JP3297297B2 - 可視煙予測装置 - Google Patents
可視煙予測装置Info
- Publication number
- JP3297297B2 JP3297297B2 JP07587696A JP7587696A JP3297297B2 JP 3297297 B2 JP3297297 B2 JP 3297297B2 JP 07587696 A JP07587696 A JP 07587696A JP 7587696 A JP7587696 A JP 7587696A JP 3297297 B2 JP3297297 B2 JP 3297297B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- smoke
- spectral intensity
- chimney
- emitted
- spectroscope
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000000779 smoke Substances 0.000 title claims description 51
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 19
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical class [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電施設等に
て用いられる可視煙予測装置に関する。
て用いられる可視煙予測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、火力発電施設においては、石炭
等を燃焼させることにより排煙を生じる。この排煙は、
通常、集塵装置等を経由し、ばいじん等の放出物質を除
去し減少させて煙突から放出している。この場合、排煙
に含まれる放出物質を減少させるためには、煙色を検出
し、この検出情報を基にしてボイラ等での燃焼程度や排
煙処理の制御を行なっている。ここで、煙色の測定は、
煙突先端部に備えられたＩＴＶカメラ等で観測し、得ら
れた輝度情報によっている。
等を燃焼させることにより排煙を生じる。この排煙は、
通常、集塵装置等を経由し、ばいじん等の放出物質を除
去し減少させて煙突から放出している。この場合、排煙
に含まれる放出物質を減少させるためには、煙色を検出
し、この検出情報を基にしてボイラ等での燃焼程度や排
煙処理の制御を行なっている。ここで、煙色の測定は、
煙突先端部に備えられたＩＴＶカメラ等で観測し、得ら
れた輝度情報によっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
やり方では煙突の先端部にてＩＴＶカメラを用いて排煙
の観測をしており、煙の有無や煙色の濃さしか判断でき
ず、排煙中に含まれる放出物質の濃度等の性状情報を得
ることができない。更には、従来では煙が放出された後
に煙の有無や煙色を検出しており、できれば煙が放出さ
れないうちに煙の有無や煙色を予め知りたいという要請
があり、しかも煙に含まれる物質の性状も予め知りたい
という要請もある。
やり方では煙突の先端部にてＩＴＶカメラを用いて排煙
の観測をしており、煙の有無や煙色の濃さしか判断でき
ず、排煙中に含まれる放出物質の濃度等の性状情報を得
ることができない。更には、従来では煙が放出された後
に煙の有無や煙色を検出しており、できれば煙が放出さ
れないうちに煙の有無や煙色を予め知りたいという要請
があり、しかも煙に含まれる物質の性状も予め知りたい
という要請もある。
【０００４】本発明は、上述の問題に鑑み、煙突から放
出前の煙の有無や煙色を予測しかつ煙に含まれる物質の
性状を予め測定した可視煙予測装置の提供を目的とす
る。
出前の煙の有無や煙色を予測しかつ煙に含まれる物質の
性状を予め測定した可視煙予測装置の提供を目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、次のような発明特定事項を特徴とする。 （１）煙突から放出される前の煙に含まれる物質の性状
を計測する装置と、太陽光の分光強度を計測する分光器
と、煙突から放出される煙の背景となる空からの散乱光
の分光強度を計測する分光器と、を有し、上記物質の性
状情報、太陽光の分光強度、散乱光の分光強度に基づき
散乱理論を適用した数値演算を行なう演算プロセッサを
有する、ことを特徴とする。 （２）（１）において、演算プロセッサの演算結果によ
り制御対象の制御及び表示装置の表示の少なくとも一方
を行なうようにしたことを特徴とする。
発明は、次のような発明特定事項を特徴とする。 （１）煙突から放出される前の煙に含まれる物質の性状
を計測する装置と、太陽光の分光強度を計測する分光器
と、煙突から放出される煙の背景となる空からの散乱光
の分光強度を計測する分光器と、を有し、上記物質の性
状情報、太陽光の分光強度、散乱光の分光強度に基づき
散乱理論を適用した数値演算を行なう演算プロセッサを
有する、ことを特徴とする。 （２）（１）において、演算プロセッサの演算結果によ
り制御対象の制御及び表示装置の表示の少なくとも一方
を行なうようにしたことを特徴とする。
【０００６】本発明の可視煙予測装置によると、煙突か
ら放出される物質の成分・濃度・粒度分布等の性状情報
と、太陽光の分光強度を情報と、煙突から排出される煙
の背景となる空からの散乱光の分光強度情報とを用い
て、光の散乱理論に基づく数値演算を行うことによっ
て、煙突から放出される物質による太陽光等の光の散乱
特性を求める。その散乱特性より、煙突より排出される
煙の煙色を予測すると共に、可視煙の有無の予測ができ
る。
ら放出される物質の成分・濃度・粒度分布等の性状情報
と、太陽光の分光強度を情報と、煙突から排出される煙
の背景となる空からの散乱光の分光強度情報とを用い
て、光の散乱理論に基づく数値演算を行うことによっ
て、煙突から放出される物質による太陽光等の光の散乱
特性を求める。その散乱特性より、煙突より排出される
煙の煙色を予測すると共に、可視煙の有無の予測ができ
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】ここで、図１〜図６を参照して発
明の実施の形態の一例を説明する。図１は全体のブロッ
ク図を示しており、図１においては、太陽光の分光強度
情報を計測するために、太陽を追跡する駆動装置１０上
に設置された分光器１と、煙突をそれぞれ異なった方向
から見た場合の煙の背景となる空からの散乱光の分光強
度情報を計測する分光器２，３とを有しており、例えば
図２に示すような特性を得ることができる。また、煙突
から放出される前の煙に含まれる物質の成分、濃度、粒
度分布等の性状情報を得るためには放出物質性状計測装
置４が例えば煙突内の任意箇所に備えられ、図３に示す
ような放出物質、例えばばいじんの粒子サイズとその濃
度や図４に示す含有成分比率等が得られる。そして、分
光器１，２，３の分光強度情報や放出物質性状計測装置
４の性状情報は、アナログプロセッサ５にてデジタル信
号に変換される。
明の実施の形態の一例を説明する。図１は全体のブロッ
ク図を示しており、図１においては、太陽光の分光強度
情報を計測するために、太陽を追跡する駆動装置１０上
に設置された分光器１と、煙突をそれぞれ異なった方向
から見た場合の煙の背景となる空からの散乱光の分光強
度情報を計測する分光器２，３とを有しており、例えば
図２に示すような特性を得ることができる。また、煙突
から放出される前の煙に含まれる物質の成分、濃度、粒
度分布等の性状情報を得るためには放出物質性状計測装
置４が例えば煙突内の任意箇所に備えられ、図３に示す
ような放出物質、例えばばいじんの粒子サイズとその濃
度や図４に示す含有成分比率等が得られる。そして、分
光器１，２，３の分光強度情報や放出物質性状計測装置
４の性状情報は、アナログプロセッサ５にてデジタル信
号に変換される。
【０００８】アナログプロセッサ５にて得られたデジタ
ル信号は、演算プロセッサ６における数値計算の入力情
報となる。この数値計算は、太陽光の分光強度情報、背
景となる空からの散乱光の分光強度情報、煙内の物質の
成分・濃度・粒度分布の性状情報により、光の散乱理論
（ミー散乱理論）を適用して行なわれる。この数値計算
は、図５に示すように煙色を算出するに当っての煙によ
る光の散乱・吸収・透過後の光強度をまず算出するもの
である。なお、図５は、例えば晴天時と曇天時とにおけ
るばいじん濃度の相違による煙色の相違を示している。
ル信号は、演算プロセッサ６における数値計算の入力情
報となる。この数値計算は、太陽光の分光強度情報、背
景となる空からの散乱光の分光強度情報、煙内の物質の
成分・濃度・粒度分布の性状情報により、光の散乱理論
（ミー散乱理論）を適用して行なわれる。この数値計算
は、図５に示すように煙色を算出するに当っての煙によ
る光の散乱・吸収・透過後の光強度をまず算出するもの
である。なお、図５は、例えば晴天時と曇天時とにおけ
るばいじん濃度の相違による煙色の相違を示している。
【０００９】光の散乱強度Ｉ（ｘ，θ）は次の数値演算
による。なお、Ｉ（ｘ，θ）に示すｘはサイズパラメー
タであり、光の波長λと放出物質の粒径Ｄとにより２π
Ｄ／λにて得られ、またθは観測方向を示している。ミ
ー散乱理論を適用すれば次式［数１］の如くなる。
による。なお、Ｉ（ｘ，θ）に示すｘはサイズパラメー
タであり、光の波長λと放出物質の粒径Ｄとにより２π
Ｄ／λにて得られ、またθは観測方向を示している。ミ
ー散乱理論を適用すれば次式［数１］の如くなる。
【数１】
【００１０】この［数１］では演算式（１）にて光の散
乱強度Ｉ（ｘ，θ）を求めるものであるが、この式
（１）中のｉ（θ）は（２）式にて表され、式（２）中
のＳ（θ）は式（３）（４）にて表され、式（３）
（４）中ａn ，ｂn は式（５）（６）にて表される。か
かる式中にてｍはｍ＝ｎ＋ｉｋで放出物質の複素屈折率
を表わし、φn (x) ，ζn (x) は１次、２次のリッカ
チ、ベッセル関数を表わす。またＰ1 n (cosθ）は球面
座標系でのθ方向を示すルジャンドル多項式を表わして
いる。この式からも判明するように放出物質による散乱
・透過光強度は、波長λ毎及び観測方向θ毎に算出する
ことになる。図６は、例えば同一太陽光強度における粒
径をパラメータとした波長毎の散乱光強度を示してお
り、散乱光強度は粒径と波長によって大きく変化する。
乱強度Ｉ（ｘ，θ）を求めるものであるが、この式
（１）中のｉ（θ）は（２）式にて表され、式（２）中
のＳ（θ）は式（３）（４）にて表され、式（３）
（４）中ａn ，ｂn は式（５）（６）にて表される。か
かる式中にてｍはｍ＝ｎ＋ｉｋで放出物質の複素屈折率
を表わし、φn (x) ，ζn (x) は１次、２次のリッカ
チ、ベッセル関数を表わす。またＰ1 n (cosθ）は球面
座標系でのθ方向を示すルジャンドル多項式を表わして
いる。この式からも判明するように放出物質による散乱
・透過光強度は、波長λ毎及び観測方向θ毎に算出する
ことになる。図６は、例えば同一太陽光強度における粒
径をパラメータとした波長毎の散乱光強度を示してお
り、散乱光強度は粒径と波長によって大きく変化する。
【００１１】更に、次に煙の背景となる空からの散乱光
の分光強度により空の色を上記数値演算にて求めること
により、煙突から排出されるであろう煙の煙色が算出で
きて、放出される煙色が予測できる。
の分光強度により空の色を上記数値演算にて求めること
により、煙突から排出されるであろう煙の煙色が算出で
きて、放出される煙色が予測できる。
【００１２】図１に示す演算メモリ７には、算出された
分光強度情報、放出物質性状情報をデータベースとして
格納する。また、演算メモリ７上に格納されているデー
タベースを用いて、可視煙の有無が予測できる。また、
図１での分光器１、分光器２、分光器３、駆動装置１
０、及び放出物質性状計測装置４を制御する制御プロセ
ッサ８は、演算メモリ７、演算プロセッサ６、分光器
１、分光器２、分光器３、駆動装置１０、及び放出物質
性状計測装置４と接続されている。この制御プロセッサ
８を経て、煙突から排出される煙の煙色、可視煙の有無
の予測結果を表示装置９に表示する。また、可視煙の有
無やその濃度、放出物質性状を用いて、集塵装置部入口
前方での水蒸気噴霧によりガス温度を下げ集塵効率を上
昇させて、煙中に含まれる放出物質の濃度を低減する際
の、水蒸気噴霧のタイミングや噴霧時間に係るフィード
バック情報とか、燃焼制御により負荷の変動を行ない、
煙中に含まれる放出物質の濃度を低減する際の、燃焼制
御に係るフィードバック情報に役立てることができる。
分光強度情報、放出物質性状情報をデータベースとして
格納する。また、演算メモリ７上に格納されているデー
タベースを用いて、可視煙の有無が予測できる。また、
図１での分光器１、分光器２、分光器３、駆動装置１
０、及び放出物質性状計測装置４を制御する制御プロセ
ッサ８は、演算メモリ７、演算プロセッサ６、分光器
１、分光器２、分光器３、駆動装置１０、及び放出物質
性状計測装置４と接続されている。この制御プロセッサ
８を経て、煙突から排出される煙の煙色、可視煙の有無
の予測結果を表示装置９に表示する。また、可視煙の有
無やその濃度、放出物質性状を用いて、集塵装置部入口
前方での水蒸気噴霧によりガス温度を下げ集塵効率を上
昇させて、煙中に含まれる放出物質の濃度を低減する際
の、水蒸気噴霧のタイミングや噴霧時間に係るフィード
バック情報とか、燃焼制御により負荷の変動を行ない、
煙中に含まれる放出物質の濃度を低減する際の、燃焼制
御に係るフィードバック情報に役立てることができる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、放
出される煙の有無や可視煙の煙色の有無の予測が可能と
なり、物質の性状も測定できる。そして、このためにプ
ラント運用における健全性が大幅に向上する。
出される煙の有無や可視煙の煙色の有無の予測が可能と
なり、物質の性状も測定できる。そして、このためにプ
ラント運用における健全性が大幅に向上する。
【図１】本発明の実施の形態の一例のブロック図。
【図２】分光器による計測結果を示す特性線図。
【図３】粒度・濃度分布の計測結果を示す特性線図。
【図４】放出物成分の計測結果を示す特性線図。
【図５】予測結果表示例の説明図。
【図６】数値演算結果の線図。
１，２，３ 分光器 ４ 放出物質性状計測装置 ５ アナログプロセッサ ６ 演算プロセッサ ７ 演算メモリ ８ 制御プロセッサ ９ 表示装置 １０ 駆動装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂井 正康 長崎県長崎市深堀町５丁目717番地１ 長菱エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−298248（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 B01D 53/00 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 煙突から放出される前の煙に含まれる物
質の性状を計測する装置と、太陽光の分光強度を計測す
る分光器と、煙突から放出される煙の背景となる空から
の散乱光の分光強度を計測する分光器と、を有し、 上記物質の性状情報、太陽光の分光強度、散乱光の分光
強度に基づき散乱理論を適用した数値演算を行なう演算
プロセッサを有する、 ことを特徴とする可視煙予測装置。 - 【請求項２】 演算プロセッサの演算結果により制御対
象の制御及び表示装置の表示の少なくとも一方を行なう
ようにした請求項１記載の可視煙予測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07587696A JP3297297B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 可視煙予測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07587696A JP3297297B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 可視煙予測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09264852A JPH09264852A (ja) | 1997-10-07 |
| JP3297297B2 true JP3297297B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=13588927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07587696A Expired - Fee Related JP3297297B2 (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 可視煙予測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3297297B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040024754A (ko) | 2002-09-16 | 2004-03-22 | 삼성전자주식회사 | 배터리 충전시스템 및 충전방법 |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP07587696A patent/JP3297297B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09264852A (ja) | 1997-10-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Clark et al. | Analysis of small-scale convective dynamics in a crown fire using infrared video camera imagery | |
| US7495767B2 (en) | Digital optical method (DOM™) and system for determining opacity | |
| Lu et al. | Monitoring of oscillatory characteristics of pulverized coal flames through image processing and spectral analysis | |
| JPH06288858A (ja) | ガスの可視化装置 | |
| US7117101B2 (en) | Remote particle counter for remote measurement of the number and size distribution of suspended fine particles in the atmosphere | |
| Moosmüller et al. | On-road measurement of automotive particle emissions by ultraviolet lidar and transmissometer: Instrument | |
| Malm | Visibility: The seeing of near and distant landscape features | |
| Rinne et al. | Experimental validation of the FDS simulations of smoke and toxic gas concentrations | |
| US20200249058A1 (en) | Device and method for monitoring material flow parameters along a passage | |
| JP3297297B2 (ja) | 可視煙予測装置 | |
| CN110687547A (zh) | 一种基于遥感雷达的有毒有害气体环境风险预警监测方法 | |
| Cahill et al. | Size-time composition profile of aerosols using the DRUM sampler | |
| Kuo et al. | Synthetic image generation of chemical plumes for hyperspectral applications | |
| CN113310857B (zh) | 湍流燃烧场四维碳烟颗粒初级粒径分布测量系统及其方法 | |
| Blayankinshtein et al. | Concept and models for evaluation of black and white smoke components in diesel engine exhaust | |
| KR100627483B1 (ko) | 화상 이미지 분석을 통한 배출매연 인식 및 경보장치 및방법 | |
| JP4006733B2 (ja) | 燃焼排気中のすす凝集体の質量濃度測定方法及び装置 | |
| Wu et al. | Scattering properties of atmospheric aerosols over Lanzhou City and applications using an integrating nephelometer | |
| da Costa et al. | Stand-off mapping of the soot extinction coefficient in a refinery flare using a 3-wavelength elastic backscatter LIDAR | |
| KR20110053814A (ko) | 광학기술을 이용한 웹기반 시정 진단 및 예측 기술 | |
| RU2649094C1 (ru) | Способ определения возможности применения спектрорадиометра для экологического мониторинга атмосферы | |
| KR100711364B1 (ko) | 화상 이미지 분석을 통한 배출매연 인식 및 자동경보 장치및 방법 | |
| JPH10185817A (ja) | レーザを用いた組成成分計測方法 | |
| Börger et al. | Remote sensing of the light-obscuring smoke properties in real-scale fires using a photometric measurement method | |
| McCormick et al. | High-sensitivity in situ soot particle sensing in an aero-engine exhaust plume using long-pulsed fiber-laser-induced incandescence |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020305 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |