JP6880142B2 - Combustion status evaluation method and combustion control method - Google Patents
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Description
本発明は、主として、火格子により廃棄物を搬送しながら焼却する火格子式の焼却炉において、安定な燃焼を適切に維持するために燃焼状況を評価する方法に関する。 The present invention mainly relates to a method for evaluating a combustion state in order to appropriately maintain stable combustion in a grate-type incinerator that incinerates waste while transporting it by a grate.
焼却炉には、多種多様な廃棄物が投入されるため、投入された廃棄物の性状が変化した場合であっても、安定な燃焼を適切に維持できることが重要となる。また、火格子式の廃棄物焼却炉では、廃棄物を乾燥させる乾燥部と、廃棄物を火炎燃焼させる燃焼部と、廃棄物を後燃焼(オキ燃焼)させる後燃焼部と、に区分されている。安定な燃焼を適切に維持する燃焼制御を行うためには、このような火炎燃焼の終了位置である燃え切り位置の位置を適切な範囲に収めることが重要となる。 Since a wide variety of wastes are put into the incinerator, it is important to be able to properly maintain stable combustion even if the properties of the put wastes change. In addition, the grate-type waste incinerator is divided into a drying section for drying the waste, a combustion section for burning the waste with flame, and a post-combustion section for post-combusting the waste (Oki combustion). There is. In order to perform combustion control for appropriately maintaining stable combustion, it is important to keep the position of the burnout position, which is the end position of such flame combustion, within an appropriate range.
なお、(1)燃え切り位置の位置が適切な範囲から外れる主たる原因が、廃棄物の性状の違いに起因して、想定乾燥時間と実乾燥時間とに差異が生じることにあること、(2)そのため想定乾燥時間と実乾燥時間との差異が発生してからかなりの時間遅れの後に状態変化が発現する燃焼位置や燃え切り位置の変化情報に基づいて燃え切り位置の位置の制御を行うことは、現実的には困難であること、(3)燃焼開始位置の移動方向は、想定乾燥時間と実乾燥時間との差異の傾向(即ち、廃棄物の乾燥及び燃焼の進行状況の適正性)に相当するため、燃え切り位置を適切な範囲に収めるために必要な情報として扱うことができること、等を踏まえれば、乾燥部の火格子に堆積されている廃棄物における乾燥の進行状況の各種の情報は、燃え切り位置の位置を適切な範囲に収めるための情報として扱うことができる。 It should be noted that (1) the main reason why the position of the burnout position deviates from the appropriate range is that there is a difference between the assumed drying time and the actual drying time due to the difference in the properties of the waste, (2). Therefore, the position of the burnout position should be controlled based on the change information of the combustion position and the burnout position where the state change appears after a considerable time delay after the difference between the assumed drying time and the actual drying time occurs. Is difficult in reality, (3) The direction of movement of the combustion start position tends to be the difference between the assumed drying time and the actual drying time (that is, the appropriateness of the progress of waste drying and combustion). Considering that it can be treated as information necessary to keep the burnout position within an appropriate range, etc., various types of drying progress in the waste accumulated in the grate of the dry part The information can be treated as information for keeping the position of the burnout position within an appropriate range.
特許文献1の方法では、赤外線カメラを用いて乾燥部の廃棄物の熱画像を取得する。特許文献2の方法では、火炎が放射する赤外線を遮蔽するフィルタを装着した赤外線カメラとこのフィルタを装着しない赤外線カメラを用いて、乾燥部の熱画像をそれぞれ取得する。そして、2つの熱画像で温度差が検出された領域の上流端を着火開始領域と特定する。特許文献3の方法では、可視画像カメラを用いて乾燥部の可視画像を取得し、この可視画像を解析することで、乾燥部における燃焼開始位置を特定する。特許文献4の方法では、複数の可視画像カメラを用いて乾燥部の3次元可視画像を作成し、3次元可視画像に表れる火炎に基づいて燃焼開始位置を特定することが記載されている。また、特許文献4の方法では、更に、3次元可視画像に基づいて、廃棄物の厚みの時間変化と表面移動速度の時間変化を算出して、これらに基づいて乾燥の進行状況を推定することが記載されている。 In the method of Patent Document 1, an infrared camera is used to acquire a thermal image of waste in a dry portion. In the method of Patent Document 2, a thermal image of a dry portion is acquired by using an infrared camera equipped with a filter for blocking infrared rays emitted by a flame and an infrared camera not equipped with this filter. Then, the upstream end of the region where the temperature difference is detected in the two thermal images is specified as the ignition start region. In the method of Patent Document 3, a visible image of a dry portion is acquired using a visible image camera, and the visible image is analyzed to identify a combustion start position in the dry portion. The method of Patent Document 4 describes that a three-dimensional visible image of a dry portion is created by using a plurality of visible image cameras, and a combustion start position is specified based on a flame appearing in the three-dimensional visible image. Further, in the method of Patent Document 4, the time change of the thickness of the waste and the time change of the surface movement speed are calculated based on the three-dimensional visible image, and the progress of drying is estimated based on these. Is described.
特許文献1では、熱画像に基づいて燃焼開始位置を特定する具体的な方法が記載されていない。特許文献2では、フィルタを装着した赤外線カメラでは火炎以外(即ち、廃棄物)に関する情報が主として含まれる一方で、フィルタを装着していない赤外線カメラでは火炎に関する情報が主として含まれる。従って、これらの2つの熱画像を比較しても、火炎が発生した位置を正確に特定することは困難である。特許文献3及び4では、可視画像に表れる火炎のみに基づいて燃焼開始位置を特定する。しかし、このようにして特定された燃焼開始位置は、「乾燥が進行している乾燥状態から、熱分解が進行している熱分解状態に切り替わった位置」を正確には示さない。なぜなら、燃焼が発生するためには、熱分解が進行している状態に切り替わっただけでは足りず、更に十分な酸素量が継続的に存在するという条件が必要だからである。また、廃棄物直上の空間にある酸素量や温度は状況によって変動するため、「乾燥状態から熱分解状態に切り替わった位置」と、燃焼が発生している位置と、の間にはズレが発生しており、このズレ量を評価することはできない。なお、特許文献3及び4には、厚みの時間変化と表面移動速度の時間変化に基づいて、燃焼開始位置を特定することは記載されていない。 Patent Document 1 does not describe a specific method for specifying the combustion start position based on a thermal image. In Patent Document 2, an infrared camera equipped with a filter mainly contains information other than flame (that is, waste), while an infrared camera not equipped with a filter mainly contains information related to flame. Therefore, even if these two thermal images are compared, it is difficult to accurately identify the position where the flame is generated. In Patent Documents 3 and 4, the combustion start position is specified only based on the flame appearing in the visible image. However, the combustion start position thus identified does not accurately indicate "the position where the dry state in which drying is progressing is switched to the thermal decomposition state in which thermal decomposition is progressing". This is because, in order for combustion to occur, it is not enough to switch to a state in which thermal decomposition is in progress, and it is necessary to have a condition that a sufficient amount of oxygen is continuously present. In addition, since the amount of oxygen and temperature in the space directly above the waste fluctuate depending on the situation, there is a gap between the "position where the dry state is switched to the thermal decomposition state" and the position where combustion is occurring. Therefore, it is not possible to evaluate the amount of this deviation. It should be noted that Patent Documents 3 and 4 do not describe specifying the combustion start position based on the time change of the thickness and the time change of the surface movement speed.
本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、可視光カメラを用いて得られた可視画像に基づいて、焼却炉全体として燃焼が開始した位置を的確に評価する方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its main purpose is to accurately evaluate the position where combustion has started in the entire incinerator based on a visible image obtained by using a visible light camera. To provide a method.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above, and next, the means for solving this problem and its effect will be described.
本発明の観点によれば、以下の燃焼状況評価方法が提供される。即ち、この燃焼状況評価方法は、乾燥部と燃焼部と後燃焼部とに区分されており、廃棄物が堆積した状態で間欠的に動作することで当該廃棄物を搬送する火格子を備える焼却炉に対して行われる。この燃焼状況評価方法は、作成工程と、分割工程と、火炎判定工程と、第1算出工程と、第2算出工程と、第3算出工程と、状態判定工程と、評価工程と、を含む。前記作成工程では、複数の可視光カメラを用いて、火炎及び少なくとも前記乾燥部に堆積した前記廃棄物を観測して、視点が異なる複数の可視画像を取得し、当該複数の可視画像に基づいて、3次元可視画像を作成する。前記分割工程では、前記3次元可視画像の前記廃棄物を複数の要素にメッシュ分割する。前記火炎判定工程では、前記3次元可視画像に基づいて、前記廃棄物から火炎が発生しているか否かを前記要素毎に判定する。前記第1算出工程では、前記3次元可視画像に基づいて、前記廃棄物の厚み、及び、前記廃棄物の表面移動速度を前記要素毎に算出する。前記第2算出工程では、前記第1算出工程の算出結果に基づいて、前記要素に位置する前記廃棄物が当該要素に位置するまでに厚みが時系列でどのように変化したかを示す厚み経過情報を、前記要素毎に算出する。前記第3算出工程では、前記第1算出工程及び前記第2算出工程の算出結果に基づいて、前記要素に位置する前記廃棄物が当該要素に位置するまでに体積流量が時系列でどのように変化したかを示す体積流量経過情報を、前記要素毎に算出する。前記状態判定工程では、前記体積流量経過情報を解析して、前記廃棄物が乾燥状態から熱分解状態に移行した状態を示す燃焼開始可能状態であるか否かを前記要素毎に判定する。前記評価工程では、前記火炎判定工程及び前記状態判定工程の判定結果に基づいて、焼却炉全体として燃焼が開始した位置の指標であって燃焼を評価するための位置である燃焼開始評価位置を特定する。 From the viewpoint of the present invention, the following combustion condition evaluation method is provided. That is, this combustion condition evaluation method is divided into a dry part, a combustion part, and a post-combustion part, and incinerator provided with a grate for transporting the waste by operating intermittently in a state where the waste is accumulated. Performed on the incinerator. This combustion state evaluation method includes a production step, a division step, a flame determination step, a first calculation step, a second calculation step, a third calculation step, a state determination step, and an evaluation step. In the production step, a plurality of visible light cameras are used to observe the flame and at least the waste deposited on the dry portion, a plurality of visible images having different viewpoints are acquired, and the plurality of visible images are based on the plurality of visible images. Create a three-dimensional visible image. In the division step, the waste of the three-dimensional visible image is mesh-divided into a plurality of elements. In the flame determination step, it is determined for each element whether or not a flame is generated from the waste based on the three-dimensional visible image. In the first calculation step, the thickness of the waste and the surface moving speed of the waste are calculated for each of the elements based on the three-dimensional visible image. In the second calculation step, based on the calculation result of the first calculation step, the thickness elapsed indicating how the thickness of the waste located in the element changed in time series until it was located in the element. Information is calculated for each of the elements. In the third calculation step, based on the calculation results of the first calculation step and the second calculation step, how the volume flow rate before the waste located in the element is located in the element is in chronological order. Volumetric flow rate progress information indicating whether or not the change has occurred is calculated for each of the above elements. In the state determination step, the volumetric flow rate progress information is analyzed, and it is determined for each of the elements whether or not the waste is in a combustion startable state indicating a state in which the waste has shifted from a dry state to a thermal decomposition state. In the evaluation step, the combustion start evaluation position, which is an index of the position where combustion is started in the incinerator as a whole and is a position for evaluating combustion, is specified based on the judgment results of the flame judgment step and the state judgment step. To do.
これにより、燃焼が開始可能となった位置と、火炎に基づいて燃焼が開始したと判定した位置と、の両方に基づいて、燃焼開始位置を評価するため、廃棄物及び燃焼の状態をより的確に評価できる。特に、廃棄物の体積流量が時系列でどのように変化してきたかに基づいて燃焼開始評価位置を特定するため、高い信頼性で燃焼開始評価位置を特定できる。 As a result, the combustion start position is evaluated based on both the position where combustion can be started and the position where combustion is determined to have started based on the flame, so that the state of waste and combustion can be more accurately determined. Can be evaluated. In particular, since the combustion start evaluation position is specified based on how the volumetric flow rate of the waste has changed over time, the combustion start evaluation position can be specified with high reliability.
本発明によれば、可視光カメラを用いて得られた可視画像に基づいて、焼却炉全体として燃焼が開始した位置を的確に評価することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately evaluate the position where combustion has started in the entire incinerator based on a visible image obtained by using a visible light camera.
<廃棄物焼却設備の全体構成>初めに、図1を参照して、本実施形態の焼却炉(廃棄物焼却炉)10を含む廃棄物焼却設備(廃棄物焼却施設)100について説明する。図1は、本発明の方法を行う対象の焼却炉10を含む廃棄物焼却設備100の概略構成図である。なお、以下の説明では、単に上流、下流と記載したときは、廃棄物、燃焼ガス、排ガス、一次空気、二次空気、循環排ガス等が流れる方向の上流及び下流を意味するものとする。
<Overall Configuration of Waste Incinerator> First, the waste incinerator (waste incinerator) 100 including the incinerator (waste incinerator) 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
図1に示すように、廃棄物焼却設備100は、焼却炉10と、ボイラ30と、蒸気タービン発電設備35と、を備える。焼却炉10は、供給された廃棄物を焼却する。なお、焼却炉10の詳細な構成は後述する。
As shown in FIG. 1, the
ボイラ30は、廃棄物の燃焼によって発生した熱を利用して蒸気を生成する。ボイラ30は、流路壁に設けられた多数の水管31及び過熱器管32で、炉内で発生した高温の燃焼ガスと水との熱交換を行うことにより蒸気(過熱蒸気)を生成する。水管31及び過熱器管32で生成された蒸気は、蒸気タービン発電設備35へ供給される。
The
蒸気タービン発電設備35は、図略のタービン及び発電装置を含んで構成されている。タービンは、水管31及び過熱器管32から供給された蒸気によって回転駆動される。発電装置は、タービンの回転駆動力を用いて発電を行う。
The steam turbine
ここで、安定した発電を行うには、ボイラ30での蒸気(過熱蒸気)の生成量を安定化させることが必要である。ボイラ30での蒸気(過熱蒸気)の生成量を安定化させるためには、ボイラ30への入熱を安定させる必要がある。つまり、発電量を一定に保つには、焼却炉10からボイラ30へ供給される燃焼ガスの保有熱量を安定させて、ボイラ30への入熱を安定に保つ必要がある。
Here, in order to generate stable power generation, it is necessary to stabilize the amount of steam (superheated steam) produced in the
<焼却炉10の構成>焼却炉10は、廃棄物を炉内に供給するための給じん装置40を備える。給じん装置40は、廃棄物投入ホッパ41と、給じん装置本体42と、を備える。廃棄物投入ホッパ41は、炉外から廃棄物が投入される部分である。給じん装置本体42は、廃棄物投入ホッパ41の底部分に位置し、水平方向に移動可能に構成されている。給じん装置本体42は、廃棄物投入ホッパ41に投入された廃棄物を下流側に供給する。この給じん装置本体42の移動速度、単位時間あたりの移動回数、移動量(ストローク)、及びストローク端の位置(移動範囲)は、制御装置90によって制御されている。なお、給じん装置は水平方向に対し多少の角度をもって移動する型式でもよい。
<Structure of
給じん装置40によって炉内に供給された廃棄物は、搬送部20によって、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13の順に供給されていく。搬送部20は、乾燥部11に設けられた乾燥火格子21と、燃焼部12に設けられた燃焼火格子22と、後燃焼部13に設けられた後燃焼火格子23と、で構成されている。従って、搬送部20は複数段の火格子から構成されている。それぞれの火格子は、各部の底面に設けられており、廃棄物が載置される。
The waste supplied into the furnace by the
火格子は、廃棄物搬送方向に並べて配置された可動火格子と固定火格子とから構成されており、可動火格子が前進、停止、後進、停止等の順で動作することで、廃棄物を下流側へ搬送するとともに、廃棄物を攪拌することができる。可動火格子の動作速度を増速(減速)させることで、廃棄物の搬送速度を増速(減速)させることができる。また、可動火格子の停止時間を短く(長く)することで、廃棄物の搬送速度を増速(減速)させることができる。また、火格子は、気体が通過可能な大きさの隙間を空けて並べて配置されている。 The grate is composed of a movable grate and a fixed grate arranged side by side in the waste transport direction, and the movable grate operates in the order of forward, stop, reverse, stop, etc. to dispose of waste. The waste can be agitated while being transported to the downstream side. By increasing (decelerating) the operating speed of the movable grate, it is possible to increase (decelerate) the transport speed of waste. Further, by shortening (longening) the stop time of the movable grate, it is possible to increase (decelerate) the transport speed of waste. In addition, the grate is arranged side by side with a gap large enough for gas to pass through.
乾燥部11は、焼却炉10に供給された廃棄物を乾燥させる部分である。乾燥部11の廃棄物は、乾燥火格子21の下から供給される一次空気及び隣接する燃焼部12における燃焼の輻射熱によって乾燥する。その際、熱分解によって乾燥部11の廃棄物から熱分解ガスが発生する。また、乾燥部11の廃棄物は、乾燥火格子21によって燃焼部12に向かって搬送される。
The drying
燃焼部12は、乾燥部11で乾燥した廃棄物を主に燃焼させる部分である。燃焼部12では、廃棄物が主に火炎燃焼を起こし火炎が発生する。燃焼部12における廃棄物及び燃焼により発生した灰及び燃焼しきれなかった未燃物は、燃焼火格子22によって後燃焼部13に向かって搬送される。また、燃焼部12で発生した燃焼ガス及び火炎は、絞り部17を通過して後燃焼部13に向かって流れる。なお、燃焼火格子22は、乾燥火格子21と同じ高さに設けられているが、乾燥火格子21よりも低い位置に設けられていてもよい。
The
後燃焼部13は、燃焼部12で燃焼しきれなかった廃棄物(未燃物)を燃焼させる部分である。後燃焼部13では、燃焼ガスの輻射熱と一次空気によって、燃焼部12で燃焼しきれなかった未燃物の燃焼が促進される。その結果、未燃物の殆どが灰となって、未燃物は減少する。なお、後燃焼部13で発生した灰は、後燃焼部13の底面に設けられた後燃焼火格子23によってシュート24に向かって搬送される。シュート24に搬送された灰は、廃棄物焼却設備100の外部に排出される。なお、本実施形態の後燃焼火格子23は、燃焼火格子22よりも低い位置に設けられているが、燃焼火格子22と同じ高さに設けられていてもよい。
The
上述したように、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13では、生じる反応が異なるため、それぞれの壁面等は、生じる反応に応じた構成となっている。例えば、燃焼部12では火炎燃焼が生じるため、乾燥部11よりも耐火レベルが高い構造が採用されている。
As described above, since the reactions that occur in the drying
再燃焼部14は、燃焼ガスに含まれる未燃ガスを燃焼させる部分である。再燃焼部14は、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13から上方に向かって延び、その途中に二次空気が供給される。これにより、燃焼ガスは二次空気と混合及び撹拌され、燃焼ガスに含まれる未燃ガスが再燃焼部14で燃焼される。なお、燃焼部12及び後燃焼部13で生じる燃焼を一次燃焼と称し、再燃焼部14で生じる燃焼(つまり、一次燃焼で残存した未燃ガスの燃焼)を二次燃焼と称する。
The
気体供給装置50は、炉内に気体を供給する装置である。本実施形態の気体供給装置50は、一次空気供給部51と、二次空気供給部52と、排ガス供給部53と、を有している。それぞれの供給部は、気体を誘引又は送出するための送風機によって構成されている。
The
本明細書では、一次燃焼のために供給する気体を一次燃焼用気体と称する。一次燃焼用気体としては、一次空気、循環排ガス、それらの混合ガスが含まれる。一次空気とは、外部から取り込んだ空気であって、燃焼等に用いられていない(即ち、循環排ガスを除く)気体である。従って、一次空気には、外部から取り込んだ空気を加熱等した気体も含まれる。同様に、本明細書では、二次燃焼のために供給する気体を二次燃焼用気体と称する。二次燃焼用気体としては、二次空気、循環排ガス、それらの混合ガスが含まれる。二次空気の定義は一次空気と同様である。 In the present specification, the gas supplied for primary combustion is referred to as a primary combustion gas. The primary combustion gas includes primary air, circulating exhaust gas, and a mixed gas thereof. The primary air is air taken in from the outside and is not used for combustion or the like (that is, excluding circulating exhaust gas). Therefore, the primary air also includes a gas obtained by heating the air taken in from the outside. Similarly, in the present specification, the gas supplied for secondary combustion is referred to as a secondary combustion gas. The secondary combustion gas includes secondary air, circulating exhaust gas, and a mixed gas thereof. The definition of secondary air is similar to that of primary air.
一次空気供給部51は、一次空気供給経路71を介して炉内に一次空気を供給する。一次空気供給経路71は、第1供給経路71aと、第2供給経路71bと、第3供給経路71cと、に分岐されている。なお、一次空気供給経路71にヒータを設け、各部に供給する一次空気の温度を調整できるようにしてもよい。
The primary
第1供給経路71aは、乾燥火格子21の下方に設けられた乾燥段風箱25に一次空気を供給するための経路である。第1供給経路71aには第1ダンパ81が設けられており、乾燥段風箱25に供給する一次空気の供給量を調整することができる。また、第1ダンパ81は制御装置90によって制御されている。
The
第2供給経路71bは、燃焼火格子22の下方に設けられた燃焼段風箱26に一次空気を供給するための経路である。第2供給経路71bには第2ダンパ82が設けられており、燃焼段風箱26に供給する一次空気の供給量を調整することができる。また、第2ダンパ82は制御装置90によって制御されている。
The
第3供給経路71cは、後燃焼火格子23の下方に設けられた後燃焼段風箱27に一次空気を供給するための経路である。第3供給経路71cには第3ダンパ83が設けられており、後燃焼段風箱27に供給する一次空気の供給量を調整することができる。また、第3ダンパ83は制御装置90によって制御されている。
The
二次空気供給部52は、二次空気供給経路72を介して、焼却炉10の空気ガス保有空間16にその上部(天井部)から二次空気を供給するとともに、絞り部17によって燃焼ガスが方向を転換する部分(絞り部17の近傍)に二次空気を供給する。また、二次空気供給経路72には、制御装置90によって制御される第4ダンパ84が設けられており、各部への二次空気の供給量を調整することができる。
The secondary
排ガス供給部53は、循環排ガス供給経路73を介して、廃棄物焼却設備100から排出された排ガスを炉内に供給する(再循環させる)。廃棄物焼却設備100から排出された排ガスはろ過式の集じん器60で浄化され、その一部が排ガス供給部53によって燃焼部12の両側面(紙面手前側及び紙面奥側の面)から焼却炉10へ供給される。なお、排ガスが供給される位置は、特に限定されない。例えば、排ガスは焼却炉10の上方(天井部)から供給されてもよく、一方の側面のみから供給されていてもよい。排ガスを焼却炉10に供給することで、焼却炉10内の酸素濃度が低下し、燃焼温度の局所的な過上昇を抑えることができる。その結果、NOxの発生を抑えることができる。循環排ガス供給経路73には、制御装置90によって制御される第5ダンパ85が設けられており、循環排ガスの供給量を調整することができる。
The exhaust
焼却炉10には、図1及び図2に示すように、燃焼状態等を把握するための複数のセンサが設けられている。具体的には、焼却炉内ガス温度センサ91と、焼却炉出口ガス温度センサ92と、COガス濃度センサ93と、NOxガス濃度センサ94と、可視光カメラ95と、が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
焼却炉内ガス温度センサ91は、焼却炉10内(例えば空気ガス保有空間16よりも下流かつ後燃焼部13よりも上流)に配置されており、焼却炉内ガス温度を検出して制御装置90へ出力する。焼却炉出口ガス温度センサ92は、焼却炉10の出口近傍(例えば再燃焼部14よりも下流かつボイラ30よりも上流)に配置されており、焼却炉出口ガス温度を検出して制御装置90へ出力する。COガス濃度センサ93は、集じん器60の下流に配置されており、排ガスに含まれるCOガス濃度(焼却炉排出COガス濃度)を検出して制御装置90へ出力する。NOxガス濃度センサ94は、集じん器60の下流に配置されており、排ガスに含まれるNOxガス濃度(焼却炉排出NOxガス濃度)を検出して制御装置90へ出力する。
The
本実施形態では、可視光カメラ95が2つ設けられている。それぞれの可視光カメラ95は同じ構造である。また、可視光カメラ95は、3つ以上設けられていてもよい。可視光カメラ95は、3次元画像を作成することを目的として、複数設けられている。そのため、複数の可視光カメラ95の相対位置は予め記憶されている。なお、可視光カメラ95は、静止画を適切なインターバルで連続して撮像することを主目的とする機器であってもよいし、動画を撮像することを主目的とする機器であってもよい。動画は連続する複数の静止画であるため、何れの機器であっても、可視画像を取得するという機能は同じである。
In this embodiment, two
それぞれの可視光カメラ95は、火炎燃焼開始位置の可視画像、及び、主に乾燥火格子21を搬送される廃棄物の可視画像を取得することを目的としている。また、可視光カメラ95は、温度等を検出するための赤外線カメラではなく、廃棄物の外観(色や輝度等)の画像を取得するためのカメラである。従って、可視光カメラ95が取得する可視画像は、可視光カメラ95の視点から見た炉内の色や輝度等を示す画像である。なお、視点とは、計測器である可視光カメラ95が配置されている位置を示す。
Each of the
また、焼却炉10では、乾燥部11の下流側の端部で乾燥が完了して熱分解ガスが発生し、燃焼部12の上流側の端部で火炎燃焼が開始されることが想定されている。しかし、供給される廃棄物の性状(例えば廃棄物に含まれる水分量、廃棄物の燃え易さ、廃棄物の周囲の酸素量)によっては、乾燥部11の中途部で火炎燃焼が開始されたり燃焼部12の中途部でも火炎燃焼が開始していないことがある。なお、可視光カメラ95が取得する可視画像には、火炎が邪魔になるため、火炎の根元に位置する廃棄物が含まれない。
Further, in the
そのため、火炎燃焼開始位置を撮像するために、2つの可視光カメラ95の撮像範囲には、乾燥部11と燃焼部12の境界及びその近傍の画像がそれぞれ含まれる。また、本実施形態では、乾燥部11の廃棄物を撮像するために、2つの可視光カメラ95の撮像範囲には、乾燥部11の廃棄物の表面も含まれている。より具体的には、本実施形態の2つの可視光カメラ95の撮像範囲には、廃棄物の搬送方向において、乾燥部11の上流端から燃焼部12の中央までが含まれている。なお、2つの可視光カメラ95の撮像範囲は、本実施形態よりも狭くても広くてもよい。また、可視光カメラ95は、画像の撮像範囲を変更可能な構成であってもよい。この場合、この可視光カメラ95は、焼却炉10を停止させること無しに、撮像範囲を変更可能であってもよい。可視光カメラ95は、廃棄物の堆積量が多くなった場合でも適切に画像を取得する等の目的で、廃棄物よりも高い位置に配置されている。従って、可視光カメラ95は、下側に向けて傾斜して配置されている。なお、可視光カメラ95を傾斜させずに配置してもよい。
Therefore, in order to image the flame combustion start position, the imaging ranges of the two
図3に示すように、廃棄物の搬送方向と上下方向(鉛直方向)に垂直な方向を炉幅方向と称する。可視光カメラ95は乾燥部11の炉幅方向の端部に形成されている壁部である側壁11aから画像を取得する。具体的には、側壁11aには2つの窓部11bが設けられており、2つの可視光カメラ95は、それぞれの窓部11bを介して画像を取得する。窓部11bとは、炉内を観察するための部分であり、具体的には、側壁11aの一部を開口させ、透明(半透明を含む)な耐熱ガラス等で当該開口を塞いだ構成の部分である。なお、1つの窓部11bに2つの可視光カメラ95を配置してもよい。また、本実施形態では可視光カメラ95は搬送方向に並べて配置されているが、上下方向に並べて配置されていてもよい。
As shown in FIG. 3, the direction perpendicular to the waste transport direction and the vertical direction (vertical direction) is referred to as the furnace width direction. The
本実施形態では、左右の側壁11aのうち一方の側壁11aのみに2つの可視光カメラ95が配置されているが、両方の側壁11aにそれぞれ1又は複数の可視光カメラ95が配置されていてもよい。また、側壁11a以外の壁に可視光カメラ95が配置されていてもよい。
In the present embodiment, two
<制御装置が行う処理>制御装置90は、CPU、RAM、ROM等によって構成されており、種々の演算を行うとともに、廃棄物焼却設備100全体を制御する。画像処理装置96も同様に、CPU、RAM、ROM等によって構成されており、2つの可視光カメラ95が取得した可視画像に基づいて3次元可視画像を作成する処理(画像合成処理)を行うことができる。本実施形態では、制御装置90と画像処理装置96は、個別のハードウェアであるが、1つのハードウェアが制御装置90と画像処理装置96の両方の機能を有していてもよい。以下、制御装置90が行う燃焼制御であって、特に3次元可視画像を解析して行う制御について、図4及び図5のフローチャートに沿って説明する。図4及び図5は、燃焼を安定させるために制御装置90が行う制御を示すフローチャートである。
<Processing performed by the control device> The
<S101>初めに、制御装置90は、複数(2つ)の可視光カメラ95が取得した可視画像に基づいて画像処理装置96が作成した3次元可視画像を記憶する(S101)。複数の可視画像から3次元可視画像を作成する処理は公知の技術なので簡単に説明する。ここでは、2つの可視光カメラ95を区別するために第1及び第2を付けて説明することがある。第1可視光カメラが取得する可視画像には、第1可視光カメラの位置から見た火炎及び廃棄物の表面の色及び形状等が表れている。第2可視光カメラについても同様である。そして、火炎又は廃棄物の表面の特定箇所Aが、2つの可視画像のそれぞれ何処に表示されるかを特定する。上述したように第1可視光カメラと第2可視光カメラの位置関係は既知なので、三角法等に基づいて、第1又は第2可視光カメラから、火炎又は廃棄物の特定箇所Aまでの距離を計算できる。この処理を廃棄物の表面の他の部分についても行うことで、火炎又は廃棄物の表面の位置(3次元座標)を特定できる。なお、上述したように、可視光カメラ95が取得する可視画像には、火炎の根元に位置する廃棄物が含まれない。従って、3次元可視画像には、撮像範囲の廃棄物の全体ではなく一部のみの形状が示されている。
<S101> First, the
<S102>次に、制御装置90は、3次元可視画像の廃棄物の表面を複数の要素(分割単位)にメッシュ分割して、その要素毎に(1)廃棄物の厚みと(2)表面移動速度を算出して制御値と関連付けて記憶する(S102)。メッシュ分割とは、所定の条件で3次元可視画像の廃棄物を複数の領域に分割することである。本実施形態では、図6に示すように、搬送方向の平行線と炉幅方向の平行線をそれぞれ複数引くことで、廃棄物を格子状に分割している。本実施形態では、メッシュ分割された要素は四角形であるが、別の形状であってもよい。なお、複数の要素の形状や面積はそれぞれ同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、重要と考えられる部分だけを細かくメッシュ分割してもよい。また、廃棄物の厚みと表面移動速度は、後述のように燃焼制御の制御値を補正するために用いられるため、これらの値を補正データと称する。
<S102> Next, the
上記の(1)に関し、廃棄物の厚みとは、図6に示すように、火格子から廃棄物の表面までの上下方向に沿う長さである。火格子の表面(上面)の位置は、予め制御装置90等に記憶されている。また、3次元可視画像に基づいて、廃棄物の表面の位置を特定できる。従って、この2つの位置(座標)を比較することで、廃棄物の厚みを要素毎に算出できる。以上のようにして、1枚の3次元可視画像に基づいて、ある一時刻における、要素毎の廃棄物の厚みの分布を算出できる。なお、3次元可視画像は順次作成されるので、新たに作成された3次元可視画像に対しても同様に廃棄物の厚みが算出される。このようにして、制御装置90は、要素毎の廃棄物の厚みを算出し、所定の記憶部に時系列で記憶する。
Regarding (1) above, the thickness of the waste is the length along the vertical direction from the grate to the surface of the waste, as shown in FIG. The position of the surface (upper surface) of the grate is stored in advance in the
廃棄物の厚みを算出する意義は以下のとおりである。即ち、乾燥部11に堆積した廃棄物は、乾燥火格子21の乾燥操作(送り操作)に伴い、この廃棄物に含まれる水分が蒸発することで乾燥し、質量が低減するとともに体積も減少する。つまり、廃棄物の厚みの時間変化は、廃棄物が乾燥していく経過を示すものであり、乾燥操作の進行の程度の一種の指標となる。
The significance of calculating the thickness of waste is as follows. That is, the waste accumulated in the drying
上記の(2)に関し、廃棄物の表面移動速度とは、図6に示すように、廃棄物の表面が搬送方向に移動する速度である。図6では、分かり易くするために比較的厚みが大きい部分に太線を描き、この部分が移動する様子を示している。3次元可視画像には、廃棄物の表面の形状が表れているため、時系列で作成された3次元可視画像に基づいて、廃棄物の表面がどのように動いているかを得ることができる。従って、廃棄物の表面の特定部分の移動距離と、3次元可視画像が取得された時間間隔等と、に基づいて、メッシュ分割された要素毎の表面移動速度を算出できる。以上のようにして、要素毎の廃棄物の表面移動速度の分布を算出できる。なお、3次元可視画像は順次作成されるので、新たに作成された3次元可視画像及びその過去の3次元可視画像を用いて、廃棄物の新たな表面移動速度が算出される。このようにして、制御装置90は、廃棄物の表面移動速度を算出し、所定の記憶部に時系列で記憶する。
Regarding (2) above, the surface moving speed of the waste is the speed at which the surface of the waste moves in the transport direction, as shown in FIG. In FIG. 6, a thick line is drawn on a relatively thick portion for easy understanding, and a state in which this portion moves is shown. Since the shape of the surface of the waste is shown in the three-dimensional visible image, it is possible to obtain how the surface of the waste is moving based on the three-dimensional visible image created in time series. Therefore, the surface movement speed for each mesh-divided element can be calculated based on the movement distance of a specific portion of the surface of the waste, the time interval at which the three-dimensional visible image is acquired, and the like. As described above, the distribution of the surface moving speed of waste for each element can be calculated. Since the three-dimensional visible images are sequentially created, a new surface movement speed of the waste is calculated using the newly created three-dimensional visible images and the past three-dimensional visible images. In this way, the
廃棄物の表面移動速度を算出する意義は以下のとおりである。即ち、廃棄物の移動速度の時間変化は、乾燥部11に堆積した廃棄物が乾燥火格子21の乾燥操作(送り操作)により、体積を減少させながら、搬送方向に送られていく実速度を示すものであり、乾燥操作によって、廃棄物がどう「動かされてきた」かの指標である。なお、廃棄物の表面以外がどのように移動するかは3次元可視画像からは算出できないため、本実施形態では、「廃棄物の表面移動速度」が「廃棄物全体の移動速度」を示すとみなして、以降の計算を行う。
The significance of calculating the surface moving speed of waste is as follows. That is, the time change of the moving speed of the waste is the actual speed at which the waste accumulated in the drying
制御値とは、焼却炉10の燃焼状態を制御するために変更される値であり、例えば、各火格子の搬送速度、一次燃焼用気体の供給量、及び二次燃焼用気体の供給量等を定めるための値である。廃棄物の厚み、表面移動速度、及び後述の体積流量は、この制御値の影響を受ける。そのため、制御値の影響を考慮して評価及び制御を行うために、制御装置90は、廃棄物の厚み及び表面移動速度を、焼却炉10に設定した制御値と関連付けて記憶している。また、メッシュ分割された要素に応じて制御値が異なる場合(例えば乾燥火格子21上の要素と、燃焼火格子22上の要素と、では火格子の搬送速度が異なる)、制御装置90は、対応する要素に応じた制御値と関連付けて廃棄物の厚み及び表面移動速度を記憶する。
The control value is a value changed to control the combustion state of the
<S103>次に、制御装置90は、要素毎の廃棄物の厚みと表面移動速度に基づいて、要素毎の厚み経過情報を算出して制御値と関連付けて記憶する(S103)。厚み経過情報とは、図7に示すように、前記要素に位置する前記廃棄物が当該要素に位置するまでに、厚みが時系列でどのように変化したかを示す情報である。図7には、各要素の厚み経過情報がそれぞれグラフで模式的に示されている。このグラフに示すように、厚み経過情報は、「厚み」と「時間経過に伴う搬送方向位置」を対応付けた情報である。つまり、厚み経過情報とは、例えば要素Aに着目した場合、現時点で要素Aにある廃棄物が、過去に上流側の位置に存在していた時点でどのような厚みであったかを示す情報である。なお、厚み経過情報は、厚みと時刻を対応付けた情報であってもよい。
<S103> Next, the
厚み経過情報は、例えば以下のようにして算出できる。例えば、ある要素Aに着目した場合、現時点で要素Aの位置にある廃棄物の搬送経過(つまり、どの時刻にどの要素に位置していたか)は、要素A及びその上流側の要素の現在及び過去の表面移動速度に基づいて算出できる。また、要素毎かつ時刻毎の廃棄物の厚みは、ステップS102で算出されて記憶されている。従って、廃棄物の搬送経過が示す時刻及び要素と、廃棄物の厚みと、を対応付けることで、厚み経過情報を算出できる。このようにして、制御装置90は、廃棄物の厚み及び表面移動速度に基づいて、厚み経過情報を算出する。なお、3次元可視画像は順次作成されるので、新たに作成された3次元可視画像を用いて同様の計算を行うことで、廃棄物の新たな厚み経過情報が算出される。制御装置90は、算出した厚み経過情報を所定の記憶部に時系列で記憶する。なお、厚み経過情報を制御値と関連付ける処理及び理由は、ステップS102と同様である。
The thickness progress information can be calculated as follows, for example. For example, when focusing on a certain element A, the progress of transporting the waste at the position of the element A at the present time (that is, which element was located at which time) is the current state of the element A and the element on the upstream side thereof. It can be calculated based on the past surface movement speed. Further, the thickness of the waste for each element and each time is calculated and stored in step S102. Therefore, the thickness progress information can be calculated by associating the time and the element indicated by the transportation progress of the waste with the thickness of the waste. In this way, the
厚み経過情報を得る意義は以下のとおりである。即ち、厚み経過情報は、乾燥部11に堆積した廃棄物が乾燥火格子21の乾燥操作(送り操作)により、火格子上を堆積して通過していくなかで、どのように体積を減少させながら、送り方向に送られていく過程を示すものであり、乾燥操作によって、廃棄物がどう体積を減らしてきたのかの指標である。
The significance of obtaining thickness progress information is as follows. That is, the thickness progress information reduces the volume of the waste accumulated in the drying
<S104>次に、制御装置90は、要素毎の廃棄物の表面移動速度と厚み経過情報に基づいて、要素毎の体積流量経過情報を算出して制御値と関連付けて記憶する(S104)。体積流量経過情報とは、図8に示すように、前記要素に位置する前記廃棄物が当該要素に位置するまでに体積流量が時系列でどのように変化したかを示す情報である。図8には、各要素の体積流量経過情報がそれぞれグラフで模式的に示されている。このグラフに示すように、体積流量経過情報は、「体積流量」と「時間経過に伴う搬送方向位置」を対応付けた情報である。つまり、体積流量経過情報とは、例えば要素Aに着目した場合、現時点で要素Aにある廃棄物が、過去に上流側の位置に存在していた時点でどのような体積流量であったかを示す情報である。なお、体積流量経過情報は、体積流量と時刻の対応関係を示す情報であってもよい。
<S104> Next, the
体積流量は、単位時間に移動する廃棄物の体積である。従って、体積流量は、「廃棄物の厚み」、「廃棄物の表面移動速度」、「炉幅長さ」をそれぞれ掛け合わせることで、算出できる。また、要素毎の体積流量を算出する場合の炉幅長さは、各要素の炉幅長さである。従って、体積流量経過情報は、「厚み経過情報が示す廃棄物の厚み」と「廃棄物の表面移動速度」を要素(位置)及び時刻を合わせて掛け合わせた値に、「各要素の炉幅長さ」を掛けることで算出できる。このようにして、制御装置90は、要素毎の体積流量経過情報を算出し、所定の記憶部に記憶する。なお、3次元可視画像は順次作成されるので、新たに作成された3次元可視画像を用いて同様の計算を行うことで、廃棄物の新たな体積流量経過情報が算出される。制御装置90は、算出した体積流量経過情報を制御値と関連付けて所定の記憶部に時系列で記憶する。なお、体積流量経過情報を制御値と関連付ける処理及び理由は、ステップS102と同様である。また、炉幅長さは定数なので、体積流量経過情報は、廃棄物の厚み及び表面移動速度のみの関数である。言い換えれば、体積流量経過情報は、廃棄物の厚みだけでなく、移動速度も含む概念の情報である。
Volumetric flow rate is the volume of waste that moves per unit time. Therefore, the volumetric flow rate can be calculated by multiplying the "waste thickness", "waste surface moving speed", and "furnace width length", respectively. Further, the furnace width length when calculating the volume flow rate for each element is the furnace width length of each element. Therefore, the volume flow rate progress information is the value obtained by multiplying the "thickness of waste indicated by the thickness progress information" and the "surface movement speed of waste" by combining the elements (position) and the time, and "the furnace width of each element". It can be calculated by multiplying by "length". In this way, the
なお、各火格子の炉幅長さが一定であって各要素の炉幅長さが一定である場合は、炉幅長さを掛ける処理を省略してもよい。なぜなら、燃焼制御に必要となるのは、体積流量の具体的な値ではなく、その変化態様だからである。言い換えれば、図8の上側の図のグラフの縦軸は、具体的な体積流量に限られず、体積流量に比例する(相関する)値であってもよい。 If the furnace width length of each grate is constant and the furnace width length of each element is constant, the process of multiplying the furnace width length may be omitted. This is because what is required for combustion control is not a specific value of the volumetric flow rate, but a variation mode thereof. In other words, the vertical axis of the graph in the upper figure of FIG. 8 is not limited to a specific volume flow rate, and may be a value proportional (correlated) to the volume flow rate.
体積流量経過情報を取得する意義は以下のとおりである。即ち、乾燥部11に堆積した廃棄物は、乾燥火格子21の乾燥操作(送り操作)に伴い、水分が蒸発することで圧縮されて、質量及び体積が低減する。つまり、体積流量経過情報は、廃棄物が乾燥していく経過を示すものであり、乾燥操作の進行の程度の直接的な指標である。ここで、廃棄物の乾燥が進行し、廃棄物からの水分が蒸発する状態(乾燥状態)から、水分の蒸発量が減少して廃棄物層の内部温度が上昇することで、廃棄物から熱分解ガスが発生する状態(熱分解状態)に移行する。また、熱分解状態となることで燃焼が開始可能となるため、熱分解状態に移行した後の状態を「燃焼開始可能状態」と称する。また、燃焼開始可能状態に移行することで、廃棄物の体積変化の程度が小さくなる。そのため、体積流量経過情報は、燃焼開始可能状態の程度を評価するのに最も適した指標である。
The significance of acquiring volumetric flow rate progress information is as follows. That is, the waste accumulated in the drying
<S105>次に、制御装置90は、要素毎の体積流量経過情報に基づいて、要素毎に現在が燃焼開始可能状態か否かを判定して判定結果を記憶する(S105)。上述したように、燃焼開始可能状態に移行するタイミングで、廃棄物の体積流量の変化の程度が大きく低下する。従って、要素毎の体積流量経過情報に基づいて、当該要素が燃焼開始状態か否かを判定できる。ただし、体積流量の変化の程度は、焼却炉10の制御値に応じて異なるため、制御値に応じた条件(例えば閾値)を用いて判定を行うことが好ましい。なお、廃棄物が燃焼開始可能状態となっても、実際に燃焼が開始しているとは限らない。なぜなら、廃棄物が燃焼開始可能状態となっても、廃棄物の周囲の酸素量や温度条件によっては、燃焼が発生しないからである。
<S105> Next, the
ここで、上述したように、可視光カメラ95が取得する可視画像には、火炎の根元に位置する廃棄物が含まれない。従って、火炎が発生している位置及びその近傍の廃棄物については、体積流量経過情報を算出できない。ここで、廃棄物が燃焼開始可能状態になってから火炎が発生するまでの時間が比較的長い場合、体積流量経過情報に基づいて、燃焼開始可能状態となった要素を特定できる。しかし、廃棄物が燃焼開始可能状態になると同時に火炎が発生した場合、体積流量の変化の程度が大きく変化したという事実を検出できないため、体積流量経過情報のみに基づいて、燃焼開始可能状態となった要素を特定することは困難である。
Here, as described above, the visible image acquired by the
<S106>そのため、体積流量経過情報の抜けを補うために、制御装置90は、3次元可視画像に基づいて、火炎が発生しているか否かを要素毎に判定して記憶する(S106)。制御装置90は、例えば火炎と廃棄物の色及び輝度の違いに基づいて、火炎の位置を特定する。そして、廃棄物の要素毎に、当該廃棄物から火炎が発生しているか否かを判定して、その判定結果を記憶する。なお、1つの可視光カメラ95が取得した可視画像を用いても、火炎の発生の有無を検出することは可能である。しかし、これでは火炎の発生位置を正確に判定できないので、要素毎の火炎の発生の有無を判定できない。従って、本実施形態のように3次元可視画像に基づいて判定を行う必要がある。
<S106> Therefore, in order to compensate for the omission of the volume flow rate progress information, the
<S107>次に、制御装置90は、火炎が発生しているか否かの要素毎の判定結果に基づいて、火炎の発生が開始した位置(火炎発生開始位置)及び時刻を特定して記憶する(S107)。火炎の発生が開始した位置とは、3次元可視画像に含まれている火炎のうち搬送方向の最も上流側にある火炎の位置(更に詳細には火炎のうち廃棄物の表面に存在している部分の位置)である。言い換えれば、ステップS106で火炎が発生していると判定された要素のうち、搬送方向で最も上流側にある要素を特定する。これにより、ある時刻における火炎発生開始位置が特定される。この処理を時系列で作成された3次元可視画像を用いて行うことで、火炎の発生が開始した位置及び時刻を特定できる。
<S107> Next, the
<S108>次に、制御装置90は、燃焼開始可能状態であるか否かの要素毎の判定結果と、火炎発生開始位置の判定結果と、に基づいて燃焼開始評価位置を特定する(S108)。燃焼開始評価位置とは、焼却炉10全体として燃焼が開始した位置の指標であって燃焼を評価するための位置である。言い換えれば、燃焼開始評価位置とは、廃棄物の焼却処理において「どこで燃焼が開始したか」を焼却炉10全体で代表させる位置である。多様な性状の物質の混合物である廃棄物を焼却する場合、それぞれの物質が「燃焼開始可能状態」となるまでの時間も多様であるため、「燃焼開始可能状態となる位置」や「火炎の発生が開始する位置」も、多様となり、搬送方向における位置が一致するとは限らない。例えば、図9に示すような分布が生じる可能性がある。なお、図9は、搬送部20を上下方向で見た模式図であり、図9に示す正方形の1つ1つがメッシュ分割された要素である。上述したように、燃焼開始可能状態となっているにもかかわらず、火炎が発生していない(燃焼が開始していない)要素も存在する。図9に示すように、燃焼開始可能状態となる位置や火炎有無に基づく燃焼開始位置はバラツキがあるため、要素毎の判定結果を総括的に評価して、焼却炉10全体としての燃焼開始評価位置を特定する。特に、火炎が邪魔になって廃位物の体積流量経過情報が十分に得られていない要素については、火炎有無に基づく燃焼開始位置を参照して焼却炉10全体としての燃焼開始評価位置を特定する。
<S108> Next, the
また、この方法は、廃棄物の「塊り」内のそれぞれが含有する多様な性状の物質の性状・混合比率が変化した場合であっても同様の挙動を示す「体積流量経過情報」を用いて燃焼開始可能状態の判定を行うため、燃焼開始可能状態の判定を高い信頼性で行うことができる。燃焼開始評価位置は、搬送方向の位置を示すものであるが、例えば、炉幅方向に伸びる直線又は曲線として取り扱うこともできる。 In addition, this method uses "volume flow rate progress information" that shows the same behavior even when the properties and mixing ratio of substances with various properties contained in each "lump" of waste change. Since the combustion startable state is determined, the combustion startable state can be determined with high reliability. The combustion start evaluation position indicates a position in the transport direction, but can also be treated as, for example, a straight line or a curved line extending in the furnace width direction.
なお、燃焼開始評価位置は、乾燥部11ではなく燃焼部12に存在している可能性もある。その場合であっても燃焼開始評価位置を特定するため、上述した、ステップS101からS108の処理は、乾燥部11だけでなく燃焼部12の廃棄物に対しても行うことが好ましい。
The combustion start evaluation position may exist in the
<S109>次に、制御装置90は、燃焼開始評価位置の時間変化に基づいて、燃焼開始評価位置が上流側に移動しているか否かを判定する(S109)。この判定は、過去に算出した燃焼開始評価位置と、現在の燃焼開始評価位置を比較すること等によって行われる。例えば、焼却炉10に供給される廃棄物に含まれる水分量が少なくなったり、燃え易い廃棄物が供給されるようになった場合、乾燥部11で廃棄物を乾燥(及び乾燥に伴う熱分解を含む、以下同じ)させるために実際に必要な時間(実乾燥時間)が短くなる。従って、実乾燥時間が、予め想定されている廃棄物の想定乾燥時間よりも短くなる(差異が生じる)。この場合、図10に示すように、乾燥部11の中途部で乾燥が完了するため、乾燥部11の中途部で火炎燃焼が発生する(燃焼開始位置が上流側に移動する)こととなる。
<S109> Next, the
この状態を放置していると、乾燥部11で火炎燃焼が進行してしまうために、燃焼部12における火炎燃焼に必要な滞留時間が短くなることとなり、燃焼部12の途中で火炎燃焼の次の段階である後燃焼が徐々に開始する。その結果、火格子上の乾燥、燃焼、後燃焼のそれぞれの位置が全体的に、上流側へ徐々に移動していくこととなり、燃え切り位置(火炎燃焼の終了位置)が適切な範囲から外れてしまい、安定な燃焼を維持できなくなる。
If this state is left unattended, flame combustion will proceed in the drying
<S110>これを防止するため、制御装置90は、基本的には燃焼開始評価位置が上流側に移動していると判定した場合(S109でYesの場合)、乾燥火格子21の廃棄物の搬送速度(以下、単に搬送速度)を増速させる(S110)。上述のように、搬送速度を増速させるためには、乾燥火格子21の可動火格子の動作速度を増速させるか、それに代えて又は加えて、乾燥火格子21の可動火格子の停止時間を短くする。これにより、火格子上の乾燥、燃焼、後燃焼のそれぞれの位置が上流側に移動する事態を防止することができる。従って、燃え切り位置を適切な範囲に収めることができるので、安定な燃焼を維持することができる。なお、可動火格子の動作速度又は停止時間は、搬送速度の制御における制御値の一例である。
<S110> In order to prevent this, the
ただし、乾燥火格子21の搬送速度を増速させた際の判定に用いた燃焼開始評価位置の情報は、既に乾燥が終了した廃棄物に関する情報(過去の情報)であることを踏まえ、現に乾燥部11にある廃棄物の性状に関する情報である上記の補正データに基づいて、搬送速度の増速の程度を補正することで、更に安定な燃焼を維持できる。なお、ステップS110の処理及び他の処理において、補正データに基づく補正を行う際は、廃棄物の厚みの時間変化、及び、廃棄物の表面の移動速度の時間変化の少なくとも何れかを使用して補正を行う。
However, based on the fact that the information on the combustion start evaluation position used for the determination when the transport speed of the drying
具体的には、廃棄物の厚みの減少が加速している場合(即ち、単位時間あたりの厚みの減少量(正)が大きくなっている場合)、実乾燥時間が想定乾燥時間よりも更に短くなる傾向にあるため、搬送速度を更に増速させることが好ましい場合がある。また、廃棄物の表面の移動速度は、廃棄物の現在の搬送速度に関する情報であるため、これらの値を考慮して、乾燥火格子21の搬送速度を変更することが好ましい。
Specifically, when the decrease in the thickness of waste is accelerating (that is, when the amount of decrease in thickness per unit time (positive) is large), the actual drying time is even shorter than the assumed drying time. Therefore, it may be preferable to further increase the transport speed. Further, since the moving speed of the surface of the waste is information on the current transport speed of the waste, it is preferable to change the transport speed of the
なお、焼却炉10で生じる乾燥及び燃焼は、焼却炉10の形状や構造、及び投入される廃棄物によって大きく異なる。また、要求される処理量、焼却炉10の耐久性、及び排ガスに関する法規制等によっても、目標とする状態が大きく異なる。そのため、燃焼開始評価位置が上流側に移動していても搬送速度を増速させる制御が行われない場合も考えられる。同様に、補正データに基づく搬送速度の補正についても、上記とは逆の補正が行われる可能性もある。なお、制御装置90は、乾燥火格子21の搬送速度の増速の要否及びその程度について、燃焼開始評価位置が上流側に移動しているか否か、及び補正データだけでなく、更に別の検出データ(例えば焼却炉内ガス温度センサ91からNOxガス濃度センサ94等の検出データ)に基づいて決定することが好ましい。
The drying and combustion generated in the
<S111>制御装置90は、燃焼開始評価位置が上流側に移動していないと判定した場合(S109でNoの場合)、燃焼開始評価位置の時間変化に基づいて、燃焼開始評価位置が下流側に移動しているか否かを判定する(S111)。この判定は、上記と同様に、過去に算出した燃焼開始評価位置と、現在の燃焼開始評価位置を比較すること等によって行われる。
<S111> When the
例えば、焼却炉10に供給される廃棄物に含まれる水分量が多くなったり、燃えにくい廃棄物が供給されるようになった場合、乾燥部11で廃棄物を乾燥させるための実乾燥時間が長くなる。従って、実乾燥時間が、予め想定されている廃棄物の想定乾燥時間よりも長くなる(差異が生じる)。この場合、図11に示すように、乾燥部11の下流側の端部でも乾燥が完了していないため、燃焼部12の中途部で火炎燃焼が開始する(燃焼開始位置が下流側に移動する)こととなる。
For example, when the amount of water contained in the waste supplied to the
この状態を放置していると、燃焼部12で必要な火炎燃焼のための滞留時間が確保されないため、燃焼部12で完結されるはずの火炎燃焼が後燃焼部13にズレ込むこととなり、後燃焼部13の中途部で後燃焼が開始することとなる。その結果、火格子上の乾燥、燃焼、後燃焼のそれぞれの位置が全体的に、下流側へ徐々に移動していくこととなり、燃焼開始位置及び燃え切り位置が適切な範囲から外れてしまい、安定な燃焼を維持できなくなる。
If this state is left unattended, the residence time required for flame combustion is not secured in the
<S112>これを防止するため、制御装置90は、基本的には燃焼開始評価位置が下流側に移動していると判定した場合(S111でYesの場合)、乾燥火格子21の搬送速度を減速させる(S112)。上述のように、搬送速度を減速させるためには、乾燥火格子21の可動火格子の動作速度を減速させるか、それに代えて又は加えて、乾燥火格子21の可動火格子の停止時間を長くする。これにより、火格子上の乾燥、燃焼、後燃焼のそれぞれの位置が下流側に移動する事態を防止することができる。従って、燃焼開始位置及び燃え切り位置を適切な範囲に収めることができるので、安定な燃焼を維持することができる。
<S112> In order to prevent this, the
また、搬送速度を減速させる場合においても、上記と同様の理由により、補正データに基づいて補正を行うことが好ましい。具体的には、廃棄物の厚みの減少が加速している場合、実乾燥時間が想定乾燥時間よりも短くなる傾向にあるため、搬送速度を減速させる程度を小さくすることが好ましい場合がある。また、廃棄物の表面の移動速度が加速している場合も同様に、実乾燥時間が想定乾燥時間よりも短くなる傾向にあるため、搬送速度の減速させる程度を小さくすることが好ましい場合がある。なお、搬送速度の増速時の補正において説明した理由により、環境等の状況によっては、補正データに基づく搬送速度の補正について、上記とは逆の補正が行われる可能性もある。また、搬送速度の減速時の制御においても、更に別の検出データに基づいて制御値を決定することが好ましい。 Further, even when the transport speed is reduced, it is preferable to perform the correction based on the correction data for the same reason as described above. Specifically, when the decrease in the thickness of the waste is accelerating, the actual drying time tends to be shorter than the assumed drying time, so it may be preferable to reduce the degree of deceleration of the transport speed. Similarly, when the moving speed of the surface of the waste is accelerating, the actual drying time tends to be shorter than the assumed drying time. Therefore, it may be preferable to reduce the degree of deceleration of the transport speed. .. For the reason explained in the correction at the time of increasing the transport speed, the correction of the transport speed based on the correction data may be performed in the opposite direction to the above depending on the conditions such as the environment. Further, also in the control at the time of deceleration of the transport speed, it is preferable to determine the control value based on still another detection data.
また、実乾燥時間と予め想定されている廃棄物の想定乾燥時間とに差異が生じたとして、乾燥火格子21の搬送速度を変更させることは、現に乾燥火格子21から燃焼火格子22に供給されている廃棄物の性状は既に従来の想定と異なっていることを意味する。その結果、その状態で燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度を従来と同じにしていると、既に燃焼、後燃焼に必要な時間は変化しているため、安定な燃焼を維持できない。
Further, assuming that there is a difference between the actual drying time and the estimated drying time of the waste that is assumed in advance, changing the transport speed of the
<S113>これを防止するため、制御装置90は、乾燥火格子21の搬送速度を変更した場合(S109又はS111でYesの場合)、乾燥火格子21の搬送速度の変更の原因である廃棄物の性状の変化の状態に応じて、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度を変更する(S113)。なお、制御装置90は、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度の変更の要否及び変更すべき量について、乾燥火格子21の搬送速度の変更量だけではなく、他の検出データにも基づいて決定することが好ましい。
<S113> In order to prevent this, when the transfer speed of the
また、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度を変更する場合においても、上記と同様の理由により、補正データに基づいて補正を行うことが好ましい。基本的には、乾燥火格子21と同様に、燃焼火格子22と後燃焼火格子23の搬送速度を変更することが好ましいが、乾燥火格子21に存在する廃棄物が後燃焼火格子23に到達するまでのタイムラグ(言い換えれば、各部の廃棄物の性状の違い)、乾燥部11での乾燥時間、燃焼部12での燃焼時間、後燃焼部13での後燃焼時間に相関関係があるとは言い切れない等の理由により、上記とは異なる制御を行うことが好ましい場合も考えられる。
Further, even when the transport speeds of the
<S114>次に、制御装置90は、乾燥火格子21の搬送速度の変更の原因である廃棄物の性状の変化の状態に応じて、第1ダンパ81から第5ダンパ85の少なくとも何れかを調整することで、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を調整する(S114)。即ち、この第1ダンパ81から第5ダンパ85の開度が制御値の一例である。従来では、例えば焼却炉内ガス温度センサ91からNOxガス濃度センサ94の検出データ等を用いて、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を調整している。
<S114> Next, the
これに対し、本実施形態では、他の検出データに加えて、燃焼開始評価位置の移動方向(上流側に移動しているか、下流側に移動しているか)に基づいて、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を調整する。ここで、燃焼開始評価位置が上流側に移動していて各火格子の搬送速度を増速させた場合、廃棄物の性状にも関係するが一般的には、熱分解ガスの時間あたりの発生量が多くなるとともに、一次燃焼が行われることで生じる一次燃焼ガス(CO等の未燃焼ガスを含む)の時間あたりの発生量が多くなる。従って、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を増加させる必要がある。一方で、燃焼開始評価位置が下流側に移動していて各火格子の搬送速度を減速させた場合、廃棄物の性状にも関係するが一般的には、熱分解ガスの時間あたりの発生量が少なくなるとともに、一次燃焼が行われることで生じる時間あたりの一次燃焼ガス時間あたりの発生量が少なくなる。従って、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を低減させる必要がある。 On the other hand, in the present embodiment, in addition to other detection data, the primary combustion gas and the primary combustion gas are based on the moving direction of the combustion start evaluation position (whether it is moving to the upstream side or the downstream side). Adjust the supply amount of secondary combustion gas. Here, when the combustion start evaluation position is moved to the upstream side and the transport speed of each grate is increased, it is generally generated per hour of pyrolysis gas, although it is related to the properties of waste. As the amount increases, the amount of primary combustion gas (including unburned gas such as CO) generated by the primary combustion increases per hour. Therefore, it is necessary to increase the supply amount of the primary combustion gas and the secondary combustion gas. On the other hand, when the combustion start evaluation position is moved to the downstream side and the transport speed of each grate is slowed down, the amount of pyrolysis gas generated per hour is generally related to the properties of waste. And the amount of primary combustion gas generated per hour due to the primary combustion is reduced. Therefore, it is necessary to reduce the supply amount of the primary combustion gas and the secondary combustion gas.
また、一次燃焼用気体及び二次燃焼用気体の供給量を変更する場合においても、上記と同様の理由により、補正データに基づいて補正を行うことが好ましい。例えば、一次燃焼用気体の1つである一次空気は、乾燥部11での乾燥だけでなく燃焼部12での燃焼にも用いられるため、実乾燥時間を短くすることが好ましい場合は、一次空気の供給量を増加させることが好ましい場合がある。ただし、一次空気は燃焼部12での燃焼にも用いられるため、このような補正が行われない場合もある。
Further, even when the supply amounts of the primary combustion gas and the secondary combustion gas are changed, it is preferable to perform the correction based on the correction data for the same reason as described above. For example, primary air, which is one of the primary combustion gases, is used not only for drying in the drying
また、廃棄物の性状は常に変化する可能性があるため、制御装置90は、ステップS112でNoの場合、及びステップS114の処理の後に、再びステップS101以降の処理を行う。これにより、廃棄物の性状が変化した場合であっても、廃棄物の乾燥及び燃焼の進行状況が適正になるように修正することができるため、燃焼開始位置及び燃え切り位置を適切な範囲に収め、安定な燃焼を維持することができる。
Further, since the properties of the waste may change at all times, the
以上に示したように、本実施形態の燃焼状況評価方法は、乾燥部11と燃焼部12と後燃焼部13とに区分されており、廃棄物が堆積した状態で間欠的に動作することで当該廃棄物を搬送する火格子を備える焼却炉10に対して行われる。この燃焼状況評価方法は、作成工程と、分割工程と、火炎判定工程と、第1算出工程と、第2算出工程と、第3算出工程と、状態判定工程と、評価工程と、を含む。作成工程では、複数の可視光カメラ95を用いて、火炎及び少なくとも乾燥部11に堆積した廃棄物を観測して、視点が異なる複数の可視画像を取得し、当該複数の可視画像に基づいて、3次元可視画像を作成する。分割工程では、3次元可視画像の廃棄物を複数の要素にメッシュ分割する。火炎判定工程では、3次元可視画像に基づいて、廃棄物から火炎が発生しているか否かを要素毎に判定する。第1算出工程では、3次元可視画像に基づいて、廃棄物の厚み、及び、廃棄物の表面移動速度を要素毎に算出する。第2算出工程では、第1算出工程の算出結果に基づいて、要素に位置する廃棄物が当該要素に位置するまでに厚みが時系列でどのように変化したかを示す厚み経過情報を、要素毎に算出する。第3算出工程では、第1算出工程及び第2算出工程の算出結果に基づいて、要素に位置する廃棄物が当該要素に位置するまでに体積流量が時系列でどのように変化したかを示す体積流量経過情報を、要素毎に算出する。状態判定工程では、体積流量経過情報を解析して、廃棄物が乾燥状態から熱分解状態に移行した状態を示す燃焼開始可能状態であるか否かを要素毎に判定する。評価工程では、火炎判定工程及び状態判定工程の判定結果に基づいて、焼却炉10全体として燃焼が開始した位置の指標であって燃焼を評価するための位置である燃焼開始評価位置を特定する。
As shown above, the combustion condition evaluation method of the present embodiment is divided into a drying
これにより、燃焼が開始可能となった位置と、火炎に基づいて燃焼が開始したと判定した位置と、の両方に基づいて、燃焼開始位置を評価するため、廃棄物及び燃焼の状態をより的確に評価できる。特に、廃棄物の体積流量が時系列でどのように変化してきたかに基づいて燃焼開始評価位置を特定するため、高い信頼性で燃焼開始評価位置を特定できる。 As a result, the combustion start position is evaluated based on both the position where combustion can be started and the position where combustion is determined to have started based on the flame, so that the state of waste and combustion can be more accurately determined. Can be evaluated. In particular, since the combustion start evaluation position is specified based on how the volumetric flow rate of the waste has changed over time, the combustion start evaluation position can be specified with high reliability.
また、本実施形態の燃焼状況評価方法において、火炎判定工程では、廃棄物から火炎が発生している要素のうち、廃棄物の搬送方向の最も上流側に位置する要素の位置を火炎発生開始位置として特定する。評価工程では、火炎発生開始位置及び状態判定工程の判定結果に基づいて、燃焼開始評価位置を特定する。 Further, in the combustion condition evaluation method of the present embodiment, in the flame determination step, among the elements in which the flame is generated from the waste, the position of the element located on the most upstream side in the waste transport direction is set as the flame generation start position. Identify as. In the evaluation step, the combustion start evaluation position is specified based on the judgment result of the flame generation start position and the state determination step.
これにより、火炎が発生したか否かの判定結果を有効に活用して、燃焼開始評価位置を特定できる。 As a result, the combustion start evaluation position can be specified by effectively utilizing the determination result of whether or not a flame has occurred.
また、本実施形態の燃焼制御方法では、燃焼開始評価位置が搬送方向上流側に移動していることが特定された場合は、乾燥火格子21による廃棄物の搬送速度を増速させる制御を行う。燃焼開始評価位置が搬送方向下流側に移動していることが特定された場合は、乾燥火格子21による廃棄物の搬送速度を減速させる制御を行う。
Further, in the combustion control method of the present embodiment, when it is specified that the combustion start evaluation position is moved to the upstream side in the transport direction, the
これにより、想定乾燥時間と実乾燥時間との差異を小さくすることができるので、廃棄物の乾燥及び燃焼の進行状況をより適正にすることができる。その結果、燃え切り位置を適切な範囲に収め、安定な燃焼を維持することができる。 As a result, the difference between the assumed drying time and the actual drying time can be reduced, so that the progress of drying and burning of the waste can be made more appropriate. As a result, the burnout position can be kept within an appropriate range, and stable combustion can be maintained.
また、本実施形態の燃焼制御方法では、第1算出工程で算出した、廃棄物の厚み、及び、廃棄物の表面移動速度の少なくとも何れかに基づいて、乾燥火格子21による廃棄物の搬送速度を変速させるための制御値を補正する。
Further, in the combustion control method of the present embodiment, the waste transport speed by the
これにより、燃焼開始評価位置に加え、現に乾燥部11にある廃棄物の性状に関する情報を用いて制御値を補正できるので、補正をしないときと比較して、現に乾燥部11にある廃棄物により合致した安定な燃焼を維持することができる。
As a result, the control value can be corrected by using the information on the properties of the waste actually in the drying
また、本実施形態の燃焼制御方法では、乾燥火格子21の搬送速度を変更するとともに、乾燥火格子21の搬送速度の変更の原因である廃棄物の性状の変化の状態に応じて、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の火格子の搬送速度を変更する。
Further, in the combustion control method of the present embodiment, the transport speed of the
これにより、乾燥火格子21の搬送速度のみならず、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の搬送速度を変更することで、燃焼状態の全体の変動を修正できる。
Thereby, by changing not only the transport speed of the
また、本実施形態の燃焼制御方法では、燃焼開始評価位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかに基づいて、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13の少なくとも何れかへ供給する一次燃焼用気体の供給量を調整する。
Further, in the combustion control method of the present embodiment, the drying
これにより、廃棄物の搬送速度を変更したことに起因する一次燃焼用気体の過不足を修正することができるので、乾燥、燃焼、及び後燃焼をより適切に行うことができる。 As a result, it is possible to correct the excess or deficiency of the primary combustion gas caused by changing the transport speed of the waste, so that drying, combustion, and post-combustion can be performed more appropriately.
また、本実施形態の燃焼制御方法において、焼却炉10では、乾燥部11、燃焼部12、及び後燃焼部13で行われる一次燃焼と、当該一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼と、が行われる。燃焼開始評価位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかに基づいて、二次燃焼用気体の供給量を調整する。
Further, in the combustion control method of the present embodiment, in the
これにより、燃焼開始評価位置の移動方向に基づいて一次燃焼の進行状況(即ち一次燃焼ガスの発生量等)を推測することができるので、それに応じて二次燃焼用気体の供給量を調整することで、二次燃焼において一次燃焼ガスに含まれる未燃焼ガスを十分に燃焼させることができる。 As a result, the progress of primary combustion (that is, the amount of primary combustion gas generated, etc.) can be estimated based on the moving direction of the combustion start evaluation position, and the supply amount of secondary combustion gas is adjusted accordingly. As a result, the unburned gas contained in the primary combustion gas can be sufficiently burned in the secondary combustion.
以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the above configuration can be changed as follows, for example.
上記実施形態では、乾燥部11の搬送方向の全体(上流端から下流端まで)の3次元可視画像を作成する処理を説明した。これに代えて、制御装置90は、乾燥部11の搬送方向の一部(例えば上流端及びその近傍を除いた部分、あるいは、搬送方向の中央よりも下流側の部分)の3次元可視画像を作成する構成であってもよい。
In the above embodiment, the process of creating a three-dimensional visible image of the entire transport direction (from the upstream end to the downstream end) of the drying
上記実施形態では、火炎燃焼評価位置の移動方向に基づいて、乾燥火格子21から後燃焼火格子23(特に乾燥火格子21)の搬送速度と、一次燃焼用気体と二次燃焼用気体の供給量と、を変更する処理を行ったが、燃焼開始評価位置の移動方向に加えて、移動速度を用いて、これらの値を変更する処理を行ってもよい。
In the above embodiment, the transport speed from the
上記実施形態で示したフローチャートは一例であり、一部の処理を省略したり、一部の処理の内容を変更したり、新たな処理を追加したりしてもよい。例えば、上記実施形態では、ステップS110,S112,S113,S114の全てにおいて補正データに基づいて補正を行うが、これらの処理の少なくとも1つについて、補正データに基づく補正を省略してもよい。また、ステップS111において、燃焼火格子22及び後燃焼火格子23の両方ではなく一方のみに対して、補正データに基づく補正を行ってもよい。
The flowchart shown in the above embodiment is an example, and some processes may be omitted, the contents of some processes may be changed, or new processes may be added. For example, in the above embodiment, the correction is performed based on the correction data in all of steps S110, S112, S113, and S114, but the correction based on the correction data may be omitted for at least one of these processes. Further, in step S111, correction based on the correction data may be performed on only one of the
上記実施形態では、燃焼制御で用いる検出データとして、焼却炉内ガス温度センサ91、焼却炉出口ガス温度センサ92、COガス濃度センサ93、及びNOxガス濃度センサ94の検出データを挙げて説明したが、少なくとも1つの検出データを省略して燃焼制御を行ってもよいし、上記とは別の検出データを加えて燃焼制御を行ってもよい。別の検出データとしては、例えば、排ガスからの熱量回収に伴うボイラ蒸発量、又は、水噴霧により冷却を行う場合は水噴霧冷却用水量等を用いることができる。
In the above embodiment, as the detection data used in the combustion control, the detection data of the incinerator
10 焼却炉
11 乾燥部
12 燃焼部
13 後燃焼部
21 乾燥火格子
22 燃焼火格子
23 後燃焼火格子
90 制御装置
95 可視光カメラ
96 画像処理装置
10
Claims (7)
複数の可視光カメラを用いて、火炎及び少なくとも前記乾燥部に堆積した前記廃棄物を観測して、視点が異なる複数の可視画像を取得し、当該複数の可視画像に基づいて、3次元可視画像を作成する作成工程と、
前記3次元可視画像の前記廃棄物を複数の要素にメッシュ分割する分割工程と、
前記3次元可視画像に基づいて、前記廃棄物から火炎が発生しているか否かを前記要素毎に判定する火炎判定工程と、
前記3次元可視画像に基づいて、前記廃棄物の厚み、及び、前記廃棄物の表面移動速度を前記要素毎に算出する第1算出工程と、
前記第1算出工程の算出結果に基づいて、前記要素に位置する前記廃棄物が当該要素に位置するまでに厚みが時系列でどのように変化したかを示す厚み経過情報を、前記要素毎に算出する第2算出工程と、
前記第1算出工程及び前記第2算出工程の算出結果に基づいて、前記要素に位置する前記廃棄物が当該要素に位置するまでに体積流量が時系列でどのように変化したかを示す体積流量経過情報を、前記要素毎に算出する第3算出工程と、
前記体積流量経過情報を解析して、前記廃棄物が乾燥状態から熱分解状態に移行した状態を示す燃焼開始可能状態であるか否かを前記要素毎に判定する状態判定工程と、
前記火炎判定工程及び前記状態判定工程の判定結果に基づいて、焼却炉全体として燃焼が開始した位置の指標であって燃焼を評価するための位置である燃焼開始評価位置を特定する評価工程と、
を含む処理を行うことを特徴とする燃焼状況評価方法。 For incinerators equipped with a grate that is divided into a drying section, a combustion section, and a post-combustion section and that transports the waste by operating intermittently in a state where the waste is accumulated.
Using a plurality of visible light cameras, the flame and at least the waste deposited on the dry portion are observed, a plurality of visible images having different viewpoints are acquired, and a three-dimensional visible image is obtained based on the plurality of visible images. And the creation process to create
A division step of mesh-dividing the waste of the three-dimensional visible image into a plurality of elements, and
Based on the three-dimensional visible image, a flame determination step of determining whether or not a flame is generated from the waste for each element, and a flame determination step.
A first calculation step of calculating the thickness of the waste and the surface moving speed of the waste for each element based on the three-dimensional visible image, and
Based on the calculation result of the first calculation step, thickness progress information indicating how the thickness of the waste located in the element changes in time series until it is located in the element is provided for each element. The second calculation process to calculate and
Based on the calculation results of the first calculation step and the second calculation step, the volume flow rate showing how the volume flow rate changed in time series until the waste located in the element was located in the element. The third calculation step of calculating the progress information for each of the elements, and
A state determination step of analyzing the volumetric flow rate progress information and determining for each element whether or not the waste is in a combustion startable state indicating a state in which the waste has shifted from a dry state to a thermal decomposition state.
Based on the determination results of the flame determination step and the state determination step, an evaluation step of specifying a combustion start evaluation position, which is an index of a position where combustion has started in the incinerator as a whole and is a position for evaluating combustion, and an evaluation step.
A combustion condition evaluation method characterized by performing a process including.
前記火炎判定工程では、前記廃棄物から火炎が発生している前記要素のうち、前記廃棄物の搬送方向の最も上流側に位置する前記要素の位置を火炎発生開始位置として特定し、
前記評価工程では、前記火炎発生開始位置及び前記状態判定工程の判定結果に基づいて、燃焼開始評価位置を特定することを特徴とする燃焼状況評価方法。 The combustion condition evaluation method according to claim 1.
In the flame determination step, among the elements in which the flame is generated from the waste, the position of the element located on the most upstream side in the transport direction of the waste is specified as the flame generation start position.
The evaluation step is a combustion state evaluation method characterized in that a combustion start evaluation position is specified based on a flame generation start position and a determination result of the state determination step.
前記燃焼開始評価位置が搬送方向上流側に移動していることが特定された場合は、前記乾燥部の前記火格子による前記廃棄物の搬送速度を増速させる制御を行い、
前記燃焼開始評価位置が搬送方向下流側に移動していることが特定された場合は、前記乾燥部の前記火格子による前記廃棄物の搬送速度を減速させる制御を行うことを特徴とする燃焼制御方法。 A combustion control method for controlling combustion in the incinerator by using the combustion condition evaluation method according to claim 2.
When it is specified that the combustion start evaluation position is moving to the upstream side in the transport direction, control is performed to increase the transport speed of the waste by the grate of the drying portion.
When it is specified that the combustion start evaluation position is moved to the downstream side in the transport direction, the combustion control is characterized in that the control is performed to reduce the transport speed of the waste by the grate of the drying portion. Method.
前記第1算出工程で算出した、前記廃棄物の厚み、及び、前記廃棄物の表面移動速度の少なくとも何れかに基づいて、前記乾燥部の前記火格子による前記廃棄物の搬送速度を変速させるための制御値を補正することを特徴とする燃焼制御方法。 The combustion control method according to claim 3.
In order to shift the transport speed of the waste by the grate of the drying portion based on at least one of the thickness of the waste and the surface movement speed of the waste calculated in the first calculation step. A combustion control method characterized by correcting the control value of.
前記乾燥部の前記火格子の搬送速度を変更するとともに、前記乾燥部の前記火格子の搬送速度の変更の原因である前記廃棄物の性状の変化の状態に応じて、前記燃焼部の前記火格子及び前記後燃焼部の前記火格子の搬送速度を変更することを特徴とする燃焼制御方法。 The combustion control method according to claim 3 or 4.
The fire of the combustion part is changed according to the state of change in the properties of the waste that is the cause of the change of the transport speed of the grate of the drying portion and the change of the transport speed of the grate of the drying portion. A combustion control method comprising changing the transport speed of the lattice and the grate of the post-combustion unit.
前記燃焼開始評価位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかに基づいて、前記乾燥部、前記燃焼部、及び前記後燃焼部の少なくとも何れかへ供給する一次燃焼用気体の供給量を調整することを特徴とする燃焼制御方法。 The combustion control method according to any one of claims 3 to 5.
Primary combustion supplied to at least one of the drying section, the combustion section, and the post-combustion section based on whether the combustion start evaluation position is moved to the upstream side in the transport direction or the downstream side in the transport direction. A combustion control method characterized by adjusting the supply amount of gas for use.
前記焼却炉では、前記乾燥部、前記燃焼部、及び前記後燃焼部で行われる一次燃焼と、当該一次燃焼で発生した未燃焼ガスを含む一次燃焼ガスを燃焼させる二次燃焼と、が行われ、
前記燃焼開始評価位置が搬送方向上流側に移動しているか搬送方向下流側に移動しているかに基づいて、二次燃焼用気体の供給量を調整することを特徴とする燃焼制御方法。 The combustion control method according to any one of claims 3 to 6.
In the incinerator, primary combustion performed in the drying unit, the combustion unit, and the post-combustion unit, and secondary combustion for burning the primary combustion gas including the unburned gas generated in the primary combustion are performed. ,
A combustion control method characterized in that the supply amount of a secondary combustion gas is adjusted based on whether the combustion start evaluation position is moved to the upstream side in the transport direction or the downstream side in the transport direction.
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