JP7120105B2 - Control parameter determination support device and control parameter determination support method for combustion control device of waste incinerator - Google Patents
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Description
本発明は、廃棄物焼却炉の燃焼制御装置のための制御パラメータ決定支援装置及び制御パラメータ決定支援方法に関する。 The present invention relates to a control parameter determination support device and a control parameter determination support method for a combustion control device for a waste incinerator.
廃棄物焼却炉は、廃棄物供給側となる炉体の上流側上部に廃棄物投入口、下流側下部に焼却後の灰のための灰落下口、下流側上部に排ガス口(炉出口)が設けられ、炉内底部には、廃棄物を上流側から下流側へ搬送する火格子が設けられ、該火格子の下方から燃焼用空気を、そして炉内上部には炉体天井部近傍を温度低下させて天井部を保護するための冷却用空気をそれぞれ受けるようになっている。 The waste incinerator has a waste input port on the upper upstream side of the furnace body, which is the waste supply side, an ash drop port for ash after incineration on the lower downstream side, and an exhaust gas port (furnace outlet) on the upper downstream side. At the bottom of the furnace, a fire grate is provided for conveying the waste from the upstream side to the downstream side. Each receives cooling air to lower and protect the ceiling.
かかる廃棄物焼却炉は、炉内での燃焼を安定化させそして炉外に排出させる排ガスを無害化するために、廃棄物の焼却量そして性状にもとづいて制御装置による制御のもとに運転管理されている。 Such waste incinerators are operated and managed under the control of a control device based on the incinerated amount and properties of waste in order to stabilize combustion in the furnace and detoxify the exhaust gas emitted outside the furnace. It is
廃棄物焼却炉の運転管理においては、燃焼を安定化させるために、焼却炉から排出される排ガス中のCO,NOx等の有害物質を規制値以下に抑制させつつ、焼却量を計画どおりに確保することが最も重要となる。焼却炉を手動運転する場合、廃棄物の質の変化で刻々と変わる燃焼状態に対して燃焼用空気量、火格子送り速度、冷却用空気量などの操作量を焼却炉のオペレータの判断で変化させている。このように手動運転の場合は、焼却炉の状態変化を常に監視する必要があり、オペレータの負担が大きくなる。また、オペレータの個人差により操作量の調整が異なり燃焼状態が変わることがあるため、例えば、特許文献1のように、手動運転に代わって、自動燃焼制御装置に切り替え可能なシステムが導入されている。
In the operation management of waste incinerators, in order to stabilize combustion, harmful substances such as CO and NOx in the exhaust gas discharged from the incinerator are controlled below the regulation value, and the amount of incineration is secured as planned. It is most important to When the incinerator is operated manually, the incinerator operator can change the operating variables such as combustion air volume, grate feed speed, cooling air volume, etc. according to the ever-changing combustion condition due to changes in waste quality. I am letting Thus, in the case of manual operation, it is necessary to constantly monitor changes in the state of the incinerator, which increases the burden on the operator. In addition, since the adjustment of the operation amount differs depending on the individual difference of the operator and the combustion state may change, for example, as in
特許文献1では、廃棄物焼却炉の運転、管理はオペレータによる手動操作に代わって、自動燃焼制御装置によるコンピュータ制御により、燃焼性能の高度化、燃焼の安定性向上が図られている。
In
この特許文献1では、自動燃焼制御装置は炉内燃焼モデルにもとづく制御を行ない、燃焼状態に応じて各操作端の各操作量を自動的に変化させるようになっている。操作量としては、燃焼用空気量、冷却用空気量、廃棄物供給装置送り速度、火格子送り速度等が挙げられる。
In this
自動燃焼制御装置は、各操作端に対し炉内の状態量(燃焼状態情報、燃焼プロセス値情報)から所定の制御アルゴリズム(PID制御又はファジイ演算等)により操作量を決定する。具体的には、炉内の状態量と各操作端の操作量との関係のルール、関係式が作成されており、これらに従い焼却炉の状態変化に応じて、操作端を自動的に変化させるようになっている。 The automatic combustion control device determines the manipulated variable for each control element from the state quantity in the furnace (combustion state information, combustion process value information) by a predetermined control algorithm (PID control, fuzzy calculation, etc.). Specifically, rules and relational expressions have been created for the relationship between the state quantities in the furnace and the manipulated variables of each operating element. It's like
自動燃焼制御装置では、焼却炉へ投入される廃棄物(ごみ)の目標ごみ焼却量(重量)が設定されると、ごみ質計算を行ない、これにもとづき、各操作端についての基準値を定めて制御し、焼却中の炉内状況に応じて補正を行なっている。すなわち、自動燃焼制御装置は、次の(1)~(3)の機能を有することで焼却炉を制御している。 In the automatic combustion control device, once the target amount (weight) of the waste to be incinerated (garbage) to be put into the incinerator is set, the waste quality is calculated, and based on this, the reference value for each control element is determined. and make corrections according to the conditions inside the furnace during incineration. That is, the automatic combustion control device controls the incinerator by having the following functions (1) to (3).
<自動燃焼制御装置の主な機能>
(1)ごみ質計算:目標ごみ焼却量の設定に応じて、その他投入熱量(燃焼用加熱空気の熱量など)と、炉から排出される熱量及び熱回収されて蒸気として回収される熱量の計画値をもとにごみの低位発熱量の計算を行なう。この計算をごみ質計算という。
<Main functions of the automatic combustion control device>
(1) Waste quality calculation: According to the setting of the target amount of waste incineration, plan the amount of heat input (heat amount of heating air for combustion, etc.), the amount of heat discharged from the furnace, and the amount of heat recovered and recovered as steam Calculate the lower calorific value of the waste based on the value. This calculation is called garbage composition calculation.
(2)長期的変動に対する操作量制御:目標ごみ焼却量と目標ごみ低位発熱量(目標ごみ質計算値)をベースに、予め定める関係式に基づき演算されて導き出される各操作端の基準値にもとづき、各操作端の操作量を基準値とするように制御する。火格子送り速度や燃焼用空気量などを基準値に制御させることで、ごみ質の季節的な変動や焼却量変動など長期的変動に応じた制御を行なう。 (2) Manipulated amount control for long-term fluctuations: Based on the target waste incineration amount and the target lower heating value (target waste quality calculation value), the reference value for each operation terminal calculated based on a predetermined relational expression. Based on this, control is performed so that the manipulated variable of each manipulator is set to the reference value. By controlling the grate feed speed, combustion air volume, etc. to the reference value, control is performed according to long-term fluctuations such as seasonal fluctuations in waste quality and fluctuations in the amount of incinerated waste.
(3)短期的変動に対する制御:各操作端の操作量を基準値に制御しつつ、さらに炉内状況に応じた制御を行なう。その際、燃焼により変動する各プロセス値についてのデータを監視し、その変動量を所定範囲に抑制するために、各プロセス値の変動に応じて所定の制御アルゴリズムにより各種基準値を増減させて補正する。この補正演算結果を最適制御値として出力する。基本的には、炉が安定している状態では上記(2)の制御で動作させ、短期的変動等によるプロセス量変動に対してこの(3)による補正のもとで、燃焼の安定化を行なう。 (3) Control for short-term fluctuations: While controlling the manipulated variable of each manipulator to a reference value, further control is performed according to the conditions inside the furnace. At that time, the data for each process value that fluctuates due to combustion is monitored, and in order to suppress the amount of fluctuation within a predetermined range, various reference values are increased or decreased by a predetermined control algorithm according to the fluctuation of each process value to make corrections. do. This correction calculation result is output as an optimum control value. Basically, when the furnace is stable, it is operated under the control of (2) above, and combustion is stabilized under the correction by (3) for process variable fluctuations due to short-term fluctuations. do
このように自動燃焼制御装置による制御を行なう目的は、オペレータの負担の軽減とともに廃棄物の燃焼変動を抑制し、燃焼を安定化し、炉内から発生する熱量を安定化することで蒸気などの熱回収量を安定させ、熱の有効利用を促進させることにある。 The purpose of the control by the automatic combustion control device in this way is to reduce the burden on the operator, suppress fluctuations in the combustion of waste, stabilize combustion, and stabilize the amount of heat generated in the furnace, thereby stabilizing the amount of heat such as steam. To stabilize the amount of heat recovered and promote the effective use of heat.
自動燃焼制御装置には、既述のように、長期的な変動であるごみ質の変化や焼却量の変化に対し、各操作端の操作量基準値を変化させるように、ごみ質や焼却量をベースに各操作端の操作量基準値を導き出すルール、関係式が各操作端に対応して設定されており、そのルール、関係式は設定変更可能な変数(制御パラメータという)を有している。 As mentioned above, the automatic combustion control device is designed to change the waste quality and incineration amount so that the operation amount reference value of each control element changes in response to changes in the waste quality and incineration amount, which are long-term fluctuations. Based on this, rules and relational expressions for deriving the reference value of the manipulated value of each operating terminal are set corresponding to each operating terminal, and the rules and relational expressions have variables (called control parameters) that can be set and changed. there is
かかる自動燃焼制御装置を備えた焼却炉の建設後の稼働(運転)開始の際には、長期的変動因子であるごみ質や焼却量の当初設定に対する制御のために、計画又は予定されたごみ質や焼却量に合わせて、各操作端の制御パラメータの設定、調整を行なう。制御パラメータの設定、調整は、専門の技術員や熟練したオペレータが過去の実績、炉内の燃焼状態等を見ながら適切な値を設定、調整することで行なっている。 At the start of operation (operation) after construction of an incinerator equipped with such an automatic combustion control device, planned or planned waste will Set and adjust the control parameters of each control element according to the quality and amount of incineration. The setting and adjustment of control parameters are carried out by professional technicians and skilled operators who set and adjust appropriate values while looking at past performance, combustion conditions in the furnace, and the like.
このような操作量を導くルール、関係式の制御パラメータを調整設定して焼却炉を稼働させる。その後、焼却炉の焼却操業条件の変化や焼却炉の焼却特性の変化などに対応するための自動燃焼制御装置のチューニングとして、この設定変更可能な制御パラメータを調整することで、焼却炉の安定した運転ができるように調整している。焼却炉の焼却操業条件の変化としては、焼却する廃棄物の種類や性状の変化、廃棄物焼却における熱回収量としての蒸気発生設定量の変化、焼却炉での廃棄物焼却における物質収支、熱収支の設定条件の変化等がある。焼却炉の焼却特性の変化としては、焼却炉の稼働開始からの経年変化によって生じる焼却特性の変化、例えば供給廃棄物量と発生熱量(蒸気量)との関係の変化、発生排ガスの状況(成分、量等)の変化、燃焼安定性に影響する因子等の変化がある。 The incinerator is operated by adjusting and setting the control parameters of the rules and relational expressions that lead to such manipulated variables. After that, as tuning of the automatic combustion control device to respond to changes in the incineration operating conditions of the incinerator and changes in the incineration characteristics of the incinerator, by adjusting the control parameters that can be set, the incinerator can be stabilized. I am adjusting it so that I can drive. Changes in the incineration operating conditions of the incinerator include changes in the type and properties of the waste to be incinerated, changes in the set amount of steam generation as heat recovery in waste incineration, mass balance in waste incineration in the incinerator, heat There are changes in conditions for setting income and expenditure. Changes in incineration characteristics of incinerators include changes in incineration characteristics caused by aging from the start of operation of the incinerator. amount, etc.) and changes in factors that affect combustion stability.
このような自動燃焼制御装置での上記制御パラメータの調整において、どの制御パラメータをどの程度変更するか、また変更した場合に、その変更が有効であったかどうかを判断することは焼却炉の運転に熟練したオペレータが行なっている。また、通常、1回の調整作業の中で変更する制御パラメータは複数にまたがっており、変更するパラメータの順番も、オペレータのノウハウとなっている。このように、制御パラメータを変更する場合に燃焼の状態、特に燃焼の安定性がどのように変化するのか見極め、その変更が有効であるかどうかを判断するのはオペレータであるので、オペレータの経験や力量により燃焼状態(安定性)に対する評価に個人差が出ることとなる。したがって、このような個人差による影響を最小限に留めるためには、制御パラメータを調整する場合に、調整内容と調整後燃焼状態の評価に個人差を伴うことなく、適正に制御パラメータを変更することが必要になる。制御パラメータを変更した場合の燃焼状態や燃焼の安定性の程度を評価する装置として特許文献2が開示されている。
In the adjustment of the control parameters in such an automatic combustion control system, it is necessary for an incinerator operator to be skilled in determining which control parameters should be changed to what extent and, if changed, whether or not the change was effective. performed by a qualified operator. In addition, usually, a plurality of control parameters are changed in one adjustment work, and the order of the parameters to be changed is also an operator's know-how. In this way, it is the operator who determines how the state of combustion, especially the stability of combustion, changes when the control parameters are changed, and judges whether the change is effective or not. There will be individual differences in the evaluation of the combustion state (stability) depending on the strength and ability. Therefore, in order to minimize the influence of such individual differences, when adjusting the control parameters, it is necessary to appropriately change the control parameters without accompanying individual differences in the evaluation of the adjustment content and post-adjustment combustion state. becomes necessary.
特許文献2には、廃棄物焼却炉燃焼制御装置のための評価装置において、予め定められた燃焼状態の評価指標と評価判定基準とを比較して、制御パラメータ調整の適否を評価することが開示されている。この特許文献2によれば、客観的な評価指標により制御パラメータの適否を評価可能であり、各評価指標の値から、具体的な不適正項目を判定できるため、再調整の対象となる制御パラメータが特定されるとある。
また、特許文献3には、プラントの運転状況を知識ベースを用いて判定し、運転目標および運転条件変更の指標となる診断結果を知識データとして表示することが開示されている。この特許文献3によれば、プラントから取得したデータに対して、作業員の経験などをもとに予め設定した知識ベースを用い、プラントの運転目標値や運転条件を変更する際に現在の状況を評価する指標となる診断結果を知識データとして表示することで、オペレータの熟練度によらず、統一した基準で運転目標値や運転条件の変更が可能になるとある。
Further,
しかしながら、特許文献2では、具体的に調整すべき制御パラメータを選定し、どのように(どの程度)調整したら良いかという制御パラメータの調整内容については開示されていない。また、特許文献3では、知識ベースはパラメータ毎に値や推移傾向を知識化したものであり、複数のパラメータ変更が必要な一連のパラメータ変更作業における、変更すべき制御パラメータの選定と各パラメータの変更順については開示されていない。
However,
本発明は、かかる事情に鑑み、廃棄物を焼却する廃棄物焼却炉において、燃焼安定化制御を行うために自動燃焼制御装置を用い、廃棄物の種類や性状の変化や焼却量の変化に対し、各操作端の操作量を導き出し変化させるために設定されているルール、関係式に用いられている制御パラメータを調整して、自動燃焼制御する場合に、制御パラメータの調整内容を適正に選定し、さらに制御パラメータの調整内容の選定の際に調整後の燃焼状態を評価することができ、制御パラメータの調整内容の良否を判定することができる廃棄物焼却炉の燃焼制御装置のための制御パラメータ決定支援装置及び制御パラメータ決定支援方法を提供することを課題とする。 In view of such circumstances, the present invention uses an automatic combustion control device to control combustion stabilization in a waste incinerator that incinerates waste, and responds to changes in the type and properties of waste and changes in the amount of waste to be incinerated. When controlling automatic combustion by adjusting the control parameters used in the rules and relational expressions that are set to derive and change the manipulated variable of each control terminal, the adjustment details of the control parameters are selected appropriately. Furthermore, a control parameter for a combustion control device for a waste incinerator that can evaluate the combustion state after adjustment when selecting the adjustment content of the control parameter, and can judge the quality of the adjustment content of the control parameter. An object of the present invention is to provide a decision support device and a control parameter decision support method.
上述の課題は、本発明によると、次の第一発明に係る廃棄物焼却炉の燃焼制御装置のための制御パラメータ決定支援装置及び第二発明に係る廃棄物焼却炉の燃焼制御装置のための制御パラメータ決定支援方法により解決される。 According to the present invention, the above-mentioned problems are solved by: It is solved by the control parameter determination support method.
本発明において、用語を下記のように定義する。
(1)知識データ
制御パラメータの調整履歴と調整後の燃焼状態の評価とを関連付けたデータ
(2)知識ベース
知識データで構築されたデータベース
(3)類似知識データ
知識ベースに含まれている知識データで、制御パラメータを変更するときの燃焼状態の評価との類似度が所定の閾値を超える知識データ
In the present invention, terms are defined as follows.
(1) Knowledge data Data linking control parameter adjustment history and combustion state evaluation after adjustment (2) Knowledge base Database constructed with knowledge data (3) Similar knowledge data Knowledge data included in the knowledge base knowledge data whose degree of similarity with the evaluation of the combustion state when changing the control parameter exceeds a predetermined threshold
<第一発明>
廃棄物焼却炉の焼却量設定値に基づき、該廃棄物焼却炉の操作端の操作量基準値を、焼却量設定値に基づき操作量基準値を導出する予め定められたルール又は関係式により設定し、廃棄物焼却炉の焼却操業条件又は焼却特性が変化した際には、上記ルール又は関係式に含まれている設定変更可能な複数の制御パラメータを調整することにより焼却操業条件又は焼却特性の変化に対応して上記操作端の操作量基準値を変えて制御する廃棄物焼却炉の燃焼制御装置における上記制御パラメータの調整についての決定支援を行う廃棄物焼却炉の燃焼制御装置のための制御パラメータ決定支援装置であって、
上記制御パラメータ決定支援装置は、
制御パラメータが調整されたときに、燃焼制御装置による制御パラメータの調整履歴を記憶する制御パラメータ調整履歴記憶部と、
燃焼制御装置から廃棄物焼却炉内の燃焼プロセス測定値を取得して、制御パラメータの調整前後における廃棄物焼却炉内の燃焼状態を評価する燃焼状態評価部と、
上記制御パラメータ調整履歴記憶部により記憶されている制御パラメータの調整履歴を上記燃焼状態評価部での燃焼状態の評価に関連付けた知識データを作成する知識データ作成部と、
知識データで構築されたデータベースを記憶する知識ベース記憶部と、
改めて制御パラメータを調整する際に、その時点における廃棄物焼却炉内の燃焼状態の評価と上記知識ベース記憶部の上記データベースに含まれるそれぞれの知識データの燃焼状態の評価との類似度を算出し、所定の閾値を超える高い類似度の知識データを類似知識データとして上記知識ベース記憶部から抽出する類似知識データ抽出部と、
該知識データ抽出部により抽出された類似知識データを表示する類似知識データ表示部と、
を有していることを特徴とする廃棄物焼却炉の燃焼制御装置のための制御パラメータ決定支援装置。
<First Invention>
Based on the set value of the incineration amount of the waste incinerator, the standard value of the manipulated variable of the operation end of the waste incinerator is set by a predetermined rule or relational expression for deriving the standard value of the manipulated variable based on the set value of the incinerated amount. However, when the incineration operating conditions or incineration characteristics of the waste incinerator change, the incineration operating conditions or incineration characteristics can be changed by adjusting the multiple control parameters that can be set and changed included in the above rules or relational expressions. A control for a combustion control device for a waste incinerator that performs decision support for adjustment of the control parameter in the combustion control device for the waste incinerator that controls by changing the reference value of the manipulated variable of the operation terminal in response to the change. A parameter determination support device,
The control parameter determination support device is
a control parameter adjustment history storage unit that stores an adjustment history of the control parameter by the combustion control device when the control parameter is adjusted;
a combustion state evaluation unit that acquires combustion process measurement values in the waste incinerator from the combustion control device and evaluates the combustion state in the waste incinerator before and after adjusting the control parameters;
a knowledge data creation unit for creating knowledge data in which the control parameter adjustment history stored in the control parameter adjustment history storage unit is associated with the evaluation of the combustion state by the combustion state evaluation unit;
a knowledge base storage unit that stores a database constructed with knowledge data;
When the control parameters are adjusted again, the degree of similarity between the evaluation of the combustion state in the waste incinerator at that time and the evaluation of the combustion state of each knowledge data included in the database of the knowledge base storage unit is calculated. a similar knowledge data extraction unit for extracting knowledge data having a high degree of similarity exceeding a predetermined threshold as similar knowledge data from the knowledge base storage unit;
a similar knowledge data display unit for displaying similar knowledge data extracted by the knowledge data extraction unit;
A control parameter determination support device for a combustion control device of a waste incinerator, characterized by comprising:
<第二発明>
廃棄物焼却炉の焼却量設定値に基づき、該廃棄物焼却炉の操作端の操作量基準値を、焼却量設定値に基づき操作量基準値を導出する予め定められたルール又は関係式により設定し、廃棄物焼却炉の焼却操業条件又は焼却特性が変化した際には、上記ルール又は関係式に含まれている設定変更可能な複数の制御パラメータを調整することにより焼却操業条件又は焼却特性の変化に対応して上記操作端の操作量基準値を変えて制御する廃棄物焼却炉の燃焼制御装置における上記制御パラメータの調整についての決定支援を行う廃棄物焼却炉の燃焼制御装置のための制御パラメータ決定支援方法であって、
制御パラメータが調整されたときに、燃焼制御装置による制御パラメータの調整履歴を記憶し、
燃焼制御装置から廃棄物焼却炉内の燃焼プロセス測定値を取得して、制御パラメータの調整前後における廃棄物焼却炉内の燃焼状態を評価し、
取得された制御パラメータの調整履歴を燃焼状態の評価に関連付けた知識データを作成し、
該知識データでデータベースを構築し、
改めて制御パラメータを調整する際に、その時点における廃棄物焼却炉内の燃焼状態の評価と上記データベースに含まれるそれぞれの知識データの燃焼状態の評価との類似度を算出して、所定の閾値を超える高い類似度の知識データを類似知識データとして上記データベースから抽出し、
抽出された類似知識データを表示する、
ことを特徴とする廃棄物焼却炉の燃焼制御装置のための制御パラメータ決定支援方法。
<Second invention>
Based on the set value of the incineration amount of the waste incinerator, the standard value of the manipulated variable of the operation end of the waste incinerator is set by a predetermined rule or relational expression for deriving the standard value of the manipulated variable based on the set value of the incinerated amount. However, when the incineration operating conditions or incineration characteristics of the waste incinerator change, the incineration operating conditions or incineration characteristics can be changed by adjusting the multiple control parameters that can be set and changed included in the above rules or relational expressions. A control for a combustion control device for a waste incinerator that performs decision support for adjustment of the control parameter in the combustion control device for the waste incinerator that controls by changing the reference value of the manipulated variable of the operation terminal in response to the change. A parameter determination support method,
storing an adjustment history of the control parameters by the combustion control device when the control parameters are adjusted;
Acquire the combustion process measurement values in the waste incinerator from the combustion control device, evaluate the combustion state in the waste incinerator before and after adjusting the control parameters,
Create knowledge data that associates the adjustment history of the acquired control parameters with the evaluation of the combustion state,
building a database with the knowledge data,
When adjusting the control parameters again, the degree of similarity between the evaluation of the combustion state in the waste incinerator at that time and the evaluation of the combustion state of each knowledge data included in the database is calculated, and a predetermined threshold value is calculated. extract knowledge data with a high degree of similarity exceeding from the database as similar knowledge data,
display the extracted similar knowledge data,
A control parameter determination support method for a combustion control device for a waste incinerator, characterized by:
第一発明及び第二発明では、制御パラメータの調整履歴は、複数の制御パラメータそれぞれの調整量及び複数の制御パラメータの調整順序を含むことができる。 In the first invention and the second invention, the control parameter adjustment history can include the adjustment amount of each of the plurality of control parameters and the adjustment order of the plurality of control parameters.
第一発明及び第二発明では、過去における制御パラメータの調整履歴を廃棄物焼却炉内の燃焼状態の評価に関連付けて知識データを作成するとともに、該知識データでデータベースを予め構築しておき、改めて制御パラメータを調整する際に、その時点における廃棄物焼却炉内の燃焼状態の評価に対して類似度が高い類似知識データを上記データベースから抽出して表示することにより、熟練した技術をもたないオペレータによる制御パラメータの調整を支援するものである。 In the first and second inventions, knowledge data is created by associating the adjustment history of the control parameters in the past with the evaluation of the combustion state in the waste incinerator, and a database is constructed in advance with the knowledge data, and is used again. When adjusting the control parameters, similar knowledge data with a high degree of similarity to the evaluation of the combustion state in the waste incinerator at that time is extracted from the database and displayed. It assists the operator in adjusting the control parameters.
廃棄物焼却炉における燃焼では、廃棄物焼却炉毎の特徴(傾向)や装置類の経年変化度合いなどの影響から、同じ燃焼状態かつ同じ制御パラメータの変更内容であっても、燃焼状態の変化が同じになるとは限らない。そのため、過去の実績から最も類似した状態での知識データのみを抽出しても、必ずしも適切に制御パラメータを調整することができるとは限らない。第一発明及び第二発明では、所定の閾値を超える高い類似度の知識データを類似知識データとして抽出し、抽出された全ての類似知識データをオペレータに表示することで、オペレータに対して複数の選択肢を提示して、より適切な制御パラメータ調整を促す。 In the case of combustion in waste incinerators, the characteristics (trends) of each waste incinerator and the degree of aging of equipment, etc., will affect the combustion state even if the combustion state and control parameters are the same. not necessarily the same. Therefore, even if only the knowledge data in the most similar state is extracted from the past results, it is not always possible to appropriately adjust the control parameters. In the first and second inventions, knowledge data having a high degree of similarity exceeding a predetermined threshold is extracted as similar knowledge data, and all the extracted similar knowledge data are displayed to the operator, thereby providing the operator with a plurality of information. Present options to encourage more appropriate control parameter adjustments.
また、第一発明及び第二発明において、制御パラメータの値と廃棄物焼却炉内の燃焼状態とは関連していることから、過去の燃焼状態の評価との類似度の計算には、燃焼状態の評価に加えて、制御パラメータの類似度も考慮してもよい。また、過去の燃焼状態の評価との類似度の計算においては、廃棄物焼却炉の特徴も影響を及ぼすと考えられることから、上記制御パラメータの類似度とともに、廃棄物焼却炉の特徴の類似度も併せて考慮してもよい。 In addition, in the first invention and the second invention, since the value of the control parameter and the combustion state in the waste incinerator are related, the calculation of the degree of similarity with the evaluation of the past combustion state requires the combustion state In addition to the evaluation of , the similarity of the control parameters may also be considered. In addition, since the characteristics of the waste incinerator are considered to have an effect on the calculation of the degree of similarity with the evaluation of the past combustion state, may also be considered together.
第一発明及び第二発明において、複数の操作端の操作量は、燃焼用空気量、冷却用空気量、火格子送り速度を含むこととしてもよい。また、第一発明及び第二発明において、燃焼状態の評価項目は、蒸気発生量(蒸発量)、炉内の所定部位におけるガス温度、各ガス成分の濃度を含むこととしてもよい。 In the first invention and the second invention, the manipulated variables of the plurality of operating ends may include the amount of combustion air, the amount of cooling air, and the grate feed speed. Further, in the first invention and the second invention, the evaluation items of the combustion state may include the amount of steam generated (evaporation amount), the gas temperature at a predetermined portion in the furnace, and the concentration of each gas component.
本発明では、以上のように、過去における制御パラメータの調整履歴を廃棄物焼却炉内の燃焼状態の評価に関連付けて知識データを作成するとともに、該知識データでデータベースを予め構築しておき、改めて制御パラメータを調整する際に、その時点における廃棄物焼却炉内の燃焼状態の評価に対して類似度が高い類似知識データを上記データベースから抽出して表示することとしたので、次のような効果を得る。 In the present invention, as described above, knowledge data is created by associating the adjustment history of the control parameters in the past with the evaluation of the combustion state in the waste incinerator, and a database is constructed in advance with the knowledge data, When adjusting the control parameters, similar knowledge data with a high degree of similarity to the evaluation of the combustion state in the waste incinerator at that time is extracted from the database and displayed. get
従来、自動燃焼制御装置の制御パラメータを調整して自動燃焼制御を適正化する際は、総合判断能力を有する特定の技量を有した技術員又は熟練したオペレータが調整する必要があったが、本発明の制御パラメータ決定支援装置及び方法を活用することで、特定の技量そして熟練を有していない各事業所の一般のオペレータにより制御パラメータを逐次調整することが可能となる。また、制御パラメータ調整の際に調整後の燃焼状態の評価を参照することができるため、より操業の安定性が確保できる。 Conventionally, when adjusting the control parameters of an automatic combustion control device to optimize the automatic combustion control, it was necessary for a technician with specific skills or a skilled operator who has comprehensive judgment ability to make adjustments. By utilizing the control parameter determination support device and method, it is possible for a general operator at each business establishment who does not have specific skills and skills to sequentially adjust the control parameters. In addition, since the evaluation of the post-adjustment combustion state can be referred to when adjusting the control parameters, it is possible to ensure more stable operation.
以下、添付図面にもとづき、本発明の実施の形態について説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本発明の実施形態における廃棄物焼却炉(ごみ焼却炉)(図示せず)は、火格子を有する火格子式の焼却炉であり、廃棄物投入口と、廃棄物(ごみ)の燃焼が行われる炉と、該炉の炉出口の下流側に設置された熱交換器及び蒸気ドラムを備えたボイラとを有している。 The waste incinerator (garbage incinerator) (not shown) in the embodiment of the present invention is a grate-type incinerator having a grate. and a boiler with a heat exchanger and a steam drum located downstream of the furnace outlet of the furnace.
廃棄物投入口から投入された廃棄物は、操作端としての廃棄物供給装置のプッシャ―等によって、操作端としての火格子へ送り込まれる。該火格子は往復運動し、その往復運動によって廃棄物の撹拌及び移動が行われる。火格子上の廃棄物は、燃焼用空気ブロアにより火格子の下方の風箱へ供給される燃焼用空気の吹き込みにより乾燥が行われた後に燃焼が行われ、排ガスと灰が生成される。灰は、灰落下口から落下して炉外に排出される。 The wastes introduced from the waste inlet are sent to the grate as the operating end by the pusher or the like of the waste supply device as the operating end. The grate reciprocates, and the reciprocating motion agitates and moves the waste. The waste on the grate is dried by blowing combustion air supplied to the wind box below the grate by a combustion air blower and then combusted to produce flue gas and ash. The ash falls from the ash drop port and is discharged out of the furnace.
火格子の下から炉内に供給される燃焼用空気の総量は燃焼用空気ブロアの直近に設けた操作端としての燃焼用空気ダンパにより調整され、また、各風箱に供給される燃焼用空気の量は、各風箱に燃焼用空気を供給する各配管に設けられた操作端としての火格子下燃焼用空気ダンパにより調整される。 The total amount of combustion air supplied into the furnace from below the grate is adjusted by a combustion air damper as an operating end provided in the immediate vicinity of the combustion air blower, and the combustion air supplied to each wind box is adjusted by an under-grate combustion air damper as an operating end provided in each pipe supplying combustion air to each wind box.
また、炉壁に設けられた冷却用空気吹き込み口からは、冷却用空気ブロアにより冷却用空気が吹き込まれ、燃焼ガス中の未燃焼成分を完全燃焼させるとともに、炉壁の温度が過度に上昇することを防止する。冷却用空気吹き込み口から炉内に供給される冷却用空気の量は冷却用空気ブロアの直近に設けた操作端としての冷却用空気ダンパにより調整される。 In addition, cooling air is blown in by a cooling air blower from a cooling air inlet provided in the furnace wall, and the unburned components in the combustion gas are completely burned, and the temperature of the furnace wall rises excessively. to prevent The amount of cooling air supplied into the furnace from the cooling air inlet is adjusted by a cooling air damper as an operating end provided in the immediate vicinity of the cooling air blower.
火格子の上流側の廃棄物乾燥過程及び主燃焼過程で発生した可燃性ガスと下流側の後燃焼過程で発生した燃焼排ガスは、炉の炉出口側に設けられたガス混合部で合流し再度攪拌混合され二次燃焼用空気が供給され二次燃焼が行われる。二次燃焼部の下流側には熱交換器及び蒸気ドラムを備えたボイラが設置されており、燃焼ガスはここで熱エネルギーを回収され蒸気発生に用いられた後に煙突から外部に排気される。 The combustible gas generated in the waste drying process and the main combustion process on the upstream side of the grate and the flue gas generated in the post-combustion process on the downstream side of the grate join together at the gas mixing section provided on the furnace outlet side of the furnace and After stirring and mixing, secondary combustion air is supplied and secondary combustion is performed. A boiler equipped with a heat exchanger and a steam drum is installed downstream of the secondary combustion section, where thermal energy is recovered from the combustion gas and used to generate steam before being exhausted outside through the chimney.
また、炉内には、該炉の高さ方向での上側位置に中間天井が設けられている。該中間天井を炉内に設けることにより、炉内のガスを、火格子の上流側の廃棄物乾燥過程及び主燃焼過程で発生した可燃性ガスを多く含むガスと下流側の後燃焼過程で発生した燃焼排ガスに二分して排出することができる。具体的には、上記燃焼排ガスが中間天井よりも下方の煙道(主煙道)を流れ、上記可燃性ガスを多く含むガスが中間天井よりも上方の煙道(副煙道)を流れる。そして、上記燃焼排ガスと上記可燃性ガスを多く含むガスとがガス混合部で合流することにより、該ガス混合部でのガスの攪拌混合がさらに促進され、二次燃焼部での燃焼がより安定化し、燃焼過程におけるダイオキシン類の発生のさらなる抑制、廃棄物未燃分の発生防止を図ることができる。 In addition, an intermediate ceiling is provided in the furnace at an upper position in the height direction of the furnace. By providing the intermediate ceiling in the furnace, the gas in the furnace is generated in the waste drying process on the upstream side of the grate and the gas containing a large amount of combustible gas generated in the main combustion process and in the post-combustion process on the downstream side. The combustion exhaust gas can be divided into two parts and discharged. Specifically, the combustion exhaust gas flows through a flue (main flue) below the intermediate ceiling, and the gas containing a large amount of combustible gas flows through a flue (sub flue) above the intermediate ceiling. Then, the combustion exhaust gas and the gas containing a large amount of the combustible gas join together in the gas mixing section, thereby further promoting the stirring and mixing of the gas in the gas mixing section and further stabilizing the combustion in the secondary combustion section. It is possible to further suppress the generation of dioxins in the combustion process and prevent the generation of unburned waste.
また、炉内には、炉内のガス温度を計測するための温度計が複数位置に設けられている。具体的には、炉の高さ方向にて火格子と冷却用空気吹き込み口との中間位置に燃焼室ガス温度計、炉出口より下方位置に主煙道ガス温度計、炉出口の下部位置に炉出口下部ガス温度計、炉出口の中部位置に炉出口中部ガス温度計、炉出口の下流側位置に炉出口ガス温度計が設けられている。 Further, thermometers for measuring gas temperature in the furnace are provided at a plurality of positions in the furnace. Specifically, in the height direction of the furnace, a combustion chamber gas thermometer is located midway between the grate and the cooling air inlet, a main flue gas thermometer is located below the furnace outlet, and a flue gas thermometer is located below the furnace outlet. A furnace outlet lower gas thermometer, a furnace outlet central gas thermometer at a central position of the furnace outlet, and a furnace outlet gas thermometer at a downstream position of the furnace outlet are provided.
また、ボイラには、該ボイラの出口側に、排ガス中の酸素(O2)の濃度を計測するボイラ出口酸素濃度計が設けられている。煙突の入口に排ガス中の一酸化炭素(CO)及び窒素酸化物(NOX)の濃度を計測するガス濃度計が設けられ、ボイラの出口と煙突とを接続する配管には、排ガス量を計測するための排ガス流量計が設けられている。 In addition, the boiler is provided with a boiler outlet oxygen concentration meter for measuring the concentration of oxygen (O 2 ) in the exhaust gas on the outlet side of the boiler. A gas concentration meter is installed at the entrance of the chimney to measure the concentrations of carbon monoxide (CO) and nitrogen oxides ( NOx ) in the exhaust gas, and the pipe connecting the boiler outlet and the chimney measures the amount of exhaust gas. An exhaust gas flow meter is provided for
本実施形態では、各操作端の操作量(燃焼用空気量、冷却用空気量、廃棄物供給装置送り速度及び火格子送り速度)は、燃焼制御装置10(図1参照)によって制御されるようになっている。燃焼制御装置10は、予め定められた後述の操作量基準値設定関係式に基いて、各操作端の操作量を制御する。該操作量基準値設定関係式は、廃棄物の焼却量設定値(焼却量の目標値)と操作端の操作量基準値(操作量の目標値)との予め定められた関係式である。該操作量基準値設定関係式は、それぞれの操作端に対応して別個に定められており、焼却量設定値に基づき、対応する操作端の操作量基準値を導出するために使用される。なお、本実施形態では、操作端の操作量基準値を導出するために操作量基準値設定関係式を用いることとしたが、関係式であることは必須ではなく、これに代えて、予め定めたルールを用いることとしてもよい。該ルールでは、例えば、焼却量設定値と操作量基準値との関係を、所定の条件を満足しているか否かという形式で定めることができる。
In the present embodiment, the manipulated variables (combustion air amount, cooling air amount, waste supply device feed speed, and grate feed speed) of each control end are controlled by the combustion control device 10 (see FIG. 1). It has become. The
それぞれの操作量基準値設定関係式は、設定変更可能な制御パラメータを含んでいる。該制御パラメータは、後述するように、廃棄物の焼却量設定値に合わせて、後述の制御パラメータ調整部15により設定される。また、調整された制御パラメータは、廃棄物焼却炉の焼却操業条件又は焼却特性が変化した際には、該焼却操業条件の変化又は焼却特性の変化に対応して、制御パラメータ調整部15によって変更(調整)される。このように制御パラメータが変更される結果、予め設定された操作量基準値が変更されることとなる。
Each manipulated variable reference value setting relational expression includes control parameters whose settings can be changed. As will be described later, the control parameter is set by the
燃焼制御装置10には制御パラメータ決定支援装置20が接続されている(図1参照)。該制御パラメータ決定支援装置20は、後述の知識ベースを構築するとともに、該知識ベースから後述の類似知識データを抽出して表示することにより、オペレータが適切な制御パラメータの調整を行うことを可能としている。上記知識ベースの構築や上記類似知識データの抽出及び表示については後述する。
A control parameter
図1及び図2は、燃焼制御装置10及び制御パラメータ決定支援装置20の概略構成を示すブロック図であり、図1は知識ベースの構築時の流れを示しており、図2は類似知識データの表示時の流れを示している。
1 and 2 are block diagrams showing schematic configurations of the
図1及び図2に見られるように、燃焼制御装置10は、燃焼プロセスデータ取得部11と、操作量基準値算出部12と、操作量出力部13と、燃焼プロセスデータ記憶部14と、制御パラメータ調整部15とを有している。
1 and 2, the
燃焼プロセスデータ取得部11は、操業中の廃棄物燃焼炉から炉内の燃焼状態量としての燃焼プロセス測定値(例えば、各温度計、各濃度計及び排ガス流量計による測定値やごみ切出量等)を燃焼プロセスデータとして取得する。操作量基準値算出部12は、制御パラメータを含む複数の操作量基準値設定関係式を予め記憶しており、廃棄物の焼却量設定値に基づいて各操作端の操作量基準値を算出する。また、操作量基準値算出部12は、燃焼プロセスデータ取得部11で取得された燃焼プロセス測定値の変動量に応じて、予め記憶している制御アルゴリズムに基き、上記操作量基準値を補正する。
The combustion process
操作量出力部13は、各操作端の操作量、すなわち、燃焼用空気量、冷却用空気量、廃棄物供給装置送り速度及び火格子送り速度を、それぞれの操作量基準値(操作量基準値算出部12で算出あるいは補正された操作量基準値)に追従するように調整した各操作量を各操作端へ出力する。本実施形態では、燃焼用空気量及び冷却用空気量の調整は、燃焼用空気ダンパ、火格子下燃焼用空気ダンパ及び冷却用空気ダンパのそれぞれの開度を制御して調整される。
The manipulated
燃焼プロセスデータ記憶部14は、燃焼プロセスデータ取得部11によって取得された燃焼プロセス測定値(燃焼プロセスデータ)を記憶する。制御パラメータ調整部15は、オペレータにより制御パラメータの調整が行われたときに、操作量基準値算出部12に記憶されているそれぞれの操作量基準値設定関係式の制御パラメータを、望ましい制御パラメータとなるように調整する。本実施形態では、制御パラメータの調整は、それぞれの制御パラメータにおける調整量(増減量)のみならず、これら複数の制御パラメータを調整する順序も考慮して行われる。
The combustion process
図3に基いて燃焼制御装置10の制御動作について説明する。図3は、燃焼制御装置10による制御動作を示すフローチャートである。まず、廃棄物焼却量の目標値が焼却量設定値としてオペレータにより設定される(S1)。該焼却量設定値は、操作量基準値算出部12に記憶される。次に、該操作量基準値算出部12が、記憶している焼却量設定値に応じて、廃棄物以外の投入熱量(燃焼用加熱空気の熱量など)や炉から排出される熱量及び熱回収されて蒸気として回収される熱量の計画値をもとに、ごみ質(ごみの低位発熱量)を計算し、ごみ質設定値として設定する(S2)。該ごみ質設定値も操作量基準値算出部12に記憶される。
The control operation of the
次に、操作量基準値算出部12に予め記憶されている操作量基準値設定関係式に含まれる制御パラメータがオペレータにより調整される(S3)。焼却炉の建設後の稼働(運転)開始の際には、制御パラメータの調整(設定)は、長期的変動因子の当初設定に対する制御のために計画又は予定された焼却量やごみ質に合わせて行われる。また、廃棄物焼却炉の稼働後、焼却炉の焼却操業条件の変化、焼却炉の焼却特性の変化などがあったことに伴い、焼却量設定値が変更された場合、制御パラメータは、オペレータにより調整(変更)される。このとき、オペレータは、後述する制御パラメータ決定支援装置20の類似知識データ表示部26に表示された類似知識データを参照して、各制御パラメータを適切な順序で適切な値に調整する。調整された制御パラメータは、制御パラメータ調整部15から操作量基準値算出部12へ出力される。
Next, the operator adjusts the control parameters included in the manipulated variable reference value setting relational expression stored in advance in the manipulated variable reference value calculator 12 (S3). At the start of operation (operation) after construction of the incinerator, the adjustment (setting) of the control parameters should be adjusted according to the planned or scheduled incineration amount and waste quality for controlling the initial setting of long-term variable factors. done. In addition, after the operation of the waste incinerator, if the incineration amount set value is changed due to changes in the incineration operation conditions of the incinerator, changes in the incineration characteristics of the incinerator, etc., the control parameter can be changed by the operator. adjusted (changed). At this time, the operator refers to similar knowledge data displayed on the similar knowledge
上述のように制御パラメータが調整された後、操作量基準値算出部12が、焼却量設定値に基いて、操作量基準値設定関係式を用いて、各操作量基準値を算出する(S4)。このとき、S3にて制御パラメータが変更されている場合には、制御パラメータ調整部15から取得した変更後の制御パラメータを含む操作量基準値設定関係式が用いられる。このようにして、操作量基準値が算出された後、該操作量基準値に追従するように各操作端の操作量が制御されて廃棄物焼却炉の運転が行われる。
After the control parameters are adjusted as described above, the operation amount reference
焼却炉の運転中、燃焼プロセスデータ取得部11によって各燃焼プロセス測定値(例えば、各温度計、各濃度計及び排ガス流量計による測定値やごみ切出量等)を取得することにより、該燃焼プロセス測定値の変動を監視する(S5)。該燃焼プロセス測定値の変動量が所定範囲から逸脱した場合には、操作量基準値算出部12が、予め記憶している制御アルゴリズムに基き、変動量に応じて操作量基準値(変更されている場合には変更後の操作量基準値)の補正量を算出し(S6)、操作量基準値を補正する(S7)。また、燃焼プロセス測定値の変動量が所定範囲から逸脱していない場合には、操作量基準値算出部12は、操作量基準値を補正しない。そして、操作量出力部13が、操作量基準値算出部12で算出された操作量基準値(補正された場合には補正後の操作量基準値)に基いて各操作量を制御する(S8)。
During the operation of the incinerator, the combustion process
次に、制御パラメータ決定支援装置20の構成を説明する。図1及び図2に見られるように、制御パラメータ決定支援装置20は、制御パラメータ調整履歴記憶部21と、燃焼状態評価部22と、知識データ作成部23と、知識ベース記憶部24と、類似知識データ抽出部25と、類似知識データ表示部26とを有している。
Next, the configuration of the control parameter
制御パラメータ調整履歴記憶部21は、オペレータにより制御パラメータが調整されるのに先立ち、過去における制御パラメータの調整履歴を燃焼制御装置10の制御パラメータ調整部15から取得して記憶する。燃焼状態評価部22は、過去における燃焼プロセスデータ、すなわち廃棄物焼却炉内の燃焼プロセス測定値を燃焼制御装置10の燃焼プロセスデータ記憶部14から取得して、制御パラメータの調整前及び調整後のそれぞれにおける廃棄物焼却炉内の燃焼状態を評価する。このとき、燃焼状態の評価は、例えば、炉内の燃焼状態を示す燃焼プロセス測定値を正規化(標準化)することにより行われる。
The control parameter adjustment
知識データ作成部23は、次に述べるように、制御パラメータ調整履歴記憶部21により記憶されている制御パラメータの調整履歴を燃焼状態評価部22での燃焼状態の評価に関連付けて知識データを作成する。
As described below, the knowledge
知識データ作成部23は、制御パラメータ調整履歴記憶部21により記憶されている過去の制御パラメータの調整履歴から、1回の或るタイミングでオペレータにより行われた一連の制御パラメータ調整作業における複数の制御パラメータの調整履歴(以下、必要に応じて「パラメータ群調整履歴」という)のデータを取得(抽出)する。パラメータ群調整履歴には、操作量基準値設定関係式に含まれるそれぞれの制御パラメータの調整の度合い及び複数の制御パラメータの調整順序に関する情報が含まれている。知識データ作成部23は、各タイミングで行われたそれぞれの調整作業別にパラメータ群調整履歴を抽出する。
The knowledge
また、知識データ作成部23は、抽出したパラメータ群調整履歴に対応する制御パラメータの調整前及び調整後のそれぞれにおける廃棄物焼却炉内の燃焼状態の評価に関するデータを燃焼状態評価部22から取得し、該パラメータ群調整履歴に該燃焼状態の評価を関連付けたデータを知識データとして作成する。知識データ作成部23は、過去のそれぞれの調整作業別に上記知識データを作成する。
In addition, the knowledge
知識ベース記憶部24は、知識データ作成部23で作成された全ての知識データで構築されたデータベースを知識ベースとして記憶する。
The knowledge
オペレータが改めて制御パラメータを調整する際に、燃焼プロセスデータ取得部11がその時点における燃焼プロセス測定値を取得し、燃焼状態評価部22がその燃焼プロセス測定値に基づき廃棄物焼却炉内の燃焼状態を評価する。類似知識データ抽出部25は、制御パラメータを調整する際の、廃棄物焼却炉内の燃焼状態の評価を燃焼状態評価部22から取得するとともに、その取得した燃焼状態の評価を、知識ベース記憶部24の知識ベース(データベース)に含まれるそれぞれの知識データの燃焼状態の評価と比較して、両者の類似度を算出する。さらに、類似知識データ抽出部25は、知識ベースに含まれる知識データのうち、所定の閾値を超える高い類似度の燃焼状態の評価が関連付けされている知識データを類似知識データとして知識ベース記憶部24から取得(抽出)する。類似知識データ表示部26は、類似知識データ抽出部25により抽出された類似知識データをディスプレイ等に表示する。
When the operator adjusts the control parameters again, the combustion process
次に、制御パラメータ決定支援装置20の動作を、知識ベースの作成時の動作と類似知識データの表示時の動作とに分けて説明する。
Next, the operation of the control parameter
オペレータにより制御パラメータが調整されるのに先立ち、知識ベースの作成が行われる。まず、図1及び図4に基いて、制御パラメータ決定支援装置20による知識ベースの作成の動作について説明する。図4は、制御パラメータ決定支援装置20の知識ベースの作成の動作を示すフローチャートである。制御パラメータ調整履歴記憶部21が、過去における制御パラメータ調整履歴を燃焼制御装置10の制御パラメータ調整部15から取得して記憶する(S1)。次に、知識データ作成部23が、制御パラメータ調整履歴記憶部21により記憶されている過去の制御パラメータの調整履歴から、一連の調整作業に関するパラメータ群調整履歴のデータを過去のそれぞれの調整作業別に取得(抽出)する(S2)。
Prior to adjusting the control parameters by the operator, a knowledge base is created. First, based on FIG.1 and FIG.4, operation|movement of preparation of the knowledge base by the control parameter
次に、燃焼状態評価部22が、制御パラメータの調整前後における燃焼プロセスデータ(燃焼プロセス測定値)を燃焼制御装置10の燃焼プロセスデータ記憶部14から取得して、制御パラメータの調整前後における廃棄物焼却炉内の燃焼状態を評価する(S3)。
Next, the combustion
そして、知識データ作成部23が、制御パラメータ調整履歴記憶部21からS2にて抽出したパラメータ群調整履歴を取得するとともに、このパラメータ群調整履歴に対応する燃焼状態の評価に関するデータを燃焼状態評価部22から取得し、該パラメータ群調整履歴と該燃焼状態の評価とを関連付けたデータを知識データとして作成する(S4)。S4にて、知識データ作成部23は、調整作業別に上記知識データを作成する。次に、知識データ作成部23によって作成された全ての知識データで構築されたデータベースを知識ベースとして知識ベース記憶部24に格納する(S5)。
Then, the knowledge
このようにして知識ベース記憶部24に知識ベースが格納された後に、オペレータによって制御パラメータが調整された場合には、その度に、その制御パラメータ調整に対応する知識データが新たに作成され、該知識データが知識ベースに追加されることが好ましい。また、本実施形態では、最初に知識ベースを構築する時点にて、すでに制御パラメータの調整が複数回行われていることを前提としたが、これに代えて、最初の制御パラメータの調整があったときから知識データの作成及び知識ベースの構築を行い、その後、制御パラメータが調整される度に、知識データを作成して知識ベースに追加していくようになっていてもよい。
After the knowledge base is stored in the knowledge
次に、図2及び図5に基いて、制御パラメータ決定支援装置20による類似知識データの表示の動作について説明する。図5は、制御パラメータ決定支援装置20の類似知識データの表示の動作を示すフローチャートである。この類似知識データの表示の動作は、知識ベース記憶部24にすでに知識ベースが記憶されている状態で行われる。
Next, the operation of displaying similar knowledge data by the control parameter
焼却炉の焼却操業条件や焼却特性が変化したことに応じて焼却量設定値が変更される(S1)。焼却量設定値が変更され、オペレータが制御パラメータを調整する必要が生じたとき、燃焼状態評価部22が、焼却量設定値が変更される時点(現在)における、すなわち制御パラメータ調整前における焼却炉内の燃焼状態を評価する(S2)。この燃焼状態の評価は、制御パラメータ調整前における燃焼プロセス測定値が燃焼プロセス取得部11により取得され、燃焼状態評価部22により評価されて行われる。類似知識データ抽出部25は、燃焼状態評価部22から制御パラメータ調整前の燃焼状態の評価のデータを取得するとともに、該制御パラメータ調整前の燃焼状態の評価と、知識ベース記憶部24に記憶されている知識ベースに含まれる各知識データの燃焼状態評価(過去における制御パラメータ調整前の燃焼状態)との類似度を算出する(S3)。このとき、類似知識データ抽出部25は、変更後の焼却量設定値をも考慮して類似度を算出する。
The set value of the incineration amount is changed according to the change in the incineration operating conditions and incineration characteristics of the incinerator (S1). When the incineration amount set value is changed and the operator needs to adjust the control parameters, the combustion
そして、類似知識データ抽出部25は、類似度の算出の結果、類似度が高い、換言すると、所定の閾値よりも類似度が大きい知識データを、類似知識データとして抽出する(S4)。類似知識データ表示部26は、類似知識データ抽出部25によって抽出された全ての類似知識データを、制御パラメータの調整前後における燃焼状態の評価とともにディスプレイ等に表示する(S5)。この結果、オペレータは、類似知識データ表示部26によって表示された複数の類似知識データから、パラメータ調整後の燃焼状態が最も望ましい状態となっている類似知識データを選択し、その選択した類似知識データを参照して一連の制御パラメータ調整作業を行うことができる。
Then, the similar knowledge
このように本発明の制御パラメータ決定支援装置及び方法を活用することで、特定の技量そして熟練を有していない各事業所の一般のオペレータにより制御パラメータを逐次調整することが可能となる。また、制御パラメータ調整の際に調整後の燃焼状態の評価を参照することができるため、より操業の安定性が確保できる。また、制御パラメータ調整作業を行うとき、オペレータは、表示された類似知識データを参照、考慮して独自に制御パラメータの増減の度合いや調整する順序を決定してもよい。 By utilizing the control parameter determination support device and method of the present invention in this way, it becomes possible for a general operator at each business establishment who does not have specific skill and skill to sequentially adjust the control parameters. In addition, since the evaluation of the post-adjustment combustion state can be referred to when adjusting the control parameters, it is possible to ensure more stable operation. Further, when performing the control parameter adjustment work, the operator may refer to and consider the displayed similarity knowledge data to independently determine the degree of increase or decrease of the control parameters and the order of adjustment.
次に、図6ないし図8に基いて、制御パラメータ決定支援装置20による知識ベースの作成と類似知識データの表示の内容を具体的に説明する。図6は、制御パラメータ決定支援装置20で作成される知識ベースの一部である知識データのうち制御パラメータ群の調整履歴を示している。図7は、知識データのうち制御パラメータ群の調整前後の燃焼状態の評価を示している。制御パラメータ決定支援装置20の知識データ作成部23は、一連の制御パラメータの調整作業が行われる度に、図6及び図7に見られるように、その調整履歴を「履歴1」、「履歴2」、・・・としてパラメータ調整履歴を順次蓄積していくとともに、炉内における燃焼状態の評価を順次蓄積していく。このとき、該知識データ作成部23は、各履歴毎に、図6に示される制御パラメータ群調整履歴と図7に示される燃焼状態の評価とを関連付けて知識データを作成する。知識ベース記憶部24は、このようにして作成された知識データで知識ベースを構築し記憶する。
Next, based on FIG. 6 to FIG. 8, the contents of creation of the knowledge base and display of similar knowledge data by the control parameter
図6に示されている知識データのうち制御パラメータ群の調整履歴の項目について説明する。「調整開始日時」とは、パラメータ調整が行われた日時である。「調整項目」とは、各操作量基準値設定関係式に含まれる制御パラメータのことであり、それぞれパラメータA、B、C・・・とされている。各制御パラメータは、それぞれ対応する操作端の操作量基準値を算出するための関係式に含まれるパラメータである。例えば、パラメータAは、火格子の操作量基準値を算出するための関係式に含まれるパラメータ、パラメータBは、燃焼用空気ダンパの操作量基準値を算出するための関係式に含まれるパラメータ、のように設定されている。 Among the knowledge data shown in FIG. 6, the item of adjustment history of the control parameter group will be described. “Adjustment start date and time” is the date and time when the parameter adjustment was performed. "Adjustment items" are control parameters included in each manipulated variable reference value setting relational expression, and are referred to as parameters A, B, C, . . . . Each control parameter is a parameter included in a relational expression for calculating the manipulated variable reference value of the corresponding operating end. For example, the parameter A is a parameter included in the relational expression for calculating the manipulated variable reference value of the grate, the parameter B is the parameter included in the relational expression for calculating the manipulated variable reference value of the combustion air damper, is set as
図6の「調整No.」とは、複数の制御パラメータを順次調整する一連の調整作業において制御パラメータを調整する順序である。例えば、図6の「履歴1」では、パラメータA、パラメータC、パラメータBの順序で調整が行われており、「履歴2」では、パラメータE、パラメータD、パラメータAの順序で調整が行われている。「変更量」は、パラメータの調整量、換言すると増減量である。図6の「履歴1」では、パラメータAを「10」増加し、パラメータCを「5」減少し、パラメータBを「20」増加する調整が行われ、「履歴2」では、パラメータEを「5」増加し、パラメータDを「8」減少し、パラメータAを「8」増加する調整が行われている。
“Adjustment No.” in FIG. 6 indicates the order of adjusting the control parameters in a series of adjustment operations for adjusting a plurality of control parameters in sequence. For example, in "
図7に示されている知識データのうち制御パラメータ群の調整前後の燃焼状態の評価の項目について説明する。「燃焼状態」とは、燃焼状態評価部22による評価の対象となる燃焼状態であり、例えば、図7に記載されている蒸発量やNOX濃度等が挙げられる。「評価値」とは、炉内の燃焼状態を示す数値(例えば、蒸発量やNOX濃度等の測定値)を、評価のために正規化(標準化)したものである。なお、正規化は必須ではなく、蒸発量やNOX濃度等の測定値をそのまま評価値としてもよい。
Among the knowledge data shown in FIG. 7, items for evaluating the combustion state before and after adjustment of the control parameter group will be described. The "combustion state" is a combustion state to be evaluated by the combustion
図7の「評価値」における「調整No.1」、「調整No.2」・・・は、図6の「調整No.」における「1」、「2」・・・にそれぞれ対応している。そして、図7の「開始時」は、制御パラメータの変更前を示しており、「終了時」は、制御パラメータの変更後を示している。例えば、図7において「履歴1」の「調整No.1」、「調整No.2」は、それぞれ図6における「履歴1」の「調整No.1」(パラメータAを「10」増加させる調整)、「調整No.2」(パラメータCを「5」減少させる調整)に対応している。したがって、図7では、上記「調整No.1」でのパラメータAの調整により、蒸発量が「10」から「20」に増加するとともに、NOX濃度が「5」から「6」に増加したことを示しており、上記「調整No.2」でのパラメータCの調整により、蒸発量が「20」から「19」に減少するとともに、NOX濃度が「6」から「3」に減少したことを示している。
"Adjustment No. 1", "Adjustment No. 2", etc. in the "evaluation value" of FIG. 7 correspond to "1", "2", ... in the "Adjustment No." of FIG. there is "At start" in FIG. 7 indicates before the change of the control parameters, and "at the end" indicates after the change of the control parameters. For example, “Adjustment No. 1” and “Adjustment No. 2” of “
制御パラメータ決定支援装置20の類似知識データ抽出部25は、既述したように、オペレータが制御パラメータを調整する際に、その時点における廃棄物焼却炉内の燃焼状態の評価と、知識ベースに含まれるそれぞれの知識データにおけるパラメータ調整前の燃焼状態の評価(図7における「開始時」の欄の数値)との類似度を算出し、所定の閾値を超える高い類似度の知識データを上記知識ベースから類似知識データとして抽出する。
As described above, the similar knowledge
図8は、制御パラメータ決定支援装置20の類似知識データ表示部26における類似知識データの表示の例を示している。類似知識データ表示部26は、図8に見られるように、抽出された複数の類似知識データを類似度の高い順に表示する。各類似知識データとして表示される項目は、「履歴No.」、「状態類似度」、「パラメータ調整項目」、「変更量」、「燃焼状態評価値」が含まれている。ここで、「パラメータ調整項目」は、図8に見られるように、調整される制御パラメータが、調整される順序に並べられて示されており、「変更量」は制御パラメータの調整量が示されている。つまり、例えば、最も類似度(状態類似度)が高い「履歴4」においては、パラメータB、パラメータD、パラメータAの順で調整されることが示されている。また、「燃焼状態評価値」には、「パラメータ調整項目」で示される順序で制御パラメータを調整したときの、パラメータ調整前及び調整後における各燃焼状態の評価が示されている。図8では、例えば、「履歴4」において、パラメータBを「5」増加させる調整、パラメータDを「8」減少させる調整、パラメータAを「8」増加させる調整を、パラメータB、D、Aの順で行った結果、蒸発量が「11.7」から「13.1」に増加し、NOX濃度が「43.2」から「39.9」に減少したことが示されている。
FIG. 8 shows an example of display of similar knowledge data in the similar knowledge
オペレータは、このように類似知識データ表示部26に表示された複数の類似知識データを参照して、どの制御パラメータをどのような順序でどの程度増減させて調整するのかを決定することができる。このとき、より高い類似知識データを参照することが、制御パラメータを適切に調整するうえで有効である。ただし、必ずしも類似度が最も高い類似知識データを参照することが最適とは限られず、その時点における焼却炉の操業条件、焼却特性等を総合的に勘案して、参照する類似知識データを適宜選択し、制御パラメータを調整することが望ましい。
The operator can refer to a plurality of pieces of similar knowledge data displayed on the similar knowledge
本実施形態に係る制御パラメータ決定支援装置20を活用することにより、特定の技量そして熟練を有していない各廃棄物焼却事業所の一般のオペレータによっても、制御パラメータを逐次調整することが可能となる。また、制御パラメータ調整の際に調整後の燃焼状態の評価を参照することができるため、より操業の安定性が確保できる。
By utilizing the control parameter
10 燃焼制御装置
20 制御パラメータ決定支援装置
21 制御パラメータ調整履歴記憶部
22 燃焼状態評価部
23 知識データ作成部
24 知識ベース記憶部
25 類似知識データ抽出部
26 類似知識データ表示部
REFERENCE SIGNS
Claims (4)
上記制御パラメータ決定支援装置は、
制御パラメータが調整されたときに、燃焼制御装置における制御パラメータの調整履歴を記憶する制御パラメータ調整履歴記憶部と、
燃焼制御装置から廃棄物焼却炉内の燃焼プロセス測定値を取得して、制御パラメータの調整前後における廃棄物焼却炉内の燃焼状態を評価する燃焼状態評価部と、
上記制御パラメータ調整履歴記憶部により記憶されている制御パラメータの調整履歴を上記燃焼状態評価部での燃焼状態の評価に関連付けた知識データを作成する知識データ作成部と、
知識データで構築されたデータベースを記憶する知識ベース記憶部と、
改めて制御パラメータを調整する際に、その時点における廃棄物焼却炉内の燃焼状態の評価と上記知識ベース記憶部の上記データベースに含まれるそれぞれの知識データの燃焼状態の評価との類似度を算出し、所定の閾値を超える高い類似度の知識データを類似知識データとして上記知識ベース記憶部から抽出する類似知識データ抽出部と、
該知識データ抽出部により抽出された類似知識データを表示する類似知識データ表示部と、
を有していることを特徴とする廃棄物焼却炉の燃焼制御装置のための制御パラメータ決定支援装置。 Based on the set value of the incineration amount of the waste incinerator, the standard value of the manipulated variable of the operation end of the waste incinerator is set by a predetermined rule or relational expression for deriving the standard value of the manipulated variable based on the set value of the incinerated amount. However, when the incineration operating conditions or incineration characteristics of the waste incinerator change, the incineration operating conditions or incineration characteristics can be changed by adjusting the multiple control parameters that can be set and changed included in the above rules or relational expressions. A control for a combustion control device for a waste incinerator that performs decision support for adjustment of the control parameter in the combustion control device for the waste incinerator that controls by changing the reference value of the manipulated variable of the operation terminal in response to the change. A parameter determination support device,
The control parameter determination support device is
a control parameter adjustment history storage unit that stores an adjustment history of the control parameters in the combustion control device when the control parameters are adjusted;
a combustion state evaluation unit that acquires combustion process measurement values in the waste incinerator from the combustion control device and evaluates the combustion state in the waste incinerator before and after adjusting the control parameters;
a knowledge data creation unit for creating knowledge data in which the control parameter adjustment history stored in the control parameter adjustment history storage unit is associated with the evaluation of the combustion state by the combustion state evaluation unit;
a knowledge base storage unit that stores a database constructed with knowledge data;
When the control parameters are adjusted again, the degree of similarity between the evaluation of the combustion state in the waste incinerator at that time and the evaluation of the combustion state of each knowledge data included in the database of the knowledge base storage unit is calculated. a similar knowledge data extraction unit for extracting knowledge data having a high degree of similarity exceeding a predetermined threshold as similar knowledge data from the knowledge base storage unit;
a similar knowledge data display unit for displaying similar knowledge data extracted by the knowledge data extraction unit;
A control parameter determination support device for a combustion control device of a waste incinerator, characterized by comprising:
制御パラメータが調整されたときに、燃焼制御装置による制御パラメータの調整履歴を記憶し、
燃焼制御装置から廃棄物焼却炉内の燃焼プロセス測定値を取得して、制御パラメータの調整前後における廃棄物焼却炉内の燃焼状態を評価し、
取得された制御パラメータの調整履歴を燃焼状態の評価に関連付けた知識データを作成し、
該知識データでデータベースを構築し、
改めて制御パラメータを調整する際に、その時点における廃棄物焼却炉内の燃焼状態の評価と上記データベースに含まれるそれぞれの知識データの燃焼状態の評価との類似度を算出して、所定の閾値を超える高い類似度の知識データを類似知識データとして上記データベースから抽出し、
抽出された類似知識データを表示する、
ことを特徴とする廃棄物焼却炉の燃焼制御装置のための制御パラメータ決定支援方法。 Based on the set value of the incineration amount of the waste incinerator, the standard value of the manipulated variable of the operation end of the waste incinerator is set by a predetermined rule or relational expression for deriving the standard value of the manipulated variable based on the set value of the incinerated amount. However, when the incineration operating conditions or incineration characteristics of the waste incinerator change, the incineration operating conditions or incineration characteristics can be changed by adjusting the multiple control parameters that can be set and changed included in the above rules or relational expressions. A control for a combustion control device for a waste incinerator that performs decision support for adjustment of the control parameter in the combustion control device for the waste incinerator that controls by changing the reference value of the manipulated variable of the operation terminal in response to the change. A parameter determination support method,
storing an adjustment history of the control parameters by the combustion control device when the control parameters are adjusted;
Acquire the combustion process measurement values in the waste incinerator from the combustion control device, evaluate the combustion state in the waste incinerator before and after adjusting the control parameters,
Create knowledge data that associates the adjustment history of the acquired control parameters with the evaluation of the combustion state,
building a database with the knowledge data,
When adjusting the control parameters again, the degree of similarity between the evaluation of the combustion state in the waste incinerator at that time and the evaluation of the combustion state of each knowledge data included in the database is calculated, and a predetermined threshold value is calculated. extract knowledge data with a high degree of similarity exceeding from the database as similar knowledge data,
display the extracted similar knowledge data,
A control parameter determination support method for a combustion control device for a waste incinerator, characterized by:
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