JP6596121B1 - In-furnace situation determination method and combustion control method - Google Patents
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Abstract
【課題】廃棄物焼却炉の燃焼部の火格子上に堆積している廃棄物の詳細な形状及びその動きを十分に検出可能な方法を提供する。【解決手段】3次元熱画像作成方法は、焼却炉10に対して、熱画像取得工程と、3次元熱画像作成工程と、を含む処理を行う。熱画像取得工程では、視点が異なる複数の赤外線カメラ95を用いて、火炎が放射しない波長の光を選択的に透過させる選択透過フィルタ95aを介して、燃焼部12に堆積した廃棄物をそれぞれ観測して、視点が異なる複数の熱画像を取得する。3次元熱画像作成工程では、熱画像取得工程で取得された異なる視点からの複数の熱画像に画像合成処理を行うことで、燃焼部12の燃焼火格子22に堆積している状態で搬送される廃棄物の3次元熱画像を作成する。【選択図】図1The present invention provides a method capable of sufficiently detecting the detailed shape and movement of waste accumulated on a grate of a combustion part of a waste incinerator. A three-dimensional thermal image creation method performs a process including a thermal image acquisition step and a three-dimensional thermal image creation step on an incinerator. In the thermal image acquisition process, wastes accumulated in the combustion section 12 are observed through a selective transmission filter 95a that selectively transmits light having a wavelength that is not emitted by a flame, using a plurality of infrared cameras 95 having different viewpoints. A plurality of thermal images with different viewpoints are acquired. In the three-dimensional thermal image creation process, image synthesis processing is performed on a plurality of thermal images acquired from different viewpoints acquired in the thermal image acquisition process, so that the thermal image is transported while being deposited on the combustion grate 22 of the combustion unit 12. Create a three-dimensional thermal image of the waste. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、主として、火格子により廃棄物を搬送しながら焼却する火格子式の廃棄物焼却炉において、安定な燃焼を適切に維持するための方法に関する。 The present invention mainly relates to a method for appropriately maintaining stable combustion in a grate-type waste incinerator that incinerates while conveying waste by a grate.
従来から、廃棄物焼却炉には、多種多様な廃棄物が投入されるため、投入された廃棄物の性状が変化した場合であっても、安定な燃焼を適切に維持できることが重要となる。また、火格子式の廃棄物焼却炉では、廃棄物を乾燥させる乾燥部と、廃棄物を火炎燃焼させる燃焼部と、廃棄物を後燃焼(オキ燃焼)させる後燃焼部と、に区分されている。安定な燃焼を適切に維持する燃焼制御を行うためには、例えば、燃焼部の火格子に堆積されている廃棄物に関する十分な情報を取得することが重要となる。特許文献1から5には、燃焼部に関する情報を取得して制御する方法が開示されている。 Conventionally, since a wide variety of wastes are input to the waste incinerator, it is important that stable combustion can be appropriately maintained even when the properties of the input wastes change. In addition, the grate-type waste incinerator is divided into a drying section for drying waste, a combustion section for burning the waste flame, and a post-combustion section for post-combusting the waste (Oki combustion). Yes. In order to perform combustion control that appropriately maintains stable combustion, for example, it is important to acquire sufficient information regarding the waste accumulated in the grate of the combustion unit. Patent Documents 1 to 5 disclose methods for acquiring and controlling information related to the combustion section.
特許文献1の方法では、焼却炉の壁部に設けた2つの撮像手段により、火炎の可視画像と、火格子上の廃棄物の赤外線画像(熱画像)を取得し、この可視画像と熱画像とを燃焼制御のために用いる。 In the method of Patent Document 1, a visible image of a flame and an infrared image (thermal image) of waste on a grate are acquired by two imaging means provided on the wall of the incinerator, and the visible image and the thermal image. Are used for combustion control.
特許文献2の方法では、2台のテレビカメラを用いて焼却炉内を撮影して可視画像を取得し、これらの画像に基づいて立体画像を作成し、この立体画像を燃焼制御のために用いる。 In the method of Patent Document 2, a visible image is acquired by photographing the inside of an incinerator using two television cameras, a stereoscopic image is created based on these images, and this stereoscopic image is used for combustion control. .
特許文献3及び4の方法では、1又は複数の熱画像撮像部により、火格子上の廃棄物の熱画像を撮像し、1又は複数の熱画像を燃焼制御のために用いる。また、特許文献3及び4では、火炎の影響を除外するために、特定の波長の赤外線を検出する熱画像撮像部を用いることが記載されている。 In the methods of Patent Documents 3 and 4, a thermal image of waste on the grate is captured by one or more thermal image capturing units, and the one or more thermal images are used for combustion control. Patent Documents 3 and 4 describe the use of a thermal image capturing unit that detects infrared light having a specific wavelength in order to exclude the influence of a flame.
特許文献5の方法では、レーダ装置を用いて火格子上の燃料の3次元分布を取得するとともに、赤外線カメラを用いて火格子上の燃料の温度分布を取得し、これらの情報を燃焼制御のために用いる。 In the method of Patent Document 5, the radar device is used to acquire the three-dimensional fuel distribution on the grate, the infrared camera is used to acquire the fuel temperature distribution on the grate, and the information is used for combustion control. Use for.
特許文献1及び2のように可視画像を利用する場合、燃焼部で発生している火炎が邪魔となり、火格子上の廃棄物の形状及び動きを十分に取得できない。そもそも、特許文献2は、異常燃焼の位置を検出するために画像を取得し立体画像を作成しており、火格子上の廃棄物を検出対象としていない。特許文献3及び4は、1又は複数の廃棄物の熱画像をそのまま用いるため、廃棄物の詳細な形状及びその動きを十分に取得できない。また、特許文献5のように火格子上の燃料をレーダで検出する場合、高温環境かつ火炎が存在する状況において、廃棄物で反射された電磁波を検出する必要があるため、レーダ自体のコストが高くなる。また、特許文献5では、赤外線カメラは、燃料の形状ではなく温度分布を取得するために用いられている。 When using a visible image like patent document 1 and 2, the flame which has generate | occur | produced in the combustion part becomes obstructive, and the shape and movement of the waste on a grate cannot fully be acquired. In the first place, Patent Document 2 acquires an image and detects a stereoscopic image in order to detect the position of abnormal combustion, and does not detect waste on the grate as a detection target. Since Patent Documents 3 and 4 use thermal images of one or a plurality of wastes as they are, detailed shapes of wastes and movements thereof cannot be sufficiently obtained. In addition, when the fuel on the grate is detected by the radar as in Patent Document 5, it is necessary to detect the electromagnetic wave reflected by the waste in a high temperature environment and a situation where a flame exists, so that the cost of the radar itself is reduced. Get higher. Moreover, in patent document 5, the infrared camera is used in order to acquire temperature distribution instead of the shape of a fuel.
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、廃棄物焼却炉の燃焼部の火格子上に堆積している廃棄物の詳細な形状及びその動きを十分に検出可能な方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its main purpose is to sufficiently detect the detailed shape and movement of the waste accumulated on the grate of the combustion part of the waste incinerator. It is to provide a possible method.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems and the effects thereof will be described.
本発明の第1の観点によれば、以下の廃棄物焼却炉の燃焼状態を制御するために、前記廃棄物焼却炉の炉内状況を判定する炉内状況判定方法が提供される。即ち、この方法は、乾燥部と燃焼部と後燃焼部とに区分された火格子から構成されており、廃棄物が堆積した状態で間欠的に動作することで当該廃棄物を搬送するとともに当該火格子を介して一次燃焼用気体を供給する搬送部を備えた前記廃棄物焼却炉に対して行われる。この炉内状況判定方法は、熱画像取得工程と、3次元熱画像作成工程と、算出工程と、を含む処理を行う。前記熱画像取得工程では、視点が異なる複数の赤外線カメラを用いて、火炎が放射しない波長の光を選択的に透過させる選択透過フィルタを介して、前記燃焼部に堆積した前記廃棄物をそれぞれ観測して、視点が異なる複数の熱画像を取得する。前記3次元熱画像作成工程では、前記熱画像取得工程で取得された異なる視点からの複数の熱画像に画像合成処理を行うことで、前記燃焼部の前記火格子に堆積している状態で搬送される前記廃棄物の3次元熱画像を作成する。前記算出工程では、前記3次元熱画像作成工程で作成した複数時刻での前記3次元熱画像に基づいて前記燃焼部の前記廃棄物について前記火格子上の前記廃棄物の厚みの時間変化を算出するとともに、当該複数時刻での前記3次元熱画像に基づいて前記燃焼部の前記廃棄物の表面の移動速度の時間変化を算出する。
本発明の第2の観点によれば、以下の廃棄物焼却炉の燃焼状態を制御するために、前記廃棄物焼却炉の炉内状況を判定する炉内状況判定方法が提供される。即ち、この方法は、乾燥部と燃焼部と後燃焼部とに区分された火格子から構成されており、廃棄物が堆積した状態で間欠的に動作することで当該廃棄物を搬送するとともに当該火格子を介して一次燃焼用気体を供給する搬送部を備えた前記廃棄物焼却炉に対して行われる。この炉内状況判定方法は、熱画像取得工程と、3次元熱画像作成工程と、算出工程と、特定工程と、を含む処理を行う。前記熱画像取得工程では、視点が異なる複数の赤外線カメラを用いて、火炎が放射しない波長の光を選択的に透過させる選択透過フィルタを介して、前記燃焼部に堆積した前記廃棄物をそれぞれ観測して、視点が異なる複数の熱画像を取得する。前記3次元熱画像作成工程では、前記熱画像取得工程で取得された異なる視点からの複数の熱画像に画像合成処理を行うことで、前記燃焼部の前記火格子に堆積している状態で搬送される前記廃棄物の3次元熱画像を作成する。前記算出工程では、前記3次元熱画像作成工程で作成した複数時刻での前記3次元熱画像に基づいて前記燃焼部の前記廃棄物について前記火格子上の前記廃棄物の厚みの時間変化を算出する。前記特定工程では、前記火格子上の前記廃棄物の厚みの時間変化を解析し、前記廃棄物の厚みの時間変化量が廃棄物搬送方向でどのように変化するかに基づいて、燃え切り点位置を特定する。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an in- furnace state determination method for determining the in-furnace state of the waste incinerator in order to control the combustion state of the following waste incinerator. That is, this method is composed of a grate divided into a drying section, a combustion section, and a post-combustion section, and transports the waste by operating intermittently in a state where the waste is accumulated and It is performed on the waste incinerator provided with a transport unit for supplying a primary combustion gas through a grate. This in- furnace situation determination method performs processing including a thermal image acquisition step, a three-dimensional thermal image creation step, and a calculation step . In the thermal image acquisition step, the waste accumulated in the combustion part is observed through a selective transmission filter that selectively transmits light having a wavelength that is not emitted by a flame, using a plurality of infrared cameras having different viewpoints. A plurality of thermal images with different viewpoints are acquired. In the three-dimensional thermal image creation process, image synthesis processing is performed on a plurality of thermal images acquired from the different viewpoints acquired in the thermal image acquisition process, so that the three-dimensional thermal image is transported while being deposited on the grate of the combustion unit. A three-dimensional thermal image of the waste to be produced is created. In the calculation step, a time change of the thickness of the waste on the grate is calculated for the waste in the combustion part based on the three-dimensional thermal image at a plurality of times created in the three-dimensional thermal image creation step. At the same time, the time change of the moving speed of the waste surface of the combustion part is calculated based on the three-dimensional thermal images at the plurality of times.
According to the 2nd viewpoint of this invention, in order to control the combustion state of the following waste incinerators, the in-furnace condition determination method which determines the in-furnace condition of the said waste incinerator is provided. That is, this method is composed of a grate divided into a drying section, a combustion section, and a post-combustion section, and transports the waste by operating intermittently in a state where the waste is accumulated and It is performed on the waste incinerator provided with a transport unit for supplying a primary combustion gas through a grate. This in-furnace situation determination method performs processing including a thermal image acquisition step, a three-dimensional thermal image creation step, a calculation step, and a specific step. In the thermal image acquisition step, the waste accumulated in the combustion part is observed through a selective transmission filter that selectively transmits light having a wavelength that is not emitted by a flame, using a plurality of infrared cameras having different viewpoints. A plurality of thermal images with different viewpoints are acquired. In the three-dimensional thermal image creation process, image synthesis processing is performed on a plurality of thermal images acquired from the different viewpoints acquired in the thermal image acquisition process, so that the three-dimensional thermal image is transported while being deposited on the grate of the combustion unit. A three-dimensional thermal image of the waste to be produced is created. In the calculation step, a time change of the thickness of the waste on the grate is calculated for the waste in the combustion part based on the three-dimensional thermal image at a plurality of times created in the three-dimensional thermal image creation step. To do. In the specific step, the time change of the thickness of the waste on the grate is analyzed, and the burnout point is determined based on how the time change amount of the waste thickness changes in the waste transport direction. Identify the location.
これにより、燃焼部の火格子上に堆積している廃棄物に対して、火炎を取り除いた3次元熱画像を作成できるので、廃棄物の詳細な形状及びその動きを十分に検出できる。 Thereby, since the three-dimensional thermal image which removed the flame can be created with respect to the waste accumulated on the grate of the combustion part, the detailed shape and the movement of the waste can be sufficiently detected.
本発明によれば、上記の3次元熱画像を用いることで、廃棄物焼却炉の燃焼部の火格子上に堆積している廃棄物の詳細な形状及びその動きを十分に検出できる。 According to the present invention, by using the above three-dimensional thermal image, it is possible to sufficiently detect the detailed shape and movement of the waste deposited on the grate of the combustion part of the waste incinerator.
<廃棄物焼却設備の全体構成>初めに、図1を参照して、本実施形態の焼却炉(廃棄物焼却炉)10を含む廃棄物焼却設備(廃棄物焼却施設)100について説明する。図1は、本発明の方法を行う対象の焼却炉10を含む廃棄物焼却設備100の概略構成図である。なお、以下の説明では、単に上流、下流と記載したときは、廃棄物、燃焼ガス、排ガス、一次空気、二次空気、循環排ガス等が流れる方向の上流及び下流を意味するものとする。
<Overall Configuration of Waste Incineration Facility> First, a waste incineration facility (waste incineration facility) 100 including an incinerator (waste incinerator) 10 of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
図1に示すように、廃棄物焼却設備100は、焼却炉10と、ボイラ30と、蒸気タービン発電設備35と、を備える。焼却炉10は、供給された廃棄物を焼却する。なお、焼却炉10の詳細な構成は後述する。
As shown in FIG. 1, the
ボイラ30は、廃棄物の燃焼によって発生した熱を利用して蒸気を生成する。ボイラ30は、流路壁に設けられた多数の水管31及び過熱器管32で、炉内で発生した高温の燃焼ガスと水との熱交換を行うことにより蒸気(過熱蒸気)を生成する。水管31及び過熱器管32で生成された蒸気は、蒸気タービン発電設備35へ供給される。
The
蒸気タービン発電設備35は、図略のタービン及び発電装置を含んで構成されている。タービンは、水管31及び過熱器管32から供給された蒸気によって回転駆動される。発電装置は、タービンの回転駆動力を用いて発電を行う。
The steam turbine
ここで、安定した発電を行うには、ボイラ30での蒸気(過熱蒸気)の生成量を安定化させることが必要である。ボイラ30での蒸気(過熱蒸気)の生成量を安定化させるためには、ボイラ30への入熱を安定させる必要がある。つまり、発電量を一定に保つには、焼却炉10からボイラ30へ供給される燃焼ガスの保有熱量を安定させて、ボイラ30への入熱を安定に保つ必要がある。
Here, in order to perform stable power generation, it is necessary to stabilize the generation amount of steam (superheated steam) in the
<焼却炉10の構成>焼却炉10は、廃棄物を炉内に供給するための給じん装置40を備える。給じん装置40は、廃棄物投入ホッパ41と、給じん装置本体42と、を備える。廃棄物投入ホッパ41は、炉外から廃棄物が投入される部分である。給じん装置本体42は、廃棄物投入ホッパ41の底部分に位置し、水平方向に移動可能に構成されている。給じん装置本体42は、廃棄物投入ホッパ41に投入された廃棄物を下流側に供給する。この給じん装置本体42の移動速度、単位時間あたりの移動回数、移動量(ストローク)、及びストローク端の位置(移動範囲)は、制御装置90によって制御されている。なお、給じん装置は水平方向に対し多少の角度をもって移動する型式でもよい。
<Configuration of
給じん装置40によって炉内に供給された廃棄物は、搬送部20によって、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13の順に供給されていく。搬送部20は、乾燥部11に設けられた乾燥火格子21と、燃焼部12に設けられた燃焼火格子22と、後燃焼部13に設けられた後燃焼火格子23と、で構成されている。従って、搬送部20は複数段の火格子から構成されている。それぞれの火格子は、各部の底面に設けられており、廃棄物が載置される。
The waste supplied into the furnace by the
火格子は、廃棄物搬送方向に並べて配置された可動火格子と固定火格子とから構成されており、可動火格子が前進、停止、後進、停止等の順で動作することで、廃棄物を下流側へ搬送するとともに、廃棄物を攪拌することができる。可動火格子の動作速度を増速(減速)させることで、廃棄物の搬送速度を増速(減速)させることができる。また、可動火格子の停止時間を短く(長く)することで、廃棄物の搬送速度を増速(減速)させることができる。また、火格子は、気体が通過可能な大きさの隙間を空けて並べて配置されている。 The grate is composed of a movable grate and a fixed grate arranged side by side in the waste transport direction, and the movable grate operates in the order of forward, stop, reverse, stop, etc. While transporting to the downstream side, the waste can be agitated. By increasing (decelerating) the operation speed of the movable grate, the waste conveying speed can be increased (decelerated). Moreover, the conveyance speed of a waste can be increased (decelerated) by shortening (longening) the stop time of a movable grate. Moreover, the grate is arranged side by side with a gap of a size that allows gas to pass through.
乾燥部11は、焼却炉10に供給された廃棄物を乾燥させる部分である。乾燥部11の廃棄物は、乾燥火格子21の下から供給される一次空気及び隣接する燃焼部12における燃焼の輻射熱によって乾燥する。その際、熱分解によって乾燥部11の廃棄物から熱分解ガスが発生する。また、乾燥部11の廃棄物は、乾燥火格子21によって燃焼部12に向かって搬送される。
The drying
燃焼部12は、乾燥部11で乾燥した廃棄物を主に燃焼させる部分である。燃焼部12では、廃棄物が主に火炎燃焼を起こし火炎が発生する。燃焼部12における廃棄物及び燃焼により発生した灰及び燃焼しきれなかった未燃物は、燃焼火格子22によって後燃焼部13に向かって搬送される。また、燃焼部12で発生した燃焼ガス及び火炎は、絞り部17を通過して後燃焼部13に向かって流れる。なお、燃焼火格子22は、乾燥火格子21と同じ高さに設けられているが、乾燥火格子21よりも低い位置に設けられていてもよい。
The
後燃焼部13は、燃焼部12で燃焼しきれなかった廃棄物(未燃物)を燃焼させる部分である。後燃焼部13では、燃焼ガスの輻射熱と一次空気によって、燃焼部12で燃焼しきれなかった未燃物の燃焼が促進される。その結果、未燃物の殆どが灰となって、未燃物は減少する。なお、後燃焼部13で発生した灰は、後燃焼部13の底面に設けられた後燃焼火格子23によってシュート24に向かって搬送される。シュート24に搬送された灰は、廃棄物焼却設備100の外部に排出される。なお、本実施形態の後燃焼火格子23は、燃焼火格子22よりも低い位置に設けられているが、燃焼火格子22と同じ高さに設けられていてもよい。
The
上述したように、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13では、生じる反応が異なるため、それぞれの壁面等は、生じる反応に応じた構成となっている。例えば、燃焼部12では火炎燃焼が生じるため、乾燥部11よりも耐火レベルが高い構造が採用されている。
As described above, since the reaction that occurs in the drying
再燃焼部14は、燃焼ガスに含まれる未燃ガスを燃焼させる部分である。再燃焼部14は、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13から上方に向かって延び、その途中に二次空気が供給される。これにより、燃焼ガスは二次空気と混合及び撹拌され、燃焼ガスに含まれる未燃ガスが再燃焼部14で燃焼される。なお、燃焼部12及び後燃焼部13で生じる燃焼を一次燃焼と称し、再燃焼部14で生じる燃焼(つまり、一次燃焼で残存した未燃ガスの燃焼)を二次燃焼と称する。
The
気体供給装置50は、炉内に気体を供給する装置である。本実施形態の気体供給装置50は、一次空気供給部51と、二次空気供給部52と、排ガス供給部53と、を有している。それぞれの供給部は、気体を誘引又は送出するための送風機によって構成されている。
The
本明細書では、一次燃焼のために供給する気体を一次燃焼用気体と称する。一次燃焼用気体としては、一次空気、循環排ガス、それらの混合ガスが含まれる。一次空気とは、外部から取り込んだ空気であって、燃焼等に用いられていない(即ち、循環排ガスを除く)気体である。従って、一次空気には、外部から取り込んだ空気を加熱等した気体も含まれる。同様に、本明細書では、二次燃焼のために供給する気体を二次燃焼用気体と称する。二次燃焼用気体としては、二次空気、循環排ガス、それらの混合ガスが含まれる。二次空気の定義は一次空気と同様である。 In this specification, the gas supplied for primary combustion is called primary combustion gas. The primary combustion gas includes primary air, circulating exhaust gas, and mixed gas thereof. The primary air is air taken from outside and is not used for combustion or the like (that is, excluding circulating exhaust gas). Therefore, the primary air includes a gas obtained by heating air taken from the outside. Similarly, in this specification, the gas supplied for secondary combustion is called secondary combustion gas. Secondary combustion gas includes secondary air, circulating exhaust gas, and mixed gas thereof. The definition of secondary air is the same as primary air.
一次空気供給部51は、一次空気供給経路71を介して炉内に一次空気を供給する。一次空気供給経路71は、第1供給経路71aと、第2供給経路71bと、第3供給経路71cと、に分岐されている。なお、一次空気供給経路71にヒータを設け、各部に供給する一次空気の温度を調整できるようにしてもよい。
The primary
第1供給経路71aは、乾燥火格子21の下方に設けられた乾燥段風箱25に一次空気を供給するための経路である。第1供給経路71aには第1ダンパ81が設けられており、乾燥段風箱25に供給する一次空気の供給量を調整することができる。また、第1ダンパ81は制御装置90によって制御されている。
The
第2供給経路71bは、燃焼火格子22の下方に設けられた燃焼段風箱26に一次空気を供給するための経路である。第2供給経路71bには第2ダンパ82が設けられており、燃焼段風箱26に供給する一次空気の供給量を調整することができる。また、第2ダンパ82は制御装置90によって制御されている。
The
第3供給経路71cは、後燃焼火格子23の下方に設けられた後燃焼段風箱27に一次空気を供給するための経路である。第3供給経路71cには第3ダンパ83が設けられており、後燃焼段風箱27に供給する一次空気の供給量を調整することができる。また、第3ダンパ83は制御装置90によって制御されている。
The
二次空気供給部52は、二次空気供給経路72を介して、焼却炉10の空気ガス保有空間16にその上部(天井部)から二次空気を供給するとともに、絞り部17によって燃焼ガスが方向を転換する部分(絞り部17の近傍)に二次空気を供給する。また、二次空気供給経路72には、制御装置90によって制御される第4ダンパ84が設けられており、各部への二次空気の供給量を調整することができる。
The secondary
排ガス供給部53は、循環排ガス供給経路73を介して、廃棄物焼却設備100から排出された排ガスを炉内に供給する(再循環させる)。廃棄物焼却設備100から排出された排ガスはろ過式の集じん器60で浄化され、その一部が排ガス供給部53によって燃焼部12の両側面(紙面手前側及び紙面奥側の面)から焼却炉10へ供給される。なお、排ガスが供給される位置は、特に限定されない。例えば、排ガスは焼却炉10の上方(天井部)から供給されてもよく、一方の側面のみから供給されていてもよい。排ガスを焼却炉10に供給することで、焼却炉10内の酸素濃度が低下し、燃焼温度の局所的な過上昇を抑えることができる。その結果、NOxの発生を抑えることができる。循環排ガス供給経路73には、制御装置90によって制御される第5ダンパ85が設けられており、循環排ガスの供給量を調整することができる。
The exhaust
焼却炉10には、図1及び図2に示すように、燃焼状態等を把握するための複数のセンサが設けられている。具体的には、焼却炉内ガス温度センサ91と、焼却炉出口ガス温度センサ92と、COガス濃度センサ93と、NOxガス濃度センサ94と、赤外線カメラ95と、が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
焼却炉内ガス温度センサ91は、焼却炉10内(例えば空気ガス保有空間16よりも下流かつ後燃焼部13よりも上流)に配置されており、焼却炉内ガス温度を検出して制御装置90へ出力する。焼却炉出口ガス温度センサ92は、焼却炉10出口近傍(例えば再燃焼部14よりも下流かつボイラ30よりも上流)に配置されており、焼却炉出口ガス温度を検出して制御装置90へ出力する。COガス濃度センサ93は、集じん器60の下流に配置されており、排ガスに含まれるCOガス濃度(焼却炉排出COガス濃度)を検出して制御装置90へ出力する。NOxガス濃度センサ94は、集じん器60の下流に配置されており、排ガスに含まれるNOxガス濃度(焼却炉排出NOxガス濃度)を検出して制御装置90へ出力する。
The incinerator
本実施形態では、赤外線カメラ95が2つ設けられている。それぞれの赤外線カメラ95は同じ構造である。また、赤外線カメラ95は、3つ以上設けられていてもよい。赤外線カメラ95は、3次元熱画像(温度分布を3次元的に示す画像)を作成することを目的として、複数設けられている。そのため、複数の赤外線カメラ95の相対位置は予め記憶されている。なお、赤外線カメラ95は、静止画を撮像することを主目的とする機器であってもよいし、動画を撮像することを主目的とする機器であってもよい。動画は連続する複数の静止画であるため、何れの機器であっても、熱画像を取得するという機能は同じである。
In the present embodiment, two
赤外線カメラ95は、炉内の物体から放射される赤外線を検出することで、炉内の熱画像を取得する。個々の赤外線カメラ95が取得する熱画像は、赤外線カメラ95の視点から見た炉内の温度分布を示す画像である。視点とは、計測器である赤外線カメラ95が配置されている位置を示す。また、本実施形態の赤外線カメラ95は、選択透過フィルタ95aを介して、炉内の熱画像を取得する。選択透過フィルタ95aは、火炎が放射しない波長(例えば3.9μm帯)の光を選択的に透過させるフィルタである。なお、ここでの「火炎が放射しない」という文言は、火炎が放射する他の波長の光と比較して大幅に光強度が低い(殆ど照射しない)という意味であり、火炎が全く放射しないことを示すものではない。選択透過フィルタ95aを介して炉内の熱画像を取得することで、火炎以外の物体についての熱画像を取得できる。言い換えれば、火炎を透過して、その奥にある物体の熱画像を取得できる。なお、本実施形態において、選択透過フィルタ95aは、赤外線カメラ95と一体的に構成されているが、別体であってもよい。つまり、炉内の光が通る経路上に選択透過フィルタ95aを配置し、この選択透過フィルタ95aを透過した透過光を通常の赤外線カメラで処理してもよい。
The
本実施形態では、赤外線カメラ95は、主として燃焼部12の熱画像を取得することを目的としている。更に言えば、燃焼火格子22に堆積している廃棄物の熱画像が主たる観察対象である。ここで、図3に示すように、廃棄物の搬送方向と上下方向(鉛直方向)の両方に垂直な方向を炉幅方向と称する。また、炉幅方向の端部に設けられている壁を側壁と称する。燃焼部12又は後燃焼部13の側壁に赤外線カメラ95を設けることで、燃焼部12の廃棄物を観察することは可能である。しかし、燃焼部12の側壁は非常に高温になり易いため、赤外線カメラ95の設置が困難であるか、高コストの耐熱構造が必要となる。そのため、本実施形態では、後燃焼部13よりも搬送方向の下流側にある壁である奥壁13aに赤外線カメラ95が設けられている。赤外線カメラ95は、奥壁13aに形成された窓部13bを介して、赤外線を取得する。ここで、後燃焼部13よりも搬送方向の下流側とは、廃棄物がシュート24に落下する経路ではなく、廃棄物が後燃焼火格子23によって搬送される方向に引いた延長線に沿う方向である。つまり、奥壁13aは、後燃焼部13を起点として、この搬送方向の下流側に延ばした直線と交差する。
In the present embodiment, the
更に、赤外線カメラ95は、燃焼部12の廃棄物の表面(上面)を観察できるように、燃焼火格子22よりも上方であって、燃焼火格子22に堆積される廃棄物よりも上方に配置されることが好ましい。また、絞り部17が存在する場合は、絞り部17が邪魔とならない位置(例えば、絞り部17と同じか、それよりも低い位置、あるいは、再燃焼部14よりも低い位置)に赤外線カメラ95を設けることが好ましい。更に、燃焼部12の廃棄物の表面を一層的確に観察するために、視点方向を斜め下向きにすることが好ましい。
Further, the
なお、奥壁13aは、燃焼部12の側壁と比較して低温であるため、比較的簡易な耐熱構造(例えば、比較的安価な耐熱ガラス)を設ければよい。また、赤外線カメラ95の主たる観察対象は、燃焼部12の廃棄物であるが、後燃焼部13の廃棄物を更に観察できることが更に好ましい(理由は後述)。この観点においても、赤外線カメラ95を奥壁13aに設けることが好ましい。なお、奥壁13aに赤外線カメラ95を設けることは必須ではなく、例えば炉内の天井部に設けてもよい。また、十分な耐熱構造を設けることが可能であれば、燃焼部12又は後燃焼部13の側壁に赤外線カメラ95を設けてもよい。また、2つの赤外線カメラ95のうち、一方のみを奥壁13a以外に設けてもよい。また、赤外線カメラ95は、熱画像の撮像範囲を変更可能な構成であってもよい。なお、この赤外線カメラ95は、焼却炉10を停止させること無しに、撮像範囲を変更可能であってもよい。
In addition, since the
<制御装置が行う処理>制御装置90は、CPU、RAM、ROM等によって構成されており、種々の演算を行うとともに、廃棄物焼却設備100全体を制御する。画像処理装置96も同様に、CPU、RAM、ROM等によって構成されており、2つの赤外線カメラ95が取得した熱画像に基づいて3次元熱画像を作成する処理(画像合成処理)を行うことができる。本実施形態では、制御装置90と画像処理装置96は、個別のハードウェアであるが、1つのハードウェアが制御装置90と画像処理装置96の両方の機能を有していてもよい。以下、制御装置90が行う燃焼制御であって、特に3次元熱画像を解析して行う制御について、図4のフローチャートに沿って説明する。図4は、燃焼を安定させるために制御装置90が行う制御を示すフローチャートである。
<Processing Performed by Control Device> The
初めに、制御装置90は、複数(2つ)の赤外線カメラ95が取得した熱画像に基づいて画像処理装置96が作成した3次元熱画像を記憶する(S101)。複数の熱画像から3次元熱画像を作成する処理は公知の技術なので簡単に説明する。ここでは、2つの赤外線カメラ95を区別するために第1及び第2を付けて説明することがある。本実施形態の赤外線カメラ95が取得する熱画像には、火炎は含まれないため、第1赤外線カメラが取得する熱画像には、第1赤外線カメラの位置から見た廃棄物の表面の温度分布が表れている。第2赤外線カメラについても同様である。そして、廃棄物の表面の特定箇所Aが、2つの熱画像のそれぞれ何処に表示されるかを特定する。上述したように第1赤外線カメラと第2赤外線カメラの位置関係は既知なので、三角法等に基づいて、第1又は第2赤外線カメラから、廃棄物の特定箇所Aまでの距離を計算できる。この処理を廃棄物の表面の他の部分についても行うことで、廃棄物の表面の位置(3次元座標)を特定できる。
First, the
なお、赤外線カメラではなく、色画像や輝度画像を取得するカメラを用いる場合、燃焼部12の廃棄物の表面には火炎が存在するため、火炎が邪魔となって、廃棄物の表面の位置を特定できない。また、選択透過フィルタ95aを用いずに赤外線カメラをだけを用いる場合も、廃棄物の表面から放出された赤外線ではなく、火炎から放出された赤外線が検出されるため、廃棄物の表面の位置を特定できない。従って、本実施形態の選択透過フィルタ95a及び赤外線カメラ95を用いることで、燃焼部12の廃棄物の位置を的確に特定できる。
In addition, when using a camera that acquires a color image or a luminance image instead of an infrared camera, since there is a flame on the surface of the waste of the
次に、制御装置90は、燃焼部12の廃棄物について、(1)厚みの時間変化、(2)表面の移動速度の時間変化、及び、(3)燃焼部滞留時間をそれぞれ算出する(S102)。これらの値は燃焼制御の制御値を補正するために用いられるため、これらの値を補正データと称する。
Next, the
上記の(1)に関し、廃棄物の厚みとは、図5に示すように、燃焼火格子22から廃棄物の表面までの上下方向に沿う長さである。燃焼火格子22の表面(上面)の位置は、予め制御装置90等に記憶されている。また、3次元熱画像に基づいて、廃棄物の表面の位置を特定できる。従って、この2つの位置(座標)を比較することで、廃棄物の厚みを算出できる。なお、搬送方向及び炉幅方向の両方に応じた廃棄物の厚みを算出することも可能であるが(実際にその処理を行ってもよいが)、本実施形態では、処理を簡単にするため、搬送方向のみに応じた廃棄物の厚みを算出する。また、炉幅方向で廃棄物の厚みが異なる場合は、炉幅方向の平均等を用いて代表値を決定する。
Regarding (1) above, the thickness of the waste is the length along the vertical direction from the
以上のようにして、1枚の3次元熱画像に基づいて、ある一時における、搬送方向に応じた、燃焼部12の廃棄物の厚みの分布を算出できる。なお、3次元熱画像は順次作成されるので、新たに作成された3次元熱画像に対しても同様に廃棄物の厚みが算出される。このようにして、制御装置90は、廃棄物の厚みの時間変化を算出し、所定の記憶部に記憶する。
As described above, based on a single three-dimensional thermal image, the distribution of the thickness of the waste in the
廃棄物の厚みの時間変化を算出する意義は以下のとおりである。即ち、燃焼部12に堆積した廃棄物は、燃焼火格子22の燃焼操作(送り操作)に伴い、熱分解が生じて熱分解ガスが排出されることで、質量及び体積が低減する。つまり、廃棄物の厚みの時間変化は、廃棄物が熱分解していく経過を示すものであり、燃焼操作の進行の程度の一種の指標となる。従って、本実施形態では、廃棄物の厚みの時間変化に基づいて燃焼制御を行う。
The significance of calculating the change in the thickness of the waste over time is as follows. That is, the waste accumulated in the
上記の(2)に関し、廃棄物の表面の移動速度とは、図5に示すように、廃棄物の表面が搬送方向に移動する速度である。図5では、分かり易くするために比較的厚みが大きい部分に太線を描き、この部分が移動する様子を示している。3次元熱画像には、廃棄物の表面の形状が表れているため、時系列で作成された3次元熱画像に基づいて、廃棄物の表面がどのように動いているかを得ることができる。従って、廃棄物の表面の特定部分の移動距離と、3次元熱画像が取得された時間間隔等と、に基づいて、廃棄物の特定部分の移動速度を算出できる。なお、搬送方向及び炉幅方向の両方に応じた廃棄物の移動速度を算出することも可能であるが(実際にその処理を行ってもよいが)、本実施形態では、搬送方向のみに応じた廃棄物の移動速度を算出する。また、炉幅方向で廃棄物の移動速度が異なる場合は、炉幅方向の平均等を用いて代表値を決定する。 Regarding the above (2), the movement speed of the waste surface is a speed at which the surface of the waste moves in the transport direction, as shown in FIG. In FIG. 5, a thick line is drawn in a relatively thick portion for easy understanding, and this portion is shown moving. Since the shape of the surface of the waste appears in the 3D thermal image, it is possible to obtain how the surface of the waste is moving based on the 3D thermal image created in time series. Therefore, the moving speed of the specific part of the waste can be calculated based on the moving distance of the specific part of the surface of the waste and the time interval when the three-dimensional thermal image is acquired. Although it is possible to calculate the moving speed of the waste according to both the transport direction and the furnace width direction (although the processing may actually be performed), in this embodiment, according to only the transport direction. Calculate the movement speed of the waste. Further, when the moving speed of the waste differs in the furnace width direction, the representative value is determined using an average in the furnace width direction.
以上のようにして、搬送方向に応じた、燃焼部12の廃棄物の移動速度の分布を算出できる。なお、3次元熱画像は順次作成されるので、新たに作成された3次元熱画像及びその過去の3次元熱画像を用いて、廃棄物の新たな移動速度が算出される。このようにして、制御装置90は、廃棄物の移動速度の時間変化を算出し、所定の記憶部に記憶する。
As described above, it is possible to calculate the distribution of the movement speed of the waste in the
廃棄物の移動速度の時間変化を算出する意義は以下のとおりである。即ち、廃棄物の移動速度の時間変化は、燃焼部12に堆積した廃棄物が燃焼火格子22の燃焼操作(送り操作)により、体積を減少させながら、送り方向に送られていく実速度を示すものであり、燃焼操作によって、廃棄物がどう「動かされてきた」かの指標である。従って、本実施形態では、廃棄物の移動速度の時間変化に基づいて燃焼制御を行う。
The significance of calculating the temporal change in the moving speed of waste is as follows. That is, the temporal change in the movement speed of the waste is the actual speed at which the waste accumulated in the
上記の(3)に関し、燃焼部滞留時間とは、燃焼部12に堆積している廃棄物が、燃焼部12に滞留している時間である。言い換えれば、それぞれの廃棄物が、燃焼部12に到達してから現在に至るまでに経過した時間である。上述のように、搬送方向に応じた、かつ、時刻に応じた、廃棄物の表面の移動速度は算出されている。従って、搬送方向に応じた、廃棄物の燃焼部滞留時間を算出できる。なお、3次元熱画像は順次作成されるので、新たに作成された3次元熱画像を用いて、同様に廃棄物の燃焼部滞留時間が算出(更新)される。このようにして、制御装置90は、廃棄物の燃焼部滞留時間を算出し、所定の記憶部に記憶する。
Regarding (3) above, the combustion part residence time is the time during which the waste accumulated in the
廃棄物の燃焼部滞留時間を算出する意義は以下のとおりである。即ち、燃焼部滞留時間は、燃焼部12に堆積している廃棄物が、燃焼火格子22の燃焼操作(送り操作)により、燃焼が進行していき、熱分解が生じて熱分解ガスの排出が完了して「可燃性の成分が殆ど未燃炭素のみとなる状態(火炎燃焼が形成されなくなる状態)」に至るまでに掛かった時間(以下、熱分解時間)に関する情報である。つまり、燃焼部12の搬送方向に応じた廃棄物の滞留時間を算出及び更新していき、この廃棄物が燃焼部12の下流端(又は燃え切り点位置)に到達したときの燃焼部滞留時間が、熱分解時間に相当する。熱分解時間は、燃焼部12に堆積していた廃棄物がどれだけ燃焼し易かったか/燃焼しにくかったかを示す数値である。廃棄物焼却設備100においては、燃焼部滞留時間は当該廃棄物の保有する燃焼による単位質量あたりの発生エネルギーと強い相関性を持つので、当該廃棄物が保有するエネルギーポテンシャルを示す指標として利用可能である。従って、本実施形態では、燃焼部滞留時間に基づいて燃焼制御を行う。
The significance of calculating the combustion part residence time of waste is as follows. In other words, the combustion part residence time is such that the waste accumulated in the
次に、制御装置90は、廃棄物の厚みの時間変化に基づいて、燃え切り点位置を特定する(S103)。燃え切り点位置とは、廃棄物の熱分解ガス化反応の進行に伴い、廃棄物に含まれる「加熱により熱分解ガスを生成可能な成分」量が減少し、結果として発生する熱分解ガス量が徐々に低減していく中で、最終的に少なくなった熱分解ガス量では燃焼火炎を維持できなくなる位置である。そのために、燃え切り点位置の前後で熱分解ガスの発生量に大きな差異が出ることになり、燃え切り点位置の前後では廃棄物の質量及び体積の単位時間あたりの減少量が大幅に変化することになる。このことから、廃棄物の厚みの時間変化量(単位時間あたりの減少量)が閾値を超えた位置を燃え切り点位置として算出することが可能である。なお、燃え切り点位置は、廃棄物の厚みと同様に、炉幅方向で一定ではない。しかし、本実施形態では、処理を簡単にするために、廃棄物の厚みと同様に、炉幅方向に応じた燃え切り点位置までは算出しない(当然、算出することもできる)。
Next, the
なお、従来では、燃え切り点位置は、熱画像ではなく色画像又は輝度画像を解析して火炎の位置を特定することによって算出されることが一般的である。しかし、この従来の方法では、以下の2つの問題があった。 Conventionally, the burnout point position is generally calculated by specifying a flame position by analyzing a color image or a luminance image instead of a thermal image. However, this conventional method has the following two problems.
1つ目は、燃え切り点位置の近傍に火炎が存在しなければ正確な特定を行うことができない。焼却炉10内で進行する可燃性ガスの燃焼(酸化)において、可燃性の熱分解ガスとそれが反応する酸素との濃度バランスによって、火炎を形成する火炎燃焼が生じるか火炎を形成せずに徐々に酸化反応が進むかが決まる。そのため、熱分解ガスが比較的大量に発生する「燃え切り前の状態」であっても、酸素と熱分解ガスの濃度バランスによっては、火炎を形成しない(できない)ことが有り得て、従来の方法では、熱分解ガスを比較的大量に発生する「燃え切り前の状態」であっても、「火炎が存在しない」として「燃え切り後の状態」と判定するおそれがあった。
First, accurate identification cannot be performed unless there is a flame in the vicinity of the burnout point position. In the combustion (oxidation) of the combustible gas that proceeds in the
2つ目は、炉幅方向で並んでいる廃棄物の性状が大きく異なる場合等において、的確に燃え切り点位置を特定することが困難であることである。詳細に説明すると、炉幅方向で見たときに、「燃え切り後(又は直後)の状態」であったとしても、熱分解ガスを相当量発生する「燃え切り前の状態」の廃棄物が一部に局所的に存在した場合、この部分から局所的な強い(長い)火炎が形成されることが有り得る。その場合、炉幅方向で考えれば、既にほぼ「燃え切り後(又は直後)の状態」であっても、局所的な強い(長い)火炎によって、当該部分全体を「燃え切り前の状態」と判定するおそれがあった。 The second is that it is difficult to accurately specify the burn-off point position when the properties of the wastes arranged in the furnace width direction are greatly different. Explaining in detail, when viewed in the furnace width direction, even if it is in the “state after (or immediately after) burning out”, the waste in the “state before burning” that generates a considerable amount of pyrolysis gas When locally present in a part, a local strong (long) flame may be formed from this part. In that case, when considered in the furnace width direction, even if it is already almost in the “state after (or immediately after) burning out”, the entire portion is changed to “the state before burning out” by the local strong (long) flame. There was a risk of judging.
この点、本実施形態では、火炎を除いた廃棄物の厚みを用いて燃え切り点位置の特定を行うため、火炎の影響を受けずに燃え切り点位置の特定を行うことができる。 In this respect, in the present embodiment, the position of the burnout point is specified using the thickness of the waste excluding the flame, so that the position of the burnout point can be specified without being affected by the flame.
なお、燃え切り点位置は、燃焼部12ではなく後燃焼部13に存在している可能性もある。その場合であっても燃え切り点位置を特定するため、上述した、3つの補正データ(特に燃え切り点位置の特定に用いる廃棄物の厚みの時間変化)を算出する処理、及び、補正データを算出するための3次元熱画像を算出する処理は、燃焼部12だけでなく後燃焼部13の廃棄物に対しても行うことが好ましい。この点、上述したように、本実施形態では赤外線カメラ95を奥壁13aに設けているため、後燃焼部13の廃棄物の熱画像を取得できる。なお、燃え切り点位置が後燃焼部13の下流端及びその近傍に位置している可能性は低いため、例えば後燃焼部13のうち搬送方向の中央よりも上流側の部分のみについて、補正データ及び3次元熱画像を作成すれば十分である。
Note that there is a possibility that the burn-out point position exists not in the
次に、制御装置90は、燃え切り点位置の時間変化に基づいて、燃え切り点位置が上流側に移動しているか否かを特定する(S104)。例えば、焼却炉10に供給される廃棄物に含まれるガス化熱分解成分量(熱分解によりガス化する成分の量)が少なくなった場合、燃焼部12で廃棄物が火炎燃焼するために実際に必要な時間(実燃焼時間)が短くなる。従って、実燃焼時間が、予め想定されている廃棄物の想定燃焼時間よりも短くなる(差異が生じる)。この場合、図6に示すように、燃焼部12の中途部で燃焼が完了するため、燃焼部12の中途部で燃え切り状態になる(燃え切り点位置が上流側に移動する)。この状態を放置していると、燃焼部12での燃焼が行われる位置、後燃焼部13での後燃焼が行われる位置がそれぞれ上流側へ徐々に移動していくこととなり、安定な燃焼を維持できなくなる。
Next, the
これを防止するため、制御装置90は、基本的には燃え切り点位置が上流側に移動していると特定した場合(S104でYesの場合)、燃焼火格子22の廃棄物の搬送速度(以下、単に搬送速度)を増速させる(S105)。上述のように、搬送速度を増速させるためには、燃焼火格子22の可動火格子の動作速度を増速させるか、それに代えて又は加えて、燃焼火格子22の可動火格子の停止時間を短くする。可動火格子の動作速度又は停止時間は、搬送速度の制御における制御値の一例である。これにより、燃焼火格子22上の各部の燃焼位置が上流側に移動する事態を防止することができる。従って、燃え切り点位置を適切な範囲に収めることができるので、安定な燃焼を維持することができる。
In order to prevent this, the
ただし、燃焼火格子22の搬送速度を増速させた際の判定に用いた燃え切り点位置の情報は、既に燃焼が終了した廃棄物に関する情報(過去の情報)であることを踏まえ、現に燃焼部12にある廃棄物の性状に関する情報である上記の補正データに基づいて、搬送速度の増速の程度を補正することで、更に安定な燃焼を維持できる。なお、ステップS105の処理及び他の処理において、補正データに基づく補正を行う際は、廃棄物の厚みの時間変化、廃棄物の表面の移動速度の時間変化、及び、廃棄物の燃焼部滞留時間の少なくとも何れかを使用して補正を行う。
However, based on the fact that the information on the burnout point position used for the determination when the conveying speed of the
具体的には、廃棄物の厚みの減少が加速している場合(即ち、単位時間あたりの厚みの減少量(正)が大きくなっている場合)、実燃焼時間が想定燃焼時間よりも更に短くなる傾向にあるため、搬送速度を更に増速させることが好ましい場合がある。また、廃棄物の表面の移動速度が加速している場合も同様に、実燃焼時間が想定燃焼時間よりも更に短くなる傾向にあるため、搬送速度を更に増速させることが好ましい場合がある。そして、廃棄物の燃焼滞留時間が減少している場合、即ち、燃焼部12の中途部にある廃棄物が下流端に到達した場合に、現在よりも燃焼滞留時間が短くなると推測されるときも同様に、実燃焼時間が想定燃焼時間よりも更に短くなる傾向にあるため、搬送速度を更に増速させることが好ましい場合がある。
Specifically, when the decrease in the thickness of the waste is accelerating (that is, when the amount of decrease in thickness per unit time (positive) is large), the actual combustion time is further shorter than the assumed combustion time. Therefore, it may be preferable to further increase the conveyance speed. Similarly, when the movement speed of the waste surface is accelerating, the actual combustion time tends to be shorter than the assumed combustion time, and therefore it may be preferable to further increase the conveyance speed. And when the combustion residence time of the waste is reduced, that is, when the waste in the middle of the
なお、焼却炉10で生じる燃焼は、焼却炉10の形状や構造、及び投入される廃棄物によって大きく異なる。また、要求される処理量、焼却炉10の耐久性、及び排ガスに関する法規制等によっても、目標とする燃焼状態が大きく異なる。そのため、燃え切り点位置が上流側に移動していても搬送速度を増速させる制御が行われない場合も考えられる。同様に、補正データに基づく搬送速度の補正についても、上記とは逆の補正が行われる可能性もある。なお、制御装置90は、燃焼火格子22の搬送速度の増速の要否及びその程度について、燃え切り点位置が上流側に移動しているか否か、及び補正データだけでなく、更に別の検出データ(例えば焼却炉内ガス温度センサ91からNOxガス濃度センサ94等の検出データ)に基づいて決定することが好ましい。
The combustion that occurs in the
制御装置90は、燃え切り点位置が上流側に移動していないと特定した場合(S104でNoの場合)、燃え切り点位置の時間変化に基づいて、燃え切り点位置が下流側に移動しているか否かを特定する(S106)。
When the
例えば、焼却炉10に供給される廃棄物に含まれるガス化熱分解成分量が多くなった場合、燃焼部12で廃棄物を燃焼させるための実燃焼時間が長くなる。従って、実燃焼時間が、予め想定されている廃棄物の想定燃焼時間よりも長くなる(差異が生じる)。この場合、図7に示すように、燃焼部12の下流側の端部でも燃焼が完了していないため、後燃焼部13の中途部で燃え切り状態になる(燃え切り点位置が下流側に移動する)こととなる。
For example, when the amount of gasification pyrolysis component contained in the waste supplied to the
この状態を放置していると、火格子上の燃焼、後燃焼のそれぞれの位置が全体的に、下流側へ徐々に移動していくこととなり、安定な燃焼を維持できなくなる。これを防止するため、制御装置90は、基本的には燃え切り点位置が下流側に移動していると特定した場合(S106でYesの場合)、燃焼火格子22の搬送速度を減速させる(S107)。上述のように、搬送速度を減速させるためには、燃焼火格子22の可動火格子の動作速度を減速させるか、それに代えて又は加えて、燃焼火格子22の可動火格子の停止時間を長くする。これにより、火格子上の各部の燃焼位置が下流側に移動する事態を防止することができる。従って、燃え切り点位置を適切な範囲に収めることができるので、安定な燃焼を維持することができる。
If this state is left as it is, the respective positions of combustion on the grate and post-combustion will gradually move downstream, and stable combustion cannot be maintained. In order to prevent this, the
また、搬送速度を減速させる場合においても、上記と同様の理由により、補正データに基づいて補正を行うことが好ましい。具体的には、廃棄物の厚みの減少が加速している場合、実燃焼時間が想定燃焼時間よりも短くなる傾向にあるため、搬送速度の減速させる程度を小さくすることが好ましい場合がある。また、廃棄物の表面の移動速度が加速している場合も同様に、実燃焼時間が想定燃焼時間よりも短くなる傾向にあるため、搬送速度の減速させる程度を小さくすることが好ましい場合がある。そして、廃棄物の燃焼滞留時間が減少している場合も同様に、実燃焼時間が想定燃焼時間よりも短くなる可能性が高いので、搬送速度の減速させる程度を小さくすることが好ましい場合がある。なお、搬送速度の増速時の補正において説明した理由により、環境等の状況によっては、補正データに基づく搬送速度の補正について、上記とは逆の補正が行われる可能性もある。また、搬送速度の減速時の制御においても、更に別の検出データに基づいて制御値を決定することが好ましい。 Even when the transport speed is decelerated, it is preferable to perform correction based on the correction data for the same reason as described above. Specifically, when the reduction in the thickness of the waste is accelerating, the actual combustion time tends to be shorter than the assumed combustion time, and therefore it may be preferable to reduce the degree to which the conveyance speed is decelerated. Similarly, when the moving speed of the waste surface is accelerating, the actual combustion time tends to be shorter than the assumed combustion time, so it may be preferable to reduce the degree of reduction of the conveyance speed. . Similarly, when the combustion residence time of the waste is reduced, there is a high possibility that the actual combustion time will be shorter than the assumed combustion time, so it may be preferable to reduce the degree of reduction of the conveyance speed. . Note that, for the reason described in the correction at the time of increasing the conveyance speed, depending on the circumstances such as the environment, the correction of the conveyance speed based on the correction data may be performed opposite to the above. Also in the control at the time of deceleration of the conveyance speed, it is preferable to determine the control value based on still another detection data.
また、実燃焼時間と予め想定されている廃棄物の想定燃焼時間とに差異が生じたとして、燃焼火格子22の搬送速度を変更させることは、現に乾燥火格子21から燃焼火格子22に供給されている廃棄物の性状は既に従来の想定と異なっていることを意味する。その結果、その状態で乾燥火格子21及び後燃焼火格子23の搬送速度を従来と同じにしていると、既に乾燥、後燃焼に必要な時間は変化しているため、安定な燃焼を維持できない。
Further, assuming that there is a difference between the actual combustion time and the estimated combustion time of the waste that is assumed in advance, changing the conveyance speed of the
これを防止するため、制御装置90は、燃焼火格子22の搬送速度を変更した場合(S104又はS106でYesの場合)、燃焼火格子22の搬送速度の変更の原因である廃棄物の性状の変化の状態に応じて、乾燥火格子21及び後燃焼火格子23の搬送速度を変更する(S108)。なお、制御装置90は、乾燥火格子21及び後燃焼火格子23の搬送速度の変更の要否及び変更すべき量について、燃焼火格子22の搬送速度の変更量だけではなく、他の検出データにも基づいて決定することが好ましい。
In order to prevent this, the
また、乾燥火格子21及び後燃焼火格子23の搬送速度を変更する場合においても、上記と同様の理由により、補正データに基づいて補正を行うことが好ましい。基本的には、燃焼火格子22と同様に、乾燥火格子21と後燃焼火格子23の搬送速度を変更することが好ましいが、乾燥火格子21に存在する廃棄物が後燃焼火格子23に到達するまでのタイムラグ(言い換えれば、各部の廃棄物の性状の違い)、乾燥部11での乾燥時間、燃焼部12での燃焼時間、後燃焼部13での後燃焼時間に相関関係があるとは言い切れない等の理由により、上記とは異なる制御を行うことが好ましい場合も考えられる。
Even when the transport speeds of the
次に、制御装置90は、燃焼火格子22の搬送速度の変更の原因である廃棄物の性状の変化の状態に応じて、第1ダンパ81から第5ダンパ85の少なくとも何れかを調整することで、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を調整する(S109)。即ち、この第1ダンパ81から第5ダンパ85の開度が制御値の一例である。従来では、例えば焼却炉内ガス温度センサ91からNOxガス濃度センサ94の検出データ等を用いて、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を調整している。
Next, the
これに対し、本実施形態では、他の検出データに加えて、燃え切り点位置の移動方向(上流側に移動しているか、下流側に移動しているか)に基づいて、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を調整する。ここで、燃え切り点位置が上流側に移動していて各火格子の搬送速度を増速させた場合、廃棄物の性状にも関係するが一般的には、熱分解ガスの時間当たりの発生量が少なくなるとともに、一次燃焼が行われることで生じる時間当たりの一次燃焼ガス量(CO等の未燃焼ガスを含む)が少なくなる。従って、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を減少させる必要がある。一方で、火炎燃焼開始位置が下流側に移動していて各火格子の搬送速度を減速させた場合、廃棄物の性状にも関係するが一般的には、時間当たりの熱分解ガスの発生量が多くなるとともに、一次燃焼が行われることで生じる時間当たりの一次燃焼ガス量が多くなる。従って、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を増加させる必要がある。 On the other hand, in this embodiment, in addition to other detection data, based on the moving direction of the burnout point position (moving upstream or downstream), the primary combustion gas and Adjust the supply amount of secondary combustion gas. Here, if the burnout point position moves to the upstream side and the conveyance speed of each grate is increased, generally the generation of pyrolysis gas per hour is related to the properties of the waste. As the amount decreases, the amount of primary combustion gas per unit time (including unburned gas such as CO) generated by performing primary combustion decreases. Therefore, it is necessary to reduce the supply amount of the primary combustion gas and the secondary combustion gas. On the other hand, if the flame combustion start position has moved downstream and the transport speed of each grate has been reduced, generally the amount of pyrolysis gas generated per hour is related to the properties of the waste. And the amount of primary combustion gas per hour generated by performing primary combustion increases. Therefore, it is necessary to increase the supply amount of the primary combustion gas and the secondary combustion gas.
また、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を変更する場合においても、上記と同様の理由により、補正データに基づいて補正を行うことが好ましい。具体的には、廃棄物の厚みの減少が加速している場合、燃焼時間が短くなる傾向(燃え切り点位置が上流側に移動する傾向)にあるため、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を減少させることが好ましい場合がある。また、廃棄物の表面の移動速度が加速している場合も同様に、燃焼時間が短くなる傾向にあるため、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を減少させることが好ましい場合がある。そして、廃棄物の燃焼滞留時間が減少している場合も同様に、燃焼時間が短くなる傾向にあるため、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を減少させることが好ましい場合がある。なお、搬送速度の増速時の補正において説明した理由により、環境等の状況によっては、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量の補正について、上記とは逆の補正が行われる可能性もある。 Even when the supply amounts of the primary combustion gas and the secondary combustion gas are changed, it is preferable to perform correction based on the correction data for the same reason as described above. Specifically, when the reduction in the thickness of the waste is accelerating, the combustion time tends to be shortened (the burn-out point position tends to move upstream), so the primary combustion gas and secondary combustion It may be preferable to reduce the amount of gas supplied. Similarly, when the moving speed of the waste surface is accelerating, the combustion time tends to be shortened, so it may be preferable to reduce the supply amount of the primary combustion gas and the secondary combustion gas. is there. Similarly, when the combustion residence time of the waste is reduced, it may be preferable to reduce the supply amount of the primary combustion gas and the secondary combustion gas because the combustion time tends to be shortened. . In addition, for the reason explained in the correction at the time of increasing the conveyance speed, the correction of the supply amount of the primary combustion gas and the secondary combustion gas may be performed opposite to the above depending on the circumstances such as the environment. There is also sex.
また、廃棄物の性状は常に変化する可能性があるため、制御装置90は、ステップS107の処理の後に、再びステップS101以降の処理を行う。これにより、廃棄物の性状が変化した場合であっても、廃棄物の乾燥及び燃焼の進行状況が適正になるように修正することができるため、燃え切り点位置を適切な範囲に収め、安定な燃焼を維持することができる。
Moreover, since the property of waste may change constantly, the
以上に説明したように、本実施形態の方法は、乾燥部11と燃焼部12と後燃焼部13とに区分された火格子から構成されており、廃棄物が堆積した状態で間欠的に動作することで当該廃棄物を搬送するとともに火格子を介して一次燃焼用気体を供給する搬送部20を備えた焼却炉10に対して行われる。この3次元熱画像作成方法は、熱画像取得工程と、3次元熱画像作成工程と、を含む処理を行う。熱画像取得工程では、視点が異なる複数の赤外線カメラ95を用いて、火炎が放射しない波長の光を選択的に透過させる選択透過フィルタ95aを介して、燃焼部12に堆積した廃棄物をそれぞれ観測して、視点が異なる複数の熱画像を取得する。3次元熱画像作成工程では、熱画像取得工程で取得された異なる視点からの複数の熱画像に画像合成処理を行うことで、燃焼部12の燃焼火格子22に堆積している状態で搬送される廃棄物の3次元熱画像を作成する。
As described above, the method of the present embodiment is composed of a grate divided into a drying
これにより、燃焼部12の燃焼火格子22上に堆積している廃棄物に対して、火炎を取り除いた3次元熱画像を作成できるので、廃棄物の詳細な形状及びその動きを十分に検出できる。
Thereby, since the three-dimensional thermal image which removed the flame with respect to the waste accumulated on the
また、本実施形態の3次元熱画像作成方法において、後燃焼部13から、当該後燃焼部13における廃棄物搬送方向の下流側(図1の右側)へ延ばした直線と交差する壁部である奥壁13aに、少なくとも1つの赤外線カメラ95が設けられている。
Further, in the three-dimensional thermal image creation method of the present embodiment, the wall portion intersects with a straight line extending from the
これにより、燃焼部12の側壁に赤外線カメラ95を配置する構成と比較して、耐熱構造を簡易にすることができる。また、燃焼部12だけでなく後燃焼部13の廃棄物も同時に観測することが可能になる。
Thereby, compared with the structure which arrange | positions the
本実施形態の炉内状況判定方法においては、上記の3次元熱画像作成方法により作成された3次元熱画像に基づいて、焼却炉10の燃焼状態を制御するために、炉内状況を判定する。
In the in-furnace situation determination method of the present embodiment, the in-furnace situation is determined in order to control the combustion state of the
これにより、現在の燃焼部12の廃棄物の状況だけでなく、将来の燃焼部12の廃棄物の状況を考慮して、燃焼状態を制御できる。従って、燃焼を一層安定させることができる。
Thus, the combustion state can be controlled in consideration of not only the current waste state of the
本実施形態の炉内状況判定方法においては、複数の3次元熱画像に基づいて、燃焼部12の廃棄物について、燃焼火格子22上の廃棄物の厚みの時間変化を算出する。
In the in-furnace situation determination method of the present embodiment, the time change of the thickness of the waste on the
本実施形態の炉内状況判定方法においては、複数の3次元熱画像に基づいて、燃焼部12の廃棄物の表面の移動速度の時間変化を算出する。
In the in-furnace situation determination method of the present embodiment, the temporal change in the moving speed of the waste surface of the
本実施形態の炉内状況判定方法においては、燃焼部12の廃棄物の表面の移動速度の時間変化に基づいて、燃焼部12の廃棄物が当該燃焼部12に滞留している時間である燃焼部滞留時間を算出する。
In the in-furnace situation determination method according to the present embodiment, combustion is a time during which the waste of the
以上により、燃焼部12において、廃棄物の性状の変化等に起因して、熱分解がどの程度進行しているか否かに関する状況を把握することができる。
As described above, in the
本実施形態の炉内状況判定方法においては、燃焼火格子22上の廃棄物の厚みの時間変化を解析し、廃棄物の厚みの時間変化量が廃棄物搬送方向でどのように変化するかに基づいて、燃え切り点位置を特定する。
In the in-furnace situation determination method of the present embodiment, the temporal change in the thickness of the waste on the
これにより、火炎を直接検出する構成とは異なり、火炎に起因して誤った燃え切り点位置を特定することがないため、燃え切り点位置を的確に特定できる。 Thus, unlike the configuration in which the flame is directly detected, an incorrect burnout point position due to the flame is not identified, and thus the burnout point position can be accurately identified.
本実施形態の炉内状況判定方法においては、特定した燃え切り点位置の時間変化に基づいて、燃え切り点位置が搬送方向上流側に移動しているか、搬送方向下流側に移動しているかを特定する。 In the in-furnace situation determination method of the present embodiment, based on the time change of the specified burnout point position, whether the burnout point position has moved upstream in the transport direction or whether it has moved downstream in the transport direction. Identify.
これにより、本実施形態では燃え切り点位置を的確に特定できるため、燃え切り点位置の移動方向も的確に特定できる。 Thereby, in this embodiment, since a burnout point position can be specified correctly, the moving direction of a burnout point position can also be specified accurately.
本実施形態の燃焼制御方法においては、燃え切り点位置が搬送方向上流側に移動していることが特定された場合は、燃焼部12の燃焼火格子22による廃棄物の搬送速度を増速させる制御を行う。燃え切り点位置が搬送方向下流側に移動していることが特定された場合は、燃焼部12の燃焼火格子22による廃棄物の搬送速度を減速させる制御を行う。
In the combustion control method of the present embodiment, when it is specified that the burnout point position has moved upstream in the transport direction, the waste transport speed by the
これにより、燃え切り点位置が適切になるように調整することができるため、安定な燃焼を維持することができる。 Thereby, since it can adjust so that a burnout point position may become appropriate, stable combustion can be maintained.
本実施形態の燃焼制御方法においては、燃焼火格子22上の廃棄物の厚みの時間変化を算出する処理、燃焼部12の廃棄物の表面の移動速度の時間変化を算出する処理、燃焼部滞留時間を算出する処理の少なくとも何れかを行う。燃焼部12の燃焼火格子22の搬送速度を変更するとともに、上記の少なくとも何れかの処理で得られた廃棄物の性状の変化の状態に応じて、乾燥火格子21及び後燃焼火格子23の搬送速度を変更する。
In the combustion control method of the present embodiment, the process for calculating the time change in the thickness of the waste on the
これにより、燃焼火格子22の搬送速度のみならず、乾燥火格子21、後燃焼火格子23の搬送速度を変更することで、燃焼状態の全体の変動を修正できる。
Thereby, not only the conveyance speed of the
本実施形態の燃焼制御方法においては、燃え切り点位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかに基づいて、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13の少なくとも何れかへ供給する一次燃焼用気体の供給量を調整する。
In the combustion control method of the present embodiment, the drying
これにより、廃棄物の搬送速度を変更したことに起因する一次燃焼用気体の過不足を修正することができるので、乾燥、燃焼、及び後燃焼をより適切に行うことができる。 Thereby, since excess and deficiency of the gas for primary combustion resulting from changing the conveyance speed of waste can be corrected, drying, combustion, and after-combustion can be performed more appropriately.
本実施形態の燃焼制御方法において、焼却炉10では、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13で行われる一次燃焼と、当該一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼と、が行われる。燃え切り点位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかに基づいて、二次燃焼用気体の供給量を調整する。
In the combustion control method of the present embodiment, the
これにより、燃え切り点位置の移動方向に基づいて一次燃焼の進行状況(即ち一次燃焼ガスの発生量等)を推測することができるので、それに応じて二次燃焼用気体の供給量を調整することで、二次燃焼において一次燃焼ガスに含まれる未燃焼ガスを十分に燃焼させることができる。 As a result, the progress of primary combustion (that is, the amount of primary combustion gas generated, etc.) can be estimated based on the moving direction of the burnout point position, and the supply amount of the secondary combustion gas is adjusted accordingly. Thus, the unburned gas contained in the primary combustion gas can be sufficiently burned in the secondary combustion.
本実施形態の燃焼制御方法においては、燃焼火格子22上の廃棄物の厚みの時間変化と、燃焼部12の廃棄物の表面の移動速度の時間変化と、燃焼部滞留時間と、のうち少なくとも何れかに基づいて、燃焼状態を制御するための制御値を決定する。
In the combustion control method of the present embodiment, at least one of the temporal change in the thickness of the waste on the
これにより、燃焼が終了した廃棄物に関する情報である燃え切り点位置に加え、現に燃焼部12にある廃棄物の性状に関する情報を用いて制御値を補正できるので、補正をしないときと比較して、現に燃焼領域にある廃棄物により合致した安定な燃焼を維持することができる。
As a result, the control value can be corrected by using the information on the property of the waste in the
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the above configuration can be modified as follows, for example.
上記実施形態では、燃焼部12の搬送方向の全体(上流端から下流端まで)の3次元熱画像を作成する処理を説明した。これに代えて、制御装置90は、燃焼部12の搬送方向の一部(例えば上流端及びその近傍を除いた部分、あるいは、搬送方向の中央よりも下流側の部分)の3次元熱画像を作成する構成であってもよい。
In the embodiment described above, the process of creating a three-dimensional thermal image of the
上記実施形態では、炉内の熱画像を取得する装置として、燃え切り点位置を含む熱画像を取得する赤外線カメラ95のみを備える構成である。これに代えて、従来から存在する撮像装置(具体的には、燃焼火格子22の搬送方向の中央よりも下流側の範囲の通常の光学映像を撮像する撮像装置)を更に備えていてもよい。
In the said embodiment, it is a structure provided only with the
上記実施形態では、燃え切り点位置の移動方向に基づいて、乾燥火格子21から後燃焼火格子23(特に燃焼火格子22)の搬送速度と、一次燃焼用気体と二次燃焼用気体の供給量と、を変更する処理を行ったが、燃え切り点位置の移動方向に加えて、移動速度を用いて、これらの値を変更する処理を行ってもよい。
In the above-described embodiment, based on the moving direction of the burnout point position, the conveying speed of the post-combustion grate 23 (particularly the combustion grate 22) from the
上記実施形態では、ステップS105,S107,S108,S109の全てにおいて補正データに基づいて補正を行うが、これらの処理の少なくとも1つについて、補正データに基づく補正を省略してもよい。また、ステップS108において、乾燥火格子21及び後燃焼火格子23の両方ではなく一方のみに対して、補正データに基づく補正を行ってもよい。また、ステップS109において、一次燃焼用気体と二次燃焼用気体の両方ではなく一方のみに対して、補正データに基づく補正を行ってもよい。
In the above embodiment, correction is performed based on the correction data in all of steps S105, S107, S108, and S109. However, correction based on the correction data may be omitted for at least one of these processes. Further, in step S108, correction based on the correction data may be performed not on both the
上記実施形態では、燃焼制御で用いる検出データとして、焼却炉内ガス温度センサ91、焼却炉出口ガス温度センサ92、COガス濃度センサ93、及びNOxガス濃度センサ94の検出データを挙げて説明したが、少なくとも1つの検出データを省略して燃焼制御を行ってもよいし、上記とは別の検出データを加えて燃焼制御を行ってもよい。別の検出データとしては、例えば、排ガスからの熱量回収に伴うボイラ蒸発量、又は、水噴霧により冷却を行う場合は水噴霧冷却用水量等を用いることができる。
In the above embodiment, the detection data used in the combustion control has been described with reference to the detection data of the incinerator
10 焼却炉(廃棄物焼却炉)
11 乾燥部
12 燃焼部
13 後燃焼部
13a 奥壁
20 搬送部
21 乾燥火格子
22 燃焼火格子
23 後燃焼火格子
90 制御装置
95 赤外線カメラ
96 画像処理装置
10 Incinerator (Waste incinerator)
DESCRIPTION OF
Claims (11)
乾燥部と燃焼部と後燃焼部とに区分された火格子から構成されており、廃棄物が堆積した状態で間欠的に動作することで当該廃棄物を搬送するとともに当該火格子を介して一次燃焼用気体を供給する搬送部を備えた前記廃棄物焼却炉に対して、
視点が異なる複数の赤外線カメラを用いて、火炎が放射しない波長の光を選択的に透過させる選択透過フィルタを介して、前記燃焼部に堆積した前記廃棄物をそれぞれ観測して、視点が異なる複数の熱画像を取得する熱画像取得工程と、
前記熱画像取得工程で取得された異なる視点からの複数の熱画像に画像合成処理を行うことで、前記燃焼部の前記火格子に堆積している状態で搬送される前記廃棄物の3次元熱画像を作成する3次元熱画像作成工程と、
前記3次元熱画像作成工程で作成した複数時刻での前記3次元熱画像に基づいて前記燃焼部の前記廃棄物について前記火格子上の前記廃棄物の厚みの時間変化を算出するとともに、当該複数時刻での前記3次元熱画像に基づいて前記燃焼部の前記廃棄物の表面の移動速度の時間変化を算出する算出工程と、
を含む処理を行うことを特徴とする炉内状況判定方法。 In order to control the combustion state of the waste incinerator, in the in-furnace situation determination method for judging the in-furnace situation of the waste incinerator ,
It consists of a grate divided into a drying part, a combustion part, and a post-combustion part, and transports the waste by operating intermittently in a state where the waste is accumulated, and also through the grate. For the waste incinerator provided with a transport section for supplying combustion gas,
Using a plurality of infrared cameras with different viewpoints, the waste accumulated in the combustion section is observed through a selective transmission filter that selectively transmits light having a wavelength that is not emitted by the flame, and a plurality of viewpoints with different viewpoints are observed. A thermal image acquisition step of acquiring a thermal image of
Three-dimensional heat of the waste conveyed while being deposited on the grate of the combustion unit by performing image synthesis processing on a plurality of thermal images acquired from different viewpoints acquired in the thermal image acquisition step A three-dimensional thermal image creation process for creating an image;
While calculating the time change of the thickness of the waste on the grate for the waste of the combustion part based on the three-dimensional thermal image at a plurality of times created in the three-dimensional thermal image creation step, A calculation step of calculating a temporal change in the moving speed of the surface of the waste in the combustion unit based on the three-dimensional thermal image at time;
A method for determining an in- furnace situation characterized by performing a process including :
乾燥部と燃焼部と後燃焼部とに区分された火格子から構成されており、廃棄物が堆積した状態で間欠的に動作することで当該廃棄物を搬送するとともに当該火格子を介して一次燃焼用気体を供給する搬送部を備えた前記廃棄物焼却炉に対して、
視点が異なる複数の赤外線カメラを用いて、火炎が放射しない波長の光を選択的に透過させる選択透過フィルタを介して、前記燃焼部に堆積した前記廃棄物をそれぞれ観測して、視点が異なる複数の熱画像を取得する熱画像取得工程と、
前記熱画像取得工程で取得された異なる視点からの複数の熱画像に画像合成処理を行うことで、前記燃焼部の前記火格子に堆積している状態で搬送される前記廃棄物の3次元熱画像を作成する3次元熱画像作成工程と、
前記3次元熱画像作成工程で作成した複数時刻での前記3次元熱画像に基づいて前記燃焼部の前記廃棄物について前記火格子上の前記廃棄物の厚みの時間変化を算出する算出工程と、
前記火格子上の前記廃棄物の厚みの時間変化を解析し、前記廃棄物の厚みの時間変化量が廃棄物搬送方向でどのように変化するかに基づいて、燃え切り点位置を特定する特定工程と、
を含む処理を行うことを特徴とする炉内状況判定方法。 In order to control the combustion state of the waste incinerator, in the in-furnace situation determination method for judging the in-furnace situation of the waste incinerator ,
It consists of a grate divided into a drying part, a combustion part, and a post-combustion part, and transports the waste by operating intermittently in a state where the waste is accumulated, and also through the grate. For the waste incinerator provided with a transport section for supplying combustion gas,
Using a plurality of infrared cameras with different viewpoints, the waste accumulated in the combustion section is observed through a selective transmission filter that selectively transmits light having a wavelength that is not emitted by the flame, and a plurality of viewpoints with different viewpoints are observed. A thermal image acquisition step of acquiring a thermal image of
Three-dimensional heat of the waste conveyed while being deposited on the grate of the combustion unit by performing image synthesis processing on a plurality of thermal images acquired from different viewpoints acquired in the thermal image acquisition step A three-dimensional thermal image creation process for creating an image;
A calculation step of calculating a time change of the thickness of the waste on the grate for the waste of the combustion unit based on the three-dimensional thermal image at a plurality of times created in the three-dimensional thermal image creation step;
Identify the position of the burnout point based on how the time variation of the thickness of the waste on the grate changes in the waste transport direction by analyzing the time variation of the thickness of the waste on the grate Process,
A method for determining an in-furnace situation characterized by performing a process including:
前記後燃焼部から、当該後燃焼部における廃棄物搬送方向の下流側へ延ばした直線と交差する壁部に、少なくとも1つの前記赤外線カメラが設けられていることを特徴とする炉内状況判定方法。 A method for determining an in- furnace situation according to claim 1 or 2,
From the post-combustion unit, the wall portion intersecting the straight line extending to the waste conveying direction of the downstream side of the post-combustion unit, furnace conditions determination method, characterized in that at least one of said infrared camera is provided .
複数時刻での前記3次元熱画像に基づいて、前記燃焼部の前記廃棄物の表面の移動速度の時間変化を算出することを特徴とする炉内状況判定方法。 The in-furnace situation determination method according to claim 2 ,
A method for determining an in-furnace situation, wherein a temporal change in the moving speed of the surface of the waste in the combustion section is calculated based on the three-dimensional thermal images at a plurality of times .
前記燃焼部の前記廃棄物の表面の移動速度の時間変化に基づいて、前記燃焼部の前記廃棄物が当該燃焼部に滞留している時間である燃焼部滞留時間を算出することを特徴とする炉内状況判定方法。 A method for determining an in-furnace situation according to claim 1 or 4 ,
A combustion part residence time, which is a time during which the waste of the combustion part stays in the combustion part, is calculated based on a time change of the moving speed of the surface of the waste of the combustion part. In-furnace situation judgment method.
特定した前記燃え切り点位置の時間変化に基づいて、前記燃え切り点位置が搬送方向上流側に移動しているか、搬送方向下流側に移動しているかを特定することを特徴とする炉内状況判定方法。 The in-furnace situation determination method according to claim 2 ,
In-furnace situation characterized by identifying whether the burn-out point position has moved to the upstream side in the transport direction or the downstream side in the transport direction, based on the time change of the specified burn-out point position Judgment method.
燃え切り点位置が搬送方向上流側に移動していることが特定された場合は、前記燃焼部の前記火格子による前記廃棄物の搬送速度を増速させる制御を行い、
燃え切り点位置が搬送方向下流側に移動していることが特定された場合は、前記燃焼部の前記火格子による前記廃棄物の搬送速度を減速させる制御を行うことを特徴とする燃焼制御方法。 A combustion control method for controlling combustion in the waste incinerator using the in-furnace situation determination method according to claim 6 ,
When it is specified that the burnout point position has moved upstream in the transport direction, control is performed to increase the transport speed of the waste by the grate of the combustion unit,
When it is specified that the burn-out point position has moved to the downstream side in the conveyance direction, a combustion control method is performed to control to reduce the waste conveyance speed by the grate of the combustion unit. .
前記炉内状況判定方法では、
前記火格子上の前記廃棄物の厚みの時間変化を算出する処理、
複数時刻での前記3次元熱画像に基づいて、前記燃焼部の前記廃棄物の表面の移動速度の時間変化を算出する処理、
前記燃焼部の前記廃棄物の表面の移動速度の時間変化に基づいて、前記燃焼部の前記廃棄物が当該燃焼部に滞留している時間である燃焼部滞留時間を算出する処理の少なくとも何れかを行い、
前記燃焼部の前記火格子の搬送速度を変更するとともに、前記燃焼部の前記火格子の搬送速度の変更の原因である、前記炉内状況判定方法で得られた前記廃棄物の性状の変化の状態に応じて、前記乾燥部の前記火格子及び前記後燃焼部の前記火格子の搬送速度を変更することを特徴とする燃焼制御方法。 A combustion control method according to claim 7 ,
In the in-furnace situation determination method,
A process for calculating a time change of the thickness of the waste on the grate,
A process for calculating a temporal change in the moving speed of the surface of the waste in the combustion unit based on the three-dimensional thermal image at a plurality of times ;
At least one of processes for calculating a combustion part residence time, which is a time during which the waste of the combustion part stays in the combustion part, based on a temporal change in the moving speed of the surface of the waste in the combustion part And
The change in the property of the waste obtained by the in-furnace situation determination method is a cause of the change in the conveyance speed of the grate in the combustion section and the conveyance speed of the grate in the combustion section. The combustion control method characterized by changing the conveyance speed of the grate of the drying part and the grate of the post-combustion part according to a state.
燃え切り点位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかに基づいて、前記乾燥部、前記燃焼部、及び前記後燃焼部の少なくとも何れかへ供給する一次燃焼用気体の供給量を調整することを特徴とする燃焼制御方法。 A combustion control method according to claim 7 or 8 ,
For primary combustion supplied to at least one of the drying unit, the combustion unit, and the post-combustion unit based on whether the burnout point position is moving upstream in the conveying direction or downstream in the conveying direction A combustion control method characterized by adjusting a gas supply amount.
前記廃棄物焼却炉では、前記乾燥部、前記燃焼部、及び前記後燃焼部で行われる一次燃焼と、当該一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼と、が行われ、
燃え切り点位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかに基づいて、二次燃焼用気体の供給量を調整することを特徴とする燃焼制御方法。 A combustion control method according to any one of claims 7 to 9 ,
In the waste incinerator, primary combustion performed in the drying unit, the combustion unit, and the post-combustion unit, and secondary combustion for combusting primary combustion gas including unburned gas generated in the primary combustion, Done,
A combustion control method, characterized in that the supply amount of the secondary combustion gas is adjusted based on whether the burn-out point position is moving upstream in the transport direction or downstream in the transport direction.
前記廃棄物の厚みの時間変化と、
前記燃焼部の前記廃棄物の表面の移動速度の時間変化と、
前記燃焼部の前記廃棄物の表面の移動速度の時間変化に基づいて算出した、前記燃焼部の前記廃棄物が当該燃焼部に滞留している時間である燃焼部滞留時間と、
のうち少なくとも何れかに基づいて、前記燃焼状態を制御するための制御値を決定することを特徴とする燃焼制御方法。 A combustion control method for controlling combustion in the waste incinerator using the in-furnace situation determination method according to claim 1 ,
Time change and the thickness of the previous SL waste,
Temporal change of the moving speed of the surface of the waste before Symbol combustion unit,
A combustion part residence time, which is a time during which the waste of the combustion part stays in the combustion part, calculated based on a temporal change in the moving speed of the surface of the waste in the combustion part;
A control method for determining a control value for controlling the combustion state based on at least one of them.
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