JP3469189B2 - 溶融炉のスラグ流監視・制御方法及び装置 - Google Patents
溶融炉のスラグ流監視・制御方法及び装置Info
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- JP3469189B2 JP3469189B2 JP2000323654A JP2000323654A JP3469189B2 JP 3469189 B2 JP3469189 B2 JP 3469189B2 JP 2000323654 A JP2000323654 A JP 2000323654A JP 2000323654 A JP2000323654 A JP 2000323654A JP 3469189 B2 JP3469189 B2 JP 3469189B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ごみガス化溶融プ
ラント等における溶融炉において、溶融炉内部の状態の
可視化を図り、スラグ流の監視及びスラグ流下口の詰ま
りを防止する制御等を行うスラグ流監視・制御方法及び
装置に関するものである。
ラント等における溶融炉において、溶融炉内部の状態の
可視化を図り、スラグ流の監視及びスラグ流下口の詰ま
りを防止する制御等を行うスラグ流監視・制御方法及び
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ごみ焼却炉の経済性、低公害性に
関する諸重要課題に対し、総合的に対応できる次世代シ
ステムとして、ガス化炉でごみを一旦ガス化した後、発
生した未燃灰の持つ熱量を利用してごみ中の灰分を溶融
するガス化溶融プラントが開発されている。溶融炉内で
未燃灰を燃焼させた後に生成するスラグは外部に排出さ
れるが、その流下状態は炉内の燃焼状態と密接に関連し
ており、流下状態の良否が炉の運転を左右する。現場で
は目視によりスラグ流状態を監視し、運転員が流下状態
を良好にするための操作を行うが、プラントの自動運転
のためにはスラグ流状態を自動判定し、スラグ流を良好
にするための操作を自動的に行う技術が必要とされてい
る。
関する諸重要課題に対し、総合的に対応できる次世代シ
ステムとして、ガス化炉でごみを一旦ガス化した後、発
生した未燃灰の持つ熱量を利用してごみ中の灰分を溶融
するガス化溶融プラントが開発されている。溶融炉内で
未燃灰を燃焼させた後に生成するスラグは外部に排出さ
れるが、その流下状態は炉内の燃焼状態と密接に関連し
ており、流下状態の良否が炉の運転を左右する。現場で
は目視によりスラグ流状態を監視し、運転員が流下状態
を良好にするための操作を行うが、プラントの自動運転
のためにはスラグ流状態を自動判定し、スラグ流を良好
にするための操作を自動的に行う技術が必要とされてい
る。
【０００３】従来の技術では、スラグ流下口より流出す
るスラグ流を工業用テレビカメラで撮影し、その状況を
プラント運転員が常時監視していた。そして、プラント
運転員が、スラグが流下口に固着し流下状態が悪化した
と判断した場合には、流下状態を回復させるための操作
を行うことで、炉内燃焼状態の安定化を図るようにして
いた。この方法で安定したスラグ流状態を持続させるた
めには、常にプラント運転員がスラグ流状態を監視する
必要があり、プラント運転員は長時間の単純労働を強い
られることになる。また、スラグ流状態を回復させる操
作として、流動化剤添加の他に明確な制御方法が見受け
られず、操作のタイミングも含めて運転員のノウハウに
よるところが多い。
るスラグ流を工業用テレビカメラで撮影し、その状況を
プラント運転員が常時監視していた。そして、プラント
運転員が、スラグが流下口に固着し流下状態が悪化した
と判断した場合には、流下状態を回復させるための操作
を行うことで、炉内燃焼状態の安定化を図るようにして
いた。この方法で安定したスラグ流状態を持続させるた
めには、常にプラント運転員がスラグ流状態を監視する
必要があり、プラント運転員は長時間の単純労働を強い
られることになる。また、スラグ流状態を回復させる操
作として、流動化剤添加の他に明確な制御方法が見受け
られず、操作のタイミングも含めて運転員のノウハウに
よるところが多い。
【０００４】また、特開平９−２４３３３７号公報に
は、廃棄物溶融炉の湯口の斜め下方に設置したカメラに
より湯口の画像を撮影し、画像中の高輝度部分の面積の
減少程度により湯口の閉塞を監視する方法等が開示され
ている。この方法は、溶融炉の湯口を下方から見るもの
であり、溶融炉内部を見るものではない。また、特開２
０００−１８５４１号公報には、溶融炉でのスラグの流
動速度をＣＣＤカメラで取り込み、画像処理により流動
速度を検出し、この信号により流動化剤の供給量を制御
することが記載されている。この技術では、ＣＣＤカメ
ラで画像を取り込むだけであり、火炎などの影響を受け
ると鮮明なスラグ画像が得られ難い。また、特開平７−
１２６６６３号公報には、石炭部分燃焼炉のスラグ流下
監視方法及び装置として、スラグ流下口の下方からスラ
グ流を監視するとともに、ニューラルネットワークを用
いてスラグ流制御を行う技術が開示されている。この技
術は、本発明とはスラグ流を見る場所及び手法が異なっ
ており、本発明の装置と組み合わせることでスラグ流制
御の信頼度、安定度を高めることができる。
は、廃棄物溶融炉の湯口の斜め下方に設置したカメラに
より湯口の画像を撮影し、画像中の高輝度部分の面積の
減少程度により湯口の閉塞を監視する方法等が開示され
ている。この方法は、溶融炉の湯口を下方から見るもの
であり、溶融炉内部を見るものではない。また、特開２
０００−１８５４１号公報には、溶融炉でのスラグの流
動速度をＣＣＤカメラで取り込み、画像処理により流動
速度を検出し、この信号により流動化剤の供給量を制御
することが記載されている。この技術では、ＣＣＤカメ
ラで画像を取り込むだけであり、火炎などの影響を受け
ると鮮明なスラグ画像が得られ難い。また、特開平７−
１２６６６３号公報には、石炭部分燃焼炉のスラグ流下
監視方法及び装置として、スラグ流下口の下方からスラ
グ流を監視するとともに、ニューラルネットワークを用
いてスラグ流制御を行う技術が開示されている。この技
術は、本発明とはスラグ流を見る場所及び手法が異なっ
ており、本発明の装置と組み合わせることでスラグ流制
御の信頼度、安定度を高めることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ごみガス化溶融プラン
ト等における溶融炉においては、スラグの安定排出が重
要であり、システムにはスラグ流の監視装置や制御装置
を組み込むことが必要になる。また、ガス化溶融炉の安
定運転とは、スラグを溶融させ、溶融炉内部や流下口で
固化することなく外部に排出する運転である。スラグ状
態把握については、上述のように、スラグ流下口からの
流下スラグを目視やカメラを使った画像から判断するこ
とがよく行われるが、スラグの溶融状態やスラグ流下口
の詰まり具合を見るには、溶融炉内部を観察するのが最
も適当である。この場合、溶融炉内部では、火炎や高温
による熱輻射により輝度が高い状況にあり、ＩＴＶカメ
ラ画像のみではスラグ流の状態やスラグ流下口を見るこ
とが困難である。
ト等における溶融炉においては、スラグの安定排出が重
要であり、システムにはスラグ流の監視装置や制御装置
を組み込むことが必要になる。また、ガス化溶融炉の安
定運転とは、スラグを溶融させ、溶融炉内部や流下口で
固化することなく外部に排出する運転である。スラグ状
態把握については、上述のように、スラグ流下口からの
流下スラグを目視やカメラを使った画像から判断するこ
とがよく行われるが、スラグの溶融状態やスラグ流下口
の詰まり具合を見るには、溶融炉内部を観察するのが最
も適当である。この場合、溶融炉内部では、火炎や高温
による熱輻射により輝度が高い状況にあり、ＩＴＶカメ
ラ画像のみではスラグ流の状態やスラグ流下口を見るこ
とが困難である。
【０００６】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、火炎が存在し、輝度が高い溶融炉
の内部においても、スラグ流及びスラグ流下口の鮮明な
画像データを得ることができ、さらに、得られた画像か
らスラグ流の状態やスラグ流下口の状況を判断し、スラ
グ流の監視だけでなく流下口の詰まり防止制御や溶融炉
燃焼制御にフィードバックすることで、自動運転を可能
とするとともに、運転員の負担を軽減することができる
スラグ流監視・制御方法及び装置を提供することにあ
る。
で、本発明の目的は、火炎が存在し、輝度が高い溶融炉
の内部においても、スラグ流及びスラグ流下口の鮮明な
画像データを得ることができ、さらに、得られた画像か
らスラグ流の状態やスラグ流下口の状況を判断し、スラ
グ流の監視だけでなく流下口の詰まり防止制御や溶融炉
燃焼制御にフィードバックすることで、自動運転を可能
とするとともに、運転員の負担を軽減することができる
スラグ流監視・制御方法及び装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の溶融炉のスラグ流監視・制御方法は、溶
融炉の上方から、赤外線以外の光をカットする機能（８
００nm以下をカット）をもつ光学フィルタを通して工業
用テレビカメラ（ＩＴＶカメラ）で炉内を撮影して溶融
炉内部の状態の可視化を図り、可視化により得られた溶
融炉内スラグ流画像及びスラグ流下口画像を処理して、
スラグ流の輝度がスラグの流れに沿って同じ速度で移動
することを利用してスラグ流速度（スラグ粘度）を算出
するとともに、２値化処理を行ったスラグ流下口画像か
らスラグ流下口面積を算出し、スラグ流の状況を監視す
るとともに、スラグ流下口面積を用いてスラグ流下口の
詰まりを防止するためのスラグ溶融用バーナ制御又は／
及びランスの操作制御、並びにスラグ流速度を用いてス
ラグの固化を防止するための助燃用油バーナによる溶融
炉燃焼制御の補正を行うように構成されている。
めに、本発明の溶融炉のスラグ流監視・制御方法は、溶
融炉の上方から、赤外線以外の光をカットする機能（８
００nm以下をカット）をもつ光学フィルタを通して工業
用テレビカメラ（ＩＴＶカメラ）で炉内を撮影して溶融
炉内部の状態の可視化を図り、可視化により得られた溶
融炉内スラグ流画像及びスラグ流下口画像を処理して、
スラグ流の輝度がスラグの流れに沿って同じ速度で移動
することを利用してスラグ流速度（スラグ粘度）を算出
するとともに、２値化処理を行ったスラグ流下口画像か
らスラグ流下口面積を算出し、スラグ流の状況を監視す
るとともに、スラグ流下口面積を用いてスラグ流下口の
詰まりを防止するためのスラグ溶融用バーナ制御又は／
及びランスの操作制御、並びにスラグ流速度を用いてス
ラグの固化を防止するための助燃用油バーナによる溶融
炉燃焼制御の補正を行うように構成されている。
【０００８】上記のように、本発明の方法においては、
火炎の存在により輝度が高い溶融炉内部の状態の可視化
を図るために、光学フィルタとして、赤外線以外の光を
カットする機能をもつものを用いる。
火炎の存在により輝度が高い溶融炉内部の状態の可視化
を図るために、光学フィルタとして、赤外線以外の光を
カットする機能をもつものを用いる。
【０００９】本発明の溶融炉のスラグ流監視・制御装置
は、溶融炉のスラグ流下口近傍に設けられたスラグ溶融
用バーナと、溶融炉内のスラグ流下口上部に設けられた
スラグを壊し落とすためのランスと、溶融炉の予燃焼器
に設けられた助燃用油バーナと、溶融炉の上部に設けら
れた観測窓から赤外線以外の光をカットする機能（８０
０nm以下をカット）をもつ光学フィルタを通して炉内を
撮影する溶融炉内部の状態を可視化するための工業用テ
レビカメラと、工業用テレビカメラ及び光学フィルタを
用いて可視化された溶融炉内部のスラグ流及びスラグ流
下口の画像データを取り込んで、スラグ流の輝度がスラ
グの流れに沿って同じ速度で移動することを利用してス
ラグ流速度（スラグ粘性具合）を算出するとともに、２
値化処理を行ったスラグ流下口の画像データからスラグ
流下口面積を算出し、スラグ流の状況を監視するととも
に、スラグ流下口面積を用いてスラグ流下口の詰まりを
防止するためのスラグ溶融用バーナ制御又は／及びラン
スの操作制御、並びにスラグ流速度を用いてスラグの固
化を防止するための助燃用油バーナによる溶融炉燃焼制
御の補正を行う監視・制御装置とを包含してなることを
特徴としている。
は、溶融炉のスラグ流下口近傍に設けられたスラグ溶融
用バーナと、溶融炉内のスラグ流下口上部に設けられた
スラグを壊し落とすためのランスと、溶融炉の予燃焼器
に設けられた助燃用油バーナと、溶融炉の上部に設けら
れた観測窓から赤外線以外の光をカットする機能（８０
０nm以下をカット）をもつ光学フィルタを通して炉内を
撮影する溶融炉内部の状態を可視化するための工業用テ
レビカメラと、工業用テレビカメラ及び光学フィルタを
用いて可視化された溶融炉内部のスラグ流及びスラグ流
下口の画像データを取り込んで、スラグ流の輝度がスラ
グの流れに沿って同じ速度で移動することを利用してス
ラグ流速度（スラグ粘性具合）を算出するとともに、２
値化処理を行ったスラグ流下口の画像データからスラグ
流下口面積を算出し、スラグ流の状況を監視するととも
に、スラグ流下口面積を用いてスラグ流下口の詰まりを
防止するためのスラグ溶融用バーナ制御又は／及びラン
スの操作制御、並びにスラグ流速度を用いてスラグの固
化を防止するための助燃用油バーナによる溶融炉燃焼制
御の補正を行う監視・制御装置とを包含してなることを
特徴としている。
【００１０】上記のように、本発明の装置においては、
赤外線以外の光をカットする機能をもつ光学フィルタを
用いる。
赤外線以外の光をカットする機能をもつ光学フィルタを
用いる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することができる
ものである。図１は、本発明の実施の第１形態による溶
融炉のスラグ流監視・制御方法を実施する装置の概略構
成を示している。例えば、ごみガス化溶融プラントで
は、ガス化炉（一例として、流動床ガス化炉）で生成さ
れた部分燃焼ガスと未燃灰がサイクロンにより分離され
る。なお、サイクロンで部分燃焼ガスと未燃灰を分離し
ない構成とすることもできる。そして、図１に示すよう
に、サイクロン（図示略）からの未燃灰が溶融炉（本実
施形態では、一例として、旋回溶融炉）１０の予燃焼器
１２に供給され、溶融炉１０で未燃灰が燃焼して灰分が
溶融しスラグとなる。溶融炉１０内で流動するスラグ
は、スラグ流下口１４から排出され、例えば、スラグ水
封ホッパ１６に貯留されると同時に冷却され、スラグコ
ンベア１８によって系外に搬出される。なお、２０は再
燃室である。
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することができる
ものである。図１は、本発明の実施の第１形態による溶
融炉のスラグ流監視・制御方法を実施する装置の概略構
成を示している。例えば、ごみガス化溶融プラントで
は、ガス化炉（一例として、流動床ガス化炉）で生成さ
れた部分燃焼ガスと未燃灰がサイクロンにより分離され
る。なお、サイクロンで部分燃焼ガスと未燃灰を分離し
ない構成とすることもできる。そして、図１に示すよう
に、サイクロン（図示略）からの未燃灰が溶融炉（本実
施形態では、一例として、旋回溶融炉）１０の予燃焼器
１２に供給され、溶融炉１０で未燃灰が燃焼して灰分が
溶融しスラグとなる。溶融炉１０内で流動するスラグ
は、スラグ流下口１４から排出され、例えば、スラグ水
封ホッパ１６に貯留されると同時に冷却され、スラグコ
ンベア１８によって系外に搬出される。なお、２０は再
燃室である。
【００１２】図１に示すように、溶融炉１０の上部に観
測窓２２を設け、光学フィルタ２４を通してＩＴＶカメ
ラ２６でスラグ流下口１４及びその周辺部を撮影する。
光学フィルタは、例えば、赤外線以外をカットする機能
（８００nm以下をカット）のものを使えば火炎の影響を
除外することができ、流動するスラグや流下口の状態の
鮮明な可視化画像を得ることができる。また、溶融炉の
上方から炉内を撮影する手段として、光ファイバにより
炉内を撮影できるカメラ、リレーレンズ（広角レンズ）
を用いたカメラ等を利用することが可能である。光学フ
ィルタ２４を用いたＩＴＶカメラ２６で可視化して得ら
れたスラグ流及びスラグ流下口の画像データは、スラグ
流監視・制御装置２８に取り込まれ、スラグ流の状態や
スラグ流下口の詰まり状況が判断される。また、スラグ
流及びスラグ流下口の画像データは画像モニタ装置３０
に表示され、プラント運転員はモニタ画面でスラグ流の
状態やスラグ流下口の状況を知ることができる。
測窓２２を設け、光学フィルタ２４を通してＩＴＶカメ
ラ２６でスラグ流下口１４及びその周辺部を撮影する。
光学フィルタは、例えば、赤外線以外をカットする機能
（８００nm以下をカット）のものを使えば火炎の影響を
除外することができ、流動するスラグや流下口の状態の
鮮明な可視化画像を得ることができる。また、溶融炉の
上方から炉内を撮影する手段として、光ファイバにより
炉内を撮影できるカメラ、リレーレンズ（広角レンズ）
を用いたカメラ等を利用することが可能である。光学フ
ィルタ２４を用いたＩＴＶカメラ２６で可視化して得ら
れたスラグ流及びスラグ流下口の画像データは、スラグ
流監視・制御装置２８に取り込まれ、スラグ流の状態や
スラグ流下口の詰まり状況が判断される。また、スラグ
流及びスラグ流下口の画像データは画像モニタ装置３０
に表示され、プラント運転員はモニタ画面でスラグ流の
状態やスラグ流下口の状況を知ることができる。
【００１３】具体的に、スラグ流監視・制御装置２８に
おいては、スラグ流の画像データから、例えば、下記に
示す方法により、スラグ流の速度が求められる。スラグ
流速度は、間接的にスラグの粘性具合を表している。図
４に示すようなスラグ画像において、スラグ流３２の輝
度がスラグの流れに沿って同じ速度で移動することを利
用してスラグ流速を求める。３４はスラグ流下口であ
る。まず、スラグ画像中のスラグ流３２の中に、線分Ａ
Ｂを取る。そして、線分ＡＢ上の輝度レベルを画像から
求めると、例えば、図５のようになる。図５を時刻ｔの
ときの計測値とすると、時刻ｔ＋Δｔのときに同じ線分
ＡＢ上の輝度レベルを求め重ね合わせると、図６のよう
になる。ここで、例えば、輝度の高い方の極の移動量ｘ
を求めると、スラグ流の流速はｘ／Δｔで求まる。ま
た、スラグ流監視・制御装置２８においては、スラグ流
下口の画像データからスラグ流下口面積が求められる。
スラグ流下口の画像は、２値化処理を行うと流下口は黒
く、それ以外は白であるため、簡単にスラグ流下口の面
積を計算することができる。
おいては、スラグ流の画像データから、例えば、下記に
示す方法により、スラグ流の速度が求められる。スラグ
流速度は、間接的にスラグの粘性具合を表している。図
４に示すようなスラグ画像において、スラグ流３２の輝
度がスラグの流れに沿って同じ速度で移動することを利
用してスラグ流速を求める。３４はスラグ流下口であ
る。まず、スラグ画像中のスラグ流３２の中に、線分Ａ
Ｂを取る。そして、線分ＡＢ上の輝度レベルを画像から
求めると、例えば、図５のようになる。図５を時刻ｔの
ときの計測値とすると、時刻ｔ＋Δｔのときに同じ線分
ＡＢ上の輝度レベルを求め重ね合わせると、図６のよう
になる。ここで、例えば、輝度の高い方の極の移動量ｘ
を求めると、スラグ流の流速はｘ／Δｔで求まる。ま
た、スラグ流監視・制御装置２８においては、スラグ流
下口の画像データからスラグ流下口面積が求められる。
スラグ流下口の画像は、２値化処理を行うと流下口は黒
く、それ以外は白であるため、簡単にスラグ流下口の面
積を計算することができる。
【００１４】スラグ流速度（粘性具合）とスラグ流下口
の面積を用いて、図２、図３に示す要領で溶融炉の安定
化運転を自動で行う。図２に示すように、もし、スラグ
流速度がある値より遅い（粘性具合がある値より高い）
場合には、炉内温度を上げるために助燃用油の増量操作
を計算機からの指令により行う。逆に、スラグ流速度が
速い（粘性具合が低い）場合には、炉内温度を下げるた
めに助燃用油の減量操作を計算機からの指令により行
う。また、図３に示すように、もし、スラグ流下口の面
積がある値より狭まった場合には、流下口を広げ閉塞を
防ぐために、スラグ溶融用バーナの起動操作、あるいは
ランスの起動操作を計算機からの指令により行う。上記
の制御を図１で説明すると、スラグ流監視・制御装置２
８で算出したスラグ流速度がある値より遅い（粘性具合
がある値より高い）場合には、油バーナ３６に供給する
助燃用油を増量する操作を指令する。また、スラグ流監
視・制御装置２８で算出した流下口面積がある値より狭
まった場合には、スラグ溶融用バーナ（例えば、ＰＧ・
酸素バーナ、ＰＧ：プロパンガス）３８を起動する操作
を指令したり、固化スラグを壊し落とすためのランス４
０を起動する操作を指令する。４２は分散型制御装置、
４４は燃料流量制御弁である。
の面積を用いて、図２、図３に示す要領で溶融炉の安定
化運転を自動で行う。図２に示すように、もし、スラグ
流速度がある値より遅い（粘性具合がある値より高い）
場合には、炉内温度を上げるために助燃用油の増量操作
を計算機からの指令により行う。逆に、スラグ流速度が
速い（粘性具合が低い）場合には、炉内温度を下げるた
めに助燃用油の減量操作を計算機からの指令により行
う。また、図３に示すように、もし、スラグ流下口の面
積がある値より狭まった場合には、流下口を広げ閉塞を
防ぐために、スラグ溶融用バーナの起動操作、あるいは
ランスの起動操作を計算機からの指令により行う。上記
の制御を図１で説明すると、スラグ流監視・制御装置２
８で算出したスラグ流速度がある値より遅い（粘性具合
がある値より高い）場合には、油バーナ３６に供給する
助燃用油を増量する操作を指令する。また、スラグ流監
視・制御装置２８で算出した流下口面積がある値より狭
まった場合には、スラグ溶融用バーナ（例えば、ＰＧ・
酸素バーナ、ＰＧ：プロパンガス）３８を起動する操作
を指令したり、固化スラグを壊し落とすためのランス４
０を起動する操作を指令する。４２は分散型制御装置、
４４は燃料流量制御弁である。
【００１５】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 火炎が存在し、輝度が高い溶融炉の内部におい
ても、赤外線以外の光をカットする機能をもつ光学フィ
ルタを用いたＩＴＶカメラにより溶融炉内部の状態の可
視化することで、スラグ流及びスラグ流下口の鮮明な画
像データを得ることができる。 （２） 可視化して得られた画像から、スラグ流の状態
（スラグ流速度）やスラグ流下口の状況（スラグ流下口
面積）を判断し、スラグ流の監視だけでなく流下口の詰
まり防止制御や溶融炉燃焼制御にフィードバックするこ
とで、プラントの自動運転を可能とするとともに、運転
員の負担を軽減することができる。具体的には、スラグ
流下口面積を用いてスラグ流下口の詰まりを防止するた
めのスラグ溶融用バーナ制御又は／及びランスの操作制
御、並びにスラグ流速度を用いてスラグの固化を防止す
るための助燃用油バーナによる溶融炉燃焼制御の補正を
行うことができる。
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 火炎が存在し、輝度が高い溶融炉の内部におい
ても、赤外線以外の光をカットする機能をもつ光学フィ
ルタを用いたＩＴＶカメラにより溶融炉内部の状態の可
視化することで、スラグ流及びスラグ流下口の鮮明な画
像データを得ることができる。 （２） 可視化して得られた画像から、スラグ流の状態
（スラグ流速度）やスラグ流下口の状況（スラグ流下口
面積）を判断し、スラグ流の監視だけでなく流下口の詰
まり防止制御や溶融炉燃焼制御にフィードバックするこ
とで、プラントの自動運転を可能とするとともに、運転
員の負担を軽減することができる。具体的には、スラグ
流下口面積を用いてスラグ流下口の詰まりを防止するた
めのスラグ溶融用バーナ制御又は／及びランスの操作制
御、並びにスラグ流速度を用いてスラグの固化を防止す
るための助燃用油バーナによる溶融炉燃焼制御の補正を
行うことができる。
【図１】本発明の実施の第１形態による溶融炉のスラグ
流監視・制御方法を実施する装置を示す系統的概略構成
説明図である。
流監視・制御方法を実施する装置を示す系統的概略構成
説明図である。
【図２】本発明の実施の第１形態における溶融炉安定化
運転のスラグ粘性制御（スラグ固化防止制御）を示すフ
ローチャートである。
運転のスラグ粘性制御（スラグ固化防止制御）を示すフ
ローチャートである。
【図３】本発明の実施の第１形態における溶融炉安定化
運転のスラグ流下口閉塞防止制御を示すフローチャート
である。
運転のスラグ流下口閉塞防止制御を示すフローチャート
である。
【図４】本発明の実施の第１形態におけるスラグ流速の
導出方法を説明するスラグ画像の概略構成図である。
導出方法を説明するスラグ画像の概略構成図である。
【図５】図４のスラグ画像における線分ＡＢ上の輝度レ
ベルを示すグラフである。
ベルを示すグラフである。
【図６】図４のスラグ画像における線分ＡＢ上の輝度レ
ベルを時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔのときに計測した結果を示
すグラフである。
ベルを時刻ｔと時刻ｔ＋Δｔのときに計測した結果を示
すグラフである。
１０ 溶融炉
１２ 予燃焼器
１４、３４ スラグ流下口
１６ スラグ水封ホッパ
１８ スラグコンベア
２０ 再燃室
２２ 観測窓
２４ 光学フィルタ
２６ ＩＴＶカメラ
２８ スラグ流監視・制御装置
３０ 画像モニタ装置
３２ スラグ流
３６ 油バーナ
３８ スラグ溶融用バーナ
４０ ランス
４２ 分散型制御装置
４４ 燃料流量制御弁
─────────────────────────────────────────────────────
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(72)発明者 尾崎 嘉彦
兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工
業株式会社 明石工場内
(72)発明者 宮崎 英隆
兵庫県明石市川崎町１番１号 川崎重工
業株式会社 明石工場内
(72)発明者 藤山 博
神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号
川崎重工業株式会社 神戸本社内
(72)発明者 八尾 昇
神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号
川崎重工業株式会社 神戸本社内
(72)発明者 片畑 正
神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号
川崎重工業株式会社 神戸本社内
(56)参考文献 特開 平９−170744（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−33028（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−300044（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−279912（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−192507（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−173767（ＪＰ，Ａ)
特開2000−18541（ＪＰ，Ａ)
特開2000−257839（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F23G 5/50 ZAB
F23G 5/00 115
F23J 1/08
F27D 19/00
F27D 21/00
Claims (2)
- 【請求項１】 溶融炉の上方から、赤外線以外の光をカ
ットする機能をもつ光学フィルタを通して工業用テレビ
カメラで炉内を撮影して溶融炉内部の状態の可視化を図
り、可視化により得られた溶融炉内スラグ流画像及びス
ラグ流下口画像を処理して、スラグ流の輝度がスラグの
流れに沿って同じ速度で移動することを利用してスラグ
流速度を算出するとともに、２値化処理を行ったスラグ
流下口画像からスラグ流下口面積を算出し、スラグ流の
状況を監視するとともに、スラグ流下口面積を用いてス
ラグ流下口の詰まりを防止するためのスラグ溶融用バー
ナ制御又は／及びランスの操作制御、並びにスラグ流速
度を用いてスラグの固化を防止するための助燃用油バー
ナによる溶融炉燃焼制御の補正を行うことを特徴とする
溶融炉のスラグ流監視・制御方法。 - 【請求項２】 溶融炉のスラグ流下口近傍に設けられた
スラグ溶融用バーナと、 溶融炉内のスラグ流下口上部に設けられたスラグを壊し
落とすためのランスと、 溶融炉の予燃焼器に設けられた助燃用油バーナと、 溶融炉の上部に設けられた観測窓から、赤外線以外の光
をカットする機能をもつ光学フィルタを通して炉内を撮
影する、溶融炉内部の状態を可視化するための工業用テ
レビカメラと、 工業用テレビカメラ及び光学フィルタを用いて可視化さ
れた溶融炉内部のスラグ流及びスラグ流下口の画像デー
タを取り込んで、スラグ流の輝度がスラグの流れに沿っ
て同じ速度で移動することを利用してスラグ流速度を算
出するとともに、２値化処理を行ったスラグ流下口の画
像データからスラグ流下口面積を算出し、スラグ流の状
況を監視するとともに、スラグ流下口面積を用いてスラ
グ流下口の詰まりを防止するためのスラグ溶融用バーナ
制御又は／及びランスの操作制御、並びにスラグ流速度
を用いてスラグの固化を防止するための助燃用油バーナ
による溶融炉燃焼制御の補正を行う監視・制御装置とを
包含してなることを特徴とする溶融炉のスラグ流監視・
制御装置。
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| JP2000323654A JP3469189B2 (ja) | 2000-10-24 | 2000-10-24 | 溶融炉のスラグ流監視・制御方法及び装置 |
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