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公開番号2024079907
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-13
出願番号2022192592
出願日2022-12-01
発明の名称ごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉の燃焼制御装置
出願人株式会社クボタ
代理人個人
主分類F23G 5/50 20060101AFI20240606BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】却炉におけるごみの燃焼状態に基づいて、ごみピットに蓄積されたごみの撹拌状態を適正化でき、ごみホッパに投入されたごみのごみ質推定を適正化できるごみ焼却炉の燃焼制御方法を提供する。
【解決手段】ごみ焼却炉の燃焼制御方法であって、ごみピットに貯留されたごみの性状を管理する投入前ごみ管理ステップと、ごみホッパへ投入されるごみの性状を管理する投入時ごみ質推定ステップと、燃焼制御ステップと、ごみの燃焼時の性状を管理する燃焼時ごみ質推定ステップと、投入前ごみ質と、投入時ごみ質と、燃焼時ごみ質を時系列的に管理するごみ質管理ステップと、燃焼時ごみ質情報と投入前ごみ管理情報とが整合させる第1適正化処理ステップと、燃焼時ごみ質情報と投入時ごみ質情報とを整合させる第2適正化処理ステップを備える。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
ごみホッパから炉内に投入されたごみをストーカ機構で搬送しながら焼却処理し、前記焼却処理により発生する燃焼熱によりボイラで蒸気を生成するごみ焼却炉の燃焼制御方法であって、
ごみピットに貯留されたごみに対して実行されるごみクレーン装置による撹拌処理に基づき、変化するごみの攪拌状態を前記ごみホッパへの投入前ごみ管理情報として前記ごみピットの内部空間においてブロック単位で管理し、前記投入前ごみ管理情報が所定の評価基準に達したブロックのごみに対して前記ごみホッパへの投入を許容する投入前ごみ管理ステップと、
前記ごみピットから前記ごみホッパへ投入されるごみの投入時ごみ質情報を、所定の投入時ごみ質推定モデルに基づいて推定する投入時ごみ質推定ステップと、
前記ボイラにより生成される蒸気量が安定するように、前記投入時ごみ質情報に対応して前記炉内におけるごみの燃焼状態を自動制御する燃焼制御ステップと、
前記燃焼制御ステップにより燃焼制御されるごみの燃焼時ごみ質情報を、所定の燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて推定する燃焼時ごみ質推定ステップと、
前記投入前ごみ管理情報と、前記投入時ごみ質情報と、前記燃焼時ごみ質情報と、を管理対象となるごみに関連付けて時系列的に管理するごみ質管理ステップと、
前記ごみ質管理ステップで管理される前記燃焼時ごみ質情報と前記投入前ごみ管理情報とが整合するように、前記評価基準を適正化する第１適正化処理ステップと、
前記ごみ質管理ステップで管理される前記燃焼時ごみ質情報と前記投入時ごみ質情報とが整合するように、前記投入時ごみ質推定モデルを適正化する第２適正化処理ステップと、
を備えているごみ焼却炉の燃焼制御方法。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
前記投入前ごみ管理ステップは、
前記ごみクレーン装置に備えたグラブバケットの開閉、昇降及び横移動の動作履歴を取得する動作履歴取得ステップと、
前記動作履歴に基づいて、前記グラブバケットによるごみの把持動作から開放動作までを単位動作として、ごみに対して実行される動作種別を判定する動作種別判定ステップと、
前記ごみピットに貯留されたごみの貯留位置の変化に対応して前記ブロック毎に前記投入前ごみ管理情報を更新する投入前ごみ管理情報更新ステップと、
前記投入前ごみ管理情報を所定の評価基準に基づいて評価し、評価結果に基づいて、前記グラブバケットの次の動作を決定し、または、ごみホッパに投入するごみの貯留位置を決定する投入前ごみ質評価ステップと、
を備え、
前記投入前ごみ管理情報は、少なくとも攪拌度、処理時刻を含む請求項１記載のごみ焼却炉の燃焼制御方法。
【請求項３】
前記投入時ごみ質推定ステップは、
前記ごみホッパに投入されるごみの比重を少なくとも含む投入時のごみ性状を検出する投入時ごみ性状検出ステップと、
前記投入時ごみ性状検出ステップで検出された投入時のごみ性状と、前記投入時ごみ質推定モデルと、に基づいて前記投入時ごみ質情報を生成する投入時ごみ質情報生成ステップと、
を備えている請求項１記載のごみ焼却炉の燃焼制御方法。
【請求項４】
前記燃焼時ごみ質推定ステップは、前記炉内に投入され前記ストーカ機構により搬送されるごみの量と燃焼用空気量とを含む燃焼条件と、前記燃焼条件に応じて発生する蒸気量と、予め設定された燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて前記燃焼時ごみ質情報を推定する請求項１記載のごみ焼却炉の燃焼制御方法。
【請求項５】
ごみホッパから炉内に投入されたごみをストーカ機構で搬送しながら焼却処理し、前記焼却処理により発生する燃焼熱によりボイラで蒸気を生成するごみ焼却炉の燃焼制御装置であって、
ごみピットに貯留されたごみに対して実行されるごみクレーン装置による撹拌処理に基づき、変化するごみの攪拌状態を前記ごみホッパへの投入前ごみ管理情報として前記ごみピットの内部空間においてブロック単位で管理し、前記投入前ごみ管理情報が所定の評価基準に達したブロックのごみに対して前記ごみホッパへの投入を許容する投入前ごみ管理部と、
前記ごみピットから前記ごみホッパへ投入されるごみの投入時ごみ質情報を、所定の投入時ごみ質推定モデルに基づいて推定する投入時ごみ質推定理部と、
前記ボイラにより生成される蒸気量が安定するように、前記投入時ごみ質情報に対応して前記炉内におけるごみの燃焼状態を自動制御する燃焼制御部と、
前記燃焼制御部により燃焼制御されるごみの燃焼時ごみ質情報を、所定の燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて推定する燃焼時ごみ質推定部と、
前記投入前ごみ管理情報と、前記投入時ごみ質情報と、前記燃焼時ごみ質情報とを管理対象となるごみに関連付けて時系列的に管理するごみ質管理部と、
前記ごみ質管理部で管理される前記燃焼時ごみ質情報と前記投入前ごみ管理情報とが整合するように、前記評価基準を適正化する第１適正化処理部と、
前記ごみ質管理部で管理される前記燃焼時ごみ質情報と前記投入時ごみ質情報とが整合するように、前記投入時ごみ質推定モデルを適正化する第２適正化処理部と、
を備えているごみ焼却炉の燃焼制御装置。
【請求項６】
前記投入前ごみ管理部は、
前記ごみクレーン装置に備えたグラブバケットの開閉、昇降及び横移動の動作履歴を取得する動作履歴取得部と、
前記動作履歴に基づいて、前記グラブバケットによるごみの把持動作から開放動作までを単位動作として、ごみに対して実行される動作種別を判定する動作種別判定部と、
前記ごみピットに貯留されたごみの貯留位置の変化に対応して前記ブロック毎に前記投入前ごみ管理情報を更新する投入前ごみ管理情報更新部と、
前記投入前ごみ管理情報を所定の評価基準に基づいて評価し、評価結果に基づいて、前記グラブバケットの次の動作を決定し、または、ごみホッパに投入するごみの貯留位置を決定する投入前ごみ評価部と、
を備え、
前記投入前ごみ管理情報は、少なくとも攪拌度、処理時刻を含む請求項５記載のごみ焼却炉の燃焼制御装置。
【請求項７】
前記投入時ごみ質推定理部は、
前記ごみホッパに投入されるごみの比重を少なくとも含む投入時のごみ性状を検出する投入時ごみ性状検出部と、
前記投入時ごみ性状検出部で検出された投入時ごみ性状と、前記投入時ごみ質推定モデルと、に基づいて前記投入時ごみ質情報を生成する投入時ごみ質情報生成部と、
を備えている請求項５記載のごみ焼却炉の燃焼制御装置。
【請求項８】
前記燃焼時ごみ質推定部は、前記炉内に投入され前記ストーカ機構により搬送されるごみの量と燃焼用空気量とを含む燃焼状態と、前記燃焼状態に応じて発生する蒸気量と、予め設定された燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて前記燃焼時ごみ質情報を推定する請求項５記載のごみ焼却炉の燃焼制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉の燃焼制御装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、一般的に蒸気出力に反映され、最終的に生成される炉の出力を、可能な限り一定に保つという目標に基づき、供給シュート、及び前記供給シュートの表面の画像を捕捉するためのカメラを伴う、炉ユニットを操作する方法であって、前記供給シュートは滑動部を備え、前記滑動部の上を材料は格子まで流れ、及び、前記供給シュートの被覆率、特に材料を伴う前記滑動部の被覆率、及び／または、位置の変化点、ひいては、個々の組成物の動きもしくは前記供給シュート内の表面領域は、画像評価部によって特定されることを特徴とする、方法が開示されている。
【０００３】
前記供給シュートの所定の被覆率、または前記被覆率における所定の変化、特に、材料または前記供給機の動きに依拠した特定の材料の流れを伴う、前記滑動部の被覆率が変化する事例において、空気管理及び／または格子の速度を介して調整するアクションが実行される。
【０００４】
特許文献２には、ごみピット内におけるごみの混合度を評価するシステムが提案されている。
当該ごみの混合度評価システムは、ごみピット内のごみをその上方から撮像するように設置される撮像部と、ごみの三次元高さ情報を算出する三次元ごみ高さ算出部と、前記撮像部の設置情報に基づいて、前記撮像部で撮像された画像を上空視点画像に変換する画像変換部と、前記ごみの三次元高さ情報に基づいて、前記上空視点画像の全ての区域が同一高さ平面上になるように補正した補正画像を得る画像補正部と、前記補正画像を階調化し、所定の閾値で二値化して二値化画像を得る二値化処理部と、前記二値化画像を複数の分割エリアを有する２以上の評価エリアに分割し、各評価エリアのごみの混合度を評価する混合度評価部と、を備えている。
【０００５】
そして、前記混合度評価部は、各分割エリアの明部分あるいは暗部分の抽出面積を算出し、全評価エリアに対するあるいは各評価エリアに対する分割エリアの前記明部分あるいは暗部分の抽出面積のばらつきを算出し、前記ばらつきにより混合度を評価するばらつき評価部を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２１－１２７９３４号公報
特開２０１９－７６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載された方法は、供給シュートの表面を撮影した画像に基づいて材料の被覆率または変化点が生じると、燃焼状態が変動すると判断して、空気の供給量及び／または格子の速度を調整する方法であり、燃焼状態の変動を抑制するという観点でさらなる改良の必要性があり、特に焼却炉の燃焼状態の異常な変動により自動燃焼制御が妨げられ、手動制御に切り替えざるを得ない状況が頻繁に生じるという不都合を解消する必要があった。
【０００８】
特許文献２に記載されたごみの混合度評価システムは、均質化したごみを焼却炉に投入することを目的として、ごみピットの状態を把握して、ごみの混合度を高めるべく、ごみクレーンの稼働を制御するものであるが、焼却炉におけるごみの燃焼状態の安定化にごみの混合度がどのように寄与するのか明確に解析されておらず、自動燃焼制御の安定化の観点でも、さらなる改良の必要性があった。
【０００９】
本発明の目的は、焼却炉におけるごみの燃焼状態に基づいて、ごみピットに蓄積されたごみの撹拌状態を適正化でき、ごみホッパに投入されたごみのごみ質推定を適正化できるごみ焼却炉の燃焼制御方法及びごみ焼却炉の燃焼制御装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本発明によるごみ焼却炉の燃焼制御方法の第一の特徴構成は、ごみホッパから炉内に投入されたごみをストーカ機構で搬送しながら焼却処理し、前記焼却処理により発生する燃焼熱によりボイラで蒸気を生成するごみ焼却炉の燃焼制御方法であって、ごみピットに貯留されたごみに対して実行されるごみクレーン装置による撹拌処理に基づき、変化するごみの性状を前記ごみホッパへの投入前ごみ管理情報としてブロック単位で管理し、前記投入前ごみ管理情報が所定の評価基準に達したブロックのごみに対して前記ごみホッパへの投入を許容する投入前ごみ管理ステップと、前記ごみピットから前記ごみホッパへ投入されるごみの投入時ごみ質情報を、所定の投入時ごみ質推定モデルに基づいて推定する投入時ごみ質推定ステップと、前記ボイラにより生成される蒸気量が安定するように、前記投入時ごみ質情報に対応して前記炉内におけるごみの燃焼状態を自動制御する燃焼制御ステップと、前記燃焼制御ステップにより燃焼制御されるごみの燃焼時ごみ質情報を、所定の燃焼時ごみ質推定モデルに基づいて推定する燃焼時ごみ質推定ステップと、前記投入前ごみ管理情報と、前記投入時ごみ質情報と、前記燃焼時ごみ質情報と、を管理対象となるごみに関連付けて時系列的に管理するごみ質管理ステップと、前記ごみ質管理ステップで管理される前記燃焼時ごみ質情報と前記投入前ごみ管理情報とが整合するように、前記評価基準を適正化する第１適正化処理ステップと、前記ごみ質管理ステップで管理される前記燃焼時ごみ質情報と前記投入時ごみ質情報とが整合するように、前記投入時ごみ質推定モデルを適正化する第２適正化処理ステップと、を備えている点にある。
（【００１１】以降は省略されています）

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