JP2024079907A - ごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉の燃焼制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】却炉におけるごみの燃焼状態に基づいて、ごみピットに蓄積されたごみの撹拌状態を適正化でき、ごみホッパに投入されたごみのごみ質推定を適正化できるごみ焼却炉の燃焼制御方法を提供する。【解決手段】ごみ焼却炉の燃焼制御方法であって、ごみピットに貯留されたごみの性状を管理する投入前ごみ管理ステップと、ごみホッパへ投入されるごみの性状を管理する投入時ごみ質推定ステップと、燃焼制御ステップと、ごみの燃焼時の性状を管理する燃焼時ごみ質推定ステップと、投入前ごみ質と、投入時ごみ質と、燃焼時ごみ質を時系列的に管理するごみ質管理ステップと、燃焼時ごみ質情報と投入前ごみ管理情報とが整合させる第１適正化処理ステップと、燃焼時ごみ質情報と投入時ごみ質情報とを整合させる第２適正化処理ステップを備える。【選択図】図９

Description

本発明は、ごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉の燃焼制御装置に関する。

特許文献１には、一般的に蒸気出力に反映され、最終的に生成される炉の出力を、可能な限り一定に保つという目標に基づき、供給シュート、及び前記供給シュートの表面の画像を捕捉するためのカメラを伴う、炉ユニットを操作する方法であって、前記供給シュートは滑動部を備え、前記滑動部の上を材料は格子まで流れ、及び、前記供給シュートの被覆率、特に材料を伴う前記滑動部の被覆率、及び／または、位置の変化点、ひいては、個々の組成物の動きもしくは前記供給シュート内の表面領域は、画像評価部によって特定されることを特徴とする、方法が開示されている。

前記供給シュートの所定の被覆率、または前記被覆率における所定の変化、特に、材料または前記供給機の動きに依拠した特定の材料の流れを伴う、前記滑動部の被覆率が変化する事例において、空気管理及び／または格子の速度を介して調整するアクションが実行される。

特許文献２には、ごみピット内におけるごみの混合度を評価するシステムが提案されている。
当該ごみの混合度評価システムは、ごみピット内のごみをその上方から撮像するように設置される撮像部と、ごみの三次元高さ情報を算出する三次元ごみ高さ算出部と、前記撮像部の設置情報に基づいて、前記撮像部で撮像された画像を上空視点画像に変換する画像変換部と、前記ごみの三次元高さ情報に基づいて、前記上空視点画像の全ての区域が同一高さ平面上になるように補正した補正画像を得る画像補正部と、前記補正画像を階調化し、所定の閾値で二値化して二値化画像を得る二値化処理部と、前記二値化画像を複数の分割エリアを有する２以上の評価エリアに分割し、各評価エリアのごみの混合度を評価する混合度評価部と、を備えている。

そして、前記混合度評価部は、各分割エリアの明部分あるいは暗部分の抽出面積を算出し、全評価エリアに対するあるいは各評価エリアに対する分割エリアの前記明部分あるいは暗部分の抽出面積のばらつきを算出し、前記ばらつきにより混合度を評価するばらつき評価部を備えている。

特開２０２１－１２７９３４号公報 特開２０１９－７６３３号公報

特許文献１に記載された方法は、供給シュートの表面を撮影した画像に基づいて材料の被覆率または変化点が生じると、燃焼状態が変動すると判断して、空気の供給量及び／または格子の速度を調整する方法であり、燃焼状態の変動を抑制するという観点でさらなる改良の必要性があり、特に焼却炉の燃焼状態の異常な変動により自動燃焼制御が妨げられ、手動制御に切り替えざるを得ない状況が頻繁に生じるという不都合を解消する必要があった。

特許文献２に記載されたごみの混合度評価システムは、均質化したごみを焼却炉に投入することを目的として、ごみピットの状態を把握して、ごみの混合度を高めるべく、ごみクレーンの稼働を制御するものであるが、焼却炉におけるごみの燃焼状態の安定化にごみの混合度がどのように寄与するのか明確に解析されておらず、自動燃焼制御の安定化の観点でも、さらなる改良の必要性があった。

本発明の目的は、焼却炉におけるごみの燃焼状態に基づいて、ごみピットに蓄積されたごみの撹拌状態を適正化でき、ごみホッパに投入されたごみのごみ質推定を適正化できるごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉の燃焼制御装置を提供する点にある。

上述の目的を達成するため、本発明によるごみ焼却炉の燃焼制御方法の第一の特徴構成は、ごみホッパから炉内に投入されたごみをストーカ機構で搬送しながら焼却処理し、前記焼却処理により発生する燃焼熱によりボイラで蒸気を生成するごみ焼却炉の燃焼制御方法であって、ごみピットに貯留されたごみに対して実行されるごみクレーン装置による撹拌処理に基づき、変化するごみの性状を前記ごみホッパへの投入前ごみ管理情報としてブロック単位で管理し、前記投入前ごみ管理情報が所定の評価基準に達したブロックのごみに対して前記ごみホッパへの投入を許容する投入前ごみ管理ステップと、前記ごみピットから前記ごみホッパへ投入されるごみの投入時ごみ質情報を、所定の投入時ごみ質推定モデルに基づいて推定する投入時ごみ質推定ステップと、前記ボイラにより生成される蒸気量が安定するように、前記投入時ごみ質情報に対応して前記炉内におけるごみの燃焼状態を自動制御する燃焼制御ステップと、前記燃焼制御ステップにより燃焼制御されるごみの燃焼時ごみ質情報を、所定の燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて推定する燃焼時ごみ質推定ステップと、前記投入前ごみ管理情報と、前記投入時ごみ質情報と、前記燃焼時ごみ質情報と、を管理対象となるごみに関連付けて時系列的に管理するごみ質管理ステップと、前記ごみ質管理ステップで管理される前記燃焼時ごみ質情報と前記投入前ごみ管理情報とが整合するように、前記評価基準を適正化する第１適正化処理ステップと、前記ごみ質管理ステップで管理される前記燃焼時ごみ質情報と前記投入時ごみ質情報とが整合するように、前記投入時ごみ質推定モデルを適正化する第２適正化処理ステップと、を備えている点にある。

ごみピットにおけるごみの攪拌状態に対応し、ごみピットに投入される前のごみの性状を示す投入前ごみ管理情報と、ごみホッパにおける投入時のごみの性状を示す投入時ごみ質情報と、炉内における燃焼時のごみの性状を示す燃焼時ごみ質情報と、が管理対象となるごみの処理経過と関連付けて時系列的に管理される。

第１適正化処理ステップでは、燃焼時ごみ質情報と投入前ごみ管理情報とが整合するように、ごみピットに貯留されるごみの攪拌程度を評価する評価基準が適正化される結果、ごみピットにおけるごみの攪拌状態を適切に管理することができ、安定した好ましい燃焼時ごみ質情報が得られるようになる。

第２適正化処理ステップでは、ごみ質管理ステップで管理される燃焼時ごみ質情報と投入時ごみ質情報とが整合するように、投入時ごみ質推定モデルが適正化される結果、適切な投入時ごみ質情報を得ることができ、安定した好ましい燃焼時ごみ質情報が得られるようになる。
その結果、燃焼制御ステップで安定した自動制御が可能になる。

同第二の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記投入前ごみ管理ステップは、前記ごみクレーン装置に備えたグラブバケットの開閉、昇降及び横移動の動作履歴を取得する動作履歴取得ステップと、前記動作履歴に基づいて、前記グラブバケットによるごみの把持動作から開放動作までを単位動作として、ごみに対して実行される動作種別を判定する動作種別判定ステップと、前記ごみピットに貯留されたごみの貯留位置の変化に対応して前記ブロック毎に前記投入前ごみ管理情報を更新する投入前ごみ管理情報更新ステップと、前記投入前ごみ管理情報を所定の評価基準に基づいて評価し、評価結果に基づいて、前記グラブバケットの次の動作を決定し、または、ごみホッパに投入するごみの貯留位置を決定する投入前ごみ質評価ステップと、を備え、前記投入前ごみ管理情報は、少なくとも攪拌度、処理時刻を含む点にある。

ごみピットにおけるごみの攪拌状態を示す投入前ごみ管理情報にごみの攪拌度、処理時刻が少なくとも含まれ、これら投入前ごみ管理情報が、ごみピットに貯留されたごみを複数のブロックに区画したブロックごとに管理される。

ごみクレーン装置に備えたグラブバケットによるごみの把持動作から開放動作までを単位動作として、各ブロックに属するごみに対して実行される動作種別が判定される。例えば、ブロック間におけるごみの移動などでブロックの状態が変動すると、変動したブロックに対応して上述した投入前ごみ管理情報が更新される。つまり投入前ごみ管理情報によりごみピットに蓄積されたごみの攪拌処理の程度が表される。

投入前ごみ管理情報を所定の評価基準に基づいて評価した結果に基づいて、移動などを目的としたブロックや、ごみホッパへ投入可能なブロックなどが決定される。第１適正化処理ステップでこの評価基準が適正化されることで、ごみピットにおけるごみの攪拌状態を適切に管理することができ、好ましい燃焼時ごみ質情報が得られるようになる。

同第三の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記投入時ごみ質推定ステップは、前記ごみホッパに投入されるごみの比重を含む投入時ごみ性状を検出する投入時ごみ性状検出ステップと、前記投入時ごみ性状検出ステップで検出された投入時ごみ性状と、前記投入時ごみ質推定モデルと、に基づいて前記投入時ごみ質情報を生成する投入時ごみ質情報生成ステップと、を備えている点にある。

ごみホッパへのごみの投入時に測定されたごみの比重を含む投入時ごみ性状を投入時ごみ質推定モデルに適用することで投入時ごみ質情報が得られる。第２適正化処理ステップで、燃焼時ごみ質情報と投入時ごみ質情報とが整合するように投入時ごみ質推定モデルが適正化される結果、安定した好ましい燃焼時ごみ質情報が得られるように、適切な投入時ごみ質情報を得ることができるようになる。

同第四の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記燃焼時ごみ質推定ステップは、前記炉内に投入され前記ストーカ機構により搬送されるごみの量と燃焼用空気量とを含む燃焼条件と、前記燃焼条件に応じて発生する蒸気量と、予め設定された燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて前記燃焼時ごみ質情報を推定する点にある。

ストーカ機構により搬送されるごみの量と燃焼用空気量とを含む燃焼条件と、前記燃焼条件に応じて発生する蒸気量とを、燃焼時ごみ質推定モデルに適用することにより燃焼時ごみ質情報が適切に推定される。

本発明によるごみ焼却炉の燃焼制御装置の第一の特徴構成は、ごみホッパから炉内に投入されたごみをストーカ機構で搬送しながら焼却処理し、前記焼却処理により発生する燃焼熱によりボイラで蒸気を生成するごみ焼却炉の燃焼制御装置であって、ごみピットに貯留されたごみに対して実行されるごみクレーン装置による撹拌処理に基づき、変化するごみの性状を前記ごみホッパへの投入前ごみ管理情報としてブロック単位で管理し、前記投入前ごみ管理情報が所定の評価基準に達したブロックのごみに対して前記ごみホッパへの投入を許容する投入前ごみ管理部と、前記ごみピットから前記ごみホッパへ投入されるごみの投入時ごみ質情報を、所定の投入時ごみ質推定モデルに基づいて推定する投入時ごみ質推定理部と、前記ボイラにより生成される蒸気量が安定するように、前記投入時ごみ質情報に対応して前記炉内におけるごみの燃焼状態を自動制御する燃焼制御部と、前記燃焼制御部により燃焼制御されるごみの燃焼時ごみ質情報を、所定の燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて推定する燃焼時ごみ質推定部と、前記投入前ごみ管理情報と、前記投入時ごみ質情報と、前記燃焼時ごみ質情報とを管理対象となるごみに関連付けて時系列的に管理するごみ質管理部と、前記ごみ質管理部で管理される前記燃焼時ごみ質情報と前記投入前ごみ管理情報とが整合するように、前記評価基準を適正化する第１適正化処理部と、前記ごみ質管理部で管理される前記燃焼時ごみ質情報と前記投入時ごみ質情報とが整合するように、前記投入時ごみ質推定モデルを適正化する第２適正化処理部と、を備えている点にある。

同第二の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記投入前ごみ管理部は、前記ごみクレーン装置に備えたグラブバケットの開閉、昇降及び横移動の動作履歴を取得する動作履歴取得部と、前記動作履歴に基づいて、前記グラブバケットによるごみの把持動作から開放動作までを単位動作として、ごみに対して実行される動作種別を判定する動作種別判定部と、前記ごみピットに貯留されたごみの貯留位置の変化に対応して前記ブロック毎に前記投入前ごみ管理情報を更新する投入前ごみ管理情報更新部と、前記投入前ごみ管理情報を所定の評価基準に基づいて評価し、評価結果に基づいて、前記グラブバケットの次の動作を決定し、または、ごみホッパに投入するごみの貯留位置を決定する投入前ごみ評価部と、を備え、前記投入前ごみ管理情報は、少なくとも攪拌度、処理時刻を含む点にある。

同第三の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記投入時ごみ質推定理部は、前記ごみホッパに投入されるごみの比重を含む投入時ごみ性状を検出する投入時ごみ性状検出部と、前記投入時ごみ性状検出部で検出された投入時ごみ性状と、前記投入時ごみ質推定モデルと、に基づいて前記投入時ごみ質情報を生成する投入時ごみ質情報生成部と、を備えている点にある。

同第四の特徴構成は、上述した第一の特徴構成に加えて、前記燃焼時ごみ質推定部は、前記炉内に投入され前記ストーカ機構により搬送されるごみの量と燃焼用空気量とを含む燃焼条件と、前記燃焼条件に応じて発生する蒸気量と、予め設定された燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて前記燃焼時ごみ質情報を推定する点にある。

以上説明した通り、本発明によれば、焼却炉におけるごみの燃焼状態に基づいて、ごみピットに蓄積されたごみの撹拌状態を適正化でき、ごみホッパに投入されたごみのごみ質推定を適正化できるごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉の燃焼制御装置を提供することができるようになった。

ごみ焼却炉を備えたごみ焼却装置の説明図 ごみピットに備えたクレーン装置の説明図 ごみ焼却炉の説明図 投入前ごみ管理部（ごみピットの管理装置）の説明図 ごみピットに蓄積されたごみの管理対象となるブロックの説明図 ごみピットの管理装置で実行される管理方法を示すフローチャート （ａ）は燃焼制御装置の機能ブロックの説明図、（ｂ）は投入時ごみ管理部の説明図、（ｃ）は燃焼時ごみ管理部の説明図 投入時ごみ質推定モデルの説明図 ごみ焼却炉の燃焼制御方法を示すフローチャート

以下に、本発明によるごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉の燃焼制御装置を説明する。

［ごみ焼却設備の構造］
図１には、ストーカ式のごみ焼却炉１を備えたごみ焼却設備が示されている。ごみ焼却設備には、ごみ収集車が進入するプラットホームＡ、ごみ収集車により収集されたごみを搬入して集積するごみピットＢ、ごみホッパＤ、ごみピットＢに集積されたごみを攪拌するとともにごみホッパＤに投入するごみクレーン装置Ｃ、炉室Ｅ、炉室Ｅの上部空間に設置した廃熱ボイラＦ、エコノマイザＧなどを備えている。

さらに、炉室Ｅで生じた燃焼排ガスを処理する減温塔Ｈ、集塵機Ｉなどの排ガス処理設備が煙道に沿って配置され、排ガス処理設備で浄化された排ガスが煙突Ｊから排気される。煙道に誘引送風機Ｌが設けられることにより、炉室Ｅが負圧に維持されている。

プラットホームＡとごみピットＢの間に設けられた臭気漏洩防止及び安全確保のための観音開き式のごみ投入扉Ｋを開放することにより、ごみ収集車によって収集運搬されたごみがごみピットＢに搬入される。ごみ投入扉Ｋは、一般ごみ用の扉、破砕ごみ用の扉など、ごみの種類により対応する扉が予め決まっている。

ごみピットＢに搬入されたごみは、クレーン制御部により自動制御または制御室の運転員による操作されるグラブバケット方式のごみクレーン装置Ｃに把持されて、ごみピットＢ内で積替え処理、解し処理、ばら撒き処理などの攪拌処理がなされた後に、ごみホッパＤの上端に形成された開口部まで移送されて、ごみホッパＤに落下投入される。

ごみピットＢの上方壁部には、ごみピットＢに投入されたごみの表面形状を取得するセンサ６である複数のＬｉＤＡＲが設置されている。本実施形態ではごみホッパＤの対向壁に２台、手前側及び奥行き側の側壁に各２台で合計６台設置されている。なお、ＬｉＤＡＲに代えて立体画像を得ることができる撮像装置を用いることも可能である。以下の説明では、センサの符号６をＬｉＤＡＲの符号として用いる。

ごみホッパＤの底部に油圧駆動式の給じん装置Ｐが設けられ、ごみホッパＤに投入されたごみが給じん装置Ｐにより炉室Ｅに押込み投入される。ごみホッパＤに投入されたごみは、ごみホッパＤから炉室Ｅへの外気の流入を遮断するシール機構として機能し、誘引送風機Ｌによる誘引で炉室Ｅが負圧に維持される。

炉室Ｅは、主燃焼室２と、主燃焼室２で生じた燃焼排ガスを完全燃焼させる二次燃焼室３を備え、二次燃焼室３の壁部に廃熱ボイラＦの複数の水管ＷＴが埋め込まれている。

［ごみクレーン装置の構造］
図２に示すように、ごみクレーン装置Ｃは、グラブバケット１０と、グラブバケット１０を開閉作動させる油圧式または電動式の開閉機構１１と、グラブバケット１０を上下（Ｚ軸）方向に昇降移動させる昇降機構１２Ａと、左右（Ｙ軸）方向及び奥行き（Ｘ軸）方向に走行移動させる走行機構１２Ｂを備えた移動機構１２と、グラブバケット１０に掛かる荷重を検出する重量計であるロードセル１４を備えている。開閉機構１１及び移動機構１２は、クレーン制御部２１により制御される。

クレーン制御部２１はコンピュータを備えた電子制御装置であり、オペレータによる操作具の操作により開閉機構１１及び移動機構１２を作動させ、或いはメモリに格納された自動制御プログラムに基づき開閉機構１１及び移動機構１２を自動作動させるように構成されている。

昇降機構１２Ａは、グラブバケット１０を懸架するワイヤーと、ワイヤーを巻上げ或いは繰出すことによりグラブバケット１０をＺ軸方向に沿って昇降移動させる巻上装置を備えている。昇降機構１２Ａによるワイヤーの繰出し量によりＺ軸に沿う距離であるグラブバケット１０の高さ情報が得られる。

走行機構１２Ｂは、ごみピットＢの左右の側壁に沿って奥行き方向に設置された一対のレール１８の間に横架されたガーダー１５と、ガーダー１５に沿ってグラブバケット１０をＹ軸方向に走行させる走行車台１６と、ガーダー１５をＸ軸方向に移動させる走行車輪１７等を備えている。従って、グラブバケット１０をＸ，Ｙ平面で自在に移動できるように構成されている。また、走行機構１２Ｂによるガーダー１５を走行する走行車台１６の走行距離によりＹ軸方向の移動距離が得られ、走行車輪１７の走行距離によりＸ軸方向の移動距離が得られる。

走行車台１６にはロードセル１４が搭載され、グラブバケット１０及びグラブバケット１０で把持されるごみの重量が検出可能に構成されている。ごみを把持したグラブバケット１０の重量からごみを把持していないグラブバケット１０の重量を減算することによりグラブバケット１０に把持されたごみの重量が求まる。

［ごみ焼却炉の構造］
図３に示すように、主燃焼室２には、固定火格子と可動火格子がごみの搬送方向に沿って交互に配置されたストーカ機構ＳＴが設けられている。油圧機構ｈ１，ｈ２，ｈ３によって可動火格子が固定火格子に対して前後方向に往復駆動されることにより、ごみが撹拌されながら下流側に搬送される。

ストーカ機構ＳＴの下部にごみの搬送方向に沿う上流側から下流側に向けて順に四つの風箱Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４が設けられ、押込み送風機から各風箱Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４に主燃焼用空気が供給される。ストーカ機構ＳＴのうち風箱Ｗ１に対応する上流領域が乾燥帯ＳＴ１、風箱Ｗ２，Ｗ３に対応する中流領域が燃焼帯ＳＴ２、風箱Ｗ４に対応する下流領域が後燃焼帯ＳＴ３となる。

風箱Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４の其々に圧力センサが設けられるとともに、主燃焼室２に圧力センサが設けられ、各風箱と主燃焼室２の圧力差が検出可能に構成されている。さらに、ストーカ機構ＳＴを介して主燃焼室２に流入する燃焼空気流量を検出する流量センサが設けられている。

給じん装置Ｐによって主燃焼室２に押し込まれたごみは、乾燥帯ＳＴ１で主に加熱乾燥され、燃焼帯ＳＴ２でガス化燃焼されて、ガス化燃焼により炭化されたごみは燃焼帯ＳＴ２の下流側から後燃焼帯ＳＴ３で固体燃焼されて灰化され、灰化された後に後燃焼帯ＳＴ３の端部から灰シュートに落下する。

主燃焼室２から二次燃焼室３の入口部にかけて、炉室Ｅの前壁２Ｆ及び後壁２Ｒにくびれ部が形成され、当該くびれ部にガス供給機構４が設けられている。ガス供給機構４から供給されるガスにより二次燃焼室３に流入する燃焼排ガスが撹拌され、整流されて二次燃焼室３で完全燃焼される。

なお、ガス供給機構４から供給されるガスは二次燃焼用の空気であってもよいし、主燃焼室２から引抜かれた排ガス、集塵機Ｉより下流の煙道から分岐された再循環排ガス、或いはそれ以外の排ガス流路から分岐された排ガスであってもよいし、空気と前記各排ガスの混合ガスであってもよい。

被焼却物に対する理論空気比が約１．３となるように主燃焼用空気と二次燃焼用空気の総量が調整されていればよく、例えば理論空気比が約１．３となるように全ての空気が主燃焼用空気で賄われている場合にはガス供給機構４から供給されるガスは、煙道から引抜かれた排ガスのみであってもよい。また、主燃焼用空気で約１．０の空気が賄われ、二次燃焼用空気で約０．３の空気が賄われるように構成してもよい。二次燃焼室３の出口部には、温度センサ及びガスセンサが設けられ、二次燃焼室３における二次燃焼状態がモニタされる。

炉室Ｅの後壁２Ｒに産業用テレビカメラ５が設置され、ストーカ機構ＳＴの上面で搬送されつつ焼却されるごみの燃焼火炎を含む燃焼状態が撮影される。

［燃焼制御装置の構成］
図７（ａ）に示すように、燃焼制御装置６０は、ごみの焼却処理により発生する燃焼熱によりボイラで生成する蒸気量を安定化させる装置であり、給じん装置Ｐによって主燃焼室２に供給されるごみの投入量を調整する給じん制御部６２、油圧機構ｈ１，ｈ２，ｈ３によって乾燥帯ＳＴ１、燃焼帯ＳＴ２、後燃焼帯ＳＴ３それぞれの搬送速度を制御する搬送制御部６３、各風箱Ｗ１～Ｗ４から供給する主燃焼用空気の給気量を調整するとともにガス供給機構４からの給気量を調整する給気制御部６４を備え、給じん制御部６２、搬送制御部６３、給気制御部６４の其々に制御指令を出力する燃焼制御部６１を備えている。

燃焼制御装置６０は、さらに、ごみピットＢに貯留されたごみの性状を投入前の攪拌状態として管理する投入前ごみ管理部２０と、ごみホッパＤに投入されたごみの性状を投入時のごみ質として管理する投入時ごみ質推定理部３０と、炉内で焼却処理されるごみの性状を燃焼時ごみ質として管理する燃焼時ごみ質推定部４０と、それらを統括管理するごみ質管理部５０とを備えている。

ごみ質管理部５０は、投入前ごみ管理情報と、投入時ごみ質情報と、燃焼時ごみ質情報と、を管理対象となるごみの処理経過と関連付けて、つまり、ごみピットＢからごみホッパＤに投入された時点から炉内に投入されて焼却されるまでを時系列的に管理する。

ごみ質管理部５０には、さらに第１適正化処理部５１と第２適正化処理部５２を備えている。第１適正化処理部５１は、ごみ質管理部５０で管理される燃焼時ごみ質情報と投入前ごみ管理情報とが整合するように、評価基準を適正化する。第２適正化処理部５２は、ごみ質管理部５０で管理される燃焼時ごみ質情報と投入時ごみ質情報とが整合するように、投入時ごみ質推定モデルを適正化する。

燃焼制御部６１により実行されるごみの燃焼制御は、自動燃焼プログラムに基づいて実行され、炉内へ投入されるごみの性状及び炉内で焼却処理されるごみの燃焼状態に基づいて発生する蒸気量が目標蒸気量となるように、給じん制御部６２、搬送制御部６３、給気制御部６４の其々に制御指令が出力される。

詳述すると、燃焼制御部６１は、投入時ごみ質推定部３０で推定され、ごみ質管理部５０で時系列に管理される投入時ごみ質に基づくフィードフォワード制御により、加えて上述した蒸気量センサ、炉出口の温度センサ、圧力センサ、流量センサ、ガスセンサ、蒸気量センサなどの各種のセンサによる検出値に基づくフィードバック制御により、給じん装置Ｐによるごみの供給速度、ストーカ機構ＳＴによるごみの搬送速度、各風箱Ｗ１～Ｗ４から供給する主燃焼用空気の給気量及びガス供給機構４からの給気量に対応した制御指令を生成する。

さらに、燃焼制御部６１は、産業用テレビカメラ５で撮影された炉内の燃焼画像に基づいて、ストーカ機構ＳＴで燃焼するごみの燃切位置の変動状態やごみ厚さの変動状態に基づいて、先に定めたごみの供給速度、ごみの搬送速度、給気量に対する制御指令を補正した値を最終の制御指令として、給じん制御部６２、搬送制御部６３、給気制御部６４の其々に出力する。

各制御指令は、ごみ質管理部５０で管理される投入時ごみ質情報である単位重量当たりのごみの発熱量に基づいて決定される。投入時ごみ質情報が正確であれば、その後の燃焼制御も安定するのであるが、投入時ごみ質情報が適正な値でない場合には、炉内での燃焼状態が急変する場合があり、自動燃焼制御が困難になる場合が生じる。そこで、第２適正化処理部５２により、ごみ質管理部５０で管理される燃焼時ごみ質情報と投入時ごみ質情報とが整合するように、投入時ごみ質推定モデルを適正化するように構成されている。

さらに、第１適正化処理部５１により、ごみ質管理部５０で管理される燃焼時ごみ質情報と投入前ごみ管理情報とが整合するように、評価基準を適正化するように構成されている。これによりごみホッパＤに投入されるごみ質のばらつきを許容範囲に収めることが可能となり、投入時ごみ質推定モデルにより導出されるごみ質の精度も向上する。

［投入時ごみ質推定理部の構成］
図７（ｂ）に示すように、投入時ごみ質推定理部３０は、ごみクレーン装置ＣによりごみピットＢからごみホッパＤへ投入されるごみの投入時ごみ質情報を、所定の投入時ごみ質推定モデルに基づいて推定する装置で、投入時ごみ性状検出部３１と、予め構築された投入時ごみ質推定モデルに基づいて投入時のごみ質を生成する投入時ごみ質情報生成部３２を備えている。

投入時ごみ性状検出部３１は、ごみホッパＤに投入される投入時ごみ比重と、そのときのごみの含水率を、投入時ごみ性状として求める。投入時ごみ比重は、ごみクレーン装置Ｃに備えたロードセルにより計量されるごみホッパＤへ投入されるごみ重量を、ごみホッパＤに備えた超音波センサにより計測されるごみの投入前後のごみ面高さから得られる体積で除すことにより求められる。底面からの高さに応じてごみホッパＤの断面形状が既知であることから、ごみ面高さが求まると体積が算出できる。ごみの含水率は、ごみホッパＤに備えた近赤外水分センサまたはマイクロ波水分センサにより検知される。

図８には、横軸を投入時ごみ比重とし、縦軸を投入時ごみ含水率とした二次元空間に、単位重量当たりのごみの発熱量を示す投入時ごみ質推定モデルが例示されている。図中、比重が小さいほど、また含水率が大きいほどごみの発熱量が多くなるモデルで、投入時ごみ比重と投入時ごみ含水率の値をプロットした点が、太枠の領域のどの領域に含まれるかで、単位重量当たりのごみの発熱量（Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞・・・＞Ｆ［Ｊ／ｋｇ］）が推定される。本実施形態では、投入時ごみ比重、投入時ごみ含水率、単位重量当たりのごみの発熱量が、投入時ごみ質情報として求められる。

なお、投入時ごみ性状は、ごみ比重や含水率に限定されるものではなく、例えばごみ投入時のごみの落下時の画像を撮影し、画像処理によりごみの飛散状態の程度を解析してその程度を数値で表してもよい。

［燃焼時ごみ質推定部の構成］
図７（ｃ）に示すように、燃焼時ごみ質推定部４０は、所定の燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて、焼却処理された単位重量当たりのごみの発熱量を燃焼時ごみ質情報として推定する装置であり、燃焼条件入力部４１と、蒸気量入力部４２と、予め構築された燃焼時ごみ質推定モデルを備えた燃焼時ごみ質情報生成部４３と、を備えている。

燃焼条件入力部４１は、給じん速度、搬送速度、給気量の各制御指令と、各種センサの値に基づいて、所定時間当たりに処理される焼却ごみ量、必要空気量などを算出する機能ブロックである。蒸気量入力部４２は、蒸気量センサの値に基づいて所定時間当たりの蒸気量を算出する機能ブロックである。燃焼時ごみ質情報生成部４３は、燃焼条件入力部４１で算出された所定時間当たりに処理される焼却ごみ量、必要空気量、燃焼時ごみ質推定モデルで算出された蒸気量に基づいて、焼却処理された単位重量当たりのごみの発熱量を導出する。燃焼時ごみ質推定モデルは、ごみの燃焼過程を示す公知の数式で定義されていてもよいし、焼却ごみ量、必要空気量、蒸気量の各入力データから単位重量当たりのごみの発熱量を導出するニューラルネットワークのような機械学習装置で構成されていてもよい。

［投入前ごみ管理部の構成］
投入前ごみ管理部２０は、ごみピットＢの内部空間に貯留されたごみを直方体形状の複数のブロックに分割し、ごみクレーン装置Ｃによるごみの撹拌処理に基づき、変化するごみの性状をブロック単位で管理する装置である。以下に詳述する。

図４には、ごみピットＢに搬入されたごみを均質化に向けて攪拌処理するごみピットの管理装置２０の機能ブロックが示されている。ごみピットの管理装置２０は、本発明の「投入前ごみ管理部２０」として機能する。
ごみピットＢの管理装置２０は、開閉、昇降及び横移動可能なグラブバケット１０を備え、重量計が組み込まれたごみクレーン装置Ｃを用いて実行されるごみの移動処理に基づいて、ごみピットＢに搬入されたごみを、ごみの貯留位置と関連付けたごみ管理情報として管理するコンピュータを備えた情報処理装置である。

ごみピットＢの管理装置２０は、グラブバケット１０の開閉、昇降、横移動及び移動ごみ重量の動作履歴を取得する動作履歴取得部２２と、動作履歴に基づいて、グラブバケット１０によるごみの把持動作から開放動作までを単位動作として、ごみに対して実行される動作種別を判定する動作種別判定部２３と、堆積高さ情報取得部２４と、ごみの貯留表面形状の変化に対応してごみ管理情報を更新する管理情報更新部２５と、ごみ評価部２６などを備えている。管理情報更新部２５は本発明の「投入前ごみ管理情報更新部」として機能し、ごみ質評価部２６は本発明の「投入前ごみ評価部」として機能する。

動作履歴取得部２２は、クレーン制御部２１から得られるグラブバケット１０の開閉機構１１による開閉情報、昇降機構１２Ａによる昇降移動情報、走行機構１２Ｂによる走行移動情報、及びロードセル１４から得られる荷重情報の操作情報を取得する。

動作種別判定部２３は、グラブバケット１０で把持されたごみが開放されるまで、即ちグラブバケット１０の把持動作の開始から開放動作の終了までを単位動作として、ごみに対してなされた動作種別を判定する。

動作種別として、ごみピットＢの任意の位置から異なる位置にごみを移動させる「積替え動作」、ごみピットＢの同一位置にごみを持ち上げて落下させる「解し動作」、ごみピットＢの任意の位置と異なる位置との間でごみを落下させつつ移動する「ばら撒き動作」が含まれる。これ以外の動作種別が定義されていてもよい。

「解し動作」に関して詳述すると、ごみ面からの落下高さが所定高さより高い位置で解し動作が行なわれると破袋、つまりごみを収容した袋が破断される傾向が強くなり、ごみ面からの落下高さが所定高さより低い場合には、袋が破断される傾向は弱くなり、単にごみが解されることになる。上述した積替え動作、解し動作、ばら撒き動作を組み合わせることにより、ごみの攪拌が促進される。

グラブバケット１０によりごみが把持された状態での重量と、グラブバケット１０が開放されてごみが落下した後の重量の差分が移動ごみ重量として算出され、その移動ごみ重量を予め設定されたごみの密度（比重）で除することにより、グラブバケット１０で移動されたごみの体積が求まる。求めたごみの体積を後述のブロックの平面の面積で除することにより移動先でのごみの厚みが求まる。本実施形態では過去の蓄積データに基づいて、ごみの密度を０．３としている。この値は特に限定するものではなく、ごみピットに搬入されるごみの特性により適宜定めればよい。

ごみピットＢに貯留されたごみは、グラブバケット１０に関連付けたサイズの直方体形状のブロックを単位に分割して管理され、ブロックを単位に貯留位置が管理され、各ブロックにごみの攪拌状態を示すごみ管理情報が割り付けられている。ブロックについては後に詳述する。

ごみ管理情報には、「ごみの種類」、「攪拌度」、「破袋度」、「処理時刻」が含まれる。
「ごみの種類」は「当日ごみ」、「堆積ごみ」、「破砕ごみ」、「底ごみ」としてブロック毎にラベル管理される。「当日ごみ」は一般ごみ用のごみ投入扉Ｋから投入された直後のごみである。「底ごみ」は管理当初から存在するごみである。「破砕ごみ」は破砕ごみ用のごみ投入扉Ｋから投入されたごみである。「堆積ごみ」は「当日ごみ」が移動された後のごみである。グラブバケット１０によるごみの移動により複数の種類のごみが混ざる場合には、其々の成分比率が０から１の間で表現される。

「攪拌度」はグラブバケット１０による「積替え動作」の累積回数であり、「当日ごみ」は初期値が「０」に設定され、「積替え動作」の度に「１」加算される。「積替え動作」や「ばら撒き動作」により「攪拌度」が異なるごみが混ざる場合には、其々の「攪拌度」に体積比を重みとして掛けた加算値の平均として求める。

例えば、攪拌度「３」のブロックの２／３の体積のごみと、攪拌度「１」のブロックの１／３の体積のごみが、他の場所に移動されて混合された場合、新たなブロックの攪拌度は、（３＋１）×２／３＋（１＋１）×１／３＝１０／３と算出される。数値が大きくなるほど攪拌され、ごみ質のばらつきが抑えられた安定燃焼し易いごみと判断される。

「破袋度」は、ごみが収容された樹脂製のごみ袋などに対する破袋の程度を示す値で、グラブバケット１０により同一位置で落下される際に、落下高さが所定高さ以上の場合に破袋効果が大きいとして「１」加算され、落下高さが所定高さ未満の場合に破袋効果が小さいとして「０．２」加算される。異なるブロックのごみが混合される場合には、上述と同様に、其々の「破袋度」に体積比を重みとして掛けた加算値の平均として求める。同様に、数値が大きくなるほど「解し」の程度が高く、燃え易いごみと判断される。なお、上述した数値は何れも例示に過ぎず、これら数値に限るものではない。

「処理時刻」は、積替え動作、解し動作、ばら撒き動作の何れかが実行された最新の時刻であり、その時刻からの経過時間によりごみ質が評価される。経過時間が長くなるほど厚密化された燃え難いごみと評価される。

図５に示すように、ごみピットＢに蓄積されたごみは、平面視で縦ｘ０、横ｙ０のサイズの正方形が配列されるように縦長に区画される。各区画内でごみピットＢの底面からごみ上面に向けて高さ方向にｚ０のピッチで区画された直方体となる領域が、ごみ管理情報が割り付けられるブロックとなる。

ブロックのサイズは、特に限定されるものではないが、グラブバケット１０が開放された状態で正方形となるグラブバケット１０の面積と同サイズ、具体的にｘ０＝３ｍ、ｙ０＝３ｍに設定され、高さはｚ０＝０．５ｍに設定されている。グラブバケット１０による１回のごみの把持動作で、最大３ｍ×３ｍ×３ｍの体積のごみが把持可能で、最小単位のブロックの６倍のごみが一度に把持可能に構成されている。

本実施形態では、ごみピットＢの大きさがＹ＝１５ｍ、Ｘ＝５１ｍに設定されているので、Ｘ方向のブロック数は１７、Ｙ方向のブロック数は５となる。つまり、ごみピットＢに貯留されたごみの貯留位置が、グラブバケット１０に関連付けたサイズのブロックを単位に分割して管理され、各ブロックにごみ管理情報が割り付けられている。

堆積高さ情報取得部２４は、ＬｉＤＡＲ６から取得した測定データである（ｘ，ｙ，ｚ）の座標で示される点群の集合となる距離画像を、（ｘ，ｙ）成分に基づいて、平面視で縦ｘ０、横ｙ０のピッチで配列された複数の正方形の平面領域に割り付けて、各平面領域に割り付けられた距離画像のｚ成分の平均値を各平面領域の高さに設定する。ごみがグラブバケット１０で移動されると、移動元の領域の高さは低くなり、移動先の領域の高さは高くなる。このようにして求められたごみの表面高さを上限として、ごみピットＢの底部から各ブロックが区画される。

管理情報更新部２５は、ブロック毎にごみ管理情報を割り付け、「積替え動作」、「解し動作」、「ばら撒き動作」の何れかが実行される度に、変化したブロックを再構築して変化したブロックのごみ管理情報を更新する。

なおＬｉＤＡＲ６による測定データの取得は、所定時間後ごとに行ってもよく、グラブバケット１０の単位動作が終了するごとに行ってもよいが、グラブバケット１０が測定時の障害物とならないようにグラブバケット１０が十分に上方にある状態で測定データを取得することが好ましい。

ごみ評価部２６は、ごみ管理情報を予め設定された所定の評価値に基づいて評価し、評価結果に基づいて、グラブバケット１０の次の動作を決定してクレーン制御部２１に指令し、ごみホッパＤに投入するごみの貯留位置を決定する。「評価値」は、「ごみの種類」、「攪拌度」、「破袋度」、「処理時刻」の其々に設定され、「ごみの種類」では各成分比率が０から１の間の中間の所定値、例えば０．４から０．６の範囲に設定され、「攪拌度」は十分に攪拌されたと判断できる値に設定され、「破袋度」は各種類が均等に十分に破袋して解されたと判断できる値に設定される。「処理時刻」は最終の処理からの経過時間であるため、所定の経過時間以内に収まる値に設定される。

ごみ管理情報を上述した評価値と対比することにより、ごみの攪拌状態を客観的に評価することができる。評価結果に基づいて「ごみの種類」、「攪拌度」、「破袋度」、「処理時刻」が評価値に達するように、攪拌の程度の低いごみのブロックに対して「積替え動作」、「解し動作」、「ばら撒き動作」の何れかを選択してクレーン制御部２１に指令する。

「積替え動作」の場合には、移動元と移動先のブロックを指定すればよく、「ばら撒き動作」の場合には、移動元のブロックと、ばら撒き先となる複数のブロックを指定すればよい。例えば、評価結果の低いブロックを優先して移動元のブロックとして指定することができ、評価結果の高いブロックを移動先のブロックとして指定することができる。

評価結果に基づいて「ごみの種類」、「攪拌度」、「破袋度」、「処理時刻」が評価値に達したブロックのごみを、十分に攪拌されたごみとしてごみホッパＤに投入することで安定した焼却処理を実現できる。

図６には、ごみピットＢの管理装置２０により実行されるごみピットＢの管理方法が示されている。
ごみピットの管理方法は、ごみクレーン装置を用いて実行されるごみの移動処理に基づいて、ごみピットに搬入されたごみを、ごみの貯留位置と関連付けたごみ管理情報として管理する方法である。

ごみクレーン装置を用いたごみの移動処理が実行されると（ＳＡ１）、動作履歴取得部２２により、動作履歴取得ステップが実行されて、グラブバケットの開閉、昇降、横移動及びごみ重量の動作履歴が取得される（ＳＡ２）。

動作種別判定部２３により、動作履歴に基づいて、グラブバケットによるごみの把持動作から開放動作までを単位動作として、ごみに対して実行される動作種別を判定する動作種別判定ステップが実行され（ＳＡ３）、管理情報更新部２５により、ごみの貯留表面形状の変化に対応してごみ管理情報を更新する管理情報更新ステップが実行される（ＳＡ４）。

ごみ評価部２６により、ごみ管理情報を所定の評価値に基づいて評価するごみ評価ステップが実行され（ＳＡ５）、その評価結果に基づいて、攪拌が不十分なブロックのごみに対してグラブバケットの次の動作を決定してクレーン制御部２１に指令を出力し（ＳＡ７）、攪拌が十分なブロックのごみをごみホッパＤに投入する（ＳＡ６）。

「積替え動作」、「解し動作」、「ばら撒き動作」により変動したブロックのごみ表面の高さは、堆積高さ情報取得部２４により求められ、加えて動作種別判定部２３でグラブバケットの重量変化とごみの比重からも求められる。双方で求められた高さの差が所定の許容範囲に収まる場合には、「積替え動作」、「解し動作」、「ばら撒き動作」が適正に実行されていると判断される。双方で求められた高さの差が所定の許容範囲を逸脱する場合には、ＬｉＤＡＲ６から取得した測定データに誤りがあると判断し、動作種別判定部２３で得られた高さを優先してブロックを更新するように構成されている。即ち、ごみの貯留位置の変化は、動作履歴と動作種別に基づいてブロック単位で管理される。

［ごみ焼却炉の燃焼制御方法］
図９に基づいて、上述した燃焼制御装置６０により実行される燃焼制御方法を説明する。
投入前ごみ管理部２０により、ごみピットに貯留されたごみに対して実行されるごみクレーン装置による撹拌処理に基づき、変化するごみの攪拌状態をごみホッパへの投入前のごみ管理情報としてブロック単位で管理され、投入前ごみ管理情報が所定の評価基準に達したブロックのごみに対してごみホッパへの投入を許容する投入前ごみ管理ステップが実行される（ＳＢ１）。

燃焼制御部６１は、超音波センサによりごみホッパＤのごみ面高さを監視しており、ごみ面高さが低下するとクレーン制御部２１にごみ投入指令を出力する。クレーン制御部２１は、投入前ごみ管理情報が所定の評価基準に達したブロックのごみをごみホッパＤに投入する。

投入時ごみ質推定理部３０により、ごみピットＢからごみホッパＤへ投入されるごみの投入時ごみ質情報を、所定の投入時ごみ質推定モデルに基づいて推定する投入時ごみ質推定ステップが実行される（ＳＢ２）。

燃焼制御部６１により、ボイラにより生成される蒸気量が安定するように、投入時ごみ質情報に対応して炉内におけるごみの燃焼状態を自動制御する燃焼制御ステップが実行される（ＳＢ３）。

燃焼時ごみ質推定部４０により、燃焼制御ステップで燃焼制御されるごみの燃焼時ごみ質情報を、所定の燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて推定する燃焼時ごみ質推定ステップが実行される（ＳＢ４）。

ごみ質管理部５０により、投入前ごみ管理情報と、投入時ごみ質情報と、燃焼時ごみ質情報と、を管理対象となるごみの処理経過、つまりごみピットＢからごみホッパＤへの投入、ごみホッパＤから炉内への供給、炉内での燃焼に燃焼までの過程と関連付けて時系列的に管理するごみ質管理ステップが実行される（ＳＢ５）。

燃焼制御が進行する過程で、燃焼時ごみ質推定部４０により燃焼時ごみ質情報が更新されると、更新された燃焼時ごみ質情報とそれに対応するごみの投入前ごみ管理情報とが対比され、整合が取れていない場合には（ＳＢ６，ＮＧ）、投入前ごみ管理ステップで参照される評価基準を適正化する第１適正化処理ステップが実行される（ＳＢ７）。

具体定に、燃焼時ごみ質情報であるごみの単位重量当たりの発熱量に応じて、「ごみの種類」、「攪拌度」、「破袋度」、「処理時刻」の其々の程度を示す評価基準が予め設定されている。

しかし、ごみを実際に燃焼した場合に得られる単位重量当たりの発熱量が、予め設定された評価基準から想定される発熱量から逸脱する場合に、整合するように評価基準を変更するのである。特に「攪拌度」は「発熱量の変動」と高い相関関係が見られる。そこで、ごみを実際に燃焼した場合に得られる単位重量当たりの発熱量が想定より高い場合には各評価基準を下げることにより攪拌の程度を低下させ、単位重量当たりの発熱量が想定より低い場合には各評価基準を上げて攪拌の程度を上げる。

燃焼制御が進行する過程で、燃焼時ごみ質推定部４０により燃焼時ごみ質情報が更新されると、更新された燃焼時ごみ質情報とそれに対応するごみの投入時ごみ質情報とが対比され、整合が取れていない場合には（ＳＢ８，ＮＧ）、投入時ごみ質推定ステップで参照される評価基準を適正化する第２適正化処理ステップが実行される（ＳＢ９）。

投入前ごみ管理ステップは、ごみクレーン装置に備えたグラブバケットの開閉、横移動及び移動ごみ重量の動作履歴を取得する動作履歴取得ステップと、動作履歴に基づいて、グラブバケットによるごみの把持動作の開始から開放動作の終了までを単位動作として、ごみに対して実行される動作種別を判定する動作種別判定ステップと、ごみピットに貯留されたごみの貯留位置の変化に対応してブロック毎に投入前ごみ管理情報を更新する投入前ごみ管理情報更新ステップと、投入前ごみ管理情報を所定の評価基準に基づいて評価し、評価結果に基づいて、グラブバケットの次の動作を決定し、または、ごみホッパに投入するごみの貯留位置を決定する投入前ごみ質評価ステップと、を備えている。なお、投入前ごみ管理情報は、ごみの種類、攪拌度、破袋度、処理時刻を含む。

投入時ごみ質推定ステップは、ごみホッパに投入されるごみの比重を含む投入時ごみ性状を検出する投入時ごみ性状検出ステップと、投入時ごみ性状検出ステップで検出された投入時ごみ性状と、投入時ごみ質推定モデルと、に基づいて投入時ごみ質情報を生成する投入時ごみ質情報生成ステップと、を備えている。

燃焼時ごみ質推定ステップは、炉内に投入されストーカ機構により搬送されるごみの量と燃焼用空気量とを含む燃焼条件と、燃焼条件に応じて発生する蒸気量と、予め設定された燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて燃焼時ごみ質情報を推定するステップである。

上述した実施形態では、ごみ管理情報として「ごみの種類」、「攪拌度」、「破袋度」、「処理時刻」を管理する例を説明したが、ごみ管理情報として「攪拌度」と「処理時刻」が含まれていればよく、さらに「ごみの種類」または「破袋度」の何れかを備えていてもよい。

上述した実施形態では、動作履歴取得部２２がグラブバケット１０の開閉、昇降、横移動及び移動ごみ重量の動作履歴を取得する例を説明したが、移動ごみ重量を取得対象としない態様であってもよい。この場合には、ごみピットに貯留されたごみの表面形状を取得するセンサにより、単位動作の前後に取得したごみの表面形状の変化に基づいて移動したごみの体積を把握することができる。

尚、上述した実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において各部の具体的な構成は適宜変更設計できることは言うまでもない。

１：ごみ焼却炉
６：センサ（ＬｉＤＡＲ）
２０：投入前ごみ管理部
３０：投入時ごみ質推定理部
４０：燃焼時ごみ質推定部
５０：ごみ質管理部
５１：第１適正化処理部
５２：第２適正化処理部
６０：燃焼制御装置
６１：燃焼制御部
６２：給じん制御部
６３：搬送制御部
６４：給気制御部
Ａ：プラットホーム
Ｂ：ごみピット
Ｃ：クレーン機構
Ｄ：ごみホッパ
Ｅ：炉室

Claims (8)

1. ごみホッパから炉内に投入されたごみをストーカ機構で搬送しながら焼却処理し、前記焼却処理により発生する燃焼熱によりボイラで蒸気を生成するごみ焼却炉の燃焼制御方法であって、
   ごみピットに貯留されたごみに対して実行されるごみクレーン装置による撹拌処理に基づき、変化するごみの攪拌状態を前記ごみホッパへの投入前ごみ管理情報として前記ごみピットの内部空間においてブロック単位で管理し、前記投入前ごみ管理情報が所定の評価基準に達したブロックのごみに対して前記ごみホッパへの投入を許容する投入前ごみ管理ステップと、
   前記ごみピットから前記ごみホッパへ投入されるごみの投入時ごみ質情報を、所定の投入時ごみ質推定モデルに基づいて推定する投入時ごみ質推定ステップと、
   前記ボイラにより生成される蒸気量が安定するように、前記投入時ごみ質情報に対応して前記炉内におけるごみの燃焼状態を自動制御する燃焼制御ステップと、
   前記燃焼制御ステップにより燃焼制御されるごみの燃焼時ごみ質情報を、所定の燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて推定する燃焼時ごみ質推定ステップと、
   前記投入前ごみ管理情報と、前記投入時ごみ質情報と、前記燃焼時ごみ質情報と、を管理対象となるごみに関連付けて時系列的に管理するごみ質管理ステップと、
   前記ごみ質管理ステップで管理される前記燃焼時ごみ質情報と前記投入前ごみ管理情報とが整合するように、前記評価基準を適正化する第１適正化処理ステップと、
   前記ごみ質管理ステップで管理される前記燃焼時ごみ質情報と前記投入時ごみ質情報とが整合するように、前記投入時ごみ質推定モデルを適正化する第２適正化処理ステップと、
   を備えているごみ焼却炉の燃焼制御方法。
2. 前記投入前ごみ管理ステップは、
   前記ごみクレーン装置に備えたグラブバケットの開閉、昇降及び横移動の動作履歴を取得する動作履歴取得ステップと、
   前記動作履歴に基づいて、前記グラブバケットによるごみの把持動作から開放動作までを単位動作として、ごみに対して実行される動作種別を判定する動作種別判定ステップと、
   前記ごみピットに貯留されたごみの貯留位置の変化に対応して前記ブロック毎に前記投入前ごみ管理情報を更新する投入前ごみ管理情報更新ステップと、
   前記投入前ごみ管理情報を所定の評価基準に基づいて評価し、評価結果に基づいて、前記グラブバケットの次の動作を決定し、または、ごみホッパに投入するごみの貯留位置を決定する投入前ごみ質評価ステップと、
   を備え、
   前記投入前ごみ管理情報は、少なくとも攪拌度、処理時刻を含む請求項１記載のごみ焼却炉の燃焼制御方法。
3. 前記投入時ごみ質推定ステップは、
   前記ごみホッパに投入されるごみの比重を少なくとも含む投入時のごみ性状を検出する投入時ごみ性状検出ステップと、
   前記投入時ごみ性状検出ステップで検出された投入時のごみ性状と、前記投入時ごみ質推定モデルと、に基づいて前記投入時ごみ質情報を生成する投入時ごみ質情報生成ステップと、
   を備えている請求項１記載のごみ焼却炉の燃焼制御方法。
4. 前記燃焼時ごみ質推定ステップは、前記炉内に投入され前記ストーカ機構により搬送されるごみの量と燃焼用空気量とを含む燃焼条件と、前記燃焼条件に応じて発生する蒸気量と、予め設定された燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて前記燃焼時ごみ質情報を推定する請求項１記載のごみ焼却炉の燃焼制御方法。
5. ごみホッパから炉内に投入されたごみをストーカ機構で搬送しながら焼却処理し、前記焼却処理により発生する燃焼熱によりボイラで蒸気を生成するごみ焼却炉の燃焼制御装置であって、
   ごみピットに貯留されたごみに対して実行されるごみクレーン装置による撹拌処理に基づき、変化するごみの攪拌状態を前記ごみホッパへの投入前ごみ管理情報として前記ごみピットの内部空間においてブロック単位で管理し、前記投入前ごみ管理情報が所定の評価基準に達したブロックのごみに対して前記ごみホッパへの投入を許容する投入前ごみ管理部と、
   前記ごみピットから前記ごみホッパへ投入されるごみの投入時ごみ質情報を、所定の投入時ごみ質推定モデルに基づいて推定する投入時ごみ質推定理部と、
   前記ボイラにより生成される蒸気量が安定するように、前記投入時ごみ質情報に対応して前記炉内におけるごみの燃焼状態を自動制御する燃焼制御部と、
   前記燃焼制御部により燃焼制御されるごみの燃焼時ごみ質情報を、所定の燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて推定する燃焼時ごみ質推定部と、
   前記投入前ごみ管理情報と、前記投入時ごみ質情報と、前記燃焼時ごみ質情報とを管理対象となるごみに関連付けて時系列的に管理するごみ質管理部と、
   前記ごみ質管理部で管理される前記燃焼時ごみ質情報と前記投入前ごみ管理情報とが整合するように、前記評価基準を適正化する第１適正化処理部と、
   前記ごみ質管理部で管理される前記燃焼時ごみ質情報と前記投入時ごみ質情報とが整合するように、前記投入時ごみ質推定モデルを適正化する第２適正化処理部と、
   を備えているごみ焼却炉の燃焼制御装置。
6. 前記投入前ごみ管理部は、
   前記ごみクレーン装置に備えたグラブバケットの開閉、昇降及び横移動の動作履歴を取得する動作履歴取得部と、
   前記動作履歴に基づいて、前記グラブバケットによるごみの把持動作から開放動作までを単位動作として、ごみに対して実行される動作種別を判定する動作種別判定部と、
   前記ごみピットに貯留されたごみの貯留位置の変化に対応して前記ブロック毎に前記投入前ごみ管理情報を更新する投入前ごみ管理情報更新部と、
   前記投入前ごみ管理情報を所定の評価基準に基づいて評価し、評価結果に基づいて、前記グラブバケットの次の動作を決定し、または、ごみホッパに投入するごみの貯留位置を決定する投入前ごみ評価部と、
   を備え、
   前記投入前ごみ管理情報は、少なくとも攪拌度、処理時刻を含む請求項５記載のごみ焼却炉の燃焼制御装置。
7. 前記投入時ごみ質推定理部は、
   前記ごみホッパに投入されるごみの比重を少なくとも含む投入時のごみ性状を検出する投入時ごみ性状検出部と、
   前記投入時ごみ性状検出部で検出された投入時ごみ性状と、前記投入時ごみ質推定モデルと、に基づいて前記投入時ごみ質情報を生成する投入時ごみ質情報生成部と、
   を備えている請求項５記載のごみ焼却炉の燃焼制御装置。
8. 前記燃焼時ごみ質推定部は、前記炉内に投入され前記ストーカ機構により搬送されるごみの量と燃焼用空気量とを含む燃焼状態と、前記燃焼状態に応じて発生する蒸気量と、予め設定された燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて前記燃焼時ごみ質情報を推定する請求項５記載のごみ焼却炉の燃焼制御装置。
   

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