JP3868304B2 - Operation management system of ash melting furnace - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、灰を高温で溶融してスラグにする灰溶融炉の運転管理システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
下水汚泥、都市ゴミ、産業廃棄物等の焼却灰(粉体無機物)は、その資源化、減容化、および無害化等のために、さらに、灰溶融炉で溶融されスラグとして取り出されている。安定してスラグを取り出すためには、炉内のスラグの温度を測定し、スラグの温度が一定になるように自動運転するのが好ましい。
【0003】
ところが、スラグの温度は非常に高く(千数百℃)、スラグの温度を測定するスラグ温度計そのものが長期にわたって安定して作動するものではない。したがって、スラグ温度計のデータに基づいて自動運転すると実際のスラグの温度が一定にならず安定して灰を溶融することができない。そこで、この様な、長期には安定しないスラグ温度計の実態を踏まえた灰溶融炉の運転管理システムの確立が望まれている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題に鑑み、スラグ温度計の実態を踏まえた灰溶融炉の運転管理システムを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明によれば、灰を溶融してスラグにする灰溶融炉の運転管理システムであって、
炉内のスラグ温度を測定するスラグ温度計と、
スラグ流速測定器が測定したスラグ流速、スラグ垂下物測長器が測定したスラグ垂下物長さ、樋上スラグ温度計が測定した樋上スラグ温度、炉壁温度計が測定した灰溶融炉の耐火物の温度、炉壁冷却水温度計が測定した灰溶融炉の壁内に形成されているウォータジャケットを流れる冷却水の温度、樋冷却水温度計が測定した樋内に形成されているウォータジャケットを流れる冷却水の温度、或いは、スラグ流入水槽温度計が測定したスラグ排出用の樋から出たスラグが流入するスラグ流入水槽内の水の温度のいずれかを、前記スラグ温度に対応して変化する間接パラメータとして測定する少なくとも1つの間接パラメータ測定手段と、
前記スラグ温度と前記間接パラメータの関係が予め求めておいた正常な場合の領域内にあるか否かを判定する判定手段と、を具備し、
前記スラグ温度と前記間接パラメータとの関係が予め求めておいた正常な場合の前記領域内にあるときには、前記スラグ温度に基づく自動運転をおこない、
前記スラグ温度と前記間接パラメータとの関係が予め求めておいた正常な場合の前記領域内にない場合に、警報を発することを特徴とする運転管理システムが提供される。
【0006】
請求項2の発明によれば、請求項1の発明において、さらに、スラグ上方に存在する炉内ガス温度を測定する炉内ガス温度計と、
前記炉内ガス温度と前記間接パラメータとの関係が予め求めておいた正常な場合の領域内にあるか否かを判定する判定手段と、を具備し、
前記警報を発した後、前記スラグ温度計が異常と判定された場合には前記スラグ温度に基づく自動運転を中止して、前記炉内ガス温度に基づく自動運転をおこない、
前記炉内ガス温度と前記間接パラメータとの関係が予め求めておいた正常な場合の前記領域内にない場合に、警報を発する運転管理システムが提供される。
【0007】
請求項3の発明によれば、請求項1または2の発明において、間接パラメータ測定手段の数が複数であり、
前記スラグ温度と正常な対応関係でなくなった前記間接パラメータの数が、予め定めた値よりも大きくなった場合、あるいは、前記スラグ温度と正常な対応関係でなくなった前記間接パラメータの数の全体の数に対する割合が予め定めた値よりも大きくなった場合に、正常な対応関係でなくなった原因が前記スラグ温度計にあると判定する運転管理システムが提供される。
【0008】
請求項4の発明によれば、請求項2の発明において、間接パラメータ測定手段の数が複数であり、
前記炉内ガス温度と正常な対応関係でなくなった前記間接パラメータの数が、予め定めた値よりも大きくなった場合、あるいは、前記炉内ガス温度と正常な対応関係でなくなった前記間接パラメータの数の全体の数に対する割合が予め定めた値よりも大きくなった場合に、正常な対応関係でなくなった原因が前記炉内ガス温度計にあると判定する運転管理システムが提供される。
【0009】
請求項5の発明によれば、請求項4の発明において、前記スラグ温度と正常な対応関係でなくなった前記間接パラメータの数が、予め定めた値よりも大きくなった場合、あるいは、前記スラグ温度と正常な対応関係でなくなった前記間接パラメータの数の全体の数に対する割合が予め定めた値よりも大きくなった場合に、正常な対応関係でなくなった原因が前記スラグ温度計にあると判定する運転管理システムが提供される。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明によるプラズマ灰溶融炉の温度管理システムの実施の形態について説明するが、図1はそのハード構成を示す図である。
プラズマ灰溶融炉1はレンガ等の耐火材によって有底円筒状に形成された炉本体3と上蓋部材4を有し、炉本体3の図中左側の側壁には下水汚泥、都市ゴミ、産業廃棄物等の焼却灰を投入する投入口5がまた図中右側の側壁の下部には溶融したスラグおよびガスを抜き出す排出口6が設けられている。
【0011】
上蓋部材4の中央には図示しない直流電源装置に接続された主電極7が配設され、炉本体3の底部中央には炉底電極8が配設されている。主電極7には図示しない窒素ガス供給装置から窒素ガスが供給され、主電極7と炉底電極8の間でプラズマ放電がおこなわれ、炉本体3の内部に投入された灰が溶融される。灰が溶融して生成されるスラグは樋9を流れ、スラグ流入水槽10内に流入する。
【0012】
スラグ温度計20は炉内のスラグ温度TSを測定するものであって、例えば、焦電素子を利用し、スラグが発する光2つの波長域のエネルギ比から温度をもとめる、所謂、二色式温度計とされる。スラグ温度計20の測定したスラグ温度TSの温度信号は運転管理室(DCS)内の制御回路200に送られ、さらに制御回路200を介して表示盤300の表示面310に表示される。
【0013】
炉内ガス温度計30は炉内のスラグ上方に存在する炉内ガス温度TGを測定するためのものであって、通常は、保護管付きの熱電対を炉内に挿入して計測する。炉内ガス温度計30が測定した炉内ガス温度TGの温度信号も同様に運転管理室(DCS)内の制御回路200に送られ、さらに制御回路200を介して表示盤300の表示面310に表示される。
この炉内ガス温度計30は第2の実施の形態で使用される。
【0014】
スラグ流速測定器40は、例えば赤外線カメラから成り、樋9を流れるスラグを撮影し、その像からスラグ流速VSをもとめるものである。スラグ流速測定器40が撮影したスラグの画像信号は制御回路200に送られ、制御回路200は画像処理をしてスラグの流速VSをもとめ、その結果は表示盤300の表示面310に表示される。
【0015】
スラグ垂下物測長器50も、例えば赤外線カメラから成り、樋9の先端から、つらら状に垂れ下がるスラグ垂下物長さLSを測定するものである。垂下物測長器50が撮影したスラグ垂下物の画像信号は運転管理室(DCS)内の制御回路200に送られ、制御回路200は画像処理をしてスラグ垂下物長さLSもとめ、その結果は表示盤300の表示面310に表示される。
【0016】
樋上スラグ温度計55は、スラグ温度計20と同様な二色温度計から成り(但し、煤塵の影響がないので使用する波長域は異なる)、スラグ排出用の樋9の途中又は出た後のスラグ温度TTを検出し、その温度信号は制御回路200に送られて処理され表示版300の表示面310に表示される。
【0017】
灰被覆領域測定器60も、赤外線カメラから成り、炉内のスラグの上面を撮影し、その画像信号は制御回路200に送られて処理され、表示盤300の表示面310にスラグ上面を被覆する灰の領域が示される。
【0018】
炉壁温度計70は灰溶融炉1の壁を構成している耐火煉瓦1aの外側を糊塗している耐火物16の温度TW1を検出し、その温度信号は制御回路200に送られて処理され表示盤300の表示面310に表示される。
【0019】
炉壁冷却水温度計80は灰溶融炉1の壁内に形成されているウォータジャケット81を流れる冷却水の温度TW2を検出し、その温度信号は制御回路200に送られて処理され表示盤300の表示面310に表示される。
【0020】
樋冷却水温度計90は樋9内に形成されているウォータジャケット91を流れる冷却水の温度TW3を検出し、その温度信号は制御回路に送られて処理され運転管理室内の表示盤300の表示面310に表示される。
【0021】
スラグ流入水槽温度計100はスラグ排出用の樋9から出たスラグが流入する水槽101内の水の温度TW4を検出し、その温度信号は制御回路200に送られて処理され表示盤300の表示面310に表示される。
【0022】
また、制御回路200の最も重要な機能は、スラグ温度TSが一定になるように、灰投入量Aに対して投入電力Qを制御することであるが、上記のように、スラグ温度計20、炉内ガス温度計30、やその他の間接パラメータ測定手段の測定値を変換して表示盤300に送り、さらに、間接パラメータ測定手段の一つとして、灰投入量測定装置110の検出した灰投入量A(ton/h)、投入電力計120の検出した投入電力Q(kW)から、下記の式(1)に基づきスラグ温度推定値Teを算出する。その結果は、表示盤300の表示面310に表示される。
【0023】
Q={(B×Te+C)×1000/D+E}×A+F×Te/1400…(1)
但し、
Q:投入電力(kW)
A:灰投入量(ton/h)
B:灰の比熱(kcal/kg℃)
C:灰の溶解熱(kcal/kg)
D:定数(kcal/kWh)
E:排ガスの持ち出し熱量(kWh/ton)
F:炉体からの放熱量(kW)
Te:スラグ温度推定値(℃)
1400:スラグ温度(℃)であって、
B,C,D,Eは定数であり、Fは炉体の大きさにより決まる定数。
【0024】
以下、上記のようにハード構成されている運転管理システムによる灰溶融炉の運転管理方法について説明する。
図2は、第1の実施の形態の運転管理方法を示すフローチャートであって、スラグ温度計20にて計測されたスラグ温度TSによる自動運転(ステップS1)を基本とするが、スラグ温度計20にて計測されたスラグ温度TSと他の複数の間接パラメータ測定手段にて計測された間接パラメータが正常な対応関係にあるか否かを判定する(ステップS2)。正常な対応関係にある場合(ステップS2で肯定判定された場合)はステップS1に戻りスラグ温度計20にて計測されたスラグ温度TSによる自動運転を続ける。
【0025】
ステップS2で否定判定された場合は、正常な対応関係でないものがある場合であるので、警報を発し(ステップS3)、さらに、スラグ温度計20が正常に作動しているか否かを判定する(ステップS4)。この判定は、スラグ温度計20と正常な対応関係にない間接パラメータ測定手段が、それぞれ、正常に作動しているか否かを判定しておこなってもよいし、あるいは、間接パラメータ測定手段が複数ある場合には、正常な対応関係にない間接パラメータ測定手段の数n、あるいは、間接パラメータ測定手段の全体の数Nに対するnの比、すなわち、n/Nによって判定してもよい。これは、間接パラメータ測定手段が複数同時に異常になる可能性は低く、スラグ温度計20が異常であることに起因する可能性が高いからである。
【0026】
そして、スラグ温度計20が正常に作動している場合(ステップS4で肯定判定された場合)は、間接パラメータ測定手段が異常であるので、その間接パラメータ測定手段を修理して復旧させて(ステップS5)からステップS1に戻りスラグ温度計20にて計測されたスラグ温度TSによる自動運転を続ける。
しかし、間接パラメータ測定手段が正常で、スラグ温度計20が異常な場合(ステップS4で否定判定された場合)は、スラグ温度計20による自動運転を中止し(ステップS6)、マニュアル運転に切り換える(ステップS13)。
【0027】
第1の実施の形態では上記のように、スラグ温度計20で自動運転をおこなうが他の間接パラメータ測定手段にて計測された間接パラメータとの関係からスラグ温度計20が異常と判定された場合にはスラグ温度計20にて計測されたスラグ温度TSによる自動運転を中止してマニュアル運転に切り換えられる。
【0028】
図3は、第2の実施の形態の運転管理方法を示すフローチャートであって、第1の実施の形態におけるステップS6におけるスラグ温度計20による自動運転を中止の後に、炉内ガス温度計30にて計測された炉内ガス温度TGによる自動運転に切り換え(ステップS7)、炉内ガス温度計30にて計測された炉内ガス温度TGによる自動運転に切り換えたら、炉内ガス温度計30にて計測された炉内ガス温度TGと他の複数の間接パラメータ測定手段にて計測された間接パラメータの関係が正常であるかを判定し(ステップS8)、肯定判定された場合はステップS7に戻り炉内ガス温度計30にて計測された炉内ガス温度TGによる自動運転を続ける。
【0029】
ステップS8で否定判定された場合は、正常な対応関係でないものがある場合であるので、警報を発し(ステップS9)、さらに、炉内ガス温度計30が正常に作動しているか否かを判定する(ステップS10)。この判定は、ステップS4と同様の考え方でおこなう。
【0030】
そして、炉内ガス温度計30が正常に作動している場合(ステップS10で肯定判定された場合)は、間接パラメータ測定手段が異常であるので、その間接パラメータ測定手段を修理して復旧させて(ステップS11)からステップS7に戻り炉内ガス温度計30にて計測された炉内ガス温度TGによる自動運転を続ける。
しかし、間接パラメータ測定手段が正常で、炉内ガス温度計30が異常な場合(ステップS10で否定判定された場合)は、炉内ガス温度計30による自動運転を中止し(ステップS12)、マニュアル運転に切り換える(ステップS13)。
【0031】
第2の実施の形態では上記のように、まず、スラグ温度計20で自動運転をおこなうが、他の間接パラメータ測定手段にて計測された間接パラメータとの関係からスラグ温度計20が異常と判定された場合にはスラグ温度計20にて計測されたスラグ温度TSによる自動運転を中止し、炉内ガス温度計30にて計測された炉内ガス温度TGによる自動運転に切り換えられるが、他の間接パラメータ測定手段にて計測された間接パラメータとの関係から炉内ガス温度計30も異常と判定された場合には炉内ガス温度計30にて計測された炉内ガス温度TGによる自動運転を中止し、マニュアル運転に切り換えられる。
【0032】
以下、図2、3のフローチャートにおけるステップS2、ステップS8でおこなわれるスラグ温度計20にて計測されたスラグ温度TSと間接パラメータ測定手段にて計測された間接パラメータ、炉内ガス温度計30にて計測された炉内ガス温度TGと間接パラメータ測定手段にて計測された間接パラメータとの関係が正常であるか否かのチェックについて説明する。
【0033】
初めに、スラグ温度計20にて計測されたスラグ温度TSとスラグ流速測定器40が測定したスラグ流速VSの関係について説明する。
スラグ温度TSが高ければ粘度が低いのでスラグ流速VSは大きくなり、スラグ温度TSが低ければ粘度が高いのでスラグ流速VSは小さくなるので、スラグ温度計20が測定したスラグ温度TSが正しく、スラグ流速測定器40の測定したスラグ流速VSが正しければ、横軸にスラグ温度計20のスラグ温度TSを、縦軸にスラグ流速測定器40のスラグ流速VSをとれば、誤差を含めて図4の(A)に示すような領域の中に入る筈である。
【0034】
そこで、表示盤300の画面310に、例えば、図4の(A)に示すようなグラフを形成し、そこに、予め求めておいた正常な場合の領域を書き込んでおく。
そして、その画面上に測定データをプロットしていく。
その結果、例えば、4A1のような点にプロットされた場合は、スラグ温度計20が測定したスラグ温度TSが実際よりも高い値であるか、あるいは、スラグ流速測定器40が測定したスラグ流速VSが実際よりも低い値であることを意味し、4A2のような点にプロットされた場合は、スラグ温度計20にて計測されたスラグ温度TSが実際よりも低い値であるか、あるいは、スラグ流速測定器40が測定したスラグ流速VSが実際よりも高い値であることを意味する。そこで、このような場合には、警報320を作動させオペレータに報知する。
【0035】
ステップS8でおこなわれる炉内ガス温度計の測定した炉内ガス温度TGとスラグ流速測定器40の測定したスラグ流速VSについても同様にする。
図4の(B)がその例であって、横軸が炉内ガス温度計の測定した炉内ガス温度TGで、縦軸はスラグ流速測定器40の測定したスラグ流速VSである。
【0036】
その他の間接パラメータ測定手段の間接パラメータと、スラグ温度計20の測定したスラグ温度TS,炉内ガス温度計30の測定した炉内ガス温度TGと、の関係も同様にされる。以下、順次説明する。
【0037】
図5の(A)、(B)に示されるのはスラグ温度計20が測定したスラグ温度TS,炉内ガス温度計30が測定した炉内ガス温度TGと、スラグ垂下物測長器50が測定したスラグ垂下物長さLSの関係である。スラグ温度TS、炉内ガス温度TGが高ければ粘度が低いのでスラグ垂下物長LSさは短くなり、スラグ温度TS、炉内ガス温度TGが低ければ粘度が高いのでスラグ垂下物長さLSは長くなるので、正常な場合の領域は図示のように、右下がりとなる。
【0038】
図6の(A)、(B)に示されるのはスラグ温度計20が測定したスラグ温度TS,炉内ガス温度計30が測定した炉内ガス温度TGと、樋上スラグ温度計55が測定した樋上スラグ温度TTの関係である。スラグ温度TS、炉内ガス温度TGが高ければ樋上スラグ温度TTも高くなり、スラグ温度TS、炉内ガス温度TGが低ければ樋上スラグ温度TTも低くなるので、正常な場合の領域は図示のように、右上がりとなる。
【0039】
灰被覆領域測定器60の測定した灰被覆領域については、表示盤300の表示面310に図7に示すように画像表示のまま示しても良いし、その画像から、灰被覆領域比率RAを計算して図8の(A),(B)のような表示にしてもよい。
スラグ温度TS、炉内ガス温度TGが高ければ、灰は直ぐにスラグ化され、灰が被覆する領域は小さくなり、スラグ温度TS、炉内ガス温度TGが低ければ、灰は直ぐにスラグ化されないで灰の状態を保つために、灰が被覆する領域は大きくなるので、図8の(A),(B)では、正常な場合の領域は右下がりに示される。
【0040】
図9の(A)、(B)に示されるのは、スラグ温度計20が測定したスラグ温度TS,炉内ガス温度計が測定した炉内ガス温度TGと、炉壁温度計70が測定した灰溶融炉1の耐火物16の温度TW1の関係であり、耐火物16の温度TW1はスラグ温度TS、炉内ガス温度TGが高ければ高い値を示し、スラグ温度TS、炉内ガス温度TGが低ければ低い値を示すので図示のように、正常な場合の領域は右上がりの図となる。
【0041】
図10の(A)、(B)に示されるのは、スラグ温度計20が測定したスラグ温度TS,炉内ガス温度計30が測定した炉内ガス温度TGと、炉壁冷却水温度計80が測定した灰溶融炉1の壁内に形成されているウォータジャケット81を流れる冷却水の温度TW2の関係であり、冷却水の温度TW2はスラグ温度TS、炉内ガス温度TGが高ければ高い値を示し、スラグ温度TS、炉内ガス温度TGが低ければ低い値を示すので、正常な場合の領域は右上がりの図となる。
【0042】
図11の(A)、(B)に示されるのは、スラグ温度計20が測定したスラグ温度TS,炉内ガス温度計30が測定した炉内ガス温度TGと、樋冷却水温度計90が測定した、樋9内に形成されているウォータジャケット91を流れる冷却水の温度TW3の関係であり、冷却水の温度TW3はスラグ温度TS、炉内ガス温度TGが高ければ高い値を示し、スラグ温度TS、炉内ガス温度TGが低ければ低い値を示すので、正常な場合の領域は右上がりの図となる。
【0043】
図12の(A)、(B)に示されるのは、スラグ温度計20の測定したスラグ温度TS,炉内ガス温度計30の測定した炉内ガス温度TGと、スラグ流入水槽温度計100が測定した、スラグ排出用の樋9から出たスラグが流入するスラグ流入水槽10内の水の温度TW4の関係であり、スラグ流入水槽10内の水の温度TW4は、スラグ温度TS、炉内ガス温度TGが高ければ高い値を示し、スラグ温度TS、炉内ガス温度TGが低ければ低い値を示すので、正常な場合の領域は右上がりの図となる。
【0044】
図13の(A)、(B)に示されるのは、スラグ温度計20の測定したスラグ温度TS,炉内ガス温度計30の測定した炉内ガス温度TGと、制御回路200が灰投入量測定装置110の検出した灰投入量A(ton/h)、投入電力計120の検出した投入電力Q(kW)から、前述の式(1)に基づき算出したスラグ温度推定値Teの関係である。
この場合も、正常な領域は右上がりの図となる。
【0045】
なお、各間接パラメータ測定手段の測定データの処理、表示の方法は、上記に限られるものではなく、異常が発見しやすく、オペレータが監視しやすいものであれば、どのような方法でもかまわない。
【0046】
【発明の効果】
本発明による灰溶融炉の運転管理システムは、スラグ温度に基づく自動運転をおこなうものであるが、スラグ温度を測定するスラグ温度計の他に、少なくとも1つの、スラグの温度に対応して変化する間接パラメータを測定する間接パラメータ測定手段を有しており、スラグ温度と間接パラメータとが正常な対応関係にあるか否かが判定され、それによって、スラグ温度計が異常であると判明した場合には、警報を発するので、誤ったデータによる運転が防止され、灰溶融炉で生成されるスラグの質を安定させることができ、あるいは、過剰なエネルギの投入による過熱事故の発生等も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による灰溶融炉の運転管理システムの構成を説明する図である。
【図2】 本発明の第1の実施の形態における運転管理のフローチャートである。
【図3】 本発明の第2の実施の形態における運転管理のフローチャートである。
【図4】 (A)スラグ流速VSとスラグ温度TSの関係を示す図である。
(B)スラグ流速VSと炉内ガス温度TGの関係を示す図である。
【図5】 (A)スラグ垂下物長さLSとスラグ温度TSの関係を示す図である。
(B)スラグ垂下物長さLSと炉内ガス温度TGの関係を示す図である。
【図6】 (A)樋上スラグ温度TTとスラグ温度TSの関係を示す図である。
(B)樋上スラグ温度TTと炉内ガス温度TGの関係を示す図である。
【図7】 スラグ上面の灰被覆領域を説明する図である。
【図8】 (A)灰被覆割合RAとスラグ温度TSの関係を示す図である。
(B)灰被覆割合RAと炉内ガス温度TGの関係を示す図である。
【図9】 (A)炉壁温度TW1とスラグ温度TSの関係を示す図である。
(B)炉壁温度TW1と炉内ガス温度TGの関係を示す図である。
【図10】 (A)炉壁冷却水温度TW2とスラグ温度TSの関係を示す図である。
(B)炉壁冷却水温度TW2と炉内ガス温度TGの関係を示す図である。
【図11】 (A)樋冷却水温度TW3とスラグ温度TSの関係を示す図である。
(B)樋冷却水温度TW3と炉内ガス温度TGの関係を示す図である。
【図12】 (A)スラグ流入水槽温度TW4とスラグ温度TSの関係を示す図である。
(B)スラグ流水槽温度TW4と炉内ガス温度TGの関係を示す図である。
【図13】 (A)推定スラグ温度Teとスラグ温度TSの関係を示す図である。
(B)推定スラグ温度Teと炉内ガス温度TGの関係を示す図である。
【符号の説明】
1…プラズマ灰溶融炉
10…スラグ受容水槽
20…スラグ温度計
30…炉内ガス温度計
40…スラグ流速測定器
50…スラグ垂下物測長器
55…樋上スラグ温度計
60…灰被覆領域測定器
70…炉壁温度計
80…炉壁冷却水温計
90…樋冷却水温度計
100…スラグ流入水水槽温度計
110…灰投入量測定器
120…投入電力計
200…制御回路
300…表示盤
310…表示面
320…警報[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an operation management system for an ash melting furnace that melts ash at a high temperature into slag.
[0002]
[Prior art]
Incinerated ash (powder mineral) such as sewage sludge, municipal waste, industrial waste, etc. is further melted in an ash melting furnace and taken out as slag in order to recycle, reduce volume, and render it harmless. . In order to stably take out the slag, it is preferable to measure the temperature of the slag in the furnace and perform automatic operation so that the temperature of the slag becomes constant.
[0003]
However, the temperature of the slag is very high (thousands of degrees C), and the slag thermometer that measures the temperature of the slag itself does not operate stably over a long period of time. Therefore, when the automatic operation is performed based on the data of the slag thermometer, the actual slag temperature is not constant and the ash cannot be stably melted. Therefore, establishment of an operation management system for an ash melting furnace based on the actual situation of such a slag thermometer that is not stable for a long time is desired.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an operation management system for an ash melting furnace based on the actual state of a slag thermometer.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
According to invention of
A slag thermometer that measures the slag temperature in the furnace;
The slag flow rate measured by the slag flow rate measuring device, the slag suspended length measured by the slag suspended length measuring device, the elevated slag temperature measured by the elevated slag thermometer, and the refractory of the ash melting furnace measured by the furnace wall thermometer The temperature, the temperature of the cooling water flowing through the water jacket formed in the wall of the ash melting furnace measured by the furnace wall cooling water thermometer, the water flowing through the water jacket formed in the tank measured by the soot cooling water thermometer temperature of the cooling water, or any of the temperature of the water in the slag flows in a water bath slag slag flowing aquarium thermometer exits the trough for slag discharge were measured flows, in response to the slag temperature changes At least one indirect parameter measuring means for measuring as an indirect parameter,
Anda judging means for judging whether the slag temperature and the indirect parameter relationship in the region of a normal case obtained in advance,
When in the region of the normal case where the relationship between the indirect parameters and the slag temperature is obtained in advance performs automatic operation based on the slag temperature,
Wherein when the relationship between the slag temperature and the indirect parameter is not in the region of a normal case obtained in advance, operation management system according to claim Rukoto that Hassu an alarm is provided.
[0006]
According to the invention of
Anda judging means for judging whether or not in the region where the relationship between the indirect parameters and the furnace gas temperature is normal previously obtained,
After having issued the alarm, when said slag thermometer is determined to be abnormal is to abort the automatic operation based on the slag temperature, for automatic operation based on the furnace gas temperature,
If the relationship between the indirect parameters and the furnace gas temperature is not in the region of a normal case obtained in advance, the operation management system for issuing an alarm is provided.
[0007]
According to the invention of claim 3, in the invention of
If the number of indirect parameters that are no longer in a normal correspondence with the slag temperature is greater than a predetermined value, or the total number of indirect parameters that are no longer in a normal correspondence with the slag temperature. An operation management system is provided that determines that the cause of the loss of the normal correspondence relationship is the slag thermometer when the ratio to the number is greater than a predetermined value .
[0008]
According to the invention of claim 4, in the invention of
The number of the indirect parameters that are no longer normal relationship with the furnace gas temperature is, if larger than a predetermined value, or that are no longer normal relationship with the furnace gas temperature If the percentage of the number of the total number of indirect parameter is greater than the predetermined value, provided that the operation management system determines that there is no longer cause in normal relationship to the furnace gas thermometer Is done.
[0009]
According to the invention of
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a temperature management system for a plasma ash melting furnace according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a diagram showing a hardware configuration thereof.
The plasma
[0011]
A
[0012]
The
[0013]
The in-
This in-
[0014]
The slag flow velocity measuring device 40 is composed of, for example, an infrared camera, photographs the slag flowing through the
[0015]
The slag suspended object
[0016]
The
[0017]
The ash covering area measuring device 60 is also composed of an infrared camera and takes an image of the upper surface of the slag in the furnace, and the image signal is sent to the
[0018]
The
[0019]
The furnace wall cooling water thermometer 80 detects the temperature TW2 of the cooling water flowing through the
[0020]
樋 Cooling water thermometer 90 detects the temperature TW3 of the cooling water flowing through the water jacket 91 formed in the
[0021]
The slag inflow
[0022]
Further, the most important function of the
[0023]
Q = {(B × Te + C) × 1000 / D + E} × A + F × Te / 1400 (1)
However,
Q: Input power (kW)
A: Ash input (ton / h)
B: Specific heat of ash (kcal / kg ° C )
C: ash soluble antipyretic (kcal / kg)
D: Constant (kcal / kWh)
E: taking out the heat of the exhaust gas (kW h / to n)
F: Amount of heat released from the furnace (kW)
Te: Estimated slag temperature (° C)
1400: slag temperature (° C.)
B, C, D and E are constants, and F is a constant determined by the size of the furnace body.
[0024]
Hereinafter, the operation management method of the ash melting furnace by the operation management system having the hardware configuration as described above will be described.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation management method of the first embodiment, which is based on the automatic operation (step S1 ) based on the slag temperature TS measured by the
[0025]
If a negative determination result is obtained in
[0026]
And when the
However, indirect parameter measuring means is normal, if the
[0027]
In the first embodiment, as described above, when the
[0028]
Figure 3 is a flowchart showing a driving control method of the second embodiment, after the stop automatic operation by the
[0029]
If a negative determination result is obtained in
[0030]
If the in-
However, indirect parameter measuring means is normal, in-furnace gas thermometer 30 (if a negative determination is made in step S 10) abnormal cases, stop automatic operation by furnace gas thermometer 30 (Step S 12) , it switched to manual operation (step S 13).
[0031]
In the second embodiment, as described above, first, automatic operation is performed by the
[0032]
Hereinafter, steps
[0033]
First, a description will be given of the relationship slag flow rate VS slag temperature TS and slag flow rate measuring device 40 which is measured at the
Since the higher the slag temperature TS low viscosity slag flow rate VS increases, the viscosity the lower the slag temperature TS is the reduced slag flow rate VS is higher, the slag temperature TS is correctly slag
[0034]
Therefore, for example, a graph as shown in FIG. 4A is formed on the
Then, the measurement data is plotted on the screen.
As a result, for example, when plotted at a point such as 4A1, the slag temperature TS measured by the
[0035]
To same for the measured slug flow velocity V S of the in-furnace gas thermometer measured furnace gas temperature T G and slag flow rate measuring device 40, which is performed in
FIG. 4B shows an example, in which the horizontal axis represents the in-furnace gas temperature TG measured by the in-furnace gas thermometer, and the vertical axis represents the slag flow rate VS measured by the slag flow rate measuring device 40.
[0036]
And indirect parameters of other indirect parameter measuring means,
[0037]
Figure 5 (A), (B) slag temperature T S measured
[0038]
(A) in FIG. 6, the slag temperature T S measured
[0039]
The ash covering area measured by the ash covering area measuring device 60 may be displayed as an image as shown in FIG. 7 on the
If the slag temperature TS and the furnace gas temperature TG are high, the ash is immediately converted into slag, and the area covered by the ash is reduced. If the slag temperature TS and the furnace gas temperature TG are low, the ash is not immediately converted into slag. In order to maintain this state, the area covered with ash becomes large, and in FIGS. 8A and 8B, the normal area is shown in the lower right.
[0040]
(A) in FIG. 9, what is shown (B), the slag temperature
[0041]
Figure 10 (A), that shown in (B) is slag temperature TS, the furnace gas temperature TG of
[0042]
(A) in FIG. 11, that shown in (B) is slag temperature
[0043]
Figure 12 (A), that shown in (B) is slag temperature was measured slag thermometer 20 T S, the furnace gas temperature TG was measured of the in-
[0044]
Figure 13 (A), that shown in (B) is
Also in this case, the normal area is a figure rising to the right.
[0045]
Note that the method of processing and displaying the measurement data of each indirect parameter measuring means is not limited to the above, and any method may be used as long as an abnormality is easily detected and the operator can easily monitor.
[0046]
【The invention's effect】
Operation management system ash melting furnace according to the present invention are those for automatic operation based on the slag temperature, in addition to the slag thermometer for measuring the slag temperature, corresponding to at least one of the temperature of the slag has an indirect parameter measuring means for measuring an indirect parameter varying Te, whether the slag temperature and the indirect parameter is in a normal relationship is determined, whereby a slag thermometer abnormal If it turns out the, as they may Hassu an alarm, is prevented operation by erroneous data, the quality of the slag generated in the ash melting furnace can be stabilized, or overheating accidents from investing the excess energy Occurrence etc. can also be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an operation management system for an ash melting furnace according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart of operation management in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart of operation management in the second embodiment of the present invention.
[4] (A) is a diagram showing the relationship between the slag flow rate VS and slag temperature T S.
(B) is a diagram showing the relationship between the slag flow rate VS and furnace gas temperature T G.
[5] (A) is a diagram showing the relationship between the slag suspended matter length LS and slag temperature T S.
(B) is a diagram showing the relationship between the slag suspended matter length LS and furnace gas temperature T G.
It is a graph showing a relationship 6 (A) Higami slag temperature TT and the slag temperature T S.
(B) is a diagram showing a relationship Higami slag temperature TT and furnace gas temperature T G.
FIG. 7 is a diagram for explaining an ash covering region on an upper surface of a slag.
8 (A) is a diagram showing the relationship between the ash coating ratio RA and slag temperature T S.
(B) is a diagram showing the relationship between the ash coating ratio RA and furnace gas temperature T G.
It is a graph showing a relationship 9 (A) furnace wall temperature TW1 and slag temperature T S.
(B) is a diagram showing the relationship between the furnace wall temperature TW1 and furnace gas temperature T G.
It is a diagram showing the relationship between FIG. 10 (A) furnace wall coolant temperature TW2 and slag temperature T S.
Is a graph showing the relationship (B) furnace wall coolant temperature TW2 and furnace gas temperature T G.
11 is a diagram showing a relation between (A) trough coolant temperature TW3 and slag temperature T S.
(B) is a diagram showing the relationship between gutter coolant temperature TW3 and furnace gas temperature T G.
Is a diagram showing the relationship between Figure 12 (A) slag flowing water bath temperature TW4 and slag temperature T S.
(B) is a diagram showing the relationship between slug flow water tank temperature TW4 and furnace gas temperature T G.
13 (A) is a diagram showing the relationship between the estimated slag temperature Te and the slag temperature T S.
(B) is a diagram showing the relationship between the estimated slag temperature Te and the furnace gas temperature T G.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
炉内のスラグ温度を測定するスラグ温度計と、
スラグ流速測定器が測定したスラグ流速、スラグ垂下物測長器が測定したスラグ垂下物長さ、樋上スラグ温度計が測定した樋上スラグ温度、炉壁温度計が測定した灰溶融炉の耐火物の温度、炉壁冷却水温度計が測定した灰溶融炉の壁内に形成されているウォータジャケットを流れる冷却水の温度、樋冷却水温度計が測定した樋内に形成されているウォータジャケットを流れる冷却水の温度、或いは、スラグ流入水槽温度計が測定したスラグ排出用の樋から出たスラグが流入するスラグ流入水槽内の水の温度のいずれかを、前記スラグ温度に対応して変化する間接パラメータとして測定する少なくとも1つの間接パラメータ測定手段と、
前記スラグ温度と前記間接パラメータの関係が予め求めておいた正常な場合の領域内にあるか否かを判定する判定手段と、を具備し、
前記スラグ温度と前記間接パラメータとの関係が予め求めておいた正常な場合の前記領域内にあるときには、前記スラグ温度に基づく自動運転をおこない、
前記スラグ温度と前記間接パラメータとの関係が予め求めておいた正常な場合の前記領域内にない場合に、警報を発することを特徴とする運転管理システム。An operation management system for an ash melting furnace that melts ash into slag,
A slag thermometer that measures the slag temperature in the furnace;
The slag flow rate measured by the slag flow rate measuring device, the slag suspended length measured by the slag suspended length measuring device, the elevated slag temperature measured by the elevated slag thermometer, and the refractory of the ash melting furnace measured by the furnace wall thermometer The temperature, the temperature of the cooling water flowing through the water jacket formed in the wall of the ash melting furnace measured by the furnace wall cooling water thermometer, the water flowing through the water jacket formed in the tank measured by the soot cooling water thermometer temperature of the cooling water, or any of the temperature of the water in the slag flows in a water bath slag slag flowing aquarium thermometer exits the trough for slag discharge were measured flows, in response to the slag temperature changes At least one indirect parameter measuring means for measuring as an indirect parameter,
Anda judging means for judging whether the slag temperature and the indirect parameter relationship in the region of a normal case obtained in advance,
When in the region of the normal case where the relationship between the indirect parameters and the slag temperature is obtained in advance performs automatic operation based on the slag temperature,
Wherein when the relationship of the slag temperature and the indirect parameter is not in the region of a normal case obtained in advance, operation management system according to claim Rukoto that Hassu an alarm.
前記炉内ガス温度と前記間接パラメータとの関係が予め求めておいた正常な場合の領域内にあるか否かを判定する判定手段と、を具備し、
前記警報を発した後、前記スラグ温度計が異常と判定された場合には前記スラグ温度に基づく自動運転を中止して、前記炉内ガス温度に基づく自動運転をおこない、
前記炉内ガス温度と前記間接パラメータとの関係が予め求めておいた正常な場合の前記領域内にない場合に、警報を発することを特徴とする請求項1に記載の運転管理システム。Further, the furnace gas thermometer for measuring the furnace gas temperature existing in the slag above,
Anda judging means for judging whether or not in the region where the relationship between the indirect parameters and the furnace gas temperature is normal previously obtained,
After having issued the alarm, when said slag thermometer is determined to be abnormal is to abort the automatic operation based on the slag temperature, for automatic operation based on the furnace gas temperature,
Operation management system according to claim 1 relationship between the indirect parameters and the furnace gas temperature is in the absence in the region of the normal case obtained in advance, characterized in that for issuing an alarm.
前記スラグ温度と正常な対応関係でなくなった前記間接パラメータの数が、予め定めた値よりも大きくなった場合、あるいは、前記スラグ温度と正常な対応関係でなくなった前記間接パラメータの数の全体の数に対する割合が予め定めた値よりも大きくなった場合に、正常な対応関係でなくなった原因が前記スラグ温度計にあると判定することを特徴とする請求項1または2に記載の運転管理システム。 The number of indirect parameter measuring means is plural,
When the number of indirect parameters that are no longer in a normal correspondence with the slag temperature is greater than a predetermined value, or the total number of indirect parameters that are no longer in a normal correspondence with the slag temperature. 3. The operation management system according to claim 1, wherein when the ratio to the number is larger than a predetermined value, it is determined that the reason why the normal correspondence relationship is lost is the slag thermometer. 4. .
前記炉内ガス温度と正常な対応関係でなくなった前記間接パラメータの数が、予め定めた値よりも大きくなった場合、あるいは、前記炉内ガス温度と正常な対応関係でなくなった前記間接パラメータの数の全体の数に対する割合が予め定めた値よりも大きくなった場合に、正常な対応関係でなくなった原因が前記炉内ガス温度計にあると判定することを特徴とする、請求項2に記載の運転管理システム。The number of indirect parameter measuring means is plural,
The number of the indirect parameters that are no longer normal relationship with the furnace gas temperature is, if larger than a predetermined value, or that are no longer normal relationship with the furnace gas temperature If the percentage of the number of the total number of indirect parameter is larger than a predetermined value, causes that are no longer normal correspondence and judging to be in the furnace gas thermometer The operation management system according to claim 2 .
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