JP6673800B2 - Exhaust gas control apparatus and exhaust gas control method for gasification and melting furnace plant - Google Patents

Exhaust gas control apparatus and exhaust gas control method for gasification and melting furnace plant Download PDF

Info

Publication number
JP6673800B2
JP6673800B2 JP2016206568A JP2016206568A JP6673800B2 JP 6673800 B2 JP6673800 B2 JP 6673800B2 JP 2016206568 A JP2016206568 A JP 2016206568A JP 2016206568 A JP2016206568 A JP 2016206568A JP 6673800 B2 JP6673800 B2 JP 6673800B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
melting furnace
gasification
gas
temperature
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016206568A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018066530A (en
Inventor
徹 江口
徹 江口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2016206568A priority Critical patent/JP6673800B2/en
Publication of JP2018066530A publication Critical patent/JP2018066530A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6673800B2 publication Critical patent/JP6673800B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Incineration Of Waste (AREA)

Description

本発明は、ガス化溶融炉プラントにおけるNOxガスの発生を抑制するための排ガス制御装置及び排ガス制御方法に関する。   The present invention relates to an exhaust gas control device and an exhaust gas control method for suppressing generation of NOx gas in a gasification and melting furnace plant.

廃棄物処理プラントでは、CO,NOx等の規制対象ガスの排出量を抑制することが要求される。従来、廃棄物処理プラントの運転制御にはPIDをベースとしたフィードバック制御系が適用されてきた。特許文献1には、該プラントの運転中に取得されるプロセス値のフィードバック情報を用いて、予め規定したごみ質と制御目標値との相関情報の中から最適な制御目標値を選択し、操作入力とする方法が開示されている。この特許文献1に記載された方法では、プロセス情報から予めごみ質を推定しておき、そのごみ質に応じた操作条件を用いてプラントを制御することで排ガスの排出量を抑制する。   In a waste treatment plant, it is required to suppress the emission of regulated gases such as CO and NOx. Conventionally, a feedback control system based on a PID has been applied to operation control of a waste treatment plant. Patent Document 1 discloses an operation in which an optimum control target value is selected from correlation information between a predetermined waste quality and a control target value using feedback information of a process value acquired during operation of the plant, and operation is performed. A method as an input is disclosed. In the method described in Patent Literature 1, the quality of waste is estimated in advance from process information, and the emission of exhaust gas is suppressed by controlling the plant using operating conditions corresponding to the quality of the waste.

特開2000−18549号公報JP 2000-18549 A

ところで、ガス化溶融炉プラントのような比較的燃焼変動が急峻なプロセスではごみ質の変化のみに依らず急激に燃焼状態が不安定化し、結果、規制対象物質の排出量が突発的に増加する場合がある。しかしながら、特許文献1に記載された方法では、プラントにおける急激な燃焼状態の変動に十分に対応することができず、規制対象物質の排出を十分に抑制できない虞がある。   By the way, in a process where the combustion fluctuation is relatively steep such as in a gasification and melting furnace plant, the combustion state is rapidly destabilized irrespective of only the change in the waste quality, and as a result, the emission of regulated substances suddenly increases. There are cases. However, the method described in Patent Literature 1 cannot sufficiently cope with a sudden change in combustion state in a plant, and may not be able to sufficiently suppress emission of regulated substances.

また、規制対象物質の排出量が規制値を超過しないように運転員が制御システムを手動で操作する場合があるが、運転員の技量によって規制対象物質の排出量が左右されるため、技量の低い運転員では規制値を超えてしまう虞がある。また、運転員の負担が大きいという問題もある。   In some cases, the operator manually operates the control system so that the emission of regulated substances does not exceed the regulation value.However, since the emission of regulated substances depends on the skill of the operator, A low operator may exceed the regulation value. There is also a problem that the burden on the operator is large.

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、運転員の技量に頼ることなく、NOxガスの排出量を抑制できるガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置及び排ガス制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a main object of the present invention is to provide an exhaust gas control apparatus and an exhaust gas control method for a gasification and melting furnace plant that can suppress the emission of NOx gas without depending on the skill of an operator. Is to provide.

上述した課題を解決するために、本発明の一の態様のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置は、廃棄物を焼却するためのガス化炉と、前記ガス化炉に連通され、前記ガス化炉によって生じた炭分を溶融させる溶融炉とを含むガス化溶融炉を有するガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置であって、前記溶融炉内の空気比と、前記溶融炉の入口側におけるOガスの流量と、前記ガス化溶融炉内の温度とを取得するデータ取得手段と、前記データ取得手段によって取得された前記空気比、前記Oガスの流量、及び前記温度に基づいて、前記ガス化溶融炉プラントからの高濃度のNOxガスの排出を予測する予測手段と、前記予測手段によって高濃度のNOxガスの排出が予測された場合に、前記NOxガスの濃度を抑制するように前記溶融炉に流入させる空気量を設定する設定手段と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problem, an exhaust gas control device of a gasification and melting furnace plant according to one embodiment of the present invention is provided with a gasification furnace for incinerating waste, and the gasification furnace is connected to the gasification furnace. An exhaust gas control apparatus for a gasification and melting furnace plant having a gasification and melting furnace including a melting furnace for melting coal produced by the furnace, comprising: an air ratio in the melting furnace; and an oxygen gas at an inlet side of the melting furnace. Data acquisition means for acquiring the flow rate of the two gases and the temperature in the gasification and melting furnace, and based on the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature acquired by the data acquisition means, Predicting means for predicting the emission of high-concentration NOx gas from the gasification and melting furnace plant, and controlling the concentration of the NOx gas when the emission of high-concentration NOx gas is predicted by the prediction means. Dissolution Comprising setting means for setting an amount of air to flow into the furnace, the.

この態様において、前記溶融炉は、断面積が他の部分よりも小さい絞部を有し、前記温度は、前記ガス化炉出口の温度、前記溶融炉炉頂の温度、及び前記絞部の温度のうちの少なくとも1つを含んでもよい。   In this aspect, the melting furnace has a narrowed portion having a smaller cross-sectional area than other portions, and the temperature is the temperature of the gasification furnace outlet, the temperature of the melting furnace top, and the temperature of the narrowed portion. May be included.

また、上記態様において、前記予測手段は、排ガス中に含まれるNOx濃度の制御目標値及び前記溶融炉に連通するボイラの主蒸気流量のうちの少なくとも1つにさらに基づいて、前記高濃度のNOxガスの排出を予測するように構成されていてもよい。   Further, in the above aspect, the prediction unit may further include the high-concentration NOx based on at least one of a control target value of the NOx concentration contained in the exhaust gas and a main steam flow rate of a boiler communicating with the melting furnace. It may be configured to predict gas emissions.

また、上記態様において、前記溶融炉は、前記ガス化炉において発生し、前記ガス化炉から流入する熱分解ガスの一部を燃焼させる一次燃焼室と、前記一次燃焼室で燃焼されなかった熱分解ガスを燃焼させる二次燃焼室とを有し、前記予測手段は、前記ガス化溶融炉プラントの排ガス流量、前記二次燃焼室における排ガス温度、前記ガス化炉に接続された風箱内の温度、前記二次燃焼室の下流に設けられた垂直煙道における排ガス温度、及び前記ガス化炉内に設けられた砂層の温度のうちの少なくとも1つにさらに基づいて、前記高濃度のNOxガスの排出を予測するように構成されていてもよい。   Further, in the above aspect, the melting furnace includes a primary combustion chamber that is generated in the gasification furnace and burns a part of a pyrolysis gas flowing from the gasification furnace, and a heat that is not burned in the primary combustion chamber. A secondary combustion chamber for burning the cracked gas, wherein the predicting means includes an exhaust gas flow rate of the gasification / melting furnace plant, an exhaust gas temperature in the secondary combustion chamber, and a temperature in a wind box connected to the gasification furnace. The high-concentration NOx gas, further based on at least one of a temperature, an exhaust gas temperature in a vertical flue provided downstream of the secondary combustion chamber, and a temperature of a sand layer provided in the gasification furnace. May be configured to predict the emission of wastewater.

また、上記態様において、前記排ガス制御装置は、前記空気比、前記Oガスの流量、及び前記温度を含む条件と、前記高濃度のNOxガスの排出の有無を示す結果とを有する予測ルールを、前記空気比、前記Oガスの流量、前記温度、及び排ガス中のNOxガスの濃度の実績値に基づいて生成する生成手段をさらに備え、前記予測手段は、前記生成手段によって生成された前記予測ルールを用いて、前記高濃度のNOxガスの排出を予測するように構成されていてもよい。 Further, in the above aspect, the exhaust gas control device may include a prediction rule including a condition including the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature, and a result indicating whether or not the high-concentration NOx gas is discharged. Generating means for generating the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, the temperature, and the actual value of the concentration of the NOx gas in the exhaust gas. The predicting means includes: It may be configured to predict the emission of the high-concentration NOx gas using a prediction rule.

また、上記態様において、前記生成手段は、決定木学習により前記予測ルールを生成するように構成されていてもよい。   Further, in the above aspect, the generation unit may be configured to generate the prediction rule by decision tree learning.

また、上記態様において、前記排ガス制御装置は、前記空気比及び前記排ガス中のNOxガスの濃度の実績値に基づいて、前記ガス化溶融炉プラントにおけるNOxの反応時間TRを同定する同定手段をさらに備え、前記生成手段は、時刻tにおける前記空気比、前記Oガスの流量、及び前記温度を含む前記条件と、時刻t+TRにおける前記高濃度のNOxガスの排出の有無を示す前記結果とを有する予測ルールを生成するように構成されていてもよい。 In the above aspect, the exhaust gas control device further includes an identification unit that identifies a reaction time TR of NOx in the gasification and melting furnace plant based on the actual value of the air ratio and the concentration of NOx gas in the exhaust gas. The generation unit has the condition including the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature at time t, and the result indicating whether or not the high-concentration NOx gas is discharged at time t + TR. It may be configured to generate a prediction rule.

また、上記態様において、前記予測手段は、前記結果が前記高濃度のNOxガスの排出が有ることを示す前記予測ルールである第1予測ルールを用いて、前記高濃度のNOxガスの排出を予測するように構成されており、前記設定手段は、前記結果が前記高濃度のNOxガスの排出が無いことを示す前記予測ルールである第2予測ルールを用いて、前記溶融炉に流入させる空気量を設定するように構成されていてもよい。   In the above aspect, the prediction unit predicts the emission of the high-concentration NOx gas using a first prediction rule that is the prediction rule whose result indicates that the high-concentration NOx gas is discharged. The setting means is configured to use the second prediction rule, which is the prediction rule indicating that there is no emission of the high-concentration NOx gas, to set the amount of air to flow into the melting furnace. May be set.

また、上記態様において、前記設定手段は、前記第2予測ルールの条件に適合する前記空気比、前記Oガスの流量、及び前記温度の実績値の代表値のうち、前記データ取得手段によって取得された前記空気比、前記Oガスの流量、及び前記温度を含む現在値に最も近い代表値を特定し、特定された代表値に基づいて、前記溶融炉に流入させる空気量を設定するように構成されていてもよい。 Further, in the above aspect, the setting unit acquires the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the representative value of the temperature actual value that meet the conditions of the second prediction rule, and The representative value closest to the current value including the specified air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature is specified, and based on the specified representative value, the amount of air to be flown into the melting furnace is set. May be configured.

また、上記態様において、前記設定手段は、前記空気比、前記Oガスの流量、及び前記温度を含む前記条件の各項目を座標軸とした場合における複数の前記代表値の座標と、前記現在値の座標との距離に基づいて、前記現在値に最も近い代表値を特定するように構成されていてもよい。 In the above aspect, the setting means may include a plurality of coordinates of the representative value when each item of the condition including the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature is a coordinate axis, and the current value May be configured to specify a representative value closest to the current value based on a distance from the coordinates.

また、上記態様において、前記設定手段は、前記座標軸によって規定される座標空間において複数の前記代表値をクラスタリングし、得られた複数のクラスタの重心座標と、前記現在値の座標との距離に基づいて、前記現在値に最も近いクラスタを特定し、特定されたクラスタに含まれる複数の前記代表値の座標と、前記現在値の座標との距離に基づいて、前記現在値に最も近い代表値を特定するように構成されていてもよい。   Further, in the above aspect, the setting means clusters the plurality of representative values in a coordinate space defined by the coordinate axes, and based on a distance between barycentric coordinates of the obtained plurality of clusters and coordinates of the current value. Identifying the cluster closest to the current value, and calculating the representative value closest to the current value based on the distance between the coordinates of the plurality of representative values included in the identified cluster and the coordinates of the current value. It may be configured to specify.

また、上記態様において、前記溶融炉は、前記ガス化炉において発生し、前記ガス化炉から流入する熱分解ガスの一部を燃焼させる一次燃焼室と、前記一次燃焼室で燃焼されなかった熱分解ガスを燃焼させる二次燃焼室とを有し、前記設定手段は、特定された前記最も近い代表値に含まれる前記Oガスの流量に基づいて、前記一次燃焼室に供給する一次空気量を設定し、前記一次空気量及び前記最も近い代表値に含まれる前記空気比に基づいて、前記二次燃焼室に供給する二次空気量を設定するように構成されていてもよい。 Further, in the above aspect, the melting furnace includes a primary combustion chamber that is generated in the gasification furnace and burns a part of a pyrolysis gas flowing from the gasification furnace, and a heat that is not burned in the primary combustion chamber. A secondary combustion chamber for burning the cracked gas, wherein the setting means is configured to supply the primary air to the primary combustion chamber based on the flow rate of the O 2 gas included in the specified closest representative value. May be set, and the secondary air amount supplied to the secondary combustion chamber may be set based on the primary air amount and the air ratio included in the closest representative value.

また、本発明の他の態様のガス化溶融炉プラントの排ガス制御方法は、廃棄物を焼却するためのガス化炉と、前記ガス化炉に連通され、前記ガス化炉によって生じた炭分を溶融させる溶融炉とを含むガス化溶融炉を有するガス化溶融炉プラントの排ガス制御方法であって、前記溶融炉内の空気比と、前記溶融炉の入口側におけるOガスの流量と、前記ガス化溶融炉内の温度とを取得するステップと、取得された前記空気比、前記Oガスの流量、及び前記温度に基づいて、前記ガス化溶融炉プラントからの高濃度のNOxガスの排出を予測するステップと、高濃度のNOxガスの排出が予測された場合に、前記NOxガスの濃度を抑制するように前記溶融炉に流入させる空気量を設定するステップと、を有する。 In addition, an exhaust gas control method for a gasification and melting furnace plant according to another aspect of the present invention includes a gasification furnace for incinerating waste, and a coal content that is communicated with the gasification furnace and generates coal by the gasification furnace. An exhaust gas control method for a gasification and melting furnace plant having a gasification and melting furnace including a melting furnace for melting, wherein an air ratio in the melting furnace, a flow rate of O 2 gas at an inlet side of the melting furnace, and Obtaining the temperature in the gasification and melting furnace; and discharging the high-concentration NOx gas from the gasification and melting furnace plant based on the obtained air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature. And setting the amount of air to flow into the melting furnace so as to suppress the concentration of the NOx gas when the emission of high-concentration NOx gas is predicted.

本発明に係るガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置及び排ガス制御方法によれば、運転員の技量に頼ることなく、NOxガスの排出量を抑制できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the exhaust gas control apparatus and the exhaust gas control method of the gasification melting furnace plant according to the present invention, the emission amount of NOx gas can be suppressed without depending on the skill of the operator.

ガス化溶融炉プラントの概略構成を示す模式図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a gasification and melting furnace plant. 実施の形態に係る排ガス制御装置の構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an exhaust gas control device according to an embodiment. 実施の形態に係る排ガス制御装置の動作の手順を示すフローチャート。5 is a flowchart showing a procedure of an operation of the exhaust gas control device according to the embodiment. 予測ルール生成処理の手順を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating a procedure of a prediction rule generation process. ある期間における溶融炉空気比及び排ガス中のNOx濃度を示すグラフ。4 is a graph showing a melting furnace air ratio and a NOx concentration in exhaust gas during a certain period. NOx反応時間同定処理の手順を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating a procedure of a NOx reaction time identification process. 学習データ作成処理の手順を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating a procedure of a learning data creation process. 予測ルール生成処理の手順を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating a procedure of a prediction rule generation process. 予測ルール選別処理の手順を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating a procedure of a prediction rule selection process. 目標値ベクトルを説明するための概念図。FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining a target value vector. 目標値ベクトル作成処理の手順を示すフローチャート(前半)。9 is a flowchart (first half) illustrating a procedure of a target value vector creation process. 目標値ベクトル作成処理の手順を示すフローチャート(後半)。10 is a flowchart (second half) illustrating a procedure of a target value vector creation process. 予測ルールデータベースにおける第1予測ルールの構成を示す概念図。The conceptual diagram showing the composition of the 1st prediction rule in a prediction rule database. 高濃度NOx排出予測処理の手順を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating a procedure of a high concentration NOx emission prediction process. 制御操作決定処理の手順を示すフローチャート(前半)。9 is a flowchart (first half) illustrating a procedure of a control operation determination process. 制御操作決定処理の手順を示すフローチャート(後半)。10 is a flowchart (second half) illustrating a procedure of a control operation determination process.

以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下に示す各実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための方法及び装置を例示するものであって、本発明の技術的思想は下記のものに限定されるわけではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において種々の変更を加えることができる。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each of the embodiments described below exemplifies a method and an apparatus for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is not limited to the following. Absent. Various changes can be made to the technical idea of the present invention within the technical scope described in the claims.

<ガス化溶融炉プラントの構成>
図1は、ガス化溶融炉プラントの概略構成を示す模式図である。本実施の形態に係るガス化溶融炉プラント10は、ガス化炉20及び溶融炉30を含むガス化溶融炉15を備えている。ガス化溶融炉プラント10は、廃棄物を貯留するごみピット40を備えており、ごみ収集車41から排出された廃棄物がごみピット40に収容される。ごみピット40にはごみクレーン42が設けられている。ごみクレーン42は、ごみピット40に貯留された廃棄物を把持して上昇することにより、ごみピット40から定量ずつ廃棄物を取り出す。
<Structure of gasification and melting furnace plant>
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a gasification and melting furnace plant. The gasification and melting furnace plant 10 according to the present embodiment includes a gasification and melting furnace 15 including a gasification furnace 20 and a melting furnace 30. The gasification and melting furnace plant 10 includes a waste pit 40 for storing waste, and waste discharged from a waste collection vehicle 41 is stored in the waste pit 40. A garbage crane 42 is provided in the garbage pit 40. The garbage crane 42 grasps the waste stored in the garbage pit 40 and rises to take out the garbage from the garbage pit 40 by a fixed amount.

ごみピット40の隣には、給じんホッパ50が設けられている。ごみクレーン42は、ごみピット40から引き上げた廃棄物を給じんホッパ50に投入する。給じんホッパ50は、図示しない破砕機を備えており、投入された廃棄物を破砕する。給じんホッパ50の下方には、ベルトコンベアである給じんコンベア51が設けられており、破砕された廃棄物が定量ずつ給じんコンベア51に供給される。給じんコンベア51が廃棄物を搬送し、ガス化炉20に投入する。   A dust hopper 50 is provided next to the waste pit 40. The garbage crane 42 throws the waste material pulled up from the garbage pit 40 into the dust hopper 50. The dust hopper 50 includes a crusher (not shown) and crushes the input waste. A dust conveyor 51, which is a belt conveyor, is provided below the dust hopper 50, and crushed waste is supplied to the dust conveyor 51 by a fixed amount. The dust conveyer 51 conveys the waste and puts it into the gasification furnace 20.

ガス化炉20には、底部に流動粒子(例えば、砂)からなる流動床21が設けられている。流動床21の下部には風箱22が設けられており、風箱22内に図示されない送風機により押込空気を導入すると、上向きに流動化空気が噴射され、流動床21の流動粒子及び給じんコンベア51により供給された廃棄物が流動撹拌される。このガス化炉20は、鉄及びアルミニウムなどの金属を未酸化状態で回収するため、流動床21の流動粒子の流動層温度(砂層温度)が、アルミニウムの融点(600℃)以下である約500〜600℃となるように運転される。廃棄物は、流動床21内で空気比0.2〜0.3程度の還元雰囲気の中で熱分解され、熱分解ガス(可燃性ガス)及び未燃固形分(チャー、灰分など)となる。ガス化炉20の炉頂部分には溶融炉30に連通する流路23が設けられており、熱分解ガス及び未燃固形分が当該流路を通って溶融炉30に供給される。   The gasification furnace 20 is provided with a fluidized bed 21 made of fluidized particles (eg, sand) at the bottom. A wind box 22 is provided at the lower portion of the fluidized bed 21. When forced air is introduced into the wind box 22 by a blower (not shown), fluidized air is ejected upward, and the fluidized particles of the fluidized bed 21 and the feeding conveyor are fed. The waste supplied by 51 is fluidized and stirred. In this gasification furnace 20, in order to recover metals such as iron and aluminum in an unoxidized state, the fluidized bed temperature (sand bed temperature) of the fluidized particles in the fluidized bed 21 is about 500 which is lower than the melting point of aluminum (600 ° C.). It is operated to reach 600 ° C. The waste is thermally decomposed in a reducing atmosphere having an air ratio of about 0.2 to 0.3 in the fluidized bed 21 to become a pyrolysis gas (combustible gas) and an unburned solid (char, ash, etc.). . A flow path 23 communicating with the melting furnace 30 is provided at the furnace top of the gasification furnace 20, and the pyrolysis gas and unburned solids are supplied to the melting furnace 30 through the flow path.

溶融炉30は、ガス化炉20で生成された熱分解ガス及び未燃固形分を約1300〜1400℃の高温で燃焼させる。流路23には燃焼用空気を供給するための一次空気供給口24が設けられており、また酸素富化装置25が接続されている。一次空気供給口24には一次空気供給装置26が設けられ、一次空気供給装置26から供給された燃焼用空気と酸素富化装置25から供給された酸素とが混合され、流路23を通じて溶融炉30に供給される。溶融炉30は、流路23に連通する部分が一次燃焼室31になっており、供給された燃焼用空気が図の矢印に示すように強旋回される。この一次燃焼室31では、ガス化炉から流入する熱分解ガスの一部が燃焼される。一次燃焼室31の頂上部には、溶融炉補助バーナ35が設けられており、熱分解ガスの燃焼が補助される。また、溶融炉30は、一次燃焼室31の下端に、断面積が他の部分よりも小さい絞部36を有し、絞部36の後段に二次燃焼室32を有している。二次燃焼室32には、二次空気供給口33が設けられ、二次空気供給口33には二次空気供給装置34が接続されている。二次燃焼室32には、二次空気供給装置34から燃焼用空気が供給される。二次燃焼室32において、未燃の熱分解ガスが燃焼用空気によって高温燃焼する。灰分は溶融し、スラグが生成されるとともに、ダイオキシン類を分解する。溶融スラグは、溶融炉30の下部に設けられたスラグ下流口37より炉外へと回収されることにより有用な資源として利用される。   The melting furnace 30 burns the pyrolysis gas and the unburned solids generated in the gasification furnace 20 at a high temperature of about 1300 to 1400 ° C. The flow path 23 is provided with a primary air supply port 24 for supplying combustion air, and is connected to an oxygen enrichment device 25. The primary air supply port 24 is provided with a primary air supply device 26, and the combustion air supplied from the primary air supply device 26 and the oxygen supplied from the oxygen enrichment device 25 are mixed, 30. In the melting furnace 30, a portion communicating with the flow path 23 is a primary combustion chamber 31, and the supplied combustion air is strongly swirled as indicated by an arrow in the drawing. In the primary combustion chamber 31, a part of the pyrolysis gas flowing from the gasification furnace is burned. A melting furnace auxiliary burner 35 is provided at the top of the primary combustion chamber 31 to assist combustion of the pyrolysis gas. Further, the melting furnace 30 has a narrowed portion 36 having a smaller cross-sectional area than other portions at the lower end of the primary combustion chamber 31, and has a secondary combustion chamber 32 at a stage subsequent to the narrowed portion 36. A secondary air supply port 33 is provided in the secondary combustion chamber 32, and a secondary air supply device 34 is connected to the secondary air supply port 33. The secondary combustion chamber 32 is supplied with combustion air from a secondary air supply device 34. In the secondary combustion chamber 32, the unburned pyrolysis gas is burned at high temperature by the combustion air. The ash melts, producing slag and decomposing dioxins. The molten slag is used as a useful resource by being collected outside the furnace from a slag downstream port 37 provided in a lower part of the melting furnace 30.

ボイラ60は、溶融炉30に付属して設置されており、ガス化溶融のプロセスで発生した熱を回収する。ボイラ60は、ガス化溶融のプロセスで発生した熱を利用して水を蒸発させ、図示されない蒸気タービン及び発電機を駆動して電力を生成する。また、溶融炉30には排気用の煙突70が接続されている。溶融炉30と煙突70の間には、図示されないガス冷却装置、排ガス処理装置(バグフィルタ等)、脱硝装置、誘引送風機が設置されており、溶融炉30によって生じた排ガスを冷却、除塵して煙突70へと送出する。なお、ここではボイラが設けられたガス化溶融炉プラントについて説明しているが、ボイラが設けられていないガス化溶融炉プラントであってもよい。   The boiler 60 is attached to the melting furnace 30 and recovers heat generated in the gasification and melting process. The boiler 60 evaporates water using heat generated in the gasification and melting process, and drives a steam turbine and a generator (not shown) to generate electric power. An exhaust chimney 70 is connected to the melting furnace 30. Between the melting furnace 30 and the chimney 70, a gas cooling device (not shown), an exhaust gas treatment device (eg, a bag filter), a denitration device, and an induction blower are installed, which cool and remove dust generated by the melting furnace 30. Send it to the chimney 70. Here, a gasification and melting furnace plant provided with a boiler is described, but a gasification and melting furnace plant without a boiler may be used.

上記のようなガス化溶融炉プラント10には、各種のセンサが設けられている。風箱22には、風箱22内の温度(以下、「風箱温度」という)を計測するための風箱温度計71と、風箱22に導入される押込空気の流量(以下、「押込空気流量」という)を計測するための押込空気流量計72と、砂層温度を計測するための砂層温度計73とが設けられている。また、ガス化炉20の出口部分には、当該出口部分の温度(以下、「ガス化炉出口温度」という)を計測するためのガス化炉出口温度計74が設けられている。一次空気供給口24には、流路23を通流する空気(以下、「一次空気」という)の流量を計測するための一次空気流量計75が設けられており、酸素富化装置25には、酸素富化装置25から供給されるOガスの流量(以下、「供給O流量」という)を計測するためのO流量計76が設けられている。一次燃焼室31の頂上部には、当該部分の温度(以下、「溶融炉炉頂温度」という)を計測するための溶融炉炉頂温度計77と、溶融炉補助バーナ35から供給される空気の流量(以下、「補助バーナ空気流量」という)を計測するための補助バーナ空気流量計78とが設けられている。また、溶融炉30の絞部36には絞部36における温度(以下、「絞部温度」という)を計測するための絞部温度計79が設けられている。二次空気供給口33には、二次空気供給装置34から供給される燃焼用空気(以下、「二次空気」という)の流量を計測するための二次空気流量計80が設けられており、二次燃焼室32には、二次燃焼室32の排ガス温度(以下、「二次燃焼室排ガス温度」という)を計測するための二次燃焼室排ガス温度計81が設けられている。また、ボイラ60には、主蒸気の流量を計測するための主蒸気流量計82と、ボイラ60の垂直煙道を通る排ガスの温度(以下、「垂直煙道排ガス温度」という)を計測するための垂直煙道排ガス温度計83とが設けられている。溶融炉30とボイラ60との接続部分には、当該部分の酸素濃度(以下、「二次燃焼室出口O濃度」という)を計測するためのO濃度計86が設けられている。なお、上記のようにボイラ60がない設備においては、二次燃焼室32の下流側に設けられた垂直煙道に温度計を設け、この温度計によって計測された当該垂直煙道を通る排ガスの温度を、垂直煙道排ガス温度として使用できる。また、ボイラ60がない設備において、溶融炉30の出口にO濃度計を設け、このO濃度計によって計測されたO濃度を、二次燃焼室出口O濃度として使用できる。また、溶融炉30から煙突70に繋がる流路には、排ガスの流量を計測するための排ガス流量計84が設けられ、煙突70には、排ガス中のNOx濃度を計測するためのNOx濃度計85が設けられている。 Various sensors are provided in the gasification and melting furnace plant 10 as described above. The wind box 22 has a wind box thermometer 71 for measuring the temperature inside the wind box 22 (hereinafter, referred to as “wind box temperature”), and a flow rate of the pressurized air introduced into the wind box 22 (hereinafter, “push-in”). A forced air flow meter 72 for measuring the air flow rate) and a sand layer thermometer 73 for measuring the sand layer temperature are provided. A gasifier outlet thermometer 74 for measuring the temperature of the outlet portion (hereinafter referred to as “gasifier outlet temperature”) is provided at the outlet of the gasifier 20. The primary air supply port 24 is provided with a primary air flow meter 75 for measuring the flow rate of air flowing through the flow path 23 (hereinafter, referred to as “primary air”). An O 2 flow meter 76 for measuring the flow rate of O 2 gas supplied from the oxygen enrichment device 25 (hereinafter, referred to as “supplied O 2 flow rate”) is provided. At the top of the primary combustion chamber 31, a melting furnace temperature thermometer 77 for measuring the temperature of the portion (hereinafter, referred to as "melting furnace temperature") and air supplied from the melting furnace auxiliary burner 35 are provided. And an auxiliary burner air flow meter 78 for measuring the flow rate (hereinafter, referred to as “auxiliary burner air flow rate”). In addition, the throttle portion 36 of the melting furnace 30 is provided with a throttle portion thermometer 79 for measuring the temperature at the throttle portion 36 (hereinafter, referred to as “throttle portion temperature”). The secondary air supply port 33 is provided with a secondary air flow meter 80 for measuring a flow rate of combustion air (hereinafter, referred to as “secondary air”) supplied from the secondary air supply device 34. The secondary combustion chamber 32 is provided with a secondary combustion chamber exhaust gas thermometer 81 for measuring the exhaust gas temperature of the secondary combustion chamber 32 (hereinafter, referred to as “secondary combustion chamber exhaust gas temperature”). The boiler 60 has a main steam flow meter 82 for measuring the flow rate of main steam and a temperature of exhaust gas passing through a vertical flue of the boiler 60 (hereinafter, referred to as “vertical flue exhaust gas temperature”). Vertical flue exhaust gas thermometer 83 is provided. At the connection between the melting furnace 30 and the boiler 60, there is provided an O 2 concentration meter 86 for measuring the oxygen concentration of the portion (hereinafter referred to as “secondary combustion chamber outlet O 2 concentration”). In the equipment without the boiler 60 as described above, a thermometer is provided on the vertical flue provided downstream of the secondary combustion chamber 32, and the exhaust gas passing through the vertical flue measured by the thermometer is measured. The temperature can be used as the vertical flue gas temperature. Further, in the boiler 60 is not equipment, the O 2 concentration meter provided at the outlet of the melting furnace 30, the O 2 concentration measured by the O 2 concentration meter, it can be used as a secondary combustion chamber outlet O 2 concentration. An exhaust gas flow meter 84 for measuring the flow rate of the exhaust gas is provided in a flow path from the melting furnace 30 to the chimney 70, and a NOx concentration meter 85 for measuring the NOx concentration in the exhaust gas is provided in the chimney 70. Is provided.

かかるガス化溶融炉プラント10は、排ガス制御装置100に接続されている(図2参照)。排ガス制御装置100は、上記の風箱温度計71、押込空気流量計72、砂層温度計73、ガス化炉出口温度計74、一次空気流量計75、O流量計76、溶融炉炉頂温度計77、補助バーナ空気流量計78、絞部温度計79、二次空気流量計80、二次燃焼室排ガス温度計81、主蒸気流量計82、垂直煙道排ガス温度計83、排ガス流量計84、NOx濃度計85、及びO濃度計86に接続されており、これらの出力データを受信するようになっている。また、排ガス制御装置100は、一次空気供給装置26及び二次空気供給装置34に接続されている。かかる排ガス制御装置100は、これらのセンサの出力データに基づいて一次空気供給装置26及び二次空気供給装置34を駆動し、ガス化溶融炉プラント10の排ガスの状態(燃焼状態)をフィードバック制御する。 The gasification and melting furnace plant 10 is connected to an exhaust gas control device 100 (see FIG. 2). Emission control device 100, the above windbox thermometer 71, forced air flow meter 72, sand thermometer 73, gasifier outlet temperature gauge 74, the primary air flow meter 75, O 2 flow meter 76, the melting furnace furnace top temperature Meter 77, auxiliary burner air flow meter 78, throttle section thermometer 79, secondary air flow meter 80, secondary combustion chamber exhaust gas thermometer 81, main steam flow meter 82, vertical flue exhaust gas thermometer 83, exhaust gas flow meter 84 , NOx concentration meter 85, and is connected to the O 2 concentration meter 86, so as to receive these output data. Further, the exhaust gas control device 100 is connected to the primary air supply device 26 and the secondary air supply device 34. The exhaust gas control device 100 drives the primary air supply device 26 and the secondary air supply device 34 based on the output data of these sensors, and performs feedback control of the state of the exhaust gas (combustion state) of the gasification and melting furnace plant 10. .

<排ガス制御装置の構成>
次に、本実施の形態に係る排ガス制御装置の構成について説明する。図2は、本実施の形態に係る排ガス制御装置の構成を示すブロック図である。排ガス制御装置100は、コンピュータ200によって実現される。図2に示すように、コンピュータ200は、本体300と、入力部400と、表示部500とを備えている。本体300は、CPU301、ROM302、RAM303、読出装置304、ハードディスク305、入出力インタフェース306、及び画像出力インタフェース307を備えており、CPU301、ROM302、RAM303、読出装置304、ハードディスク305、入出力インタフェース306、及び画像出力インタフェース307は、バスによって接続されている。
<Configuration of exhaust gas control device>
Next, the configuration of the exhaust gas control device according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the exhaust gas control device according to the present embodiment. The exhaust gas control device 100 is realized by the computer 200. As shown in FIG. 2, the computer 200 includes a main body 300, an input unit 400, and a display unit 500. The main body 300 includes a CPU 301, a ROM 302, a RAM 303, a reading device 304, a hard disk 305, an input / output interface 306, and an image output interface 307. The image output interface 307 is connected by a bus.

CPU301は、RAM303にロードされたコンピュータプログラムを実行する。そして、排ガス制御用のコンピュータプログラムである排ガス制御プログラム310を当該CPU301が実行することにより、コンピュータ200が排ガス制御装置100として機能する。   The CPU 301 executes the computer program loaded on the RAM 303. When the CPU 301 executes the exhaust gas control program 310, which is a computer program for exhaust gas control, the computer 200 functions as the exhaust gas control device 100.

ROM302は、マスクROM、PROM、EPROM、又はEEPROM等によって構成されており、CPU301に実行されるコンピュータプログラム及びこれに用いるデータ等が記録されている。   The ROM 302 is configured by a mask ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, or the like, and stores a computer program executed by the CPU 301, data used for the computer program, and the like.

RAM303は、SRAM又はDRAM等によって構成されている。RAM303は、ハードディスク305に記録されている排ガス制御プログラム310の読み出しに用いられる。また、RAM303は、CPU301がコンピュータプログラムを実行するときに、CPU301の作業領域として利用される。   The RAM 303 is configured by an SRAM, a DRAM, or the like. The RAM 303 is used to read the exhaust gas control program 310 recorded on the hard disk 305. The RAM 303 is used as a work area of the CPU 301 when the CPU 301 executes a computer program.

ハードディスク305は、オペレーティングシステム及びアプリケーションプログラム等、CPU301に実行させるための種々のコンピュータプログラム及び当該コンピュータプログラムの実行に用いられるデータがインストールされている。排ガス制御プログラム310も、このハードディスク305にインストールされている。   The hard disk 305 has installed therein various computer programs to be executed by the CPU 301, such as an operating system and application programs, and data used for executing the computer programs. The exhaust gas control program 310 is also installed on the hard disk 305.

また、ハードディスク305には、上記の各センサから出力されたデータを格納する実績データベース(実績DB)320と、機械学習に使用する学習データを格納する学習データベース(学習DB)330と、機械学習により生成された予測ルールを一時的に格納するルール一時保存データベース(ルール一時保存DB)340と、排ガス制御に使用する予測ルールを格納する予測ルールデータベース(予測ルールDB)350と、予測ルールの評価用のデータを格納する評価データベース(評価DB)360と、一次及び二次空気の供給量の決定に用いられるデータを格納する動作条件データベース(動作条件DB)370とが設けられている。   The hard disk 305 also includes a performance database (performance DB) 320 for storing data output from each of the above-described sensors, a learning database (learning DB) 330 for storing learning data used for machine learning, and machine learning. A rule temporary storage database (rule temporary storage DB) 340 for temporarily storing the generated prediction rules, a prediction rule database (prediction rule DB) 350 for storing prediction rules used for exhaust gas control, and an evaluation of the prediction rules And an operation condition database (operation condition DB) 370 for storing data used for determining the supply amounts of the primary and secondary air.

入出力インタフェース306は、例えばUSB,IEEE1394,又はRS-232C等のシリアルインタフェース、SCSI,IDE,又は IEEE1284等のパラレルインタフェース、及びD/A変換器、A/D変換器等からなるアナログインタフェース等から構成されている。入出力インタフェース306には、キーボード及びマウスからなる入力部400が接続されており、ユーザが当該入力部400を使用することにより、コンピュータ200にデータを入力することが可能である。また、入出力インタフェース306には、上述した風箱温度計71、押込空気流量計72、砂層温度計73、ガス化炉出口温度計74、一次空気流量計75、O流量計76、溶融炉炉頂温度計77、補助バーナ空気流量計78、絞部温度計79、二次空気流量計80、二次燃焼室排ガス温度計81、主蒸気流量計82、垂直煙道排ガス温度計83、排ガス流量計84、NOx濃度計85、及びO濃度計86が接続されており、これらセンサから出力データを受信するように構成されている。さらに、入出力インタフェース306には、一次空気供給装置26及び二次空気供給装置34が接続されており、これらに制御信号を送信できるようになっている。 The input / output interface 306 includes, for example, a serial interface such as USB, IEEE1394, or RS-232C, a parallel interface such as SCSI, IDE, or IEEE1284, and an analog interface including a D / A converter and an A / D converter. It is configured. An input unit 400 including a keyboard and a mouse is connected to the input / output interface 306, and a user can input data to the computer 200 by using the input unit 400. Further, the input-output interface 306, windbox thermometer 71 described above, forced air flow meter 72, sand thermometer 73, gasifier outlet temperature gauge 74, the primary air flow meter 75, O 2 flow meter 76, the melting furnace Furnace top thermometer 77, auxiliary burner air flow meter 78, throttle thermometer 79, secondary air flow meter 80, secondary combustion chamber exhaust gas thermometer 81, main steam flow meter 82, vertical flue exhaust gas thermometer 83, exhaust gas flow meter 84, NOx concentration meter 85, and the O 2 concentration meter 86 is connected, and is configured to receive the output data from these sensors. Furthermore, the primary air supply device 26 and the secondary air supply device 34 are connected to the input / output interface 306, and control signals can be transmitted to these.

画像出力インタフェース307は、LCDまたはCRT等で構成された表示部500に接続されており、CPU301から与えられた画像データに応じた映像信号を表示部500に出力するようになっている。表示部500は、入力された映像信号にしたがって、画像(画面)を表示する。   The image output interface 307 is connected to the display unit 500 constituted by an LCD, a CRT, or the like, and outputs a video signal corresponding to the image data provided from the CPU 301 to the display unit 500. The display unit 500 displays an image (screen) according to the input video signal.

<排ガス制御装置の動作>
次に、排ガス制御装置100の動作について説明する。図3は、本実施の形態に係る排ガス制御装置100の動作の手順を示すフローチャートである。排ガス制御装置100は、ガス化溶融炉プラント10の通常の制御処理(以下、「通常制御処理」という)を行う。かかる通常制御処理は各種センサからの出力データに基づくPID制御であり、これにより排ガスの状態、つまり燃焼状態が一定に保たれる。
<Operation of exhaust gas control device>
Next, the operation of the exhaust gas control device 100 will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of an operation of the exhaust gas control device 100 according to the present embodiment. The exhaust gas control device 100 performs a normal control process of the gasification and melting furnace plant 10 (hereinafter, referred to as a “normal control process”). This normal control processing is PID control based on output data from various sensors, and thereby keeps the state of the exhaust gas, that is, the combustion state constant.

上記の通常制御を実行している間に、排ガス制御装置100は、上記の各センサから出力されたデータを受信する(ステップS101)。CPU301は、この出力データに対してノイズ除去、スムージングなどの前処理を実行する(ステップS102)、前処理では、溶融炉30内の空気比(以下、「溶融炉空気比」という)が式(1)にしたがって、溶融炉30の入口側におけるOガスの流量(以下、「一次側O流量」という)が式(2)にしたがって、それぞれ生成される。なお、ここでいう溶融炉30の入口側とは、溶融炉30における流路23の開口部及びその近傍をいい、溶融炉補助バーナ35を含む。つまり、一次側O流量は、流路23から溶融炉30に供給されるOガスの流量と、溶融炉補助バーナ35から溶融炉30に供給されるOガスの流量との和である。

Figure 0006673800
但し、上式の「全空気流量」は、一次空気流量、二次空気流量、押込空気流量、及び補助バーナ空気流量の総和である。また、「一次側空気流量」は、全空気流量から二次空気流量を差し引いた値、即ち、溶融炉30の入口より上流側の空気量の合計である。この前処理により、溶融炉空気比、一次側O流量、風箱温度、押込空気量、砂層温度、排ガス流量、ガス化炉出口温度、一次空気流量、供給O流量、溶融炉炉頂温度、補助バーナ空気流量、絞部温度、二次空気流量、二次燃焼室排ガス温度、主蒸気流量、二次燃焼室出口O濃度、垂直煙道排ガス温度、NOx濃度のそれぞれ(以下、「運転データ」という)が取得される。その後、CPU301は、取得された運転データを実績DB320に保存する(ステップS103)。 During the execution of the normal control, the exhaust gas control device 100 receives the data output from each of the sensors (step S101). The CPU 301 executes preprocessing such as noise elimination and smoothing on the output data (step S102). In the preprocessing, the air ratio in the melting furnace 30 (hereinafter, referred to as “melting furnace air ratio”) is expressed by the formula ( According to 1), the flow rate of the O 2 gas at the inlet side of the melting furnace 30 (hereinafter, referred to as “primary O 2 flow rate”) is generated according to Equation (2). Here, the inlet side of the melting furnace 30 refers to the opening of the flow path 23 in the melting furnace 30 and its vicinity, and includes the melting furnace auxiliary burner 35. In other words, the primary O 2 flow rate is the sum of the flow rate of O 2 gas supplied to the melting furnace 30, the flow rate of O 2 gas supplied to the melting furnace 30 from the melting furnace auxiliary burner 35 from the flow passage 23 .
Figure 0006673800
However, the “total air flow rate” in the above equation is the sum of the primary air flow rate, the secondary air flow rate, the forced air flow rate, and the auxiliary burner air flow rate. The “primary air flow rate” is a value obtained by subtracting the secondary air flow rate from the total air flow rate, that is, the sum of the air flows upstream from the inlet of the melting furnace 30. This pretreatment melting furnace air ratio, primary O 2 flow, windbox temperature, forced air quantity, sand temperature, exhaust gas flow rate, the gasifier exit temperature, primary air flow rate, supply O 2 flow rate, melting furnaces top temperature auxiliary burner air flow rate, diaphragm unit temperature, secondary air flow rate, secondary combustion chamber exhaust gas temperature, the main steam flow rate, secondary combustion chamber outlet O 2 concentration, the vertical flue gas temperature, each of the NOx concentration (hereinafter, "operation Data). After that, the CPU 301 stores the obtained operation data in the performance DB 320 (step S103).

次にCPU301は、予測ルールDB350を参照し、予測ルールが格納されているか否かを判定する(ステップS104)。予測ルールDB350に予測ルールが格納されていない場合(ステップS104においてNO)、CPU301は、予測ルール生成処理を実行する(ステップS105)。   Next, the CPU 301 refers to the prediction rule DB 350 and determines whether a prediction rule is stored (step S104). When the prediction rule is not stored in the prediction rule DB 350 (NO in step S104), the CPU 301 executes a prediction rule generation process (step S105).

図4は、予測ルール生成処理の手順を示すフローチャートである。予測ルール生成処理において、CPU301は、まず実績DB320から運転データを読み出す(ステップS201)。次に、CPU301は、NOx反応時間同定処理を実行する(ステップS202)。   FIG. 4 is a flowchart illustrating the procedure of the prediction rule generation process. In the prediction rule generation processing, the CPU 301 first reads out operation data from the performance DB 320 (step S201). Next, the CPU 301 executes a NOx reaction time identification process (step S202).

本実施の形態に係る排ガス制御装置100では、ガス化溶融炉プラント10から高濃度のNOxガスが排出されることを抑制するように排ガス制御を行う。このため、高濃度のNOxの排出を予測するが、そのためにはガス化溶融炉プラント10におけるNOxの反応時間を考慮する必要がある。NOx反応時間は、NOx濃度計85における分析に要する時間、及びガス化溶融炉プラント10の構成に依存したプロセスのむだ時間によって決まるため、プラント毎に異なる。したがって、プラントから得られた実績データに基づいて反応時間を同定する必要がある。   In the exhaust gas control device 100 according to the present embodiment, exhaust gas control is performed so as to suppress the emission of high-concentration NOx gas from the gasification and melting furnace plant 10. Therefore, emission of high-concentration NOx is predicted. For that purpose, it is necessary to consider the reaction time of NOx in the gasification and melting furnace plant 10. The NOx reaction time depends on the time required for the analysis in the NOx concentration meter 85 and the dead time of the process depending on the configuration of the gasification and melting furnace plant 10, and therefore differs from plant to plant. Therefore, it is necessary to identify the reaction time based on the actual data obtained from the plant.

図5は、ある期間における溶融炉空気比及び脱硝装置上流側のNOx濃度を示すグラフである。なお、脱硝装置上流側のNOx濃度とは、溶融炉30と煙突70との間に設けられた脱硝装置より上流側におけるNOx濃度のことである。図5において、横軸は時間を、縦軸は溶融炉空気比及びNOx濃度のレベルを示す。溶融炉30から排出されるNOx濃度は、溶融炉空気比と強い相関を示すことが知られている。つまり、溶融炉空気比が高値を示してから反応時間TR経過後に、NOx濃度値は上昇する。このグラフでは、観測開始約100秒後において溶融炉空気比が上昇しており、それから反応時間TR(約75秒)後において、NOx濃度値が50ppm程度から200ppmまで急激に上昇している。かかる知見に鑑み、NOx反応時間同定処理では、溶融炉空気比とNOx濃度との相関係数を利用して、NOx反応時間を探索的に決定する。   FIG. 5 is a graph showing the melting furnace air ratio and the NOx concentration upstream of the denitration apparatus during a certain period. The NOx concentration upstream of the denitration device refers to the NOx concentration upstream of the denitration device provided between the melting furnace 30 and the chimney 70. In FIG. 5, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the melting furnace air ratio and the NOx concentration level. It is known that the NOx concentration discharged from the melting furnace 30 has a strong correlation with the melting furnace air ratio. That is, the NOx concentration value increases after the reaction time TR has elapsed since the melting furnace air ratio showed a high value. In this graph, the melting furnace air ratio increases about 100 seconds after the start of observation, and then the NOx concentration value sharply increases from about 50 ppm to 200 ppm after the reaction time TR (about 75 seconds). In view of such knowledge, in the NOx reaction time identification processing, the NOx reaction time is exploratively determined using the correlation coefficient between the melting furnace air ratio and the NOx concentration.

以下、NOx反応時間同定処理の手順について説明する。図6は、NOx反応時間同定処理の手順を示すフローチャートである。まず、CPU301は、時間パラメータt1を「0」にセットして初期化し(ステップS301)、時刻インデックスt2を「0」にセットして初期化する(ステップS302)。   Hereinafter, the procedure of the NOx reaction time identification processing will be described. FIG. 6 is a flowchart showing the procedure of the NOx reaction time identification process. First, the CPU 301 sets the time parameter t1 to “0” for initialization (step S301), and sets the time index t2 to “0” for initialization (step S302).

次にCPU301は、実績DB320から時刻t2における溶融炉空気比を読み出し(ステップS303)、時刻t2+t1におけるNOx濃度値を読み出す(ステップS304)。さらにCPU301は、得られた時刻t2における溶融炉空気比のデータと、時刻t2+t1におけるNOx濃度値のデータとを結合し、データセットを生成する(ステップS305)。   Next, the CPU 301 reads the melting furnace air ratio at time t2 from the performance DB 320 (step S303), and reads the NOx concentration value at time t2 + t1 (step S304). Further, the CPU 301 combines the obtained data of the melting furnace air ratio at time t2 and the data of the NOx concentration value at time t2 + t1 to generate a data set (step S305).

CPU301は、時刻t2が所定の最大値T2に達したか否かを判定し(ステップS306)、時刻t2が最大値T2未満であれば(ステップS306においてNO)、時刻t2をインクリメントし(ステップS307)、ステップS302へ処理を戻す。他方、時刻t2が最大値T2に達している場合は(ステップS306においてYES)、CPU301は、生成された複数のデータセットから溶融炉空気比とNOx濃度との相関係数を算出する(ステップS308)。   The CPU 301 determines whether or not the time t2 has reached the predetermined maximum value T2 (step S306). If the time t2 is less than the maximum value T2 (NO in step S306), the CPU 301 increments the time t2 (step S307). ), The process returns to step S302. On the other hand, if the time t2 has reached the maximum value T2 (YES in step S306), the CPU 301 calculates a correlation coefficient between the melting furnace air ratio and the NOx concentration from the plurality of generated data sets (step S308). ).

次に、CPU301は、時刻t1が所定の最大値T1に達したか否かを判定し(ステップS309)、時刻t1が最大値T1未満であれば(ステップS309においてNO)、時刻t1をインクリメントし(ステップS310)、ステップS301へ処理を戻す。他方、時刻t1が最大値T1に達している場合は(ステップS309においてYES)、CPU301は、相関係数が最大となるt1を特定し、これを反応時間TRに決定する(ステップS311)。つまり、CPU301は、t1を0からT1の範囲で変化させ、その範囲において相関係数が最大となるt1を反応時間TRとする。その後、CPU301は、NOx反応時間同定処理を終了する。   Next, the CPU 301 determines whether or not the time t1 has reached a predetermined maximum value T1 (step S309). If the time t1 is less than the maximum value T1 (NO in step S309), the CPU 301 increments the time t1. (Step S310), the process returns to step S301. On the other hand, if the time t1 has reached the maximum value T1 (YES in step S309), the CPU 301 specifies t1 at which the correlation coefficient becomes maximum, and determines this as the reaction time TR (step S311). That is, the CPU 301 changes t1 in a range from 0 to T1, and sets t1 at which the correlation coefficient becomes maximum in the range as the reaction time TR. After that, the CPU 301 ends the NOx reaction time identification processing.

再び図4を参照する。NOx反応時間同定処理を終了すると、CPU301は、取得された運転データを用いて学習データ作成処理を実行する(ステップS203)。   FIG. 4 is referred to again. When the NOx reaction time identification process ends, the CPU 301 executes a learning data creation process using the acquired operation data (step S203).

図7は、学習データ作成処理の手順を示すフローチャートである。この学習データ作成処理では、高濃度NOxの排出予測用の予測ルールを機械学習するための学習データが作成される。学習データには、入力データと、出力データとが含まれる。   FIG. 7 is a flowchart illustrating the procedure of the learning data creation process. In the learning data creation processing, learning data for machine learning a prediction rule for emission prediction of high concentration NOx is created. The learning data includes input data and output data.

CPU301は、時刻インデックスtを初期化する(ステップS401)。次に、CPU301は、時刻tの運転データに基づいて、時刻tの入力データを作成する(ステップS402)。また、CPU301は、時刻t+TRのNOx濃度値を実績DB320から取得する(ステップS403)。   The CPU 301 initializes the time index t (step S401). Next, the CPU 301 creates input data at time t based on the operation data at time t (step S402). Further, the CPU 301 acquires the NOx concentration value at the time t + TR from the result DB 320 (step S403).

CPU301は、取得されたNOx濃度値が所定の閾値C1(図5参照)以上であるか否かを判別し(ステップS404)、C1以上である場合(ステップS404においてYES)、時刻tの出力データを「1」に決定し(ステップS405)、C1未満である場合(ステップS404においてNO)、時刻tの出力データを「0」に決定する(ステップS406)。   The CPU 301 determines whether or not the obtained NOx concentration value is equal to or more than a predetermined threshold value C1 (see FIG. 5) (step S404). If it is equal to or more than C1 (YES in step S404), the output data at time t Is determined to be “1” (step S405), and if it is less than C1 (NO in step S404), the output data at time t is determined to be “0” (step S406).

次にCPU301は、得られた入力データと出力データとを結合して学習データを作成し(ステップS407)、学習DB330に格納する。さらにCPU301は、時刻tが所定の最大値Tに達したか否かを判定し(ステップS408)、時刻tが最大値T未満であれば(ステップS408においてNO)、時刻tをインクリメントし(ステップS409)、ステップS402へ処理を戻す。他方、時刻tが最大値Tに達している場合は(ステップS408においてYES)、CPU301は、学習データ作成処理を終了する。   Next, the CPU 301 combines the obtained input data and output data to create learning data (step S407), and stores it in the learning DB 330. Further, the CPU 301 determines whether or not the time t has reached the predetermined maximum value T (step S408). If the time t is less than the maximum value T (NO in step S408), the CPU 301 increments the time t (step S408). (S409), the process returns to step S402. On the other hand, if time t has reached maximum value T (YES in step S408), CPU 301 ends the learning data creation process.

再び図4を参照する。学習データ作成処理を終了すると、CPU301は、評価用データ作成処理を実行する(ステップS204)。評価用データは、予測ルールの中から精度の高いルールを選別するために使用されるデータであり、データの形式は学習データと同様である。評価用データ作成処理は、学習データ作成処理と同様の処理であるので、その説明を省略する。但し、評価用データ作成処理では、学習データとは異なるデータのみを評価用データとして作成し、学習DB330ではなく評価DB360に格納する。   FIG. 4 is referred to again. When the learning data creation process ends, the CPU 301 executes an evaluation data creation process (step S204). The evaluation data is data used to select a highly accurate rule from the prediction rules, and has the same data format as the learning data. The evaluation data creation process is the same as the learning data creation process, and a description thereof will be omitted. However, in the evaluation data creation process, only data different from the learning data is created as evaluation data and stored in the evaluation DB 360 instead of the learning DB 330.

次にCPU301は、予測ルール生成処理を実行する(ステップS205)。図8は、予測ルール生成処理の手順を示すフローチャートである。まずCPU301は、学習データセットのインデックスmを初期化する(ステップS501)。ここで、学習データセットとは、出力データが高濃度NOxガスの排出があることを示す、つまり「1」である学習データと、出力データが高濃度NOxガスの排出がないことを示す、つまり「0」である学習データとを所定の比率(以下、「データ比率」という)で含むデータセットのことである。ここでは、データ比率がそれぞれ異なる複数の学習データセットが定義される。例えば、ある学習データセットにおけるデータ比率は「1」(つまり、出力データが「1」の学習データと「0」の学習データとの比率が1:1)であり、他の1つの学習データセットにおけるデータ比率は「2」(つまり、出力データが「1」の学習データと「0」の学習データとの比率が1:2)である。   Next, the CPU 301 executes a prediction rule generation process (step S205). FIG. 8 is a flowchart illustrating the procedure of the prediction rule generation process. First, the CPU 301 initializes the index m of the learning data set (step S501). Here, the learning data set indicates that the output data includes emission of high-concentration NOx gas, that is, the learning data whose output data is “1” and that the output data indicates that high-concentration NOx gas is not emitted, This is a data set that includes the learning data of “0” at a predetermined ratio (hereinafter, referred to as “data ratio”). Here, a plurality of learning data sets having different data ratios are defined. For example, the data ratio in a certain learning data set is “1” (that is, the ratio of the learning data of “1” to the learning data of “0” is 1: 1), and the other learning data set is one. Is "2" (that is, the ratio of the learning data whose output data is "1" to the learning data whose "0" is 1: 2).

次にCPU301は、データ比率のインデックスlを初期化する(ステップS502)。データ比率は、関数R(l)として定義され、例えば、R(1)=1,R(2)=2,R(3)=5,R(4)=10の4つの値が予め設定されている。   Next, the CPU 301 initializes the data ratio index 1 (step S502). The data ratio is defined as a function R (l). For example, four values of R (1) = 1, R (2) = 2, R (3) = 5, and R (4) = 10 are set in advance. ing.

次にCPU301は、出力データが「1」の学習データを学習DB330から所定数取得する(ステップS503)。また、CPU301は、出力データが「0」の学習データを、データ比率R(l)に従った数だけ学習DB330から取得する(ステップS504)。例えば、l=1のときは、出力データが「1」の学習データと同数だけ、出力データが「0」の学習データが取得され、l=3のときは、出力データが「1」の学習データの5倍の数だけ、出力データが「0」の学習データが取得される。   Next, the CPU 301 acquires a predetermined number of learning data whose output data is “1” from the learning DB 330 (step S503). Further, the CPU 301 acquires learning data whose output data is “0” from the learning DB 330 by the number according to the data ratio R (l) (step S504). For example, when l = 1, learning data whose output data is “0” is obtained by the same number as the learning data whose output data is “1”, and when l = 1, learning data whose output data is “1” is obtained. Learning data whose output data is "0" is obtained by the number of times five times the data.

次にCPU301は、取得された学習データセットを用いて、決定木学習により予測ルールを生成する(ステップS505)。この決定木による学習には、ID3、C4.5、CART等の公知の学習アルゴリズムを採用できる。生成された予測ルールは、運転データのうちの溶融炉空気比、一次側O流量、風箱温度、砂層温度、ガス化炉出口温度、溶融炉炉頂温度、絞部温度、二次燃焼室排ガス温度、主蒸気流量、排ガス流量、及び垂直煙道排ガス温度、並びに排ガス中のNOx濃度の制御目標値の各項目(以下、「入力変数」という)に関する条件と、高濃度NOxガスの排出の有無を示す結果とを有するIF−THENルールである。例えば、条件が「溶融炉空気比が閾値A1以上であり、且つ、一次側O流量が閾値F1以上であり、且つ、ガス化炉出口温度が閾値T1以上」であり、結果が「1(高濃度NOxガスの排出有り)」のようなルールとなる。 Next, the CPU 301 generates a prediction rule by decision tree learning using the acquired learning data set (step S505). Known learning algorithms, such as ID3, C4.5, and CART, can be used for the learning using the decision tree. The generated prediction rule, melting furnace air ratio of the operating data, the primary O 2 flow, windbox temperature, sand temperature gasification furnace outlet temperature, melting furnace furnace top temperature, diaphragm unit temperature, secondary combustion chamber Exhaust gas temperature, main steam flow rate, exhaust gas flow rate, vertical flue gas temperature, and control target value of NOx concentration in exhaust gas (hereinafter referred to as "input variables"). This is an IF-THEN rule having a result indicating presence / absence. For example, conditions "are the melting furnace air ratio threshold A1 or more and is the primary O 2 flow rate threshold value F1 or more and gasifier outlet temperature threshold value T1 or more" is, the result is "1 ( High concentration NOx gas is discharged).

CPU301は、インデックスlが所定の最大値Lに達したか否かを判定し(ステップS506)、lが最大値L未満であれば(ステップS506においてNO)、lをインクリメントし(ステップS507)、ステップS503へ処理を戻す。他方、lが最大値Lに達している場合は(ステップS506においてYES)、CPU301は、インデックスmが所定の最大値Mに達したか否かを判定し(ステップS508)、mが最大値M未満であれば(ステップS508においてNO)、mをインクリメントして(ステップS509)、ステップS502に処理を戻す。mが最大値Mに到達している場合は(ステップS508においてYES)、CPU301は、予測ルール生成処理を終了する。   The CPU 301 determines whether or not the index 1 has reached a predetermined maximum value L (step S506), and if l is less than the maximum value L (NO in step S506), increments l (step S507). The process returns to step S503. On the other hand, if 1 has reached the maximum value L (YES in step S506), the CPU 301 determines whether or not the index m has reached a predetermined maximum value M (step S508), and m has reached the maximum value M. If less than (NO in step S508), m is incremented (step S509), and the process returns to step S502. If m has reached the maximum value M (YES in step S508), CPU 301 ends the prediction rule generation processing.

再び図4を参照する。予測ルール生成処理を終了すると、CPU301は、生成された予測ルールをルール一時保存DB340に格納し(ステップS206)、予測ルール選別処理を実行する(ステップS207)。図9は、予測ルール選別処理の手順を示すフローチャートである。まずCPU301は、予測ルールのインデックスi及びカウンタc(i)を初期化し(ステップS601)、評価用データのインデックスjを初期化する(ステップS602)。   FIG. 4 is referred to again. When the prediction rule generation process ends, the CPU 301 stores the generated prediction rule in the rule temporary storage DB 340 (step S206), and executes a prediction rule selection process (step S207). FIG. 9 is a flowchart illustrating the procedure of the prediction rule selection process. First, the CPU 301 initializes the index i of the prediction rule and the counter c (i) (step S601), and initializes the index j of the evaluation data (step S602).

次にCPU301は、評価データjに対して予測ルールiを適用し、予測ルールiの評価を行う(ステップS603)。CPU301は、評価結果が「適合」の場合、つまり評価データjに予測ルールiが合致した場合(ステップS604においてYES)、カウンタc(i)をインクリメントし(ステップS605)、ステップS606へと処理を移す。一方、評価結果が「不適合」の場合、つまり評価データjに予測ルールiが合致しない場合(ステップS604においてNO)、CPU301は、そのまま処理をステップS606へ移す。   Next, the CPU 301 applies the prediction rule i to the evaluation data j and evaluates the prediction rule i (step S603). When the evaluation result is “match”, that is, when the prediction rule i matches the evaluation data j (YES in step S604), the CPU 301 increments the counter c (i) (step S605), and proceeds to step S606. Move. On the other hand, when the evaluation result is “unsuitable”, that is, when the prediction rule i does not match the evaluation data j (NO in step S604), the CPU 301 proceeds to the process in step S606.

CPU301は、インデックスjが所定の最大値Jに達したか否かを判定し(ステップS606)、jが最大値J未満であれば(ステップS606においてNO)、jをインクリメントし(ステップS607)、ステップS603へ処理を戻す。他方、jが最大値Jに達している場合は(ステップS606においてYES)、CPU301は、支持度及び信頼度を計算する(ステップS608)。ここで、支持度は式(3)により与えられ、信頼度は式(4)により与えられる。
支持度=予測ルールに適合した評価データ数÷評価データの総数J …(3)
信頼度=予測ルールに適合した評価データ数÷予測ルールに分類された評価データ数 …(4)
但し、予測ルールに適合した評価データ数はカウンタc(i)の計数結果として与えられる。また、「予測ルールに分類された評価データ」とは、入力データが予測ルールの条件と適合した評価データをいう。つまり、「予測ルールに分類された評価データ」には、出力データが予測ルールの結果と適合した評価データだけでなく、適合していない評価データも含む。
The CPU 301 determines whether or not the index j has reached a predetermined maximum value J (step S606). If j is less than the maximum value J (NO in step S606), j is incremented (step S607). The process returns to step S603. On the other hand, when j has reached the maximum value J (YES in step S606), the CPU 301 calculates the support and the reliability (step S608). Here, the support is given by equation (3), and the reliability is given by equation (4).
Support = the number of evaluation data conforming to the prediction rule / the total number of evaluation data J (3)
Reliability = the number of evaluation data conforming to the prediction rule / the number of evaluation data classified into the prediction rule (4)
However, the number of evaluation data that conforms to the prediction rule is given as a counting result of the counter c (i). Further, “evaluation data classified into prediction rules” refers to evaluation data whose input data matches the conditions of the prediction rules. That is, the “evaluation data classified into the prediction rule” includes not only evaluation data whose output data matches the result of the prediction rule, but also evaluation data that does not match.

CPU301は、インデックスiが所定の最大値Iに達したか否かを判定し(ステップS609)、iが最大値I未満であれば(ステップS609においてNO)、iをインクリメントし(ステップS610)、ステップS602へ処理を戻す。他方、iが最大値Iに達している場合は(ステップS609においてYES)、CPU301は、支持度及び信頼度のそれぞれが所定の閾値以上である予測ルールを、高濃度NOx排出の予測に使用する予測ルールに選別し(ステップS611)、ルール一時保存DB340にこれを格納し、予測ルール選別処理を終了する。   The CPU 301 determines whether or not the index i has reached a predetermined maximum value I (step S609). If i is less than the maximum value I (NO in step S609), i is incremented (step S610). The process returns to step S602. On the other hand, when i has reached the maximum value I (YES in step S609), the CPU 301 uses a prediction rule in which each of the support level and the reliability level is equal to or higher than a predetermined threshold value for predicting high-concentration NOx emission. The prediction rule is selected (step S611), and the prediction rule is stored in the rule temporary storage DB 340, and the prediction rule selection process ends.

再び図4を参照する。予測ルール選別処理を終了すると、CPU301は、目標値ベクトル作成処理を実行する(ステップS208)。目標値ベクトルとは、高濃度NOxガスの排出を抑制するための操作量(一次及び二次空気供給量の設定値)の取得に利用される情報である。予測ルールには、結果が「1」、つまり「高濃度NOxガスの排出が有る」ことを示す第1予測ルールと、結果が「0」、つまり「高濃度NOxガスの排出が無い」ことを示す第2予測ルールとが含まれる。本実施の形態に係る排ガス制御装置100では、第1予測ルールを用いて、高濃度のNOxガスの排出を予測し、第2予測ルールを用いて、一次及び二次空気の供給量設定値を決定する。目標値ベクトルは、第2予測ルールに適合する過去の運転データの実績値の代表値(具体的には、平均値)であり、第2予測ルール毎に作成される。   FIG. 4 is referred to again. When the prediction rule selection process ends, the CPU 301 executes a target value vector creation process (step S208). The target value vector is information used for acquiring an operation amount (a set value of the primary and secondary air supply amounts) for suppressing the emission of the high-concentration NOx gas. The prediction rule includes a first prediction rule indicating that the result is “1”, that is, “there is high-concentration NOx gas emission”, and a result that is “0”, that is, “no high-concentration NOx gas emission”. And the second prediction rule shown in FIG. In the exhaust gas control apparatus 100 according to the present embodiment, the emission of high-concentration NOx gas is predicted using the first prediction rule, and the supply amounts of the primary and secondary air are set using the second prediction rule. decide. The target value vector is a representative value (specifically, an average value) of the actual values of past driving data that conforms to the second prediction rule, and is created for each second prediction rule.

図10は、目標値ベクトルを説明するための概念図である。図10の縦軸は、運転データに含まれる1つの変数(以下、「第1入力変数」という)の座標軸であり、横軸は他の1つの変数(以下、「第2入力変数」という)の座標軸である。なお、ここでは説明を簡単にするために2変数としているが、本実施の形態では、溶融炉空気比、一次側O流量、風箱温度、砂層温度、ガス化炉出口温度、溶融炉炉頂温度、補助バーナ空気流量、絞部温度、二次燃焼室排ガス温度、主蒸気流量、排ガス流量、及び垂直煙道排ガス温度の12変数が運転データに含まれる。また、目標値ベクトルの作成には、これらの12変数に、NOx濃度の制御目標値を加えた13変数が用いられる。目標値ベクトルは、1つの第2予測ルールに適合する複数の実績値を入力変数毎に平均したものである。つまり、目標値ベクトルには、溶融炉空気比、一次側O流量、風箱温度、砂層温度、ガス化炉出口温度、溶融炉炉頂温度、補助バーナ空気流量、絞部温度、二次燃焼室排ガス温度、主蒸気流量、垂直煙道排ガス温度、排ガス流量、及びNOx濃度の制御目標値のそれぞれの平均値が含まれる。かかる目標値ベクトルは、第2予測ルール毎に作成される。したがって、図10に示すように、目標値ベクトルは各入力変数によって規定される座標空間に分布することになる。 FIG. 10 is a conceptual diagram for explaining a target value vector. The vertical axis of FIG. 10 is a coordinate axis of one variable (hereinafter, referred to as “first input variable”) included in the operation data, and the horizontal axis is another variable (hereinafter, “second input variable”). Coordinate axes. Here, although the two variables in order to simplify the explanation, in the present embodiment, the melting furnace air ratio, primary O 2 flow, windbox temperature, sand temperature gasification furnace outlet temperature, melting furnaces Twelve variables including the top temperature, the auxiliary burner air flow rate, the throttle section temperature, the secondary combustion chamber exhaust gas temperature, the main steam flow rate, the exhaust gas flow rate, and the vertical flue exhaust gas temperature are included in the operation data. Further, 13 variables obtained by adding the control target value of the NOx concentration to these 12 variables are used for creating the target value vector. The target value vector is obtained by averaging a plurality of actual values matching one second prediction rule for each input variable. That is, the target value vector, melting furnace air ratio, primary O 2 flow, windbox temperature, sand temperature gasification furnace outlet temperature, melting furnace furnace top temperature, auxiliary burner air flow rate, diaphragm unit temperature, secondary combustion The average values of the room exhaust gas temperature, the main steam flow rate, the vertical flue exhaust gas temperature, the exhaust gas flow rate, and the control target value of the NOx concentration are included. Such a target value vector is created for each second prediction rule. Therefore, as shown in FIG. 10, the target value vector is distributed in a coordinate space defined by each input variable.

各目標値ベクトルは、第2予測ルールに対応している。つまり、目標値ベクトルに含まれる入力変数の値は、高濃度NOxガスの排出がないときのガス化溶融炉プラント10の状態を反映している。そこで、本実施の形態では、高濃度NOxガスの排出が予測される場合に、運転データを目標値ベクトルに近づけるように一次及び二次空気の供給量を設定することで、高濃度NOxガスの排出を抑制する。ここで、何れの目標値ベクトルに運転データを近づけても、高濃度NOxガスの排出を抑制することができるが、NOxの排出特性はCOの排出特定などと比べて時定数が長く、急峻な操作変化は外乱となり、帰って燃焼状態を悪化させてしまう。よって、現在の運転状態から可能な限り少ない操作でNOx排出量を所望の状態へ制御することが望まれる。また、制御目標とする目標値ベクトルが入力変数の現在値と著しく異なっていると、一部の入力変数(温度等の直接操作できない入力変数)の収束に時間がかかる。そこで、本実施の形態では、運転データの現在値に最も近い目標値ベクトル(以下、「最近傍目標値ベクトル」という)を制御目標として選択する。最近傍目標値ベクトルの探索には距離評価を実施する。   Each target value vector corresponds to the second prediction rule. That is, the value of the input variable included in the target value vector reflects the state of the gasification and melting furnace plant 10 when the high-concentration NOx gas is not discharged. Therefore, in the present embodiment, when the emission of the high-concentration NOx gas is predicted, the supply amounts of the primary and secondary air are set so that the operation data is close to the target value vector. Reduce emissions. Here, the emission of high-concentration NOx gas can be suppressed by bringing the operation data closer to any target value vector, but the NOx emission characteristics have a longer time constant and a steep The operation change becomes a disturbance and returns to worsen the combustion state. Therefore, it is desired that the NOx emission amount be controlled to a desired state with as few operations as possible from the current operation state. If the target value vector as the control target is significantly different from the current value of the input variable, it takes time to converge some input variables (input variables that cannot be directly operated such as temperature). Therefore, in the present embodiment, the target value vector closest to the current value of the operation data (hereinafter, referred to as “nearest neighbor target value vector”) is selected as the control target. Distance search is performed for searching for the nearest neighbor target value vector.

また、予測ルールが複雑化した場合、目標値ベクトルの数が大きくなるため、全ての目標値ベクトルとの距離評価を実施すると計算コストが大きくなる。そこで、本実施の形態では、目標値ベクトルをクラスタリングし、各クラスタの重心位置との距離評価から、入力変数の現在値に最も近いクラスタ(以下、「最近傍クラスタ」という)を特定し、最近傍クラスタに含まれる目標値ベクトルのそれぞれに対して現在値との距離評価を実施し、最近傍目標値ベクトルを特定する。これにより、最近傍目標値ベクトルの探索にかかる計算コストを抑制できる。   Further, when the prediction rule is complicated, the number of target value vectors increases, and therefore, when the distance evaluation with all the target value vectors is performed, the calculation cost increases. Therefore, in the present embodiment, the target value vector is clustered, and the cluster closest to the current value of the input variable (hereinafter, referred to as “nearest neighbor cluster”) is identified from the distance evaluation of each cluster from the position of the center of gravity. The target value vectors included in the neighboring clusters are each evaluated for a distance from the current value, and the nearest target value vector is specified. Thereby, the calculation cost required for searching for the nearest target value vector can be suppressed.

目標値ベクトル作成処理では、上記のような目標値ベクトルを作成し、また、複数の目標値ベクトルのクラスタリングを行う。図11A及び図11Bは、目標値ベクトル作成処理の手順を示すフローチャートである。まずCPU301は、第2予測ルールのインデックスiを初期化し(ステップS701)、評価用データのインデックスjを初期化する(ステップS702)。   In the target value vector creation processing, the above-described target value vector is created, and a plurality of target value vectors are clustered. FIGS. 11A and 11B are flowcharts showing the procedure of the target value vector creation processing. First, the CPU 301 initializes the index i of the second prediction rule (step S701), and initializes the index j of the evaluation data (step S702).

次にCPU301は、評価データjに対して第2予測ルールiを適用し、第2予測ルールiの評価を行う(ステップS703)。CPU301は、評価結果が「適合」の場合、つまり評価データjに第2予測ルールiが合致した場合(ステップS704においてYES)、評価データjをRAM303又はハードディスク305に一時的に格納し(ステップS705)、ステップS706へと処理を移す。一方、評価結果が「不適合」の場合、つまり評価データjに第2予測ルールiが合致しない場合(ステップS704においてNO)、CPU301は、そのまま処理をステップS706へ移す。   Next, the CPU 301 applies the second prediction rule i to the evaluation data j, and evaluates the second prediction rule i (step S703). When the evaluation result is “match”, that is, when the second prediction rule i matches the evaluation data j (YES in step S704), the CPU 301 temporarily stores the evaluation data j in the RAM 303 or the hard disk 305 (step S705). ) And the process moves to step S706. On the other hand, when the evaluation result is “nonconforming”, that is, when the second prediction rule i does not match the evaluation data j (NO in step S704), the CPU 301 proceeds to the process in step S706.

CPU301は、インデックスjが所定の最大値Jに達したか否かを判定し(ステップS706)、jが最大値J未満であれば(ステップS706においてNO)、jをインクリメントし(ステップS707)、ステップS703へ処理を戻す。上記のステップS703〜S707の処理を繰り返し実行することで、複数の評価データの中から第2予測ルールに適合する評価データが探索される。なお、ここで全ての評価データに適合しない第2予測ルールは破棄される。   The CPU 301 determines whether or not the index j has reached a predetermined maximum value J (step S706). If j is less than the maximum value J (NO in step S706), j is incremented (step S707). The process returns to step S703. By repeatedly executing the processing of steps S703 to S707, evaluation data that matches the second prediction rule is searched from a plurality of evaluation data. Here, the second prediction rule that does not match all the evaluation data is discarded.

他方、jが最大値Jに達している場合は(ステップS706においてYES)、CPU301は、一時的に保存した評価データを入力変数毎に平均し、得られた平均値のデータセットを第2予測ルールiの目標値ベクトルとしてハードディスク305に格納する(ステップS708)。   On the other hand, if j has reached the maximum value J (YES in step S706), CPU 301 averages the temporarily stored evaluation data for each input variable, and obtains a data set of the obtained average value in the second prediction. The target value vector of the rule i is stored in the hard disk 305 (step S708).

次にCPU301は、インデックスiが所定の最大値Iに達したか否かを判定し(ステップS709)、iが最大値I未満であれば(ステップS709においてNO)、iをインクリメントし(ステップS710)、ステップS702へ処理を戻す。他方、iが最大値Iに達している場合は(ステップS709においてYES)、CPU301は、ステップS711へ処理を移す。   Next, the CPU 301 determines whether or not the index i has reached the predetermined maximum value I (step S709). If i is less than the maximum value I (NO in step S709), i is incremented (step S710). ), And returns the process to step S702. On the other hand, if i has reached the maximum value I (YES in step S709), CPU 301 shifts the processing to step S711.

目標値ベクトルは、空気比、温度、流量等、入力変数毎に単位及び値のスケールが異なる。そこで、本実施の形態では、目標値ベクトルを標準化する。かかる標準化目標値ベクトルを使用することで、クラスタリング処理及び距離評価が容易となる。CPU301は、目標値ベクトルの入力変数毎に平均値μ及び標準偏差σを算出し(ステップS711)、算出された平均値μ及び標準偏差σを用いて、下式にしたがって各目標値ベクトルを標準化する(ステップS712)。

Figure 0006673800
但し、zは、標準化された目標値ベクトルの各入力変数の値を、xは、標準化前の目標値ベクトルの各入力変数の値をそれぞれ示している。 The target value vector has a different unit and a different value scale for each input variable such as an air ratio, a temperature and a flow rate. Therefore, in the present embodiment, the target value vector is standardized. The use of such a standardized target value vector facilitates clustering processing and distance evaluation. The CPU 301 calculates an average value μ and a standard deviation σ for each input variable of the target value vector (step S711), and uses the calculated average value μ and standard deviation σ to standardize each target value vector according to the following equation. (Step S712).
Figure 0006673800
Here, z i indicates the value of each input variable of the standardized target value vector, and x i indicates the value of each input variable of the target value vector before standardization.

次にCPU301は、得られた複数の標準化目標値ベクトルをクラスタリングする(ステップS713)。クラスタリングには、k−means法、最短距離法、最長距離法、群平均法、ウォー度法等、公知のクラスタリング手法を用いることができる。さらにCPU301は、以上で得られた平均値μ、標準偏差σ、及び各クラスタの重心位置を動作条件DB370に格納する(ステップS714)。平均値μ及び標準偏差σを保存するのは、標準化目標値ベクトルを目標値ベクトルへ復元する際に必要となるためである。その後、CPU301は、目標値ベクトル作成処理を終了する。   Next, the CPU 301 clusters the obtained plurality of standardized target value vectors (step S713). For clustering, a known clustering method such as a k-means method, a shortest distance method, a longest distance method, a group averaging method, a war degree method, or the like can be used. Further, the CPU 301 stores the average value μ, the standard deviation σ, and the position of the center of gravity of each cluster obtained above in the operation condition DB 370 (step S714). The reason why the average value μ and the standard deviation σ are stored is that it is necessary to restore the standardized target value vector to the target value vector. After that, the CPU 301 ends the target value vector creation processing.

再び図4を参照する。CPU301は、予測ルール選別処理において選別された第1予測ルール及び目標値ベクトル作成処理において作成された標準化目標値ベクトルを予測ルールDB350に格納し(ステップS209)、予測ルール生成処理を終了する。なお、第2予測ルールはこの時点で破棄される。図12は、予測ルールDB350における第1予測ルールの構成を示す概念図である。第1予測ルールは、運転データにおける各入力変数についての閾値(上限値又は下限値)によって規定される。図12に示すように、予測ルールDB350では、レコード(ルール)毎に、ルールを識別するためのルールIDと、上下限識別情報と、各変数の閾値とを格納するようになっている。上下限識別情報は、そのレコードに含まれる閾値が、上限値であるのか下限値であるのかを識別するための情報である。上下限識別情報が「0」の場合、そのレコードに含まれる閾値は下限値であり、上下限識別情報が「1」の場合、そのレコードに含まれる閾値は上限値である。例えば、ルールIDが「1」、上下限識別情報が「0」のレコードでは、変数1の下限値が「−1000」、変数2の下限値が「1.5」、変数3の下限値が「300」、変数Mの下限値が「−1000」である。「−1000」は下限値の初期値であり、これはその変数に対して十分に小さい値である。他方、ルールIDが「1」、上下限識別情報が「1」のレコードでは、変数1の上限値が「3.2」、変数2の上限値が「1000」、変数3の上限値が「411」、変数Mの下限値が「1000」である。「1000」は上限値の初期値であり、これはその変数に対して十分に大きい値である。   FIG. 4 is referred to again. The CPU 301 stores the first prediction rule selected in the prediction rule selection process and the standardized target value vector created in the target value vector creation process in the prediction rule DB 350 (step S209), and ends the prediction rule creation process. Note that the second prediction rule is discarded at this point. FIG. 12 is a conceptual diagram showing the configuration of the first prediction rule in the prediction rule DB 350. The first prediction rule is defined by a threshold (upper limit or lower limit) for each input variable in the driving data. As shown in FIG. 12, the prediction rule DB 350 stores, for each record (rule), a rule ID for identifying a rule, upper and lower limit identification information, and a threshold value of each variable. The upper and lower limit identification information is information for identifying whether the threshold included in the record is the upper limit or the lower limit. When the upper and lower limit identification information is “0”, the threshold included in the record is the lower limit, and when the upper and lower limit identification information is “1”, the threshold included in the record is the upper limit. For example, in a record in which the rule ID is “1” and the upper and lower limit identification information is “0”, the lower limit of variable 1 is “−1000”, the lower limit of variable 2 is “1.5”, and the lower limit of variable 3 is “300” and the lower limit of the variable M are “−1000”. “−1000” is the initial value of the lower limit, which is a sufficiently small value for the variable. On the other hand, in the record in which the rule ID is “1” and the upper and lower limit identification information is “1”, the upper limit of variable 1 is “3.2”, the upper limit of variable 2 is “1000”, and the upper limit of variable 3 is “1000”. 411 ", and the lower limit value of the variable M is" 1000 ". “1000” is the initial value of the upper limit, which is a sufficiently large value for the variable.

再び図3を参照する。予測ルール生成処理を終了後、CPU301は、ステップS101に処理を戻す。ステップS104において予測ルールDB350に予測ルールが格納されている場合(ステップS104においてYES)、CPU301は、前回の制御処理(つまり、制御信号の送信)を実行した後、所定の制御周期が経過したか否かを判定する(ステップS106)。制御周期が経過していない場合(ステップS106においてNO)、CPU301は、ステップS101に処理を戻す。   FIG. 3 is referred to again. After ending the prediction rule generation process, the CPU 301 returns the process to step S101. When the prediction rule is stored in the prediction rule DB 350 in step S104 (YES in step S104), the CPU 301 determines whether a predetermined control cycle has elapsed after executing the previous control process (that is, transmitting the control signal). It is determined whether or not it is (step S106). If the control cycle has not elapsed (NO in step S106), CPU 301 returns the process to step S101.

他方、制御周期が経過している場合(ステップS106においてYES)、CPU301は、高濃度NOx排出予測処理を実行する(ステップS107)。図13は、高濃度NOx排出予測処理の手順を示すフローチャートである。まず、CPU301は、現在時刻t’における運転データから入力データを作成する(ステップS801)。次に、CPU301は、作成された入力データに対して第1予測ルールを評価する(ステップS802)。この処理では、入力データが、第1予測ルールの条件に適合するか否かが判定される。その後、CPU301は高濃度NOx排出予測処理を終了する。   On the other hand, if the control cycle has elapsed (YES in step S106), CPU 301 executes high-concentration NOx emission prediction processing (step S107). FIG. 13 is a flowchart illustrating the procedure of the high-concentration NOx emission prediction process. First, the CPU 301 creates input data from the operation data at the current time t '(step S801). Next, the CPU 301 evaluates a first prediction rule for the created input data (step S802). In this process, it is determined whether or not the input data matches the condition of the first prediction rule. After that, the CPU 301 ends the high concentration NOx emission prediction processing.

再び図3を参照する。CPU301は、高濃度NOx排出予測処理において、入力データが第1予測ルールの条件に適合すると評価されたか否かを判定する(ステップS108)。入力データが第1予測ルールの条件に適合すると評価された場合(ステップS108においてYES)、高濃度NOxの排出が予測される。したがって、CPU301は、高濃度NOx排出抑制のための操作量を決定するため、制御操作決定処理を実行する(ステップS109)。   FIG. 3 is referred to again. The CPU 301 determines whether or not the input data has been evaluated as meeting the conditions of the first prediction rule in the high-concentration NOx emission prediction process (step S108). If the input data is evaluated as meeting the conditions of the first prediction rule (YES in step S108), emission of high concentration NOx is predicted. Therefore, the CPU 301 executes a control operation determination process to determine an operation amount for suppressing high-concentration NOx emission (step S109).

図14A及び図14Bは、制御操作決定処理の手順を示すフローチャートである。まずCPU301は、動作条件DB370から平均値μ及び標準偏差σを読み出し、入力データを標準化する(ステップS901)。これは、標準化目標値ベクトル及びクラスタと入力データのスケールを合わせ、これらとの距離評価を可能とするためである。   14A and 14B are flowcharts illustrating the procedure of the control operation determination process. First, the CPU 301 reads the average value μ and the standard deviation σ from the operation condition DB 370, and normalizes the input data (step S901). This is because the scales of the standardized target value vectors and clusters and the input data are matched, and the distance between them can be evaluated.

次にCPU301は、クラスタのインデックスkを初期化する(ステップS902)。さらにCPU301は、クラスタkの重心位置(重心座標)と標準化された入力データ(現在値の座標)との距離d1(k)を算出する(ステップS903)。   Next, the CPU 301 initializes the index k of the cluster (step S902). Further, the CPU 301 calculates a distance d1 (k) between the position of the center of gravity of the cluster k (the coordinates of the center of gravity) and the standardized input data (the coordinates of the current value) (step S903).

ここで、距離d1(k)の算出について説明する。距離計算には、ユークリッド距離、マンハッタン距離、マハラノビス距離等の各種の距離を使用できる。なお、ここではユークリッド距離による距離計算について説明する。   Here, the calculation of the distance d1 (k) will be described. Various distances such as a Euclidean distance, a Manhattan distance, and a Mahalanobis distance can be used for the distance calculation. Here, the distance calculation based on the Euclidean distance will be described.

入力変数には、溶融炉空気比、及び一次側O流量のように直接操作可能な変数と、風箱温度、砂層温度、ガス化炉出口温度、溶融炉炉頂温度、絞部温度、二次燃焼室排ガス温度、主蒸気流量、及び垂直煙道排ガス温度のような直接操作不可能な変数とがある。直接操作可能な入力変数については、現在値が目標値ベクトルの値とある程度乖離していても、目標値ベクトルと同一の値に操作量を設定できるため問題はない。しかし、直接操作不可能な入力変数について、現在値が目標値ベクトルの値と乖離し過ぎていると、目標値ベクトルの値に収束するのに時間がかかる。したがって、直接操作不可能な入力変数については、現在値と目標値ベクトルの値とが可能な限り近いことが望ましい。このため、本実施の形態においては、入力変数毎に重み付けをした距離を計算する。 The input variables, the melting furnace air ratio, and directly operable variable as the primary O 2 flow, windbox temperature, sand temperature gasification furnace outlet temperature, melting furnace furnace top temperature, diaphragm part temperature, two There are variables that cannot be directly manipulated, such as secondary combustion chamber exhaust gas temperature, main steam flow, and vertical flue gas temperature. Regarding input variables that can be directly operated, even if the current value deviates to some extent from the value of the target value vector, there is no problem because the operation amount can be set to the same value as the target value vector. However, for an input variable that cannot be directly operated, if the current value is too far from the value of the target value vector, it takes time to converge on the value of the target value vector. Therefore, for input variables that cannot be directly manipulated, it is desirable that the current value and the value of the target value vector be as close as possible. Therefore, in the present embodiment, a weighted distance is calculated for each input variable.

クラスタの重心座標と現在値の座標との距離d1(k)は、次式にしたがって計算される。

Figure 0006673800
但し、nは変数のインデックスを、Nは変数の数を、wは変数nの重み係数を、xは入力データにおける変数nの値を、z(k)はクラスタkの重心における変数nの値をそれぞれ示している。 The distance d1 (k) between the coordinates of the center of gravity of the cluster and the coordinates of the current value is calculated according to the following equation.
Figure 0006673800
Where n is the index of the variable, N is the number of variables, w n is the weighting factor of the variable n, x n is the value of the variable n in the input data, and z n (k) is the variable at the centroid of the cluster k. The values of n are shown.

距離d1(k)を算出すると、CPU301は、算出された距離d1(k)をRAM303又はハードディスク305に一時的に格納し(ステップS904)、インデックスkが所定の最大値Kに達したか否かを判定し(ステップS905)、kが最大値K未満であれば(ステップS905においてNO)、kをインクリメントし(ステップS906)、ステップS903へ処理を戻す。   After calculating the distance d1 (k), the CPU 301 temporarily stores the calculated distance d1 (k) in the RAM 303 or the hard disk 305 (step S904), and determines whether or not the index k has reached a predetermined maximum value K. Is determined (step S905), and if k is smaller than the maximum value K (NO in step S905), k is incremented (step S906), and the process returns to step S903.

他方、kが最大値Kに達している場合は(ステップS905においてYES)、CPU301は、距離d1(k’)が最小となるインデックスk’を特定する(ステップS907)。重みwが大きいほど距離計算における比重が大きくなるため、距離d1(k’)が最小のクラスタk’が選択されると、その変数nに関してはより近傍となる目標値ベクトルが選択されることになる。 On the other hand, if k has reached the maximum value K (YES in step S905), the CPU 301 specifies an index k ′ that minimizes the distance d1 (k ′) (step S907). Since the larger the weight w n , the greater the specific gravity in the distance calculation, if a cluster k ′ with the smallest distance d 1 (k ′) is selected, a target value vector that is closer to the variable n is selected. become.

次にCPU301は、目標値ベクトルのインデックスsを初期化する(ステップS908)。さらにCPU301は、クラスタk’に属する標準化目標値ベクトルsの座標と標準化された入力データの座標との距離d2(s)を算出する(ステップS909)。ここで、距離d2(s)は、次式にしたがって計算される。

Figure 0006673800
但し、y(s)は標準目標値ベクトルsにおける変数nの値を示している。 Next, the CPU 301 initializes the index s of the target value vector (step S908). Further, the CPU 301 calculates a distance d2 (s) between the coordinates of the standardized target value vector s belonging to the cluster k ′ and the coordinates of the standardized input data (step S909). Here, the distance d2 (s) is calculated according to the following equation.
Figure 0006673800
Here, y n (s) indicates the value of the variable n in the standard target value vector s.

距離d2(s)を算出すると、CPU301は、算出された距離d2(s)をRAM303又はハードディスク305に一時的に格納し(ステップS910)、インデックスsが所定の最大値Sに達したか否かを判定し(ステップS911)、sが最大値S未満であれば(ステップS911においてNO)、sをインクリメントし(ステップS912)、ステップS909へ処理を戻す。   After calculating the distance d2 (s), the CPU 301 temporarily stores the calculated distance d2 (s) in the RAM 303 or the hard disk 305 (step S910), and determines whether the index s has reached the predetermined maximum value S. Is determined (step S911), and if s is less than the maximum value S (NO in step S911), s is incremented (step S912), and the process returns to step S909.

他方、sが最大値Sに達している場合は(ステップS911においてYES)、CPU301は、距離d2(s’)が最小となるインデックスs’を特定する(ステップS913)。これにより、最近傍目標値ベクトルs’が特定される。さらにCPU301は、動作条件DB370に格納された平均値μ及び標準偏差σを用いて標準化目標値ベクトルs’に対して標準化の逆処理を施し、目標値ベクトルs’を復元する(ステップS914)。   On the other hand, if s has reached the maximum value S (YES in step S911), the CPU 301 specifies the index s 'at which the distance d2 (s') becomes the minimum (step S913). As a result, the nearest target value vector s' is specified. Further, the CPU 301 performs inverse standardization processing on the standardized target value vector s 'using the average value μ and the standard deviation σ stored in the operating condition DB 370 to restore the target value vector s' (step S914).

次に、CPU301は、目標値ベクトルs’に含まれる「一次側O流量」から、一次空気の供給量設定値を決定する(ステップS915)。一次空気の供給量設定値F(t’)は、次式にしたがって算出される。

Figure 0006673800
但し、GpO2(t’)は目標値ベクトルs’に含まれる一次側O流量を、fO2(t’)は現在時刻t’における入力データに含まれる供給O流量を、fpsup(t’)は同入力データに含まれる補助バーナ空気流量をそれぞれ示している。 Next, the CPU 301 determines the set value of the supply amount of the primary air from the “primary O 2 flow rate” included in the target value vector s ′ (step S915). The supply amount set value F 1 (t ′) of the primary air is calculated according to the following equation.
Figure 0006673800
Here, G pO2 (t ′) is the primary O 2 flow rate included in the target value vector s ′, f O2 (t ′) is the supply O 2 flow rate included in the input data at the current time t ′, and f psup ( t ') indicates the auxiliary burner air flow rate included in the input data.

さらにCPU301は、上記によって得られた一次空気の供給量設定値F(t’)、及び目標値ベクトルs’に含まれる「溶融炉空気比」から、二次空気の供給量設定値を決定する(ステップS916)。二次空気の供給量設定値F(t’)は、各入力変数を用いた次の線形予測式にしたがって算出される。

Figure 0006673800
但し、const(t’)〜const(t’)のそれぞれは中間変数であり、a〜a12のそれぞれはモデルパラメータである。なお、モデルパラメータa〜a12は、運転データから最小二乗法等で導出される。また、Gar(t’)は目標値ベクトルs’に含まれる溶融炉空気比を、dO2(t’)は現在時刻t’の入力データに含まれる二次燃焼室出口O濃度を、fosh(t’)は同入力データに含まれる押込空気量をそれぞれ示している。 Further, the CPU 301 determines the supply amount setting value of the secondary air from the supply amount setting value F 1 (t ′) of the primary air obtained as described above and the “melting furnace air ratio” included in the target value vector s ′. (Step S916). The supply amount set value F 2 (t ′) of the secondary air is calculated according to the following linear prediction formula using each input variable.
Figure 0006673800
However, each of const 1 (t ′) to const 9 (t ′) is an intermediate variable, and each of a 1 to a 12 is a model parameter. Incidentally, the model parameters a 1 ~a 12 is derived by the least squares method or the like from the operating data. G ar (t ′) is the melting furnace air ratio included in the target value vector s ′, d O2 (t ′) is the secondary combustion chamber outlet O 2 concentration included in the input data at the current time t ′, f osh (t ′) indicates the amount of forced air included in the input data.

上記のようにして一次及び二次空気の供給量設定値が決定されると、CPU301は、制御操作決定処理を終了する。再び図3を参照する。次にCPU301は、制御操作決定処理において決定された操作量によって、一次空気供給装置26及び二次空気供給装置34を操作するよう制御信号を送信し(ステップS110)、ハードディスク305に処理結果を保存する(ステップS111)。   When the supply amounts of the primary and secondary air are determined as described above, the CPU 301 ends the control operation determination process. FIG. 3 is referred to again. Next, the CPU 301 transmits a control signal to operate the primary air supply device 26 and the secondary air supply device 34 according to the operation amount determined in the control operation determination process (step S110), and stores the processing result in the hard disk 305. (Step S111).

処理結果を保存した場合、又は、入力データが第1予測ルールの条件に適合しないと評価された場合(つまり、高濃度NOxの排出が予測されないと判定された場合。ステップS108においてNO)、CPU301は、排ガス制御を終了するか否かを判定する(ステップS112)。排ガス制御を終了しない場合には(ステップS112においてNO)、CPU301は、ステップS101へ処理を戻す。例えば運転員から終了指示が与えられ、排ガス制御を終了する場合には(ステップS112においてYES)、CPU301は排ガス制御の動作を終了する。   If the processing result is saved, or if the input data is evaluated as not meeting the conditions of the first prediction rule (that is, it is determined that emission of high-concentration NOx is not predicted; NO in step S108), CPU 301 Determines whether to end the exhaust gas control (step S112). If the exhaust gas control is not to be ended (NO in step S112), CPU 301 returns the process to step S101. For example, when an end instruction is given from the operator and the exhaust gas control is to be ended (YES in step S112), the CPU 301 ends the operation of the exhaust gas control.

以上のような制御動作により、高濃度NOxの排出が事前に予測され、高濃度NOxの排出を抑制するように一次及び二次空気が溶融炉30に供給される。よって運転員の技量に頼ることなく、自動的に高濃度NOxの排出量を抑制できる。   By the control operation as described above, emission of high concentration NOx is predicted in advance, and primary and secondary air are supplied to the melting furnace 30 so as to suppress emission of high concentration NOx. Therefore, it is possible to automatically suppress the emission of high-concentration NOx without depending on the skill of the operator.

(その他の実施の形態)
上述した実施の形態では、現在時刻における溶融炉空気比、一次側O流量、風箱温度、砂層温度、ガス化炉出口温度、溶融炉炉頂温度、絞部温度、二次燃焼室排ガス温度、主蒸気流量、排ガス流量、及び垂直煙道排ガス温度、並びに排ガス中のNOx濃度の制御目標値が含まれる入力データを用いて、高濃度NOxガスの排出を予測する構成について述べたが、これに限定されるものではない。例えば、現在時刻における溶融炉空気比及び一次側O流量と、ガス化炉出口温度、溶融炉炉頂温度、及び絞部温度のうちの少なくとも1つだけを用いてもよい。また、これらに加え、排ガス中のNOx濃度の制御目標値と主蒸気流量とを用いてもよい。さらにこれらに加えて、風箱温度、砂層温度、二次燃焼室排ガス温度、排ガス流量、及び垂直煙道排ガス温度の少なくとも1つを用いてもよい。
(Other embodiments)
In the embodiment described above, the melting furnace air ratio at the current time, the primary O 2 flow, windbox temperature, sand temperature gasification furnace outlet temperature, melting furnace furnace top temperature, diaphragm unit temperature, secondary combustion chamber exhaust gas temperature The configuration for predicting high-concentration NOx gas emissions using input data including the main steam flow rate, exhaust gas flow rate, vertical flue exhaust gas temperature, and control target value of NOx concentration in exhaust gas was described. However, the present invention is not limited to this. For example, at least one of the melting furnace air ratio and the primary-side O 2 flow rate at the current time, the gasification furnace outlet temperature, the melting furnace top temperature, and the constriction section temperature may be used. In addition, the control target value of the NOx concentration in the exhaust gas and the main steam flow rate may be used. Further, in addition to these, at least one of a wind box temperature, a sand layer temperature, a secondary combustion chamber exhaust gas temperature, an exhaust gas flow rate, and a vertical flue exhaust gas temperature may be used.

また、上述した実施の形態では、予測ルールを機械学習によって生成する構成について述べたが、これに限定されるものではない。運転員等が経験に基づいて予測ルールを作成してもよい。また、上述した実施の形態では、決定木学習によって予測ルールを生成する構成としたが、決定木以外の機械学習、例えば遺伝的プログラミング等によって予測ルールを生成することもできる。   In the above-described embodiment, the configuration in which the prediction rule is generated by machine learning has been described, but the present invention is not limited to this. An operator or the like may create a prediction rule based on experience. Further, in the above-described embodiment, the prediction rule is generated by the decision tree learning. However, the prediction rule may be generated by machine learning other than the decision tree, for example, genetic programming or the like.

また、上述した実施の形態では、現在値の最近傍クラスタを特定し、最近傍クラスタに属する目標値ベクトルから最近傍目標値ベクトルを特定する構成について述べたが、これに限定されるものではない。現在値の最近傍目標値ベクトルを直接特定することも可能である。   In the above-described embodiment, the configuration in which the nearest cluster of the current value is specified and the nearest target value vector is specified from the target value vectors belonging to the nearest cluster has been described. However, the present invention is not limited to this. . It is also possible to directly specify the nearest target value vector of the current value.

また、上述した実施の形態では、単一のコンピュータ200によって排ガス制御プログラム310のすべての処理が実行される構成について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、排ガス制御プログラム310と同様の処理を、複数の装置(コンピュータ)により分散して実行する分散システムとすることも可能である。   Further, in the above-described embodiment, the configuration in which all the processes of the exhaust gas control program 310 are executed by the single computer 200 has been described. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to provide a distributed system in which the same processing is distributed and executed by a plurality of devices (computers).

本発明のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置及び排ガス制御方法は、ガス化溶融炉プラントにおけるNOxガスの発生を抑制するための排ガス制御装置及び排ガス制御方法等として有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The exhaust gas control device and the exhaust gas control method for a gasification and melting furnace plant of the present invention are useful as an exhaust gas control device and an exhaust gas control method for suppressing the generation of NOx gas in a gasification and melting furnace plant.

10 ガス化溶融炉プラント
15 ガス化溶融炉
20 ガス化炉
26 一次空気供給装置
30 溶融炉
31 一次燃焼室
32 二次燃焼室
34 二次空気供給装置
71 風箱温度計
72 押込空気流量計
73 砂層温度計
74 ガス化炉出口温度計
75 一次空気流量計
76 O流量計
77 溶融炉炉頂温度計
79 絞部温度計
80 二次空気流量計
81 二次燃焼室排ガス温度計
82 主蒸気流量計
83 垂直煙道排ガス温度計
84 排ガス流量計
85 NOx濃度計
86 O濃度計
100 排ガス制御装置
200 コンピュータ
301 CPU
305 ハードディスク
310 排ガス制御プログラム
320 実績データベース
330 学習データベース
350 予測ルールデータベース
Reference Signs List 10 gasification and melting furnace plant 15 gasification and melting furnace 20 gasification and melting furnace 26 primary air supply device 30 melting furnace 31 primary combustion chamber 32 secondary combustion chamber 34 secondary air supply device 71 wind box thermometer 72 forced air flow meter 73 sand layer thermometer 74 gasifier outlet temperature gauge 75 the primary air flow meter 76 O 2 flow meter 77 melting furnace furnace top temperature gauge 79 down portion thermometer 80 secondary air flow meter 81 the secondary combustion chamber exhaust gas temperature gauge 82 main steam flow meter 83 vertical stack gas temperature gauge 84 exhaust gas flowmeter 85 NOx concentration meter 86 O 2 concentration meter 100 emission control device 200 computer 301 CPU
305 Hard disk 310 Emission control program 320 Result database 330 Learning database 350 Prediction rule database

Claims (13)

廃棄物を焼却するためのガス化炉と、前記ガス化炉に連通され、前記ガス化炉によって生じた炭分を溶融させる溶融炉とを含むガス化溶融炉を有するガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置であって、
前記溶融炉内の空気比と、前記溶融炉の入口側におけるOガスの流量と、前記ガス化溶融炉内の温度とを取得するデータ取得手段と、
前記データ取得手段によって取得された前記空気比、前記Oガスの流量、及び前記温度に基づいて、前記ガス化溶融炉プラントからの高濃度のNOxガスの排出を予測する予測手段と、
前記予測手段によって高濃度のNOxガスの排出が予測された場合に、前記NOxガスの濃度を抑制するように前記溶融炉に流入させる空気量を設定する設定手段と、
を備え
前記予測手段は、前記空気比、前記O ガスの流量、及び前記温度を含む条件と、前記高濃度のNOxガスの排出の有無を示す結果とを有する予測ルールを、前記空気比、前記O ガスの流量、前記温度、及び排ガス中のNOxガスの濃度の実績値に基づいて生成する生成手段によって生成された前記予測ルールを用いて、前記高濃度のNOxガスの排出を予測するように構成され、
前記空気比及び前記排ガス中のNOxガスの濃度の実績値に基づいて、前記ガス化溶融炉プラントにおけるNOxの反応時間TRを同定する同定手段をさらに備え、
前記生成手段は、時刻tにおける前記空気比、前記O ガスの流量、及び前記温度を含む前記条件と、時刻t+TRにおける前記高濃度のNOxガスの排出の有無を示す前記結果とを有する予測ルールを生成するように構成されている、
ガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。
Exhaust gas of a gasification and melting furnace plant having a gasification and melting furnace including a gasification furnace for incineration of waste and a melting furnace connected to the gasification furnace and melting coal produced by the gasification furnace. A control device,
An air ratio in the melting furnace, a flow rate of O 2 gas on the inlet side of the melting furnace, and a data acquisition unit for acquiring a temperature in the gasification melting furnace;
Prediction means for predicting the emission of high-concentration NOx gas from the gasification and melting furnace plant based on the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature acquired by the data acquisition means,
Setting means for setting the amount of air flowing into the melting furnace so as to suppress the concentration of the NOx gas when the emission of the high-concentration NOx gas is predicted by the prediction means;
Equipped with a,
The predicting unit calculates a prediction rule having a condition including the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature, and a result indicating whether or not the high-concentration NOx gas is discharged. (2) The emission of the high-concentration NOx gas is predicted using the prediction rule generated by the generation unit that generates the flow rate of the gas, the temperature, and the actual value of the concentration of the NOx gas in the exhaust gas. Composed,
An identification unit for identifying a reaction time TR of NOx in the gasification and melting furnace plant based on the actual value of the NOx gas concentration in the exhaust gas and the air ratio,
The generation means includes: a prediction rule having the condition including the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature at time t, and the result indicating whether or not the high-concentration NOx gas is discharged at time t + TR. Is configured to generate
Exhaust gas control equipment for gasification and melting furnace plants.
廃棄物を焼却するためのガス化炉と、前記ガス化炉に連通され、前記ガス化炉によって生じた炭分を溶融させる溶融炉とを含むガス化溶融炉を有するガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置であって、
前記溶融炉内の空気比と、前記溶融炉の入口側におけるOガスの流量と、前記ガス化溶融炉内の温度とを取得するデータ取得手段と、
前記データ取得手段によって取得された前記空気比、前記Oガスの流量、及び前記温度に基づいて、前記ガス化溶融炉プラントからの高濃度のNOxガスの排出を予測する予測手段と、
前記予測手段によって高濃度のNOxガスの排出が予測された場合に、前記NOxガスの濃度を抑制するように前記溶融炉に流入させる空気量を設定する設定手段と、
を備え
前記予測手段は、前記空気比、前記O ガスの流量、及び前記温度を含む条件と、前記高濃度のNOxガスの排出の有無を示す結果とを有する予測ルールを、前記空気比、前記O ガスの流量、前記温度、及び排ガス中のNOxガスの濃度の実績値に基づいて生成する生成手段によって生成された前記予測ルールを用いて、前記高濃度のNOxガスの排出を予測するように構成され、
前記予測手段は、前記結果が前記高濃度のNOxガスの排出が有ることを示す前記予測ルールである第1予測ルールを用いて、前記高濃度のNOxガスの排出を予測するように構成されており、
前記設定手段は、前記結果が前記高濃度のNOxガスの排出が無いことを示す前記予測ルールである第2予測ルールを用いて、前記溶融炉に流入させる空気量を設定するように構成されている、
ガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。
Exhaust gas of a gasification and melting furnace plant having a gasification and melting furnace including a gasification furnace for incineration of waste and a melting furnace connected to the gasification furnace and melting coal produced by the gasification furnace. A control device,
An air ratio in the melting furnace, a flow rate of O 2 gas on the inlet side of the melting furnace, and a data acquisition unit for acquiring a temperature in the gasification melting furnace;
Prediction means for predicting the emission of high-concentration NOx gas from the gasification and melting furnace plant based on the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature acquired by the data acquisition means,
Setting means for setting the amount of air flowing into the melting furnace so as to suppress the concentration of the NOx gas when the emission of the high-concentration NOx gas is predicted by the prediction means;
Equipped with a,
The predicting unit calculates a prediction rule having a condition including the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature, and a result indicating whether or not the high-concentration NOx gas is discharged. (2) The emission of the high-concentration NOx gas is predicted using the prediction rule generated by the generation unit that generates the flow rate of the gas, the temperature, and the actual value of the concentration of the NOx gas in the exhaust gas. Composed,
The prediction means is configured to predict the emission of the high-concentration NOx gas using a first prediction rule that is the prediction rule whose result indicates that the emission of the high-concentration NOx gas is present. Yes,
The setting means is configured to set the amount of air to be flown into the melting furnace, using a second prediction rule that is the prediction rule indicating that there is no emission of the high-concentration NOx gas. Yes,
Exhaust gas control equipment for gasification and melting furnace plants.
前記溶融炉は、断面積が他の部分よりも小さい絞部を有し、
前記温度は、前記ガス化炉出口の温度、前記溶融炉炉頂の温度、及び前記絞部の温度のうちの少なくとも1つを含む、
請求項1又は2に記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。
The melting furnace has a narrowed portion having a cross-sectional area smaller than other portions,
The temperature includes at least one of the temperature of the gasifier outlet, the temperature of the melting furnace top, and the temperature of the constriction,
An exhaust gas control device for a gasification and melting furnace plant according to claim 1 or 2 .
前記予測手段は、排ガス中に含まれるNOx濃度の制御目標値及び前記溶融炉に連通するボイラの主蒸気流量のうちの少なくとも1つにさらに基づいて、前記高濃度のNOxガスの排出を予測するように構成されている、
請求項に記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。
The prediction unit predicts the emission of the high-concentration NOx gas based on at least one of a control target value of a NOx concentration contained in exhaust gas and a main steam flow rate of a boiler communicating with the melting furnace. Is configured as
An exhaust gas control device for a gasification and melting furnace plant according to claim 3 .
前記溶融炉は、前記ガス化炉において発生し、前記ガス化炉から流入する熱分解ガスの一部を燃焼させる一次燃焼室と、前記一次燃焼室で燃焼されなかった熱分解ガスを燃焼させる二次燃焼室とを有し、
前記予測手段は、前記ガス化溶融炉プラントの排ガス流量、前記二次燃焼室における排ガス温度、前記ガス化炉に接続された風箱内の温度、前記二次燃焼室の下流に設けられた垂直煙道における排ガス温度、及び前記ガス化炉内に設けられた砂層の温度のうちの少なくとも1つにさらに基づいて、前記高濃度のNOxガスの排出を予測するように構成されている、
請求項又はに記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。
The melting furnace is configured to burn a part of the pyrolysis gas generated in the gasification furnace and flowing from the gasification furnace, and to burn a pyrolysis gas not burned in the primary combustion chamber. Having a next combustion chamber,
The predicting means includes an exhaust gas flow rate of the gasification / melting furnace plant, an exhaust gas temperature in the secondary combustion chamber, a temperature in a wind box connected to the gasification furnace, and a vertical pipe provided downstream of the secondary combustion chamber. Configured to predict the emission of the high-concentration NOx gas further based on at least one of an exhaust gas temperature in a stack and a temperature of a sand layer provided in the gasifier.
An exhaust gas control device for a gasification and melting furnace plant according to claim 3 or 4 .
前記生成手段をさらに備え
請求項1乃至の何れかに記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。
Further Ru comprising said generating means,
An exhaust gas control device for a gasification and melting furnace plant according to any one of claims 1 to 5 .
前記生成手段は、決定木学習により前記予測ルールを生成するように構成されている、
請求項に記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。
The generating means is configured to generate the prediction rule by decision tree learning,
An exhaust gas control device for a gasification and melting furnace plant according to claim 6 .
前記設定手段は、前記第2予測ルールの条件に適合する前記空気比、前記Oガスの流量、及び前記温度の実績値の代表値のうち、前記データ取得手段によって取得された前記空気比、前記Oガスの流量、及び前記温度を含む現在値に最も近い代表値を特定し、特定された代表値に基づいて、前記溶融炉に流入させる空気量を設定するように構成されている、
請求項に記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。
The air ratio acquired by the data acquisition unit, among the representative values of the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the actual value of the temperature, which match the condition of the second prediction rule, The O 2 gas flow rate, and a representative value closest to the current value including the temperature is specified, and based on the specified representative value, the amount of air to be flown into the melting furnace is set.
An exhaust gas control device for a gasification and melting furnace plant according to claim 2 .
前記設定手段は、前記空気比、前記Oガスの流量、及び前記温度を含む前記条件の各項目を座標軸とした場合における複数の前記代表値の座標と、前記現在値の座標との距離に基づいて、前記現在値に最も近い代表値を特定するように構成されている、
請求項に記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。
The setting means sets a distance between the coordinates of the plurality of representative values and the coordinates of the current value when each item of the condition including the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature is used as a coordinate axis. Is configured to identify a representative value closest to the current value,
An exhaust gas control device for a gasification and melting furnace plant according to claim 8 .
前記設定手段は、前記座標軸によって規定される座標空間において複数の前記代表値をクラスタリングし、得られた複数のクラスタの重心座標と、前記現在値の座標との距離に基づいて、前記現在値に最も近いクラスタを特定し、特定されたクラスタに含まれる複数の前記代表値の座標と、前記現在値の座標との距離に基づいて、前記現在値に最も近い代表値を特定するように構成されている、
請求項に記載のガス化溶融炉プラントの排ガス制御装置。
The setting means clusters a plurality of the representative values in a coordinate space defined by the coordinate axes, and calculates the current value based on a distance between the obtained barycentric coordinates of the plurality of clusters and the coordinates of the current value. It is configured to specify a closest cluster, and to specify the closest representative value to the current value based on a distance between the coordinates of the plurality of representative values included in the specified cluster and the coordinates of the current value. ing,
An exhaust gas control device for a gasification and melting furnace plant according to claim 9 .
前記溶融炉は、前記ガス化炉において発生し、前記ガス化炉から流入する熱分解ガスの一部を燃焼させる一次燃焼室と、前記一次燃焼室で燃焼されなかった熱分解ガスを燃焼させる二次燃焼室とを有し、
前記設定手段は、特定された前記最も近い代表値に含まれる前記Oガスの流量に基づいて、前記一次燃焼室に供給する一次空気量を設定し、前記一次空気量及び前記最も近い代表値に含まれる前記空気比に基づいて、前記二次燃焼室に供給する二次空気量を設定するように構成されている、
請求項乃至10の何れかに記載の溶融炉プラントの排ガス制御装置。
The melting furnace is configured to burn a part of the pyrolysis gas generated in the gasification furnace and flowing from the gasification furnace, and to burn a pyrolysis gas not burned in the primary combustion chamber. Having a next combustion chamber,
The setting means sets a primary air amount to be supplied to the primary combustion chamber based on the flow rate of the O 2 gas included in the specified closest representative value, and sets the primary air amount and the closest representative value. It is configured to set a secondary air amount to be supplied to the secondary combustion chamber based on the air ratio included in,
An exhaust gas control device for a melting furnace plant according to any one of claims 8 to 10 .
廃棄物を焼却するためのガス化炉と、前記ガス化炉に連通され、前記ガス化炉によって生じた炭分を溶融させる溶融炉とを含むガス化溶融炉を有するガス化溶融炉プラントの排ガス制御方法であって、
前記溶融炉内の空気比と、前記溶融炉の入口側におけるOガスの流量と、前記ガス化溶融炉内の温度とを取得するステップと、
取得された前記空気比、前記Oガスの流量、及び前記温度に基づいて、前記ガス化溶融炉プラントからの高濃度のNOxガスの排出を予測するステップと、
高濃度のNOxガスの排出が予測された場合に、前記NOxガスの濃度を抑制するように前記溶融炉に流入させる空気量を設定するステップと、
を有する、
前記ガス化溶融炉プラントからの高濃度のNOxガスの排出を予測するステップは、前記空気比、前記O ガスの流量、及び前記温度を含む条件と、前記高濃度のNOxガスの排出の有無を示す結果とを有する予測ルールを、前記空気比、前記O ガスの流量、前記温度、及び排ガス中のNOxガスの濃度の実績値に基づいて生成する生成手段によって生成された前記予測ルールを用いて、前記高濃度のNOxガスの排出を予測し、
前記空気比及び前記排ガス中のNOxガスの濃度の実績値に基づいて、前記ガス化溶融炉プラントにおけるNOxの反応時間TRを同定するステップをさらに備え、
前記予測ルールは、時刻tにおける前記空気比、前記O ガスの流量、及び前記温度を含む前記条件と、時刻t+TRにおける前記高濃度のNOxガスの排出の有無を示す前記結果とを有するように生成されている、
ガス化溶融炉プラントの排ガス制御方法。
Exhaust gas of a gasification and melting furnace plant having a gasification and melting furnace including a gasification furnace for incineration of waste and a melting furnace connected to the gasification furnace and melting coal produced by the gasification furnace. A control method,
Obtaining the air ratio in the melting furnace, the flow rate of the O 2 gas at the inlet side of the melting furnace, and the temperature in the gasification melting furnace;
Estimating the emission of high-concentration NOx gas from the gasification and melting furnace plant based on the obtained air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature;
Setting the amount of air to flow into the melting furnace so as to suppress the concentration of the NOx gas when the emission of the high-concentration NOx gas is predicted;
Having,
The step of predicting the emission of the high-concentration NOx gas from the gasification and melting furnace plant includes the conditions including the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature, and whether or not the high-concentration NOx gas is discharged. The prediction rule generated by the generation unit that generates a prediction rule based on the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, the temperature, and the actual value of the concentration of the NOx gas in the exhaust gas. Predict the emission of said high concentration NOx gas using
Further comprising a step of identifying a reaction time TR of NOx in the gasification and melting furnace plant based on the actual value of the concentration of NOx gas in the exhaust gas and the air ratio,
The prediction rule includes the condition including the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature at time t, and the result indicating whether or not the high-concentration NOx gas is discharged at time t + TR. Has been generated,
An exhaust gas control method for a gasification and melting furnace plant.
廃棄物を焼却するためのガス化炉と、前記ガス化炉に連通され、前記ガス化炉によって生じた炭分を溶融させる溶融炉とを含むガス化溶融炉を有するガス化溶融炉プラントの排ガス制御方法であって、
前記溶融炉内の空気比と、前記溶融炉の入口側におけるOガスの流量と、前記ガス化溶融炉内の温度とを取得するステップと、
取得された前記空気比、前記Oガスの流量、及び前記温度に基づいて、前記ガス化溶融炉プラントからの高濃度のNOxガスの排出を予測するステップと、
高濃度のNOxガスの排出が予測された場合に、前記NOxガスの濃度を抑制するように前記溶融炉に流入させる空気量を設定するステップと、
を有する、
前記ガス化溶融炉プラントからの高濃度のNOxガスの排出を予測するステップは、前記空気比、前記O ガスの流量、及び前記温度を含む条件と、前記高濃度のNOxガスの排出の有無を示す結果とを有する予測ルールを、前記空気比、前記O ガスの流量、前記温度、及び排ガス中のNOxガスの濃度の実績値に基づいて生成する生成手段によって生成された前記予測ルールを用いて、前記高濃度のNOxガスの排出を予測し、
前記ガス化溶融炉プラントからの高濃度のNOxガスの排出を予測するステップは、前記結果が前記高濃度のNOxガスの排出が有ることを示す前記予測ルールである第1予測ルールを用いて、前記高濃度のNOxガスの排出を予測するように構成されており、
前記溶融炉に流入させる空気量を設定するステップは、前記結果が前記高濃度のNOxガスの排出が無いことを示す前記予測ルールである第2予測ルールを用いて、前記溶融炉に流入させる空気量を設定するように構成されている、
ガス化溶融炉プラントの排ガス制御方法。
Exhaust gas of a gasification and melting furnace plant having a gasification and melting furnace including a gasification furnace for incineration of waste and a melting furnace connected to the gasification furnace and melting coal produced by the gasification furnace. A control method,
Obtaining the air ratio in the melting furnace, the flow rate of the O 2 gas at the inlet side of the melting furnace, and the temperature in the gasification melting furnace;
Estimating the emission of high-concentration NOx gas from the gasification and melting furnace plant based on the obtained air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature;
Setting the amount of air to flow into the melting furnace so as to suppress the concentration of the NOx gas when the emission of the high-concentration NOx gas is predicted;
Having,
The step of predicting the emission of the high-concentration NOx gas from the gasification and melting furnace plant includes the conditions including the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, and the temperature, and whether or not the high-concentration NOx gas is discharged. The prediction rule generated by the generation unit that generates a prediction rule based on the air ratio, the flow rate of the O 2 gas, the temperature, and the actual value of the concentration of the NOx gas in the exhaust gas. Predict the emission of said high concentration NOx gas using
The step of predicting the emission of high-concentration NOx gas from the gasification and melting furnace plant is performed by using a first prediction rule that is the prediction rule in which the result indicates that the high-concentration NOx gas is discharged, Configured to predict the emission of the high concentration NOx gas,
The step of setting the amount of air to flow into the melting furnace includes the step of setting the amount of air to flow into the melting furnace by using a second prediction rule, which is the prediction rule in which the result indicates that there is no emission of the high-concentration NOx gas. Configured to set the amount,
An exhaust gas control method for a gasification and melting furnace plant.
JP2016206568A 2016-10-21 2016-10-21 Exhaust gas control apparatus and exhaust gas control method for gasification and melting furnace plant Active JP6673800B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016206568A JP6673800B2 (en) 2016-10-21 2016-10-21 Exhaust gas control apparatus and exhaust gas control method for gasification and melting furnace plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016206568A JP6673800B2 (en) 2016-10-21 2016-10-21 Exhaust gas control apparatus and exhaust gas control method for gasification and melting furnace plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018066530A JP2018066530A (en) 2018-04-26
JP6673800B2 true JP6673800B2 (en) 2020-03-25

Family

ID=62086989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016206568A Active JP6673800B2 (en) 2016-10-21 2016-10-21 Exhaust gas control apparatus and exhaust gas control method for gasification and melting furnace plant

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6673800B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7045977B2 (en) * 2018-12-05 2022-04-01 株式会社神戸製鋼所 Information processing equipment, information processing methods and programs for waste treatment plants

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62169920A (en) * 1986-01-22 1987-07-27 Takuma Co Ltd Multi-variable automatic combustion control of incinerator
JPH10160142A (en) * 1996-11-26 1998-06-19 Kubota Corp Waste gas property estimation system and operation training system
JP2000018549A (en) * 1998-06-25 2000-01-18 Hitachi Ltd Incineration plant operation control method and apparatus
JP4097999B2 (en) * 2002-06-17 2008-06-11 株式会社神鋼環境ソリューション Control method and apparatus for pyrolysis gasification melting treatment plant, and program
JP4455349B2 (en) * 2005-01-17 2010-04-21 株式会社神鋼環境ソリューション NOx treatment method and apparatus for waste treatment facility
JP5509171B2 (en) * 2011-10-05 2014-06-04 株式会社神鋼環境ソリューション Combustion control device for gasification melting furnace and combustion control method for gasification melting furnace
JP5425983B2 (en) * 2012-08-02 2014-02-26 株式会社神鋼環境ソリューション Gas temperature control method and gas temperature control device for gasification melting furnace
JP6146701B2 (en) * 2013-12-11 2017-06-14 Jfeエンジニアリング株式会社 Evaluation apparatus and evaluation method for combustion control device of waste incinerator
JP5826954B1 (en) * 2015-01-19 2015-12-02 株式会社神鋼環境ソリューション Waste treatment system and NOx treatment method in the system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018066530A (en) 2018-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4573783B2 (en) Plant control apparatus and control method, thermal power plant and control method therefor
CN1107205C (en) Apparatus and method for room temp. control with feedforward and feedback control
US20190242572A1 (en) System and method for diagnosing and controlling incineration facility and solid fuel boiler and managing life cycle of facility through heat exchange and design program and operation mode analysis of operator
EP1921280A2 (en) Systems and methods for multi-level optimizing control systems for boilers
JP7443683B2 (en) Automatic combustion control method and monitoring center
CN110762540A (en) Combustion decision method and automatic combustion control method and system for garbage incinerator
JP5639613B2 (en) Plant control device and thermal power plant control device
US8019446B2 (en) Control loop for regulating a combustion process
JP6673800B2 (en) Exhaust gas control apparatus and exhaust gas control method for gasification and melting furnace plant
JP6673799B2 (en) Exhaust gas control apparatus and exhaust gas control method for gasification and melting furnace plant
JP6960365B2 (en) Exhaust gas control device, exhaust gas control method, and program of gasification and melting furnace plant
JP6747810B2 (en) Control device and control method for waste incineration plant
JP6822913B2 (en) Air volume control device, air volume control method, and air flow rate characteristic model of gasification and melting furnace plant
JP7456312B2 (en) Information processing device, information processing method, program, drug supply device, exhaust gas treatment device, and exhaust gas treatment method
JP6862104B2 (en) Raw material selection support device and raw material selection support method
JP7120105B2 (en) Control parameter determination support device and control parameter determination support method for combustion control device of waste incinerator
WO2022034738A1 (en) Abnormality diagnosis device and gasification system
Šulc et al. Control for ecological improvement of small biomass boilers
JP7430837B1 (en) Combustion equipment system and information processing method
JP7354930B2 (en) Information processing device, information processing method, combustion control device, and combustion control method
JP7045977B2 (en) Information processing equipment, information processing methods and programs for waste treatment plants
JP7354924B2 (en) Information processing device, information processing method, waste supply rate measuring device and measuring method, burn-out point position measuring device and measuring method, combustion control device and combustion control method
WO2023171398A1 (en) Image inspecting device, machine learning device, image inspecting method, and image inspecting program
Szentannai Mathematical modeling and model-based optimum control of circulating fluidized bed combustors
JP2020194516A (en) Device for automatically operating information processor

Legal Events

Date Code Title Description
A80 Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80

Effective date: 20161102

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181203

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191008

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191114

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200225

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200305

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6673800

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150