JP3522680B2 - 溶融炉のスラグ流監視方法及び装置 - Google Patents
溶融炉のスラグ流監視方法及び装置Info
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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のスラグ流状態を監視して、ス
ラグ流状態の自動判定を行うスラグ流監視方法及び装置
に関するものである。
ラント等における溶融炉のスラグ流状態を監視して、ス
ラグ流状態の自動判定を行うスラグ流監視方法及び装置
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流出される
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・悪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、流下状態を良好に
するための操作がなされるが、プラントの自動運転のた
めには、スラグ流状態の良・悪を自動判定し、流下状態
を良好にするための操作を自動的に行う技術が必要とな
る。
関する諸重要課題に対し、総合的に対応できるシステム
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流出される
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・悪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、流下状態を良好に
するための操作がなされるが、プラントの自動運転のた
めには、スラグ流状態の良・悪を自動判定し、流下状態
を良好にするための操作を自動的に行う技術が必要とな
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、流下状態が悪化したと判断した場合に、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る。
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、流下状態が悪化したと判断した場合に、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る。
【０００４】また、特開平１１−６３４５４号公報に
は、表面溶融炉の画像処理による制御方法及びその装置
として、経験則により主燃焼室における溶融状態と滴下
するスラグの垂直方向の長さとの関係を計測してスラグ
長さに基づく溶融状態の評価基準を設定し、スラグ流下
口から滴下するスラグを工業用テレビカメラで撮影し、
撮影した画像を画像処理してスラグの垂直方向の長さを
計測し、計測したスラグ長さを評価基準に照らして主燃
焼室における溶融状態の良否を判定し、判定結果に基づ
いて溶融炉の運転制御要素を操作するという技術が開示
されている。この技術は、下水汚泥の表面溶融時に発生
するスラグ流の監視方法に関するものである。スラグ流
下状態をとらえるためには、その量と粘性をとらえなけ
ればならない。汚泥表面溶融のスラグ流監視での手法で
あるスラグ長さを特徴量とする手法は量をとらえる手法
であるが、この手法では常に同形状のスラグ流でないと
使用できない。本発明の手法では、スラグ流の面積をと
らえることでスラグ流形状によらない量をとらえること
ができる。また、粘性については、汚泥表面溶融のスラ
グ流監視のように長さも粘性をとらえる上での要素の１
つとなるが、粘性はスラグ流の温度に大きく依存するた
め、スラグ流の温度に比例する輝度をとらえる方が妥当
である。また、上記公報記載の技術では、スラグ流下口
からの火炎を除去する処理を施しているが、火炎による
垂直方向のハレーションむらに対しては対応できないと
考えられる。
は、表面溶融炉の画像処理による制御方法及びその装置
として、経験則により主燃焼室における溶融状態と滴下
するスラグの垂直方向の長さとの関係を計測してスラグ
長さに基づく溶融状態の評価基準を設定し、スラグ流下
口から滴下するスラグを工業用テレビカメラで撮影し、
撮影した画像を画像処理してスラグの垂直方向の長さを
計測し、計測したスラグ長さを評価基準に照らして主燃
焼室における溶融状態の良否を判定し、判定結果に基づ
いて溶融炉の運転制御要素を操作するという技術が開示
されている。この技術は、下水汚泥の表面溶融時に発生
するスラグ流の監視方法に関するものである。スラグ流
下状態をとらえるためには、その量と粘性をとらえなけ
ればならない。汚泥表面溶融のスラグ流監視での手法で
あるスラグ長さを特徴量とする手法は量をとらえる手法
であるが、この手法では常に同形状のスラグ流でないと
使用できない。本発明の手法では、スラグ流の面積をと
らえることでスラグ流形状によらない量をとらえること
ができる。また、粘性については、汚泥表面溶融のスラ
グ流監視のように長さも粘性をとらえる上での要素の１
つとなるが、粘性はスラグ流の温度に大きく依存するた
め、スラグ流の温度に比例する輝度をとらえる方が妥当
である。また、上記公報記載の技術では、スラグ流下口
からの火炎を除去する処理を施しているが、火炎による
垂直方向のハレーションむらに対しては対応できないと
考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、スラ
グ流下状態を常に良好にするためには、スラグ流状態を
流下口下でテレビカメラにより監視し、スラグ流を認識
し、スラグ流状態の判定を自動的に行う技術が必要であ
る。スラグ流の認識のため、スラグ流画像をもとにスラ
グ流と背景を分けるための２値化処理を行うが、ごみの
発熱量、含水量、形状等の不均一性が、炉内のごみの燃
焼や未燃灰の燃焼に影響し、燃焼光が不均一になったり
ハレーションが発生することで背景輝度が不均一にな
り、２値化処理の障害となる。
グ流下状態を常に良好にするためには、スラグ流状態を
流下口下でテレビカメラにより監視し、スラグ流を認識
し、スラグ流状態の判定を自動的に行う技術が必要であ
る。スラグ流の認識のため、スラグ流画像をもとにスラ
グ流と背景を分けるための２値化処理を行うが、ごみの
発熱量、含水量、形状等の不均一性が、炉内のごみの燃
焼や未燃灰の燃焼に影響し、燃焼光が不均一になったり
ハレーションが発生することで背景輝度が不均一にな
り、２値化処理の障害となる。
【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、溶融炉のスラグ流下口で不均一な
燃焼光やハレーションの影響を受けることなくスラグ流
の２値化を行い、さらに、画像処理技術によりスラグ流
特徴量を演算し、スラグ流状態の自動判定を行うスラグ
流監視方法及び装置を提供することにある。
で、本発明の目的は、溶融炉のスラグ流下口で不均一な
燃焼光やハレーションの影響を受けることなくスラグ流
の２値化を行い、さらに、画像処理技術によりスラグ流
特徴量を演算し、スラグ流状態の自動判定を行うスラグ
流監視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方法は、溶融炉の
スラグ流下口から流下するスラグの画像を２値化処理し
てスラグ流領域を抽出するに際し、ある画素（Ｘ，Ｙ）
座標に対して決まる平均値演算範囲内の輝度の平均値を
２値化処理のためのしきい値として、スラグ流下口から
の火炎による垂直方向のハレーションむらの除去を行
い、スラグ流の背景輝度の変化に影響を受けることな
く、スラグ流画像を２値化処理する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方法は、溶融炉の
スラグ流下口から流下するスラグの画像を２値化処理し
てスラグ流領域を抽出するに際し、ある画素（Ｘ，Ｙ）
座標に対して決まる平均値演算範囲内の輝度の平均値を
２値化処理のためのしきい値として、スラグ流下口から
の火炎による垂直方向のハレーションむらの除去を行
い、スラグ流の背景輝度の変化に影響を受けることな
く、スラグ流画像を２値化処理するように構成されてい
る。
【０００８】また、本発明の方法は、溶融炉のスラグ流
下口からのスラグ画像に対してスラグ流領域を抽出した
後、スラグ流輝度、スラグ流本数及びスラグ流面積の３
つの特徴量を演算し、これら３つの特徴量ごとにスラグ
流判定を行い、３つの判定のうちの最も悪い判定をスラ
グ流判定結果とすることで、スラグ流の固着具合及び流
量の変化を捕らえて、スラグ流状態の判定を行うことを
特徴としている。この場合、スラグ流領域の抽出には、
上記の方法で２値化処理を行ったスラグ画像の情報を用
いることができる。すなわち、本発明の方法は、溶融炉
のスラグ流下口からのスラグ画像に対して、上記の方法
で２値化処理を行ったスラグ画像の情報を用いてスラグ
流領域を抽出した後、スラグ流輝度、スラグ流本数及び
スラグ流面積の３つの特徴量を演算し、これら３つの特
徴量ごとにスラグ流判定を行い、３つの判定のうちの最
も悪い判定をスラグ流判定結果とすることで、スラグ流
の固着具合及び流量の変化を捕らえて、スラグ流状態の
判定を行うことを特徴としている。
下口からのスラグ画像に対してスラグ流領域を抽出した
後、スラグ流輝度、スラグ流本数及びスラグ流面積の３
つの特徴量を演算し、これら３つの特徴量ごとにスラグ
流判定を行い、３つの判定のうちの最も悪い判定をスラ
グ流判定結果とすることで、スラグ流の固着具合及び流
量の変化を捕らえて、スラグ流状態の判定を行うことを
特徴としている。この場合、スラグ流領域の抽出には、
上記の方法で２値化処理を行ったスラグ画像の情報を用
いることができる。すなわち、本発明の方法は、溶融炉
のスラグ流下口からのスラグ画像に対して、上記の方法
で２値化処理を行ったスラグ画像の情報を用いてスラグ
流領域を抽出した後、スラグ流輝度、スラグ流本数及び
スラグ流面積の３つの特徴量を演算し、これら３つの特
徴量ごとにスラグ流判定を行い、３つの判定のうちの最
も悪い判定をスラグ流判定結果とすることで、スラグ流
の固着具合及び流量の変化を捕らえて、スラグ流状態の
判定を行うことを特徴としている。
【０００９】上記の本発明の方法においては、スラグ流
輝度、スラグ流本数及びスラグ流面積の３つの特徴量を
融合することで、スラグ流の固着具合及び流量の変化を
捕らえて、スラグ流状態の判定を行うことができる。ま
た、上記の本発明の方法においては、得られたスラグ流
状態の判定結果を用いて、溶融炉の燃焼制御を行うこと
ができる。
輝度、スラグ流本数及びスラグ流面積の３つの特徴量を
融合することで、スラグ流の固着具合及び流量の変化を
捕らえて、スラグ流状態の判定を行うことができる。ま
た、上記の本発明の方法においては、得られたスラグ流
状態の判定結果を用いて、溶融炉の燃焼制御を行うこと
ができる。
【００１０】本発明の溶融炉のスラグ流監視装置は、溶
融炉のスラグ流下口下側に設置されたカメラと、カメラ
で撮影されたスラグ画像を取り込んで、ある画素（Ｘ，
Ｙ）座標に対して決まる平均値演算範囲内の輝度の平均
値を２値化処理のためのしきい値として、スラグ流下口
からの火炎による垂直方向のハレーションむらの除去を
行い、スラグ流の背景輝度の変化に影響を受けることな
く、スラグ流画像を２値化処理する画像処理装置とを包
含してなることを特徴としている。
融炉のスラグ流下口下側に設置されたカメラと、カメラ
で撮影されたスラグ画像を取り込んで、ある画素（Ｘ，
Ｙ）座標に対して決まる平均値演算範囲内の輝度の平均
値を２値化処理のためのしきい値として、スラグ流下口
からの火炎による垂直方向のハレーションむらの除去を
行い、スラグ流の背景輝度の変化に影響を受けることな
く、スラグ流画像を２値化処理する画像処理装置とを包
含してなることを特徴としている。
【００１１】また、本発明の装置は、溶融炉のスラグ流
下口下側に設置されたカメラと、カメラで撮影されたス
ラグ画像を取り込んで、ある画素（Ｘ，Ｙ）座標に対し
て決まる平均値演算範囲内の輝度の平均値を２値化処理
のためのしきい値として、スラグ流下口からの火炎によ
る垂直方向のハレーションむらの除去を行い、スラグ流
の背景輝度の変化に影響を受けることなく、スラグ流画
像を２値化処理し、２値化処理を行ったスラグ画像の情
報を用いてスラグ流領域を抽出した後、スラグ流輝度、
スラグ流本数及びスラグ流面積の３つの特徴量を演算
し、これら３つの特徴量ごとにスラグ流判定を行い、３
つの判定のうちの最も悪い判定をスラグ流判定結果とす
る画像処理装置と、画像処理装置から出力されたスラグ
流状態の判定結果を表示する表示装置（例えば、ＴＶモ
ニター）とを包含してなることを特徴としている。
下口下側に設置されたカメラと、カメラで撮影されたス
ラグ画像を取り込んで、ある画素（Ｘ，Ｙ）座標に対し
て決まる平均値演算範囲内の輝度の平均値を２値化処理
のためのしきい値として、スラグ流下口からの火炎によ
る垂直方向のハレーションむらの除去を行い、スラグ流
の背景輝度の変化に影響を受けることなく、スラグ流画
像を２値化処理し、２値化処理を行ったスラグ画像の情
報を用いてスラグ流領域を抽出した後、スラグ流輝度、
スラグ流本数及びスラグ流面積の３つの特徴量を演算
し、これら３つの特徴量ごとにスラグ流判定を行い、３
つの判定のうちの最も悪い判定をスラグ流判定結果とす
る画像処理装置と、画像処理装置から出力されたスラグ
流状態の判定結果を表示する表示装置（例えば、ＴＶモ
ニター）とを包含してなることを特徴としている。
【００１２】また、本発明の装置は、溶融炉のスラグ流
下口下側に設置されたカメラと、カメラで撮影されたス
ラグ画像を取り込んで、ある画素（Ｘ，Ｙ）座標に対し
て決まる平均値演算範囲内の輝度の平均値を２値化処理
のためのしきい値として、スラグ流下口からの火炎によ
る垂直方向のハレーションむらの除去を行い、スラグ流
の背景輝度の変化に影響を受けることなく、スラグ流画
像を２値化処理し、２値化処理を行ったスラグ画像の情
報を用いてスラグ流領域を抽出した後、スラグ流輝度、
スラグ流本数及びスラグ流面積の３つの特徴量を演算
し、これら３つの特徴量ごとにスラグ流判定を行い、３
つの判定のうちの最も悪い判定をスラグ流判定結果とす
る画像処理装置と、画像処理装置から出力されたスラグ
流状態の判定結果を表示する表示装置（例えば、ＴＶモ
ニター）と、画像処理装置から出力されたスラグ流状態
の判定結果に基づいて溶融炉の燃焼制御を行う制御装置
とを包含してなることを特徴としている。
下口下側に設置されたカメラと、カメラで撮影されたス
ラグ画像を取り込んで、ある画素（Ｘ，Ｙ）座標に対し
て決まる平均値演算範囲内の輝度の平均値を２値化処理
のためのしきい値として、スラグ流下口からの火炎によ
る垂直方向のハレーションむらの除去を行い、スラグ流
の背景輝度の変化に影響を受けることなく、スラグ流画
像を２値化処理し、２値化処理を行ったスラグ画像の情
報を用いてスラグ流領域を抽出した後、スラグ流輝度、
スラグ流本数及びスラグ流面積の３つの特徴量を演算
し、これら３つの特徴量ごとにスラグ流判定を行い、３
つの判定のうちの最も悪い判定をスラグ流判定結果とす
る画像処理装置と、画像処理装置から出力されたスラグ
流状態の判定結果を表示する表示装置（例えば、ＴＶモ
ニター）と、画像処理装置から出力されたスラグ流状態
の判定結果に基づいて溶融炉の燃焼制御を行う制御装置
とを包含してなることを特徴としている。
【００１３】
【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方法を実施する装置の概略構成を示
している。図１に示すように、ごみガス化溶融プラント
では、ガス化炉（例えば、流動床ガス化炉）１０で生成
された部分燃焼ガスと未燃灰がサイクロン（図示略）に
より分離され、未燃灰が溶融炉（例えば、旋回溶融炉）
１２で燃焼する。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。溶融炉１２
では未燃灰の燃焼で灰分が溶融してスラグとなり、スラ
グはスラグ流下口１４から流下する。１６は予燃焼室で
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方法を実施する装置の概略構成を示
している。図１に示すように、ごみガス化溶融プラント
では、ガス化炉（例えば、流動床ガス化炉）１０で生成
された部分燃焼ガスと未燃灰がサイクロン（図示略）に
より分離され、未燃灰が溶融炉（例えば、旋回溶融炉）
１２で燃焼する。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。溶融炉１２
では未燃灰の燃焼で灰分が溶融してスラグとなり、スラ
グはスラグ流下口１４から流下する。１６は予燃焼室で
ある。
【００１４】スラグ流下口１４の下側にカメラ１８を設
置してスラグ流を監視し、本発明の方法を実施する画像
処理装置２０にスラグ流映像を取り込み、スラグ流状態
の判定結果をＴＶモニター２２に表示させ、かつ制御装
置２４に伝える。プラント運転員は、ＴＶモニター表示
画面や制御装置モニター画面でスラグ流状況を知ること
ができる。また、制御装置２４は、予燃焼室１６に供給
する空気量、重油等の燃料量を操作することで、溶融炉
１２内の燃焼制御を行う。２６は送風機、２８は空気流
量制御ダンパ、３０は燃料流量制御弁、３２はバーナで
ある。本実施形態におけるスラグ流監視装置の処理フロ
ーを図２に示す。
置してスラグ流を監視し、本発明の方法を実施する画像
処理装置２０にスラグ流映像を取り込み、スラグ流状態
の判定結果をＴＶモニター２２に表示させ、かつ制御装
置２４に伝える。プラント運転員は、ＴＶモニター表示
画面や制御装置モニター画面でスラグ流状況を知ること
ができる。また、制御装置２４は、予燃焼室１６に供給
する空気量、重油等の燃料量を操作することで、溶融炉
１２内の燃焼制御を行う。２６は送風機、２８は空気流
量制御ダンパ、３０は燃料流量制御弁、３２はバーナで
ある。本実施形態におけるスラグ流監視装置の処理フロ
ーを図２に示す。
【００１５】つぎに、本発明の方法を具体的に説明す
る。図３のようなスラグ画像に対してスラグ流領域を抽
出した後、特徴量を演算する。スラグ流領域の抽出には
２値化処理を行ったスラグ画像の情報を用いる。なお、
図３において、３４はスラグ流であり、３５は背景であ
る。 ａ）２値化処理 スラグ流下口上部に位置する溶融炉内の燃焼状態により
燃焼光が変化する。その影響でスラグ画像の背景輝度
が、スラグ上部で高く下部で低くなる傾向があり、しか
も時々刻々と変化するため、２値化処理のためのしきい
値は、背景輝度の変化に応じて求める必要がある。２値
化しきい値Ｐth（Ｙ）には、ある画素（Ｘ，Ｙ）座標に
対して決まる平均値演算範囲内（図４の太枠内）の輝度
の平均値を用いる。図４において、Ｐ（Ｘ，Ｙ）は画素
（Ｘ，Ｙ）での輝度値、（Ｘr1，Ｙr1）、（Ｘr2，Ｙr
2）はスラグ流認識範囲３６（破線の枠内）の左上座標
と右下座標、Ｙwは平均値演算範囲３８におけるＹ軸方
向の範囲である。そして、２値化しきい値Ｐthは、Ｓar
eaを平均値演算範囲３８内の画素数として、下記の数１
で示される式により求められる。
る。図３のようなスラグ画像に対してスラグ流領域を抽
出した後、特徴量を演算する。スラグ流領域の抽出には
２値化処理を行ったスラグ画像の情報を用いる。なお、
図３において、３４はスラグ流であり、３５は背景であ
る。 ａ）２値化処理 スラグ流下口上部に位置する溶融炉内の燃焼状態により
燃焼光が変化する。その影響でスラグ画像の背景輝度
が、スラグ上部で高く下部で低くなる傾向があり、しか
も時々刻々と変化するため、２値化処理のためのしきい
値は、背景輝度の変化に応じて求める必要がある。２値
化しきい値Ｐth（Ｙ）には、ある画素（Ｘ，Ｙ）座標に
対して決まる平均値演算範囲内（図４の太枠内）の輝度
の平均値を用いる。図４において、Ｐ（Ｘ，Ｙ）は画素
（Ｘ，Ｙ）での輝度値、（Ｘr1，Ｙr1）、（Ｘr2，Ｙr
2）はスラグ流認識範囲３６（破線の枠内）の左上座標
と右下座標、Ｙwは平均値演算範囲３８におけるＹ軸方
向の範囲である。そして、２値化しきい値Ｐthは、Ｓar
eaを平均値演算範囲３８内の画素数として、下記の数１
で示される式により求められる。
【００１６】
【数１】
【００１７】２値化しきい値Ｐth（Ｙ）は、一画像につ
き、Ｙ軸方向の画素数分計算される必要があるが、本方
法では、２値化しきい値Ｐth（Ｙ）を、Ｙ軸方向にｎス
テップごとに間引き演算することで演算の高速化を図
る。ステップ数ｎは、図５、図６に示すように、画像上
部の平均輝度Ｐupと画像下部の平均輝度Ｐdwを計算し、
ステップ数演算関数ｆを用い、ｎ＝ｆ（Ｐup−Ｐdw）に
より決定される。間引かれた２値化しきい値Ｐth（Ｙ
j）は、演算された２値化しきい値をＰth（Ｙi）とした
とき、下記の数２で示す値を最小とするｉを演算し、Ｐ
th（Ｙj）＝Ｐth（Ｙi）とすることで導出する。
き、Ｙ軸方向の画素数分計算される必要があるが、本方
法では、２値化しきい値Ｐth（Ｙ）を、Ｙ軸方向にｎス
テップごとに間引き演算することで演算の高速化を図
る。ステップ数ｎは、図５、図６に示すように、画像上
部の平均輝度Ｐupと画像下部の平均輝度Ｐdwを計算し、
ステップ数演算関数ｆを用い、ｎ＝ｆ（Ｐup−Ｐdw）に
より決定される。間引かれた２値化しきい値Ｐth（Ｙ
j）は、演算された２値化しきい値をＰth（Ｙi）とした
とき、下記の数２で示す値を最小とするｉを演算し、Ｐ
th（Ｙj）＝Ｐth（Ｙi）とすることで導出する。
【００１８】
【数２】
【００１９】スラグ流に関する特徴量としては、熟練運
転員のスラグ流状態評価手段をもとに、スラグ流輝度、
スラグ流本数、スラグ流面積を用いる。例えば、ごみプ
ラントのスラグ流下状態は、スラグの粘性に左右される
傾向が強く、粘性はスラグ流輝度に比例する傾向がある
ため、輝度により判定を行うことは効果的である。 ｂ）スラグ流数認識 まず、スラグ監視位置の上部にある溶融炉にて溶融状態
となったスラグが、つらら状に流下することに着目し
て、図７に示すように、Ｘ軸方向に投影された２値化画
像の輝度分布を演算し、あるしきい値を超えた輝度分布
の山の数をスラグ本数とする。なお、図７において、Ｘ
u（ｎ）はｎ個目のスラグ流の輝度分布値がしきい値よ
り大きくなるＸ軸方向位置、Ｘd（ｎ）はｎ個目のスラ
グ流の輝度分布値がしきい値より小さくなるＸ軸方向位
置である。
転員のスラグ流状態評価手段をもとに、スラグ流輝度、
スラグ流本数、スラグ流面積を用いる。例えば、ごみプ
ラントのスラグ流下状態は、スラグの粘性に左右される
傾向が強く、粘性はスラグ流輝度に比例する傾向がある
ため、輝度により判定を行うことは効果的である。 ｂ）スラグ流数認識 まず、スラグ監視位置の上部にある溶融炉にて溶融状態
となったスラグが、つらら状に流下することに着目し
て、図７に示すように、Ｘ軸方向に投影された２値化画
像の輝度分布を演算し、あるしきい値を超えた輝度分布
の山の数をスラグ本数とする。なお、図７において、Ｘ
u（ｎ）はｎ個目のスラグ流の輝度分布値がしきい値よ
り大きくなるＸ軸方向位置、Ｘd（ｎ）はｎ個目のスラ
グ流の輝度分布値がしきい値より小さくなるＸ軸方向位
置である。
【００２０】ｃ）スラグ流輝度、スラグ流面積の取得
スラグ流輝度は、図７のように輝度分布としきい値によ
り求まるスラグ流Ｘ軸方向位置（Ｘu（ｎ）、Ｘd
（ｎ））とスラグ流認識範囲３６により決まる輝度演算
範囲４０内（図７の太枠内）のスラグの平均輝度とす
る。そして、ｎ個目のスラグ流の平均輝度Ｐ（ｎ）は、
Ｓ（ｎ）をｎ個目のスラグ流の画素数として、下記の数
３で示される式により求められる。スラグ流面積につい
ては、スラグ流認識範囲３６内のスラグ流画素数の総計
とする。
り求まるスラグ流Ｘ軸方向位置（Ｘu（ｎ）、Ｘd
（ｎ））とスラグ流認識範囲３６により決まる輝度演算
範囲４０内（図７の太枠内）のスラグの平均輝度とす
る。そして、ｎ個目のスラグ流の平均輝度Ｐ（ｎ）は、
Ｓ（ｎ）をｎ個目のスラグ流の画素数として、下記の数
３で示される式により求められる。スラグ流面積につい
ては、スラグ流認識範囲３６内のスラグ流画素数の総計
とする。
【００２１】
【数３】
【００２２】ｄ）スラグ流判定
図８に示すように、スラグ流本数、スラグ流輝度の強
さ、及びスラグ流面積減少継続時間の３つの特徴量ごと
にスラグ流判定を行い、３つの判定のうち、最も悪い判
定をスラグ流判定結果として、ＴＶモニターや制御装置
に出力する。なお、図８において、Ｓtは時間ｔにおけ
るスラグ流面積であり、ΔＳt＝Ｓt−Ｓt-1である。
さ、及びスラグ流面積減少継続時間の３つの特徴量ごと
にスラグ流判定を行い、３つの判定のうち、最も悪い判
定をスラグ流判定結果として、ＴＶモニターや制御装置
に出力する。なお、図８において、Ｓtは時間ｔにおけ
るスラグ流面積であり、ΔＳt＝Ｓt−Ｓt-1である。
【００２３】
【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） スラグ流下口からの火炎による垂直方向のハレ
ーションむらの除去が可能となり、スラグ流の背景輝度
の変化に影響されずに、スラグ流の２値化が可能とな
る。 （２） スラグ流の固着具合や流量の変化を捕らえるこ
とで、連続的に流下するスラグ流状態の自動判定が可能
となり、判定結果に従い、自動でプラントの燃焼制御を
行うことで、プラント運転員の負担を軽減することがで
きる。
で、つぎのような効果を奏する。 （１） スラグ流下口からの火炎による垂直方向のハレ
ーションむらの除去が可能となり、スラグ流の背景輝度
の変化に影響されずに、スラグ流の２値化が可能とな
る。 （２） スラグ流の固着具合や流量の変化を捕らえるこ
とで、連続的に流下するスラグ流状態の自動判定が可能
となり、判定結果に従い、自動でプラントの燃焼制御を
行うことで、プラント運転員の負担を軽減することがで
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形態における処理手順を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図３】スラグ流画像の概略構成図である。
【図４】本発明の実施の第１形態におけるスラグ流画像
の２値化処理を説明する概略構成図である。
の２値化処理を説明する概略構成図である。
【図５】本発明の実施の第１形態におけるスラグ流画像
の２値化処理の間引き演算を説明する概略構成図であ
る。
の２値化処理の間引き演算を説明する概略構成図であ
る。
【図６】本発明の実施の第１形態におけるスラグ流画像
の２値化処理の間引き演算を説明するグラフである。
の２値化処理の間引き演算を説明するグラフである。
【図７】本発明の実施の第１形態におけるスラグ流認識
処理（特徴量の演算）を説明する概略構成図である。
処理（特徴量の演算）を説明する概略構成図である。
【図８】本発明の実施の第１形態における３つの特徴量
に基づくスラグ流状態の判定手法を示す説明図である。
に基づくスラグ流状態の判定手法を示す説明図である。
１０ ガス化炉
１２ 溶融炉
１４ スラグ流下口
１６ 予燃焼室
１８ カメラ
２０ 画像処理装置
２２ ＴＶモニター
２４ 制御装置
２６ 送風機
２８ 空気流量制御ダンパ
３０ 燃料流量制御弁
３２ バーナ
３４ スラグ流
３５ 背景
３６ スラグ流認識範囲
３８ 平均値演算範囲
４０ 輝度演算範囲
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(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 左近 健一
大阪市東住吉区田辺１−11−13−104
(56)参考文献 特開 平７−126663（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−208409（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−264533（ＪＰ，Ａ)
特開2000−257839（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−118023（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−26987（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F23G 5/50 ZAB
F23J 1/00
F27D 15/00
F27D 21/00
F27D 21/02
Claims (7)
- 【請求項１】 溶融炉のスラグ流下口から流下するスラ
グの画像を２値化処理してスラグ流領域を抽出するに際
し、ある画素（Ｘ，Ｙ）座標に対して決まる平均値演算
範囲内の輝度の平均値を２値化処理のためのしきい値と
して、スラグ流下口からの火炎による垂直方向のハレー
ションむらの除去を行い、スラグ流の背景輝度の変化に
影響を受けることなく、スラグ流画像を２値化処理する
ことを特徴とする溶融炉のスラグ流監視方法。 - 【請求項２】 溶融炉のスラグ流下口からのスラグ画像
に対してスラグ流領域を抽出した後、スラグ流輝度、ス
ラグ流本数及びスラグ流面積の３つの特徴量を演算し、
これら３つの特徴量ごとにスラグ流判定を行い、３つの
判定のうちの最も悪い判定をスラグ流判定結果とするこ
とで、スラグ流の固着具合及び流量の変化を捕らえて、
スラグ流状態の判定を行うことを特徴とする溶融炉のス
ラグ流監視方法。 - 【請求項３】 溶融炉のスラグ流下口からのスラグ画像
に対して、請求項１記載の方法で２値化処理を行ったス
ラグ画像の情報を用いてスラグ流領域を抽出した後、ス
ラグ流輝度、スラグ流本数及びスラグ流面積の３つの特
徴量を演算し、これら３つの特徴量ごとにスラグ流判定
を行い、３つの判定のうちの最も悪い判定をスラグ流判
定結果とすることで、スラグ流の固着具合及び流量の変
化を捕らえて、スラグ流状態の判定を行うことを特徴と
する溶融炉のスラグ流監視方法。 - 【請求項４】 スラグ流状態の判定結果を用いて、溶融
炉の燃焼制御を行う請求項３記載の溶融炉のスラグ流監
視方法。 - 【請求項５】 溶融炉のスラグ流下口下側に設置された
カメラと、 カメラで撮影されたスラグ画像を取り込んで、ある画素
（Ｘ，Ｙ）座標に対して決まる平均値演算範囲内の輝度
の平均値を２値化処理のためのしきい値として、スラグ
流下口からの火炎による垂直方向のハレーションむらの
除去を行い、スラグ流の背景輝度の変化に影響を受ける
ことなく、スラグ流画像を２値化処理する画像処理装置
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
視装置。 - 【請求項６】 溶融炉のスラグ流下口下側に設置された
カメラと、 カメラで撮影されたスラグ画像を取り込んで、ある画素
（Ｘ，Ｙ）座標に対して決まる平均値演算範囲内の輝度
の平均値を２値化処理のためのしきい値として、スラグ
流下口からの火炎による垂直方向のハレーションむらの
除去を行い、スラグ流の背景輝度の変化に影響を受ける
ことなく、スラグ流画像を２値化処理し、２値化処理を
行ったスラグ画像の情報を用いてスラグ流領域を抽出し
た後、スラグ流輝度、スラグ流本数及びスラグ流面積の
３つの特徴量を演算し、これら３つの特徴量ごとにスラ
グ流判定を行い、３つの判定のうちの最も悪い判定をス
ラグ流判定結果とする画像処理装置と、 画像処理装置から出力されたスラグ流状態の判定結果を
表示する表示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装置。 - 【請求項７】 溶融炉のスラグ流下口下側に設置された
カメラと、 カメラで撮影されたスラグ画像を取り込んで、ある画素
（Ｘ，Ｙ）座標に対して決まる平均値演算範囲内の輝度
の平均値を２値化処理のためのしきい値として、スラグ
流下口からの火炎による垂直方向のハレーションむらの
除去を行い、スラグ流の背景輝度の変化に影響を受ける
ことなく、スラグ流画像を２値化処理し、２値化処理を
行ったスラグ画像の情報を用いてスラグ流領域を抽出し
た後、スラグ流輝度、スラグ流本数及びスラグ流面積の
３つの特徴量を演算し、これら３つの特徴量ごとにスラ
グ流判定を行い、３つの判定のうちの最も悪い判定をス
ラグ流判定結果とする画像処理装置と、 画像処理装置から出力されたスラグ流状態の判定結果を
表示する表示装置と、 画像処理装置から出力されたスラグ流状態の判定結果に
基づいて溶融炉の燃焼制御を行う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装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000338593A JP3522680B2 (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 溶融炉のスラグ流監視方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000338593A JP3522680B2 (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 溶融炉のスラグ流監視方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002147731A JP2002147731A (ja) | 2002-05-22 |
| JP3522680B2 true JP3522680B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=18813784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000338593A Expired - Fee Related JP3522680B2 (ja) | 2000-11-07 | 2000-11-07 | 溶融炉のスラグ流監視方法及び装置 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3522680B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP5448669B2 (ja) | 2009-09-17 | 2014-03-19 | 三菱重工業株式会社 | 石炭ガス化炉のスラグ監視装置及び石炭ガス化炉 |
| JP6404038B2 (ja) * | 2014-08-28 | 2018-10-10 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 石炭ガス化炉のスラグ監視装置及び方法 |
| JP6413157B1 (ja) * | 2017-04-28 | 2018-10-31 | 三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社 | ガス化溶融システムの閉塞防止装置及びガス化溶融システムの閉塞防止方法 |
| JP7394713B2 (ja) * | 2020-06-29 | 2023-12-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶融炉監視システム、溶融炉監視方法、及びプログラム |
| CN115097791B (zh) * | 2022-06-30 | 2022-12-27 | 西安热工研究院有限公司 | 基于dcs的燃煤机组干排渣系统的自动控制系统 |
-
2000
- 2000-11-07 JP JP2000338593A patent/JP3522680B2/ja not_active Expired - Fee Related
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