KR20240010034A - Control device for incinerator equipment - Google Patents
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Abstract
소각로 설비의 연소의 안정화시키는 제어 장치를 제공한다. 소각로 설비의 제어 장치는, 피소각물을 연소시키면서 반송하는 노 본체와, 상기 노에 연소용 공기를 공급하는 연소용 공기 공급부를 갖는 소각로 설비의 제어 장치로서, 상기 노에 공급되는 피소각물의 공급량 또는 발열량에 기초하여, 상기 피소각물이 상기 노 내에 투입되기 전에 상기 연소용 공기의 제어를 행하는 연소용 공기 제어부를 구비한다.A control device for stabilizing combustion of an incinerator facility is provided. The control device of the incinerator facility is a control device of the incinerator facility, which has a furnace body that conveys the incinerated material while burning it, and a combustion air supply unit that supplies combustion air to the furnace, and includes the supply amount of the incinerated material supplied to the furnace or It is provided with a combustion air control unit that controls the combustion air based on the calorific value before the incinerated material is introduced into the furnace.
Description
본 개시는 소각로 설비의 제어 장치에 관한 것이다. 본 개시는 2021년 9월 10일에 일본에 출원된 일본 특허출원 2021-147752호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This disclosure relates to a control device for incinerator equipment. This disclosure claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-147752 filed in Japan on September 10, 2021, and the content is incorporated herein by reference.
일반적으로 쓰레기 소각 설비에는 호퍼가 부설되고, 크레인으로 호퍼 내에 투입된 쓰레기는, 호퍼 하부에 배치되는 쓰레기 공급 장치에 의해서, 순차적으로 소각로에 공급되도록 되어 있다. 특허문헌 1 에는, 쓰레기 소각 설비의 호퍼에 투입되는 쓰레기의 체적과 중량으로부터 쓰레기의 비중을 계산하고, 쓰레기의 공급 용적에 쓰레기의 비중을 곱함으로써, 소각로 내에 공급되는 쓰레기의 공급 중량을 계산하며, 추가로, 쓰레기의 공급 중량으로부터 입열량을 계산하여, 단위 시간당 입열량이 일정해지도록, 쓰레기를 소각로 내에 공급하여 제어하는 제어 장치가 개시되어 있다.Generally, a hopper is installed in a waste incineration facility, and the waste put into the hopper by a crane is sequentially supplied to the incinerator by a waste supply device disposed below the hopper. In
특허문헌 1 에서는, 호퍼에 투입되고 나서 소각로에 공급될 때까지 필요로 하는 시간의 범위 (예를 들어, 1 ∼ 2 시간) 를 설정하고, 소각로 내에의 쓰레기의 공급 중량을, 그 시점으로부터 설정된 시간의 범위만큼 과거에 호퍼에 투입된 쓰레기의 비중의 평균치에 쓰레기의 공급 용적을 곱함으로써 계산하고 있다. 노 내의 연소 상태를 안정화시키기 위해서는, 보다 정확하게 쓰레기의 공급량이나 그것에 대신하는 제어량을 추정하고, 추정된 공급량 등에 따른 제어를 선행적으로 실행하는 것이 바람직하다.In
본 개시는 상기 서술한 과제를 해결할 수 있는 소각로 설비의 제어 장치를 제공한다.The present disclosure provides a control device for an incinerator facility that can solve the problems described above.
본 개시의 일 양태에 의하면, 제어 장치는, 피소각물을 연소시키면서 반송하는 노와, 상기 노에 연소용 공기를 공급하는 연소용 공기 공급부를 갖는 소각로 설비의 제어 장치로서, 상기 노에 공급되는 피소각물의 공급량 또는 발열량에 기초하여, 상기 피소각물이 상기 노 내에 투입되기 전에 상기 연소용 공기의 제어를 행하는 연소용 공기 제어부와, 3 차원 계측에 의해서 호퍼 내의 상기 피소각물의 높이 변화를 검출하고, 상기 피소각물의 높이의 변화에 기초하여, 상기 호퍼에 투입된 상기 피소각물의 체적을 계산하고, 상기 호퍼에 투입된 상기 피소각물의 중량과 상기 체적으로부터 밀도를 계산하여, 과거의 일정 기간에 상기 노에 공급된 상기 피소각물의 밀도로부터 추정된 상기 발열량과 실제로 계측된 상기 발열량의 상관 비교를 행하고, 상기 피소각물이 상기 호퍼에 투입되고 나서 상기 노에 공급될 때까지의 체류 시간을 추정하고, 상기 피소각물의 압밀과, 상기 호퍼 내의 상기 피소각물의 분포와, 상기 노 내에 공급되는 피소각물의 비율에 기초하여, 상기 체류 시간 후에 상기 노 내에 공급되는 상기 피소각물의 공급량 또는 발열량을 산출하는 산출부를 구비하고, 상기 연소용 공기 제어부는, 상기 피소각물이 상기 호퍼에 투입되고 나서 상기 산출부에 의해서 추정된 상기 체류 시간이 경과하는 것보다도 소정 시간 전에 당해 피소각물의 공급량 또는 발열량에 기초하는 상기 연소용 공기의 제어를 행한다.According to one aspect of the present disclosure, the control device is a control device of an incinerator facility having a furnace for conveying the incinerated material while burning it, and a combustion air supply unit for supplying combustion air to the furnace, wherein the incinerated material is supplied to the furnace. Based on the supply amount or calorific value of water, a combustion air control unit that controls the combustion air before the incinerated object is introduced into the furnace, detects a change in the height of the incinerated object in the hopper by three-dimensional measurement, and Based on the change in the height of the incinerated object, the volume of the incinerated object introduced into the hopper is calculated, the density is calculated from the weight and the volume of the incinerated object introduced into the hopper, and supplied to the furnace in a certain period of time in the past. A correlation comparison is made between the calorific value estimated from the density of the incinerated object and the calorific value actually measured, the residence time from when the incinerated object is input into the hopper until it is supplied to the furnace is estimated, and the incinerated object is estimated. Based on the consolidation of water, the distribution of the incinerated material in the hopper, and the ratio of the incinerated material supplied into the furnace, a calculation unit is provided to calculate the supply amount or calorific value of the incinerated material supplied into the furnace after the residence time, , the combustion air control unit determines the combustion air based on the supply amount or calorific value of the incinerated material a predetermined time before the residence time estimated by the calculation unit elapses after the incinerated material is introduced into the hopper. perform control.
상기한 소각로 설비의 제어 장치에 의하면, 쓰레기 소각 설비의 노 내의 연소 상태를 안정화시킬 수 있다.According to the above-mentioned control device for the incinerator facility, the combustion state in the furnace of the waste incineration facility can be stabilized.
도 1 은, 각 실시형태에 관련된 쓰레기 소각 설비의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2 는, 제 1 실시형태에 관련된 제어 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로 차트이다.
도 3 은, 제 2 실시형태에 관련된 제어 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로 차트이다.
도 4 는, 제 3 실시형태에 관련된 제어 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로 차트이다.
도 5 는, 제 4 실시형태에 관련된 쓰레기의 발열량 등의 추정 처리를 설명하는 제 1 도면이다.
도 6 은, 제 4 실시형태에 관련된 쓰레기의 발열량 등의 추정 처리를 설명하는 제 2 도면이다.
도 7 은, 제 4 실시형태에 관련된 쓰레기의 발열량 등의 추정 처리를 설명하는 제 3 도면이다.
도 8 은, 각 실시형태에 관련된 제어 장치의 하드웨어 구성의 일례를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing an example of a waste incineration facility according to each embodiment.
Fig. 2 is a flow chart showing an example of the operation of the control device according to the first embodiment.
Fig. 3 is a flow chart showing an example of the operation of the control device according to the second embodiment.
Fig. 4 is a flow chart showing an example of the operation of the control device according to the third embodiment.
Fig. 5 is a first diagram illustrating the estimation process for the calorific value of waste, etc., according to the fourth embodiment.
Fig. 6 is a second diagram explaining the estimation process for the calorific value of waste, etc., according to the fourth embodiment.
Fig. 7 is a third diagram explaining the estimation process for the calorific value of waste, etc., according to the fourth embodiment.
Fig. 8 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a control device related to each embodiment.
이하, 실시형태의 쓰레기 소각 설비를, 도면을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에서는, 동일하거나 또는 유사한 기능을 갖는 구성에 동일한 부호를 붙인다. 그리고, 그 구성들의 중복되는 설명은 생략하는 경우가 있다. 「XX 또는 YY」란, XX 와 YY 중 어느 일방의 경우에 한정되지 않고, XX 와 YY 의 양방의 경우도 포함할 수 있다. 이것은 선택적 요소가 3 개 이상인 경우도 동일하다. 「XX」 및「YY」는, 임의의 요소 (예를 들어 임의의 정보) 이다.Hereinafter, a waste incineration facility of an embodiment will be described with reference to the drawings. In the following description, the same symbols are assigned to components having the same or similar functions. Additionally, overlapping descriptions of the components may be omitted. “XX or YY” is not limited to either XX or YY, and may also include both XX and YY. This is the same even when there are three or more optional elements. “XX” and “YY” are arbitrary elements (for example, arbitrary information).
(시스템 구성) (System Configuration)
도 1 은, 각 실시형태에 관련된 쓰레기 소각 설비의 일례를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing an example of a waste incineration facility according to each embodiment.
쓰레기 소각 설비 (100) 는, 쓰레기가 투입되는 호퍼 (1) 와, 호퍼 (1) 에 투입된 쓰레기를 하부로 유도하는 슈트 (2) 와, 슈트 (2) 를 통해서 공급된 쓰레기를 연소실 (6) 내에 공급하는 피더 (10) 와, 피더 (10) 에 의해서 공급된 쓰레기를 받아, 쓰레기를 이송하면서 건조와 연소를 행하는 화격자 (3) 와, 쓰레기를 연소시키는 연소실 (6) 과, 재를 배출하는 재 출구 (7) 와, 공기를 공급하는 송풍기 (4) 와, 송풍기 (4) 에 의해서 공급된 공기를 화격자 (3) 의 각 부로 유도하는 복수의 풀무 (5A ∼ 5E) 와, 송풍기 (4) 에 의해서 공급된 공기를 연소실 (6) (2 차 연소실 (6B)) 에 직접적으로 공급하는 관로 (14) 와, 보일러 (9) 와, 쓰레기를 반송하는 크레인 (17) 과, 호퍼 (1) 의 상방으로부터 쓰레기의 표면을 검출하는 센서 (15) 와, 연소실 (6) 내의 모습을 촬영하는 화상 센서 (16) 를 구비한다.The
크레인 (17) 은, 쓰레기 피트 (도시 생략) 로부터 쓰레기를 쥐어 잡아 반송하고, 호퍼 (1) 에 투입한다. 크레인 (17) 에는, 중량계 (17a) 가 형성되어 있다. 중량계 (17a) 는, 크레인 (17) 이 반송한 쓰레기의 중량을 계측한다. 중량계 (17a) 는 제어 장치 (20) 와 접속되어 있어, 중량계 (17a) 가 계측한 중량, 요컨대, 호퍼 (1) 에 투입되는 쓰레기의 중량은, 제어 장치 (20) 에 송신된다. 호퍼 (1) 의 상방에는, 호퍼 (1) 에 투입되어 축적된 쓰레기의 표면 전체를 검출할 수 있도록 센서 (15) 가 설치되어 있다. 센서 (15) 는, 호퍼 (1) 에 투입되는 쓰레기의 체적, 호퍼 (1) 및 슈트 (2) 에 축적되어 있는 쓰레기의 높이를 검출하기 위해서 형성되어 있다. 센서 (15) 는, 예를 들어, LiDAR (Light Detection and Ranging) 장치이다. LiDAR 란, 레이저광 등을 대상물에 주사하면서 조사하고, 반사광의 휘도에 기초하여, 대상물까지의 거리나 방향 등을 계측하는 기술이다. LiDAR 에 의해서, 축적된 쓰레기의 표면 전체에 레이저광을 주사하면서 조사함으로써, 쓰레기의 표면 전체에 대해서 센서 (15) 로부터의 거리를 계측할 수 있다. 이로써, 호퍼 (1) 및 슈트 (2) 에 퇴적된 쓰레기의 높이를 검출할 수 있다. 크레인 (17) 으로부터 호퍼 (1) 내에 쓰레기를 투하하기 전후의 쓰레기의 높이의 차분으로부터, 호퍼 (1) 에 투하된 쓰레기의 체적을 계산할 수 있다. 센서 (15) 는 제어 장치 (20) 와 접속되어 있어, 센서 (15) 가 계측한 계측치는, 제어 장치 (20) 에 송신된다.The
피더 (10) 는, 슈트 (2) 를 통해서 공급된 쓰레기를 압출함으로써, 쓰레기를 화격자 (3) 에 공급하는 쓰레기 공급 장치이다. 피더 (10) 는, 쓰레기를 연소실 (6) 측으로 압출하는 동작과, 원래의 위치로 되돌아오는 동작을 반복한다. 제어 장치 (20) 는, 피더 (10) 가 압출하는 동작과 되돌아오게 하는 동작을 제어함으로써, 연소실 (6) 에의 쓰레기의 공급량을 조정한다. 화격자 (3) 는, 슈트 (2) 및 연소실 (6) 의 바닥부에 형성되어 쓰레기를 반송한다. 화격자 (3) 는, 피더 (10) 에 의해서 공급된 쓰레기의 수분을 증발시켜 건조시키는 건조역 (3A) 과, 건조역 (3A) 의 후류에 위치하고, 건조된 쓰레기를 연소시키는 연소역 (3B) 과, 연소역 (3B) 의 후류에 위치하고, 연소되지 않고 통과되어 온 고정 탄소분 등의 미연분을 재가 될 때까지 연소시키는 후연소역 (3C) 을 구비하고 있다. 제어 장치 (20) 의 제어에 의해서, 화격자 (3) 의 동작 속도가 제어된다.The
송풍기 (4) 는, 화격자 (3) 의 하방에 형성되고, 풀무 (5A ∼ 5E) 를 개재하여, 공기를 화격자 (3) 의 각 부에 공급한다. 송풍기 (4) 가 보내는 공기를 풀무 (5A ∼ 5E) 로 유도하는 관로 (8) 에는, 관로 (8) 와 풀무 (5A ∼ 5E) 의 각각을 접속하는 지관이 접속되고, 지관에는 각각 댐퍼 (8A ∼ 8E) 가 형성되며, 댐퍼 (8A ∼ 8E) 의 개도를 조절함으로써, 풀무 (5A ∼ 5E) 에 공급되는 연소 공기의 유량을 조절할 수 있다. 제어 장치 (20) 는, 송풍기 (4) 의 송풍량 (회전수), 댐퍼 (8A ∼ 8E) 의 개도를 제어한다. 댐퍼 (8A ∼ 8E) 를 총칭하여 1 차 연소 공기 댐퍼라고 기재하는 경우가 있다.The
연소실 (6) 은, 화격자 (3) 의 상방에, 1 차 연소실 (6A) 과 2 차 연소실 (6B) 로 이루어지고, 보일러 (9) 는, 연소실 (6) 의 후류에 배치 형성되어 있다. 1 차 연소실 (6A) 은, 화격자 (3) 의 상방에 형성되고, 1 차 연소실 (6A) 의 더욱 상방에 2 차 연소실 (6B) 이 형성되어 있다. 1 차 연소실 (6A) 에서는, 쓰레기를 연소시키고, 1 차 연소실 (6A) 에서 발생된 열분해 가스가, 2 차 연소 공기와 혼합되어 2 차 연소실 (6B) 로 보내어지고, 이 2 차 연소실에서 열분해 가스 중의 미연 성분을 연소시킨다. 연소실 (6) 의 2 차 연소실 (6B) 에는, 송풍기 (4) 와 2 차 연소실 (6B) 을 접속하는 관로 (14) 가 접속되어 있어, 관로 (14) 에 형성된 댐퍼 (14A) 의 개폐에 의해서, 2 차 연소실 (6B) 에 공기를 공급할 수 있다. 제어 장치 (20) 는, 댐퍼 (14A) 의 개도를 제어한다. 댐퍼 (14A) 를 2 차 연소용 공기 댐퍼라고 기재하는 경우가 있다. 연소실 (6) 에 공급되는 쓰레기를 촬영할 수 있는 위치에, 화상 센서 (16) 가 설치되어 있다. 화상 센서 (16) 는, 제어 장치 (20) 와 접속되어 있어, 화상 센서 (16) 가 촬영한 화상은, 제어 장치 (20) 에 송신된다. 화상 센서 (16) 는, 예를 들어, 적외선 카메라이다. 도 1 의 예에서는, 화상 센서 (16) 는, 쓰레기의 공급을 수평 방향의 정면으로부터 촬영하는 위치에 형성되어 있지만, 예를 들어, 쓰레기가 연소실 (6) 에 공급되는 모습을 상방으로부터 촬영하는 위치에 형성되어 있어도 된다. 연소실 (6) 에는, 연소실 (6) 내의 온도를 계측하는 온도 센서 (18) 가 형성되어 있다. 온도 센서 (18) 는 제어 장치 (20) 와 접속되어 있어, 온도 센서 (18) 가 계측한 노 내의 온도는, 제어 장치 (20) 에 송신된다. 연소실 (6) 에는, 연소실 (6) 내의 산소 농도를 계측하는 산소 농도 센서 (19) 가 형성되어 있다. 산소 농도 센서 (19) 는 제어 장치 (20) 와 접속되어 있어, 산소 농도 센서 (19) 가 계측한 노 내의 산소 농도는, 제어 장치 (20) 에 송신된다.The
보일러 (9) 는, 연소실 (6) 로부터 보내어진 배기 가스와 보일러 (9) 내를 순환하는 물과 열 교환하여 증기를 발생시킨다. 증기는 관로 (13) 를 통해서 도시되지 않은 발전용의 터빈에 공급된다. 관로 (13) 에는, 증기의 유량을 검출하는 증기 유량 센서 (11) 가 형성되어 있다. 증기 유량 센서 (11) 는 제어 장치 (20) 와 접속되어 있어, 증기 유량 센서 (11) 가 계측한 주증기 유량은, 제어 장치 (20) 에 송신된다. 제어 장치 (20) 는, 예를 들어, 증기 유량 센서 (11) 가 계측하는 주증기 유량이 소정의 목표치가 되도록, 피더 (10) 의 동작, 1 차 연소용 공기 댐퍼 및 2 차 연소용 공기 댐퍼의 개도를 제어한다. 보일러 (9) 의 배기 가스 출구에는, 연도 (煙道) (12) 가 접속되어 있어, 보일러 (9) 에서 열 회수된 배기 가스는, 연도 (12) 를 통과하여 도시 생략된 배기 가스 처리 설비를 통과 후, 외부로 배출된다.The
제어 장치 (20) 는, 데이터 취득부 (21) 와, 쓰레기 높이 계산부 (22) 와, 화상 추정부 (23) 와, 공급량 추정부 (24) 와, 판단부 (25) 와, 제어부 (26) 와, 기억부 (27) 를 구비한다.The
데이터 취득부 (21) 는, 각 센서 (11, 14a, 15, 16, 17a, 18, 19) 가 계측한 계측치, 사용자의 지시치 등 각종 데이터를 취득한다. 예를 들어, 데이터 취득부 (21) 는, 증기 유량 센서 (11) 가 계측한 주증기 유량의 계측치를 취득한다.The
쓰레기 높이 계산부 (22) 는, 센서 (15) 가 검출한 쓰레기 표면까지의 거리에 기초하여, 호퍼 (1) 및 슈트 (2) 에 축적된 쓰레기의 표면의 각 위치에 있어서의 쓰레기의 높이를 계산한다. 쓰레기의 높이는, 슈트 (2) 의 소정 위치를 기준으로 했을 때의 높이이다.The garbage
화상 추정부 (23) 는, 화상 센서 (16) 가 촬영한 화상을 해석하여, 피더 (10) 에 의해서 노 내에 공급된 쓰레기의 공급량 (체적, 중량) 과 발열량 (LHV : Lower Heating Value) 을 추정한다. 예를 들어, 화상 추정부 (23) 는, 피더 (10) 가 쓰레기를 압출하는 동작을 행하기 전후에 촬영된 화상을 비교하여, 압출된 쓰레기가 찍힌 화상 영역을 추출하고, 추출된 화상 영역의 형상이나 면적과, 피더 (10) 의 압출량에 기초하여, 노 내에 공급된 쓰레기의 체적을 추정한다. 혹은, 화상 추정부 (23) 는, 압출된 쓰레기가 찍힌 화상 영역과 쓰레기의 공급량의 관계를 학습하여 구축된 추정 모델과, 추출된 화상 영역에 기초하여, 쓰레기의 체적을 추정한다. 화상 추정부 (23) 는, 추정된 체적에 후술하는 계산 방법으로 계산한 밀도를 곱하여, 노 내에 공급된 쓰레기의 중량을 계산한다. 추가로 화상 추정부 (23) 는, 소정의 환산식에 기초하여, 노 내에 공급된 쓰레기의 중량으로부터 발열량 (LHV) 을 추정한다. 통상적으로, 쓰레기 소각 설비에서는, 쓰레기의 밀도와 발열량이 샘플링되어 양자의 관계를 해석하고, 그 소각 설비에서 처리되는 쓰레기의 종류 등에 따른, 쓰레기의 밀도로부터 발열량을 산출하는 환산식이 도출되어 있다. 화상 추정부 (23) 는, 이 환산식을 사용하여, 화상 해석에서 얻어지는 쓰레기의 중량으로부터 발열량을 추정한다. 화상 추정부 (23) 를 사용한 제어에 대해서는 제 3 실시형태에서 서술한다.The
공급량 추정부 (24) 는, 쓰레기 높이 계산부 (22) 가 계산한 쓰레기의 높이의 변화에 기초하여, 호퍼 (1) 내의 쓰레기의 체적 변화를 계산한다. 공급량 추정부 (24) 는, 호퍼 (1) 내의 쓰레기의 체적 변화에 기초하여, 단위 시간당 노 내에의 쓰레기의 공급량을 추정한다. 공급량 추정부 (24) 는, 호퍼 (1) 및 슈트 (2) 내에 있어서의 쓰레기의 분포나 호퍼 (1) 내의 쓰레기의 체류 시간 ΔT 에 기초하여, 노 내에 공급되는 쓰레기의 밀도나 쓰레기 수분율을 추정하고, 예를 들어, 체류 시간만큼 앞으로 노 내에 공급되는 쓰레기의 발열량을 추정한다. 공급량 추정부 (24) 는, 실제로 쓰레기가 노 내에 공급되기 전에, 금회 또는 차회 이후에 피더 (10) 가 동작했을 때에 공급되는 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량을 추정한다. 이로써, 쓰레기가 연소실 (6) 에 공급되기 전에, 연소실 (6) 내에 공급되는 1 차 연소 공기의 제어 등을 선행하여 실행할 수 있다. 공급량 추정부 (24) 에 의한 쓰레기의 공급량, 발열량의 추정 처리의 상세한 것에 대해서는, 제 4 실시형태에서 서술한다.The supply
판단부 (25) 는, 공급량 추정부 (24) 가 추정한 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량에 기초하여, 노 내의 연소 상태를 안정화시키기 위한 선행 제어를 행할지의 여부의 판단을 행한다. 판단부 (25) 는, 선행 제어의 결과, 노 내의 연소 상태가 안정적인 상태로 되었는지의 여부의 판단을 행한다.The
제어부 (26) 는, 피더 (10) 의 동작, 1 차 연소용 공기 댐퍼 (댐퍼 (8A ∼ 8E)) 및 2 차 연소용 공기 댐퍼 (댐퍼 (14A)) 의 개도 등을 제어한다. 제어부 (26) 는, 판단부 (25) 의 판단에 기초하여, 1 차 연소용 공기 댐퍼나 피더 (10) 의 선행 제어를 행한다. 선행 제어 중, 특히 1 차 연소용 공기에 대해서는, 과도하게 지나치게 선행하지 않을 정도로 미리 적절한 공급량으로 제어하는 것이, 연소의 안정화를 실현할 수 있다.The
기억부 (27) 는, 데이터 취득부 (21) 가 취득한 계측치나, 제어에 필요한 정보, 예를 들어, 쓰레기의 밀도로부터 발열량을 산출하는 환산식 등을 기억한다.The
<제 1 실시형태><First embodiment>
도 2 를 참조하여, 제 1 실시형태에 관련된 처리 (1 차 연소용 공기의 공급 제어) 에 대해서 설명한다.With reference to FIG. 2, processing (control of supply of primary combustion air) related to the first embodiment will be described.
(동작) (movement)
도 2 는, 제 1 실시형태에 관련된 제어 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로 차트이다.Fig. 2 is a flow chart showing an example of the operation of the control device according to the first embodiment.
제어 장치 (20) 는, 소정의 시간 간격으로, 이하의 처리 (선행 제어) 를 실행한다.The
데이터 취득부 (21) 가, 센서 (15) 의 계측치를 취득하여, 쓰레기 높이 계산부 (22) 에 출력한다. 쓰레기 높이 계산부 (22) 는, 센서 (15) 의 계측치, 요컨대, 센서 (15) 로부터 호퍼 (1) 의 쓰레기 표면까지의 거리의 정보에 기초하여, 그 시점에 있어서의 호퍼 (1) 에 축적된 쓰레기의 높이를 계산한다. 쓰레기 높이 계산부 (22) 는, 소정 시간마다의 쓰레기의 높이를 공급량 추정부 (24) 에 출력한다. 공급량 추정부 (24) 는, 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량을 추정한다 (스텝 S1). 예를 들어, 공급량 추정부 (24) 는, 단위 시간당 쓰레기의 높이의 변화 (높이의 감소분) 로부터, 단위 시간당 연소실 (6) 에 공급되는 쓰레기의 공급량을 계산한다. 공급량 추정부 (24) 는, 호퍼 (1) 에 쓰레기가 투입되었을 때에 계측된 쓰레기의 체적과 중량으로부터 쓰레기의 밀도를 계산하고, 소정의 방법으로 계산된 체류 시간 ΔT 후에 이 쓰레기가 공급된다고 했을 때의 발열량을 계산한다. 이 때, 공급량 추정부 (24) 는, 체류 시간 ΔT 후에 공급되는 쓰레기의 밀도를, 호퍼 (1) 및 슈트 (2) 내에 있어서의 상이한 타이밍에서 호퍼 (1) 에 투입된 쓰레기의 분포 상황, 상이한 타이밍에서 투입된 쓰레기가 동시에 노 내에 공급될 때의 비율, 어느 타이밍에서 투입된 쓰레기가 슈트 (2) 의 하부로 이동하여, 나중에 투입된 쓰레기의 무게에 의해서 압축될 것 (압밀) 등을 고려하여 노 내에 공급되는 쓰레기의 밀도를 추정한다 (상세한 것은 제 4 실시형태에서 서술한다.). 공급량 추정부 (24) 는, 추정된 쓰레기의 공급량, 발열량을 판단부 (25) 에 출력한다.The
다음으로 판단부 (25) 는, 단위 시간당 쓰레기의 공급량 및/또는 체류 시간 ΔT 후에 공급되는 쓰레기의 발열량이 일정 이상 증가되었는지의 여부를 판정한다 (스텝 S2). 예를 들어, 판단부 (25) 는, 전회 추정된 공급량과 금회 추정된 공급량을 비교하여, 공급량이 일정 이상 증가되었는지의 여부를 판정하고, 전회 추정된 발열량과 금회 추정된 발열량을 비교하여, 공급량이 일정 이상 증가되었는지의 여부를 판정한다. 예를 들어, 제어부 (26) 는, 쓰레기의 공급량 및 발열량이 일정 이상 증가하는 경우, 혹은 공급량, 발열량 중 적어도 일방이 일정 이상 증가하는 경우 (스텝 S2 ; Yes), 현 상황 그대로의 제어를 계속한다면, 과도한 연소 상태로 된다고 판단하여, 연소 상태를 억제하기 위한 선행 제어의 실행을 제어부 (26) 에 지령한다. 제어부 (26) 는, 선행적으로 1 차 연소용 공기의 공급량을 감소시키는 제어를 행한다 (스텝 S3). 예를 들어, 제어부 (26) 는, 댐퍼 (8A ∼ 8E) 의 개도를 저하시켜, 연소실 (6) 에 공급되는 공기량을 저하시킨다. 이 때, 제어부 (26) 는, 건조역 (3A) 에 공급되는 공기량을 감소시키기 위해서 댐퍼 (8A) 의 개도만을 작게 해도 되고, 건조역 (3A) 및 연소역 (3B) 에 공급되는 공기량을 감소시키기 위해서 댐퍼 (8A ∼ 8C) 의 개도를 저하시켜도 된다. 제어부 (26) 는, 댐퍼 (8A) 등의 개도를 저하시키는 것에 추가하여/대신하여 송풍기 (4) 의 회전수를 저하시켜도 된다.Next, the
댐퍼 (8A ∼ 8E) 의 개도의 저하량이나 송풍기 (4) 의 회전수의 저하량은, 예를 들어, 그들 제어량과 공급량 및/또는 발열량의 관계를 규정하는 함수 등에 기초하여, 스텝 S1 에서 추정한 쓰레기의 공급량이나 발열량에 따라서 결정되어도 된다. 제어부 (26) 는, 소정의 일정 시간만 댐퍼 (8A) 등의 개도나 송풍기 (4) 의 회전수를 저하시키는 제어를 실행해도 되고, 단위 시간당 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량이 일정해질 때까지, 댐퍼 (8A) 등의 제어를 계속하여 실행해도 된다.The decrease in the opening degree of the
댐퍼 (8A) 등의 개도 감소나 송풍기 (4) 의 회전수 저하를 개시하는 타이밍에 대해서는, (1) 예를 들어, 스텝 S1 에서 추정한 것이, 시시각각의 LiDAR 에 의해서 계측된 쓰레기 높이 변화로부터 계산된 체적 변화에 기초하는 쓰레기의 공급량 (체적이나 중량) 인 경우, 스텝 S2 의 판정 직후에 선행 제어를 개시해도 된다 (최신의 체적의 감소는, 직전에 노 내에 투입된 공급량으로 간주할 수 있기 때문에, 이 타이밍에서 선행 제어를 개시하는 것은, 실제로 노 내에 투입된 쓰레기의 공급량에 따라서 즉석에서 제어를 개시하게 된다. 종래의 피드백 제어에 비해서 선행적인 제어가 된다.). (2) 스텝 S1 에서 추정한 것이 발열량인 경우, 이후에 제 4 실시형태에서 서술하는 바와 같이 호퍼 (1) 에 투입되고 나서 체류 시간 ΔT 후에 노 내에 공급되는 쓰레기의 공급량에 따른 발열량을 추정할 수 있다. 서술 형식을 바꾸면, 호퍼 (1) 에 투입된 시점부터 그 쓰레기가 노 내에 공급되는 타이밍 (체류 시간 ΔT 후) 을 알 수 있게 된다. 이로써, 그 쓰레기가 노 내에 공급될 것같이 되기 조금 전의 시점에서, 앞으로 조금 있으면 노 내에 공급될 쓰레기의 발열량을 알 수 있게 되기 때문에, 예를 들어, 그 공급 타이밍보다 소정 시간 전에 스텝 S2 의 판정을 행하고, 그 판정 결과에 따라서 선행 제어를 개시해도 된다. 여기에서 말하는 앞으로 조금 있으면 노 내에 공급될 쓰레기란, 후술하는 도 6, 도 7 의 패턴 1 에 존재하는 쓰레기이다. 공급 타이밍보다 소정 시간 전에 스텝 S3 의 선행 제어를 개시하면, 실제의 노 내에의 쓰레기 투입보다 전에 선행 제어를 개시하게 된다. 또는, 체류 시간 ΔT 에 기초하여 추정되는 쓰레기의 공급 타이밍에 맞추어 (예를 들어, 공급과 동시 ∼ 직후) 스텝 S2 의 판정을 행하고, 그 직후에 선행 제어를 개시해도 된다. 이 경우에는 (1) 에서 설명한 쓰레기의 공급량의 경우와 동일하게, 쓰레기를 노 내에 투입하기 직전 ∼ 직후 즈음하여 선행 제어를 개시하게 된다. (쓰레기의 공급량에 대해서도, (1) 에서 설명한 쓰레기 높이 변화에 기초하는 쓰레기의 공급량의 실적치에 기초하여 스텝 S2 의 판정을 행하는 실시형태에 한정되지 않고, 사전의 추정치에 기초하여, 스텝 S2 의 판정을 행하고, 그 후, 선행 제어를 개시하도록 할 수 있다. 요컨대, 발열량의 경우와 동일하게, 다음으로 푸셔 (10) 가 압출되면 노 내에 공급되게 되는 위치에 존재하는 쓰레기의 체적이나 중량 (즉, 앞으로 조금 있으면 노 내에 공급될 쓰레기의 공급량) 을 추정하고, 실제로 쓰레기가 노 내에 공급되기 전에 선행 제어를 개시할 수 있다. 예를 들어, 호퍼 (1) 에 투입된 쓰레기가 체류 시간 ΔT 후에, 도 6, 도 7 에 예시하는 패턴 1 의 위치에 이른다고 추정한다. 그리고, 패턴 1 에서 차지하는 쓰레기의 체적이나 중량을 계산하고, 그 쓰레기가 노 내에 공급될 것같이 되기 조금 전에, 계산된 공급량의 쓰레기가 앞으로 조금 있으면 노 내에 공급된다고 추정하여, 그 공급 타이밍보다 소정 시간 전에 스텝 S2 의 판정을 행해도 된다.) 다시 말하면, 호퍼 (1) 에 쓰레기가 투입되고 나서 체류 시간 ΔT 후에 노 내에 투입되는 것을 추정할 수 있다면, 반드시 쓰레기의 노 내 투입 직전까지 기다려 선행 제어를 행해야만 하는 것은 아니고, 더욱 전에 선행 제어를 개시할 수 있다. 어느 타이밍에서 선행 제어를 개시할지에 대해서는 설비나 쓰레기의 종류 등에 따라서 임의로 조정하면 된다. 일반적으로는, 예를 들어, 증기 유량 센서 (11) 가 계측한 주증기 유량이 일정해지도록 1 차 연소용 공기의 공급량이 피드백 제어되는 경우가 많지만, 이와 같은 종래 제어에 비해서, 조기에 쓰레기의 공급량이나 발열량에 따른 1 차 연소용 공기로 제어할 수 있기 때문에, 연소실 (6) 내의 공기의 상태 (분위기) 를 선행적으로 쓰레기의 공급량이나 발열량에 상응하는 것으로 미리 조정해 놓을 수 있고, 그 결과, 연소 상태를 안정화시킬 수 있다. 이것은, 후술하는 스텝 S7 (1 차 연소용 공기의 공급량을 증가시키는 경우) 에 대해서도 동일하다.Regarding the timing to start reducing the opening of the
제어부 (26) 는, 피더 (10) 를 제어하여, 쓰레기를 노 내에 공급한다 (스텝 S4). 예를 들어, 제어부 (26) 는, 증기 유량 센서 (11) 가 계측한 주증기 유량이 소정의 목표치로 되는 피더 (10) 의 압출량을 계산하고, 계산된 압출량만큼 피더 (10) 를 이동시켜, 노 내에 쓰레기를 공급한다. 도 2 에 나타내는 스텝 S3, S4 의 순번은 편의적인 것으로, 제어부 (26) 는, 1 차 연소용 공기의 공급량을 감소시키는 제어와 쓰레기를 노 내에 공급하는 제어를 병행하여 행한다. 다음으로 판단부 (25) 가, 온도 센서 (18) 가 계측한 연소실 (6) 내의 가스 온도를, 데이터 취득부 (21) 를 통해서 취득한다. 판단부 (25) 는, 노 내 가스 온도가 일정 시간 이상 계속하여, 소정 범위 내로 되었는지의 여부를 판정한다 (스텝 S5). 노 내 가스 온도가 일정 시간 이상, 소정 범위 내로 되었을 경우 (스텝 S5 ; Yes), 제어부 (26) 는, 제 1 실시형태에 관련된 선행 제어 (1 차 연소용 공기의 선행 공급) 를 종료한다. 노 내 가스 온도가 일정 시간 이상 계속되어, 소정 범위 내로는 되지 않았을 경우 (스텝 S5 ; No), 제어부 (26) 는, 스텝 S3 부터의 처리를 반복한다.The
스텝 S2 의 판정에 있어서, 단위 시간당 쓰레기의 공급량 등이 일정 이상 증가되지 않았을 경우 (스텝 S2 ; No), 판단부 (25) 는, 단위 시간당 쓰레기의 공급량 및/또는 체류 시간 ΔT 후에 공급되는 쓰레기의 발열량이 일정 이상 저하되었는지의 여부를 판정한다 (스텝 S6). 제어부 (26) 는, 쓰레기의 공급량 및 발열량이 일정 이상 저하하는 경우, 혹은 공급량, 발열량 중 일방이 일정 이상 저하하는 경우 (스텝 S6 ; Yes), 현 상황 그대로의 제어를 계속한다면, 연소 상태가 악화·저하된다고 판단하여, 노 내의 연소를 촉진하기 위해서 선행 제어의 실행을 제어부 (26) 에 지령한다. 제어부 (26) 는, 1 차 연소용 공기의 공급량을 증가시키는 제어를 행한다 (스텝 S7). 예를 들어, 제어부 (26) 는, 댐퍼 (8A ∼ 8E) 의 개도를 증가시켜, 연소실 (6) 에 공급되는 공기량을 증가시킨다. 이 때, 제어부 (26) 는, 건조역 (3A) 에 공급되는 공기량을 증가시키기 위해서 댐퍼 (8A) 의 개도만을 증대시켜도 되고, 건조역 (3A) 및 연소역 (3B) 에 공급되는 공기량을 증가시키기 위해서 댐퍼 (8A ∼ 8C) 의 개도를 증대시켜도 된다. 제어부 (26) 는, 댐퍼 (8A) 등의 개도를 증가시키는 것에 추가하여/대신하여 송풍기 (4) 의 회전수를 증대시켜도 된다.In the determination of Step S2, if the supply amount of waste per unit time, etc. has not increased beyond a certain level (Step S2; No), the
댐퍼 (8A) 등의 개도의 증가량이나 송풍기 (4) 의 회전수를 증가량은, 이들 제어량과 공급량 및/또는 발열량의 관계를 규정하는 함수 등에 기초하여, 스텝 S1 에서 추정한 쓰레기의 공급량이나 발열량에 따라서 결정되어도 된다. 제어부 (26) 는, 소정의 일정 시간만 댐퍼 (8A) 등의 개도나 송풍기 (4) 의 회전수를 증가시키는 제어를 실행해도 되고, 단위 시간당 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량이 일정해질 때까지, 댐퍼 (8A) 등의 제어를 계속하여 실행해도 된다. 댐퍼 (8A) 등의 개도 증가나 송풍기 (4) 의 회전수 증가의 개시는, 스텝 S3 에서 설명한 바와 같이, 실제의 쓰레기의 공급에 선행하여, 혹은 쓰레기 공급의 직전 ∼ 직후의 타이밍에서 개시한다. 제어부 (26) 는, 피더 (10) 를 제어하여, 쓰레기를 노 내에 공급한다 (스텝 S8). 예를 들어, 제어부 (26) 는, 증기 유량 센서 (11) 가 계측한 주증기 유량에 기초하여, 피더 (10) 를 제어한다. 도 2 에 나타내는 스텝 S7, S8 의 순번은 편의적인 것으로서, 제어부 (26) 는, 1 차 연소용 공기의 공급량을 증가시키는 제어와 쓰레기를 노 내에 공급하는 제어를 병행하여 행한다. 다음으로 판단부 (25) 가, 온도 센서 (18) 가 계측한 연소실 (6) 내의 가스 온도를, 데이터 취득부 (21) 를 통해서 취득한다. 판단부 (25) 는, 노 내 가스 온도가 일정 시간 이상, 소정 범위 내인지의 여부를 판정한다 (스텝 S9). 노 내 가스 온도가 일정 시간 이상, 소정 범위 내로 되었을 경우 (스텝 S9 ; Yes), 제어부 (26) 는, 제 1 실시형태에 관련된 선행 제어 (1 차 연소용 공기의 선행 공급) 를 종료한다. 노 내 가스 온도가 일정 시간 이상, 소정 범위 내로는 되지 않았을 경우 (스텝 S9 ; No), 제어부 (26) 는, 스텝 S7 부터의 처리를 반복한다.The amount of increase in the opening degree of the
스텝 S6 에서, 단위 시간당 쓰레기의 공급량 및/또는 체류 시간 ΔT 후에 공급되는 쓰레기의 발열량이 일정 이상 감소되지 않았을 경우 (스텝 S6 ; No), 요컨대, 단위 시간당 쓰레기의 공급량 등의 변화가 일정 범위 내인 경우, 스텝 S1 로 되돌아간다. 스텝 S6 이 No 의 판정인 경우, 제어부 (26) 는, 예를 들어, 증기 유량 센서 (11) 가 계측한 주증기 유량이 목표치가 되도록, 댐퍼 (8A) 등의 개도, 피더 (10) 의 제어를 행한다. 피더 (10) 의 제어에 대해서는, 스텝 S4, 8 의 제어와 동일하다.In Step S6, if the supply amount of waste per unit time and/or the calorific value of the waste supplied after the residence time ΔT has not decreased by a certain amount (Step S6; No), in other words, if the change in the supply amount of waste per unit time, etc. is within a certain range. , return to step S1. When step S6 determines No, the
도 2 의 플로 차트에서는, 스텝 S2, S6 에서, 쓰레기의 공급량이나 발열량이 일정 이상 또는 일정 이하인 경우에만 1 차 연소 공기의 공급량을 제어하는 것으로 했지만, 이와 같은 판정을 행하지 않고, 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량과 1 차 연소용 공기의 공급량의 관계를 소정의 함수로 나타내고, 이 함수와, 스텝 S1 에서 추정한 공급량 및/또는 발열량에 기초하여, 항상, 댐퍼 (8A) 등이나 송풍기 (4) 를 제어해도 된다.In the flow chart of FIG. 2, in steps S2 and S6, the supply amount of primary combustion air is controlled only when the supply amount or calorific value of waste is above or below a certain level. However, such determination is not made and the supply amount of waste and/or Alternatively, the relationship between the calorific value and the supply amount of air for primary combustion is expressed as a predetermined function, and based on this function and the supply amount and/or the calorific value estimated in step S1, the
제 1 실시형태에 의하면, 연소실 (6) 에 쓰레기가 공급되기 전에, 사전에 추정한 쓰레기의 공급량이나 발열량에 따라서 1 차 연소용 공기의 공급량을 조정한다. 이로써, 연소실 (6) 의 연소 상태를 안정화시키는 분위기로 할 수 있어, CO 나 NOx 의 발생을 억제할 수 있다.According to the first embodiment, before the waste is supplied to the
<제 2 실시형태><Second Embodiment>
다음으로 도 3 을 참조하여, 제 2 실시형태에 관련된 처리 (1 차 연소 공기 및 쓰레기 공급량의 제어) 에 대해서 설명한다. 제 2 실시형태에서는, 1 차 연소용 공기에 더하여, 연소실 (6) 내에 공급되는 쓰레기의 공급량을, 쓰레기 공급량이나 발열량의 추정치에 기초하여, 선행적으로 제어한다.Next, with reference to FIG. 3, processing (control of primary combustion air and waste supply amount) related to the second embodiment will be described. In the second embodiment, in addition to the primary combustion air, the supply amount of waste supplied into the
(동작) (movement)
도 3 은, 제 2 실시형태에 관련된 제어 장치의 동작의 일례를 나타내는 제 1 플로 차트이다. 제 1 실시형태와 동일한 처리에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 간단히 설명한다.Fig. 3 is a first flow chart showing an example of the operation of the control device according to the second embodiment. Processes that are the same as those in the first embodiment will be briefly described using the same symbols.
제어 장치 (20) 는, 소정의 시간 간격으로, 이하의 처리 (선행 제어) 를 실행한다.The
먼저, 공급량 추정부 (24) 가, LiDAR 에 의해서 계측된 쓰레기 높이 등에 기초하여, 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량을 추정한다 (스텝 S1). 공급량 추정부 (24) 는, 추정된 쓰레기의 공급량, 발열량을 판단부 (25) 에 출력한다.First, the supply
다음으로 판단부 (25) 는, 단위 시간당 쓰레기의 공급량 및/또는 체류 시간 ΔT 후에 공급되는 쓰레기의 발열량이 일정 이상 증가되었는지의 여부를 판정한다 (스텝 S2). 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량이 일정 이상 증가하는 경우 (스텝 S2 ; Yes), 제어부 (26) 는, 선행적으로 1 차 연소용 공기의 공급량을 감소시키는 제어를 행한다 (스텝 S3). 제어부 (26) 는, 댐퍼 (8A ∼ 8E) 의 개도를 감소시키거나, 송풍기 (4) 의 회전수를 저하시키거나 하여 1 차 연소용 공기의 공급량을 감소시킨다.Next, the
이것과 병행하여, 제어부 (26) 는, 피더 (10) 를 제어하여 쓰레기를 노 내에 공급하지만, 과도한 연소를 억제하기 위해서, 노 내에의 쓰레기의 공급량을 감소시킨다 (스텝 S41). 예를 들어, 제어부 (26) 는, 피더 (10) 의 압출량 (스트로크) 을 저하시켜, 연소실 (6) 에 공급되는 쓰레기의 공급량을 감소시킨다. 혹은, 제어부 (26) 는, 피더 (10) 의 이동 속도를 저하시켜, 연소실 (6) 에 공급되는 쓰레기의 공급량을 감소시킴으로써, 또는, 압출량과 이동 속도의 양방을 저하시킴으로써 쓰레기 공급량을 감소시켜도 된다. 제어부 (26) 는, 피더 (10) 를 정지시킴으로써 쓰레기의 공급량을 감소 (일시적으로 정지) 시켜도 된다. 예를 들어, 제어부 (26) 는, 피더 (10) 를 통상의 절반만 압출하여, 약 절반분의 쓰레기를 공급하고, 그 위치에서 소정 시간만큼 피더 (10) 를 정지시켜 놓아도 된다. 예를 들어, 제어부 (26) 는, 피더 (10) 의 압출량이나 이동 속도와 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량의 관계를 규정하는 함수 등과, 스텝 S1 에서 추정한 쓰레기의 공급량이나 발열량에 기초하여, 피더 (10) 를 제어해도 된다.In parallel with this, the
제어부 (26) 는, 소정의 일정 시간만 피더 (10) 의 스트로크의 저하, 이동 속도의 저하 등을 실행해도 되고, 단위 시간당 공급량 및/또는 발열량이 일정해질 때까지, 피더 (10) 에 대한 제어를 계속하여 실행해도 된다.The
쓰레기의 공급량을 감소시키는 타이밍에 대해서는, 스텝 S3 의 제어를 개시하는 타이밍보다, 대상으로 하는 쓰레기 (스텝 S2 의 판정이 Yes 가 되는 쓰레기) 의 공급에 가까운 타이밍 혹은 당해 쓰레기의 공급시 (체류 시간 ΔT 후) 에 실행한다. 예를 들어, 스텝 S1 에서, 시시각각의 LiDAR 가 계측한 쓰레기 높이 변화로부터 계산된 체적 변화에 기초하여 쓰레기의 공급량 (체적이나 중량) 을 추정하고, 이 추정치가 금회 노 내에 공급된 쓰레기의 공급량이라고 생각할 경우, 스텝 S2 의 판정 직후에 선행 제어를 개시해도 된다.Regarding the timing of reducing the supply amount of garbage, the timing is closer to the supply of the target garbage (garbage for which the judgment of step S2 is Yes) than the timing of starting the control of step S3, or at the time of supply of the garbage (residence time ΔT After) execute. For example, in step S1, the supply amount (volume or weight) of the waste is estimated based on the volume change calculated from the change in the height of the waste measured by LiDAR at every moment, and this estimate is considered to be the supply amount of the waste supplied into the furnace this time. In this case, advance control may be started immediately after the determination in step S2.
스텝 S1 에서 추정한 것이 발열량인 경우, 제 4 실시형태에서 서술하는 바와 같이 호퍼 (1) 에의 투입부터 체류 시간 ΔT 후에 노 내에 공급되는 쓰레기의 공급량에 따른 발열량을 추정할 수 있음으로써, 그 쓰레기가 노 내에 공급될 것같이 되기 조금 전에, 앞으로 조금 있으면 노 내에 공급되게 될 쓰레기의 발열량을 알 수 있다. 따라서, 사전에 앞으로 조금 있으면 노 내에 공급되게 될 쓰레기의 발열량에 기초하여 스텝 S2 의 판정을 행하고, 판정 결과에 따라서 스텝 S3 의 선행 제어를 행하여, 스텝 S3 의 제어의 개시 타이밍보다 후이며, 또한, 노 내에 쓰레기의 공급 타이밍보다 소정 시간 전에 (혹은, 공급 타이밍과 동시에) 쓰레기의 공급량을 감소시키는 제어를 개시해도 된다. 일반적으로, 증기 유량 센서 (11) 가 계측한 주증기 유량이 일정해지도록 1 차 연소용 공기의 공급량이나 쓰레기의 공급량이 피드백 제어되는 경우가 많지만, 이와 같은 제어에 비해서, 조기에 1 차 연소용 공기 및 쓰레기의 공급량을 제어할 수 있기 때문에, 연소실 (6) 내의 연소 상태를 안정화시킬 수 있다. 이것은, 후술하는 스텝 S7, S81 에 대해서도 동일하다.When the calorific value estimated in step S1 is the calorific value, it is possible to estimate the calorific value according to the supply amount of the waste supplied into the furnace after the residence time ΔT from input to the
다음으로 판단부 (25) 가, 온도 센서 (18) 가 계측한 연소실 (6) 내의 가스 온도를, 데이터 취득부 (21) 를 통해서 취득한다. 판단부 (25) 는, 노 내 가스 온도가 일정 시간 이상 계속하여, 소정 범위 내로 되었는지의 여부를 판정한다 (스텝 S5). 노 내 가스 온도가 일정 시간 이상, 소정 범위 내로 되었을 경우 (스텝 S5 ; Yes), 제어부 (26) 는, 제 2 실시형태에 관련된 1 차 연소용 공기 및 쓰레기 공급량의 선행 제어를 종료한다. 노 내 가스 온도가 일정 시간 이상, 소정 범위 내로는 되지 않았을 경우 (스텝 S5 ; No), 제어부 (26) 는, 스텝 S3 부터의 처리를 반복한다.Next, the
판단부 (25) 는, 단위 시간당 쓰레기의 공급량 등이 일정 이상 증가되지 않았을 경우 (스텝 S2 ; No), 단위 시간당 쓰레기의 공급량 및/또는 체류 시간 ΔT 후에 공급되는 쓰레기의 발열량이 일정 이상 저하되었는지의 여부를 판정한다 (스텝 S6). 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량이 일정 이상 저하하는 경우 (스텝 S6 ; Yes), 제어부 (26) 는, 선행적으로 1 차 연소용 공기의 공급량을 증가하는 제어를 행한다 (스텝 S7). 제어부 (26) 는, 댐퍼 (8A ∼ 8E) 의 개도를 증가시키거나, 송풍기 (4) 의 회전수를 증가시키거나 하여 1 차 연소용 공기의 공급량을 증가시킨다.If the supply amount of waste per unit time, etc. does not increase by a certain amount or more (Step S2; No), the
스텝 S7 과 병행하여, 제어부 (26) 는, 피더 (10) 를 제어하여 쓰레기를 노 내에 공급하지만, 연소를 촉진하기 위해서, 노 내에의 쓰레기의 공급량을 증가시킨다 (스텝 S81). 예를 들어, 제어부 (26) 는, 피더 (10) 의 압출량 (스트로크) 을 증대시키거나, 피더 (10) 의 이동 속도를 증대시켜, 혹은, 압출량과 이동 속도의 양방을 증대시켜 쓰레기 공급량을 증가시킨다. 예를 들어, 제어부 (26) 는, 피더 (10) 의 압출량이나 이동 속도와 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량의 관계를 규정하는 함수 등과, 스텝 S1 에서 추정한 쓰레기의 공급량이나 발열량에 기초하여, 피더 (10) 를 제어해도 된다. 제어부 (26) 는, 소정의 일정 시간만 피더 (10) 의 상기 제어를 실행해도 되고, 단위 시간당 공급량 및/또는 발열량이 일정해질 때까지 피더 (10) 의 상기 제어를 실행해도 된다.In parallel with step S7, the
쓰레기의 공급량을 증가시키는 타이밍에 대해서는, 스텝 S41 에서 설명한 바와 같이, 선행적으로 스텝 S7, S81 의 제어를 개시해도 된다.Regarding the timing of increasing the supply amount of waste, the control of steps S7 and S81 may be started proactively, as explained in step S41.
다음으로 판단부 (25) 가, 온도 센서 (18) 가 계측한 연소실 (6) 내의 가스 온도를, 데이터 취득부 (21) 를 통해서 취득한다. 판단부 (25) 는, 노 내 가스 온도가 일정 시간 이상 계속하여, 소정 범위 내인지의 여부를 판정한다 (스텝 S9). 노 내 가스 온도가 일정 시간 이상, 소정 범위 내로 되었을 경우 (스텝 S9 ; Yes), 제어부 (26) 는, 제 2 실시형태에 관련된 선행 제어 (1 차 연소용 공기의 선행 공급) 를 종료한다. 노 내 가스 온도가 일정 시간 이상, 소정 범위 내로는 되지 않았을 경우 (스텝 S9 ; No), 제어부 (26) 는, 스텝 S7 부터의 처리를 반복한다.Next, the
스텝 S6 에서, 단위 시간당 쓰레기의 공급량 및/또는 체류 시간 ΔT 후에 공급되는 쓰레기의 발열량이 일정 이상 감소되지 않았을 경우 (스텝 S6 ; No), 요컨대, 단위 시간당 쓰레기의 공급량 등의 변화가 일정 범위 내인 경우, 스텝 S1 로 되돌아간다. 스텝 S6 이 No 의 판정인 경우, 제어부 (26) 는, 증기 유량 센서 (11) 가 계측한 증기 유량에 기초하여, 댐퍼 (8A) 등의 개도, 피더 (10) 의 제어를 행한다.In Step S6, if the supply amount of waste per unit time and/or the calorific value of the waste supplied after the residence time ΔT has not decreased by a certain amount (Step S6; No), in other words, if the change in the supply amount of waste per unit time, etc. is within a certain range. , return to step S1. When step S6 determines No, the
도 2 의 플로 차트에서는, 스텝 S2, S6 에서, 쓰레기의 공급량이나 발열량이 일정 이상 또는 일정 이하인 경우에만 1 차 연소용 공기의 공급량을 제어하는 것으로 했지만, 이와 같은 판정을 행하지 않고, 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량과 1 차 연소용 공기의 공급량의 관계를 소정의 함수로 나타내고, 이 함수와, 스텝 S1 에서 추정한 공급량 및/또는 발열량에 기초하여, 항상, 댐퍼 (8A) 등이나 송풍기 (4) 를 제어해도 된다. 마찬가지로, 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량과 피더 (10) 의 스트로크나 이동 속도의 관계를 소정의 함수로 나타내고, 이 함수와, 스텝 S1 에서 추정한 공급량 및/또는 발열량에 기초하여, 피더 (10) 의 동작을 제어해도 된다.In the flow chart of FIG. 2, in steps S2 and S6, the supply amount of air for primary combustion is controlled only when the supply amount or calorific value of waste is above or below a certain level, but such determination is not made and the supply amount of waste and /or the relationship between the calorific value and the supply amount of air for primary combustion is expressed as a predetermined function, and based on this function and the supply amount and/or the calorific value estimated in step S1, the damper (8A), etc. or the blower (4) You can control . Similarly, the relationship between the supply amount and/or heat generation value of the waste and the stroke or moving speed of the
제 2 실시형태에 의하면, 쓰레기의 공급량을 추정한 직후에, 또는, 발열량이 추정되고 나서 실제로 쓰레기가 공급될 때까지의 일정 시간의 지연을 갖고, 추정된 공급량이나 발열량에 따라서 1 차 연소용 공기와 연동하여 쓰레기 공급량을 선행적으로 조정함으로써, 연소실 (6) 의 연소 상태를 안정화시키는 분위기로 할 수 있어, CO 나 NOx 의 발생을 억제할 수 있다.According to the second embodiment, immediately after the supply amount of waste is estimated, or with a certain time delay from the calorific value estimated until the waste is actually supplied, air for primary combustion is supplied according to the estimated supply amount or calorific value. By proactively adjusting the amount of waste supplied in conjunction with , an atmosphere can be created that stabilizes the combustion state of the
<제 3 실시형태><Third Embodiment>
다음으로 도 4 를 참조하여, 제 3 실시형태에 관련된 처리에 대해서 설명한다. 제 3 실시형태에서는, 실제로 노 내에 공급된 쓰레기의 공급량에 따라서, 1 차 연소용 공기 등의 선행 제어를 조정한다. 제 3 실시형태는, 제 1 실시형태와 제 2 실시형태 중 어느 것과도 조합하는 것이 가능하지만, 도 4 에, 제 1 실시형태와 조합한 경우의 동작예를 나타낸다.Next, with reference to FIG. 4, processing related to the third embodiment will be described. In the third embodiment, advance control of primary combustion air, etc. is adjusted according to the supply amount of waste actually supplied into the furnace. The third embodiment can be combined with either the first embodiment or the second embodiment, but an operation example when combined with the first embodiment is shown in FIG. 4.
(동작) (movement)
도 4 는, 제 2 실시형태에 관련된 제어 장치의 동작의 일례를 나타내는 플로 차트이다. 제 1 실시형태와 동일한 처리에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 간단히 설명한다.Fig. 4 is a flow chart showing an example of the operation of the control device according to the second embodiment. Processes that are the same as those in the first embodiment will be briefly described using the same symbols.
제어 장치 (20) 는, 소정의 시간 간격으로, 이하의 처리 (선행 제어) 를 실행한다.The
먼저, 공급량 추정부 (24) 가, LiDAR 에 의해서 계측된 쓰레기 높이 등에 기초하여, 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량을 추정한다 (스텝 S1). 공급량 추정부 (24) 는, 추정된 쓰레기의 공급량, 발열량을 판단부 (25) 에 출력한다.First, the supply
다음으로 판단부 (25) 는, 단위 시간당 쓰레기의 공급량 및/또는 체류 시간 ΔT 후에 공급되는 쓰레기의 발열량이 일정 이상 증가되었는지의 여부를 판정한다 (스텝 S2). 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량이 일정 이상 증가하는 경우 (스텝 S2 ; Yes), 제어부 (26) 는, 선행적으로 1 차 연소용 공기의 공급량을 감소시키는 제어를 행한다 (스텝 S3). 제어부 (26) 는, 댐퍼 (8A ∼ 8E) 의 개도를 감소시키거나, 송풍기 (4) 의 회전수를 저하시키거나 하여 1 차 연소용 공기의 공급량을 감소시킨다.Next, the
이것과 병행하여, 제어부 (26) 는, 피더 (10) 를 제어하여 쓰레기를 노 내에 공급한다 (스텝 S4). 다음으로 화상 추정부 (23) 가, 화상 센서 (16) 가 촬영한 화상을 해석하여, 연소실 (6) 에 공급된 쓰레기의 공급량을 추정한다 (스텝 S42). 화상 추정부 (23) 는, 쓰레기의 공급량의 추정치를 제어부 (26) 에 출력한다. 제어부 (26) 는, 쓰레기의 공급량의 추정치에 기초하여, 1 차 연소용 공기 및/또는 2 차 연소용 공기의 공급량을 조정한다 (스텝 S43). 예를 들어, 쓰레기 공급량의 추정치가 스텝 S1 에서 추정한 공급량보다 많을 경우, 추가로 1 차 연소용 공기의 공급량이 감소되도록 댐퍼 (8A) 등의 개도를 감소시키거나, 송풍기 (4) 의 회전수를 저하시키거나 한다. 또, 제어부 (26) 는, 댐퍼 (14A) 의 개도를 감소시킴으로써, 1 차 연소용 공기에 더하여, 2 차 연소용 공기의 공급량을 줄이고, 2 차 연소실 (6B) 에 있어서의 산소 농도를 저하시키는 제어를 행한다. 반대로, 쓰레기 공급량의 추정치가 스텝 S1 에서 추정한 공급량보다 적을 경우, 댐퍼 (8A) 등의 개도나 송풍기 (4) 의 회전수의 저하도를 완화하도록 조정해도 된다. 다음으로 판단부 (25) 는, 노 내 가스 온도 및/또는 산소 농도가 일정 시간 이상 계속하여, 소정 범위 내인지의 여부를 판정한다 (스텝 S51). 판단부 (25) 는, 온도 센서 (18) 가 계측한 연소실 (6) 내의 온도와 산소 농도 센서 (19) 가 계측한 연소실 (6) 내의 산소 농도를, 데이터 취득부 (21) 를 통해서 취득하여, 연소실 (6) 내의 가스 온도 및/또는 연소실 (6) 내의 산소 농도가 소정 범위 내로 되었는지의 여부를 판정한다. 노 내 가스 온도 및/또는 산소 농도가 일정 시간 이상, 소정 범위 내로 되었을 경우 (스텝 S51 ; Yes), 제어부 (26) 는, 제 3 실시형태에 관련된 1 차 연소용 공기의 선행 제어를 종료한다. 노 내 가스 온도 및/또는 산소 농도가 일정 시간 이상 계속하여, 소정 범위 내로는 되지 않았을 경우 (스텝 S51 ; No), 제어부 (26) 는, 스텝 S3 부터의 처리를 반복한다.In parallel with this, the
판단부 (25) 는, 단위 시간당 쓰레기의 공급량 등이 일정 이상 증가되지 않았을 경우 (스텝 S2 ; No), 단위 시간당 쓰레기의 공급량 및/또는 체류 시간 ΔT 후에 공급되는 쓰레기의 발열량이 일정 이상 저하되었는지의 여부를 판정한다 (스텝 S6). 쓰레기의 공급량 및/또는 발열량이 일정 이상 저하하는 경우 (스텝 S6 ; Yes), 제어부 (26) 는, 선행적으로 1 차 연소용 공기의 공급량을 증가하는 제어를 행한다 (스텝 S7). 제어부 (26) 는, 댐퍼 (8A ∼ 8E) 의 개도를 증가시키거나, 송풍기 (4) 의 회전수를 증가시키거나 하여 1 차 연소용 공기의 공급량을 증가시킨다.If the supply amount of waste per unit time, etc. does not increase by a certain amount or more (Step S2; No), the
이것과 병행하여, 제어부 (26) 는, 피더 (10) 를 제어하여 쓰레기를 노 내에 공급한다 (스텝 S8). 다음으로 화상 추정부 (23) 가, 화상 센서 (16) 가 촬영한 화상을 해석하여, 연소실 (6) 에 공급된 쓰레기의 공급량을 추정한다 (스텝 S82). 화상 추정부 (23) 는, 쓰레기의 공급량의 추정치를 제어부 (26) 에 출력한다. 제어부 (26) 는, 쓰레기의 공급량의 추정치에 기초하여, 1 차 연소용 공기 및/또는 2 차 연소용 공기의 공급량을 조정한다 (스텝 S83). 예를 들어, 쓰레기 공급량의 추정치가 스텝 S1 에서 추정한 공급량보다 적을 경우, 추가로 1 차 연소용 공기의 공급량이 증가되도록 댐퍼 (8A) 등의 개도를 증가시키거나, 송풍기 (4) 의 회전수를 상승시키거나 한다. 제어부 (26) 는, 댐퍼 (14A) 의 개도를 증가시킴으로써, 1 차 연소용 공기에 더하여, 2 차 연소용 공기의 공급량을 증가시켜, 2 차 연소실 (6B) 에 있어서의 산소 농도를 상승시키는 제어를 행한다. 예를 들어, 제어부 (26) 는, 쓰레기 공급량의 추정치와 댐퍼 (14A) 의 개도의 관계를 규정한 함수 등에 기초하여, 화상으로부터 추정된 쓰레기의 공급량에 따른 댐퍼 (14A) 의 개도에 제어한다. 반대로, 쓰레기 공급량의 추정치가 스텝 S1 에서 추정한 공급량보다 많을 경우, 댐퍼 (8A) 등의 개도나 송풍기 (4) 의 회전수의 상승도를 완화하도록 조정해도 된다. 다음으로 판단부 (25) 는, 노 내 가스 온도 및/또는 산소 농도가 일정 시간 이상 계속하여, 소정 범위 내로 되었는지의 여부를 판정한다 (스텝 S91). 판단부 (25) 는, 온도 센서 (18) 가 계측한 연소실 (6) 내의 온도와 산소 농도 센서 (19) 가 계측한 연소실 (6) 내의 산소 농도를, 데이터 취득부 (21) 를 통해서 취득하여, 연소실 (6) 내의 가스 온도 및/또는 연소실 (6) 내의 산소 농도가 일정 시간 이상, 소정 범위 내로 되었는지의 여부를 판정한다. 노 내 가스 온도 및/또는 산소 농도가 일정 시간 이상, 소정 범위 내로 되었을 경우 (스텝 S91 ; Yes), 제어부 (26) 는, 제 3 실시형태에 관련된 1 차 연소용 공기의 선행 제어를 종료한다. 노 내 가스 온도 및/또는 산소 농도가 일정 시간 이상 계속하여, 소정 범위 내로는 되지 않았을 경우 (스텝 S91 ; No), 제어부 (26) 는, 스텝 S7 부터의 처리를 반복한다.In parallel with this, the
제 3 실시형태에 의하면, 노 내에의 쓰레기 투입 후의 화상 정보로부터 쓰레기의 공급량, 발열량을 추정하여, 2 차 공기도 제어함으로써, 연소의 안정화를 보다 더 도모할 수 있다. 스텝 S1 에 있어서의 쓰레기의 공급량, 발열량의 추정은, 호퍼 (1) 의 쓰레기 표면까지의 거리의 계측치로부터 추정하고 있지만, 실제로 노 내에 공급되는 쓰레기의 공급량, 발열량과 어긋날 가능성이 있다. 이에 비해서, 본 실시형태의 스텝 S42, 43, 82, 83 의 처리에 의하면, 실제로 공급된 쓰레기의 화상에 기초하여, 1 차 연소용 공기나 2 차 연소용 공기의 공급량을 제어함으로써, 스텝 S1 에 있어서의 추정치의 어긋남을 보상할 수 있다.According to the third embodiment, stabilization of combustion can be further achieved by estimating the supply amount and calorific value of the waste from image information after the waste is thrown into the furnace and controlling the secondary air. The supply amount and heat generation value of the waste in step S1 are estimated from the measured value of the distance to the surface of the waste in the
본 실시형태에 의하면, 호퍼 (1) 의 쓰레기 표면의 높이로부터 체적 변화를 검출하거나, 피더 (10) 의 동작으로부터 쓰레기의 노 내에의 공급량을 검출하거나 하는 수법과 달리, 실제로 노 내에 투입되는 쓰레기량을 화상으로부터 추정하기 때문에, 순간적인 쓰레기 공급량의 추정이 가능해져, 시간의 어긋남이 적은 고정밀도의 쓰레기 공급량 검지가 가능해진다.According to this embodiment, unlike the method of detecting the volume change from the height of the waste surface of the
도 4 에는, 제 1 실시형태와 조합한 경우의 동작을 나타냈지만, 제 2 실시형태와 조합한 경우에는, 스텝 S4, S8 의 처리가 각각 도 3 에 있어서의 스텝 S41, S81 의 처리로 치환된다. 스텝 S43 에서는, 1 차 연소용 공기, 2 차 연소용 공기의 조정에 더하여, 피더 (10) 의 스트로크, 이동 속도를 조정한다. 예를 들어, 쓰레기 공급량의 추정치가 스텝 S1 에서 추정한 공급량보다 많을 경우, 제어부 (26) 는, 추가로 피더 (10) 의 스트로크를 짧게 하거나, 이동 속도를 느리게 하거나 한다. 마찬가지로, 스텝 S83 에서는, 1 차 연소용 공기, 2 차 연소용 공기의 조정에 더하여, 피더 (10) 의 스트로크, 이동 속도를 조정한다. 예를 들어, 쓰레기 공급량의 추정치가 스텝 S1 에서 추정한 공급량보다 적을 경우, 제어부 (26) 는, 추가로 피더 (10) 의 스트로크를 길게 하거나, 이동 속도를 빠르게 하거나 한다. 이들 피더 (10) 의 제어를 행하는 경우, 제어부 (26) 는, 쓰레기 공급량의 추정치와 피더 (10) 의 스트로크나 이동 속도의 관계를 규정한 함수 등에 기초하여, 화상으로부터 추정된 쓰레기의 공급량에 부응(副應)한 피더 (10) 의 제어를 행한다.In Figure 4, the operation when combined with the first embodiment is shown, but when combined with the second embodiment, the processes of steps S4 and S8 are replaced with the processes of steps S41 and S81 in Figure 3, respectively. . In step S43, in addition to adjusting the primary combustion air and secondary combustion air, the stroke and movement speed of the
<제 4 실시형태><Fourth Embodiment>
다음으로 도 5 ∼ 도 7 을 참조하여, 제 4 실시형태에 관련된 처리에 대해서 설명한다. 제 4 실시형태에서는, 제 1 실시형태 ∼ 제 3 실시형태의 스텝 S1 의 처리에 대해서 설명한다.Next, with reference to FIGS. 5 to 7, processing related to the fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, the processing of step S1 of the first to third embodiments will be described.
(추정 방법 1) (Estimation Method 1)
도 5 는, 제 4 실시형태에 관련된 쓰레기의 발열량 등의 추정 처리를 설명하는 제 1 도면이다.Fig. 5 is a first diagram illustrating the estimation process for the calorific value of waste, etc., according to the fourth embodiment.
도 5 의 좌측도 50 에 호퍼 (1) 및 슈트 (2) 의 단면도를 나타낸다. 도시하는 I1 ∼ I5 의 각 층의 각각은, 호퍼 (1) 내에의 1 회의 쓰레기의 투입에 의해서 형성되는 쓰레기의 층이다. 예를 들어, 지금부터 5 회 전에 호퍼 (1) 내에 투입된 쓰레기에 의해서 층 I5 가 형성되고, 4 회 전에 투입된 쓰레기에 의해서 층 I4 가 형성되며, 3 회 전에 투입된 쓰레기에 의해서 층 I3 이 형성되고, 2 회 전에 투입된 쓰레기에 의해서 층 I2 가 형성되고, 직전에 투입된 쓰레기에 의해서 층 I1 이 형성되어 있다. 추정 방법 1 에서는, 공급량 추정부 (24) 가 다음에 설명하는 수순으로, 새롭게 투입된 층 I1 의 쓰레기가 노 내에 공급될 때까지의 평균 체류 시간 ΔT 를 추정하고, 평균 체류 시간 ΔT 후에 투입되는 쓰레기에 의한 발열량 (LHV) 을 추정한다.Figure 50 on the left side of FIG. 5 shows a cross-sectional view of the
(수순 1) 쓰레기 높이 계산부 (22) 는, 시시각각으로, LiDAR 에 의해서 호퍼 (1) 에 있어서의 쓰레기 표면 전체의 각 위치에 있어서의 센서 (15) 로부터 쓰레기 표면까지 거리를 검출한다. 층 I5 의 쓰레기가 투입되었을 때, 공급량 추정부 (24) 는, 쓰레기 투입의 전후에 있어서의 쓰레기 높이의 증가분에 기초하여, 투입된 쓰레기의 체적을 계산한다. 공급량 추정부 (24) 는, 층 I5 의 쓰레기의 반송시에 중량계 (17a) 가 계측한 쓰레기의 중량을 취득하고, 그 중량을 계산한 쓰레기의 체적으로 나눔으로써, 층 I5 의 쓰레기의 밀도를 계산한다. 마찬가지로, 공급량 추정부 (24) 는, 층 I4 ∼ I1 의 쓰레기가 투입될 때에 각 층의 쓰레기의 밀도를 계산한다. 공급량 추정부 (24) 는, 각 층 I1 ∼ I4 의 쓰레기의 밀도를 기억부 (27) 에 기록한다. 계산된 쓰레기의 밀도와 층의 관계를 도 51 에 나타낸다. 도 51 의 세로축은 밀도, 가로축은 호퍼 (1) 및 슈트 (2) 내의 위치 (층) 를 나타낸다. 꺾은선 그래프 51a 는, 좌측부터 차례로 층 I5 의 밀도, 층 I4 의 밀도, 층 I3 의 밀도, 층 I2 의 밀도, 층 I1 의 밀도이다.(Procedure 1) The garbage
(수순 2) 공급량 추정부 (24) 는, 각 층의 밀도와 미리 도출된 쓰레기 밀도로부터 발열량을 산출하는 환산식을 사용하여 발열량을 계산한다. 일반적으로 쓰레기 밀도와 발열량은 부의 상관이 있는 것이 알려져 있다. 각 층의 쓰레기 밀도에 따른 발열량을 도 52 에 나타낸다. 도 52 의 세로축은 발열량 (LHV), 가로축은 시간을 나타낸다. 도 52 는, 예를 들어, 도 50 의 상태로부터 단위 시간당 소정의 공급량으로 쓰레기를 노 내에 공급했을 때의 각 시각에 있어서의 노 내에 공급되는 쓰레기의 밀도에 따른 발열량의 추이를 나타내고 있다. 꺾은선 그래프 52a 는, 좌측부터 차례로 층 I5 의 발열량, 층 I4 의 발열량, 층 I3 의 발열량, 층 I2 의 발열량, 층 I1 의 발열량이다.(Procedure 2) The supply
(수순 3) 다음으로, 도 50 에 나타내는 각 층의 쓰레기가 실제로 소각로 내에 투입되었을 때의 발열량을 계산한다. 예를 들어, 층 I5 의 쓰레기가 층 I1 의 위치에 있었던 상태부터 개시하고 (도 50 의 층 I4 ∼ I1 의 쓰레기는 미투입.), 그 후, I4 ∼ I1 의 순으로 쓰레기를 투입하면서, 각 층 I1 ∼ I5 (도 50 의 층 I1 ∼ I5) 의 쓰레기가 연소되고 있는 동안의 주증기 유량을 증기 유량 센서 (11) 에 의해서 계측하고, 계측된 주증기 유량을 크레인 (17) 에 의해서 호퍼 (1) 에 투입된 쓰레기 중량의 1 시간의 적산치로 나눈 값을 사용하여, 각 시각의 발열량 (LHV) 을 계산한다. 이 발열량의 계산 방법은 공지되어 있고, 임의의 공지된 방법으로, 각 층 I1 ∼ I5 의 쓰레기를 연소시켰을 때의 발열량을 계산할 수 있다. 각 층 I1 ∼ I5 의 연소시의 발열량을 도 53 에 나타낸다. 도 53 의 세로축은 발열량 (LHV), 가로축은 시간을 나타낸다. 그래프 53a 는, 주증기 유량의 실적치에 기초하여 계산된 발열량 (LHV 프로세스치) 의 추이를 나타낸다. 사용자는, 계측치에 기초하여 계산된 발열량의 추이를 나타내는 데이터를 기억부 (27) 에 등록한다. 혹은, 공급량 추정부 (24) 가 도 53 에 예시하는 발열량을 계산하여, 기억부 (27) 에 등록한다.(Step 3) Next, the amount of heat generated when the waste of each layer shown in FIG. 50 is actually put into the incinerator is calculated. For example, starting from the state where the waste of layer I5 was at the position of floor I1 (the waste of floors I4 to I1 in Figure 50 was not put in), then the waste was put in the order of I4 to I1, each The main steam flow rate while the waste in layers I1 to I5 (layers I1 to I5 in FIG. 50) is being burned is measured by the
(수순 4) 다음으로, 공급량 추정부 (24) 가, 수순 2 에서 산출된 그래프 52a 를 시간축 방향으로 이동시키면서, 각 층의 밀도에 기초하는 발열량의 그래프 52a 와 주증기 유량에 기초하여 산출된 발열량의 그래프 53a 의 상관도를 계산한다. 공급량 추정부 (24) 는, 상관도가 가장 커지는 경우인 그래프 52a 의 이동량 ΔT 를 탐색한다. 상관도가 가장 커지는 경우의 ΔT 를, 평균 체류 시간 ΔT 로 한다. 체류 시간은, 쓰레기 처리량에 의해서 변화되기 때문에, 쓰레기질의 변화나 운전 계획 등을 고려할 필요가 있다. 예를 들어, 쓰레기질이나 운전 계획이 변화될 때마다 평균 체류 시간 ΔT 를 산출한다.(Step 4) Next, the supply
(수순 5) 평균 체류 시간 ΔT 를 산출한 후에는, 공급량 추정부 (24) 는, 호퍼 (1) 에 쓰레기가 투입될 때마다 밀도를 계산하고, 환산식에 의해서 발열량을 계산한다. 그리고, 공급량 추정부 (24) 는, 그 계산 결과 (추정치) 를 시각과 함께 기억부 (27) 에 기록해 놓는다. 이로써, 현재가 피더 제어를 행하여 쓰레기를 공급하는 시점이라고 하면, 현재에 대해서, 평균 체류 시간 ΔT 만큼 과거에 추정한 발열량이, 금회 공급되는 쓰레기의 발열량의 추정치이다. 공급량 추정부 (24) 는, 기억부 (27) 에 기록된 평균 체류 시간 ΔT 만큼 과거의 발열량의 추정치를 판독 출력하여, 발열량을 추정한다 (도 2 ∼ 도 4 의 스텝 S1). 금회의 쓰레기의 공급에 의한 쓰레기 높이 변화에 기초하는 쓰레기의 체적 변화를 계산하여 (예를 들어, 단위 높이 × 호퍼 (1) 또는 슈트 (2) 의 단면적을 높이 방향으로 쓰레기 높이 변화분만큼 적산한다. 호퍼 (1) 나 슈트 (2) 의 단면적은 이미 알려져 있다.), 노 내에의 쓰레기의 공급량의 추정치를 산출한다 (도 2 ∼ 도 4 의 스텝 S1). 이것이 금회 공급된 쓰레기의 공급량의 추정치이다.(Procedure 5) After calculating the average residence time ΔT, the supply
또는, 공급량 추정부 (24) 는, 단위 시간당 호퍼 (1) 내의 높이 변화에 기초하는 체적 변화의 계산 결과를 시각과 함께 기억부 (27) 에 기록해 놓고, 현재에 대해서, 평균 체류 시간 ΔT 만큼 과거의 체적 변화가, 금회 공급되는 쓰레기의 공급량의 추정치로 해도 된다.Alternatively, the supply
(추정 방법 2) (Estimation Method 2)
추정 방법 1 에서는, 노 내에 투입되는 쓰레기가 모두 동일한 타이밍에서 호퍼 (1) 에 투입된 쓰레기라고 생각하여, 쓰레기의 밀도를 일정하다고 생각하였다. 그러나, 실제로는, 슈트 (2) 내의 쓰레기의 분포에 기초하여, 상이한 타이밍에서 투입된 쓰레기가 섞여 노 내에 공급된다. 추정 방법 2 에서는, 쓰레기의 분포나 압밀 (나중에 투입된 쓰레기에 의해서 압축된 결과의 밀도) 을 고려하여, 노 내에 투입되는 쓰레기의 밀도를 계산하고, 계산된 쓰레기의 밀도와 환산식으로부터 쓰레기의 발열량을 추정한다.In
도 6 에 쓰레기의 분포와 압밀을 고려한 밀도의 계산 방법을 나타낸다. 먼저, 좌측도 60 에 나타내는 바와 같이, 사전의 해석에 의해서, 호퍼 (1) 및 슈트 (2) 내에서는, 상이한 타이밍에서 투입한 쓰레기가 층 I1 ∼ I5 와 같이 분포되어 축적되는 것을 모델화한다. 각 층의 쓰레기는, 각각, 어느 1 회의 투입시에 크레인 (17) 으로부터 호퍼 (1) 내에 투입된 쓰레기이다. I6, I7 은 이미 노 내에 공급된 쓰레기인 것을 나타내고 있다. 다른 해석에 의해서, 층 I1 ∼ I5 와 같이 분포되어 축적된 상태로부터, 피더 (10) 에 소정의 동작을 행하게 함으로써 쓰레기를 노 내에 공급하면, 먼저, 패턴 1 로 둘러싸인 범위에 축적된 쓰레기가 차회에 내에 공급되고, 패턴 2 로 둘러싸인 범위에 축적된 쓰레기가 그 다음의 회에 노 내에 공급되고, 패턴 3 은 다시 그 다음, 패턴 4 의 범위의 쓰레기는 4 회째의 피더 제어에 의해서 노 내에 공급되는 것을 해석한다. 패턴 1 ∼ 4 는, 피더 (10) 의 어느 1 회의 압출량을 상정했을 경우의 공급 패턴의 일례이다. 이와 같이 해석했을 경우, 차회의 공급 예정 범위인 패턴 1 에서는, 층 I3 ∼ I5 의 쓰레기가 공급 대상이 된다. 다른 해석에 의해서, 미리 패턴 1 의 쓰레기가 공급될 때의 층 I3 ∼ I5 의 쓰레기의 비율에 관한 하중 이동 평균 계수 (쓰레기의 투입 비율) 를 산출한다 (도 62). 일례로서, 층 I1 ∼ I7 의 쓰레기의 체적이 동일할 경우 (모두 하중 이동 평균 계수의 최대치가 0.1) 의 각 시각에 있어서의 층 I1 ∼ I7 의 하중 이동 평균 계수를 나타내는 그래프를 도 62 에 나타낸다. 도 62 의 세로축은 하중 이동 평균 계수, 가로축은 시간 (피더 (10) 에 의해서 쓰레기를 노 내에 공급하는 시간) 이다. 도 62 의 그래프에 있어서, 각 산은 각 층의 쓰레기에 대응하고, 도 62 의 예에서는 가장 좌측의 산으로부터 차례로 각각의 산이 각각 층 I7 ∼ I1 에 대응한다. 각 산의 높이는 투입되는 쓰레기의 체적의 크기와 정의 상관이 있고, 호퍼 (1) 에 투입되는 쓰레기의 체적이 매회 상이할 경우, 산의 피크치는 매회 상이한 것이 된다. 각 산의 중복은, 그 시각에 있어서의 노 내에 투입되는 쓰레기의 투입 비율에 관계하고, 예를 들어, 어느 시각을 기준으로 하여, 도 60 에 나타내는 패턴 1 의 투입 시간을 알 수 있으면, 도 62 의 가로축의 대응하는 시각에 있어서의 세로축의 값으로부터 층 I3 ∼ I5 의 쓰레기의 투입 비율 (하중 이동 평균 계수) 을 파악할 수 있다. 도 62 로부터 패턴 1 로 둘러싼 범위의 쓰레기가 공급되는 시각에 있어서의 I3 ∼ I5 의 하중 이동 평균 계수를 조사하면, 표 61 의 1 행째의 값이 얻어진다. 마찬가지로, 패턴 2 ∼ 4 에 있어서의 각 층 I1 ∼ I7 의 하중 이동 평균 계수를 표 61 의 2 ∼ 4 행째에 나타낸다.Figure 6 shows a method for calculating density considering the distribution and compaction of waste. First, as shown in Figure 60 on the left, according to a prior analysis, it is modeled that waste injected at different timings is distributed and accumulated in layers I1 to I5 within the
또 다른 해석에 의해서, 층 I1 ∼ I7 의 압밀을 고려한 쓰레기의 밀도 g1 ∼ g7 이 산출된다. 예를 들어, 밀도 g1 이 압밀을 고려한 층 I1 의 쓰레기의 밀도, 밀도 g2 가 압밀을 고려한 층 I2 의 쓰레기의 밀도, ···, 밀도 g7 이 압밀을 고려한 층 I7 의 쓰레기의 밀도이다. 노 내에 공급되는 쓰레기의 분포 패턴 (예를 들어, 패턴 1) 과, 그 패턴에 있어서의 각 층의 하중 이동 평균 계수가 부여된다고 하면 (표 61), 이 패턴의 쓰레기 밀도는, 각 층의 쓰레기 밀도 gX (X = 1 ∼ 7) 에 하중 이동 평균 계수를 곱한 값의 합계를, 당해 패턴의 하중 이동 평균 계수의 합계로 나누어 얻어진다. 예를 들어, 패턴 1 의 경우, 다음 식 (1) 에 의해서, 패턴 1 의 범위의 쓰레기가 노 내에 공급될 때의 쓰레기 밀도 G 를 계산할 수 있다.According to another analysis, the densities g1 to g7 of the waste are calculated considering the consolidation of layers I1 to I7. For example, density g1 is the density of waste in layer I1 considering compaction, density g2 is the density of waste in layer I2 considering compaction,..., density g7 is the density of waste in layer I7 considering compaction. Given the distribution pattern of waste supplied into the furnace (for example, pattern 1) and the average load transfer coefficient for each layer in the pattern (Table 61), the waste density of this pattern is the waste of each floor It is obtained by dividing the sum of the density gX (X = 1 to 7) multiplied by the load transfer average coefficient by the sum of the load transfer average coefficients of the pattern. For example, in the case of
G = (g1×0+g2×0+g3×0.01+g4×0.1+g5×0.04+g6×0+g7×0)÷(0.01+0.1+0.04) ··· (1) G = (g1×0+g2×0+g3×0.01+g4×0.1+g5×0.04+g6×0+g7×0)÷(0.01+0.1+0.04) ··· (1)
다음으로 도 7 을 참조한다. 좌측도 70 에 호퍼 (1) 및 슈트 (2) 내의 쓰레기 층 I1 ∼ I5 를 나타낸다. 도 71 의 세로축은 밀도, 가로축은 시간을 나타낸다. 꺾은선 그래프 71a 는, 좌측부터 차례로 층 I5 의 밀도, 층 I4 의 밀도, 층 I3 의 밀도, 층 I2 의 밀도, 층 I1 의 밀도이다. 이것들을 밀도 A 라고 부른다. 밀도 A 는 그때그때의 최상층의 쓰레기의 밀도이다. 예를 들어, 어느 시각에 층 I5 가 투입되면, 쓰레기의 노 내에의 공급에 따라서 시시각각으로, 높이가 저하되고, 어느 높이가 되면, 층 I4 에 대응하는 쓰레기가 호퍼 (1) 에 투입되는 등의 사이클에 있어서의 최상층의 쓰레기의 밀도를 나타내고 있다.Next, refer to FIG. 7. Figure 70 on the left shows waste layers I1 to I5 in the
도 72 의 세로축은 체류 시간, 가로축은 시간이다. 그래프 72a 는, 도 71 의 각 위치 (높이) 의 쓰레기가 노 내에 공급될 때까지의 체류 시간이다. 체류 시간은, 도 71 의 대응하는 시간에 있어서의 쓰레기의 위치 (높이) 로부터 노의 입구까지 존재하는 쓰레기의 체적을 1 일의 평균 체적 변화율로 나눔으로써 계산할 수 있다.In Figure 72, the vertical axis represents residence time, and the horizontal axis represents time. Graph 72a shows the residence time until the waste at each position (height) in FIG. 71 is supplied into the furnace. The residence time can be calculated by dividing the volume of the waste existing from the position (height) of the waste at the corresponding time in Figure 71 to the entrance of the furnace by the average volume change rate per day.
다음으로 각 층의 각 위치에 대해서 계산한 체류 시간 후의 밀도 B 를 계산한다. 도 73 에 밀도 B 의 추이를 나타낸다. 도 73 의 세로축은 밀도, 가로축은 시간이다. 밀도 B 란, 노 내에 공급되기 직전의 쓰레기의 밀도이다. 예를 들어, 노 내에 공급되는 쓰레기가 패턴 1 의 범위이면, 상기 식 (1) 에 의해서 계산할 수 있는 밀도이다. 도 72 에 있어서의 층 I4 의「X1」min 의 위치가 패턴 1 에 포함된다고 하면, 패턴 1 은,「X1」분 후에 노 내에 투입되는 것을 알 수 있다. 그러면「X1」분 후의 밀도 B 는, 도 6 에 예시한 표 61 의 패턴 1 의 하중 이동 평균 계수를 사용하여, 상기 서술한 식 (1) 로 계산할 수 있다. 마찬가지로 하여, 다른 패턴 2 등에 있어서의 밀도 B 를 계산할 수 있다. 이와 같이 하여, 어느 층의 쓰레기가 투입되면 (패턴 1 이면 관계되는 층 I5 ∼ I3 까지가 투입된 시점에서), 미리 어느 체류 시간 후의 밀도 B 를 계산할 수 있다. 공급량 추정부 (24) 는, 호퍼 (1) 내에 투입된 쓰레기에 대해서, 어느 시각을 기준으로 하는 노 내에 공급될 때까지의 체류 시간과 노 내에 공급될 때의 쓰레기의 밀도 B 를 계산하여, 도 73 의 그래프 73a 를 얻는다. 다음으로 공급량 추정부 (24) 는, 계산된 각 시각의 밀도 B 와, 환산식에 기초하여 발열량을 계산한다. 계산된 발열량을 도 74 의 그래프 74a 에 나타낸다. 이와 같이 하여, 추정 방법 2 에 의하면, 미리, 쓰레기의 체류 시간과, 쓰레기의 분포나 압밀을 고려한 밀도 B 와, 밀도 B 에 대응한 발열량을 추정할 수 있다.Next, calculate the density B after the residence time calculated for each location on each floor. Figure 73 shows the trend of density B. In Figure 73, the vertical axis represents density, and the horizontal axis represents time. Density B is the density of waste immediately before being supplied into the furnace. For example, if the waste supplied into the furnace is in the range of
다음으로 추정 방법 2 의 수순에 대해서 설명한다. 공급량 추정부 (24) 는, 이하의 수순으로 쓰레기의 발열량을 추정한다. 도 60 등에서 예시하는 호퍼 (1) 및 슈트 (2) 내의 쓰레기의 분포 (I1 ∼ I5), 노 내에 공급되는 쓰레기의 범위를 나타내는 패턴의 정보 (패턴 1 ∼ 4) 는 사전에 해석되고, 기억부 (27) 에 기록되어 있다.Next, the procedure for
(수순 1) 쓰레기 높이 계산부 (22) 는, 시시각각으로, LiDAR 에 의해서 호퍼 (1) 에 있어서의 쓰레기 표면 전체의 각 위치에 있어서의 센서 (15) 로부터 쓰레기 표면까지 거리를 검출하여, 쓰레기의 높이를 계산한다. 공급량 추정부 (24) 는, 쓰레기의 체적과 밀도를 계산한다.(Procedure 1) The garbage
(수순 2) 공급량 추정부 (24) 는, 호퍼 내 잔류 쓰레기의 총체적을 1 일의 평균 체적 변화율 (㎥/단위 시간) 로 나눔으로써, 체류 시간의 추정치를 산출한다.(Procedure 2) The supply
(수순 3) 산출된 체류 시간과 도 62 로부터, 공급량 추정부 (24) 는, 체류 시간 후에 노 내에 투입하는 쓰레기의 밀도를, 호퍼 (1) 내의 쓰레기의 압밀, 하중 이동 평균 밀도를 사용하여 산출한다. 예를 들어, 공급량 추정부 (24) 는, 쓰레기의 공급 패턴 1 ∼ 4 를 선정한다. 선정된 패턴에 대응하는 체류 시간을 도 62 의 가로축에 적용함으로써, 하중 이동 평균 계수가 결정되고, 패턴에 따른 쓰레기 밀도가 추정된다. 예를 들어, 패턴 1 이면, 공급량 추정부 (24) 는, 패턴 1 의 쓰레기 밀도를 식 (1) 에 의해서 추정한다. 공급량 추정부 (24) 는, 이 산출에 필요한 각 분포 위치에 있어서의 쓰레기의 압밀 g1 ∼ g7, 투입 시간과 투입 비율의 관계 (도 62) 를 해석해도 되고, 별도 해석된 이들 정보를 이용하여 수순 3 의 산출을 행해도 된다.(Procedure 3) From the calculated residence time and FIG. 62, the supply
(수순 4) 공급량 추정부 (24) 는, 노에 공급되는 쓰레기의 패턴을 선정한다. 예를 들어, 공급량 추정부 (24) 는, 다음으로 노에 공급되는 쓰레기의 패턴으로서 패턴 1 을 선정한다. 공급량 추정부 (24) 는, 수순 3 에서 추정한 패턴 1 의 쓰레기 밀도를 선정한다.(Procedure 4) The supply
(수순 5) 공급량 추정부 (24) 는, 선정된 패턴의 쓰레기 밀도와 환산식에 의해서 발열량을 추정한다. 공급량 추정부 (24) 는, 노 내에 공급된 연료 (쓰레기) 의 유량인 투입 연료 유량 (kJ/h) 을 추정해도 된다.(Step 5) The supply
체류 시간의 산출에 대해서, 추정 방법 2 에서는, 쓰레기 잔량 (체적) 을 1 일의 평균 체적 변화율로 나눔으로써 계산하는 것으로 했지만, 시시각각의 체적 변화에 의해서 쓰레기의 이동을 추정하고, 주목하는 위치의 쓰레기 (예를 들어, 층 I4 의 최하단의 쓰레기) 가 투입 직전의 위치 (예를 들어, 패턴 1 의 범위에 포함되는 위치) 까지 이동하는 것을 검출하고, 주목하는 쓰레기가 투입 직전의 위치에 이른 타이밍에서, 차회 투입되는 쓰레기의 발열량이나 공급량을 추정해도 된다. 이 방법이면, 선행 제어를 개시하는 타이밍은 연소실 (6) 에의 공급 직전이 되지만, 추정 정밀도를 향상시킬 수 있다.Regarding the calculation of residence time, in
본 실시형태에 의하면, LiDAR 의 계측치에 의한 쓰레기의 체적 변화와, 과거의 체적 변화의 실적 데이터를 사용하여, 쓰레기의 분포나 호퍼 내 체류 시간을 고려하여 산출한 노 내 공급 쓰레기 밀도 (쓰레기 수분율이어도 된다) 로부터 쓰레기의 발열량을 추정함으로써, 보다 정밀도가 높은 추정이 가능해진다.According to this embodiment, the density of waste supplied in the furnace is calculated by taking into account the distribution of waste and the residence time in the hopper using the volume change of waste based on LiDAR measurement values and performance data of past volume changes (even if the waste moisture content is By estimating the calorific value of the waste from the above, a more precise estimate becomes possible.
도 8 은, 각 실시형태에 관련된 제어 장치의 하드웨어 구성의 일례를 나타내는 도면이다.Fig. 8 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a control device related to each embodiment.
컴퓨터 (900) 는, CPU (901), 주기억 장치 (902), 보조 기억 장치 (903), 입출력 인터페이스 (904), 통신 인터페이스 (905) 를 구비한다.The
상기 서술한 제어 장치 (20) 는, 컴퓨터 (900) 에 실장된다. 그리고, 상기 서술한 각 기능은, 프로그램의 형식으로 보조 기억 장치 (903) 에 기억되어 있다. CPU (901) 는, 프로그램을 보조 기억 장치 (903) 로부터 판독 출력하여 주기억 장치 (902) 에 전개하고, 당해 프로그램에 따라서 상기 처리를 실행한다. CPU (901) 는, 프로그램에 따라서, 기억 영역을 주기억 장치 (902) 에 확보한다. CPU (901) 는, 프로그램에 따라서, 처리 중인 데이터를 기억하는 기억 영역을 보조 기억 장치 (903) 에 확보한다.The
제어 장치 (20) 의 전부 또는 일부의 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록하여, 이 기록 매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 읽어 들이게 하고, 실행함으로써 각 기능부에 의한 처리를 행해도 된다. 여기에서 말하는「컴퓨터 시스템」이란, OS 나 주변 기기 등의 하드웨어를 포함하는 것으로 한다. 「컴퓨터 시스템」은, WWW 시스템을 이용하고 있는 경우이면, 홈 페이지 제공 환경 (혹은 표시 환경) 도 포함하는 것으로 한다. 「컴퓨터 판독 가능한 기록 매체」란, CD, DVD, USB 등의 운반 가능 매체, 컴퓨터 시스템에 내장되는 하드 디스크 등의 기억 장치를 말한다. 또, 이 프로그램이 통신 회선에 의해서 컴퓨터 (900) 에 전송되는 경우, 전송을 받은 컴퓨터 (900) 가 당해 프로그램을 주기억 장치 (902) 에 전개하고, 상기 처리를 실행해도 된다. 상기 프로그램은, 전술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 되고, 추가로 전술한 기능을 컴퓨터 시스템에 이미 기록되어 있는 프로그램과의 조합으로 실현될 수 있는 것이어도 된다.A program for realizing all or part of the functions of the
이상과 같이, 본 개시에 관련된 몇몇 실시형태를 설명했지만, 이들 모든 실시형태는 예로서 제시한 것으로서, 발명의 범위를 한정하는 것을 의도하고 있지 않다. 이들 실시형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태 및 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되는 것과 동일하게, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.As described above, several embodiments related to the present disclosure have been described, but all of these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and changes can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the invention described in the claims and their equivalents, just as they are included in the scope and gist of the invention.
<부기><Boogie>
각 실시형태에 기재된 제어 장치 (20) 는, 예를 들어 이하와 같이 파악된다.The
(1) 제 1 양태에 관련된 소각로 설비 (쓰레기 소각 설비) 의 제어 장치 (20) 는, 피소각물 (쓰레기) 을 연소시키면서 반송하는 노 (연소실 (6), 화격자 (3)) 와, 상기 노에 연소용 공기를 공급하는 연소용 공기 공급부 (댐퍼 (8A ∼ 8F), 송풍기 (4), 댐퍼 (14A)) 를 갖는 소각로 설비 1 의 제어 장치 (20) 로서, 상기 노에 공급되는 피소각물의 공급량 또는 발열량에 기초하여, 상기 피소각물이 상기 노 내에 투입되기 전에 상기 연소용 공기의 제어를 행하는 연소용 공기 제어부 (제어부 (26)) 를 구비한다.(1) The
이로써, 쓰레기의 공급 전에 그 쓰레기의 공급량이나 발열량에 따른 노 내 (연소실 (6) 내) 분위기로 할 수 있어, 노 내의 연소를 안정화시킬 수 있다.In this way, before supplying the waste, the atmosphere in the furnace (in the combustion chamber 6) can be adjusted according to the supply amount and calorific value of the waste, and combustion in the furnace can be stabilized.
(2) 제 2 양태에 관련된 제어 장치 (20) 는, (1) 의 제어 장치 (20) 로서, 상기 노에 상기 피소각물을 공급하는 피더와, 상기 공급량 또는 상기 발열량에 기초하여, 상기 피더의 동작을 제어하는 피더 제어부 (제어부 (26)) 를 추가로 구비한다.(2) The
이로써, 쓰레기의 공급시에 그 쓰레기의 공급량이나 발열량에 따라서 쓰레기의 공급량을 조절할 수 있어, 노 내의 연소를 안정화시킬 수 있다.As a result, when supplying waste, the supply amount of waste can be adjusted according to the supply amount or calorific value of the waste, and combustion in the furnace can be stabilized.
(3) 제 3 양태에 관련된 제어 장치 (20) 는, (1) ∼ (2) 의 제어 장치 (20) 로서, 상기 피소각물이 상기 노에 투입된 상태를 촬상하는 촬상 수단 (화상 센서 (16)) 과, 상기 촬상 수단에 의해서 얻어진 화상 정보로부터 상기 노에 투입된 상기 피소각물의 공급량 또는 발열량을 추정하는 추정부 (화상 추정부 (23)) 를 추가로 구비하고, 상기 연소용 공기 제어부는, 상기 추정부에서 추정된 투입 후의 상기 피소각물의 공급량 또는 발열량에 기초하여 상기 연소용 공기 (1 차 연소용 공기, 2 차 연소용 공기) 를 제어한다.(3) The
실제로 노 내에 공급된 쓰레기의 공급량 등에 따라서, 연소용 공기를 제어함으로써, 양호한 정밀도로 노 내의 연소를 안정화시킬 수 있다.In fact, by controlling the combustion air according to the supply amount of waste supplied into the furnace, etc., combustion within the furnace can be stabilized with good precision.
(4) 제 4 양태에 관련된 제어 장치 (20) 는, (1) ∼ (3) 의 제어 장치 (20) 로서, 3 차원 계측에 의해서 호퍼 내 (호퍼 (1) 및 슈트 (2) 내) 의 상기 피소각물의 높이 변화를 검출하고, 상기 피소각물의 압밀 (g1 ∼ g7) 과, 상기 호퍼 내의 상기 피소각물의 분포 (I1 ∼ I7) 와, 상기 노 내에 공급되는 피소각물의 비율 (투입 비율) 에 기초하여, 상기 노 내에 공급되기 직전의 상기 공급량 또는 상기 발열량을 산출하는 산출부 (공급량 추정부) 를 추가로 구비하는 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 소각 설비의 제어 장치.(4) The
이로써, 쓰레기의 공급 전에 이들 공급되는 쓰레기의 공급량이나 발열량을 추정할 수 있다.In this way, it is possible to estimate the supply amount and calorific value of the supplied waste before supplying the waste.
(5) 제 5 양태에 관련된 제어 장치 (20) 는, (4) 의 제어 장치 (20) 로서, 상기 산출부는, LiDAR (Light Detection and Ranging) 에 의해서 상기 피소각물의 표면 전체의 거리를 검출하고, 상기 거리의 변화에 기초하여, 상기 호퍼에 투입된 상기 피소각물의 체적을 계산하고, 상기 호퍼에 투입된 상기 피소각물의 중량과 상기 체적으로부터 밀도를 계산하여, 과거의 일정 기간에 상기 노에 공급된 상기 피소각물의 밀도로부터 추정된 상기 발열량과 실제로 계측된 상기 발열량의 상관 비교를 행하고, 상기 피소각물이 상기 호퍼에 투입되고 나서 상기 노에 공급될 때까지의 체류 시간을 추정함과 함께, 상기 체류 시간 후의 상기 발열량을 추정한다.(5) The
이로써, 체류 시간 후에 노에 공급되는 쓰레기의 발열량을 추정할 수 있어, 쓰레기가 노에 공급되기 전에 1 차 연소용 공기의 제어를 개시할 수 있다.In this way, the calorific value of the waste supplied to the furnace after the residence time can be estimated, and control of the air for primary combustion can be started before the waste is supplied to the furnace.
본 개시는 상기 서술한 과제를 해결할 수 있는 소각로 설비의 제어 장치를 제공한다.The present disclosure provides a control device for an incinerator facility that can solve the problems described above.
100 : 쓰레기 소각 설비,
1 : 호퍼,
2 : 슈트,
3 : 화격자,
3A : 건조역,
3B : 연소역,
3C : 후연소역,
4 : 송풍기,
5A ∼ 5E : 풀무,
6 : 연소실,
7 : 재 출구,
8A ∼ 8E, 14A : 댐퍼,
9 : 보일러,
10 : 피더,
11 : 증기 유량 센서,
12 : 연도,
13, 14 : 관로,
15 : 센서 (LiDAR),
16 : 화상 센서,
17 : 크레인,
17a : 중량계,
18 : 온도 센서,
19 : 산소 농도 센서,
20 : 제어 장치,
21 : 데이터 취득부,
22 : 쓰레기 높이 계산부,
23 : 화상 추정부,
24 : 공급량 추정부,
25 : 판단부,
26 : 제어부,
27 : 기억부,
900 : 컴퓨터,
901 : CPU,
902 : 주기억 장치,
903 : 보조 기억 장치,
904 : 입출력 인터페이스,
905 : 통신 인터페이스100: Waste incineration equipment,
1: hopper,
2: suit,
3: grate,
3A: Dry station,
3B: combustion station,
3C: Post-combustion station,
4: blower,
5A ~ 5E: bellows,
6: combustion chamber,
7: Re-exit,
8A ~ 8E, 14A: Damper,
9: Boiler,
10: feeder,
11: steam flow sensor,
12: year,
13, 14: Pipeline,
15: Sensor (LiDAR),
16: image sensor,
17: crane,
17a: weighing scale,
18: temperature sensor,
19: oxygen concentration sensor,
20: control unit,
21: data acquisition unit,
22: Garbage height calculation unit,
23: Image estimation unit,
24: Supply quantity estimation unit,
25: judgment part,
26: control unit,
27: memory unit,
900: computer,
901:CPU,
902: main memory,
903: secondary memory,
904: input/output interface,
905: Communication interface
Claims (6)
상기 노에 공급되는 피소각물의 공급량 또는 발열량에 기초하여, 상기 피소각물이 상기 노 내에 투입되기 전에 상기 연소용 공기의 제어를 행하는 연소용 공기 제어부와,
3 차원 계측에 의해서 호퍼 내의 상기 피소각물의 높이 변화를 검출하고, 상기 피소각물의 높이의 변화에 기초하여, 상기 호퍼에 투입된 상기 피소각물의 체적을 계산하고, 상기 호퍼에 투입된 상기 피소각물의 중량과 상기 체적으로부터 밀도를 계산하여, 과거의 일정 기간에 상기 노에 공급된 상기 피소각물의 밀도로부터 추정된 상기 발열량과 실제로 계측된 상기 발열량의 상관 비교를 행하고, 상기 피소각물이 상기 호퍼에 투입되고 나서 상기 노에 공급될 때까지의 체류 시간을 추정하고, 상기 피소각물의 압밀과, 상기 호퍼 내의 상기 피소각물의 분포와, 상기 노 내에 공급되는 피소각물의 비율에 기초하여, 상기 체류 시간 후에 상기 노 내에 공급되는 상기 피소각물의 공급량 또는 발열량을 산출하는 산출부를 구비하고,
상기 연소용 공기 제어부는, 상기 피소각물이 상기 호퍼에 투입되고 나서 상기 산출부에 의해서 추정된 상기 체류 시간이 경과하는 것보다도 소정 시간 전에 당해 피소각물의 공급량 또는 발열량에 기초하는 상기 연소용 공기의 제어를 행하는, 소각로 설비의 제어 장치.A control device for an incinerator facility having a furnace for transporting incinerated materials while burning them, and a combustion air supply unit for supplying combustion air to the furnace, comprising:
A combustion air control unit that controls the combustion air before the incinerated material is introduced into the furnace, based on the supply amount or calorific value of the incinerated material supplied to the furnace;
Detect the change in height of the incinerated object in the hopper by three-dimensional measurement, calculate the volume of the incinerated object introduced into the hopper based on the change in the height of the incinerated object, and calculate the weight of the incinerated object introduced into the hopper and calculate the density from the volume, perform a correlation comparison between the calorific value estimated from the density of the incinerated material supplied to the furnace in the past and the actually measured calorific value, and the incinerated material is introduced into the hopper. The residence time from then until it is supplied to the furnace is estimated, and based on the consolidation of the incinerated material, the distribution of the incinerated material in the hopper, and the ratio of the incinerated material supplied into the furnace, after the residence time, the It is provided with a calculation unit that calculates the supply amount or calorific value of the incinerated material supplied into the furnace,
The combustion air control unit controls the combustion air based on the supply amount or calorific value of the incinerated material a predetermined time before the residence time estimated by the calculation unit elapses after the incinerated material is introduced into the hopper. A control device for incinerator equipment that performs control.
상기 노에 상기 피소각물을 공급하는 피더와,
상기 공급량 또는 상기 발열량에 기초하여, 상기 피더의 동작을 제어하는 피더 제어부를 추가로 구비하고,
상기 피더 제어부는, 상기 피소각물이 상기 호퍼에 투입되고 나서 상기 산출부에 의해서 추정된 상기 체류 시간이 경과하는 것보다도 소정 시간 전에 당해 피소각물의 공급량 또는 발열량에 기초하는 상기 피더의 제어를 행하는, 소각로 설비의 제어 장치.According to claim 1,
A feeder that supplies the incinerated material to the furnace,
It is further provided with a feeder control unit that controls the operation of the feeder based on the supply amount or the heat generation amount,
The feeder control unit controls the feeder based on the supply amount or heat generation amount of the incinerated object a predetermined time before the residence time estimated by the calculation unit elapses after the incinerated object is introduced into the hopper. Control device for incinerator equipment.
상기 피소각물이 상기 노에 투입된 상태를 촬상하는 촬상 수단과,
상기 촬상 수단에 의해서 얻어진 화상 정보로부터 상기 노에 투입된 상기 피소각물의 공급량 또는 발열량을 추정하는 화상 추정부를 추가로 구비하고,
상기 연소용 공기 제어부는, 상기 화상 추정부에서 추정된 투입 후의 상기 피소각물의 공급량 또는 발열량에 기초하여 상기 연소용 공기를 제어하는, 소각로 설비의 제어 장치.The method of claim 1 or 2,
Imaging means for capturing a state in which the incinerated object is introduced into the furnace;
It is further provided with an image estimation unit that estimates the supply amount or heat generation amount of the incinerated material introduced into the furnace from the image information obtained by the imaging means,
The combustion air control unit is a control device for an incinerator facility that controls the combustion air based on the supply amount or heat generation amount of the incinerated material after input estimated by the image estimation unit.
상기 연소용 공기 제어부는, 상기 체류 시간 후에 상기 노 내에 공급되는 상기 피소각물의 공급량 및/또는 발열량이 일정 이상 증가하는 경우, 상기 연소용 공기를 저하시키는 제어를 행하고,
상기 체류 시간 후에 상기 노 내에 공급되는 상기 피소각물의 공급량 및/또는 발열량이 일정 이상 저하하는 경우, 상기 연소용 공기를 증가시키는 제어를 행하는, 소각로 설비의 제어 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
The combustion air control unit performs control to lower the combustion air when the supply amount and/or heat generation amount of the incinerated material supplied into the furnace increases beyond a certain level after the residence time,
A control device for an incinerator facility that performs control to increase the combustion air when the supply amount and/or the calorific value of the incinerated material supplied into the furnace after the residence time decreases by a certain level or more.
상기 피더 제어부는, 상기 체류 시간 후에 상기 노 내에 공급되는 상기 피소각물의 공급량 및/또는 발열량이 일정 이상 증가하는 경우, 상기 피더의 압출량 및/또는 이동 속도를 저하시키는 제어를 행하고,
상기 체류 시간 후에 상기 노 내에 공급되는 상기 피소각물의 공급량 및/또는 발열량이 일정 이상 저하하는 경우, 상기 피더의 압출량 및/또는 이동 속도를 증대시키는 제어를 행하는, 소각로 설비의 제어 장치.According to paragraph 2 or paragraph 3 referencing paragraph 2,
The feeder control unit performs control to reduce the extrusion amount and/or movement speed of the feeder when the supply amount and/or heat generation amount of the incinerated material supplied into the furnace after the residence time increases beyond a certain level,
A control device for an incinerator facility that performs control to increase the extrusion amount and/or movement speed of the feeder when the supply amount and/or the calorific value of the incinerated material supplied into the furnace after the residence time decreases by a certain level or more.
상기 피더 제어부는, 상기 체류 시간 후에 상기 노 내에 공급되는 상기 피소각물의 공급량 및/또는 발열량이 일정 이상 증가하는 경우, 상기 연소용 공기의 제어의 후이며, 또한, 추정된 상기 체류 시간이 경과하는 것보다도 소정 시간 전에, 상기 피더의 압출량 및/또는 이동 속도를 저하시키는 제어를 행하고,
상기 체류 시간 후에 상기 노 내에 공급되는 상기 피소각물의 공급량 및/또는 발열량이 일정 이상 저하하는 경우, 상기 연소용 공기의 제어의 후이며, 또한, 추정된 상기 체류 시간이 경과하는 것보다도 소정 시간 전에, 상기 피더의 압출량 및/또는 이동 속도를 증대시키는 제어를 행하는, 소각로 설비의 제어 장치.According to paragraph 2 or paragraph 3 referencing paragraph 2,
The feeder control unit is after the control of the combustion air when the supply amount and/or the calorific value of the incinerated material supplied into the furnace after the residence time increases by a certain amount or more, and the estimated residence time elapses. Control is performed to reduce the extrusion amount and/or movement speed of the feeder a predetermined time before the start of the feeder,
If the supply amount and/or the calorific value of the incinerated material supplied into the furnace after the residence time decreases by a certain amount or more, it is after the control of the combustion air and a predetermined time before the estimated residence time has elapsed. , A control device for an incinerator facility that performs control to increase the extrusion amount and/or movement speed of the feeder.
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