JPH03194314A - 燃焼状態診断方法 - Google Patents
燃焼状態診断方法Info
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- JPH03194314A JPH03194314A JP1332828A JP33282889A JPH03194314A JP H03194314 A JPH03194314 A JP H03194314A JP 1332828 A JP1332828 A JP 1332828A JP 33282889 A JP33282889 A JP 33282889A JP H03194314 A JPH03194314 A JP H03194314A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/003—Systems for controlling combustion using detectors sensitive to combustion gas properties
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
- F23N2223/06—Sampling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23N2223/00—Signal processing; Details thereof
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
［産業上の利用分野コ
本発明は、ボイラ等の燃焼状態の診断方法に係り、特に
試運転で得られた知識の重複性及び完全性を判定し、試
運転の再実施の要否を判断するのに好適な燃焼状態の診
断方法に関するものである。 ［従来の技術］ 従来、大容量ボイラの運転に当たっては、高信頼性及び
高効率運転が強く求められており、これに対応した対策
が要望されている。この為には各バーナの燃焼状態を個
々に推定する方法が必要であり、排ガス流路が層状とな
らないボイラーに対しては熟練した運転者の知識に相当
したものを有効利用する必要がある。 そこで、排ガスの性状とバーナの燃焼状態との因果関係
を試運転等により採集し、熟練した運転者の知識に相当
する知識ベースとして利用することが提案されている（
特開昭６２−８７７２５号公報等）。 ［発明が解決しようとする課題］ この場合、排ガスの性状とバーナの燃焼状態との因果関
係を試運転により採集し、熟練した運転者の知識に相当
する知識ベースとして利用する場合、この知識ベースが
妥当なものか否かを判定する基準が、その知識が有効利
用されるか否かに大きく影響してくる。しかし、従来の
ものは、この点の配慮がされておらず、試運転により採
集した知識が有効利用されていなかった。 そこで、本発明の目的は、上記欠点を解決し、高信頼性
で高効率運転を可能とする燃焼状態診断方法を提供する
ことである。 ［課題を解決するための手段］ 本発明は、排ガスの性状を検知分析し、この分析結果を
用いて各バーナの状態を推定し、この推定結果に基づい
てバーナの燃焼状態が適正か否かをを判断する燃焼状態
診断方法において、予め試験運転で得られている排ガス
サンプリング結果と各バーナ状態との間の因果関係から
構成されるファジー推論用の知識ベースに対し、排ガス
サンプリング結果の知識の重複性及び完全性を判定する
ことによって、試運転で排ガスサンプリングを再実施す
るか否かを判定することを特徴とする燃焼状態診断方法
である。 ［作用］ 試運転において、煙道内断面等の燃焼領域近傍にに排ガ
スを採取するサンプリングプルーブを設置し、サンプリ
ングプルーブからの排ガスを分析装置に導き、０２．Ｇ
ｏ、ＮｏＸ等の排ガス種を分析し、排ガスサンプリング
結果とする。同時に、各バーナー等の燃焼状態（磨耗、
詰まり、供給０２ｔ、油量、燃焼圧力と噴霧蒸気圧力と
の差圧等）を記録する。蒸気排ガスサンプリング結果と
各燃焼状態との対応付けをし、知識ベーストする。この
知識ベースのうち排ガスサンプリング結果が知識として
重複するか否か、又、完全か否かを判定し、重複がある
、又は、完全でないと判定した場合は試運転を再び実施
するようにする。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 第１１図は本発明を適用し得るボイラ装置の概略図、第
２図は本発明の実施例における知識ベース妥当性判定器
と知識ベースとのインターフェースを示すブロック図、
第３図は実施例に係るフローチャート、第４図は実施例
に係るデータ処理装置内の処理のフローチャート図であ
る。 第１図において、燃料配管１から供給された燃料は燃料
流量制御弁２により流量を制御され、各バーナ３に供給
される。風箱４からはダンパ５、燃焼用空気ファン６を
経て空気予熱器７により加熱された燃焼用の空気が供給
されて燃焼を行ない、火炉８内に火炎９を形成する。火
炉８からの高温の燃料ガスは過熱器１０、節炭器１１を
経て煙道１２に至り、脱硝装置（図示せず。）などを経
て系外に排出される。この際、排ガスの一部はダンパ１
３、再循環ファン１４を経て火炉８に供給され、低ＮＯ
ｘ燃焼が実施される。 このようなボイラー装置において、煙道１２の特定の位
置に、その位置での煙道断面内の各箇所の排ガスを吸収
できるように、サンプリングプルーブ（図示せず。）を
設置する。このサンプリングプルーブからの排ガスを分
析装置に導いて、０２、Ｃｏ、ＮｏＸ等を自動分析し、
一方でこのときの各バーナの状ｔｒＢ（磨耗、詰まり、
供給０２量、油量及び燃料圧力と噴霧蒸気圧との差圧＃
）を定量化し状態量として記録する。 本実施例は、この排ガスサンプリング結果と各バーナ状
態量との対応を知識ベースとするに当たり、排ガスサン
プリング結果が知識として重複するか否か又完全か否か
を判定し、もし重複がある場合若しくは完全でないと判
断される場合は、試運転を再び実施する必要があるか否
かを判断するものであり、以下の６ステツプから構成さ
れる。 （１）試運転におけるサンプリング結果（以下、試運転
サンプリング結果という。）の表現（２）変数（Ｘ）の
定義域の設定 （３）規格直交完全固有関数系の限定 （４）試運転サンプリング結果の有限次元ベクトルとし
ての表現 （５）試運転サンプリング結果の独立性判定（６）試運
転サンプリング結果の完全性判定以下、各ステップにつ
いて詳述する。 （１）試運転におけるサンプリング結果（以下、試運転
サンプリング結果という。）の表現試運転の実施回数を
Ｌ回とする。−船釣に、第。回目（α＝１，２，３．・
・・、Ｌ）の排ガスサンプリング結果は下式のベクトル
関数で表現される。 ここで、 引数Ｘは、 サンプリングプルーブを示 す離散変数である。各μｉ （ｘ）（１＝１．２゜３、
・・・、ｓ）は、排ガス種ｉの分析結果であり、その値
が０以上でかつ１以下（０≦μＬ（Ｘ）≦１）になるよ
うに規格化する。又、その離散点の間は、折れ線近似し
たメンバーシップ関数にする。 尚、Ｓは分散する排ガス種の総数である。 （２）変数（Ｘ）の定義域の設定 サンプリング結果を表現するメンバーシップ関数（式（
１））の引数となる変数Ｘを、その定義域が次の区間で
表現されるものに変換する。 Ｉ”ｐ ＝ ［０，２π］ ・・・（２） 即ち、変数Ｘの定義域が本来２１以上でかつＰ２以下（
Ｉ”ｐ ＝ ［Ｐｌ 、 Ｐ２コ）であった場合、Ｘを
次式で変換する。 ２π ■争 （Ｘ ＰＩ ） ・・・（３） ２ ｉ （３）規格直交完全固有関数系の限定 定義域集合ｒｒの上で定義される任意の関数の展開の基
底関数として次の三角関数を採用する。 λ０ （ｘ） ＝１７ ２π ・・・（４） λｎｃ（ｘ） ＝ ＯＳ Ｘ ・・・（５） λｎ５（ｘ） ＝ １ｎ Ｘ ・・・（６） 但し、ｎ＝１，２，３．・・・ ・・・（
７）次に、この無限この固有関数系から有限個を選びだ
し、定義域ｒＰ上の関数を近似的に展開できるようにす
る。この試運転のオペレーターは正の小さな実数値ΔＸ
（０〈Δｘ ＜ ２π）を設定し、区間ＦＰ （式（２
））の変数を特定する精度として採用するものとする。 上記式（１）の場合には、離散変数引数の中の最小相対
間隔をΔＸとすれば良い。即ち、オペレーターは、固有
関数を次の（２に＋１）個に限定する。 λ。（Ｘ）、λ、。（Ｘ）、・・・ λＫｅ （ｘ）
λ１−（ｘ） ｔ・・・ λえ、（Ｘ）
・・・（８）ここで、自然数には、次式で定義される
。 Ｋ＝［２π／ΔＸ１ ・・・（９） 但し、ここで、
試運転で得られた知識の重複性及び完全性を判定し、試
運転の再実施の要否を判断するのに好適な燃焼状態の診
断方法に関するものである。 ［従来の技術］ 従来、大容量ボイラの運転に当たっては、高信頼性及び
高効率運転が強く求められており、これに対応した対策
が要望されている。この為には各バーナの燃焼状態を個
々に推定する方法が必要であり、排ガス流路が層状とな
らないボイラーに対しては熟練した運転者の知識に相当
したものを有効利用する必要がある。 そこで、排ガスの性状とバーナの燃焼状態との因果関係
を試運転等により採集し、熟練した運転者の知識に相当
する知識ベースとして利用することが提案されている（
特開昭６２−８７７２５号公報等）。 ［発明が解決しようとする課題］ この場合、排ガスの性状とバーナの燃焼状態との因果関
係を試運転により採集し、熟練した運転者の知識に相当
する知識ベースとして利用する場合、この知識ベースが
妥当なものか否かを判定する基準が、その知識が有効利
用されるか否かに大きく影響してくる。しかし、従来の
ものは、この点の配慮がされておらず、試運転により採
集した知識が有効利用されていなかった。 そこで、本発明の目的は、上記欠点を解決し、高信頼性
で高効率運転を可能とする燃焼状態診断方法を提供する
ことである。 ［課題を解決するための手段］ 本発明は、排ガスの性状を検知分析し、この分析結果を
用いて各バーナの状態を推定し、この推定結果に基づい
てバーナの燃焼状態が適正か否かをを判断する燃焼状態
診断方法において、予め試験運転で得られている排ガス
サンプリング結果と各バーナ状態との間の因果関係から
構成されるファジー推論用の知識ベースに対し、排ガス
サンプリング結果の知識の重複性及び完全性を判定する
ことによって、試運転で排ガスサンプリングを再実施す
るか否かを判定することを特徴とする燃焼状態診断方法
である。 ［作用］ 試運転において、煙道内断面等の燃焼領域近傍にに排ガ
スを採取するサンプリングプルーブを設置し、サンプリ
ングプルーブからの排ガスを分析装置に導き、０２．Ｇ
ｏ、ＮｏＸ等の排ガス種を分析し、排ガスサンプリング
結果とする。同時に、各バーナー等の燃焼状態（磨耗、
詰まり、供給０２ｔ、油量、燃焼圧力と噴霧蒸気圧力と
の差圧等）を記録する。蒸気排ガスサンプリング結果と
各燃焼状態との対応付けをし、知識ベーストする。この
知識ベースのうち排ガスサンプリング結果が知識として
重複するか否か、又、完全か否かを判定し、重複がある
、又は、完全でないと判定した場合は試運転を再び実施
するようにする。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 第１１図は本発明を適用し得るボイラ装置の概略図、第
２図は本発明の実施例における知識ベース妥当性判定器
と知識ベースとのインターフェースを示すブロック図、
第３図は実施例に係るフローチャート、第４図は実施例
に係るデータ処理装置内の処理のフローチャート図であ
る。 第１図において、燃料配管１から供給された燃料は燃料
流量制御弁２により流量を制御され、各バーナ３に供給
される。風箱４からはダンパ５、燃焼用空気ファン６を
経て空気予熱器７により加熱された燃焼用の空気が供給
されて燃焼を行ない、火炉８内に火炎９を形成する。火
炉８からの高温の燃料ガスは過熱器１０、節炭器１１を
経て煙道１２に至り、脱硝装置（図示せず。）などを経
て系外に排出される。この際、排ガスの一部はダンパ１
３、再循環ファン１４を経て火炉８に供給され、低ＮＯ
ｘ燃焼が実施される。 このようなボイラー装置において、煙道１２の特定の位
置に、その位置での煙道断面内の各箇所の排ガスを吸収
できるように、サンプリングプルーブ（図示せず。）を
設置する。このサンプリングプルーブからの排ガスを分
析装置に導いて、０２、Ｃｏ、ＮｏＸ等を自動分析し、
一方でこのときの各バーナの状ｔｒＢ（磨耗、詰まり、
供給０２量、油量及び燃料圧力と噴霧蒸気圧との差圧＃
）を定量化し状態量として記録する。 本実施例は、この排ガスサンプリング結果と各バーナ状
態量との対応を知識ベースとするに当たり、排ガスサン
プリング結果が知識として重複するか否か又完全か否か
を判定し、もし重複がある場合若しくは完全でないと判
断される場合は、試運転を再び実施する必要があるか否
かを判断するものであり、以下の６ステツプから構成さ
れる。 （１）試運転におけるサンプリング結果（以下、試運転
サンプリング結果という。）の表現（２）変数（Ｘ）の
定義域の設定 （３）規格直交完全固有関数系の限定 （４）試運転サンプリング結果の有限次元ベクトルとし
ての表現 （５）試運転サンプリング結果の独立性判定（６）試運
転サンプリング結果の完全性判定以下、各ステップにつ
いて詳述する。 （１）試運転におけるサンプリング結果（以下、試運転
サンプリング結果という。）の表現試運転の実施回数を
Ｌ回とする。−船釣に、第。回目（α＝１，２，３．・
・・、Ｌ）の排ガスサンプリング結果は下式のベクトル
関数で表現される。 ここで、 引数Ｘは、 サンプリングプルーブを示 す離散変数である。各μｉ （ｘ）（１＝１．２゜３、
・・・、ｓ）は、排ガス種ｉの分析結果であり、その値
が０以上でかつ１以下（０≦μＬ（Ｘ）≦１）になるよ
うに規格化する。又、その離散点の間は、折れ線近似し
たメンバーシップ関数にする。 尚、Ｓは分散する排ガス種の総数である。 （２）変数（Ｘ）の定義域の設定 サンプリング結果を表現するメンバーシップ関数（式（
１））の引数となる変数Ｘを、その定義域が次の区間で
表現されるものに変換する。 Ｉ”ｐ ＝ ［０，２π］ ・・・（２） 即ち、変数Ｘの定義域が本来２１以上でかつＰ２以下（
Ｉ”ｐ ＝ ［Ｐｌ 、 Ｐ２コ）であった場合、Ｘを
次式で変換する。 ２π ■争 （Ｘ ＰＩ ） ・・・（３） ２ ｉ （３）規格直交完全固有関数系の限定 定義域集合ｒｒの上で定義される任意の関数の展開の基
底関数として次の三角関数を採用する。 λ０ （ｘ） ＝１７ ２π ・・・（４） λｎｃ（ｘ） ＝ ＯＳ Ｘ ・・・（５） λｎ５（ｘ） ＝ １ｎ Ｘ ・・・（６） 但し、ｎ＝１，２，３．・・・ ・・・（
７）次に、この無限この固有関数系から有限個を選びだ
し、定義域ｒＰ上の関数を近似的に展開できるようにす
る。この試運転のオペレーターは正の小さな実数値ΔＸ
（０〈Δｘ ＜ ２π）を設定し、区間ＦＰ （式（２
））の変数を特定する精度として採用するものとする。 上記式（１）の場合には、離散変数引数の中の最小相対
間隔をΔＸとすれば良い。即ち、オペレーターは、固有
関数を次の（２に＋１）個に限定する。 λ。（Ｘ）、λ、。（Ｘ）、・・・ λＫｅ （ｘ）
λ１−（ｘ） ｔ・・・ λえ、（Ｘ）
・・・（８）ここで、自然数には、次式で定義される
。 Ｋ＝［２π／ΔＸ１ ・・・（９） 但し、ここで、
【Ｚ】は、正の実数値Ｚの少数点以下を
切り上げた自然数であると定義する。 （４）試運転サンプリング結果の有限次元ベクトルとし
ての表現 試運転サンプリング結果は式（１）の””＋、、ｉ−，
（ｘ）で表現されるが、その各成分を上記の限定された
固有関数系（８）を用いて次のように有次元ベクトル（
（２に＋１）次元）として表現する。 ここで、 であり、これはメンバーシップ関数μＬ 帽（ｘ ）の
固有関数λ。（Ｘ）、λｎｃ（ｘ）及びλｎ５（ｘ）
（１≦ｎ≦Ｋ）でめ展開係数に他ならない。 （５）試運転サンプリング結果の独立性判定試運転サン
プリング結果は式（１０）の（２に＋１）次元ベクトル
で表現されたが、試運転はＬ回（α＝１，２．・・・、
Ｌ）実施しているので、排ガス種の種類ごとに次の様に
してサンプリング結果の１次元独立性を判定するものと
する。即ち、排ガスｆ！ｉに対して１式（１０）のベク
トルから次の（２に＋１）行り列の行列を作る。 Ｍｌ 、ｉ＝［Ｍ ” ’ ・・・１Ｍ３″） ・・
・、Ｍ”コこの行列の階数を計算し、 それをｒｉ とする。 即ち。 ｒｌ＝ｒａｎｋＭＬｉ （ｉ＝１，２゜ Ｓ） ・・・（１４） とする。又、このｒ工の最小値をＬ＊とする。即ち、 Ｌ’ ＝ｍｉ ｎ （ｒ、、ｒ２、− ｒ、）・・・
（１５） とする。 ここで、Ｌ＝Ｌ”の場合、どの排ガス種ｉに対しても下
記のＬ個ののベクトルは、全て互いに一次独立である。 Ｍｉ、・・・ 、 Ｍ′ｊ’″ｌ ・・・（１６） 又、Ｌ’ ＜Ｌの場合には、上記（１６）のＬ個のベク
トルの中からＬ”この−次独立ベクトルを選び出し、そ
れを Ｍ””！ 、” 、Ｍ侭り よ エ ・・・（１７） とし、対応式（１０）により、 プ関数を 対応すうメンバーシラ μ譜、ｆｉｌ （ｘ）、・・・ １μｍ＋、 ＩＬ＊
ｌ （ｘ）ユ ・・・（１８） として計算し、これを第ｉ成分とするベクトル値メンバ
シップ関数を μ＊ ＋ｔ＋ （ｘ）、・・・ 、μ＊ （Ｌ＊ ｌ
（ｘ）・・・（１９） で定義し、これを新しい知識ベーストして用いるものと
する。ここで、式（１８）でμ＄、＋ｄｌ ｌ （ｘ
）が１を越える領域では１に、０を下回る領域ではＯに
設定することで関数μｊ＋ｃ′＊ ｌ （ｘ）を定義
しておくものとする。 （６）試運転サンプリング結果の完全性判定試運転サン
プリング結果は、上記（５）試運転サンプリング結果の
独立性判定で示したように。 ５１個が独立な知識であることが判った。一方、任意の
状態は（２に＋１）次元のベクトルと同一視されるので
、これを表現するためには（２に＋１）この独立な知識
が必要とされる。従って、試運転サンプリング結果の完
全性の度合いとして下記の比率Ｒを採用する。 ４ Ｒ＝ ・・・（２０） ２に＋１ 以上のように計算される試運転によるサンプリング結果
の重複性及び完全性の判定は、試運転で採取したサンプ
リング結果から構成さ九る知識ベースが有効に利用でき
るものであるか否かの判定基準を与えるものである。従
って、この方法によって十分信頼に足る知識ベースを構
成しておくならば、熟練者と同様に経験に裏付けられた
高信顆なバーナ（バーナー群）の燃焼管理ひいてはボイ
ラーの運転が可能となる。 本実施例における知識ベース妥当性判定機器の知識ペー
ストのインターフェースを第２図に示す。 試運転で得られた排ガスサンプリング結果Ｉ（菰’ （
ｘ）と対応する各バーナーの状態ンｊ ） （ｙ）とは
、知識ベース１０２に推論ルール アＩ’ ｌ （ｘ ）−７ｆ′ｌ （ｙ）
・・・（２１）の形で収納されている。ここで、マｆ
ｃｔｌ （ｙ）は第α回目の試運転におけるバーナー状
態を表現するメンバーシップ関数を成分とするベクトル
値関数である。試運転が終了し推論ルールの集大成とし
て知識ベースが妥当力否かを判定するために、変数特定
の精度を規定する正値Δｘ （０＜Δｘ ＜ ２π）を
正価基準信号入力部１０１に入力する。この正価信号を
用い知識ベース妥当性判定部１０４にて知識ベースの妥
当性が判定され、妥当か否かが知識ベース妥当性表示部
１０３に表示される。 妥当であると表示される場合には、この知識ベースを用
いて排ガスサンプリングブ１０５で得られるサンプリン
グ結果から推論ルール（２１）を用いて各バーナー状態
が演鐸され結果がバーナー状態表示部１０６に表示され
る。一方、妥当でないと判定される場合には、試運転を
再度実施する。 本発明の具体的機能内容を第３図にフローチャートで示
す。 試運転で得られた排ガスサンプリング結果（ステップｌ
）は、試運転回数ごとに；区、 （Ｘ、の各成分がＣＲ
Ｔ表示される（ステップ２）。一方、固有関数系の限定
を行なうに必要な正の微小量ΔＸがオペレータにより入
力設定され（ステップ３）、固有関数は式（８）の（２
に＋１）の（λ。（Ｘ）、λ＋ｃ（ｘ） ｐ ’・・
λＫｃ（ｘ）λｘ−（ｘ） ｐ ”’ ｐ λＸ
−（Ｘ） ） −（２１）に限定される（Ｋは
式（９）により決定される。）（ステップ４）。この様
な限定された固有関数によって、サンプリング結果；ｆ
ｅｅｌ （ｘ）は各°排ガス種の成分μ （ｘ）毎に
有限次元（（２に＋１）次元）ベクトルＭ３？パ）とし
て表現され、各排ガス工 種の成分毎に行列Ｍ１．の階数ｒ１及びその最小値Ｌ’
（Ｌ” ＝ｍｉ ｎ （ｒ、 、ｒ２、− ｒ、
））が計算され、表示される（ステップ５）。このサン
プリング結呆μ” （Ｘ） （知識ベース）の完全性
の度合いが次のｉＲで計算され、表示される（ステップ
６）。 ４ Ｒ＝ ・・・（２ｏ）
２に＋１ 最小の階数値Ｌ＊が試運転回数１．に等しい場合（ステ
ップ７のＹＥＳ）には、「完全度の大きさとしてＲでよ
いか？」の質問が表示される。ここで、ｒＹＥＳＪ と
答えルト（ステップ８ｃ７）ＹＥＳ）、サンプリング結
果（’；”’ （ｘ） ）α２□が外部記憶装置（図示
せず。）に貯えられる。反対に、 「Ｎｏ」と答えると
（ステップ８のＮＯ）、試運転の再実施の指示が表示さ
れる（ステップ９）。 最小の階数値Ｌ＊が試運転回数りより小さい場合には、
「独立な知識ベーストしてはＬ４個で十分か？」の質問
が表示される。ここで、ｒＹＥＳＪと答えると（ステッ
プ１０のＹＥＳ） 、サンプリング結果（ア”’ （ｘ
） ）α２１の中から独立なＬ′個（１四（Ｘ）） α
、１が構成され（ステップ１１）、外部記憶装置（ステ
ップ１２）に貯えられる。 反対に、「Ｎｏ」と答えると、試運転の再実施の指示が
表示される（ステップ１３）。 通常のボイラの場合、サンプリングプローグの個数は２
０、排ガス種の数は５＝１０であり、又試運転回数はＬ
＝１０程度である。この場合、排ガスサンプリング結果
（式（１））の引数Ｘは離散変数であるから、変数指定
の精度はΔｘ ＝ ２π／２０となり、最高次数はにα
２０、従って、有次元ベクトルの次元は２に一１１＝４
５程度となる。 即ち、排ガス種の各成分ｉ （ｉ＝１．２．・・・、１
０）に対して式（１３）の行列は４５行１０列となり、
成分個数４５０個であり、−この１０行１０列以下の小
行列式を計算することにより行列の回数を計算する。 第４図は、データ処理装置におけるデータ処理の状態を
示す。排ガス性状データはマルチチャンネルのスキャナ
１５により各測定点毎のデータとしてデータレコーダ１
６に収録された後、Ａ／Ｄコンバータ１７によりデジタ
ル化される。固有関数系（λ。（Ｘ）、λ。。（Ｘ）、
λｎ５（Ｘ） ） ”＝１については、予想される程度
の次数まで外部記憶媒体１８に入力しておき、ディジタ
ル化されたデータ及びオペレータが入力設定する正値Δ
Ｘのデータから演算装置１９において、サンプリング結
果の有次元ベクトル表現、回数ｒｊ、その最小値Ｌ＊完
全性の度合いＲの計算及びＬ”がＬより小さい場合では
独立な知＄ｊＢ にｔ＋、ｚ１（ｘ） ＞ ’： 、、
の構成が行なわれ、その計算結果はＣＲＴ２０やプロッ
タ２１に出力表示される。 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、試運転によって採
取した知識ベースの妥当性の判定基準が与えられるので
、判定基準を充たすような試運転を行なうことにより信
頼性、有効性の高い知識ベースを構成でき、運転の信頼
性が向上する。又、最適運転、高効率運転が容易と成り
、運転コストの低減が可能となる。また、試運転による
知識ベースの妥当性を確認・判定する理論的方法が与え
られる。
切り上げた自然数であると定義する。 （４）試運転サンプリング結果の有限次元ベクトルとし
ての表現 試運転サンプリング結果は式（１）の””＋、、ｉ−，
（ｘ）で表現されるが、その各成分を上記の限定された
固有関数系（８）を用いて次のように有次元ベクトル（
（２に＋１）次元）として表現する。 ここで、 であり、これはメンバーシップ関数μＬ 帽（ｘ ）の
固有関数λ。（Ｘ）、λｎｃ（ｘ）及びλｎ５（ｘ）
（１≦ｎ≦Ｋ）でめ展開係数に他ならない。 （５）試運転サンプリング結果の独立性判定試運転サン
プリング結果は式（１０）の（２に＋１）次元ベクトル
で表現されたが、試運転はＬ回（α＝１，２．・・・、
Ｌ）実施しているので、排ガス種の種類ごとに次の様に
してサンプリング結果の１次元独立性を判定するものと
する。即ち、排ガスｆ！ｉに対して１式（１０）のベク
トルから次の（２に＋１）行り列の行列を作る。 Ｍｌ 、ｉ＝［Ｍ ” ’ ・・・１Ｍ３″） ・・
・、Ｍ”コこの行列の階数を計算し、 それをｒｉ とする。 即ち。 ｒｌ＝ｒａｎｋＭＬｉ （ｉ＝１，２゜ Ｓ） ・・・（１４） とする。又、このｒ工の最小値をＬ＊とする。即ち、 Ｌ’ ＝ｍｉ ｎ （ｒ、、ｒ２、− ｒ、）・・・
（１５） とする。 ここで、Ｌ＝Ｌ”の場合、どの排ガス種ｉに対しても下
記のＬ個ののベクトルは、全て互いに一次独立である。 Ｍｉ、・・・ 、 Ｍ′ｊ’″ｌ ・・・（１６） 又、Ｌ’ ＜Ｌの場合には、上記（１６）のＬ個のベク
トルの中からＬ”この−次独立ベクトルを選び出し、そ
れを Ｍ””！ 、” 、Ｍ侭り よ エ ・・・（１７） とし、対応式（１０）により、 プ関数を 対応すうメンバーシラ μ譜、ｆｉｌ （ｘ）、・・・ １μｍ＋、 ＩＬ＊
ｌ （ｘ）ユ ・・・（１８） として計算し、これを第ｉ成分とするベクトル値メンバ
シップ関数を μ＊ ＋ｔ＋ （ｘ）、・・・ 、μ＊ （Ｌ＊ ｌ
（ｘ）・・・（１９） で定義し、これを新しい知識ベーストして用いるものと
する。ここで、式（１８）でμ＄、＋ｄｌ ｌ （ｘ
）が１を越える領域では１に、０を下回る領域ではＯに
設定することで関数μｊ＋ｃ′＊ ｌ （ｘ）を定義
しておくものとする。 （６）試運転サンプリング結果の完全性判定試運転サン
プリング結果は、上記（５）試運転サンプリング結果の
独立性判定で示したように。 ５１個が独立な知識であることが判った。一方、任意の
状態は（２に＋１）次元のベクトルと同一視されるので
、これを表現するためには（２に＋１）この独立な知識
が必要とされる。従って、試運転サンプリング結果の完
全性の度合いとして下記の比率Ｒを採用する。 ４ Ｒ＝ ・・・（２０） ２に＋１ 以上のように計算される試運転によるサンプリング結果
の重複性及び完全性の判定は、試運転で採取したサンプ
リング結果から構成さ九る知識ベースが有効に利用でき
るものであるか否かの判定基準を与えるものである。従
って、この方法によって十分信頼に足る知識ベースを構
成しておくならば、熟練者と同様に経験に裏付けられた
高信顆なバーナ（バーナー群）の燃焼管理ひいてはボイ
ラーの運転が可能となる。 本実施例における知識ベース妥当性判定機器の知識ペー
ストのインターフェースを第２図に示す。 試運転で得られた排ガスサンプリング結果Ｉ（菰’ （
ｘ）と対応する各バーナーの状態ンｊ ） （ｙ）とは
、知識ベース１０２に推論ルール アＩ’ ｌ （ｘ ）−７ｆ′ｌ （ｙ）
・・・（２１）の形で収納されている。ここで、マｆ
ｃｔｌ （ｙ）は第α回目の試運転におけるバーナー状
態を表現するメンバーシップ関数を成分とするベクトル
値関数である。試運転が終了し推論ルールの集大成とし
て知識ベースが妥当力否かを判定するために、変数特定
の精度を規定する正値Δｘ （０＜Δｘ ＜ ２π）を
正価基準信号入力部１０１に入力する。この正価信号を
用い知識ベース妥当性判定部１０４にて知識ベースの妥
当性が判定され、妥当か否かが知識ベース妥当性表示部
１０３に表示される。 妥当であると表示される場合には、この知識ベースを用
いて排ガスサンプリングブ１０５で得られるサンプリン
グ結果から推論ルール（２１）を用いて各バーナー状態
が演鐸され結果がバーナー状態表示部１０６に表示され
る。一方、妥当でないと判定される場合には、試運転を
再度実施する。 本発明の具体的機能内容を第３図にフローチャートで示
す。 試運転で得られた排ガスサンプリング結果（ステップｌ
）は、試運転回数ごとに；区、 （Ｘ、の各成分がＣＲ
Ｔ表示される（ステップ２）。一方、固有関数系の限定
を行なうに必要な正の微小量ΔＸがオペレータにより入
力設定され（ステップ３）、固有関数は式（８）の（２
に＋１）の（λ。（Ｘ）、λ＋ｃ（ｘ） ｐ ’・・
λＫｃ（ｘ）λｘ−（ｘ） ｐ ”’ ｐ λＸ
−（Ｘ） ） −（２１）に限定される（Ｋは
式（９）により決定される。）（ステップ４）。この様
な限定された固有関数によって、サンプリング結果；ｆ
ｅｅｌ （ｘ）は各°排ガス種の成分μ （ｘ）毎に
有限次元（（２に＋１）次元）ベクトルＭ３？パ）とし
て表現され、各排ガス工 種の成分毎に行列Ｍ１．の階数ｒ１及びその最小値Ｌ’
（Ｌ” ＝ｍｉ ｎ （ｒ、 、ｒ２、− ｒ、
））が計算され、表示される（ステップ５）。このサン
プリング結呆μ” （Ｘ） （知識ベース）の完全性
の度合いが次のｉＲで計算され、表示される（ステップ
６）。 ４ Ｒ＝ ・・・（２ｏ）
２に＋１ 最小の階数値Ｌ＊が試運転回数１．に等しい場合（ステ
ップ７のＹＥＳ）には、「完全度の大きさとしてＲでよ
いか？」の質問が表示される。ここで、ｒＹＥＳＪ と
答えルト（ステップ８ｃ７）ＹＥＳ）、サンプリング結
果（’；”’ （ｘ） ）α２□が外部記憶装置（図示
せず。）に貯えられる。反対に、 「Ｎｏ」と答えると
（ステップ８のＮＯ）、試運転の再実施の指示が表示さ
れる（ステップ９）。 最小の階数値Ｌ＊が試運転回数りより小さい場合には、
「独立な知識ベーストしてはＬ４個で十分か？」の質問
が表示される。ここで、ｒＹＥＳＪと答えると（ステッ
プ１０のＹＥＳ） 、サンプリング結果（ア”’ （ｘ
） ）α２１の中から独立なＬ′個（１四（Ｘ）） α
、１が構成され（ステップ１１）、外部記憶装置（ステ
ップ１２）に貯えられる。 反対に、「Ｎｏ」と答えると、試運転の再実施の指示が
表示される（ステップ１３）。 通常のボイラの場合、サンプリングプローグの個数は２
０、排ガス種の数は５＝１０であり、又試運転回数はＬ
＝１０程度である。この場合、排ガスサンプリング結果
（式（１））の引数Ｘは離散変数であるから、変数指定
の精度はΔｘ ＝ ２π／２０となり、最高次数はにα
２０、従って、有次元ベクトルの次元は２に一１１＝４
５程度となる。 即ち、排ガス種の各成分ｉ （ｉ＝１．２．・・・、１
０）に対して式（１３）の行列は４５行１０列となり、
成分個数４５０個であり、−この１０行１０列以下の小
行列式を計算することにより行列の回数を計算する。 第４図は、データ処理装置におけるデータ処理の状態を
示す。排ガス性状データはマルチチャンネルのスキャナ
１５により各測定点毎のデータとしてデータレコーダ１
６に収録された後、Ａ／Ｄコンバータ１７によりデジタ
ル化される。固有関数系（λ。（Ｘ）、λ。。（Ｘ）、
λｎ５（Ｘ） ） ”＝１については、予想される程度
の次数まで外部記憶媒体１８に入力しておき、ディジタ
ル化されたデータ及びオペレータが入力設定する正値Δ
Ｘのデータから演算装置１９において、サンプリング結
果の有次元ベクトル表現、回数ｒｊ、その最小値Ｌ＊完
全性の度合いＲの計算及びＬ”がＬより小さい場合では
独立な知＄ｊＢ にｔ＋、ｚ１（ｘ） ＞ ’： 、、
の構成が行なわれ、その計算結果はＣＲＴ２０やプロッ
タ２１に出力表示される。 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、試運転によって採
取した知識ベースの妥当性の判定基準が与えられるので
、判定基準を充たすような試運転を行なうことにより信
頼性、有効性の高い知識ベースを構成でき、運転の信頼
性が向上する。又、最適運転、高効率運転が容易と成り
、運転コストの低減が可能となる。また、試運転による
知識ベースの妥当性を確認・判定する理論的方法が与え
られる。
第１図は本発明を適用し得るボイラ装置の概略図、第２
図は本発明の実施例における知識ベース妥当性判定器と
知識ベースとのインターフェースを示すブロック図、第
３図は実施例に係るフローチャート、第４図は実施例に
係るデータ処理装置内の処理のフローチャート舎である
。 ３４．３５，３６・・・記憶手段、 ３８・・・本体
開渠 図 ０ 第 図 Ｕｂ 騙 Ｕ３
図は本発明の実施例における知識ベース妥当性判定器と
知識ベースとのインターフェースを示すブロック図、第
３図は実施例に係るフローチャート、第４図は実施例に
係るデータ処理装置内の処理のフローチャート舎である
。 ３４．３５，３６・・・記憶手段、 ３８・・・本体
開渠 図 ０ 第 図 Ｕｂ 騙 Ｕ３
Claims (5)
- （１）排ガスの性状を検知分析し、この分析結果を用い
て各バーナの状態を推定し、この推定結果に基づいてバ
ーナの燃焼状態が適正か否かをを判断する燃焼状態診断
方法において、予め試験運転で得られている排ガスサン
プリング結果と各バーナ状態との間の因果関係から構成
されるフアジー推論用の知識ベースに対し、排ガスサン
プリング結果の知識の重複性及び完全性を判定すること
によって、試運転で排ガスサンプリングを再実施するか
否かを判定することを特徴とする燃焼状態診断方法。 - （２）上記排ガスサンプリング結果を、総数でｓ種ある
排ガス種のうち種類ｉのサンプリング結果をおれ線グラ
フ化し、かつ、その値が０と１との間の実数値をとるメ
ンバーシップ関数として表現したものを第ｉ成分とする
多次元ベクトル関数として表現することを特徴とする請
求項（１）記載の燃焼状態診断方法。 - （３）上記ファジー推論用の知識ベースに対する排ガス
サンプリング結果の知識の重複性及び完全性判定におい
て、上記メンバーシップ関数の定義域を、０から２πの
実数の連続閉区間として設定し、三角関数で与えられる
規格直交完全固有関数系を変数を特定する精度を指定す
ることにより有限個に限定し、上記メンバーシップ関数
を上記三角関数で近似的に固有関数展開し、展開係数を
成分とする有限次元ベクトルと同一視し、上記試運転で
得られている排ガスサンプリング結果を複数個の上記有
次元ベクトルで表現し、排ガスの種別毎にこれらのベク
トルのうち１次独立なものの個数及びその最小値を表示
し、又この最小値と有次元ベクトルの次元数との比を排
ガスサンプリング結果の完全度として表示し、上記最小
値が試運転回数に等しい場合には完全度が許容される値
か否かを制御オペレータに質問し、その答えが肯定の場
合にはサンプリング結果が外部記憶装置に収録され、答
えが否定の場合には試運転再実施の指示が出され、上記
最小値が試運転回数より小さい場合には、独立の知識ベ
ースの個数はこの最小値で十分かと質問が出され、答え
が肯定の場合にはサンプリング結果から独立なサンプリ
ング結果が上記メンバーシップ関数の線形結合を取るこ
とにより構成され、外部記憶装置に収録され、答えが否
定であると試運転再実施の指示が出されることを特徴と
する請求項（１）記載の燃焼状態診断方法。 - （４）前記フアジー推論用の知識ベースに対する排ガス
サンプリング結果の知識の重複性を判定することによっ
て、試運転で排ガスサンプリングを再採集するか否かを
判定することにおいて、前記重複性の判定を画像表示手
段に表示し、重複性を有するという判定の場合には試運
転で排ガスサンプリングを再採集することを指示するこ
とを特徴とする請求項（１）記載の燃焼状態診断方法。 - （５）前記フアジー推論用の知識ベースに対する排ガス
サンプリング結果を複数個の有限次元ベクトルで表現し
、それらの１次独立を計算する方法において、複数個の
有次元ベクトルの組みを行列と考え、この行列の階数を
計算することによって１次独立性を判定し、この階数と
前記多次元ベクトルの次元数との比を計算することによ
って知識ベースの完全性の度合いを判定することを特徴
とする請求項（１）記載の燃焼状態診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1332828A JPH03194314A (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 燃焼状態診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1332828A JPH03194314A (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 燃焼状態診断方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03194314A true JPH03194314A (ja) | 1991-08-26 |
Family
ID=18259256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1332828A Pending JPH03194314A (ja) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | 燃焼状態診断方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03194314A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5357879A (en) * | 1992-05-20 | 1994-10-25 | Ebara-Infilco Co., Ltd. | Dried sludge melting furnace |
-
1989
- 1989-12-25 JP JP1332828A patent/JPH03194314A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5357879A (en) * | 1992-05-20 | 1994-10-25 | Ebara-Infilco Co., Ltd. | Dried sludge melting furnace |
| EP0683359A3 (en) * | 1992-05-20 | 1996-05-01 | Ebara Infilco | Oven for melting dried mud. |
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