JP5281315B2 - Slag solidification determination device, slag solidification determination program, and slag solidification determination method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a slag solidification determining device, a slag solidification determining program and its method capable of automatically determining a proper ignition time period of a melting burner without affected by flame and combustion light jetted from the inside of a furnace. <P>SOLUTION: A region dividing section 122 divides an image of a slag hole continuously picked up in time-series, into a plurality of blocks by every image. A region average calculating section 123 calculates average lightness of the block by every block divided by the region dividing section 122. Further a moving average calculating section 124 calculates moving average of the average lightness calculated by the region average calculating section 123. A slag solidification determining section 125 counts the number of regions in which the moving average calculated by the moving average calculating section 124 is lowered by more than a prescribed value in comparison with an initial value, as an index value by every image, and determines the solidification of the slag by the amount causing incomplete discharge, when the counted index value is over a prescribed threshold value. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

この発明は、溶融炉から排出されるスラグの固化を判定するスラグ固化判定装置、スラグ固化判定プログラムおよびスラグ固化判定方法に関し、特に、炉内から噴出する炎や燃焼光による影響を受けることなく、溶融バーナーの適切な点火時期を自動的に判定することができるスラグ固化判定装置、スラグ固化判定プログラムおよびスラグ固化判定方法に関する。   The present invention relates to a slag solidification determination device, a slag solidification determination program, and a slag solidification determination method for determining solidification of slag discharged from a melting furnace, in particular, without being affected by flames or combustion light ejected from the furnace, The present invention relates to a slag solidification determination device, a slag solidification determination program, and a slag solidification determination method that can automatically determine an appropriate ignition timing of a molten burner.

従来、石炭ガス化炉や廃棄物溶融炉などの溶融炉の運転では、石炭の灰分や廃棄物をスラグとして炉外へ排出している。かかる溶融炉において、スラグが固化して排出不全になった場合には、24時間体制で監視している運転員が溶融バーナーを点火し、固化部分を溶融して取り除いている。しかし、溶融バーナーの点火は溶融炉の運転効率を下げることから、経済的な運転または運転員の負担軽減のため、個々人の主観によらない適切な点火時期を自動的に判定することが必要とされている。   Conventionally, in operation of a melting furnace such as a coal gasification furnace or a waste melting furnace, coal ash and waste are discharged out of the furnace as slag. In such a melting furnace, when the slag is solidified and the discharge becomes incomplete, the operator who is monitored for 24 hours ignites the melting burner and melts and removes the solidified portion. However, since the ignition of the melting burner lowers the operating efficiency of the melting furnace, it is necessary to automatically determine an appropriate ignition timing that does not depend on the individual's subjectivity for economical operation or reducing the burden on the operator. Has been.

一般的に、スラグは、固化するとスラグ自身の温度低下によって明るさが低下することが知られている。そこで、例えば、スラグが排出される排出口をカメラで撮影し、撮影した画像中の高輝度部分の面積の変化や、高輝度部分および低輝度部分を除いた中間輝度部分の平均輝度の変化に基づいて、排出口におけるスラグの固化を自動的に判定する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In general, it is known that when slag is solidified, the brightness decreases due to a temperature decrease of the slag itself. Therefore, for example, when shooting the discharge port through which the slag is discharged with a camera, the change in the area of the high-luminance portion in the photographed image and the change in the average luminance of the intermediate luminance portion excluding the high-luminance portion and the low-luminance portion Based on this, a technique for automatically determining solidification of slag at the discharge port has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特開平9−243337号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-243337

しかしながら、上述した従来の技術では、炉内から噴出する炎や燃焼光などによる影響でスラグの固化を適切に判定できない場合がある。   However, in the conventional technology described above, solidification of slag may not be properly determined due to the influence of flames or combustion light ejected from the furnace.

具体的には、溶融炉の運転中、排出口からは断続的に炎が噴出するが、この炎によって、画像が突発的に明るくなる事象が生じる。また、撮影された画像におけるスラグの明るさは、スラグ自身の明るさだけで決まるものではなく、排出口から照らされる燃焼光の明るさも含まれている。しかし、燃焼光の当たり具合(照明条件)は、排出口の形状の影響などにより、画像内の場所ごとに異なる。これらの影響によって、撮影された画像における高輝度部分の面積や中輝度部分の平均輝度の変化が不安定になり、その結果、スラグの固化を適切に判定できない場合がある。   Specifically, during operation of the melting furnace, flames are intermittently ejected from the discharge port, but this flame causes an event that the image suddenly becomes bright. Further, the brightness of the slag in the photographed image is not determined only by the brightness of the slag itself, but includes the brightness of the combustion light illuminated from the outlet. However, the degree to which the combustion light strikes (illumination conditions) varies from place to place in the image due to the influence of the shape of the outlet. Due to these influences, changes in the area of the high-luminance portion and the average luminance of the medium-luminance portion in the captured image become unstable, and as a result, solidification of the slag may not be properly determined.

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、炉内から噴出する炎や燃焼光による影響を受けることなく、溶融バーナーの適切な点火時期を自動的に判定することができるスラグ固化判定装置、スラグ固化判定プログラムおよびスラグ固化判定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems caused by the prior art, and automatically determines an appropriate ignition timing of the melting burner without being affected by flames or combustion light ejected from the furnace. An object of the present invention is to provide a slag solidification determination device, a slag solidification determination program, and a slag solidification determination method.

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、溶融炉から排出されるスラグの固化を判定するスラグ固化判定装置であって、経時的に連続して撮影される前記スラグの排出口の画像を画像ごとに複数の領域に分割する領域分割手段と、前記領域分割手段によって分割された領域ごとに当該領域の平均明度を算出する領域平均算出手段と、前記領域平均算出手段によって算出された平均明度の移動平均を前記領域ごとに算出する移動平均算出手段と、前記移動平均算出手段によって算出された移動平均が初期値と比べて所定の値以上低下している領域の数を前記画像ごとに指標値として計数し、計数した指標値が所定の閾値を超えた場合に、排出不全を起こしうる量のスラグが固化したと判定するスラグ固化判定手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention is a slag solidification determination device that determines solidification of slag discharged from a melting furnace, and is configured to discharge the slag continuously photographed over time. Area division means for dividing the image of the exit into a plurality of areas for each image, area average calculation means for calculating the average brightness of the area for each area divided by the area division means, and calculation by the area average calculation means The moving average calculating means for calculating the moving average of the average brightness for each area, and the number of areas where the moving average calculated by the moving average calculating means is lower than the initial value by a predetermined value or more. Slag solidification determining means for counting each image as an index value and determining that the amount of slag that may cause discharge failure has solidified when the counted index value exceeds a predetermined threshold value. The features.

また、本発明は、溶融炉から排出されるスラグの固化を判定するスラグ固化判定プログラムであって、経時的に連続して撮影される前記スラグの排出口の画像を画像ごとに複数の領域に分割する領域分割手順と、前記領域分割手順によって分割された領域ごとに当該領域の平均明度を算出する領域平均算出手順と、前記領域平均算出手順によって算出された平均明度の移動平均を前記領域ごとに算出する移動平均算出手順と、前記移動平均算出手順によって算出された移動平均が初期値と比べて所定の値以上低下している領域の数を前記画像ごとに指標値として計数し、計数した指標値が所定の閾値を超えた場合に、排出不全を起こしうる量のスラグが固化したと判定するスラグ固化判定手順と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。   Further, the present invention is a slag solidification determination program for determining solidification of slag discharged from a melting furnace, wherein images of the slag discharge port continuously photographed over time are divided into a plurality of areas for each image. An area dividing procedure for dividing, an area average calculating procedure for calculating the average brightness of the area for each area divided by the area dividing procedure, and a moving average of the average brightness calculated by the area average calculating procedure for each area The moving average calculation procedure to be calculated in step (b) and the number of areas where the moving average calculated by the moving average calculation procedure is lower than the initial value by a predetermined value or more are counted as index values for each image, and counted. When the index value exceeds a predetermined threshold, the computer executes a slag solidification determination procedure for determining that an amount of slag that may cause discharge failure has solidified. .

また、本発明は、スラグを排出する溶融炉システムに適用されるスラグ固化判定方法であって、経時的に連続して撮影される前記スラグの排出口の画像を画像ごとに複数の領域に分割する領域分割工程と、前記領域分割工程によって分割された領域ごとに当該領域の平均明度を算出する領域平均算出工程と、前記領域平均算出工程によって算出された平均明度の移動平均を前記領域ごとに算出する移動平均算出工程と、前記移動平均算出工程によって算出された移動平均が初期値と比べて所定の値以上低下している領域の数を前記画像ごとに指標値として計数し、計数した指標値が所定の閾値を超えた場合に、排出不全を起こしうる量のスラグが固化したと判定するスラグ固化判定工程と、を含んだことを特徴とする。   The present invention is also a slag solidification determination method applied to a melting furnace system that discharges slag, wherein the image of the slag discharge port that is continuously photographed over time is divided into a plurality of regions for each image. A region dividing step, a region average calculating step for calculating an average brightness of the region for each region divided by the region dividing step, and a moving average of the average brightness calculated by the region average calculating step for each region. The moving average calculation step to be calculated, and the number of areas where the moving average calculated by the moving average calculation step is lower than the initial value by a predetermined value or more are counted as index values for each image, and the counted index And a slag solidification determining step of determining that an amount of slag capable of causing discharge failure has solidified when the value exceeds a predetermined threshold value.

本発明によれば、炉内から噴出する炎や燃焼光による影響を受けることなく、溶融バーナーの適切な点火時期を自動的に判定することができるという効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that it is possible to automatically determine an appropriate ignition timing of the melting burner without being affected by flames or combustion light ejected from the furnace.

以下に添付図面を参照して、この発明に係るスラグ固化判定装置、スラグ固化判定プログラムおよびスラグ固化判定方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、本実施例では、本発明を石炭ガス化炉に適用した場合を中心に説明する。   Exemplary embodiments of a slag solidification determination device, a slag solidification determination program, and a slag solidification determination method according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, a present Example demonstrates centering on the case where this invention is applied to a coal gasifier.

まず、本実施例に係る石炭ガス化炉の概要について説明する。図1は、本実施例に係る石炭ガス化炉の概要を説明するための図である。同図は、石炭ガス化複合発電(Integrated coal Gasification Combined Cycle:IGCC)などに用いられる石炭ガス化炉の一例を示している。同図に示すように、この石炭ガス化炉10は、圧力容器11と、圧力容器11内に設けられた2つの炉、リダクタ12およびコンバスタ13を有する。   First, the outline | summary of the coal gasifier which concerns on a present Example is demonstrated. FIG. 1 is a diagram for explaining an outline of a coal gasifier according to the present embodiment. The figure shows an example of a coal gasification furnace used in an integrated coal gasification combined cycle (IGCC) or the like. As shown in the figure, the coal gasification furnace 10 includes a pressure vessel 11, two furnaces provided in the pressure vessel 11, a reductor 12 and a combustor 13.

ここで、コンバスタ13において発生する燃焼熱は、石炭中灰分の溶融、および、リダクタ12におけるガス化吸熱反応の熱源として利用される。また、コンバスタ13において発生する燃焼熱によって溶けた灰粒子は、溶融スラグとなって、コンバスタ13の壁面を流下し、コンバスタ13の底面に設けられたスラグホール(排出口)14から排出される。   Here, the combustion heat generated in the combustor 13 is used as a heat source for melting the ash content in the coal and for the gasification endothermic reaction in the reductor 12. Further, the ash particles melted by the combustion heat generated in the combustor 13 become molten slag, flow down the wall surface of the combustor 13, and are discharged from a slag hole (discharge port) 14 provided on the bottom surface of the combustor 13.

本実施例では、かかる石炭ガス化炉10において、スラグホール14から排出されるスラグの流れを観測するためのスラグ観測窓を圧力容器11の下部に設け、そのスラグ観測窓から撮影した画像に基づいて、スラグ固化判定装置がスラグの固化を判定するようにしている。   In the present embodiment, in the coal gasification furnace 10, a slag observation window for observing the flow of slag discharged from the slag hole 14 is provided in the lower part of the pressure vessel 11, and based on an image taken from the slag observation window. Thus, the slag solidification determining device determines the solidification of the slag.

図2は、本実施例に係る石炭ガス化炉10に設けられたスラグ観測窓を示す図である。同図に示すように、圧力容器11の下部には、内側に円筒状のスラグ観測窓21を有する観測窓基台20と、スラグ観測窓21を介してスラグの流れを撮影するCCD(Charge Coupled Device)カメラ30とが設けられている。そして、CCDカメラ30には、本実施例に係るスラグ固化判定装置100が接続されている。   FIG. 2 is a diagram illustrating a slag observation window provided in the coal gasification furnace 10 according to the present embodiment. As shown in the figure, an observation window base 20 having a cylindrical slag observation window 21 on the inner side and a CCD (Charge Coupled) for photographing the flow of slag through the slag observation window 21 are provided at the lower part of the pressure vessel 11. Device) camera 30 is provided. The CCD camera 30 is connected to the slag solidification determining device 100 according to this embodiment.

ここで、観測窓基台20は、円筒状のスラグ観測窓21がスラグホール14に対して所定の角度で向けられるように設置されている。これにより、CCDカメラ30が、スラグ観測窓21を通して、スラグホール14を斜め下方から見上げるように撮影することができるようになっている。   Here, the observation window base 20 is installed such that the cylindrical slag observation window 21 is directed at a predetermined angle with respect to the slag hole 14. As a result, the CCD camera 30 can shoot through the slag observation window 21 so as to look up the slag hole 14 from obliquely below.

図3は、CCDカメラ30によって撮影される画像を示す図である。同図に示すように、CCDカメラ30は、スラグ観測窓21を通して、スラグホール14から排出されるスラグを経時的に連続して撮影する。具体的には、CCDカメラ30は、スラグホール14の手前側を流れるスラグ(同図に示す左側のスラグ)と、奥側を流れるスラグ(同図に示す右側のスラグ)とをそれぞれ撮影する。   FIG. 3 is a diagram showing an image photographed by the CCD camera 30. As shown in the figure, the CCD camera 30 continuously captures the slag discharged from the slag hole 14 with time through the slag observation window 21. Specifically, the CCD camera 30 captures images of a slag flowing on the front side of the slag hole 14 (left slag shown in the figure) and a slag flowing on the back side (right slag shown in the figure).

次に、本実施例に係るスラグ固化判定装置100の構成について説明する。図4は、本実施例に係るスラグ固化判定装置の構成を示す機能ブロック図である。同図に示すように、このスラグ固化判定装置100は、記憶部110と、制御部120とを有する。   Next, the configuration of the slag solidification determining apparatus 100 according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a functional block diagram illustrating the configuration of the slag solidification determining apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, the slag solidification determining apparatus 100 includes a storage unit 110 and a control unit 120.

記憶部110は、各種情報や各種プログラムを記憶する。この記憶部は、特に、概念的な機能部として、画像データ記憶部111を備える。画像データ記憶部111は、CCDカメラ30によって撮影された画像を記憶する。   The storage unit 110 stores various information and various programs. In particular, the storage unit includes an image data storage unit 111 as a conceptual function unit. The image data storage unit 111 stores an image taken by the CCD camera 30.

制御部120は、OS(Operating System)などの制御プログラム、各種の処理手順などを規定したプログラムおよび所要データを格納するための内部メモリを有し、これらによって種々の処理を実行する。この制御部120は、特に、概念的な機能部として、画像取得部121と、領域分割部122と、領域平均算出部123と、移動平均算出部124と、スラグ固化判定部125と、警報出力部126とを備える。   The control unit 120 has an internal memory for storing a control program such as an OS (Operating System), a program that defines various processing procedures, and necessary data, and executes various processes using these. In particular, the control unit 120 includes an image acquisition unit 121, a region division unit 122, a region average calculation unit 123, a moving average calculation unit 124, a slag solidification determination unit 125, and an alarm output as conceptual function units. Part 126.

画像取得部121は、CCDカメラ30によって経時的に連続して撮影されるスラグホール14の画像に関する画像データを取得し、取得した画像データを画像データ記憶部111に記憶させる。   The image acquisition unit 121 acquires image data relating to images of the slag hole 14 that are continuously photographed by the CCD camera 30 over time, and stores the acquired image data in the image data storage unit 111.

領域分割部122は、経時的に連続して撮影されるスラグホール14の画像を画像ごとに複数の領域に分割する。具体的には、この領域分割部122は、画像取得部121によって取得された画像データを画像データ記憶部111から順次読み出し、読み出した画像を、格子状に並べられた複数のブロックに分割する。   The area dividing unit 122 divides the image of the slag hole 14 continuously photographed with time into a plurality of areas for each image. Specifically, the area dividing unit 122 sequentially reads out the image data acquired by the image acquiring unit 121 from the image data storage unit 111, and divides the read image into a plurality of blocks arranged in a grid pattern.

領域平均算出部123は、領域分割部122によって分割されたブロックごとにブロックの平均明度を算出する。具体的には、この領域平均算出部123は、領域分割部122によって分割された複数のブロックそれぞれについて、ブロックに含まれる各画素の平均明度を算出する。   The area average calculation unit 123 calculates the average brightness of each block divided by the area division unit 122. Specifically, the area average calculation unit 123 calculates the average brightness of each pixel included in each block for each of the plurality of blocks divided by the area division unit 122.

ここで、領域平均算出部123が、複数に分割されたブロックごとに平均明度を算出することによって、燃焼光の照明条件が場所ごとに異なるような場合でも、それぞれの場所ごとに明度の変化を検出することができる。   Here, the region average calculation unit 123 calculates the average brightness for each of the divided blocks, so that even if the illumination condition of the combustion light varies from place to place, the brightness change for each place. Can be detected.

移動平均算出部124は、領域平均算出部123によって算出された平均明度の移動平均をブロックごとに算出する。具体的には、この移動平均算出部124は、領域分割部122によって分割された複数のブロックそれぞれについて、領域平均算出部123によって算出された平均明度の直近の所定時間内における移動平均を算出する。   The moving average calculator 124 calculates the moving average of the average brightness calculated by the area average calculator 123 for each block. Specifically, the moving average calculation unit 124 calculates a moving average of the plurality of blocks divided by the region dividing unit 122 within a predetermined time nearest to the average brightness calculated by the region average calculating unit 123. .

ここで、移動平均算出部124が、ブロックごとに平均明度の移動平均を算出することによって、時間方向に平均明度が平滑化されるので、断続的に排出口から噴出する炎の影響による画像の明るさのコマ単位(フレーム)での変動を除去することができる。これにより、断続的に排出口から炎が噴出する場合でも、炎による突発的な明度の変化を吸収することができる。   Here, the moving average calculating unit 124 calculates the moving average of the average brightness for each block, so that the average brightness is smoothed in the time direction. Variations in brightness in frame units (frames) can be removed. Thereby, even when flames are intermittently ejected from the discharge port, sudden changes in lightness due to the flames can be absorbed.

スラグ固化判定部125は、移動平均算出部124によって算出された移動平均が初期値と比べて所定の値以上低下しているブロックの数を画像ごとに指標値としてカウント(計数)し、カウントした指標値が所定の閾値を超えた場合に、排出不全を起こしうる量のスラグが固化したと判定する。   The slag solidification determining unit 125 counts (counts) the number of blocks in which the moving average calculated by the moving average calculating unit 124 is lower than the initial value by a predetermined value or more as an index value for each image. When the index value exceeds a predetermined threshold value, it is determined that an amount of slag that can cause discharge failure has solidified.

図5は、スラグ固化判定部125によるスラグ固化の判定を説明するための図である。同図は、複数のブロックに分割された画像の一例を示している。同図に示すように、スラグ観測窓21を通して撮影された画像において、固化したスラグの部分は他の部分に比べて暗くなる。そのため、固化したスラグの部分を含んだブロックについては、平均明度が他のブロックに比べて低くなる。そして、時間の経過とともに固化したスラグの量が増えるにつれて、この平均明度が低下したブロックの数が増えてゆく。   FIG. 5 is a diagram for explaining determination of slag solidification by the slag solidification determination unit 125. The figure shows an example of an image divided into a plurality of blocks. As shown in the figure, in the image taken through the slag observation window 21, the solidified slag portion becomes darker than the other portions. Therefore, the average brightness of the block including the solidified slag portion is lower than that of the other blocks. As the amount of solidified slag increases as time passes, the number of blocks whose average lightness has decreased increases.

そこで、スラグ固化判定部125は、移動平均算出部124によって各ブロックの平均明度の移動平均が算出されたのちに、移動平均が初期値と比べて所定の値以上低下しているブロック(図5に示す太い白枠のブロック)の数を、スラグの固化を判定するための指標値としてカウントする。そして、スラグ固化判定部125は、カウントした指標値が所定の閾値を超えているか否かを判定し、超えていた場合には、排出不全を起こしうる量のスラグが固化したと判定する。   Therefore, the slag solidification determining unit 125 calculates the moving average of the average brightness of each block by the moving average calculating unit 124, and then the block whose moving average is lower than the initial value by a predetermined value or more (FIG. 5). Are counted as index values for determining the solidification of the slag. Then, the slag solidification determination unit 125 determines whether or not the counted index value exceeds a predetermined threshold value. If the index value exceeds the predetermined value, the slag solidification determination unit 125 determines that the amount of slag that may cause discharge failure has solidified.

なお、スラグ固化判定部125は、上述した指標値をカウントするたびに、平均明度の移動平均が初期値と比べて所定の値以上低下しているブロックの数を新たにカウントしなおすこととする。具体的には、スラグ固化判定部125は、移動平均算出部124によって各ブロックの平均明度の移動平均が画像ごとに算出されるたびに、直前でカウントした指標値は無効にし、新たに算出された移動平均に基づいて、指標値となるブロックの数をカウントする。   Note that each time the slag solidification determination unit 125 counts the above-described index value, the slag solidification determination unit 125 newly counts the number of blocks in which the moving average lightness is lower than the initial value by a predetermined value or more. . Specifically, each time the moving average calculating unit 124 calculates the moving average of the average brightness of each block for each image, the slag solidification determining unit 125 invalidates the index value counted immediately before and newly calculates it. Based on the moving average, the number of blocks serving as index values is counted.

これにより、排出口から噴出する炎の影響などによって平均明度の移動平均が一時的に増加したブロックがあったとしても、次に指標値がカウントされる際に移動平均が下がっていれば、当該ブロックは指標値のカウントの対象外となる。したがって、スラグが流れる場所ごとに明度が不安定に変動するような場合でも、変動に応じて動的にスラグの固化を判定することができるようになる。   As a result, even if there is a block in which the moving average of the average brightness has temporarily increased due to the influence of flames ejected from the discharge port, etc., if the moving average decreases when the index value is counted next time, Blocks are excluded from index value counting. Therefore, even when the lightness fluctuates in an unstable manner for each place where the slag flows, the solidification of the slag can be determined dynamically according to the fluctuation.

警報出力部126は、スラグ固化判定部125によって排出不全を起こしうる量のスラグが固化したと判定された場合に、運転者に溶融バーナーの点火を促すための警報を出力する。この警報出力部126は、例えば、溶融バーナーの点火を促すための警報として、ブザー音などの警告音を出力したり、図示していない表示装置に警告メッセージを出力したりする。   The alarm output unit 126 outputs an alarm for prompting the driver to ignite the molten burner when the slag solidification determination unit 125 determines that an amount of slag that may cause discharge failure has solidified. For example, the alarm output unit 126 outputs a warning sound such as a buzzer as an alarm for prompting the ignition of the melting burner, or outputs a warning message to a display device (not shown).

次に、本実施例に係るスラグ固化判定装置の処理手順について説明する。図6は、本実施例に係るスラグ固化判定装置の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すように、スラグ固化判定装置100では、石炭ガス化炉10の運転中、CCDカメラ30が、スラグホール14の画像を撮影する(ステップS101)。   Next, a processing procedure of the slag solidification determining apparatus according to the present embodiment will be described. FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure of the slag solidification determining apparatus according to the present embodiment. As shown in the figure, in the slag solidification determining apparatus 100, during operation of the coal gasification furnace 10, the CCD camera 30 takes an image of the slag hole 14 (step S101).

そして、画像取得部121が、CCDカメラ30によって経時的に連続して撮影されるスラグホール14の画像に関する画像データを取得し、取得した画像データを画像データ記憶部111に記憶させる(ステップS102)。   Then, the image acquisition unit 121 acquires image data relating to the images of the slag holes 14 that are continuously photographed with time by the CCD camera 30, and stores the acquired image data in the image data storage unit 111 (step S102). .

続いて、領域分割部122が、画像取得部121によって取得された画像データを画像データ記憶部111から順次読み出し、読み出した画像を、格子状に並べられた複数のブロックに分割する(ステップS103)。また、領域平均算出部123が、領域分割部122によって分割されたブロックごとに当該領域の平均明度を算出する(ステップS104)。   Subsequently, the area dividing unit 122 sequentially reads out the image data acquired by the image acquiring unit 121 from the image data storage unit 111, and divides the read image into a plurality of blocks arranged in a grid pattern (step S103). . Further, the area average calculation unit 123 calculates the average brightness of the area for each block divided by the area division unit 122 (step S104).

続いて、移動平均算出部124が、領域平均算出部123によって算出された平均明度の移動平均をブロックごとに算出する(ステップS105)。また、スラグ固化判定部125が、移動平均算出部124によって算出された移動平均が初期値より所定の値以上低下しているブロックの数を画像ごとに指標値としてカウントする(ステップS106)。   Subsequently, the moving average calculation unit 124 calculates the moving average of the average brightness calculated by the region average calculation unit 123 for each block (step S105). Further, the slag solidification determining unit 125 counts the number of blocks in which the moving average calculated by the moving average calculating unit 124 is lower than the initial value by a predetermined value or more as an index value for each image (step S106).

そして、スラグ固化判定部125によってカウントされた指標値が所定の閾値を超えていた場合には(ステップS107,Yes)、警報出力部126が、運転者に溶融バーナーの点火を促すための警報を出力する(ステップS108)。   When the index value counted by the slag solidification determination unit 125 exceeds a predetermined threshold (Yes at Step S107), the alarm output unit 126 issues an alarm for prompting the driver to ignite the melting burner. Output (step S108).

上述してきたように、本実施例では、領域分割部122が、経時的に連続して撮影されるスラグホール14の画像を画像ごとに複数のブロックに分割する。また、領域平均算出部123が、領域分割部122によって分割されたブロックごとにブロックの平均明度を算出する。また、移動平均算出部124が、領域平均算出部123によって算出された平均明度の移動平均をブロックごとに算出する。そして、スラグ固化判定部125が、移動平均算出部124によって算出された移動平均が初期値と比べて所定の値以上低下している領域の数を画像ごとに指標値としてカウントし、カウントした指標値が所定の閾値を超えた場合に、排出不全を起こしうる量のスラグが固化したと判定する。   As described above, in the present embodiment, the region dividing unit 122 divides the image of the slag hole 14 that is continuously captured over time into a plurality of blocks for each image. In addition, the area average calculation unit 123 calculates the average brightness of each block divided by the area division unit 122. In addition, the moving average calculation unit 124 calculates the moving average of the average brightness calculated by the region average calculation unit 123 for each block. Then, the slag solidification determining unit 125 counts the number of areas in which the moving average calculated by the moving average calculating unit 124 is lower than the initial value as an index value for each image, and the counted index When the value exceeds a predetermined threshold, it is determined that an amount of slag that may cause discharge failure has solidified.

かかる構成によれば、複数に分割されたブロックごとに、平均明度および移動平均が算出されるので、燃焼光の照明条件がスラグホール14の付近で場所ごとに異なるような場合でも、場所ごとに明度の変化を検出することができる。また、ブロックごとに平均明度の移動平均が算出されるので、時間方向に平均明度が平滑化される。その結果、断続的に排出口から噴出する炎の影響による画像の明るさのコマ単位(フレーム)での変動が除去される。すなわち、平均明度が時間方向に平滑化されることによって、断続的に排出口から炎が噴出する場合でも、炎による突発的な明度の変化が吸収される。   According to such a configuration, the average brightness and the moving average are calculated for each of the divided blocks. Therefore, even when the illumination condition of the combustion light varies from place to place in the vicinity of the slag hole 14, it is determined for each place. A change in brightness can be detected. In addition, since the moving average of the average brightness is calculated for each block, the average brightness is smoothed in the time direction. As a result, fluctuations in image brightness in frame units due to the influence of flames intermittently ejected from the discharge port are eliminated. That is, by smoothing the average brightness in the time direction, sudden changes in brightness due to the flame are absorbed even when the flame is intermittently ejected from the discharge port.

したがって、本実施例によれば、炉内から噴出する炎や燃焼光による影響を受けることなく、溶融バーナーの適切な点火時期を自動的に判定することができる。   Therefore, according to the present embodiment, it is possible to automatically determine an appropriate ignition timing of the melting burner without being affected by the flame or combustion light ejected from the furnace.

なお、本実施例では、スラグ固化判定部125が、指標値をカウントするたびに指標値を新たにカウントしなおすこととした。しかしながら、本発明はこれに限られるわけではなく、例えば、スラグ固化判定部125が、指標値をカウントする際に、過去に一度でもカウントされたブロック(以下、「カウント済みブロック」と呼ぶ)を除いた残りのブロックのうち、移動平均が初期値から所定の値以上低下している領域の数をカウントし、カウントしたブロックの数とカウント済みブロックの数との合計を指標値とするようにしてもよい。   In this embodiment, the slag solidification determining unit 125 newly counts the index value every time the index value is counted. However, the present invention is not limited to this. For example, when the slag solidification determining unit 125 counts the index value, a block that has been counted even once in the past (hereinafter referred to as “counted block”). Of the remaining blocks, count the number of areas where the moving average has fallen by a predetermined value or more from the initial value, and use the sum of the number of counted blocks and the number of counted blocks as the index value. May be.

この場合、例えば、スラグ固化判定部125は、指標値をカウントするたびに、カウントしたブロック、すなわち、カウント済みブロックに関する情報を内部メモリなどに記憶させておく。そして、新たに指標値をカウントする際には、スラグ固化判定部125は、記憶されているカウント済みブロックを除いた残りのブロックのうち、移動平均が初期値から所定の値以上低下しているブロックの数をカウントする。その後、スラグ固化判定部125は、カウントしたブロックの数と、記憶されているカウント済みブロックの数との合計を算出し、算出した合計を、スラグの固化を判定するための指標値とする。   In this case, for example, each time the index value is counted, the slag solidification determining unit 125 stores information regarding the counted block, that is, the counted block in an internal memory or the like. When the index value is newly counted, the slag solidification determination unit 125 has the moving average of the remaining blocks excluding the stored counted blocks decreased by a predetermined value or more from the initial value. Count the number of blocks. Thereafter, the slag solidification determining unit 125 calculates the sum of the counted number of blocks and the number of stored counted blocks, and uses the calculated total as an index value for determining solidification of the slag.

これにより、いったん指標値のカウントの対象となったブロックは、以降で行われる指標値のカウントでは対象外となるので、移動平均が初期値と比べて所定の値以上低下しているか否かを判定するブロックの数が減ることになり、指標値のカウントに関する処理の負荷を軽減することができる。   As a result, the block once targeted for index value counting is excluded from the subsequent index value counting, so it is determined whether the moving average has decreased by a predetermined value or more compared to the initial value. The number of blocks to be determined is reduced, and the processing load relating to index value counting can be reduced.

また、本実施例では、警報出力部126が、スラグ固化判定部125によって排出不全を起こしうる量のスラグが固化したと判定された場合に、運転者に溶融バーナーの点火を促すための警報を出力することとした。しかしながら、本発明はこれに限られるわけではなく、例えば、スラグ固化判定部125の判定結果に基づいて、溶融バーナーの点火を制御するようにしてもよい。   In this embodiment, when the alarm output unit 126 determines that the slag solidification determination unit 125 determines that an amount of slag that can cause discharge failure has solidified, the alarm output unit 126 issues an alarm for prompting the driver to ignite the molten burner. I decided to output it. However, the present invention is not limited to this. For example, the ignition of the molten burner may be controlled based on the determination result of the slag solidification determination unit 125.

この場合、例えば、溶融バーナーの点火を制御する点火制御手段を石炭ガス化炉10に設けておく。そして、スラグ固化判定部125が、排出不全を起こしうる量のスラグが固化したと判定された場合に、溶融バーナーを点火するよう指示する制御信号を点火制御手段に送信する。さらに、例えば、点火を指示する制御信号を送信したのちに、スラグ固化判定部125が、移動平均が初期値と比べて所定の値以上低下しているブロックの数がゼロとなった場合に、溶融バーナーを消化するよう指示する制御信号を点火制御手段に送信するようにしてもよい。   In this case, for example, an ignition control means for controlling the ignition of the melting burner is provided in the coal gasification furnace 10. And when it determines with the slag solidification determination part 125 having solidified the quantity of slag which can cause discharge failure, it transmits the control signal which instruct | indicates to ignite a melting burner to an ignition control means. Furthermore, for example, after transmitting a control signal instructing ignition, the slag solidification determining unit 125, when the number of blocks in which the moving average has decreased by a predetermined value or more compared to the initial value becomes zero, A control signal instructing to digest the melting burner may be transmitted to the ignition control means.

このように、スラグ固化判定部125の判定結果に基づいて溶融バーナーの点火を制御することによって、溶融バーナーが必要に応じて自動的に点火または消化されるので、固化したスラグの溶融に関する運転者の負担を軽減することができる。   In this way, by controlling the ignition of the melting burner based on the determination result of the slag solidification determining unit 125, the melting burner is automatically ignited or digested as necessary, so the driver regarding melting of the solidified slag Can be reduced.

以上、本実施例に係るスラグ固化判定装置100の構成および処理手順をもとに、本実施例に係るスラグ固化判定を説明した。さらに、ここでは、本実施例におけるスラグ固化判定の指標の有効性を示すために、実験結果をもとに、本実施例における指標と従来の方法における指標とを比較評価した結果を示す。なお、ここでは、従来の方法における指標として、高輝度部分の面積と、中間輝度部分の平均輝度とを用いた。   The slag solidification determination according to the present embodiment has been described above based on the configuration and processing procedure of the slag solidification determination device 100 according to the present embodiment. Furthermore, here, in order to show the effectiveness of the slag solidification determination index in the present embodiment, the results of comparing and evaluating the index in the present embodiment and the index in the conventional method based on the experimental results are shown. Here, the area of the high luminance part and the average luminance of the intermediate luminance part are used as indices in the conventional method.

まず、この比較評価における指標の評価方法について説明する。比較評価に際して行った実験では、正常運転状態から溶融バーナーを点火する直前までを1つのファイルとした54個の映像ファイルについて、本実施例における指標と、従来の方法における指標を算出した。実験に用いた各映像ファイルは、すべて、画像サイズが720×480画素であり、フレーム数(画像枚数)が30フレーム/秒、色数がRGBカラー各8bit(0〜255)である。ここで、いずれの映像ファイルにおいても、映像開始時点にはスラグホール付近に固化スラグはない。また、映像終了時点は、溶融バーナーを点火する直前であり、スラグの固化が石炭ガス化炉の運転に悪影響を与えるほど進展した状態である。   First, an index evaluation method in this comparative evaluation will be described. In the experiment conducted for the comparative evaluation, the index in this example and the index in the conventional method were calculated for 54 video files in which one file is from the normal operation state to immediately before the ignition of the melting burner. Each video file used in the experiment has an image size of 720 × 480 pixels, a frame number (the number of images) of 30 frames / second, and a color number of 8 bits (0 to 255) for each RGB color. Here, in any video file, there is no solidified slag near the slag hole at the start of the video. Moreover, the video end time is just before the melting burner is ignited, and is in a state where the solidification of the slag has progressed so as to adversely affect the operation of the coal gasifier.

そこで、この比較評価では、映像開始時点における指標値と映像終了時点における指標値とを比較し、指標値に差があれば、指標値はスラグの固化の有無を識別するのに有効であると判断する。一方、指標値に差がないか、または、全映像における指標値の差の符号が一致していなければ、無効であると判断する。   Therefore, in this comparative evaluation, the index value at the start of the video is compared with the index value at the end of the video, and if there is a difference between the index values, the index value is effective for identifying the presence or absence of slag solidification. to decide. On the other hand, if there is no difference between the index values or the signs of the index value differences in all the videos do not match, it is determined to be invalid.

次に、この比較評価において比較指標として取り上げた従来の指標について説明する。1つ目の指標値は、高輝度部分の面積である。この指標は、撮影された画像において明度の高い領域の面積を指標値とするものであり、固化したスラグによってさえぎられる燃焼部の面積と、流動しているスラグの面積とを合わせることによって表現されるので、スラグの固化状態を間接的に表すことができる。以下では、この指標を「面積指標」と呼ぶ。   Next, a conventional index taken up as a comparison index in this comparative evaluation will be described. The first index value is the area of the high luminance part. This index uses the area of the area with high brightness in the photographed image as the index value, and is expressed by combining the area of the combustion part that is blocked by the solidified slag and the area of the flowing slag. Therefore, the solidified state of the slag can be expressed indirectly. Hereinafter, this index is referred to as an “area index”.

2つ目の指標値は、中間輝度部分の平均輝度である。この指標は、明度の変化をスラグ観測窓全体で評価することで、大まかなスラグの固化状態を表現するものである。以下では、この指標を「平均明度」と呼ぶ。   The second index value is the average luminance of the intermediate luminance portion. This index expresses a rough solidified state of slag by evaluating the change in brightness over the entire slag observation window. Hereinafter, this index is referred to as “average brightness”.

次に、比較評価に際して行った実験における各指標値の具体的な設定条件について説明する。なお、以下に示す設定条件において、明度は0から255の値をとることとする。   Next, specific setting conditions for each index value in an experiment performed for comparative evaluation will be described. In the setting conditions shown below, the lightness takes a value from 0 to 255.

まず、本実施例における指標に関する設定条件は、以下の通りである。
(1)画像を20×20画素のブロック(横36個×縦24個)に分割し、平均明度を
算出する。
(2)ブロックごとに300フレーム(10秒分)の平均明度の移動平均を算出する。
(3)それぞれのブロックで、移動平均値が初期値より30パーセント低下した領域を
スラグ固化領域とし、スラグ固化領域のブロック数を指標値とする。
(4)各映像の値から、明度が50以下の領域をスラグ観測窓外の領域とする。
(5)本実施例における指標は増化関数であるが、他の指標が減少関数であるため、
ここでは、スラグ観測窓内全体のブロック数を初期値とし、その初期値から指標
値を引いた値を新たに指標値とする。
First, the setting conditions regarding the index in the present embodiment are as follows.
(1) The image is divided into 20 × 20 pixel blocks (36 horizontal × 24 vertical), and the average brightness is calculated.
(2) The moving average of the average brightness of 300 frames (for 10 seconds) is calculated for each block.
(3) In each block, the area where the moving average value is reduced by 30% from the initial value is the slag solidified area, and the number of blocks in the slag solidified area is the index value.
(4) Based on the value of each image, an area having a brightness of 50 or less is set as an area outside the slag observation window.
(5) Although the index in the present embodiment is an increase function, the other index is a decrease function.
Here, the total number of blocks in the slag observation window is the initial value, and the value obtained by subtracting the index value from the initial value is the new index value.

また、面積指標の設定条件は、以下の通りである。
(1)全画像を目視で確認し、明度が240以上の領域を明るい領域とする。
(2)300フレーム(10秒分)の移動平均を算出する。
The setting conditions of the area index are as follows.
(1) All images are visually confirmed, and a region having a brightness of 240 or more is defined as a bright region.
(2) A moving average of 300 frames (10 seconds) is calculated.

また、平均明度の設定条件は、以下の通りである。
(1)各映像の値から、明度が50以下の領域をスラグ観測窓外の領域とする。
(2)300フレーム(10秒分)の移動平均を算出する。
The setting conditions for the average brightness are as follows.
(1) Based on the value of each image, an area having a brightness of 50 or less is set as an area outside the slag observation window.
(2) A moving average of 300 frames (10 seconds) is calculated.

次に、実験において算出された各指標の一例について説明する。図7は、各指標の時系列変化の一例を示す図である。同図に示すグラフは、本実験で用いた54ファイルの映像ファイルのうちの1つのファイルについて、本実施例における指標と従来の指標とを算出した結果を示している。   Next, an example of each index calculated in the experiment will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a time-series change of each index. The graph shown in the figure shows the result of calculating the index in the present example and the conventional index for one of the 54 video files used in this experiment.

具体的には、同図の(a)は、映像開始時点から映像終了時点までの本実施例における指標(無変化ブロック数)の時系列変化を示している。また、同図の(b)は、映像開始時点から映像終了時点までの面積指標(面積(画素))の時系列変化を示している。また、同図の(c)は、映像開始時点から映像終了時点までの平均明度(明度平均)の時系列変化を示している。同図に示すように、いずれの指標についても、開始時点から終了時点に向けて指標値が減少していることがわかる。   Specifically, (a) of the figure shows the time series change of the index (the number of unchanged blocks) in this embodiment from the video start time to the video end time. Moreover, (b) of the figure shows the time series change of the area index (area (pixel)) from the video start time to the video end time. Moreover, (c) of the figure shows the time series change of the average brightness (brightness average) from the video start time to the video end time. As shown in the figure, it can be seen that the index value decreases from the start point to the end point for any of the indicators.

次に、前述した評価方法に基づいて指標を比較評価した結果について説明する。図8は、指標の比較評価結果を示す図である。同図に示すグラフは、実験の対象となった54個の映像ファイルについて、それぞれ映像開始時点と映像終了時点の指標値の差を算出し、算出した差が小さいものから大きいものの順でファイルを並べた結果を示している。なお、同図において、縦軸に設定されている映像開始時点と映像終了時点の指標値の差は、各指標値について、算出した差を最大値で正規化した値を用いている。   Next, the result of comparing and evaluating the indicators based on the above-described evaluation method will be described. FIG. 8 is a diagram showing the results of comparative evaluation of indices. The graph shown in the figure calculates the index value difference between the video start time and video end time for the 54 video files that were the subject of the experiment, and the files are calculated in order from the smallest to largest. The arranged results are shown. In the figure, the difference between the index values between the video start time and the video end time set on the vertical axis is a value obtained by normalizing the calculated difference with the maximum value for each index value.

同図に示すように、本実施例における指標については、すべての映像ファイルにおいて映像開始時点と映像終了時点の指標値の差がすべて正となるが、従来の指標(面積指標、平均明度)については、差が正負両方の値となる映像ファイルが混在している。   As shown in the figure, for the index in this embodiment, the difference in index values between the video start time and the video end time is positive in all video files, but the conventional index (area index, average brightness) Is a mix of video files that have both positive and negative differences.

ここで、差が負となっている映像ファイルは、その映像ファイルにおいて、初期値と終了値との関係が想定と逆になっていることを示している。このように差が負となっている映像ファイルは、指標を面積指標とした場合に12個、平均明度とした場合に2個、それぞれ存在している。これらの映像ファイルについては、スラグの固化に関する判定が全く行えないことになる。   Here, a video file having a negative difference indicates that the relationship between the initial value and the end value is opposite to that in the video file. In this way, there are twelve video files having a negative difference when the index is an area index and two video files when the index is an average brightness. With respect to these video files, determination regarding solidification of slag cannot be performed at all.

また、同図のグラフにおいて、差が正となっている部分について比較すると、本実施例における指標については、面積指標や平均明度と比べて初期値と終了値との差が大きい。そのため、本実施例における指標では、スラグが固化しているか否かを判定するための閾値を容易に設定することができる。   Further, in the graph of the same figure, when the portions where the difference is positive are compared, the difference between the initial value and the end value is larger for the index in the present embodiment than for the area index and the average brightness. Therefore, in the index in the present embodiment, it is possible to easily set a threshold for determining whether or not the slag is solidified.

このように、本実施例における指標は、従来の方法における指標と比べて初期値と終了値が大きく、さらに、全映像における指標値の差の符号も一致していることから、スラグの固化を判定するための判定指標として有効性が高いと判断することができる。   As described above, the index in the present embodiment has a larger initial value and end value than the index in the conventional method, and furthermore, the signs of the index value differences in all the videos match, so that the slag can be solidified. It can be determined that the effectiveness as a determination index for determination is high.

なお、平均明度の移動平均を算出する際の所定時間は、長く設定するほど、平滑化の効果が得られる。しかし、この所定時間を長く設定すると、その時間の長さだけ、スラグの固化が起こってから警報が発せられるまでの時間が長くなる。したがって、平均明度の移動平均を算出する所定時間は、スラグの固化速度と誤警報の兼ね合いで最適な値を設定する。   In addition, the smoothing effect is acquired, so that the predetermined time at the time of calculating the moving average of average brightness is set long. However, if the predetermined time is set long, the time from when the slag solidifies to when the alarm is issued is increased by the length of the predetermined time. Therefore, the predetermined time for calculating the moving average of the average brightness is set to an optimum value in consideration of the solidification speed of the slag and the false alarm.

また、画像を複数のブロックに分割する際のブロックサイズは、小さすぎると、微細なノイズを固化スラグとして認識する場合が増え、大きすぎると、固化スラグを捉えることができない場合が増える。また、ブロックサイズを小さくすると、ブロック数が多くなるため移動平均の算出に時間がかかる。したがって、画像を複数のブロックに分割する際のブロックサイズは、要求される判定精度と、装置の処理性能に応じて最適な値を設定する。   Moreover, if the block size when dividing an image into a plurality of blocks is too small, the case where fine noise is recognized as solidified slag increases, and if it is too large, the case where solidified slag cannot be captured increases. Further, if the block size is reduced, the number of blocks increases, and it takes time to calculate the moving average. Therefore, an optimal value is set as the block size when the image is divided into a plurality of blocks according to the required determination accuracy and the processing performance of the apparatus.

また、指標値としてブロックをカウントする際に、カウントの対象とするか否かを判定するための初期値に対する明度低下の閾値は、低く設定すると、少しの変化でもスラグが固化したとみなされてしまい、高く設定すると、明度が大きく変化してもスラグが固化したと判定されないようになる。したがって、初期値に対する明度低下の閾値は、実際のスラグの固化状態に一致するように、実測結果などに基づいて適切な値を設定する必要がある。   In addition, when the block is counted as the index value, if the threshold value of the brightness decrease with respect to the initial value for determining whether or not to count is set to a low value, it is considered that the slag has solidified even if a slight change is set. In other words, if it is set high, it will not be determined that the slag has solidified even if the brightness changes greatly. Therefore, it is necessary to set an appropriate value based on the actual measurement result or the like so that the lightness reduction threshold with respect to the initial value matches the actual solidified state of the slag.

なお、本実施例では、石炭ガス化炉に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、廃棄物溶融炉など、他の溶融炉にも同様に適用することができる。   In addition, although the present Example demonstrated the case where this invention was applied to a coal gasification furnace, this invention is not limited to this, It applies similarly to other melting furnaces, such as a waste melting furnace. can do.

以上のように、本発明に係るスラグ固化判定装置、スラグ固化判定プログラムおよびスラグ固化判定方法は、石炭ガス化炉や廃棄物溶融炉などの溶融炉に有用であり、特に、炉内から噴出する炎や燃焼光による画像への影響を受けることなく、溶融バーナーの適切な点火時期を自動的に判定することが求められる場合に適している。   As described above, the slag solidification determination device, the slag solidification determination program, and the slag solidification determination method according to the present invention are useful for melting furnaces such as coal gasification furnaces and waste melting furnaces, and in particular, are ejected from the inside of the furnace. This method is suitable when it is required to automatically determine an appropriate ignition timing of the melting burner without being affected by an image due to flame or combustion light.

本実施例に係る石炭ガス化炉の概要を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline | summary of the coal gasification furnace which concerns on a present Example. 本実施例に係る石炭ガス化炉に設けられたスラグ観測窓を示す図である。It is a figure which shows the slag observation window provided in the coal gasification furnace which concerns on a present Example. CCDカメラによって撮影される画像を示す図である。It is a figure which shows the image image | photographed with a CCD camera. 本実施例に係るスラグ固化判定装置の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the slag solidification determination apparatus which concerns on a present Example. スラグ固化判定部によるスラグ固化の判定を説明するための図である。It is a figure for demonstrating determination of the slag solidification by a slag solidification determination part. 本実施例に係るスラグ固化判定装置の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the slag solidification determination apparatus which concerns on a present Example. 各指標の時系列変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time series change of each parameter | index. 指標の比較評価結果を示す図である。It is a figure which shows the comparative evaluation result of a parameter | index.

符号の説明Explanation of symbols

10 石炭ガス化炉
11 圧力容器
12 リダクタ
13 コンバスタ
14 スラグホール
20 観測窓基台
21 スラグ観測窓
30 カメラ
100 スラグ固化判定装置
110 記憶部
111 画像データ記憶部
120 制御部
121 画像取得部
122 領域分割部
123 領域平均算出部
124 移動平均算出部
125 スラグ固化判定部
126 警報出力部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Coal gasifier 11 Pressure vessel 12 Reductor 13 Combustor 14 Slag hall 20 Observation window base 21 Slag observation window 30 Camera 100 Slag solidification determination apparatus 110 Storage part 111 Image data storage part 120 Control part 121 Image acquisition part 122 Area division part 123 Region average calculation unit 124 Moving average calculation unit 125 Slag solidification determination unit 126 Alarm output unit

Claims (5)

溶融炉から排出されるスラグの固化を判定するスラグ固化判定装置であって、
経時的に連続して撮影される前記スラグの排出口の画像を画像ごとに複数の領域に分割する領域分割手段と、
前記領域分割手段によって分割された領域ごとに当該領域の平均明度を算出する領域平均算出手段と、
前記領域平均算出手段によって算出された平均明度の移動平均を前記領域ごとに算出する移動平均算出手段と、
前記移動平均算出手段によって算出された移動平均が初期値と比べて所定の値以上低下している領域の数を前記画像ごとに指標値として計数し、計数した指標値が所定の閾値を超えた場合に、排出不全を起こしうる量のスラグが固化したと判定するスラグ固化判定手段と、
を備えたことを特徴とするスラグ固化判定装置。
A slag solidification determination device for determining solidification of slag discharged from a melting furnace,
Area dividing means for dividing the image of the outlet of the slag taken continuously over time into a plurality of areas for each image;
Area average calculating means for calculating the average brightness of the area for each area divided by the area dividing means;
A moving average calculating means for calculating a moving average of the average brightness calculated by the area average calculating means for each area;
The number of areas in which the moving average calculated by the moving average calculating means is lower than the initial value by a predetermined value or more is counted as an index value for each image, and the counted index value exceeds a predetermined threshold value. A slag solidification determining means for determining that an amount of slag that may cause discharge failure has solidified,
An apparatus for determining solidification of slag, comprising:
前記スラグ固化判定手段は、前記指標値を計数するたびに、前記移動平均が初期値と比べて所定の値以上低下している領域の数を新たに計数しなおすことを特徴とする請求項1に記載のスラグ固化判定装置。   2. The slag solidification determining means newly counts the number of regions where the moving average has decreased by a predetermined value or more compared to the initial value every time the index value is counted. The slag solidification determination apparatus described in 1. 前記スラグ固化判定手段は、前記指標値を計数する際に、過去に一度でも計数された計数済み領域を除いた残りの領域のうち、前記移動平均が初期値から所定の値以上低下している領域の数を計数し、計数した領域の数と前記計数済み領域の数との合計を前記指標値とすることを特徴とする請求項1に記載のスラグ固化判定装置。   When the slag solidification determining means counts the index value, the moving average of the remaining areas excluding the counted area that has been counted once in the past has decreased by a predetermined value or more from the initial value. The slag solidification determination apparatus according to claim 1, wherein the number of areas is counted, and the sum of the counted number of areas and the number of counted areas is used as the index value. 溶融炉から排出されるスラグの固化を判定するスラグ固化判定プログラムであって、
経時的に連続して撮影される前記スラグの排出口の画像を画像ごとに複数の領域に分割する領域分割手順と、
前記領域分割手順によって分割された領域ごとに当該領域の平均明度を算出する領域平均算出手順と、
前記領域平均算出手順によって算出された平均明度の移動平均を前記領域ごとに算出する移動平均算出手順と、
前記移動平均算出手順によって算出された移動平均が初期値と比べて所定の値以上低下している領域の数を前記画像ごとに指標値として計数し、計数した指標値が所定の閾値を超えた場合に、排出不全を起こしうる量のスラグが固化したと判定するスラグ固化判定手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするスラグ固化判定プログラム。
A slag solidification determination program for determining solidification of slag discharged from a melting furnace,
An area dividing procedure for dividing an image of the outlet of the slag continuously photographed over time into a plurality of areas for each image;
An area average calculation procedure for calculating the average brightness of the area for each area divided by the area division procedure;
A moving average calculation procedure for calculating a moving average of the average brightness calculated by the region average calculation procedure for each region;
The number of areas where the moving average calculated by the moving average calculation procedure is lower than the initial value by a predetermined value or more is counted as an index value for each image, and the counted index value exceeds a predetermined threshold value. A slag solidification determination procedure for determining that an amount of slag that may cause discharge failure has solidified,
Slag solidification determination program characterized by causing a computer to execute.
スラグを排出する溶融炉システムに適用されるスラグ固化判定方法であって、
経時的に連続して撮影される前記スラグの排出口の画像を画像ごとに複数の領域に分割する領域分割工程と、
前記領域分割工程によって分割された領域ごとに当該領域の平均明度を算出する領域平均算出工程と、
前記領域平均算出工程によって算出された平均明度の移動平均を前記領域ごとに算出する移動平均算出工程と、
前記移動平均算出工程によって算出された移動平均が初期値と比べて所定の値以上低下している領域の数を前記画像ごとに指標値として計数し、計数した指標値が所定の閾値を超えた場合に、排出不全を起こしうる量のスラグが固化したと判定するスラグ固化判定工程と、
を含んだことを特徴とするスラグ固化判定方法。
A slag solidification judgment method applied to a melting furnace system for discharging slag,
An area dividing step of dividing an image of the outlet of the slag continuously photographed over time into a plurality of areas for each image;
An area average calculating step for calculating the average brightness of the area for each area divided by the area dividing step;
A moving average calculation step of calculating a moving average of the average brightness calculated by the region average calculation step for each region;
The number of areas where the moving average calculated by the moving average calculation step is lower than the initial value by a predetermined value or more is counted as an index value for each image, and the counted index value exceeds a predetermined threshold value. A slag solidification determining step for determining that an amount of slag that may cause discharge failure has solidified,
A method for determining solidification of slag, comprising:
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