher calorific value or lower calorific value in a short period of time, such as one minute. The lower calorific value and the higher calorific value are the calorific value per unit mass [J/kg], and are theoretically calculated by the following formula (1) for the waste to be supplied. Since the following explanation is common to both the lower heating value and the higher heating value, the lower heating value will be unified.

Figure 2022183710000002
Figure 2022183710000002

式(1)の分母は、時刻t1から時刻t2の間に供給したごみの質量[kg]である。分子は、時刻t1から時刻t2の間に供給したごみの発熱量[J]を表している。分母の積分区間、始点t1と終点t2の時間差は例えば1分以下であってもよい。しかし、分子の積分区間、始点t1と終点t3の時間差は必ずしもそのように扱うことができない。微粉炭や石油、可燃ガスは、炉に供給するとすぐに燃え尽きるので分子の積分区間の終点t3は分母の積分区間の終点であるt2と同程度でよく、したがって、低位発熱量を遅滞なく、例えば1分以内に計算することができる。供給してすぐに燃え尽きるのであれば、分子の計算において、いつ供給したゴミによる発熱かを区別することも重要ではないからt3=t2として、単純に時刻t1から時刻t2の全発熱を、同時刻に供給したゴミによる発熱量とすることが許される。しかし、ごみは微粉炭などと違い、燃え尽きるまでに1時間以上を要するので、発熱量の積分の終点であるt3はt2よりも少なくとも1時間くらいは長くしなければならない。このため、式(1)の分子の計算には、少なくとも燃え尽きるまでの時間(例えば1時間程度)の長期のデータが必要となる。しかしながら、計算でわかるのは、1時間前に供給したごみの低位発熱量である。1時間も前の低位発熱量が分かったとしても、リアルタイムの制御にはあまり役立たない。 The denominator of Equation (1) is the mass [kg] of the refuse supplied from time t1 to time t2. The numerator represents the calorific value [J] of the dust supplied from time t1 to time t2. The integration interval of the denominator, the time difference between the start point t1 and the end point t2, may be, for example, one minute or less. However, the integration interval of the numerator, the time difference between the start point t1 and the end point t3, cannot necessarily be treated as such. Pulverized coal, petroleum, and combustible gas burn up as soon as they are supplied to the furnace. It can be calculated within 1 minute. If it burns out immediately after being supplied, it is not important to distinguish when the heat is generated by the supplied dust in the calculation of the numerator. It is permissible to use the amount of heat generated by the dust supplied to the However, unlike pulverized coal and the like, it takes one hour or more to burn out garbage, so t3, which is the end point of integration of the calorific value, must be longer than t2 by at least one hour. Therefore, the calculation of the numerator of formula (1) requires long-term data of at least the time until burnout (for example, about one hour). However, what the calculation tells us is the lower heating value of the waste that was fed in one hour earlier. Knowing the lower heating value an hour ago is not very useful for real-time control.

実際には、遅れは1時間にとどまらない。以下、この時間遅れについて説明する。時刻t1から時刻t3の発熱量には、時刻t1以前に供給されてすでに炉内にあるゴミの発熱量と、時刻t2以降に供給したゴミの発熱量が含まれる為、式(1)の分子の計算では、ゴミの発熱のなかから時刻t1と時刻t2の間に供給したごみによる発熱だけを分けて計算しなければならないが、これは困難である。したがって、単純に発熱量を積分してしまうと、分母の発熱量は時刻t1から時刻t3までの全発熱量であるのに対し、分子の供給量は時刻t1からt2の供給量に限定されるので低位発熱量は過大になる。たとえば、t1=0,t2=1分とし、燃え尽きるまでに60分かかるとして、t3=61分とした場合、単純に発熱量を積分すると低位発熱量は実際の約60倍の値となる。これを防ぐために、分母の積分区間をごみが燃え尽きるまでの時間の数倍に長くし、t2とt3の値を近づけることは有効である。たとえば、t1=0、t2=300分、t3=360分であれば、低位発熱量は実際の値の1.2倍であり、良い近似になる可能性がある。しかし、この方法で得る低位発熱量の値は、さらに時間的に遅れ、長時間の発熱量を平均化したものであり、その時々のタイムリーな発熱量ではない。このように、低位発熱量の推定値は原理的に何時間もの遅れと平均化を伴うので、燃焼状態が急変したときの運転操作には役立たない。 In practice, the delay is more than an hour. This time delay will be described below. Since the calorific value from time t1 to time t3 includes the calorific value of the dust already in the furnace that was supplied before time t1 and the calorific value of the dust that was supplied after time t2, the numerator of equation (1) is In the calculation of , only the heat generated by the dust supplied between the time t1 and the time t2 must be separately calculated from the heat generated by the dust, which is difficult. Therefore, if the calorific value is simply integrated, the calorific value in the denominator is the total calorific value from time t1 to time t3, while the supply quantity in the numerator is limited to the quantity supplied from time t1 to t2. Therefore, the lower heating value becomes excessive. For example, if t1 = 0, t2 = 1 minute, it takes 60 minutes to burn out, and t3 = 61 minutes, simply integrating the calorific value will result in a lower calorific value approximately 60 times the actual value. In order to prevent this, it is effective to make the integration interval of the denominator several times longer than the time until the garbage burns out, and bring the values of t2 and t3 close to each other. For example, if t1=0, t2=300 minutes, t3=360 minutes, then the lower heating value is 1.2 times the actual value, which can be a good approximation. However, the value of the lower calorific value obtained by this method is delayed in time and is an average of the calorific value over a long period of time, not the timely calorific value from time to time. Thus, the lower heating value estimate is theoretically associated with many hours of delay and averaging, and is not useful for maneuvering when combustion conditions change rapidly.

特開2019-178850号公報JP 2019-178850 A 特許第5996762号公報Japanese Patent No. 5996762 特許第3822328号公報Japanese Patent No. 3822328 実開昭63-61621号公報Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-61621

ゴミ焼却炉の燃焼の変動を早期に検出し、その変動を抑制する制御方法を提供する。 To provide a control method for early detection of fluctuations in combustion in a garbage incinerator and for suppressing the fluctuations.

本開示は、上記課題を解決することができる制御装置、ゴミ焼却設備、制御方法およびプログラムを提供する。 The present disclosure provides a control device, garbage incineration equipment, control method, and program that can solve the above problems.

本開示の制御装置は、ゴミ焼却設備が備えるセンサが計測した計測値を取得するデータ取得部と、前記計測値を用いて、前記ゴミ焼却設備の焼却炉における燃焼速度を推定する燃焼速度推定部と、前記燃焼速度に基づいて、ゴミの供給量または前記焼却炉に供給する燃焼空気の流量を制御する制御部と、を備える。 The control device of the present disclosure includes a data acquisition unit that acquires measured values measured by a sensor provided in a garbage incineration facility, and a burning rate estimation unit that estimates the combustion rate in the incinerator of the garbage incineration facility using the measured values. and a control unit for controlling the amount of refuse to be supplied or the flow rate of combustion air to be supplied to the incinerator based on the combustion speed.

また、本開示の制御方法は、ゴミ焼却設備が備えるセンサが計測した計測値を取得するステップと、前記計測値を用いて、前記ゴミ焼却設備の焼却炉における燃焼速度を推定するステップと、前記燃焼速度に基づいて、ゴミの供給量または前記焼却炉に供給する燃焼空気の流量を制御するステップと、を有する。 Further, the control method of the present disclosure includes the steps of acquiring a measurement value measured by a sensor provided in a garbage incineration facility, estimating a combustion rate in an incinerator of the garbage incineration facility using the measurement value, and and controlling the amount of waste supplied or the flow rate of combustion air supplied to the incinerator based on the combustion rate.

また、本開示のゴミ焼却設備は、ゴミを焼却する焼却炉と、前記焼却炉にゴミを供給する給じん装置と、前記焼却炉に燃焼空気を供給する送風機と、前記送風機から前記焼却炉へ供給する燃焼空気の流量を制御する燃焼空気バルブと、上記の制御装置と、を備える。 Further, the garbage incineration equipment of the present disclosure includes an incinerator that incinerates garbage, a dust supply device that supplies garbage to the incinerator, a blower that supplies combustion air to the incinerator, and from the blower to the incinerator. A combustion air valve for controlling the flow rate of the supplied combustion air, and the control device described above.

また、本開示のプログラムは、コンピュータに、ゴミ焼却設備が備えるセンサが計測した計測値を取得するステップと、前記計測値を用いて、前記ゴミ焼却設備の焼却炉における燃焼速度を推定するステップと、前記燃焼速度に基づいて、ゴミの供給量または前記焼却炉に供給する燃焼空気の流量を制御するステップと、を実行させる。 In addition, the program of the present disclosure includes a step of obtaining a measurement value measured by a sensor provided in a garbage incineration facility in a computer, and a step of estimating a burning rate in an incinerator of the garbage incineration facility using the measurement value. and controlling the amount of waste supplied or the flow rate of combustion air supplied to the incinerator based on the combustion rate.

上述の制御装置、ゴミ焼却設備、制御方法およびプログラムによれば、ゴミ焼却設備の燃焼の変動を抑制することができる。 According to the control device, the garbage incineration equipment, the control method, and the program described above, fluctuations in combustion in the garbage incineration equipment can be suppressed.

各実施形態に係るゴミ焼却設備の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the refuse incineration equipment which concerns on each embodiment. 第一実施形態に係る制御装置の要部の機能構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the functional structure of the principal part of the control apparatus which concerns on 1st embodiment. 第一実施形態に係る制御装置の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation|movement of the control apparatus which concerns on 1st embodiment. 第二実施形態に係る制御装置の要部の機能構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the functional structure of the principal part of the control apparatus which concerns on 2nd embodiment. 第二実施形態に係る制御装置の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation|movement of the control apparatus which concerns on 2nd embodiment. 第三実施形態に係る制御装置の要部の機能構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the functional structure of the principal part of the control apparatus which concerns on 3rd embodiment. 第三実施形態に係る制御装置の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation|movement of the control apparatus which concerns on 3rd embodiment. 第四実施形態に係る制御装置の要部の機能構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the functional structure of the principal part of the control apparatus which concerns on 4th embodiment. 第五実施形態に係る制御装置の要部の機能構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the functional structure of the principal part of the control apparatus which concerns on 5th embodiment. 第五実施形態に係る制御装置の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation|movement of the control apparatus which concerns on 5th embodiment. 第六実施形態に係る制御装置の要部の機能構成の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of a functional configuration of main parts of a control device according to a sixth embodiment; 第六実施形態に係る制御装置の動作の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of operation|movement of the control apparatus which concerns on 6th embodiment. 各実施形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of the control apparatus which concerns on each embodiment.

以下、実施形態のゴミ焼却設備を、図面を参照して説明する。以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。「XXまたはYY」とは、XXとYYのうちいずれか一方の場合に限定されず、XXとYYの両方の場合も含み得る。これは選択的要素が3つ以上の場合も同様である。「XX」および「YY」は、任意の要素(例えば任意の情報)である。 Hereinafter, the garbage incineration equipment of the embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to components having the same or similar functions. Duplicate descriptions of these configurations may be omitted. "XX or YY" is not limited to either one of XX and YY, but may include both XX and YY. This is also the case when there are three or more selective elements. "XX" and "YY" are arbitrary elements (eg, arbitrary information).

(システム構成)
図1は、各実施形態に係るゴミ焼却設備の一例を示す図である。
ゴミ焼却設備100は、ゴミが投入されるホッパ1と、ホッパ1に投入されたゴミを下部へ導くシュート2と、シュート2を通じて供給されたゴミを燃焼室6内に供給するプッシャ10と、プッシャ10によって供給されたゴミを受けて、ゴミを移送しながら乾燥と燃焼を行う火格子3と、ゴミを燃焼する燃焼室6と、灰を排出する灰出口7と、空気を供給する送風機4と、送風機4によって供給された空気を火格子3の各部へ導く複数の風箱5A~5Eと、送風機4によって供給された空気を燃焼室6へ直接的に供給する管路14と、ボイラ9と、を備える。
(System configuration)
Drawing 1 is a figure showing an example of the garbage incineration equipment concerning each embodiment.
The garbage incineration equipment 100 includes a hopper 1 into which garbage is thrown, a chute 2 that guides the garbage thrown into the hopper 1 downward, a pusher 10 that feeds the garbage supplied through the chute 2 into the combustion chamber 6, and a pusher 10. A fire grate 3 for drying and burning while transporting the refuse supplied by 10, a combustion chamber 6 for burning the refuse, an ash outlet 7 for discharging ash, and a blower 4 for supplying air. , a plurality of wind boxes 5A to 5E that guide the air supplied by the blower 4 to each part of the grate 3, a pipeline 14 that directly supplies the air supplied by the blower 4 to the combustion chamber 6, and a boiler 9 , provided.

プッシャ10は、矢印αの方向に移動して、シュート2を通じて供給されたゴミを押し出すことにより、ゴミを火格子3へ供給する給じん装置である。火格子3は、シュート2及び燃焼室6の底部に設けられゴミを搬送する。火格子3は、プッシャ10によって供給されたゴミの水分を蒸発させて乾燥させる乾燥域3Aと、乾燥域3Aの後流に位置し、乾燥したゴミを燃焼させる燃焼域3Bと、燃焼域3Bの後流に位置し、燃焼されずに通過してきた固定炭素分等の未燃分を灰になるまで燃焼させる後燃焼域3Cとを備えている。制御装置20からの制御信号を受け、火格子3の動作速度が制御される。 The pusher 10 is a dust feeder that moves in the direction of the arrow α and pushes out the dust supplied through the chute 2 to supply the dust to the fire grate 3 . A fire grate 3 is provided at the bottom of the chute 2 and the combustion chamber 6 to convey refuse. The grate 3 consists of a drying zone 3A that evaporates and dries the dust supplied by the pusher 10, a combustion zone 3B that is located downstream of the drying zone 3A and burns the dried garbage, and a combustion zone 3B. A post-combustion zone 3C is located in the downstream and burns unburned components such as fixed carbon components that have passed through without being burned until they become ash. A control signal from the control device 20 is received to control the operating speed of the grate 3 .

送風機4は、火格子3の下方に設けられ、風箱5A~5Eを介して、空気を火格子3の各部に供給する。送風機4か送る空気を風箱5A~5Eへ導く管路8Fには、管路8Fと風箱5A~5Eのそれぞれを接続する枝管が接続され、枝管には各々バルブ8A~8Eが設けられ、バルブ8A~8Eの開度を調節することにより、風箱5A~5Eへ供給される燃焼空気の流量を調節することができる。制御装置20からの制御信号を受け、送風機4の送風量、バルブ8A~8Eの開度が制御される。バルブ8A~8Eを総称して1次燃焼空気バルブと記載する場合がある。 The blower 4 is provided below the fire grate 3 and supplies air to each part of the fire grate 3 through the wind boxes 5A to 5E. Branch pipes connecting the pipe line 8F and the wind boxes 5A to 5E are connected to the pipe line 8F that guides the air sent from the blower 4 to the wind boxes 5A to 5E, and the branch pipes are provided with valves 8A to 8E, respectively. By adjusting the opening degrees of the valves 8A-8E, the flow rate of the combustion air supplied to the wind boxes 5A-5E can be adjusted. A control signal from the control device 20 is received to control the blowing amount of the blower 4 and the opening degrees of the valves 8A to 8E. Valves 8A-8E may be collectively referred to as primary combustion air valves.

燃焼室6は、火格子3の上方に、1次燃焼室6Aと2次燃焼室6Bとからなり、ボイラ9は、燃焼室6の後流に配設されている。1次燃焼室6Aは、火格子3の上方に設けられ、1次燃焼室6Aのさらに上方に2次燃焼室6Bが設けられている。1次燃焼室6Aでは、ゴミから生じた熱分解ガスを燃焼させ、1次燃焼室6Aで燃え残った未燃分の熱分解ガスは、2次燃焼室6Bに送られ、2次燃焼室で2次燃焼空気と混合されて未燃成分も燃焼させる。燃焼室6の2次燃焼室6Bには、送風機4と2次燃焼室6Bを接続する管路14が接続されていて、管路14に設けられたバルブ14Aの開閉により、燃焼室6に空気を供給することができる。制御装置20からの制御信号を受け、バルブ14Aの開度が制御される。バルブ14Aを2次燃焼空気バルブと記載する場合がある。ボイラ9は、燃焼室6から送られた排ガスとボイラ9内を循環する水と熱交換して蒸気を発生させる。蒸気は管路13を通じて図示しない発電用のタービンへ供給される。管路13には、蒸気の流量を検出する蒸気流量センサ11が設けられている。蒸気流量センサ11は制御装置20と接続されていて、蒸気流量センサ11が計測した計測値は、制御装置20へ送信される。 The combustion chamber 6 is composed of a primary combustion chamber 6A and a secondary combustion chamber 6B above the grate 3, and the boiler 9 is arranged downstream of the combustion chamber 6. The primary combustion chamber 6A is provided above the grate 3, and the secondary combustion chamber 6B is provided further above the primary combustion chamber 6A. In the primary combustion chamber 6A, the pyrolysis gas generated from the garbage is burned, and the unburned pyrolysis gas remaining in the primary combustion chamber 6A is sent to the secondary combustion chamber 6B, where it is It is mixed with the secondary combustion air to burn the unburned components as well. The secondary combustion chamber 6B of the combustion chamber 6 is connected to a conduit 14 that connects the blower 4 and the secondary combustion chamber 6B. can be supplied. A control signal from the control device 20 is received to control the opening of the valve 14A. Valve 14A may be referred to as a secondary combustion air valve. The boiler 9 exchanges heat between the exhaust gas sent from the combustion chamber 6 and the water circulating in the boiler 9 to generate steam. The steam is supplied through a pipeline 13 to a turbine for power generation (not shown). The pipeline 13 is provided with a steam flow rate sensor 11 that detects the flow rate of steam. The steam flow rate sensor 11 is connected to the control device 20 , and the measured value measured by the steam flow rate sensor 11 is transmitted to the control device 20 .

ボイラ9の排ガス出口には、煙道12が接続されていて、ボイラ9で熱回収された排ガスは煙道12を通過して不図示の排ガス処理設備を通過後、外部に排出される。 An exhaust gas outlet of the boiler 9 is connected to a flue 12, and exhaust gas heat-recovered by the boiler 9 passes through the flue 12, passes through an exhaust gas treatment facility (not shown), and is discharged to the outside.

煙道12には、排ガスの酸素濃度を検出する酸素濃度センサ15が設けられている。酸素濃度センサ15は制御装置20と接続されていて、酸素濃度センサ15が計測した計測値は、制御装置20へ送信される。ボイラ2パス目には2パスの温度を計測する温度センサ17Aが設けられ、煙道12には、排ガスのCO濃度を計測するCO濃度センサ17Bと、排ガスのNOx濃度を検出するNOx濃度センサ17Cと、が設けられている。これらのセンサ17A~17Cの各々は制御装置20と接続されていて、センサ17A~17Cが計測した計測値は、制御装置20へ送信される。また、管路8Fには、風箱5A~5Eを通じて1次燃焼室6Aへ供給される1次燃焼空気の流量を検出する流量センサ17Dが設けられ、管路14には、2次燃焼室6Bへ供給される2次燃焼空気の流量を検出する流量センサ17Eが設けられている。これらのセンサ17D~17Eは制御装置20と接続されていて、流量センサ17D~17Eが計測した計測値は、制御装置20へ送信される。燃焼室6には、燃焼室6内の温度を計測する温度センサ16が設けられている。温度センサ16は制御装置20と接続されていて、温度センサ16が計測した計測値は、制御装置20へ送信される。これらのセンサは、一般的なゴミ焼却発電プラントにおいて設けられているものである。 The flue 12 is provided with an oxygen concentration sensor 15 for detecting the oxygen concentration of the exhaust gas. The oxygen concentration sensor 15 is connected to the control device 20 , and the measured value measured by the oxygen concentration sensor 15 is transmitted to the control device 20 . The second pass of the boiler is provided with a temperature sensor 17A for measuring the temperature of the second pass, and the flue 12 is provided with a CO concentration sensor 17B for measuring the CO concentration of the exhaust gas and a NOx concentration sensor 17C for detecting the NOx concentration of the exhaust gas. and is provided. Each of these sensors 17A-17C is connected to control device 20, and the measured values measured by sensors 17A-17C are transmitted to control device 20. FIG. Further, a flow rate sensor 17D for detecting the flow rate of the primary combustion air supplied to the primary combustion chamber 6A through the wind boxes 5A to 5E is provided in the pipeline 8F, and a flow sensor 17D is provided in the pipeline 14 to detect the secondary combustion chamber 6B. A flow sensor 17E is provided for detecting the flow rate of the secondary combustion air supplied to. These sensors 17D-17E are connected to the controller 20, and the measured values measured by the flow sensors 17D-17E are sent to the controller 20. FIG. A temperature sensor 16 for measuring the temperature inside the combustion chamber 6 is provided in the combustion chamber 6 . The temperature sensor 16 is connected to the control device 20 , and the measured values measured by the temperature sensor 16 are transmitted to the control device 20 . These sensors are provided in a general refuse incineration power plant.

制御装置20は、データ取得部21と、燃焼速度推定部22と、制御部23と、記憶部24と、を備える。
データ取得部21は、各センサ11、15、16、17A~17Dが計測した計測値、ユーザの指示値など各種データを取得する。例えば、データ取得部21は、蒸気流量センサ11が計測した蒸気流量の計測値を取得する。
The control device 20 includes a data acquisition section 21 , a combustion rate estimation section 22 , a control section 23 and a storage section 24 .
The data acquisition unit 21 acquires various data such as measurement values measured by the sensors 11, 15, 16, 17A to 17D and user instruction values. For example, the data acquisition unit 21 acquires the measured value of the steam flow rate measured by the steam flow rate sensor 11 .

燃焼速度推定部22は、燃焼室6(以下、炉と記載する場合がある。)におけるゴミの燃焼速度を算出する。特許文献4に開示があるように、炉での発熱量が低下する原因には、(a)燃焼するごみが炉内に少なくなった場合(燃料不足)、(b)供給するゴミにより、炎が鎮火する場合(燃料過剰)の相反する原因がある。発熱量が低下すると、蒸気流量センサ11が計測する蒸気流量も低下するので、蒸気流量の低下も(a)と(b)の相反する原因による。従来の燃焼制御では、(a)の燃料不足に対する補償をするため、原因が(b)であると連続的にごみ供給を続けることになり、ますます発熱量を下げることになる(逆応答)場合がある。そこで、従来方式のプラントでは、発熱量低下の時間がある程度長期にわたり継続するとアラームを発し、操作員による原因の推定と原因を解消するための復帰操作を行うなどの対応を行っている。これに対し、本開示では、燃焼速度推定部22によって、炉全体としてのゴミの燃え難さ、即ち、炉内で起きる単位時間当たりの燃焼、言い換えれば燃焼速度を、蒸気流量、燃焼室温度、排気ガス中の酸素濃度などの“既設の”センサ(順に、蒸気流量センサ11、温度センサ16、酸素濃度センサ15)に基づきリアルタイムに推定し、推定した燃焼速度を燃焼空気の供給量やゴミの供給量の算出に用いる。後述するように、本開示のゴミ供給量の制御では、フィードバック制御により蒸気流量の変動を抑制するようにゴミ供給量を決定する。その際、ゴミ供給量を指令するフィードバック制御器の設定値を、推定した燃焼速度に適応させる。具体的には、例えば、ごみが燃え難い場合(燃焼速度が小)は(b)に該当するので、フィードバックゲインを下げて過剰供給を回避する。それ以外であれば、(a)に該当するのでフィードバックゲインを平常値とする。これにより、(a)、(b)それぞれの発熱量の低下に適切に対処することができる。 The combustion speed estimator 22 calculates the combustion speed of dust in the combustion chamber 6 (hereinafter sometimes referred to as furnace). As disclosed in Patent Document 4, the causes for the decrease in the calorific value in the furnace are: (a) when the amount of combustible waste is reduced in the furnace (fuel shortage); If the fire is extinguished (excess fuel), there are conflicting causes. When the calorific value decreases, the flow rate of steam measured by the steam flow rate sensor 11 also decreases. Therefore, the decrease in the flow rate of steam is also due to conflicting causes (a) and (b). In the conventional combustion control, in order to compensate for the fuel shortage in (a), if the cause is (b), the garbage will continue to be supplied continuously, and the calorific value will decrease further (reverse response). Sometimes. Therefore, in the conventional plant, if the calorific value decrease continues for a certain long period of time, an alarm is issued, and the operator assumes the cause and performs a recovery operation to eliminate the cause. On the other hand, in the present disclosure, the combustion rate estimating unit 22 determines the difficulty of burning the waste in the furnace as a whole, that is, the combustion per unit time that occurs in the furnace, in other words, the combustion rate, the steam flow rate, the combustion chamber temperature, Based on the "existing" sensors (steam flow rate sensor 11, temperature sensor 16, oxygen concentration sensor 15 in order) such as the oxygen concentration in the exhaust gas, the estimated combustion speed is estimated in real time based on the amount of combustion air supply and the amount of dust. Used to calculate the amount of supply. As will be described later, in the dust supply amount control of the present disclosure, the dust supply amount is determined by feedback control so as to suppress fluctuations in the steam flow rate. At that time, the setting value of the feedback controller that commands the dust supply amount is adapted to the estimated burning rate. Specifically, for example, when the waste is difficult to burn (the burning speed is low), (b) is applied, so the feedback gain is lowered to avoid oversupply. Otherwise, since it corresponds to (a), the feedback gain is set to the normal value. As a result, it is possible to appropriately deal with the decrease in the amount of heat generated in (a) and (b).

燃焼速度の推定結果を意図通りに機能させるためには、ゴミの燃焼速度をいかに早く推定するかが重要となる。特許文献2、3を用いて説明したように、ゴミの単位供給量当たりの発熱量(低位発熱量)の推定には原理的な課題がある。そこで、本開示では低位発熱量に代えて燃焼速度を指標とする。低位発熱量が供給されるゴミの単位質量あたりの発熱量であるのに対し、燃焼速度は、炉全体の発熱を表し、炉内にあるゴミの質量は問わない。また、燃焼速度には、炉内のゴミの燃焼に限らず熱分解ガスの燃焼も含まれる。前述のとおり、ゴミ焼却設備100では、ゴミは投入されて燃え尽きるまでには時間が掛かるので、炉内には大量のゴミの蓄積がある。その蓄積の燃焼速度は、炉全体としては、ほぼ一定値であるものの時間的に変動し、その結果が、蒸気流量センサ11が計測する蒸気流量の変動となる。燃焼速度の変動の原因は、新たに供給されたゴミが水分を多く含んでおり周囲の燃焼を妨げること、ゴミ層の崩壊などにより燃焼空気の供給が変わること等、多様である。燃焼速度の変動は、蒸気流量以外にも、ゴミ焼却設備100の計測値(上述の燃焼室温度、排気ガス中の酸素濃度など)にも表れる。本開示では、既存のセンサによる計測値から炉内の燃焼速度をリアルタイムに推定する。 In order for the estimation result of the burning velocity to function as intended, it is important to estimate the burning velocity of the dust as quickly as possible. As described using Patent Documents 2 and 3, there is a theoretical problem in estimating the calorific value (lower calorific value) per unit supply amount of dust. Therefore, in the present disclosure, the burning rate is used as an index instead of the lower heating value. The lower calorific value is the calorific value per unit mass of dust fed, while the burning rate represents the heat generation of the entire furnace, regardless of the mass of the dust in the furnace. Moreover, the combustion rate includes not only combustion of refuse in the furnace but also combustion of pyrolysis gas. As described above, in the refuse incineration facility 100, it takes time for the refuse to burn up after it is put in, so a large amount of refuse accumulates in the furnace. Although the accumulated burning rate is substantially constant in the furnace as a whole, it fluctuates with time, and the result is the fluctuation of the steam flow rate measured by the steam flow rate sensor 11 . There are various reasons for the fluctuation of the burning speed, such as newly supplied dust containing a lot of moisture that interferes with the combustion of the surroundings, and changes in the supply of combustion air due to the collapse of the dust layer. Fluctuations in the combustion speed also appear in measured values of the refuse incineration facility 100 (the above-mentioned combustion chamber temperature, oxygen concentration in the exhaust gas, etc.) in addition to the steam flow rate. In the present disclosure, the combustion rate in the furnace is estimated in real time from the measured values of the existing sensors.

(燃焼速度の推定手順)
ゴミ焼却設備100では、ゴミの燃焼速度は絶えず変動することが避けられない。ゴミ焼却設備100では、供給したゴミの一部が瞬時に燃えることはあっても、大部分は可燃物として炉の火格子3の上に蓄積し、乾燥した部分から順に燃える。例えば、乾燥が済んだゴミの塊があり、その表面が燃焼しているとする。そのとき、火格子3が動くなどしてゴミの塊が割れ、新規に燃焼空気に触れる表面が発生すれば、そこから新たに燃焼が始まり、炉全体の燃焼速度は増える。逆に、その表面に湿分を多く含んだゴミが被さり温度が下がる、または、燃焼空気の供給が途絶えるなどすれば、燃焼が阻害され、炉全体としての燃焼速度は減る。ゴミ焼却設備100では、このような燃焼速度の変動が絶えず起きている。これとは対照的に微粉炭の燃焼や、石油または天然ガスは、炉に供給されると瞬時に燃え尽きるので、供給流量が一定であれば燃焼速度も一定である。
(Procedure for estimating burning speed)
In the refuse incineration facility 100, it is inevitable that the burning rate of refuse constantly fluctuates. In the garbage incineration equipment 100, even if some of the supplied garbage burns instantly, most of it accumulates as combustibles on the grate 3 of the furnace and burns sequentially from the dry part. For example, suppose there is a clump of dust that has been dried and its surface is on fire. At that time, when the fire grate 3 moves and the lump of dust cracks, and a new surface comes into contact with the combustion air, new combustion starts from there, and the combustion speed of the whole furnace increases. Conversely, if the surface is covered with dust containing a lot of moisture and the temperature drops, or if the supply of combustion air is interrupted, combustion will be hindered and the combustion rate of the furnace as a whole will decrease. In the garbage incineration facility 100, such fluctuations in combustion speed are constantly occurring. In contrast, the combustion of pulverized coal, or oil or natural gas, burns out instantaneously once it is fed into the furnace, so if the supply flow rate is constant, the burning rate is also constant.

燃焼速度qの変動により、ゴミ焼却設備100の計測値yも変動する。両者の変動を式(2)のように1次式で近似する。
y=c×q ・・・(2)
以下では、具体的に、計測値yは蒸気流量、燃焼室温度、排気ガスの酸素濃度であるとして説明する。これらは一例であり、ボイラの2パス温度や排ガスのNOx濃度、排ガスのCO濃度、1次燃焼空気流量、2次燃焼空気流量などであってもよい。式(2)のcは3行1列の係数ベクトルである。cは、燃焼速度が増加したときの計測値y、すなわち蒸気流量、燃焼室温度、排気ガスの酸素濃度の変動を表している。燃焼量が増加すれば、蒸気流量は増加し、燃焼室温度は増加し、排ガスの酸素濃度は減少する。cは増加や減少を定量化する係数ベクトルである。
The measured value y of the garbage incineration equipment 100 also fluctuates due to fluctuations in the combustion speed q. Both fluctuations are approximated by a linear expression as shown in Equation (2).
y=c 1 ×q (2)
In the following description, it is assumed that the measured value y is the steam flow rate, the combustion chamber temperature, and the oxygen concentration of the exhaust gas. These are just examples, and may be boiler two-pass temperature, exhaust gas NOx concentration, exhaust gas CO concentration, primary combustion air flow rate, secondary combustion air flow rate, and the like. c1 in equation (2) is a coefficient vector of 3 rows and 1 column. c1 represents the variation of the measured value y, that is, the steam flow rate, the combustion chamber temperature, and the oxygen concentration of the exhaust gas when the combustion rate increases. As the combustion amount increases, the steam flow rate increases, the combustion chamber temperature increases, and the oxygen concentration in the exhaust gas decreases. c1 is a coefficient vector that quantifies the increase or decrease.

式(2)は、燃焼速度qの変動から計測値yの変動を与えるが、このままでは燃焼速度qを逆算することはできない。以下では、計測値yの変動から燃焼速度を推定する方法について述べる。まず、蒸気流量、燃焼室温度、排気ガスの酸素濃度などの計測値を列要素とする計測値ベクトルyを構成し、分散共分散行列Qを式(3)のように求める。Var(y)はベクトルyの分散共分散行列を表す。
□Q=Var(y)・・・(3)
次に、分散共分散行列Qを特異値分解し、式(4)の特異ベクトルu(i=1、2、3)と特異値σ (i=1,2,3)を求める。ここに特異値分解の慣例に従って特異値は大きさの順にソートする。すなわちσ が最大特異値、σ が最小特異値である。右肩の記号Tは、行列またはベクトルの転置を表す。
Equation (2) gives the variation of the measured value y from the variation of the burning speed q, but the burning speed q cannot be back calculated as it is. A method for estimating the burning speed from the variation of the measured value y will be described below. First, a measured value vector y whose column elements are measured values of steam flow rate, combustion chamber temperature, oxygen concentration of exhaust gas, etc. is constructed, and a variance-covariance matrix Q0 is obtained as shown in equation (3). Var(y) represents the variance-covariance matrix of vector y.
□Q 0 =Var(y) (3)
Next, singular value decomposition is performed on the variance-covariance matrix Q 0 to obtain singular vectors u i (i=1, 2, 3) and singular values σ 2 i (i=1, 2, 3) of equation (4). . Here singular values are sorted in order of magnitude according to the singular value decomposition convention. That is, σ 2 1 is the maximum singular value and σ 2 3 is the minimum singular value. The superscript T represents the transpose of a matrix or vector.

Figure 2022183710000003
Figure 2022183710000003

次に、未知の外乱ρがあるものとして、以下の式(5)のように、計測値yの変動を特異ベクトルuと未知の外乱ρとで表す。未知の外乱ρは、成分として式(2)の燃焼速度の変動qを含んでいるが、まだ実態はわからない。両者の関係は以下で説明する。uは計測値ベクトルyの分散共分散行列Qを特異値分解することにより値が決まる。計測値ベクトルyは、未知の外乱ρにより変動するとして、式(5)のように、計測値ベクトルyをρの線形結合で表す。ρの要素をρi(i=1,2,3)と表している。 Next, assuming that there is an unknown disturbance ρ, the change in the measured value y is represented by the singular vector u and the unknown disturbance ρ as in the following equation (5). The unknown disturbance ρ contains the fluctuation q of the burning speed of the equation (2) as a component, but the actual situation is not known yet. The relationship between the two will be explained below. The value of u is determined by singular value decomposition of the variance-covariance matrix Q0 of the measurement value vector y. Assuming that the measured value vector y fluctuates due to an unknown disturbance ρ, the measured value vector y is represented by a linear combination of ρ as in Equation (5). Elements of ρ are represented as ρi (i=1, 2, 3).

Figure 2022183710000004
Figure 2022183710000004

分散共分散行列Qの対称性から、特異ベクトルuには、式(6)の性質がある。 Due to the symmetry of the variance-covariance matrix Q0 , the singular vector u has the property of Equation (6).

Figure 2022183710000005
Figure 2022183710000005

従って、式(5)と式(6)から、ρは式(5A)のように陽に値が決まる。 Therefore, from equations (5) and (6), the value of ρ is explicitly determined as in equation (5A).

Figure 2022183710000006
Figure 2022183710000006

ρの分散共分散行列は式(7)のようになる。 The variance-covariance matrix of ρ is given by Equation (7).

Figure 2022183710000007
Figure 2022183710000007

未知の外乱の第1要素であるρの分散は、式(7)が示すように、最大特異値σ だから、計測値ベクトルyの変動主にρに起因する。なぜなら、特異値の性質から、
Var(y1)+Var(y2)+Var(y3)= σ +σ +σ
・・・(8)
が成り立ち、特にσ >>σ +σ であるならば、次式(8A)のように近似されるからである。
The variance of ρ 1 , which is the first element of the unknown disturbance, is the maximum singular value σ 1 2 , as shown in Equation (7), so the variation of the measured value vector y is mainly due to ρ 1 . Because from the property of singular value,
Var(y1)+Var(y2)+Var(y3)=σ 1 22 23 2
... (8)
holds, and particularly if σ 1 2 >>σ 2 23 2 , the approximation is given by the following equation (8A).

Figure 2022183710000008
Figure 2022183710000008

式(8A)は計測値ベクトルyの変動はρで支配されることを表している。一方、ゴミ焼却設備100の計測値の変動は、燃焼速度の変動によることが分かっているので、ρを燃焼焼速度qの推定値とすることは合理的である。式(5A)から、ρ1の計算に関係する部分を取り出すと、燃焼速度の変動の推定式として式(9)を得る。式(9)によれば、計測値yに基づいて、少ない計算量で迅速に燃焼速度qの推定値を計算することができる。 Equation (8A) expresses that the variation of the measurement vector y is governed by ρ1 . On the other hand, since it is known that fluctuations in the measured values of the garbage incineration equipment 100 are caused by fluctuations in the combustion speed, it is rational to use ρ1 as an estimated value of the combustion speed q. Taking out the part related to the calculation of ρ1 from the equation (5A), the equation (9) is obtained as an estimation equation of the fluctuation of the burning speed. According to the formula (9), the estimated value of the burning speed q can be quickly calculated with a small amount of calculation based on the measured value y.

Figure 2022183710000009
Figure 2022183710000009

上述のように、燃焼焼速度qの推定には、燃焼室温度、排ガスの酸素濃度、蒸気流量に代えて/加えて、ボイラ2パス温度、排ガスのCO濃度、排ガスのNOx濃度、1次燃焼空気流量、2次燃焼空気流量などを用いてもよい。 As described above, in estimating the combustion burning rate q, instead of/in addition to the combustion chamber temperature, the oxygen concentration of the exhaust gas, the steam flow rate, the boiler 2-pass temperature, the CO concentration of the exhaust gas, the NOx concentration of the exhaust gas, the primary combustion Air flow rate, secondary combustion air flow rate, etc. may be used.

上記した燃焼速度qの推定方法は一例であってこれに限定されない。例えば、ニューラルネットや深層学習などの手法を使って燃焼速度qを推定する推定モデルを作成してもよい。 The method for estimating the combustion speed q described above is just an example, and the present invention is not limited to this. For example, an estimation model for estimating the burning speed q may be created using techniques such as neural networks and deep learning.

制御部23は、ゴミ焼却設備100の動作を制御する。例えば、蒸気流量センサ11が計測する蒸気流量等を監視しながら、燃焼室6へのゴミの供給量、燃焼室6への燃焼空気の供給量を算出し、これらを調整することにより、ゴミの燃焼制御を行う。具体的には、制御部23は、送風機4の回転数やバルブ8A~8E、バルブ14Aの開度制御により、所望の量の燃焼空気を燃焼室6へ供給し、プッシャ10の制御により、所望の量のゴミを燃焼室6へ供給する。例えば、蒸気流量の計測値と設定値の偏差に基づいてゴミの供給量を算出し、蒸気流量の設定値に基づいて燃焼空気の供給量を算出する。本開示では、これに加えて、さらに燃焼速度推定部22が推定したリアルタイムな燃焼速度qを加味して、ゴミの供給量や燃焼空気の供給量を算出する(第一実施形態~第六実施形態)。 The control unit 23 controls operations of the refuse incineration facility 100 . For example, while monitoring the steam flow rate and the like measured by the steam flow rate sensor 11, the amount of dust supplied to the combustion chamber 6 and the amount of combustion air supplied to the combustion chamber 6 are calculated, and by adjusting these, the amount of dust is reduced. Combustion control. Specifically, the control unit 23 supplies a desired amount of combustion air to the combustion chamber 6 by controlling the rotational speed of the blower 4 and the opening degrees of the valves 8A to 8E and the valve 14A. to the combustion chamber 6. For example, the dust supply amount is calculated based on the deviation between the measured value of the steam flow rate and the set value, and the combustion air supply amount is calculated based on the set value of the steam flow rate. In the present disclosure, in addition to this, the real-time burning speed q estimated by the burning speed estimating unit 22 is added to calculate the amount of dust supply and the amount of combustion air supplied (first embodiment to sixth embodiment form).

記憶部24は、データ取得部21が取得した情報や、制御に必要な情報、例えば、蒸気流量設定値SVなどを記憶する。 The storage unit 24 stores information acquired by the data acquisition unit 21 and information necessary for control, such as the steam flow rate setting value SV.

<第一実施形態>
図2を用いて第一実施形態のゴミ焼却設備100の制御について説明する。
(構成)
図2は、第一実施形態に係る制御装置の要部の機能構成の一例を示す図である。
図2に制御装置20のうち、燃焼速度推定部22と制御部23の要部の構成を示す。燃焼速度推定部22は、上述の手順により、燃焼速度qを推定する。制御部23は、係数算出テーブル231と、PI制御器232と、を備える。記憶部24には、蒸気流量の設定値SVが記録されている。ゴミ焼却設備100は、蒸気流量センサ11が計測する蒸気流量が設定値SVとなるように運転される。
<First embodiment>
Control of the refuse incineration equipment 100 of the first embodiment will be described with reference to FIG.
(Constitution)
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a main part of the control device according to the first embodiment;
FIG. 2 shows the configuration of the main parts of the combustion speed estimator 22 and the controller 23 of the controller 20. As shown in FIG. The combustion speed estimator 22 estimates the combustion speed q according to the procedure described above. The control unit 23 has a coefficient calculation table 231 and a PI controller 232 . The set value SV of the steam flow rate is recorded in the storage unit 24 . The garbage incineration facility 100 is operated so that the steam flow rate measured by the steam flow rate sensor 11 becomes the set value SV.

制御部23は、燃焼速度qに応じて給じん制御の強さを変える。例えば、ゴミ供給量の調節にPI制御器が使用されているならば、比例ゲインの値を燃焼速度qに従って変更する。図2の係数算出テーブル231に示すように、ゲイン可変化係数βを、燃焼速度qの関数として予め設定しておく。制御部23は、燃焼速度qに基づいて、係数算出テーブル231を参照し、燃焼速度qに対応する係数βを取得する。PI制御器232は、例えば、蒸気流量(t/h)の設定値(目標値)SVと、蒸気流量センサ11による計測値PVと、を入力し、その偏差をPI演算(比例積分演算)してゴミ供給量(m/h)をMVとして出力する。その際、次式(10)のようにPI制御の比例ゲインKにゲイン可変化係数βを乗じることにより変更する。 The control unit 23 changes the strength of the dust supply control according to the combustion speed q. For example, if a PI controller is used to regulate the dirt feed rate, the value of the proportional gain is changed according to the burn rate q. As shown in the coefficient calculation table 231 of FIG. 2, the gain varying coefficient β is set in advance as a function of the combustion speed q. Based on the burning speed q, the control unit 23 refers to the coefficient calculation table 231 and acquires the coefficient β corresponding to the burning speed q. The PI controller 232 inputs, for example, the set value (target value) SV of the steam flow rate (t/h) and the measured value PV by the steam flow rate sensor 11, and performs PI calculation (proportional integral calculation) on the deviation. output the dust supply amount (m 3 /h) as MV. At that time, the proportional gain KP of the PI control is changed by multiplying it by a gain varying coefficient β as shown in the following equation (10).

Figure 2022183710000010
Figure 2022183710000010

変更の仕方としては、燃焼速度qが小さいとき、すなわち燃え難い場合(上記の(b))には、炉内にゴミが燃えずに残っているのでさらにゴミを追加する必要はない。したがって、蒸気流量偏差に比例してゴミ供給量を増やす比例ゲインを、例えば、通常の半分にする。PI制御器232の比例ゲインを運転中に変更する場合、制御器は速度型のアルゴリズムで実装することが一般的である。PI制御器232は比例ゲインの他、積分時定数Tも調整定数である。積分時定数Tについても、比例ゲインと同様に燃焼速度qに従って変更しても良い。制御部23は、PI制御器232が出力したMVに基づいてプッシャ10の押出量を制御する。 As for the method of change, when the burning speed q is small, that is, when it is difficult to burn (above (b)), there is no need to add more dust because the dust remains in the furnace without being burned. Therefore, the proportional gain for increasing the dust supply amount in proportion to the steam flow rate deviation is halved, for example. When changing the proportional gain of the PI controller 232 during operation, the controller is typically implemented with a velocity type algorithm. In addition to the proportional gain, the PI controller 232 also adjusts the integral time constant TI . The integral time constant TI may also be changed according to the combustion speed q, like the proportional gain. The control unit 23 controls the extrusion amount of the pusher 10 based on the MV output by the PI controller 232 .

(動作)
次に、図3を参照して、第一実施形態に係る処理(ゴミ供給量制御)の流れについて説明する。
図3は、第一実施形態に係る制御装置の動作の一例を示す図である。
データ取得部21と、燃焼速度推定部22と、制御部23は、所定の時間間隔で、以下の処理を実行する。
(motion)
Next, with reference to FIG. 3, the flow of processing (garbage supply amount control) according to the first embodiment will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the operation of the control device according to the first embodiment;
The data acquisition unit 21, the combustion speed estimation unit 22, and the control unit 23 perform the following processes at predetermined time intervals.

データ取得部21は、蒸気流量センサ11が計測した蒸気流量PV、酸素濃度センサ15が計測したO2濃度、温度センサ16が計測した燃焼室6の温度、温度センサ17Aが計測したボイラ2パスの温度、CO濃度センサ17Bが計測した排ガスのCO濃度、NOx濃度センサ17Cが計測した排ガスのNOx濃度、流量センサ17Dが計測した1次燃焼空気流量、流量センサ17Eが計測した2次燃焼空気流量を取得し(ステップS1)、これらの値を燃焼速度推定部22と制御部23へ出力する。 The data acquisition unit 21 detects the steam flow PV measured by the steam flow sensor 11, the O2 concentration measured by the oxygen concentration sensor 15, the temperature of the combustion chamber 6 measured by the temperature sensor 16, and the temperature of the boiler 2 pass measured by the temperature sensor 17A. , the exhaust gas CO concentration measured by the CO concentration sensor 17B, the exhaust gas NOx concentration measured by the NOx concentration sensor 17C, the primary combustion air flow rate measured by the flow sensor 17D, and the secondary combustion air flow rate measured by the flow sensor 17E. (step S 1 ), and outputs these values to the combustion speed estimator 22 and the controller 23 .

燃焼速度推定部22は、蒸気流量PV、酸素濃度、燃焼室温度、ボイラ2パスの温度、CO濃度センサ、NOx濃度、1次燃焼空気流量、2次燃焼空気流量のうちの好ましくは複数個(1個でもよい。)の計測値yを用いて、式(9)により、燃焼速度qを推定する(ステップS2)。燃焼速度推定部22は、燃焼速度qを制御部23へ出力する。 The combustion speed estimating unit 22 preferably selects a plurality of ( ) is used to estimate the burning speed q from equation (9) (step S2). The combustion speed estimator 22 outputs the combustion speed q to the controller 23 .

次に制御部23は、燃焼速度qと係数算出テーブル231とに基づいて、係数βを算出する。次に制御部23は、記憶部24が記憶する蒸気流量の設定値SVを読み出して、算出した係数βと、蒸気流量の設定値SVと、データ取得部21が取得した蒸気流量PVと、式(10)とに基づいて、ゴミ供給量MVを算出する(ステップS3)。制御部23は、ゴミ供給量MVを炉内へ供給できるようにプッシャ10の移動量(押出量)を制御する。 Next, the control unit 23 calculates the coefficient β based on the combustion speed q and the coefficient calculation table 231 . Next, the control unit 23 reads out the set value SV of the steam flow rate stored in the storage unit 24, the calculated coefficient β, the set value SV of the steam flow rate, the steam flow rate PV acquired by the data acquisition unit 21, and the formula Based on (10), the dust supply amount MV is calculated (step S3). The control unit 23 controls the movement amount (extrusion amount) of the pusher 10 so that the refuse supply amount MV can be supplied into the furnace.

本実施形態によれば、蒸気流量、燃焼室温度、排気ガスの酸素濃度などのゴミ焼却設備100に既設のセンサの計測値に基づいて、炉全体としてのゴミの燃焼速度を推定し、蒸気流量の設定値と計測値の偏差をゴミ供給にフィードバックするPI制御器232の設定値(ゲイン)を変更する。これにより、タービンへの蒸気流量を均一化して、発電量を増加させ、安定化することができる。また、燃焼室6の燃焼の安定化により、NOxやCOなどの排出を抑制することができる。 According to the present embodiment, based on the measured values of the sensors installed in the waste incineration equipment 100, such as the steam flow rate, the combustion chamber temperature, and the oxygen concentration of the exhaust gas, the waste burning rate of the entire furnace is estimated, and the steam flow rate is The set value (gain) of the PI controller 232 that feeds back the deviation between the set value and the measured value to the dust supply is changed. As a result, the flow rate of steam to the turbine can be made uniform, and the amount of power generated can be increased and stabilized. In addition, by stabilizing the combustion in the combustion chamber 6, the emission of NOx, CO, etc. can be suppressed.

また、本実施形態によれば、(E1)蒸気流量、燃焼室温度、排気ガスの酸素濃度などのゴミ焼却設備100に既設のセンサ(燃焼速度の変動を反映するセンサ)の計測値に基づいて、ゴミの燃焼速度qを推定する為、新たなセンサの追加を必要としない。(E2)ゴミ供給量に依存する発熱量を指標として、発熱量の変動原因としてゴミの水分など特定の要素に注目するのではなく、ゴミ供給量に依存しない燃焼速度を指標とすることで、注目した特定の要素に効果が限定されることなく、様々な要因で燃焼状態が変動した場合でも、その変動を検出し、制御に結び付けることができる(効果が限定されない)。(E3)制御の指標をゴミ供給量に対する発熱量とすると、ゴミが供給されてから燃焼するまでの時間差によって発熱量の推定に誤差が生じるが、本開示では、発熱量に代えて、燃焼速度を指標とする。発熱量が供給されるゴミの単位質量あたりの発熱量であるのに対し、燃焼速度は、炉全体の発熱を表し、炉内にあるゴミの質量には依存しない。これにより、発熱量を制御指標とした場合のような誤差の発生を生じることが無い。といった効果が得られる。 In addition, according to the present embodiment, (E1) Based on the measured values of the existing sensors (sensors that reflect fluctuations in combustion speed) in the garbage incineration equipment 100 such as the steam flow rate, the combustion chamber temperature, and the oxygen concentration of the exhaust gas , to estimate the burning speed q of the dust, no additional sensor is required. (E2) Using the calorific value that depends on the amount of dust supplied as an index, instead of focusing on specific factors such as the moisture content of the dust as the cause of fluctuations in the calorific value, using the burning rate that does not depend on the amount of dust supplied as an index, Even if the combustion state fluctuates due to various factors, the fluctuation can be detected and linked to control (the effect is not limited), without the effect being limited to the particular element of interest. (E3) If the calorific value with respect to the amount of dust supplied is used as an index for control, an error occurs in estimating the calorific value due to the time difference from when the dust is supplied until it burns. is used as an index. The calorific value is the calorific value per unit mass of refuse fed, while the burning rate represents the heat generation of the entire furnace and is independent of the mass of refuse in the furnace. As a result, there is no error that occurs when the amount of heat generated is used as the control index. Such an effect is obtained.

<第二実施形態>
図4、図5を用いて第二実施形態のゴミ焼却設備100の制御について説明する。
(構成)
図4は、第二実施形態に係る制御装置の要部の機能構成の一例を示す図である。
図4に制御装置20のうち、燃焼速度推定部22と制御部23Aの要部の構成を示す。燃焼速度推定部22は、上述の手順により、燃焼速度qを推定する。制御部23Aは、1次燃焼空気バルブの調整量算出テーブル233と、加算器234と、を備える。記憶部24には、蒸気流量の設定値SVおよび設定値SVに対するバルブ8A~8Eおよびバルブ14Aの基準となる開度が記録されている。
<Second embodiment>
Control of the refuse incineration facility 100 of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.
(Constitution)
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of main parts of a control device according to the second embodiment.
FIG. 4 shows the configuration of the main parts of the combustion speed estimating section 22 and the control section 23A in the control device 20. As shown in FIG. The combustion speed estimator 22 estimates the combustion speed q according to the procedure described above. The control unit 23</b>A includes a primary combustion air valve adjustment amount calculation table 233 and an adder 234 . The storage unit 24 records the set value SV of the steam flow rate and the reference opening degree of the valves 8A to 8E and the valve 14A with respect to the set value SV.

第二実施形態は、主に、炉内の燃焼が過度に活発なとき、すなわち燃焼速度qが大きいときに有効である。ゴミ焼却設備100には、送風機4により燃焼空気が供給される。その空気の一部は、1次燃焼空気として風箱5A~5Eを経由して、火格子3の上に堆積したごみ層を下から上に貫いた後に燃焼室6に流入する。1次燃焼空気がゴミ層を貫くとき、1次燃焼空気の一部は、ゴミ層内部での燃焼に使われ、その発熱によってゴミ層内で発生する可燃性の熱分解ガスは、1次燃焼空気に同伴して燃焼室6に運ばれ、燃焼室6内で燃える。このように、ゴミ層は1次燃焼空気を供給することにより熱分解ガスの発生器として機能する。したがって、1次燃焼空気を制限すれば、熱分解ガスの発生が減り、炉内の燃焼速度を減じることができる。1次燃焼空気の調節による炉内の発熱調節は、特に燃焼速度qが大きいときに有効である。そのような状況では、炉内には充分な量のゴミがあり、ゴミの供給を完全に止めても燃焼が過剰な場合がある。そのときには、炉内にあるゴミの燃焼を制限しなければならない。そのためには、1次燃焼空気の制限が効果的である。逆に炉内の燃焼が不足したとき、すなわち燃焼速度qが小さいときには1次燃焼空気を増やして熱分解ガスの発生を増やすことが有効である。その結果、燃焼室6への熱分解ガスの供給が増え燃焼速度qは増加する。このように、第二実施形態に係る制御は、燃焼速度qの変動を抑制するように作用する。 The second embodiment is mainly effective when combustion in the furnace is excessively active, that is, when the combustion speed q is high. Combustion air is supplied to the refuse incineration facility 100 by the blower 4 . A part of the air passes through the wind boxes 5A to 5E as primary combustion air and flows into the combustion chamber 6 after penetrating the dust layer deposited on the fire grate 3 from the bottom to the top. When the primary combustion air penetrates the garbage layer, part of the primary combustion air is used for combustion inside the garbage layer, and the combustible pyrolysis gas generated in the garbage layer by the heat generated by the primary combustion air is used for the primary combustion. It is carried to the combustion chamber 6 together with the air and burns in the combustion chamber 6. - 特許庁Thus, the dust layer functions as a generator of pyrolysis gases by supplying primary combustion air. Therefore, limiting the primary combustion air can reduce the generation of pyrolysis gases and reduce the rate of combustion in the furnace. Exothermic control in the furnace by adjusting the primary combustion air is effective especially when the combustion speed q is high. In such situations, there may be a sufficient amount of debris in the furnace to cause excessive combustion even if the debris supply is completely stopped. At that time, the burning of refuse in the furnace must be restricted. Limiting the primary combustion air is effective for this purpose. Conversely, when the combustion in the furnace is insufficient, that is, when the combustion speed q is low, it is effective to increase the amount of primary combustion air to increase the generation of pyrolysis gas. As a result, the supply of pyrolysis gas to the combustion chamber 6 increases and the combustion speed q increases. Thus, the control according to the second embodiment acts to suppress fluctuations in the combustion speed q.

1次燃焼空気バルブの開度は、蒸気流量の設定値SVなどに応じて基準値が定められる。1次燃焼空気バルブの調整量算出テーブル233には、図4に示すように、燃焼速度qと、設定値SVに基づく1次燃焼空気バルブ開度の基準値に対する補正量Δγ1との関係が定められている。制御部23は、燃焼速度qと調整量算出テーブル233とに基づいて、1次燃焼空気のバルブ開度の調整量Δγ1を算出する。調整量Δγ1の値は、燃焼速度qの値が小さいときには大きく、qの値が小さいときには大きくなるように設定されている。制御部23は、加算器244を用いて、調整量Δγ1を1次燃焼空気バルブの開度の基準値に加算して1次燃焼空気バルブ開度を調整する。制御部23は、調整後の1次燃焼空気バルブ開度に基づいてバルブ8A~8Eを制御する。 A reference value for the degree of opening of the primary combustion air valve is determined according to the set value SV of the steam flow rate and the like. In the primary combustion air valve adjustment amount calculation table 233, as shown in FIG. 4, the relationship between the combustion speed q and the correction amount Δγ1 for the reference value of the primary combustion air valve opening based on the set value SV is defined. It is The control unit 23 calculates the adjustment amount Δγ1 of the valve opening degree of the primary combustion air based on the combustion speed q and the adjustment amount calculation table 233 . The value of the adjustment amount Δγ1 is set to be large when the value of the combustion speed q is small, and to be large when the value of q is small. The control unit 23 uses the adder 244 to add the adjustment amount Δγ1 to the reference value of the opening of the primary combustion air valve to adjust the opening of the primary combustion air valve. The control unit 23 controls the valves 8A to 8E based on the adjusted primary combustion air valve opening degree.

(動作)
次に、図5を参照して、第二実施形態に係る処理(1次燃焼空気の流量制御)の流れについて説明する。
図5は、第二実施形態に係る制御装置の動作の一例を示す図である。
データ取得部21と、燃焼速度推定部22と、制御部23Aは、所定の時間間隔で、以下の処理を実行する。
(motion)
Next, with reference to FIG. 5, the flow of processing (flow rate control of primary combustion air) according to the second embodiment will be described.
FIG. 5 is a diagram showing an example of the operation of the control device according to the second embodiment.
The data acquisition unit 21, the combustion speed estimation unit 22, and the control unit 23A perform the following processes at predetermined time intervals.

データ取得部21は、蒸気流量PV、O2濃度、燃焼室温度、ボイラ2パスの温度、CO濃度、NOx濃度、1次燃焼空気流量、2次燃焼空気流量を取得し(ステップS1)、これらの計測値を燃焼速度推定部22と制御部23Aへ出力する。 The data acquisition unit 21 acquires the steam flow rate PV, O2 concentration, combustion chamber temperature, boiler 2-pass temperature, CO concentration, NOx concentration, primary combustion air flow rate, and secondary combustion air flow rate (step S1). The measured value is output to the combustion speed estimator 22 and the controller 23A.

燃焼速度推定部22は、蒸気流量PV、O2濃度、燃焼室温度、ボイラ2パスの温度、CO濃度センサ、NOx濃度、1次燃焼空気流量、2次燃焼空気流量のうちの複数個の計測値yを用いて、式(9)により、燃焼速度qを推定する(ステップS2)。燃焼速度推定部22は、推定した燃焼速度qを制御部23Aへ出力する。 Combustion speed estimator 22 measures a plurality of measured values of steam flow rate PV, O2 concentration, combustion chamber temperature, boiler 2-pass temperature, CO concentration sensor, NOx concentration, primary combustion air flow rate, and secondary combustion air flow rate. Using y, the combustion speed q is estimated by equation (9) (step S2). The combustion speed estimator 22 outputs the estimated combustion speed q to the controller 23A.

次に制御部23Aは、燃焼速度qと調整量算出テーブル233とに基づいて、1次燃焼空気のバルブ開度の調整量Δγ1を算出する。次に制御部23Aは、加算器234を使って、記憶部24が記憶する蒸気流量の設定値SVに対応する1次燃焼空気のバルブ開度の基準値と調整量Δγ1を加算して、1次燃焼空気のバルブ開度を算出する(ステップS4)。制御部23Aは、バルブ8A~8Eの開度が、調整後の1次燃焼空気のバルブ開度となるよう制御する。 Next, based on the combustion speed q and the adjustment amount calculation table 233, the control unit 23A calculates the adjustment amount Δγ1 of the valve opening degree of the primary combustion air. Next, the control unit 23A uses the adder 234 to add the reference value of the valve opening degree of the primary combustion air corresponding to the set value SV of the steam flow rate stored in the storage unit 24 and the adjustment amount Δγ1. The valve opening degree of the next combustion air is calculated (step S4). The control unit 23A controls the opening degrees of the valves 8A to 8E to match the adjusted valve opening degrees of the primary combustion air.

本実施形態によれば、蒸気流量、燃焼室温度、排気ガスの酸素濃度などのゴミ焼却設備100に既設のセンサが計測する計測値に基づいて、ゴミの燃焼速度qを推定し、燃焼速度qに基づき、1次燃焼空気流量を調整する。これにより、燃焼速度qの変動を抑制することができる。また、第一実施形態と同様にして、(E1)~(E3)の効果を得ることができる。なお、第二実施形態は、第一実施形態と組み合わせることが可能である。 According to the present embodiment, the combustion speed q of garbage is estimated based on the measured values such as the steam flow rate, the combustion chamber temperature, and the oxygen concentration of the exhaust gas measured by the existing sensors in the garbage incineration equipment 100, and the combustion speed q Adjust the primary combustion air flow rate based on As a result, fluctuations in the combustion speed q can be suppressed. Further, effects (E1) to (E3) can be obtained in the same manner as in the first embodiment. Note that the second embodiment can be combined with the first embodiment.

また、図4では、一例として、1次燃焼空気を1次燃焼空気のバルブ開度を調整することにより調節することとしたが、これ以外の方法として、指令値により1次燃焼空気流量の流量制御をしているならば、1次燃焼空気流量の指令値を調節してもよい。または、1次燃焼空気の元圧(上流側の圧力)を調整してもよい。 In FIG. 4, as an example, the primary combustion air is adjusted by adjusting the valve opening of the primary combustion air. If so, the primary combustion air flow command value may be adjusted. Alternatively, the original pressure (upstream pressure) of the primary combustion air may be adjusted.

<第三実施形態>
図6、図7を用いて第三実施形態のゴミ焼却設備100の制御について説明する。
(構成)
図6は、第三実施形態に係る制御装置の要部の機能構成の一例を示す図である。
図6に制御装置20のうち、燃焼速度推定部22と制御部23Bの要部の構成を示す。燃焼速度推定部22は、上述の手順により、燃焼速度qを推定する。制御部23Bは、1次燃焼空気バルブの調整量算出テーブル233と、加算器234と、2次燃焼空気バルブの調整量算出テーブル235と、加算器236と、を備える。記憶部24には、蒸気流量の設定値SVおよび設定値SVに対するバルブ8A~8Eおよびバルブ14Aの基準となる開度が記録されている。
<Third Embodiment>
Control of the garbage incineration equipment 100 of the third embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.
(Constitution)
FIG. 6 is a diagram showing an example of the functional configuration of the main part of the control device according to the third embodiment.
FIG. 6 shows the configuration of the main parts of the combustion speed estimating section 22 and the control section 23B in the control device 20. As shown in FIG. The combustion speed estimator 22 estimates the combustion speed q according to the procedure described above. The control unit 23</b>B includes a primary combustion air valve adjustment amount calculation table 233 , an adder 234 , a secondary combustion air valve adjustment amount calculation table 235 , and an adder 236 . The storage unit 24 records the set value SV of the steam flow rate and the reference opening degree of the valves 8A to 8E and the valve 14A with respect to the set value SV.

第三実施形態は、第二実施形態で説明した1次燃焼空気バルブの開度制御に加え、さらに2次燃焼空気バルブの開度制御を実施するものである。ゴミの燃焼速度qが一時的に過剰になったとする。このとき、炉内では熱分解ガスの発生は一時的に過剰であり、結果として、ゴミ焼却設備100の排出ガスのO濃度は一時的に不足する。排出ガスのO濃度が不足すると、COなどの有害物質の排出リスクが高まる。そこで、第三実施形態では、燃焼速度qに基づいて1次燃焼空気を調節するのと同時に2次燃焼空気も調節し、O2濃度の不足を補う。例えば、燃焼速度qが過剰なときは1次燃焼空気を減じて熱分解ガスの発生を抑制するとともに、過剰に発生した熱分解ガスを燃焼させるために2次燃焼空気を増やす。逆に、燃焼速度qが過少なときは1次燃焼空気を増やして熱分解ガスの発生を促進する。2次燃焼空気は、熱分解ガスの発生量に対して過剰であるので減じる。これはNOxの発生回避にも役立つ。 The third embodiment controls the opening of the secondary combustion air valve in addition to the opening control of the primary combustion air valve described in the second embodiment. Suppose that the burning speed q of dust becomes excessive temporarily. At this time, the generation of pyrolysis gas is temporarily excessive in the furnace, and as a result, the O 2 concentration of the exhaust gas from the refuse incineration facility 100 is temporarily insufficient. If the O2 concentration of the exhaust gas is insufficient, the risk of emission of harmful substances such as CO increases. Therefore, in the third embodiment, the secondary combustion air is adjusted at the same time as the primary combustion air is adjusted based on the combustion speed q to compensate for the lack of O2 concentration. For example, when the combustion speed q is excessive, the primary combustion air is reduced to suppress the generation of pyrolysis gas, and the secondary combustion air is increased to burn the excessive pyrolysis gas. Conversely, when the combustion speed q is too low, the amount of primary combustion air is increased to promote generation of pyrolysis gas. The secondary combustion air is excessive with respect to the amount of pyrolysis gas generated, so it is reduced. This also helps avoid NOx generation.

2次燃焼空気バルブの調整量算出テーブル235には、図6に示すように、燃焼速度qと、2次燃焼空気バルブ開度の基準値に対する補正量Δγ2との関係が定められている。制御部23Bは、燃焼速度qと調整量算出テーブル235とに基づいて、2次燃焼空気のバルブ開度の調整量Δγ2を算出する。調整量Δγ2の値は、燃焼速度qの値が小さいときには小さく、燃焼速度qの値が大きいときには大きくなるように設定されている。制御部23Bは、加算器245を用いて、調整量Δγ2を2次燃焼空気バルブ開度の基準値に加算して2次燃焼空気バルブ開度を調整する。制御部23Bは、調整後の2次燃焼空気バルブ開度に基づいてバルブ14Aを制御する。 As shown in FIG. 6, the secondary combustion air valve adjustment amount calculation table 235 defines the relationship between the combustion speed q and the correction amount Δγ2 for the reference value of the secondary combustion air valve opening. Based on the combustion speed q and the adjustment amount calculation table 235, the control unit 23B calculates the adjustment amount Δγ2 of the valve opening degree of the secondary combustion air. The value of the adjustment amount Δγ2 is set to be small when the value of the combustion speed q is small, and to be large when the value of the combustion speed q is large. The control unit 23B uses the adder 245 to add the adjustment amount Δγ2 to the reference value of the secondary combustion air valve opening to adjust the secondary combustion air valve opening. The controller 23B controls the valve 14A based on the adjusted secondary combustion air valve opening degree.

(動作)
次に、図7を参照して、第三実施形態に係る処理(1次燃焼空気および2次燃焼空気の流量制御)の流れについて説明する。
図7は、第三実施形態に係る制御装置の動作の一例を示す図である。
データ取得部21と、燃焼速度推定部22と、制御部23Bは、所定の時間間隔で、以下の処理を実行する。
(motion)
Next, with reference to FIG. 7, the flow of processing (flow rate control of primary combustion air and secondary combustion air) according to the third embodiment will be described.
FIG. 7 is a diagram showing an example of the operation of the control device according to the third embodiment.
The data acquisition unit 21, the combustion speed estimation unit 22, and the control unit 23B perform the following processes at predetermined time intervals.

データ取得部21は、蒸気流量PVなどの計測値を取得し(ステップS1)、燃焼速度推定部22と制御部23Bへ出力する。次に燃焼速度推定部22は、燃焼速度qを推定する(ステップS2)。燃焼速度推定部22は、燃焼速度qを制御部23Bへ出力する。 The data acquisition unit 21 acquires measured values such as the steam flow rate PV (step S1), and outputs them to the combustion speed estimation unit 22 and the control unit 23B. Next, the combustion speed estimator 22 estimates the combustion speed q (step S2). The combustion speed estimator 22 outputs the combustion speed q to the controller 23B.

次に制御部23Bは、燃焼速度qと調整量算出テーブル233とに基づいて、1次燃焼空気バルブ開度の調整量Δγ1を算出する。次に制御部23は、加算器234を用いて、記憶部24が記憶する蒸気流量の設定値SVに対応する1次燃焼空気バルブ開度の基準値と調整量Δγ1を加算して、1次燃焼空気バルブ開度を算出する(ステップS4)。制御部23は、バルブ8A~8Eの開度が、調整後の1次燃焼空気のバルブ開度となるよう制御する。 Next, the control unit 23B calculates the adjustment amount Δγ1 of the primary combustion air valve opening based on the combustion speed q and the adjustment amount calculation table 233 . Next, the control unit 23 uses the adder 234 to add the reference value of the primary combustion air valve opening corresponding to the set value SV of the steam flow rate stored in the storage unit 24 and the adjustment amount Δγ1 to obtain the primary A combustion air valve opening is calculated (step S4). The control unit 23 controls the opening degrees of the valves 8A to 8E to match the adjusted opening degrees of the primary combustion air.

また、制御部23Bは、燃焼速度qと調整量算出テーブル235とに基づいて、2次燃焼空気バルブ開度の調整量Δγ2を算出する。次に制御部23は、加算器236を用いて、記憶部24が記憶する蒸気流量の設定値SVに対応する2次燃焼空気バルブ開度の基準値と調整量Δγ2を加算して、2次燃焼空気のバルブ開度を算出する(ステップS5)。制御部23は、バルブ14Aの開度が、調整後の2次燃焼空気のバルブ開度となるよう制御する。ステップS4~S5の処理順は任意でよく、例えば、制御部23Bは、ステップS4~S5の処理を同時に並行して実施してもよい。 The control unit 23B also calculates the adjustment amount Δγ2 of the secondary combustion air valve opening based on the combustion speed q and the adjustment amount calculation table 235 . Next, the control unit 23 uses the adder 236 to add the reference value of the secondary combustion air valve opening corresponding to the set value SV of the steam flow rate stored in the storage unit 24 and the adjustment amount Δγ2 to obtain the secondary The valve opening degree of the combustion air is calculated (step S5). The control unit 23 controls the opening of the valve 14A to match the adjusted opening of the secondary combustion air. The processing order of steps S4 to S5 may be arbitrary, and for example, the control unit 23B may concurrently execute the processing of steps S4 to S5.

本実施形態によれば、蒸気流量、燃焼室温度、排気ガスの酸素濃度などのゴミ焼却設備100に既設のセンサの計測値に基づいて、ゴミの燃焼速度qを推定し、ゴミの燃焼速度qに基づいて、1次燃焼空気流量と2次燃焼空気流量を調整する。これにより、熱分解ガス発生量に応じて2次燃焼空気を調節し、熱分解ガスの完全燃焼を助け、COやNOxなどの有害物質の排出を抑制することができる。また、第一実施形態と同様にして、(E1)~(E3)の効果を得ることができる。第三実施形態は、第一実施形態と組み合わせることが可能である。 According to this embodiment, the combustion speed q of garbage is estimated based on the measured values of the sensors installed in the garbage incineration equipment 100 such as the steam flow rate, the temperature of the combustion chamber, and the oxygen concentration of the exhaust gas. , the primary combustion air flow rate and the secondary combustion air flow rate are adjusted. As a result, the secondary combustion air can be adjusted according to the amount of pyrolysis gas generated, the complete combustion of the pyrolysis gas can be assisted, and the emission of harmful substances such as CO and NOx can be suppressed. Further, effects (E1) to (E3) can be obtained in the same manner as in the first embodiment. The third embodiment can be combined with the first embodiment.

<第四実施形態>
図8を用いて第四実施形態のゴミ焼却発電設備100の制御について説明する。
(構成)
図8は、第四実施形態に係る制御装置の要部の機能構成の一例を示す図である。
図8に制御装置20のうち、燃焼速度推定部22と制御部23Cの要部の構成を示す。燃焼速度推定部22は、上述の手順により、燃焼速度qを推定する。制御部23Cは、風箱配分調整開度算出テーブル237と、加算器238と、減算器239と、を備える。記憶部24には、蒸気流量の設定値SVに対するバルブ8A~8Eの基準となる開度が記録されている。
<Fourth embodiment>
Control of the waste incineration power generation equipment 100 of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 8 .
(Constitution)
FIG. 8 is a diagram showing an example of a functional configuration of main parts of a control device according to the fourth embodiment.
FIG. 8 shows the configuration of the main parts of the combustion speed estimating section 22 and the control section 23C in the control device 20. As shown in FIG. The combustion speed estimator 22 estimates the combustion speed q according to the procedure described above. The control unit 23</b>C includes a wind box distribution adjustment opening calculation table 237 , an adder 238 and a subtractor 239 . The storage unit 24 records the reference opening degrees of the valves 8A to 8E with respect to the set value SV of the steam flow rate.

第四実施形態では、燃焼速度qの変動を抑制するために、燃焼室6におけるゴミの燃焼傾向を考慮して、1次燃焼空気バルブの開度制御において、風箱5A~5Eに供給する燃焼空気の量に差を設ける。ゴミ層は、熱分解ガスの発生器としての側面がある。熱分解ガスの発生能力の大小は風箱5A~5Eの位置に依存する。プッシャ10に近い風箱5A、5Bは熱分解前のゴミ層が厚いので熱分解ガスの発生能力が高い。一方、風箱5C,5D,5Eとゴミが火格子3を進むにつれ、熱分解後のゴミと熾の割合が増え、熱分解ガスの発生能力は下がる。そこで、推定した燃焼速度qが小さいとき、すなわちゴミが燃え難いときは熱分解ガスの発生能力が高いプッシャ10に近い風箱5A等に1次燃焼空気を多く配分し、逆に燃焼速度の推定値qが大きいとき、すなわちゴミが燃え易いときは、熱分解ガスの発生能力が高い風箱5A等への1次燃焼空気の配分を減らして、燃焼を抑制する。 In the fourth embodiment, in order to suppress the fluctuation of the combustion speed q, the combustion tendency of the dust in the combustion chamber 6 is considered, and the combustion gas supplied to the wind boxes 5A to 5E is controlled in the opening degree control of the primary combustion air valve. Make a difference in the amount of air. The dust layer has an aspect as a generator of pyrolysis gases. The magnitude of the ability to generate pyrolysis gas depends on the positions of the wind boxes 5A to 5E. Since the wind boxes 5A and 5B near the pusher 10 have a thick dust layer before pyrolysis, the pyrolysis gas generation capacity is high. On the other hand, as the wind boxes 5C, 5D, 5E and the dust advance through the grate 3, the ratio of dust and soot after pyrolysis increases, and the ability to generate pyrolysis gas decreases. Therefore, when the estimated burning speed q is small, that is, when the garbage is difficult to burn, a large amount of primary combustion air is distributed to the wind box 5A or the like near the pusher 10, which has a high ability to generate pyrolysis gas. When the value q is large, that is, when the garbage is easily combustible, the amount of primary combustion air distributed to the wind box 5A or the like, which has a high ability to generate pyrolysis gas, is reduced to suppress combustion.

図8に、風箱Aと風箱Bを熱分解ガスの発生能力が高いグループとして分類し、風箱Cと風箱D、風箱Eを熱分解ガスの発生能力が低いグループとして分類した場合の構成を示す。風箱配分調整開度算出テーブル237には、図8に示すように、燃焼速度qと、風箱5A~5B、風箱5C~5Eのバルブ開度の基準値に対する補正量ΔγABCDEとの関係が定められている。制御部23Cは、燃焼速度qと風箱配分調整開度算出テーブル237とに基づいて、バルブ8A~8Eの開度の調整量ΔγABCDEを算出する。調整量ΔγABCDEの値は、燃焼速度qが小さいときには大きく、燃焼速度qが大きいときには小さくなるように設定されている。制御部23Cは、加算器238を用いて、調整量ΔγABCDEを、バルブ8A~8Bの開度の基準値に加算する。制御部23Cは、減算器239を用いて、調整量ΔγABCDEを、バルブ8C~8Eの開度の基準値から減算する。制御部23Bは、調整後のバルブ開度に基づいてバルブ8A~8Eを制御する。 FIG. 8 shows the case where the wind boxes A and B are classified as a group with high pyrolysis gas generation capacity, and the wind boxes C, D, and E are classified as a group with low pyrolysis gas generation capacity. shows the configuration of The wind box distribution adjustment opening degree calculation table 237 contains, as shown in FIG . is defined. Based on the combustion speed q and the wind box distribution adjustment opening degree calculation table 237, the control unit 23C calculates the adjustment amount Δγ ABCDE of the opening degree of the valves 8A to 8E. The value of the adjustment amount Δγ ABCDE is set to be large when the combustion speed q is low, and to be small when the combustion speed q is high. The control unit 23C uses the adder 238 to add the adjustment amount Δγ ABCDE to the reference values of the opening degrees of the valves 8A to 8B. The control unit 23C uses the subtractor 239 to subtract the adjustment amount Δγ ABCDE from the reference values of the opening degrees of the valves 8C to 8E. The controller 23B controls the valves 8A to 8E based on the adjusted valve opening degree.

なお、図8では、風箱5A~5Bを1つのグループ、風箱5C~5Eを1つのグループとして設定しているが、これは一例に過ぎない。風箱5A~5Eをグループ化せずに、一つ一つの風箱に対して風箱配分調整開度算出テーブル237を設け、バルブ8A~8Eの開度を調節しても良いし、グループの分け方を、例えば、風箱5A~5Cと風箱5D~5Eのように変更してもよい。また、分類するグループの数を3つとし、各グループの分類を風箱5A~5Bと、風箱5C~5Dと、風箱5Eのように設定してもよい。 In FIG. 8, the wind boxes 5A to 5B are set as one group and the wind boxes 5C to 5E are set as one group, but this is only an example. Instead of grouping the wind boxes 5A to 5E, the wind box distribution adjustment opening degree calculation table 237 may be provided for each wind box to adjust the opening degrees of the valves 8A to 8E. The division may be changed, for example, into wind boxes 5A to 5C and wind boxes 5D to 5E. Alternatively, the number of groups to be classified may be three, and the classification of each group may be set as wind boxes 5A to 5B, wind boxes 5C to 5D, and wind box 5E.

(動作)
第二実施形態の図5を参照して、第四実施形態に係る処理の流れについて説明する。
データ取得部21と、燃焼速度推定部22と、制御部23Cは、所定の時間間隔で、以下の処理を実行する。
(motion)
The flow of processing according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 5 of the second embodiment.
The data acquisition unit 21, the combustion speed estimation unit 22, and the control unit 23C perform the following processes at predetermined time intervals.

データ取得部21は、蒸気流量PVなどの計測値を取得し(ステップS1)、燃焼速度推定部22と制御部23Cへ出力する。次に燃焼速度推定部22は、燃焼速度qを推定する(ステップS2)。燃焼速度推定部22は、燃焼速度qを制御部23Cへ出力する。 The data acquisition unit 21 acquires measured values such as the steam flow rate PV (step S1), and outputs them to the combustion speed estimation unit 22 and the control unit 23C. Next, the combustion speed estimator 22 estimates the combustion speed q (step S2). The combustion speed estimator 22 outputs the combustion speed q to the controller 23C.

次に制御部23Cは、燃焼速度qと風箱配分調整開度算出テーブル237とに基づいて、調整量ΔγABCDEを算出する。次に制御部23は、記憶部24が記憶する蒸気流量の設定値SVに対応するバルブ8A~8Eのバルブ開度の基準値と調整量ΔγABCDEを加減算して、1次燃焼空気のバルブ開度を算出する(ステップS4)。図8の構成例の場合、制御部23は、バルブ8A~8Bの開度については、基準値に調整量ΔγABCDEを加算する。制御部23は、バルブ8C~8Eの開度については、基準値から調整量ΔγABCDEを減算する。制御部23は、バルブ8A~8Eの開度が、調整後の各バルブ開度となるよう制御する。 Next, the control unit 23C calculates the adjustment amount Δγ ABCDE based on the combustion speed q and the wind box distribution adjustment opening calculation table 237 . Next, the control unit 23 adds or subtracts the reference value of the valve opening degree of the valves 8A to 8E corresponding to the set value SV of the steam flow rate stored in the storage unit 24 and the adjustment amount Δγ ABCDE , thereby opening the valve of the primary combustion air. degree is calculated (step S4). In the case of the configuration example of FIG. 8, the control unit 23 adds the adjustment amount Δγ ABCDE to the reference value for the opening degrees of the valves 8A to 8B. The control unit 23 subtracts the adjustment amount Δγ ABCDE from the reference value for the opening degrees of the valves 8C to 8E. The control unit 23 controls the opening degrees of the valves 8A to 8E so as to reach the respective valve opening degrees after adjustment.

第四実施形態によれば、蒸気流量、燃焼室温度、排気ガスの酸素濃度などのゴミ焼却設備100に既設のセンサの計測値に基づいて、ゴミの燃焼速度qを推定し、推定したゴミの燃焼速度qに基づいて、1次燃焼空気を風箱に分配する流量の比率を調整する。これにより、燃焼速度qの変動を精度よく抑制することができる。また、第一実施形態と同様にして、(E1)~(E3)の効果を得ることができる。第四実施形態は、第一実施形態や第三実施形態と組み合わせることができる。 According to the fourth embodiment, the combustion speed q of garbage is estimated based on the measured values of the sensors installed in the garbage incineration facility 100 such as the steam flow rate, the temperature of the combustion chamber, and the oxygen concentration of the exhaust gas, and the estimated garbage Based on the burn rate q, adjust the flow rate of the primary combustion air to the windbox. As a result, fluctuations in the combustion speed q can be suppressed with high accuracy. Further, effects (E1) to (E3) can be obtained in the same manner as in the first embodiment. The fourth embodiment can be combined with the first embodiment and the third embodiment.

<第五実施形態>
図9、図10を用いて第五実施形態のゴミ焼却発電設備100の制御について説明する。
(構成)
図9は、第五実施形態に係る制御装置の要部の機能構成の一例を示す図である。
図9に制御装置20のうち、燃焼速度推定部22と制御部23Dの要部の構成を示す。 燃焼速度推定部22は、上述の手順により、燃焼速度qを推定する。制御部23Dは、分散計算器240と、酸素濃度調整量算出テーブル241と、酸素濃度制御器242と、加算器243~245と、減算器246と、を備える。記憶部24には、蒸気流量の設定値SVに対するバルブ8A~8Eおよびバルブ14Aの基準となる開度、O2濃度の設定値SV_O2が記録されている。
<Fifth Embodiment>
Control of the waste incineration power generation equipment 100 of the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG.
(Constitution)
FIG. 9 is a diagram showing an example of a functional configuration of main parts of a control device according to the fifth embodiment.
FIG. 9 shows the configuration of the main parts of the combustion speed estimating section 22 and the control section 23D in the control device 20. As shown in FIG. The combustion speed estimator 22 estimates the combustion speed q according to the procedure described above. The control unit 23D includes a variance calculator 240, an oxygen concentration adjustment amount calculation table 241, an oxygen concentration controller 242, adders 243 to 245, and a subtractor 246. The storage unit 24 stores the reference opening degree of the valves 8A to 8E and the valve 14A with respect to the set value SV of the steam flow rate and the set value SV_O2 of the O2 concentration.

上述した第三実施形態では、ゴミの燃焼速度qに基づいて、1次燃焼空気流量と同時に2次燃焼空気流量を調整する。2次燃焼空気を調整する理由の一つは、燃焼室6のCO濃度を低下させることである。例えば、1次燃焼空気を減じるよう調整した場合、ゴミ層内に燃焼空気が欠乏し、熱分解ガス中のCO濃度が増加する。そこで、2次燃焼空気を増やし、燃焼室6でCOを完全燃焼させることでCO濃度を低下させる。しかし、ゴミの燃焼速度が時間的に急激に増加する場合には、1次燃焼空気と2次燃焼空気の調節が時間的に間に合わず、一時的にCOが排出されるおそれがある。このような燃焼速度の急増は、供給されるゴミの性質に依存すると考えられている。燃焼速度の急増が一度発生すると、短期間に集中的に発生することが経験上知られている。そこで、第五実施形態では、燃焼速度qの変動が発生したときに、予め2次燃焼空気または1次燃焼空気の流量を増やし、排ガスのO2濃度を高く維持し、燃焼速度qが増加しても燃焼空気の不足を回避してCOの排出を防止する。 In the third embodiment described above, the secondary combustion air flow rate is adjusted at the same time as the primary combustion air flow rate based on the combustion speed q of the dust. One reason for adjusting the secondary combustion air is to reduce the CO concentration in combustion chamber 6 . For example, if adjustments are made to reduce the primary combustion air, there will be a starvation of combustion air in the trash layer and an increase in CO concentration in the pyrolysis gas. Therefore, the CO concentration is reduced by increasing the secondary combustion air and completely burning the CO in the combustion chamber 6 . However, if the combustion speed of the dust rapidly increases with time, the adjustment of the primary combustion air and the secondary combustion air will not be done in time, and CO may be temporarily discharged. It is believed that this burst of burning rate depends on the nature of the refuse being fed. It is empirically known that once a rapid increase in burning velocity occurs, it occurs intensively in a short period of time. Therefore, in the fifth embodiment, when the combustion speed q fluctuates, the flow rate of the secondary combustion air or the primary combustion air is increased in advance, the O2 concentration of the exhaust gas is maintained high, and the combustion speed q increases. It also avoids the lack of combustion air and prevents CO emissions.

分散計算器240は、燃焼速度推定部22が推定した燃焼速度qの直前の所定時間における分散σ を計算する。酸素濃度調整量算出テーブル241には、図9に示すように、分散σ と、酸素濃度調整量ΔγSVO2との関係が定められている。調整量ΔγSVO2の値は、分散σ の値が閾値未満では0、閾値以上となると分散σ の値が大きくなるにつれ、所定値を上限として、その上限値までは大きくなるように設定されている。酸素濃度制御器242は、調整後のO2濃度設定値SV_O2とO2濃度の計測値PV_O2濃度の偏差に基づき、1次燃焼空気バルブ調整開度と2次燃焼空気バルブ調整開度を算出する。例えば、酸素濃度制御器242は、この偏差が大きいほど、1次燃焼空気バルブ調整開度と2次燃焼空気バルブ調整開度のそれぞれに対して、より開度を増加させるよう要求する調整開度を算出する。 The variance calculator 240 calculates the variance σ q 2 at a predetermined time immediately before the combustion speed q estimated by the combustion speed estimator 22 . As shown in FIG. 9, the oxygen concentration adjustment amount calculation table 241 defines the relationship between the variance σ q 2 and the oxygen concentration adjustment amount Δγ SVO2 . The value of the adjustment amount Δγ SVO2 is 0 when the value of the variance σ q 2 is less than the threshold, and increases up to a predetermined upper limit as the value of the variance σ q 2 increases when the value of the variance σ q 2 exceeds the threshold. is set. The oxygen concentration controller 242 calculates the primary combustion air valve adjustment opening and the secondary combustion air valve adjustment opening based on the difference between the adjusted O2 concentration set value SV_O2 and the measured O2 concentration PV_O2 concentration. For example, the oxygen concentration controller 242 requests to increase the openings of the primary combustion air valve adjustment opening and the secondary combustion air valve adjustment opening as the deviation increases. Calculate

(動作)
図10を参照して、第五実施形態に係る処理の流れについて説明する。
データ取得部21と、燃焼速度推定部22と、制御部23Dは、所定の時間間隔で、以下の処理を実行する。
(motion)
The flow of processing according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
The data acquisition unit 21, the combustion speed estimation unit 22, and the control unit 23D perform the following processes at predetermined time intervals.

データ取得部21は、蒸気流量PVなどの計測値を取得し(ステップS1)、燃焼速度推定部22と制御部23Dへ出力する。次に燃焼速度推定部22は、燃焼速度qを推定する(ステップS2)。燃焼速度推定部22は、燃焼速度qを制御部23Dへ出力する。 The data acquisition unit 21 acquires measured values such as the steam flow rate PV (step S1), and outputs them to the combustion speed estimation unit 22 and the control unit 23D. Next, the combustion speed estimator 22 estimates the combustion speed q (step S2). The combustion speed estimator 22 outputs the combustion speed q to the controller 23D.

次に制御部23Dは、分散計算器240を使って、燃焼速度qの分散σ を計算する(ステップS6)。制御部23Dは、分散σ の大きさに応じて、02濃度を補償する1次燃焼空気バルブ開度、2次燃焼空気バルブ開度を算出する(ステップS7)。まず、制御部23Dは、分散σ と酸素濃度調整量算出テーブル241とに基づいて、O2濃度の調整量ΔγSVO2を算出する。次に、加算器243が、O2濃度の設定値SV_O2に、O2濃度の調整量ΔγSVO2を加算する。次に、減算器246が、調整後のSV_O2から、酸素濃度センサ15が計測した計測値PV_O2を減算する。次に酸素濃度制御器242が、調整後のO2濃度設定値SV_O2とO2濃度の計測値PV_O2濃度の偏差に基づいて1次燃焼空気バルブ調整開度と2次燃焼空気バルブ調整開度を算出する。次に制御部23Dは、加算器244を使って、蒸気流量の設定値SVに対応する1次燃焼空気のバルブ開度の基準値と1次燃焼空気バルブ調整開度を加算して、1次燃焼空気のバルブ開度を算出する。また、制御部23Dは、バルブ8A~8Eの開度が算出した開度となるよう制御する。次に制御部23Dは、加算器245を使って、蒸気流量の設定値SVに対応する2次燃焼空気のバルブ開度の基準値と2次燃焼空気バルブ調整開度を加算して、2次燃焼空気のバルブ開度を算出する。制御部23Dは、バルブ14Aの開度が算出した開度となるよう制御する。 Next, the controller 23D uses the variance calculator 240 to calculate the variance σ q 2 of the burning speed q (step S6). The control unit 23D calculates the primary combustion air valve opening and the secondary combustion air valve opening for compensating the 02 concentration according to the magnitude of the variance σ q 2 (step S7). First, the control unit 23D calculates the O2 concentration adjustment amount Δγ SVO2 based on the variance σ q 2 and the oxygen concentration adjustment amount calculation table 241 . Next, the adder 243 adds the O2 concentration adjustment amount Δγ SVO2 to the O2 concentration set value SV_O2. Next, the subtractor 246 subtracts the measured value PV_O2 measured by the oxygen concentration sensor 15 from the adjusted SV_O2. Next, the oxygen concentration controller 242 calculates the primary combustion air valve adjustment opening and the secondary combustion air valve adjustment opening based on the difference between the adjusted O2 concentration set value SV_O2 and the measured O2 concentration PV_O2 concentration. . Next, the control unit 23D uses the adder 244 to add the reference value of the valve opening of the primary combustion air corresponding to the set value SV of the steam flow rate and the adjustment opening of the primary combustion air valve, Calculate the valve opening of the combustion air. Further, the control unit 23D controls the opening degrees of the valves 8A to 8E so as to be the calculated opening degrees. Next, the control unit 23D uses the adder 245 to add the reference value of the secondary combustion air valve opening corresponding to the set value SV of the steam flow rate and the secondary combustion air valve adjustment opening. Calculate the valve opening of the combustion air. The controller 23D controls the opening of the valve 14A to the calculated opening.

本実施形態によれば、蒸気流量、燃焼室温度、排気ガスの酸素濃度などのゴミ焼却設備100に既設のセンサの計測値に基づいて、ゴミの燃焼速度qを推定し、燃焼速度qの分散に基づいて排ガスにおけるO2濃度の設定値を補正し、その設定値に応じて1次燃焼空気流量と2次燃焼空気を調整する。これにより、COガスの排出を抑制することができる。また、第一実施形態と同様にして、(E1)~(E3)の効果を得ることができる。第五実施形態は、第一実施形態~第四実施形態と組み合わせることができる。 According to the present embodiment, the combustion speed q of the garbage is estimated based on the measured values of the sensors installed in the garbage incineration facility 100 such as the steam flow rate, the temperature of the combustion chamber, and the oxygen concentration of the exhaust gas. The set value of the O2 concentration in the exhaust gas is corrected based on, and the primary combustion air flow rate and the secondary combustion air are adjusted according to the set value. Thereby, CO gas emission can be suppressed. Further, effects (E1) to (E3) can be obtained in the same manner as in the first embodiment. The fifth embodiment can be combined with the first to fourth embodiments.

<第六実施形態>
次に図11を参照して、第六実施形態のゴミ焼却発電設備100の制御について説明する。
図11は、第六実施形態に係る制御装置の要部の機能構成の一例を示す図である。
図11に制御装置20のうち、燃焼速度推定部22と制御部23Eの要部の構成を示す。燃焼速度推定部22は、上述の手順により、燃焼速度qを推定する。制御部23Eは、燃焼速度指令器247と、燃焼速度制御器248と、減算器249と、1次燃焼空気バルブの調整量算出テーブル233と、加算器234と、2次燃焼空気バルブの調整量算出テーブル235と、加算器236と、を備える。図11に例示する構成は、第三実施形態の制御部23B(1次燃焼空気バルブの調整量算出テーブル233、加算器234、2次燃焼空気バルブの調整量算出テーブル235、加算器236)と組み合わせた場合の構成である。
<Sixth embodiment>
Next, with reference to FIG. 11, control of the waste incineration power generation equipment 100 of the sixth embodiment will be described.
FIG. 11 is a diagram showing an example of a functional configuration of main parts of a control device according to the sixth embodiment.
FIG. 11 shows the configuration of the main parts of the combustion speed estimating section 22 and the control section 23E in the control device 20. As shown in FIG. The combustion speed estimator 22 estimates the combustion speed q according to the procedure described above. The control unit 23E includes a combustion speed commander 247, a combustion speed controller 248, a subtractor 249, a primary combustion air valve adjustment amount calculation table 233, an adder 234, and a secondary combustion air valve adjustment amount. A calculation table 235 and an adder 236 are provided. The configuration illustrated in FIG. 11 includes the control unit 23B (primary combustion air valve adjustment amount calculation table 233, adder 234, secondary combustion air valve adjustment amount calculation table 235, adder 236) of the third embodiment. This is the configuration when they are combined.

燃焼速度指令器247は、蒸気流量の設定値SVと蒸気流量の計測値PVの偏差(SV-PV)に基づいて、燃焼速度推定部22が推定した燃焼速度qを調整する指令値qsvを算出する。指令値qsvは、蒸気流量の計測値PVを蒸気流量の目標値である設定値SVに一致させるようにするためのゴミの燃焼速度を指令するものである。この指令値qsvに応じた燃焼速度とすることで、蒸気流量PVを精度よく目標値SVに制御することができる。例えば、燃焼速度指令器247は、蒸気流量の偏差(SV-PV)と燃焼速度qの調整量の対応テーブルを備えていて、この対応テーブルに基づいて燃焼速度qを調整する燃焼速度指令値qsvを算出する。燃焼速度制御器248は、燃焼速度指令値qsvと燃焼速度推定部22が推定した燃焼速度qを取得して、例えば、以下の式(11)により、燃焼速度qを補正し、補正後の燃焼速度q~を出力する。
q~=q+Kq(qsv-q) ・・・(11)
ここで、Kqは任意の値の係数である。
補正された燃焼速度q~は、例えば、第三実施形態と同様にして、1次燃焼空気と2次燃焼空気の調整に用いられる。例えば、制御部23Eは、補正後の燃焼速度q~と1次燃焼空気バルブの調整量算出テーブル233とに基づいて調整量Δγ1を算出し、補正後の燃焼速度q~と2次燃焼空気バルブの調整量算出テーブル235とに基づいて調整量Δγ2を算出する。
The combustion speed commander 247 calculates a command value qsv for adjusting the combustion speed q estimated by the combustion speed estimator 22 based on the deviation (SV-PV) between the set value SV of the steam flow rate and the measured value PV of the steam flow rate. do. The command value qsv commands the burning speed of dust for matching the measured value PV of the steam flow rate with the set value SV, which is the target value of the steam flow rate. By setting the combustion speed according to this command value qsv, the steam flow rate PV can be accurately controlled to the target value SV. For example, the combustion speed commander 247 has a correspondence table of the steam flow rate deviation (SV-PV) and the amount of adjustment of the combustion speed q. Based on this correspondence table, the combustion speed command value qsv Calculate The combustion speed controller 248 acquires the combustion speed command value qsv and the combustion speed q estimated by the combustion speed estimator 22, corrects the combustion speed q, for example, according to the following equation (11), and corrects the combustion speed after correction. Output velocity q~.
q~=q+Kq(qsv-q) (11)
where Kq is a coefficient of arbitrary value.
The corrected combustion speed q˜ is used, for example, for adjusting the primary combustion air and the secondary combustion air in the same manner as in the third embodiment. For example, the control unit 23E calculates the adjustment amount Δγ1 based on the corrected combustion speed q˜ and the adjustment amount calculation table 233 of the primary combustion air valve, and calculates the corrected combustion speed q˜ and the secondary combustion air valve. The adjustment amount Δγ2 is calculated based on the adjustment amount calculation table 235 of .

(動作)
図12を参照して、第六実施形態に係る処理の流れについて説明する。
データ取得部21と、燃焼速度推定部22と、制御部23Dは、所定の時間間隔で、以下の処理を実行する。
(motion)
The flow of processing according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG.
The data acquisition unit 21, the combustion speed estimation unit 22, and the control unit 23D perform the following processes at predetermined time intervals.

データ取得部21は、蒸気流量PVなどの計測値を取得し(ステップS1)、燃焼速度推定部22と制御部23Eへ出力する。次に燃焼速度推定部22は、燃焼速度qを推定する(ステップS2)。燃焼速度推定部22は、燃焼速度qを制御部23Eへ出力する。 The data acquisition unit 21 acquires measured values such as the steam flow rate PV (step S1), and outputs them to the combustion speed estimation unit 22 and the control unit 23E. Next, the combustion speed estimator 22 estimates the combustion speed q (step S2). The combustion speed estimation unit 22 outputs the combustion speed q to the control unit 23E.

次に制御部23Eは、燃焼速度qを補正する(ステップS8)。具体的には、制御部23Eは、減算器249を使って、蒸気流量の設定値SVから計測値PVを減算する。制御部23Eは、設定値SVと計測値PVの偏差(SV-PV)を燃焼速度指令器247に入力する。燃焼速度指令器247は、燃焼速度指令値qsvを算出する。制御部23Eは、燃焼速度指令値qsvと、燃焼速度qを燃焼速度制御器248へ入力する。燃焼速度制御器248は、式(11)により、補正後の燃焼速度q~を算出する。制御部23Eは、補正後の燃焼速度q~を用いて、ゴミ供給量の算出(第一実施形態)、1次燃焼空気バルブ開度や2次燃焼空気バルブ開度の算出(第二実施形態~第五実施形態)等により、ゴミ焼却発電設備100の燃焼制御を行う。 Next, the controller 23E corrects the combustion speed q (step S8). Specifically, the control unit 23E uses the subtractor 249 to subtract the measured value PV from the set value SV of the steam flow rate. The control unit 23E inputs the deviation (SV-PV) between the set value SV and the measured value PV to the combustion speed commander 247. A combustion speed commander 247 calculates a combustion speed command value qsv. The controller 23E inputs the combustion speed command value qsv and the combustion speed q to the combustion speed controller 248 . The combustion speed controller 248 calculates the post-correction combustion speed q~ using equation (11). The control unit 23E uses the post-correction combustion speed q~ to calculate the dust supply amount (first embodiment), and to calculate the primary combustion air valve opening degree and the secondary combustion air valve opening degree (second embodiment). to fifth embodiment), etc., the combustion control of the waste incineration power generation equipment 100 is performed.

本実施形態によれば、蒸気流量、燃焼室温度、排気ガスの酸素濃度などのゴミ焼却設備100に既設のセンサの計測値に基づいて、ゴミの燃焼速度qを推定し、ゴミの燃焼速度の指令値を計算し、ゴミの燃焼速度qを指令値と一致させる。これにより、燃焼速度qの変動を抑制しつつ、精度よく蒸気流量PVを設定値SVへ制御することができる。第六実施形態は、第一実施形態~第五実施形態と組み合わせることができる。 According to this embodiment, the combustion speed q of garbage is estimated based on the measured values of the sensors installed in the garbage incineration equipment 100 such as the steam flow rate, the temperature of the combustion chamber, and the oxygen concentration of the exhaust gas. A command value is calculated, and the combustion speed q of dust is matched with the command value. As a result, the steam flow rate PV can be accurately controlled to the set value SV while suppressing fluctuations in the combustion speed q. The sixth embodiment can be combined with the first to fifth embodiments.

図13は、各実施形態に係る制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
コンピュータ900は、CPU901、主記憶装置902、補助記憶装置903、入出力インタフェース904、通信インタフェース905を備える。
上述の制御装置20は、コンピュータ900に実装される。そして、上述した各機能は、プログラムの形式で補助記憶装置903に記憶されている。CPU901は、プログラムを補助記憶装置903から読み出して主記憶装置902に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU901は、プログラムに従って、記憶領域を主記憶装置902に確保する。また、CPU901は、プログラムに従って、処理中のデータを記憶する記憶領域を補助記憶装置903に確保する。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a control device according to each embodiment;
A computer 900 includes a CPU 901 , a main memory device 902 , an auxiliary memory device 903 , an input/output interface 904 and a communication interface 905 .
The control device 20 described above is implemented in a computer 900 . Each function described above is stored in the auxiliary storage device 903 in the form of a program. The CPU 901 reads out the program from the auxiliary storage device 903, develops it in the main storage device 902, and executes the above processing according to the program. Also, the CPU 901 secures a storage area in the main storage device 902 according to the program. In addition, the CPU 901 secures a storage area for storing data being processed in the auxiliary storage device 903 according to the program.

なお、制御装置20の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各機能部による処理を行ってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、CD、DVD、USB等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ900に配信される場合、配信を受けたコンピュータ900が当該プログラムを主記憶装置902に展開し、上記処理を実行しても良い。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。 A program for realizing all or part of the functions of the control device 20 is recorded in a computer-readable recording medium, and the program recorded in this recording medium is read by a computer system and executed. Processing by the functional unit may be performed. The "computer system" here includes hardware such as an OS and peripheral devices. The "computer system" also includes the home page providing environment (or display environment) if the WWW system is used. The term "computer-readable recording medium" refers to portable media such as CDs, DVDs, and USBs, and storage devices such as hard disks incorporated in computer systems. Further, when this program is distributed to the computer 900 via a communication line, the computer 900 receiving the distribution may develop the program in the main storage device 902 and execute the above process. Further, the program may be for realizing part of the functions described above, or may be capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system. .

以上のとおり、本開示に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態及びその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present disclosure have been described above, all these embodiments are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

<付記>
各実施形態に記載の制御装置20、ゴミ焼却設備100、制御方法およびプログラムは、例えば以下のように把握される。
<Appendix>
The control device 20, the garbage incineration facility 100, the control method, and the program described in each embodiment are grasped as follows, for example.

(1)第1の態様に係る制御装置20は、ゴミ焼却設備が備えるセンサが計測した計測値を取得するデータ取得部21と、前記計測値を用いて、前記ゴミ焼却設備の焼却炉(燃焼室6)における燃焼速度qを推定する燃焼速度推定部22と、前記燃焼速度に基づいて、ゴミの供給量または前記焼却炉に供給する燃焼空気の流量を制御する制御部23と、を備える。
これにより、ゴミ焼却炉全体としての燃焼の変動を燃焼速度として検出し、燃焼速度に応じた制御を行うことができるので、燃焼速度の変動を抑制し安定した運転を実現することができる。例えば、一定の蒸気流量を発電用のタービンに供給することで、発電量の安定化、発電量の増大に貢献することができる。また、燃焼の安定化により、NOxやCOなどの排出を抑制することができる。
(1) The control device 20 according to the first aspect includes a data acquisition unit 21 that acquires a measurement value measured by a sensor provided in the garbage incineration facility, and an incinerator (combustion A combustion speed estimation unit 22 for estimating the combustion speed q in the chamber 6) and a control unit 23 for controlling the amount of waste supplied or the flow rate of combustion air supplied to the incinerator based on the combustion speed.
As a result, fluctuations in combustion of the entire garbage incinerator can be detected as the combustion speed, and control can be performed according to the combustion speed, so fluctuations in the combustion speed can be suppressed and stable operation can be realized. For example, by supplying a constant steam flow rate to a power generation turbine, it is possible to contribute to the stabilization and increase of the power generation amount. In addition, by stabilizing combustion, emissions of NOx, CO, and the like can be suppressed.

(2)第2の態様に係る制御装置20は、(1)の制御装置20であって、前記燃焼速度推定部は、前記燃焼速度の推定に用いる前記計測値の分散共分散行列を特異値分解して得る最大特異値に対応する最大特異ベクトルに前記計測値を乗じて前記燃焼速度を推定する(式(9))。
これにより少ない計算負荷で燃焼速度qを算出することができるので、計測値を取得してすぐに現在の燃焼速度qを推定することができる。
(2) The control device 20 according to the second aspect is the control device 20 of (1), wherein the burning speed estimating unit converts the variance-covariance matrix of the measured values used for estimating the burning speed into a singular value The maximum singular vector corresponding to the maximum singular value obtained by decomposition is multiplied by the measured value to estimate the burning velocity (equation (9)).
As a result, the burning speed q can be calculated with a small calculation load, so the current burning speed q can be estimated immediately after obtaining the measured value.

(3)第3の態様に係る制御装置20は、(1)~(2)の制御装置20であって、前記制御部は、ゴミ焼却設備が出力する蒸気流量の目標値と蒸気流量の前記計測値との偏差を補償するゴミ供給量を算出するフィードバック制御器について、前記フィードバック制御器のゲインの大きさを前記燃焼速度に基づいて調整する。
ゴミ供給量を制御することによって、燃焼速度の変動を抑制することができる(第一実施形態)。
(3) The control device 20 according to the third aspect is the control device 20 of (1) to (2), wherein the control unit controls the target value of the steam flow rate output by the garbage incineration facility and the steam flow rate For a feedback controller that calculates the dust supply amount that compensates for the deviation from the measured value, the magnitude of the gain of the feedback controller is adjusted based on the combustion speed.
Fluctuations in the burning speed can be suppressed by controlling the dust supply amount (first embodiment).

(4)第4の態様に係る制御装置20は、(1)~(3)の制御装置20であって、 前記制御部は、前記燃焼速度が所定の閾値より小さい場合、前記ゲインに1より小さい値を乗じる。
ゴミ供給量過剰で燃焼速度が低下している時には、ゴミ供給量を控えめにすることで、燃焼速度を回復させることができる(第一実施形態)。
(4) The control device 20 according to the fourth aspect is the control device 20 of (1) to (3), wherein the control unit increases the gain by 1 when the combustion speed is smaller than a predetermined threshold value. Multiply by the smaller value.
When the amount of dust supplied is excessive and the burning speed is low, the burning speed can be recovered by reducing the amount of dust supplied (first embodiment).

(5)第5の態様に係る制御装置20は、(1)~(4)の制御装置20であって、前記制御部は、前記焼却炉のうちのゴミを焼却する空間である1次燃焼室へ供給する1次燃焼空気の流量を制御する1次燃焼空気バルブの開度を、前記燃焼速度の大きさに応じて、前記燃焼速度が所定の閾値よりも大きいときには前記1次燃焼空気バルブの開度を基準値よりも小さくなるよう制御し、前記燃焼速度が所定の閾値よりも小さいときには前記1次燃焼空気バルブの開度を基準値よりも大きくなるよう制御する。
例えば、燃焼が盛んなときには1次燃焼空気の供給量を少なくし、燃焼が低下している時には1次燃焼空気の供給量を多くすることによって、燃焼室6でのゴミの燃焼を安定化することができる(第二実施形態)。
(5) A control device 20 according to a fifth aspect is the control device 20 of (1) to (4), wherein the control unit is a primary combustion space in the incinerator for incinerating waste. The degree of opening of the primary combustion air valve for controlling the flow rate of the primary combustion air supplied to the chamber is adjusted according to the magnitude of the combustion speed, and when the combustion speed is greater than a predetermined threshold, the primary combustion air valve is is controlled to be less than a reference value, and when the combustion speed is less than a predetermined threshold value, the opening of the primary combustion air valve is controlled to be greater than the reference value.
For example, the amount of primary combustion air supplied is reduced when combustion is vigorous, and the amount of primary combustion air supplied is increased when combustion is low, thereby stabilizing the combustion of dust in the combustion chamber 6. (second embodiment).

(6)第6の態様に係る制御装置20は、(5)の制御装置20であって、前記制御部は、前記燃焼速度が所定の閾値よりも小さい場合、前記1次燃焼室におけるゴミの投入口に近い位置に供給される前記1次燃焼空気を所定の基準値よりも増加させ、前記燃焼速度が所定の閾値よりも大きい場合、前記1次燃焼室におけるゴミの投入口に近い位置に供給される前記1次燃焼空気を所定の基準値よりも減少させる。
熱分解ガスの発生能力に応じて、風箱ごとに1次燃焼空気の供給量を調節することで、より効果的に燃焼速度を安定化させることができる(第四実施形態)。
(6) The control device 20 according to the sixth aspect is the control device 20 of (5), wherein the control unit controls the amount of dust in the primary combustion chamber when the combustion speed is smaller than a predetermined threshold value. The primary combustion air supplied to the position near the inlet is increased above a predetermined reference value, and if the combustion speed is greater than a predetermined threshold value, the primary combustion air is supplied to a position near the dust inlet in the primary combustion chamber. The supplied primary combustion air is reduced below a predetermined reference value.
By adjusting the amount of primary combustion air supplied to each wind box according to the ability to generate pyrolysis gas, the combustion speed can be stabilized more effectively (fourth embodiment).

(7)第7の態様に係る制御装置20は、(1)~(6)の制御装置20であって、前記制御部は、前記焼却炉のうちのゴミの焼却により生じた燃焼ガスを燃焼させる空間である2次燃焼室へ供給する燃焼空気の流量を制御する2次燃焼空気バルブの開度を、前記燃焼速度の大きさに応じて、前記燃焼速度が所定の閾値よりも大きいときには前記2次燃焼空気バルブの開度を基準値よりも大きくなるよう制御し、前記燃焼速度が所定の閾値よりも小さいときには前記2次燃焼空気バルブの開度を基準値よりも小さくなるよう制御する。
CO、Noxなどの排出リスクを低下させることができる(第三実施形態)。
(7) The control device 20 according to the seventh aspect is the control device 20 of (1) to (6), wherein the control unit burns the combustion gas generated by incinerating the garbage in the incinerator. The degree of opening of the secondary combustion air valve for controlling the flow rate of the combustion air supplied to the secondary combustion chamber, which is the space where the combustion is performed, is set according to the magnitude of the combustion speed. The degree of opening of the secondary combustion air valve is controlled to be greater than a reference value, and when the combustion speed is less than a predetermined threshold value, the degree of opening of the secondary combustion air valve is controlled to be less than the reference value.
It is possible to reduce the emission risk of CO, NOx, etc. (third embodiment).

(8)第8の態様に係る制御装置20は、(1)~(7)の制御装置20であって、前記制御部は、前記燃焼速度の分散が所定の閾値以上の場合、前記燃焼空気の流量を増大させる。
排ガスにおけるO2濃度を高く維持し、燃焼速度が増加しても燃焼空気の不足を回避して、COの排出を抑制することができる(第五実施形態)。
(8) The control device 20 according to the eighth aspect is the control device 20 of (1) to (7), wherein the control unit controls the combustion air increase the flow rate of
It is possible to maintain a high O2 concentration in the exhaust gas, avoid a shortage of combustion air even if the combustion speed increases, and suppress CO emissions (fifth embodiment).

(9)第9の態様に係る制御装置20は、(1)~(8)の制御装置20であって、前記制御部は、ゴミ焼却設備が出力する蒸気流量の目標値と蒸気流量の前記計測値との偏差を補償する前記燃焼速度の指令値を算出し、前記指令値に基づいて、前記燃焼速度推定部が推定した前記燃焼速度を補正する。
これにより、燃焼速度の変動を抑制しつつ、ゴミ焼却設備が出力する蒸気流量が目標値となるよう制御するという制御目的をより正確に達成することができる。
(9) The control device 20 according to the ninth aspect is the control device 20 of (1) to (8), wherein the control unit controls the target value of the steam flow rate output by the garbage incineration facility and the steam flow rate A command value for the combustion speed that compensates for deviation from the measured value is calculated, and the combustion speed estimated by the combustion speed estimator is corrected based on the command value.
As a result, it is possible to more accurately achieve the control objective of controlling the flow rate of steam output from the garbage incineration equipment to the target value while suppressing fluctuations in the combustion speed.

(10)第10の態様に係るゴミ焼却設備は、ゴミを焼却する焼却炉(燃焼室6)と、前記焼却炉にゴミを供給する給じん装置(プッシャ10)と、前記焼却炉に燃焼空気を供給する送風機4と、前記送風機から前記焼却炉のうちゴミを焼却する焼却炉へ供給する燃焼空気の流量を制御する燃焼空気バルブ(8A~8E、14E)と、(1)~(9)に記載の制御装置と、を備える。 (10) The garbage incineration equipment according to the tenth aspect includes an incinerator (combustion chamber 6) for incinerating garbage, a dust supply device (pusher 10) for supplying garbage to the incinerator, and combustion air to the incinerator. and a combustion air valve (8A to 8E, 14E) for controlling the flow rate of combustion air supplied from the blower to the incinerator that incinerates the garbage, (1) to (9) and a control device according to .

(11)第11の態様に係る制御方法は、ゴミ焼却設備が備えるセンサが計測した計測値を取得するステップと、前記計測値を用いて、前記ゴミ焼却設備の焼却炉における燃焼速度を推定するステップと、前記燃焼速度に基づいて、ゴミの供給量または前記焼却炉に供給する燃焼空気の流量を制御するステップと、を有する。 (11) A control method according to an eleventh aspect includes a step of acquiring a measured value measured by a sensor provided in a garbage incineration facility, and using the measured value to estimate a combustion rate in an incinerator of the garbage incineration facility. and controlling the amount of waste supplied or the flow rate of combustion air supplied to the incinerator based on the combustion rate.

(12)第12の態様に係るプログラムは、コンピュータに、ゴミ焼却設備が備えるセンサが計測した計測値を取得するステップと、前記計測値を用いて、前記ゴミ焼却設備の焼却炉における燃焼速度を推定するステップと、前記燃焼速度に基づいて、ゴミの供給量または前記焼却炉に供給する燃焼空気の流量を制御するステップと、を実行させる。 (12) The program according to the twelfth aspect includes, in a computer, obtaining a measurement value measured by a sensor provided in a garbage incineration facility; estimating; and controlling the amount of waste supplied or the flow rate of combustion air supplied to the incinerator based on the combustion rate.

100・・・ゴミ焼却設備、1・・・ホッパ、2・・・シュート、3・・・火格子、3A・・・乾燥域、3B・・・燃焼域、3C・・・後燃焼域、4・・・送風機、
5A~5E・・・風箱、6・・・燃焼室、6A・・・1次燃焼室、6B・・・2次燃焼室、7・・・灰出口、8A~8E、14A・・・バルブ、9・・・ボイラ、10・・・プッシャ、11・・・蒸気流量センサ、12・・・煙道、13、14・・・管路、15・・・酸素濃度センサ、16、17A・・・温度センサ、17B・・・CO濃度センサ、17C・・・NOx濃度センサ、17D・・・流量センサ、17E・・・流量センサ、20・・・制御装置、21・・・データ取得部、22・・・燃焼速度推定部、23、23A、23B、23C、23D、23E・・・制御部、24・・・記憶部、900・・・コンピュータ、901・・・CPU、902・・・主記憶装置、903・・・補助記憶装置、904・・・入出力インタフェース、905・・・通信インタフェース
100 Garbage incineration facility 1 Hopper 2 Chute 3 Fire grate 3A Dry zone 3B Combustion zone 3C Post-combustion zone 4 ···Blower,
5A to 5E: wind box, 6: combustion chamber, 6A: primary combustion chamber, 6B: secondary combustion chamber, 7: ash outlet, 8A to 8E, 14A: valve , 9... boiler, 10... pusher, 11... steam flow rate sensor, 12... flue, 13, 14... pipeline, 15... oxygen concentration sensor, 16, 17A... Temperature sensor 17B CO concentration sensor 17C NOx concentration sensor 17D flow sensor 17E flow sensor 20 control device 21 data acquisition unit 22 Burning speed estimation unit 23, 23A, 23B, 23C, 23D, 23E control unit 24 storage unit 900 computer 901 CPU 902 main memory Device 903 Auxiliary storage device 904 Input/output interface 905 Communication interface

Claims (12)

ゴミ焼却設備が備えるセンサが計測した計測値を取得するデータ取得部と、
前記計測値を用いて、前記ゴミ焼却設備の焼却炉における燃焼速度を推定する燃焼速度推定部と、
前記燃焼速度に基づいて、ゴミの供給量または前記焼却炉に供給する燃焼空気の流量を制御する制御部と、
を備える制御装置。
a data acquisition unit that acquires a measurement value measured by a sensor provided in the garbage incineration facility;
A combustion speed estimating unit that estimates the combustion speed in the incinerator of the garbage incineration facility using the measured value;
a control unit that controls the amount of waste supplied or the flow rate of combustion air supplied to the incinerator based on the combustion speed;
A control device comprising:
前記燃焼速度推定部は、前記燃焼速度の推定に用いる前記計測値の分散共分散行列を特異値分解して得る最大特異値に対応する最大特異ベクトルに前記計測値を乗じて前記燃焼速度を推定する、
請求項1に記載の制御装置。
The burning speed estimating unit estimates the burning speed by multiplying the measured value by a maximum singular vector corresponding to a maximum singular value obtained by singular value decomposition of the variance-covariance matrix of the measured value used for estimating the burning speed. do,
A control device according to claim 1 .
前記制御部は、ゴミ焼却設備が出力する蒸気流量の目標値と蒸気流量の前記計測値との偏差を補償するゴミ供給量を算出するフィードバック制御器について、前記フィードバック制御器のゲインの大きさを前記燃焼速度に基づいて調整する、
請求項1または請求項2に記載の制御装置。
The control unit adjusts the magnitude of the gain of the feedback controller for calculating the garbage supply amount that compensates for the deviation between the target value of the steam flow rate output by the garbage incineration facility and the measured value of the steam flow rate. adjusting based on said burn rate;
The control device according to claim 1 or 2.
前記制御部は、前記燃焼速度が所定の閾値より小さい場合、前記ゲインに1より小さい値を乗じる、
請求項3に記載の制御装置。
The control unit multiplies the gain by a value smaller than 1 when the combustion speed is smaller than a predetermined threshold.
4. A control device according to claim 3.
前記制御部は、前記焼却炉のうちのゴミを焼却する空間である1次燃焼室へ供給する1次燃焼空気の流量を制御する1次燃焼空気バルブの開度を、前記燃焼速度の大きさに応じて、前記燃焼速度が所定の閾値よりも大きいときには前記1次燃焼空気バルブの開度を基準値よりも小さくなるよう制御し、前記燃焼速度が所定の閾値よりも小さいときには前記1次燃焼空気バルブの開度を基準値よりも大きくなるよう制御する、
請求項1から請求項4の何れか1項に記載の制御装置。
The control unit adjusts the opening degree of a primary combustion air valve for controlling the flow rate of primary combustion air supplied to a primary combustion chamber, which is a space for incinerating waste in the incinerator, by adjusting the opening degree of the primary combustion air valve to the magnitude of the combustion speed. and controlling the opening of the primary combustion air valve to be smaller than a reference value when the combustion speed is greater than a predetermined threshold value, and controlling the primary combustion air valve when the combustion speed is less than a predetermined threshold value. Control the opening of the air valve to be greater than the reference value,
The control device according to any one of claims 1 to 4.
前記制御部は、前記燃焼速度が所定の閾値よりも小さい場合、前記1次燃焼室におけるゴミの投入口に近い位置に供給される前記1次燃焼空気を所定の基準値よりも増加させ、前記燃焼速度が所定の閾値よりも大きい場合、前記1次燃焼室におけるゴミの投入口に近い位置に供給される前記1次燃焼空気を所定の基準値よりも減少させる、
請求項5に記載の制御装置。
When the combustion speed is smaller than a predetermined threshold, the control unit increases the primary combustion air supplied to a position close to a dust inlet in the primary combustion chamber by more than a predetermined reference value. reducing the primary combustion air supplied to a position close to a dust inlet in the primary combustion chamber below a predetermined reference value when the combustion speed is greater than a predetermined threshold;
A control device according to claim 5 .
前記制御部は、前記焼却炉のうちのゴミの焼却により生じた燃焼ガスを燃焼させる空間である2次燃焼室へ供給する燃焼空気の流量を制御する2次燃焼空気バルブの開度を、前記燃焼速度の大きさに応じて、前記燃焼速度が所定の閾値よりも大きいときには前記2次燃焼空気バルブの開度を基準値よりも大きくなるよう制御し、前記燃焼速度が所定の閾値よりも小さいときには前記2次燃焼空気バルブの開度を基準値よりも小さくなるよう制御する、
請求項1から請求項6の何れか1項に記載の制御装置。
The control unit controls the opening of a secondary combustion air valve that controls the flow rate of combustion air supplied to a secondary combustion chamber, which is a space for burning combustion gas generated by incinerating waste in the incinerator. controlling the degree of opening of the secondary combustion air valve to be greater than a reference value when the combustion speed is greater than a predetermined threshold value according to the magnitude of the combustion speed, and the combustion speed is less than the predetermined threshold value; sometimes controlling the opening of the secondary combustion air valve to be smaller than a reference value;
The control device according to any one of claims 1 to 6.
前記制御部は、前記燃焼速度の分散が所定の閾値以上の場合、前記燃焼空気の流量を増大させる、
請求項1から請求項7の何れか1項に記載の制御装置。
The control unit increases the flow rate of the combustion air when the variance of the combustion speed is equal to or greater than a predetermined threshold.
The control device according to any one of claims 1 to 7.
前記制御部は、ゴミ焼却設備が出力する蒸気流量の目標値と蒸気流量の前記計測値との偏差を補償する前記燃焼速度の指令値を算出し、前記指令値に基づいて、前記燃焼速度推定部が推定した前記燃焼速度を補正する、
請求項1から請求項8の何れか1項に記載の制御装置。
The control unit calculates the command value of the combustion speed that compensates for the deviation between the target value of the steam flow rate output by the garbage incineration facility and the measured value of the steam flow rate, and estimates the combustion speed based on the command value. correcting the burn rate estimated by the section;
The control device according to any one of claims 1 to 8.
ゴミを焼却する焼却炉と、
前記焼却炉にゴミを供給する給じん装置と、
前記焼却炉に燃焼空気を供給する送風機と、
前記送風機から前記焼却炉へ供給する燃焼空気の流量を制御する燃焼空気バルブと、
請求項1から請求項9の何れか1項に記載の制御装置と、
を備えるゴミ焼却設備。
an incinerator for incinerating waste;
a dust supply device that supplies refuse to the incinerator;
a blower that supplies combustion air to the incinerator;
a combustion air valve for controlling the flow rate of combustion air supplied from the blower to the incinerator;
a control device according to any one of claims 1 to 9;
Garbage incineration facility with.
ゴミ焼却設備が備えるセンサが計測した計測値を取得するステップと、
前記計測値を用いて、前記ゴミ焼却設備の焼却炉における燃焼速度を推定するステップと、
前記燃焼速度に基づいて、ゴミの供給量または前記焼却炉に供給する燃焼空気の流量を制御するステップと、
を有する制御方法。
a step of acquiring a measurement value measured by a sensor provided in the garbage incineration facility;
estimating a combustion rate in an incinerator of the refuse incineration facility using the measured values;
controlling the amount of waste supplied or the flow rate of combustion air supplied to the incinerator based on the combustion rate;
A control method with
コンピュータに、
ゴミ焼却設備が備えるセンサが計測した計測値を取得するステップと、
前記計測値を用いて、前記ゴミ焼却設備の焼却炉における燃焼速度を推定するステップと、
前記燃焼速度に基づいて、ゴミの供給量または前記焼却炉に供給する燃焼空気の流量を制御するステップと、
を実行させるプログラム。
to the computer,
a step of acquiring a measurement value measured by a sensor provided in the garbage incineration facility;
estimating a combustion rate in an incinerator of the refuse incineration facility using the measured values;
controlling the amount of waste supplied or the flow rate of combustion air supplied to the incinerator based on the combustion rate;
program to run.
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