JPH04161711A - 燃焼状態診断装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、炉内燃焼状態を示すプロセスデータを検出す
るプロセスデータ検出手段と、該プロセスデータに基づ
いて炉内への被焼却物の搬送量を増減制御する搬送量制
御手段とからなる燃焼制御装置を備えてある焼却炉に対
して、該プロセスデータに基づき炉内燃焼状態が正常で
あるか異常であるかを診断する燃焼状態診断装置に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、この種の燃焼状態診断装置としては、燃焼制御装
置により、燃焼室内の各所に配されたセンサを用いて検
出された燃焼状態を示すプロセスデータか設定範囲に入
るような良好な燃焼状態に焼却炉を維持すへく、そのプ
ロセスデータに基づいて被焼却物の搬送量等を増減制御
していた。

そして、該焼却炉にエキスパートシステムに代表される
診断装置を設けて、該診断装置による異常診断に基づき
運転員が手動で補正制御したり、或いは診断装置の出力
を用いて直接に燃焼制御装置による制御を補正していた
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述のエキスパートシステムでは、被焼却物か
燃焼室内に溜まり燃焼し難い状態である“ゴミ山盛り”
や被焼却物か燃焼室内に僅かとなる“ゴミ切れ”といっ
た異常状態を正確に判断することがかなり困難となる場
合かあり、時には誤診断するというおそれもあった。

入力されるプロセスデータは、互いに密接に関連してお
り、“ゴミ山盛り”や“ゴミ切れ”に対して非常に似通
った値を示すからである。

例えば、炉出口温度は共に低下し、産業用テレビカメラ
で得られる炎の面積はともに小さくなる。

本発明の目的は上述した従来欠点を解消する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明による燃焼状態診断装
置の特徴構成は、該燃焼状態診断装置が複数の異常状態
のうち相反する異常状態を共に出力したときに、搬送量
制御手段により被焼却物の搬送を設定時間行った後の該
プロセスデータから異常状態を特定し、或いは搬送量制
御手段による被焼却物の搬送を設定時間停止した後の該
プロセスデータから異常状態を特定する手段を備えたこ
とにある。

〔作　用〕

プロセスデータが設定範囲を逸脱して異常状態となって
いる場合、所定時間被焼却物を搬送して、燃焼室の被焼
却物の容量を増加させると、それまでが゛°ゴミ切れ”
であったならばそれか解消されて設定範囲に入るか改善
されるし、“ゴミ山盛り”であったならば逸脱した状態
は変わらないか更に程度かひどくなる。

逆に、被焼却物の搬送速度を所定時間下降させて、燃焼
室の被焼却物の容量を減少させると、それまでが”ゴミ
山盛り”であったならばそれか解消されて設定範囲に入
るか改善されるし、“ゴミ切れ”であったならば逸脱し
た状態は変わらないか更に程度かひとくなる。

そのときのプロセスデータからそれまでの状態を診断す
ることができる。

〔発明の効果〕

従って、本発明による焼却炉の燃焼制御装置によれば、
被焼却物か燃焼室内に溜まり燃焼し難い状態である“ゴ
ミ山盛り”や被焼却物か燃焼室内に僅かとなる“ゴミ切
れ”を正確に判断することができるようになった。

（実施例〕 以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図に示すように、都市ゴミ用の焼却炉（１）、燃焼
室（２）と、ゴミを投入するホッパ（３）と、燃焼済の
灰を集める灰ピット（４）等から構成しである。

該ホッパ（３）に投入されたゴミは、ブツシャ（５）に
より該燃焼室（２）に搬送される。該燃焼室（２）は、
乾燥帯（６）、燃焼帯（７）、後燃焼帯（８）の三ブロ
ックで構成してあり、上向摺動式のストーカ（２ａ）、
　（２ｂ）、　（２ｃ）により各ブロックに順次搬送さ
れる。

燃焼用空気を炉床や炉壁から供給してあり、該乾燥帯（
６）ではゴミを熱風で乾燥させ、該燃焼帯（７）ではゴ
ミを焼却し、該後燃焼帯（８）では焼却灰に完全燃焼さ
せる。

尚、該燃焼帯（７）でゴミは初期にバーナ（９）で点火
される。

該後燃焼帯（８）で燃え尽きたゴミは灰として灰押し出
し装置（１０）に落下し、灰出しコンベア（１１）によ
り該灰ビット（４）に搬送される。

該燃焼室（２）で発生した燃焼排ガスを、廃熱ボイラ（
１２）によって熱エネルギーを蒸気の形で取り出し、発
電機（１３）等のエネルギーとして利用すべく場外に供
給する一方、電気集塵機等からなる排ガス処理段＠（１
４）によりばいじんや有害ガスを除去して排気する。

第１図に示すように、該焼却炉（１）の燃焼制御装置（
２０）は、該燃焼室（２）内各所に配したプロセスデー
タ検出手段である温度センサ、ガスセンサ等の各種セン
サの出力情報であるプロセスデータに基づき、ブツシャ
（５）の速度を制御して該燃焼室（２）に送り込むゴミ
量を増減するとともに、ストーカ速度、圧力、温度、空
気量等を制御することで適切な燃焼制御を行う。

つまり、ブツシャ（５）と燃焼制御装置（２０）とがプ
ロセスデータに基づいて炉内への被焼却物の搬送量を増
減制御する搬送量制御手段を構成する。

しかし、ゴミが炉内に満載されて燃えにくい“ゴミ山盛
り”やゴミが炉内に僅かしかない“ゴミ切れ”の状態か
発生する場合かある。

例えば、“ゴミ山盛り”や“ゴミ切れ”の判断に重要な
データである炉出口温度が共に低下するといったように
それらの識別が非常に紛られしいために適切な制御か行
われないことかあるからである。

この場合、該燃焼制御装置（２０）による燃焼制御が正
常か否かを診断するために燃焼状態診断装置を設けてあ
り、その出力に基づいて、異常状態が発生することが確
認されると運転員が修正運転を行う。

燃焼状態診断装置は、該燃焼室（２）の燃焼状態データ
を出力するニューラルネットワーク（２１）と、該ニュ
ーラルネットワーク（２１）の出力を入力として該燃焼
室（２）の燃焼傾向データを出力するエキスパートシス
テム（３０）とで構成しである。

詳述すると、第２図に示すように、該ニューラルネット
ワーク（２１）は、所定単位のメモリーで構成された複
数のニューロン（２２ａ）でなる入力層（２２）と、該
入力層（２２）からの出力データを所定の重みで関連付
けて中間出力する同じく複数のニューロン（２３ａ）で
なる中間層（２３）と、該中間層（２３）からの出力を
所定の重みで関連付けて該燃焼室（２）の燃焼状態デー
タとしての“ゴミ切れ指数”、“ゴミ山盛り指数”を出
力する二つのニューロン（２４ａ）でなる出力層（２４
）と、入力されたプロセスデータを中間層から出力層へ
所定の重みをもって乗加算する演算装置（論理素子やマ
イクロコンピュータ）で構成しである。

該入力層（２２）には、ゴミの燃焼状況を監視する撮像
手段（１５）としての産業用テレビカメラ（ＩＴＶ）の
画像情報である乾燥帯炎等や、ブツシャ速度、ストーカ
速度、炉出口温度等各種センサの出力情報、該燃焼制御
装置（２０）による制御出力でなるプロセスデータを０
から！００の範囲で正規化したものであって過去１０分
間の平均値が１分毎に入力される。

該出力層（２４）から出力される“ゴミ切れ指数”、“
ゴミ山盛り指数”は、０．０から１．０の範囲の数値で
表され、“良好（０，０から０．２）”、”兆候（０，
４から０．６）”、“発生（０，７から１．０）”とい
った具合に評価される。

該ニューラルネットワーク（２１）で用いられる所定の
重みは、“ゴミ切れ指数”や“ゴミ山盛り指数”が“発
生（１，０）”となる燃焼プロセスデータを教師信号と
して入力する教師信号入力手段（２５）と、その入力時
に該ニューラルネットワーク（２１）の出力かそれらに
対応して“発生（１，０）”となるように調整する学習
手段（２６）による予めの学習（パックプロパゲーショ
ン）によって決定され各々メモリに記憶される。

該エキスパートシステム（３０）は、該ニューラルネッ
トワーク（２１）の１分毎の出力を事実データとして記
憶する記憶エリア（３１）と、燃焼状態を判断するプロ
ダクションルールを記憶するルールベース（３２）と、
事実データとプロダクションルールとから時系列的変化
の様子を示す燃焼傾向データを出力する推論エンジン（
３３）とで構成しである。

例えば、 条件：　　　ゴミ切れ指数〉０．７ 且つ、 ゴミ山盛り指数〈０．３ が２分間以上連続する 結論：　ゴミ切れ発生 とか、 条件：　　　０．４＜ゴミ切れ指数〈０．７で、ゴミ切
れ指数が上昇 且つ、 ゴミ山盛り指数〈０゜３ 結論：　ゴミ切れ兆候発生 とか、 条件：　　　ゴミ切れ指数〉０．７ ゛　且つ、 ゴミ山盛り指数〉０．７ 結論：ゴミ切れかゴミ山盛りかの燃焼悪化発生のように
実行される。

上述の第３例では、“ゴミ切れ指数”、゛ゴミ山盛り指
数”はともに“０．７”以上となり、何れであるか特定
できない。この場合、該エキスパートシステム（３０）
の出力情報、例えば、ＣＲＴ、プリンタ、音声出力装置
等を介した出力情報に基づき、運転員か該搬送量制御手
段による被焼却物の搬送を設定時間強制的に行うことに
より、設定時間経過後のプロセスデータに基づいて何れ
かが特定される。

〔別実施例〕

以下に本発明の別実施例を説明する。

先の実施例では、燃焼状態診断装置としてニューラルネ
ットワークとエキスパートシステムを組み合わせたもの
を説明したか、燃焼状態診断装置の構成は任意であって
よく、例えばニューラルネットワークのみで構成しても
よい。

先の実施例では、“ゴミ切れ指数”、“ゴミ山盛り指数
”がともに“０．７”以上となったときに、運転員が該
搬送量制御手段による被焼却物の搬送を設定時間強制的
に行っているか、運転員か該搬送量制御手段による被焼
却物の搬送を設定時間停止させてもよい。

尚、設定時間値は特に指定するものではなく、焼却炉の
規模により設定すればよい。

さらには、運転員が該搬送量制御手段による被焼却物の
搬送を手動制御するのではなく、診断装置の出力信号に
よって、該搬送量制御手段を直接に制御してもよい。

先の実施例では、異常状態として″ゴミ山盛り”、“ゴ
ミ切れ“を検出しているか、異常状態はこれに限定する
ものではなく、例えば、炉出口温度が異常に大となる“
過剰焼燃焼”等も診断対象とすることかできる。

先の実施例では、燃焼プロセスデータとして０から１０
０の範囲で正規化したものであって、過去１０分間の平
均値を１分毎に入力しているが、燃焼プロセスデータの
時系列的な入力はこれに限定するものではなく任意であ
る。、先の実施例では、ニューラルネットワークの構成
を、入力層、中間層、出力層の三層で構成しであるか、
これに限定するものでな（任意である。

さらに、出力層を、燃焼状態データとしての“ゴミ切れ
指数”、“ゴミ山盛り指数”を出力する二つのニューロ
ンで構成しているが、ニューラルネットワークとしては
、“ゴミ切れ指数”を出力するものと、“ゴミ山盛り指
数”を出力するものとの二つのニューラルネットワーク
で　−構成してもよい。この場合、ニューラルネットワ
ークの演算速度はより高速となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る焼却炉の燃焼状態診断装置の実施例
を示し、第１図は全体のブロック構成図、第２図はブロ
ック構成図、第３図は焼却炉のブロック図である。 （２１）・・・・・・ニューラルネットワーク、（３０
）・・・・・・エキスパートシステム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 炉内燃焼状態を示すプロセスデータを検出するプロセス
   データ検出手段と、該プロセスデータに基づいて炉内へ
   の被焼却物の搬送量を増減制御する搬送量制御手段とか
   らなる燃焼制御装置を備えてある焼却炉に対して、該プ
   ロセスデータに基づき炉内燃焼状態が正常であるか異常
   であるかを診断する燃焼状態診断装置であって、該燃焼
   状態診断装置が複数の異常状態のうち相反する異常状態
   を共に出力したときに、搬送量制御手段による被焼却物
   の搬送を設定時間行った後の該プロセスデータから何れ
   かの異常状態を特定し、或いは搬送量制御手段による被
   焼却物の搬送を設定時間停止した後の該プロセスデータ
   から何れかの異常状態を特定する手段を備えた燃焼状態
   診断装置。