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JP4194962B2 - Volume reduction equipment, its operation control device, and operation control program - Google Patents
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JP4194962B2 - Volume reduction equipment, its operation control device, and operation control program - Google Patents

Volume reduction equipment, its operation control device, and operation control program Download PDF

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Description

本発明は、減容化対象物を熱により減容する炉を有する減容化設備およびその運転制御装置並びに運転制御用プログラムに関するものである。   The present invention relates to a volume reduction facility having a furnace for reducing the volume of an object to be reduced by heat, an operation control device thereof, and an operation control program.

ごみ焼却設備の燃焼制御により安定した燃焼を行いダイオキシン、一酸化炭素、NOx、SOxなどの有害物質の発生を抑えることが望まれているが、投入される燃焼物であるごみの性状(水分、燃えやすさ)が一定でないこと、焼却炉内への投入量を一定にできないこと[形、大きさ、密度が不揃いであり、またどうしても炉内への大量供給(どか落ち)が発生してしまう]、焼却炉内での燃焼物の分布も含め燃焼状態が複雑であることなどの様々な要因により、安定した燃焼制御を行うことは容易でない。   It is desired to suppress the generation of harmful substances such as dioxin, carbon monoxide, NOx, SOx by controlling the combustion of the waste incineration facility, but the properties of the waste (the moisture, (Flammability) is not constant, and the amount charged into the incinerator cannot be constant [the shape, size, and density are not uniform, and a large amount of supply (sudden drop) into the furnace inevitably occurs. ], It is not easy to perform stable combustion control due to various factors such as a complicated combustion state including the distribution of combustion products in the incinerator.

ところで、本発明者等は、焼却炉内での一酸化炭素の発生を抑えるために、例えば流動床式ごみ焼却炉に投入するごみを搬送するスクリュウコンベヤにおいて、搬送するごみの表面に接触して鉛直面内で揺動自在に設けられたごみ検出板と、このごみ検出板の基準姿勢に対する傾斜角度を検出する角度検出器とを備え、検出した傾斜角度が所定角度を上回った回数と、検出角度の変化率と、検出角度の移動平均とを求め、そしてファジイ演算により、これら移動平均と上回り回数とに基づきごみ供給量および二次空気基準量を求めるとともに、移動平均と変化率とに基づき二次空気補正量を求めて、燃焼制御を行うようにしたごみ焼却設備を提案している(特許文献1参照)。   By the way, in order to suppress the generation of carbon monoxide in the incinerator, the present inventors are in contact with the surface of the waste to be transported, for example, in a screw conveyor for transporting the waste to be put into the fluidized bed waste incinerator. A dust detection plate provided swingably in a vertical plane, and an angle detector that detects an inclination angle with respect to a reference posture of the dust detection plate, and the number of times the detected inclination angle exceeds a predetermined angle and detection Calculate the rate of change in angle and the moving average of the detected angle, and use fuzzy calculation to determine the amount of waste supply and secondary air reference based on the moving average and the number of overshoots, and based on the moving average and rate of change. A waste incineration facility is proposed in which a secondary air correction amount is obtained and combustion control is performed (see Patent Document 1).

これはごみ検出板の開度と一酸化炭素発生のピークとの関係から、ごみ検出板の開度を一酸化炭素発生のセンサとして用いたものである。
この特許文献1では、基準姿勢は水平から30度下がった姿勢で、また上回り回数は、一例として水平から21度下がった姿勢の範囲(基準〜水平間を100%とした時の検出板が30%以上傾く範囲)内に位置した回数であり、毎秒計測にて、上記範囲内にごみ検出板が位置した1時間当たりの回数が5回以上であるときに、上回り回数を大とするファジィルールが導入されている。そして、この上回り回数が大のときに、二次空気基準量をやや多く、または多く設定するようにされている。
This is based on the relationship between the opening of the dust detection plate and the peak of carbon monoxide generation, and the opening of the dust detection plate is used as a sensor for carbon monoxide generation.
In this patent document 1, the reference posture is a posture that is lowered by 30 degrees from the horizontal, and the number of overturns is, for example, a range of postures that are lowered by 21 degrees from the horizontal (the detection plate is 30 when the distance between the reference and the horizontal is 100%). Fuzzy rule that increases the number of times of rotation when the number of times per hour that the dust detection plate is located within the above range is 5 times or more by measuring every second. Has been introduced. When the number of times of overshooting is large, the secondary air reference amount is set to be slightly larger or larger.

上記構成における実験結果を図9のグラフにて示す。図9中、D(実線)は酸素濃度を示し、E(太破線)は一酸化炭素濃度を示し、F(破線)はフラッパ開度を示している。なお、酸素は流動床上のフリーボードにおける二次空気吹き込み前の一次空気の未利用分濃度を、一酸化炭素はバグフィルタの後段における濃度を、フラッパ開度は流動床にごみを供給する直前での開度を、それぞれ検出している。
特開2003−262325
The experimental result in the said structure is shown with the graph of FIG. In FIG. 9, D (solid line) indicates the oxygen concentration, E (thick broken line) indicates the carbon monoxide concentration, and F (broken line) indicates the flapper opening. Note that oxygen is the concentration of unused primary air before secondary air is blown into the freeboard on the fluidized bed, carbon monoxide is the concentration at the latter stage of the bag filter, and the flapper opening is just before supplying garbage to the fluidized bed. The degree of opening of each is detected.
JP 2003-262325 A

上記の構成によると、それまでの技術に大きく見られた一酸化炭素のピークの数を減少させるなどの効果を発揮しているが、まだ一酸化炭素のピークが存在していることからすると、十分とはいえない。   According to the above configuration, the effect of reducing the number of carbon monoxide peaks that has been widely seen in the technology so far has been demonstrated, but from the fact that carbon monoxide peaks still exist, Not enough.

また、図9に示すように、酸素濃度が所定のレベルより低くなった場合に、それぞれほぼ同じ時間遅れで一酸化炭素のピークが発生していることから、酸素濃度を一酸化炭素のピーク発生の指標として、一次および二次空気の供給量制御の改善を試みたが十分な改善は見られなかった。これは、濃度計測位置までのガス流の到達する時間差および計測器の応答速度を考慮すると、おそらく上記所定のレベルより酸素濃度が低くなったときとあまり時間を空けずに一酸化炭素濃度が上昇し、制御に遅れが生じていたものと考えられ、このことは、酸素濃度と一酸化炭素濃度とが関連していることを示している。   In addition, as shown in FIG. 9, when the oxygen concentration is lower than a predetermined level, the carbon monoxide peaks are generated with almost the same time delay, so the oxygen concentration is reduced to the carbon monoxide peak generation. As an indicator of this, an attempt was made to improve the supply control of primary and secondary air, but no sufficient improvement was observed. Considering the time difference between the gas flow to the concentration measurement position and the response speed of the measuring instrument, the carbon monoxide concentration will probably increase without much time from when the oxygen concentration is lower than the predetermined level. However, it is considered that there was a delay in the control, which indicates that the oxygen concentration and the carbon monoxide concentration are related.

また、酸素は投入されたごみの熱分解により発生したガスの一部を燃焼させるのに用いられるため、投入されたごみの性状と量に応じて酸素濃度が変化していると思われるが、上述したとおり、常に、均質なごみを定量供給できるわけではないため、必ずしも、フラッパ開度がごみの投入量を正確に示しておらず、時には、炉内にごみがどか落ちすることもあり、酸素の消費状態を良く表すのが酸素濃度であることを考えると、酸素濃度の変化を捉えて安定した燃焼制御を行うことが望まれる。   In addition, oxygen is used to burn a part of the gas generated by the thermal decomposition of the input waste, so the oxygen concentration seems to change depending on the nature and amount of the input waste. As mentioned above, since it is not always possible to quantitatively supply homogeneous waste, the flapper opening does not necessarily indicate the amount of waste input accurately, and sometimes the waste falls down into the furnace. Considering that the oxygen concentration is a good representation of the consumption state, it is desirable to perform stable combustion control by capturing changes in the oxygen concentration.

そこで、本発明は、一酸化炭素のピーク発生の前兆を検出することにより、ピークの発生回数を減少させ得る減容化設備およびその運転制御装置並びに運転制御用プログラムを提供することを目的とし、また、その前兆の検出に際し、酸素濃度の経時的変化を異なる次元の数値に変換して穏やかな変化とすることにより、安定的な制御に繋げることを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a volume reduction facility capable of reducing the number of occurrences of peaks by detecting a precursor of the peak occurrence of carbon monoxide, an operation control device thereof, and an operation control program. Another object of the present invention is to provide stable control by converting a change in oxygen concentration over time into a numerical value of a different dimension when detecting the precursor.

上記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る減容化設備は、減容処理対象物に熱を与えることにより減容化する炉と、この炉に減容処理対象物を供給する処理対象物供給手段と、上記炉内の酸素濃度を計測する酸素濃度計と、この検出された酸素濃度に基づき炉の減容化運転を行う運転制御装置とを有する減容化設備であって、
上記運転制御装置は、上記酸素濃度計により計測された酸素濃度を時系列で記憶する記憶部と、この記憶された時系列の酸素濃度データにより求められる酸素濃度曲線のフラクタル次元を求めるフラクタル次元演算部と、このフラクタル次元演算部で求められたフラクタル次元に基づき減容化運転の制御パラメータを決定するパラメータ決定部とから構成されたものである。
In order to solve the above problems, a volume reduction facility according to claim 1 of the present invention supplies a furnace for volume reduction by applying heat to the volume reduction object, and supplies the volume reduction object to this furnace. A volume reduction facility comprising a processing object supply means, an oxygen concentration meter that measures the oxygen concentration in the furnace, and an operation control device that performs a volume reduction operation of the furnace based on the detected oxygen concentration. ,
The operation control device includes a storage unit for storing the oxygen concentration measured by the oximeter in time series, and a fractal dimension calculation for obtaining a fractal dimension of an oxygen concentration curve obtained from the stored time series oxygen concentration data. And a parameter determination unit for determining a control parameter for volume reduction operation based on the fractal dimension obtained by the fractal dimension calculation unit.

また、請求項2に係る減容化設備は、請求項1に記載の設備における炉がごみ焼却炉であり、制御パラメータは、少なくともごみ焼却炉内に供給する空気量または酸素量とするものである。   In the volume reduction facility according to claim 2, the furnace in the facility according to claim 1 is a waste incinerator, and the control parameter is at least the amount of air or oxygen supplied into the waste incinerator. is there.

また、請求項3に係る減容化設備は、請求項1に記載の設備における炉が溶融炉であり、制御パラメータは、少なくとも溶融炉内に供給する空気量または酸素量とするものである。   In the volume reduction facility according to claim 3, the furnace in the facility according to claim 1 is a melting furnace, and the control parameter is at least the amount of air or oxygen supplied into the melting furnace.

また、請求項4に係る運転制御装置は、減容処理対象物を処理対象物供給手段により炉に供給し熱を与えて減容化する減容化設備の上記炉内に設けられた酸素濃度計により計測された酸素濃度に基づき炉の減容化運転を行うための運転制御装置であって、
上記酸素濃度計により計測された酸素濃度を時系列で記憶する記憶部と、この記憶された時系列の酸素濃度データにより求められる酸素濃度曲線のフラクタル次元を求めるフラクタル次元演算部と、このフラクタル次元演算部で求められたフラクタル次元に基づき減容化運転の制御パラメータの内、少なくとも処理対象物の供給量を決定するパラメータ決定部とから構成したものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an operation control apparatus comprising: the oxygen concentration provided in the furnace of the volume reduction facility for supplying the volume reduction treatment object to the furnace by the treatment object supply means and applying heat to reduce the volume. An operation control device for performing a volume reduction operation of a furnace based on an oxygen concentration measured by a meter,
A storage unit that stores the oxygen concentration measured by the oximeter in time series, a fractal dimension calculation unit that calculates a fractal dimension of an oxygen concentration curve obtained from the stored time-series oxygen concentration data, and the fractal dimension Among the control parameters of the volume reduction operation based on the fractal dimension obtained by the calculation unit, the parameter determination unit is configured to determine at least the supply amount of the processing object.

さらに、請求項5に係る運転制御用プログラムは、減容処理対象物に熱を与えることにより減容化する炉と、この炉に減容処理対象物を供給する処理対象物供給手段と、上記炉内の酸素濃度を計測する酸素濃度計と、この計測された時系列の酸素濃度データにより得られる酸素濃度曲線のフラクタル次元を求めて炉の減容化運転を行う運転制御装置とを有する減容化設備における上記運転制御装置の制御用プログラムであって、
酸素濃度計にて計測された時系列の酸素濃度データを記憶部に蓄積するデータ蓄積機能と、この記憶部に蓄積された時系列の酸素濃度データを入力して所定時間内における酸素濃度曲線を求める曲線演算機能と、この曲線演算機能にて求められた酸素濃度曲線について種々の被覆距離に対する当該曲線の被覆個数を求める個数演算機能と、各被覆距離の値とこの個数演算機能にて求められた被覆個数とを入力してその自然対数を求める対数演算機能と、この対数演算機能にて求められた被覆距離の対数値および被覆個数の対数値から求められる回帰直線の傾きに相当するフラクタル次元を求める次元演算機能とを具備したものである。
Furthermore, the operation control program according to claim 5 is a furnace for reducing the volume by applying heat to the volume reduction object, a process object supply means for supplying the volume reduction object to the furnace, An oxygen concentration meter that measures the oxygen concentration in the furnace and an operation control device that performs a volume reduction operation of the furnace by obtaining a fractal dimension of the oxygen concentration curve obtained from the measured time-series oxygen concentration data. A control program for the operation control device in the storage facility,
A data storage function for storing time-series oxygen concentration data measured by the oximeter in the storage unit, and inputting the time-series oxygen concentration data stored in the storage unit to obtain an oxygen concentration curve within a predetermined time. The curve calculation function to be obtained, the number calculation function to obtain the number of coatings of the curve with respect to various coating distances for the oxygen concentration curve obtained by the curve calculation function, the value of each coating distance and the number calculation function Logarithm calculation function to obtain the natural logarithm by inputting the number of coverings, and the fractal dimension corresponding to the logarithmic value of the covering distance and the slope of the regression line obtained from the logarithmic value of the covering number And a dimension calculation function for obtaining.

上記の各構成によると、時系列の酸素濃度データから得られた酸素濃度曲線におけるフラクタル次元を求めることにより、一酸化炭素発生が予測可能となり、これまで以上に一酸化炭素の発生を抑制することができるとともに、緩やかな値となるフラクタル次元を用いて制御パラメータを決定するようにしているので、制御パラメータが頻繁に変更されるのが抑えられ、したがって、より安定した制御を行うことができる。   According to each of the above configurations, by determining the fractal dimension in the oxygen concentration curve obtained from time-series oxygen concentration data, carbon monoxide generation can be predicted, and carbon monoxide generation can be further suppressed. In addition, since the control parameter is determined by using a fractal dimension having a gentle value, it is possible to prevent the control parameter from being frequently changed, and thus more stable control can be performed.

[実施の形態]
以下、本発明の実施の形態に係る減容化設備およびその運転制御装置並びに運転制御用プログラムについて、図面に基づき説明する。
[Embodiment]
Hereinafter, a volume reduction facility, an operation control device thereof, and an operation control program according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

なお、本実施の形態においては、減容化設備としてごみ焼却設備である場合について説明する。
本実施の形態に係るごみ焼却設備は流動床式のもので、図1に示すように、流動床式焼却炉1と、この焼却炉1に設けられたごみ(減容処理対象物の一例)の投入口2に、ごみを供給するごみ供給装置(処理対象物供給手段の一例で、給塵装置ともいう)3と、焼却炉1の下部流動層G内に一次空気(燃焼空気)を供給する一次空気供給装置4と、燃焼炉1の燃焼空間部(フリーボードともいう)1a内に二次空気(燃焼空気)を供給する二次空気供給装置5と、二次空気供給位置よりも下方の燃焼空間部1aにおける酸素濃度を計測するための酸素濃度計6と、当該焼却炉1からの排ガスを導き所定の処理を行うための排ガス処理部に設けられたバグフィルタ7の後段における排ガス中の一酸化炭素濃度を計測するための一酸化炭素濃度計8と、ごみ供給装置3からのごみ供給量および計測された酸素濃度を入力して、少なくともごみ供給量および二次空気供給量を制御するための運転制御装置9とが具備されている。
In the present embodiment, a case where a waste incineration facility is used as the volume reduction facility will be described.
The waste incineration facility according to the present embodiment is of a fluidized bed type. As shown in FIG. 1, the fluidized bed incinerator 1 and the garbage provided in the incinerator 1 (an example of a volume reduction treatment target) Primary air (combustion air) is supplied into a waste fluid supply device (which is also an example of a processing object supply means, also referred to as a dust supply device) 3 and a lower fluidized bed G of the incinerator 1. Primary air supply device 4, a secondary air supply device 5 for supplying secondary air (combustion air) into a combustion space (also referred to as free board) 1 a of combustion furnace 1, and a position lower than the secondary air supply position In the exhaust gas in the rear stage of the bag filter 7 provided in the oxygen concentration meter 6 for measuring the oxygen concentration in the combustion space 1a of the gas and the exhaust gas processing unit for guiding the exhaust gas from the incinerator 1 and performing a predetermined treatment Carbon monoxide concentration meter for measuring carbon monoxide concentration If, by entering the waste feed rate and the measured oxygen concentration from the waste feeder 3, and the operation control unit 9 for controlling at least dust supply amount and the secondary air supply is provided.

上記ごみ供給装置3としては、ごみ搬送用スクリュウが2個併設された2連スクリュウ式フィーダが用いられている。すなわち、このごみ供給装置3は、図2および図3に示すように、2個の円筒が互いにその一部同士が重なるように並行に配置されて断面形状が繭形状にされたごみ搬送用空間室11aが形成された筒状ケーシング11と、この筒状ケーシング11に形成されたごみ搬送用空間室11a内に回転自在に配置された2本のごみ搬送用スクリュウ12と、これら各スクリュウ12を回転させる電動機(駆動部の一例で、図1に示す)13とから構成されている。なお、上記ごみ搬送用スクリュウ12は、スクリュウ羽根部12aと電動機13に連結される軸部12bとから構成されている。   As the waste supply device 3, a twin screw type feeder provided with two waste transporting screws is used. That is, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, the waste supply device 3 is a waste transport space in which two cylinders are arranged in parallel so that parts thereof overlap each other and the cross-sectional shape is a bowl shape. A cylindrical casing 11 in which a chamber 11a is formed, two dust transfer screws 12 rotatably disposed in a dust transfer space chamber 11a formed in the cylindrical casing 11, and each of these screws 12 It is comprised from the electric motor 13 (it is an example of a drive part, which is shown in FIG. 1) to rotate. The dust transfer screw 12 includes a screw blade portion 12 a and a shaft portion 12 b connected to the electric motor 13.

そして、上記筒状ケーシング11内の上部には、ごみ搬送用スクリュウ12により搬送されるごみ供給量(以下、ごみ量ともいう)を検出するためのごみ量検出装置14が設けられている。   A dust amount detection device 14 for detecting a dust supply amount (hereinafter also referred to as a dust amount) transported by the dust transport screw 12 is provided in an upper portion of the cylindrical casing 11.

このごみ量検出装置14は、筒状ケーシング11の上部に突設された平面視矩形状の枠状取付部11b内にごみの搬送方向とは直交する方向で回転自在に設けられた支持軸体15と、上端部がこの支持軸体15に取り付けられて下端部がごみ搬送用スクリュウ12側に鉛直面内で揺動自在となるように支持されたごみ検出用のフラッパ(ごみ検出板)16と、上記支持軸体15の一端部に設けられて当該支持軸体15の回転角度すなわちフラッパ16の基準姿勢(水平姿勢に対する下向きの所定角度θ)に対する上向きの傾斜角度(以下、検出角度ともいう)θを検出する角度検出器(例えば、角度検出用エンコーダが使用される)17とから構成されている。なお、ケーシング11の側壁部には、支持軸体15の他端部に設けられた突片18に当接して、フラッパ16の揺動の下限位置を決めるストッパ19が設けられている。また、上記フラッパ16の下縁部は、ある程度、下方に傾斜し得るように、2本のごみ搬送用スクリュウ12のスクリュウ羽根部12aの形状に応じて、眼鏡の上縁部と同様の形状にされている。 The dust amount detection device 14 is a support shaft body that is rotatably provided in a rectangular frame-shaped mounting portion 11b that protrudes from the upper portion of the cylindrical casing 11 in a direction orthogonal to the direction in which dust is conveyed. 15 and a dust detection flapper (garbage detection plate) 16 whose upper end is attached to the support shaft 15 and whose lower end is supported on the dust transporting screw 12 side so as to be swingable in a vertical plane. And an upward inclination angle (hereinafter also referred to as a detection angle) with respect to the rotation angle of the support shaft body 15, that is, the reference posture of the flapper 16 (predetermined angle θ 0 downward with respect to the horizontal posture). An angle detector (for example, an angle detection encoder is used) 17 for detecting θ. Note that a stopper 19 is provided on the side wall portion of the casing 11 so as to abut on a projecting piece 18 provided at the other end portion of the support shaft 15 and determine the lower limit position of the swing of the flapper 16. The lower edge of the flapper 16 has a shape similar to that of the upper edge of the glasses according to the shape of the screw blades 12a of the two dust transporting screws 12 so that the lower edge of the flapper 16 can be inclined downward to some extent. Has been.

上記一次空気供給装置4は、図1に示すように、焼却炉1の下部のホッパー部1bに挿通して設けられた一次空気供給ノズル21と、この一次空気供給ノズル21に一次空気供給管22を介して一次空気を供給するための送風ファン23と、一次空気供給管22の途中に設けられて焼却炉1内に供給する一次空気量を調節するダンパ24とから構成されている。   As shown in FIG. 1, the primary air supply device 4 includes a primary air supply nozzle 21 that is inserted through a hopper 1 b at the bottom of the incinerator 1, and a primary air supply pipe 22 connected to the primary air supply nozzle 21. A blower fan 23 for supplying primary air via the air and a damper 24 provided in the middle of the primary air supply pipe 22 for adjusting the amount of primary air supplied into the incinerator 1.

また、上記二次空気供給装置5は、図1に示すように、焼却炉1の中間壁部1cに挿通して設けられた二次空気供給ノズル26と、この二次空気ノズル26に二次空気供給管27を介して二次空気を供給するための送風ファン28と、二次空気供給管27の途中に設けられて焼却炉1内に供給する二次空気量を調節するダンパ29とから構成されている。   Further, as shown in FIG. 1, the secondary air supply device 5 includes a secondary air supply nozzle 26 inserted through the intermediate wall portion 1 c of the incinerator 1, and a secondary air nozzle 26. A blower fan 28 for supplying secondary air via the air supply pipe 27 and a damper 29 provided in the middle of the secondary air supply pipe 27 for adjusting the amount of secondary air supplied into the incinerator 1. It is configured.

上記各ダンパ24,29は、空気の供給量調節部の一例であり、板状のダンパ本体24a,29aと、このダンパ本体24a,29aを揺動(駆動)させて供給する空気量を調節する電動機(駆動部)24b,29bとから構成されている。   Each of the dampers 24 and 29 is an example of an air supply amount adjusting unit, and adjusts the plate-like damper main bodies 24a and 29a and the amount of air supplied by swinging (driving) the damper main bodies 24a and 29a. It is comprised from the electric motor (drive part) 24b, 29b.

さらに、上記運転制御装置9は、ごみ供給装置3に設けられた角度検出器17からの検出角度を入力して、スクリュウ羽根12を駆動する電動機13の回転速度(回転数)および少なくとも二次空気量を調節する制御パラメータをファジィ演算により求めるとともに、上記酸素濃度計6で計測した時系列の酸素濃度データをフラクタル次元化して一酸化炭素のピーク発生を予測し、もってごみ供給量および二次空気量を最適に制御するものである。   Further, the operation control device 9 inputs the detection angle from the angle detector 17 provided in the dust supply device 3, and the rotational speed (number of rotations) of the electric motor 13 that drives the screw blade 12 and at least the secondary air. The control parameter for adjusting the amount is obtained by fuzzy calculation, and the time series oxygen concentration data measured by the oxygen concentration meter 6 is fractalized to predict the peak generation of carbon monoxide. The amount is optimally controlled.

なお、通常は、一次空気も制御している(例えば、以下に示す二次空気と同様のファジィ制御による)が、本実施の形態では、一次空気の制御については、その説明を省略する。   Normally, the primary air is also controlled (for example, by fuzzy control similar to the secondary air described below), but in this embodiment, the description of the primary air control is omitted.

以下、この運転制御装置9について詳しく説明する。
この運転制御装置9は、図4に示すように、角度検出器17にて検出されたフラッパ16の検出角度θが、所定の割合(予め決められた設定角度)を上回った(超えた)回数を検出する上回り回数検出部31と、フラッパ16の検出角度θの変化率を検出する角度変化率検出部32と、フラッパ16の検出角度θの移動平均を求める移動平均検出部33と、これら各検出部31〜33にて求められた各検出値を入力して、ごみ供給量および二次空気供給量をファジィルールに基づき演算するファジィ演算部34と、フラッパ16の検出角度θおよび酸素濃度計6からの酸素濃度を少なくとも所定時間分(正確には、最も新しい所定時間におけるデータ)だけ時系列でもって蓄積する記憶部35と、この記憶部35から例えば酸素濃度データを最近の所定時間分だけ取得してフラクタル次元化するフラクタル次元演算部36と、上記ファジィ演算部34からの出力であるごみ供給量および二次空気供給量と上記フラクタル次元演算部36からの出力であるフラクタル次元とを入力するとともに、当該フラクタル次元の値に応じてファジィ演算部34からの出力を変更して(修正を加えて)最終の制御パラメータを決定するパラメータ決定部37とから構成されている。勿論、この制御パラメータは、ごみ供給装置3にごみの供給量および二次空気供給装置5に二次空気の供給量をそれぞれ指示するものである。
Hereinafter, the operation control device 9 will be described in detail.
As shown in FIG. 4, the operation control device 9 has a number of times that the detected angle θ of the flapper 16 detected by the angle detector 17 exceeds (exceeds) a predetermined ratio (predetermined set angle). The number-of-turns detection unit 31 for detecting the angle, the angle change rate detection unit 32 for detecting the change rate of the detection angle θ of the flapper 16, the moving average detection unit 33 for calculating the moving average of the detection angle θ of the flapper 16, Each detection value obtained by the detection units 31 to 33 is input, and a fuzzy calculation unit 34 for calculating the dust supply amount and the secondary air supply amount based on the fuzzy rules, and the detection angle θ of the flapper 16 and the oxygen concentration meter 6 stores the oxygen concentration from at least a predetermined time (more precisely, the data at the newest predetermined time) in time series, and from this storage unit 35, for example, stores the oxygen concentration data at the maximum. Are a fractal dimension calculation unit 36 that obtains a predetermined amount of time and converts it into a fractal dimension, and a dust supply amount and a secondary air supply amount that are outputs from the fuzzy calculation unit 34, and an output from the fractal dimension calculation unit 36. A fractal dimension is input, and a parameter determining unit 37 that determines the final control parameter by changing (adding correction) the output from the fuzzy computing unit 34 according to the value of the fractal dimension. . Of course, this control parameter instructs the waste supply device 3 to supply the waste and the secondary air supply device 5 to supply the secondary air.

まず、ファジィ演算部34について説明する。
上記各検出部31〜33から各検出値がファジィ演算部34に入力されると、予め準備されたメンバーシップ関数に基づき、それぞれ「小(少ない)」・「中」・「大(多い)」の三段階での出力(前件部条件)が得られ、そしてこれら各出力を入力してごみ供給制御ルールにより、ごみ供給量の出力が得られるとともに、二次空気基準量制御ルールおよび二次空気補正量制御ルールにより、二次空気基準量および二次空気補正量の出力が得られ、これら両出力が加算されて二次空気供給量の出力が求められる。
First, the fuzzy computing unit 34 will be described.
When the detection values are input from the detection units 31 to 33 to the fuzzy calculation unit 34, “small (small)”, “medium”, and “large (large)”, respectively, based on a membership function prepared in advance. Output (preceding part condition) is obtained, and each output is input, and the waste supply control rule provides the output of the waste supply amount, and the secondary air reference amount control rule and the secondary According to the air correction amount control rule, outputs of the secondary air reference amount and the secondary air correction amount are obtained, and these outputs are added to obtain the output of the secondary air supply amount.

すなわち、このファジィ演算部34は、フラッパ16の検出角度の移動平均とフラッパ16の上回り回数とに基づきごみ供給装置3におけるごみ供給量を求めるごみ供給量演算部41と、同じく移動平均と上回り回数とに基づき上記二次空気供給装置5における二次空気基準量を求める二次空気基準量演算部42と、同じく移動平均と変化率とに基づき上記二次空気供給装置6における二次空気補正量を求める二次空気補正量演算部43と、これら二次空気基準量および二次空気補正量を入力し両者を加算して二次空気供給量を求める加算部44とが具備されたもので、上述したように、上記ごみ供給量演算部41からのごみ供給量に基づきごみ供給装置3におけるスクリュウ羽根部12を回転させる電動機13を制御するためのパラメータが出力されるとともに、上記加算部44からの二次空気供給量に基づき二次空気供給装置5におけるダンパ本体29aを調節する電動機29bを制御するためのパラメータが出力される。勿論、一次空気供給量を制御する場合には、一次空気供給装置4におけるダンパ本体24aを調節する電動機24bを制御するためのパラメータも出力される。   In other words, the fuzzy computing unit 34 is configured to include a waste supply amount computing unit 41 that obtains a waste supply amount in the waste supply device 3 based on the moving average of the detection angle of the flapper 16 and the number of times of rotation of the flapper 16. The secondary air reference amount calculation unit 42 for obtaining the secondary air reference amount in the secondary air supply device 5 based on the above, and the secondary air correction amount in the secondary air supply device 6 based on the moving average and the rate of change. A secondary air correction amount calculation unit 43 that calculates the secondary air reference amount and the secondary air correction amount, and an addition unit 44 that calculates the secondary air supply amount by adding the secondary air reference amount and the secondary air correction amount. As described above, the parameter for controlling the electric motor 13 that rotates the screw blade portion 12 in the dust supply device 3 based on the dust supply amount from the dust supply amount calculation unit 41. Is outputted, the parameter for controlling the electric motor 29b for adjusting the damper body 29a in the secondary air supply device 5 on the basis of the secondary air supply from the addition section 44 is output. Of course, when the primary air supply amount is controlled, a parameter for controlling the electric motor 24b for adjusting the damper main body 24a in the primary air supply device 4 is also output.

ここで、後件部出力を決定するファジイルールを簡単に説明しておく。
ごみ供給時におけるごみ搬送用スクリュウ12の回転速度を求める制御ルールは、フラッパ16の移動平均の「低い・中・高い」およびフラッパ16の上回り回数の「少ない・中・多い」を入力値とすることにより、ごみ供給装置3でのごみ供給量、すなわちごみ搬送用スクリュウ12を回転させる電動機13の回転速度が、5段階(少なく・やや少なく・現状維持・やや多く・多く)で出力される。例えば、移動平均が「高い」場合で且つ上回り回数が「少ない」場合には、ごみ供給量を「やや多く」にすべきであるという出力が得られる。したがって、この「やや多く」という出力に基づき、予め、5段階に応じた回転速度の範囲(例えば、メンバーシップ関数)が決められており、この回転速度範囲内での回転速度となるように、ごみ搬送用スクリュウ12の電動機13に制御指令が出力される。
Here, the fuzzy rule for determining the consequent part output will be briefly described.
The control rules for determining the rotational speed of the dust conveying screw 12 at the time of waste supply have input values of “low / medium / high” of the moving average of the flapper 16 and “small / medium / large” of the number of times of rotation of the flapper 16. As a result, the amount of waste supplied by the waste supply device 3, that is, the rotation speed of the electric motor 13 that rotates the screw 12 for conveying the waste is output in five stages (less, somewhat less, current status, slightly more, more). For example, when the moving average is “high” and the number of times of excess is “small”, an output that the amount of waste supply should be “slightly large” is obtained. Therefore, based on the output of “slightly more”, a range of rotational speed (for example, a membership function) corresponding to five stages is determined in advance, and the rotational speed is within this rotational speed range. A control command is output to the electric motor 13 of the dust conveying screw 12.

また、二次空気基準量を求める制御ルールは、フラッパの移動平均の「低い・中・高い」およびフラッパの上回り回数の「少ない・中・多い」を入力値とすることにより、二次空気基準量が5段階(少なく・やや少なく・現状維持・やや多く・多く)で出力される。例えば、移動平均が「高い」場合で且つ上回り回数が「少ない」場合には、二次空気基準量を「やや少なく」にすべきであるという出力が得られる。   In addition, the control rule for obtaining the secondary air reference amount is set to input values for the low, medium, and high flapper moving averages and the low, medium, and high number of flapper movements. The amount is output in 5 stages (less, somewhat less, current status, slightly more, more). For example, when the moving average is “high” and the number of overruns is “small”, an output that the secondary air reference amount should be “somewhat small” is obtained.

さらに、二次空気補正量を求める制御ルールは、フラッパの移動平均の「低い・中・高い」およびフラッパの変化率の「小・中・大」を入力値とすることにより、二次空気補正量が5段階(少なく・やや少なく・現状維持・やや多く・多く)で出力される。例えば、移動平均が「高い」場合で且つ変化率が「小」である場合には、二次空気補正量を「やや少なく」にすべきであるという出力が得られる。   In addition, the control rule for obtaining the secondary air correction amount is the secondary air correction by using the input values of “low / medium / high” of the flapper moving average and “small / medium / large” of the change rate of the flapper. The amount is output in 5 stages (less, somewhat less, current status, slightly more, more). For example, when the moving average is “high” and the change rate is “small”, an output indicating that the secondary air correction amount should be “somewhat small” is obtained.

そして、上記二次空気基準量の出力に二次空気補正量が加算部44にて加算された出力が、制御パラメータとしてパラメータ決定部37に出力される。
なお、二次空気基準量は供給する二次空気量の基本的な部分(量)であり、一方、二次空気補正量は基本的な部分に対する補助的な部分(量)である。例えば、二次空気基準量と二次空気補正量との割合は、例えば80対20にされており、例えば二次空気補正量が、「やや少なく」(5段階の内、下から2番目)と出力された場合には、補正量としては、[20/5(段階)]×2(段分)=4の値が出力され、二次空気基準量が一番多い80とした場合には、80+2=82の値が、二次空気供給量として出力される。すなわち、供給可能二次空気量を100%とした場合、82%の二次空気量が供給されることになる。
The output obtained by adding the secondary air correction amount to the output of the secondary air reference amount by the adding unit 44 is output to the parameter determining unit 37 as a control parameter.
The secondary air reference amount is a basic portion (amount) of the supplied secondary air amount, while the secondary air correction amount is an auxiliary portion (amount) for the basic portion. For example, the ratio between the secondary air reference amount and the secondary air correction amount is, for example, 80:20. For example, the secondary air correction amount is “slightly less” (second among the five levels). Is output as the correction amount, [20/5 (stage)] × 2 (stage) = 4, and when the secondary air reference amount is 80, which is the largest. , 80 + 2 = 82 is output as the secondary air supply amount. That is, assuming that the supplyable secondary air amount is 100%, 82% of the secondary air amount is supplied.

次に、フラクタル次元演算部36について詳細に説明する。
まず、フラクタル次元について説明する。
フラクタル次元とは、ハウスドルフ測度から導かれるもので、或る図形Xが長さ(被覆距離の一例で、以下、直径と称する)dの直線を用いて近似した場合(具体的には、直径dの円で被覆した場合)の個数(被覆個数)をN(d)個とすると、ハウスドルフ測度M(X)は下記(1)式にて表される。
Next, the fractal dimension calculation unit 36 will be described in detail.
First, the fractal dimension will be described.
The fractal dimension is derived from the Hausdorff measure. When a certain figure X is approximated by using a straight line of length (an example of a covering distance, hereinafter referred to as a diameter) d (specifically, a diameter Assuming that N (d) is the number (when covered with a circle d), the Hausdorff measure M k (X) is expressed by the following equation (1).

Figure 0004194962
そして、或る数kにおいて、種々の直径dと当該直径dに対する個数N(d)との間に、下記(2)式に示すような比例関係があるとすると、下記(3)式が得られる。
Figure 0004194962
If there is a proportional relationship as shown in the following equation (2) between various diameters d and the number N (d) with respect to the diameter d at a certain number k 0 , the following equation (3) is obtained. can get.

Figure 0004194962
但し、直径dと個数N(d)との間に、上記(2)式の比例関係が成立するような値dが採用される。
Figure 0004194962
However, a value d is used between the diameter d and the number N (d) such that the proportional relationship of the above equation (2) is established.

上記(1)および(3)式から、図形Xのハウスドルフ測度M(X)は、k=kにおいて、下記(4)式にて表される。
k0(X)≒μ・・・(4)
そして、上記(4)式における定数kをフラクタル次元とするものである。
From the above equations (1) and (3), the Hausdorff measure M k (X) of the figure X is expressed by the following equation (4) when k = k 0 .
M k0 (X) ≈μ (4)
The constant k 0 in the above equation (4) is set as the fractal dimension.

ところで、この定数kについては、上記(2)式の両辺の自然対数をとることにより求めることができる。
上記(2)式の両辺の自然対数をとると、下記(5)式のようになる。
By the way, the constant k 0 can be obtained by taking the natural logarithm of both sides of the above equation (2).
Taking the natural logarithm of both sides of the above equation (2), the following equation (5) is obtained.

logN(d)=−klogd+logμ・・・(5)
この(5)式のlogN(d)をyに、logdをxに置き換えると下記(6)式が得られる。
logN (d) = − k 0 logd + logμ (5)
When logN (d) in this equation (5) is replaced with y and logd is replaced with x, the following equation (6) is obtained.

y=−kx+logμ・・・(6)
そして、上記x(logdである)とy(logN(d)である)とに複数個の実測データを代入して回帰直線を求めることにより、kは当該回帰直線の傾きとして与えられることになる。
y = −k 0 x + log μ (6)
Then, by calculating a regression line by substituting a plurality of actual measurement data into x (logd) and y (logN (d)), k 0 is given as the slope of the regression line. Become.

以下、上述した手順を考慮して、フラクタル次元演算部36の構成について説明する。
このフラクタル次元演算部36は、図5に示すように、記憶部35に蓄積された時系列の複数個の酸素濃度データ(x,yデータ)に基づき、所定時間(所定計測回数でもある)内で酸素濃度曲線(図形Xに相当)を求める曲線演算部51と、この曲線演算部51で求められた酸素濃度曲線について種々の直径dの値に対する個数N(d)を求める個数演算部52と、各dの値とこの個数演算部52で求められた個数N(d)とを入力してその自然対数を求める対数演算部53と、この対数演算部53にて求められたx,yの各値に基づき回帰直線の傾き(数値)に相当するk(フラクタル次元)を演算する次元演算部54とから構成されている。
Hereinafter, the configuration of the fractal dimension calculation unit 36 will be described in consideration of the above-described procedure.
As shown in FIG. 5, the fractal dimension calculation unit 36 is based on a plurality of time-series oxygen concentration data (x, y data) accumulated in the storage unit 35 within a predetermined time (also a predetermined number of measurements). A curve calculation unit 51 for obtaining an oxygen concentration curve (corresponding to the figure X), a number calculation unit 52 for obtaining the number N (d) for various values of the diameter d for the oxygen concentration curve obtained by the curve calculation unit 51, The logarithm calculation unit 53 for obtaining the natural logarithm by inputting the value of each d and the number N (d) obtained by the number calculation unit 52, and the x and y values obtained by the logarithm calculation unit 53 The dimension calculation unit 54 calculates k 0 (fractal dimension) corresponding to the slope (numerical value) of the regression line based on each value.

次に、上記フラクタル次元演算部36におけるフラクタル次元の演算手順を、図6および図7に基づき説明する。
まず、記憶部35に蓄積された酸素濃度計6からの酸素濃度値を最新のものから所定個数分(所定計測時間で採取されたデータ数)だけ曲線演算部51に取り込み、時系列でもって座標上に配置し曲線化することにより酸素濃度曲線(複雑さを求めるフラクタル図形Xである)Uを求める(図6(a)に示す)。次に、個数演算部52で種々の直径dに対する個数N(d)を求めた後(図6(b)〜(d)に、d(円Rの直径)が3,10,15である場合を示し、円Rについては一部だけを図示している)、対数演算部53でlogdとlogN(d)とを求める。そして、これら複数組のlogdとlogN(d)とを次元演算部54に入力して、各データの回帰直線の傾きであるフラクタル次元kを求める(図7に示し、この場合、傾きすなわちフラクタル次元kは1.0882である)。
Next, the calculation procedure of the fractal dimension in the fractal dimension calculation unit 36 will be described with reference to FIGS.
First, the oxygen concentration value from the oximeter 6 accumulated in the storage unit 35 is fetched into the curve calculation unit 51 by a predetermined number (the number of data collected in a predetermined measurement time) from the latest one, and coordinates in time series An oxygen concentration curve (which is a fractal figure X for determining complexity) U i is obtained by arranging and curving the upper part (shown in FIG. 6A). Next, after determining the number N (d) for various diameters d by the number calculation unit 52 (FIG. 6B to FIG. 6D, d (diameter of the circle R) is 3, 10, 15) And only a part of the circle R is shown), and the logarithmic calculator 53 obtains logd and logN (d). Then, these plural sets of logd and logN (d) are input to the dimension calculation unit 54 to obtain the fractal dimension k 0 which is the slope of the regression line of each data (shown in FIG. 7, in this case, the slope, that is, the fractal). dimension k 0 is 1.0882).

図8に、酸素濃度と計測時間が60秒である場合における60個の酸素濃度C(1秒ごとのデータで、実線で示す)を用いてフラクタル次元演算部36で求めたフラクタル次元kを表す曲線A(太実線で示す)と一酸化炭素濃度曲線B(太破線で示す)とを示す。 FIG. 8 shows the fractal dimension k 0 obtained by the fractal dimension calculation unit 36 using 60 oxygen concentrations C (data per second, indicated by a solid line) when the oxygen concentration and the measurement time are 60 seconds. A curve A (indicated by a thick solid line) and a carbon monoxide concentration curve B (indicated by a thick broken line) are shown.

図8から、酸素濃度Cが約4.5(vol%)を下回って1分程度後に、一酸化炭素濃度Bのピークが現われているが、これについてはガスのサンプリング位置の距離、サンプリング位置から酸素濃度計や一酸化炭素濃度計までの流路長さ、各濃度計の応答速度を考慮すると、ほぼ時間をおかずに発生していることが分かる。   From FIG. 8, a peak of carbon monoxide concentration B appears about 1 minute after the oxygen concentration C falls below about 4.5 (vol%). This is from the distance of the gas sampling position and the sampling position. Considering the channel length to the oxygen concentration meter and the carbon monoxide concentration meter, and the response speed of each concentration meter, it can be seen that the generation occurred almost without time.

ここで、酸素濃度Cが約4.5(vol%)を下回った位置より左側(時間的に前)を見ると、酸素濃度の値からは分からないが、フラクタル次元Aについては一部を除いて約1.2以上を4〜5分前に示していることが分かる。図8においては、5回発生した一酸化炭素のピークのうち3回が該当している。これは、完全ではないが、発生する一酸化炭素のピークを予測できることを示しており、またフラクタル次元(k)Aの変化については、酸素濃度Cの変化に比べて、はるかに緩やかになっていることが分かる。 Here, looking at the left side (temporally in front) from the position where the oxygen concentration C is less than about 4.5 (vol%), it is not known from the value of the oxygen concentration, but some of the fractal dimension A is excluded. It can be seen that about 1.2 or more is shown 4 to 5 minutes ago. In FIG. 8, three out of five carbon monoxide peaks are applicable. This indicates that the peak of generated carbon monoxide can be predicted although it is not perfect, and the change in the fractal dimension (k 0 ) A is much more gradual than the change in the oxygen concentration C. I understand that

そして、上述したように、フラクタル次元演算部36にて得られたフラクタル次元kがパラメータ決定部37に入力されて、ファジィ演算部34からの出力であるごみ供給量と二次空気供給量とに、フラクタル次元の値に応じた修正が加えられてその出力が変更される。 Then, as described above, the fractal dimension k 0 obtained by the fractal dimension calculation unit 36 is input to the parameter determination unit 37, and the waste supply amount and the secondary air supply amount, which are outputs from the fuzzy calculation unit 34, In addition, a correction according to the value of the fractal dimension is added to change the output.

すなわち、フラクタル次元kが所定の値(例えば、1.2)未満であれば、ごみ供給量および二次空気供給量については変更をしないが、フラクタル次元kが所定の値以上になれば、ごみ供給量を減少させるとともに二次空気供給量を増加させ、さらには一次空気供給量についても増加させる。 In other words, the fractal dimension k 0 is a predetermined value (e.g., 1.2) is less than, but not to change the waste supply rate and the secondary air supply, if the fractal dimension k 0 is accustomed to more than a predetermined value In addition, the waste supply amount is decreased, the secondary air supply amount is increased, and the primary air supply amount is also increased.

このパラメータについては、所定の時間(例えば4〜5分程度)経過した場合、またはフラクタル次元kが所定の値を下回った場合に、その変更が停止される。上述したように、フラクタル次元kは緩やかな変化を示すため、ファジィ演算部34から出力される制御パラメータは頻繁に変更が行われないため、安定した燃焼制御を行うことができる。 The change of this parameter is stopped when a predetermined time (for example, about 4 to 5 minutes) elapses or when the fractal dimension k 0 falls below a predetermined value. As described above, since the fractal dimension k 0 shows a gradual change, the control parameter output from the fuzzy computing unit 34 is not frequently changed, and thus stable combustion control can be performed.

ところで、上記運転制御装置9における上述したフラクタル次元kを求める部分は、通常、コンピュータ装置により実行されるため、その実行用プログラムについて説明すると以下のとおりである。 Meanwhile, the portion for obtaining the fractal dimension k 0 as described above in the operation control unit 9 is normally to be executed by a computer device, The following describes the execution program.

すなわち、上記運転制御装置9の制御用プログラムは、ごみ(減容処理対象物)に熱を与えることにより減容化する焼却炉1と、この焼却炉1にごみを供給するごみ供給装置(処理対象物供給手段)3と、上記焼却炉1内の酸素濃度を計測する酸素濃度計6と、この計測された時系列の酸素濃度データにより得られる酸素濃度曲線のフラクタル次元を求めて炉の燃焼運転(減容化運転)を行う運転制御装置9とを有するごみ焼却設備(減容化設備)における上記運転制御装置の制御用プログラムであって、
酸素濃度計6にて計測された時系列の酸素濃度データを記憶部35に蓄積するデータ蓄積機能と、この記憶部35に蓄積された時系列の酸素濃度データを入力して所定時間内における酸素濃度曲線を求める曲線演算機能(曲線演算部で行われる機能)と、この曲線演算機能にて求められた酸素濃度曲線について種々の被覆距離dに対する当該曲線の被覆個数N(d)を求める個数演算機能(個数演算部で行われる機能)と、各被覆距離の値とこの個数演算機能にて求められた被覆個数とを入力してその自然対数を求める対数演算機能(対数演算部で行われる機能)と、この対数演算機能にて求められた被覆距離の対数値および被覆個数の対数値から求められる回帰直線の傾きに相当するフラクタル次元kを求める次元演算機能(次元演算部で行われる機能)とが具備されている。
That is, the control program of the operation control device 9 includes an incinerator 1 that reduces the volume of waste by applying heat to the waste (volume reduction target), and a waste supply device that supplies the waste to the incinerator 1 (processing) (Object supply means) 3, an oxygen concentration meter 6 for measuring the oxygen concentration in the incinerator 1, and the combustion of the furnace by obtaining the fractal dimension of the oxygen concentration curve obtained from the measured time-series oxygen concentration data A control program for the operation control device in a waste incineration facility (volume reduction facility) having an operation control device 9 for performing operation (volume reduction operation),
A data storage function for storing time-series oxygen concentration data measured by the oxygen concentration meter 6 in the storage unit 35, and input of the time-series oxygen concentration data stored in the storage unit 35 for oxygen within a predetermined time A curve calculation function for obtaining a concentration curve (a function performed by the curve calculation unit), and a number calculation for determining the number of coatings N (d) of the curve with respect to various coating distances d for the oxygen concentration curve obtained by this curve calculation function Logarithm calculation function (function performed in the logarithm calculation unit) that calculates the natural logarithm by inputting the function (function performed in the number calculation unit) and the value of each covering distance and the number of covers obtained by this number calculation function ) And a dimension calculation function (dimension calculation unit) for obtaining a fractal dimension k 0 corresponding to the slope of the regression line obtained from the logarithmic value of the covering distance and the logarithmic value of the covering number obtained by the logarithmic calculation function The functions performed in the above are provided.

以上のように、時系列の酸素濃度データから当該酸素濃度曲線におけるフラクタル次元を求めることにより、一酸化炭素のピーク発生が予測可能となり、これまで以上に一酸化炭素のピーク発生を抑制することができるとともに、緩やかな値となるフラクタル次元を用いて制御パラメータを決定するようにしているので、制御パラメータが頻繁に変更されるのが抑えられ、したがって安定した制御を行うことができる。   As described above, by obtaining the fractal dimension in the oxygen concentration curve from the time-series oxygen concentration data, the peak generation of carbon monoxide can be predicted, and the peak generation of carbon monoxide can be suppressed more than ever. In addition, since the control parameter is determined using a fractal dimension having a gentle value, the control parameter is prevented from being frequently changed, and thus stable control can be performed.

より具体的に説明すると、以下のようになる。
すなわち、ごみ(減容化対象物)を常に一定の供給量および性状で炉に供給することが困難であるため経時的な変化が激しい酸素濃度であるが、酸素の消費状況が分かるため、この酸素濃度はごみの性状と量とが正しく反映されたものである。そして、焼却炉に投入されるごみ量およびその性状が一定でないことは上述したとおりであり、常に消費する酸素の量が変化するが、供給する空気量(酸素量)については、余裕を持たせて空気比1.0を超えるように設定している。したがって、少々のごみ供給量の増加は空気の余裕分の消費により新たな一酸化炭素の発生にはつながらないが、それを超えるごみが投入されると一酸化炭素の発生につながってしまう。
More specifically, it is as follows.
In other words, it is difficult to always supply the waste (volume reduction target) to the furnace with a constant supply amount and properties, so the oxygen concentration changes rapidly with time. The oxygen concentration correctly reflects the nature and amount of waste. As described above, the amount of waste and its properties that are thrown into the incinerator are not constant, and the amount of oxygen that is always consumed varies, but there is a margin for the amount of air supplied (oxygen amount). The air ratio is set to exceed 1.0. Therefore, a slight increase in the amount of waste supply does not lead to the generation of new carbon monoxide due to the consumption of excess air, but if more waste is input, it will lead to the generation of carbon monoxide.

このように、ごみの均質化および定量投入が困難なため、酸素濃度の変動が激しく、複雑な変化をするが、時系列的に激しく変化する酸素濃度をフラクタル次元化することで、その時系列変化の複雑さが数値化され、すなわち単調な変化は低い数値に、複雑な変化は高い数値に変換される。この複雑さを表すフラクタル次元は、元の時系列の酸素濃度データに比べると変化が緩やかであり、これに基づいて制御を行った場合、従来に比べて、制御パラメータの変更頻度(修正頻度)を少なくすることができるので、安定した燃焼制御につながる。また、酸素消費の経時的変化の複雑さに基づく数値のため、フラクタル次元の数値に変化するためのデータ個数をあまり長すぎない所定の時間内での個数にすることで、酸素不足を迅速に且つできるだけ正確に予測することができる。上記あまり長すぎない所定の時間は、例えば想定されるどか落ちによるごみが十分に燃焼されるまでの時間内とされ、また平均的なごみ投入量が十分に燃焼する時間とすることができる。但し、下限はフラクタル次元を求めるのに最低限必要なデータ個数となるのは当然である。   In this way, because it is difficult to homogenize and quantitatively put in waste, the oxygen concentration fluctuates and changes in a complex manner. By changing the oxygen concentration, which changes drastically in time series, to a fractal dimension, the time series changes The complexity is converted into a numerical value, that is, a monotonous change is converted into a low numerical value, and a complicated change is converted into a high numerical value. The fractal dimension representing this complexity changes more slowly than the original time-series oxygen concentration data, and when control is performed based on this, the control parameter change frequency (correction frequency) is higher than in the past. Can be reduced, leading to stable combustion control. In addition, because it is a numerical value based on the complexity of oxygen consumption over time, the number of data to change to a fractal dimension numerical value is set to a number within a predetermined time that is not too long, so that oxygen shortage can be quickly solved. And it can be predicted as accurately as possible. The predetermined time that is not too long can be, for example, within a period of time until the waste due to some dropping is sufficiently combusted, and can be a time when the average amount of waste is sufficiently combusted. However, it is natural that the lower limit is the minimum number of data required to obtain the fractal dimension.

ところで、上記実施の形態においては、フラクタル次元が所定の値を超えた場合に、パラメータ決定部37にて、ファジイ演算部34から出力された一次および二次空気供給量並びにごみ供給量に修正を加えてその出力を変更するように説明したが、例えばフラクタル次元が所定の値を超えた場合に、予め決められた一次および二次空気供給量並びにごみ供給量を、ファジィ演算部34からの出力の替わりに置き換えて、パラメータ決定部37から出力するようにしてもよい。   In the above embodiment, when the fractal dimension exceeds a predetermined value, the parameter determination unit 37 corrects the primary and secondary air supply amounts and the waste supply amount output from the fuzzy calculation unit 34. In addition, it has been described that the output is changed. For example, when the fractal dimension exceeds a predetermined value, predetermined primary and secondary air supply amounts and dust supply amounts are output from the fuzzy calculation unit 34. Instead of this, it may be output from the parameter determination unit 37.

また、上記実施の形態においては、二次空気量を調節することにより燃焼制御を行うものとして説明したが、例えば二次空気の替わりに、焼却炉内に供給する酸素量を調節するものであってもよい。   In the above embodiment, the combustion control is performed by adjusting the amount of secondary air. However, for example, the amount of oxygen supplied into the incinerator is adjusted instead of the secondary air. May be.

また、上記実施の形態においては、減容化対象物をごみにするとともに減容する炉が流動床式の焼却炉である場合について説明したが、減容化対象物をごみにするとともに、炉については、ストーカ炉、キルン炉などでもよく、この場合でも、燃焼するごみ上のフリーボードであって二次空気を供給する前の部分で酸素濃度を計測するとともに、上述した運転制御装置と同様の構成を用いて、ごみ供給量、一次および二次空気供給量を制御すればよい。   In the above embodiment, the case where the furnace for reducing the volume and the volume of the object to be reduced is a fluidized bed incinerator has been described. In this case, a stoker furnace, kiln furnace, etc. may be used. Even in this case, the oxygen concentration is measured at a portion of the freeboard on the burning garbage and before the secondary air is supplied, and the operation control device described above is used. The waste supply amount, the primary and secondary air supply amounts may be controlled using the above configuration.

さらに、減容化対象物を灰にするとともに炉を溶融炉としてもよく、この場合、溶融スラグ上の空間の酸素濃度を計測する酸素濃度計により、上記実施の形態に係る流動床式焼却炉と同様にフラクタル次元を求め、そしてこのフラクタル次元に基づき二次空気供給量を調節することにより、安定した溶融制御(運転)を行うことができる。   Further, the volume-reduction target may be ash and the furnace may be a melting furnace. In this case, the fluidized bed incinerator according to the above embodiment is measured by an oxygen concentration meter that measures the oxygen concentration in the space above the molten slag. As described above, the fractal dimension is obtained, and the secondary air supply amount is adjusted based on the fractal dimension, whereby stable melting control (operation) can be performed.

本発明の実施の形態に係るごみ焼却設備の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the waste incineration equipment which concerns on embodiment of this invention. 同ごみ焼却設備におけるごみ供給装置の要部側面図である。It is a principal part side view of the refuse supply apparatus in the refuse incineration equipment. 図2のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 同ごみ焼却設備における運転制御装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the operation control apparatus in the waste incineration equipment. 同運転制御装置におけるフラクタル次元演算部の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the fractal dimension calculating part in the same operation control apparatus. 同フラクタル次元演算部での演算手順を説明するグラフである。It is a graph explaining the calculation procedure in the same fractal dimension calculation part. 同フラクタル次元演算部におけるフラクタル次元を示すグラフである。It is a graph which shows the fractal dimension in the same fractal dimension calculating part. 同ごみ焼却設備における酸素濃度、フラクタル次元および一酸化炭素濃度を示すグラフである。It is a graph which shows the oxygen concentration, the fractal dimension, and the carbon monoxide concentration in the same waste incineration facility. 従来例に係る焼却炉内での酸素濃度、フラッパ開度、一酸化炭素濃度を示すグラフである。It is a graph which shows the oxygen concentration, the flapper opening degree, and the carbon monoxide concentration in the incinerator according to the conventional example.

符号の説明Explanation of symbols

1 流動床式焼却炉
3 ごみ供給装置
5 二次空気供給装置
6 酸素濃度計
8 一酸化炭素濃度計
9 運転制御装置
12 ごみ搬送用スクリュウ羽根
13 電動機
14 ごみ量検出部材
16 フラッパ
17 角度検出器
27 二次空気供給管
29 ダンパ
31 上回り回数検出部
32 角度変化率検出部
33 移動平均検出部
34 ファジイ演算部
35 記憶部
36 フラクタル次元演算部
37 パラメータ決定部
41 ごみ供給量演算部
42 二次空気基準量演算部
43 二次空気補正量演算部
44 加算部
51 曲線演算部
52 個数決定部
53 対数演算部
54 次元演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fluidized bed incinerator 3 Garbage supply apparatus 5 Secondary air supply apparatus 6 Oxygen concentration meter 8 Carbon monoxide concentration meter 9 Operation control apparatus 12 Screw blade 13 for conveying a waste 13 Electric motor 14 Waste amount detection member 16 Flapper 17 Angle detector 27 Secondary air supply pipe 29 Damper 31 Number of rotations detection unit 32 Angle change rate detection unit 33 Moving average detection unit 34 Fuzzy calculation unit 35 Storage unit 36 Fractal dimension calculation unit 37 Parameter determination unit 41 Waste supply amount calculation unit 42 Secondary air reference Quantity calculation unit 43 Secondary air correction amount calculation unit 44 Addition unit 51 Curve calculation unit 52 Number determination unit 53 Logarithm calculation unit 54 Dimension calculation unit

Claims (5)

減容処理対象物に熱を与えることにより減容化する炉と、この炉に減容処理対象物を供給する処理対象物供給手段と、上記炉内の酸素濃度を計測する酸素濃度計と、この検出された酸素濃度に基づき炉の減容化運転を行う運転制御装置とを有する減容化設備であって、
上記運転制御装置は、上記酸素濃度計により計測された酸素濃度を時系列で記憶する記憶部と、この記憶された時系列の酸素濃度データにより求められる酸素濃度曲線のフラクタル次元を求めるフラクタル次元演算部と、このフラクタル次元演算部で求められたフラクタル次元に基づき減容化運転の制御パラメータを決定するパラメータ決定部とからなることを特徴とする減容化設備。
A furnace for reducing the volume by applying heat to the volume reduction treatment object, a treatment object supply means for supplying the volume reduction treatment object to the furnace, an oxygen concentration meter for measuring the oxygen concentration in the furnace, A volume reduction facility having an operation control device for performing a volume reduction operation of the furnace based on the detected oxygen concentration,
The operation control device includes a storage unit for storing the oxygen concentration measured by the oximeter in time series, and a fractal dimension calculation for obtaining a fractal dimension of an oxygen concentration curve obtained from the stored time series oxygen concentration data. And a parameter determination unit for determining a control parameter for volume reduction operation based on the fractal dimension obtained by the fractal dimension calculation unit.
炉はごみ焼却炉であり、制御パラメータは、少なくともごみ焼却炉内に供給する空気量または酸素量であることを特徴とする請求項1に記載の減容化設備。   The volume reduction equipment according to claim 1, wherein the furnace is a waste incinerator, and the control parameter is at least an air amount or an oxygen amount to be supplied into the waste incinerator. 炉は溶融炉であり、制御パラメータは、少なくとも溶融炉内に供給する空気量または酸素量であることを特徴とする請求項1に記載の減容化設備。   The volume reduction equipment according to claim 1, wherein the furnace is a melting furnace, and the control parameter is at least an air amount or an oxygen amount supplied into the melting furnace. 減容処理対象物を処理対象物供給手段により炉に供給し熱を与えて減容化する減容化設備の上記炉内に設けられた酸素濃度計により計測された酸素濃度に基づき炉の減容化運転を行うための運転制御装置であって、
上記酸素濃度計により計測された酸素濃度を時系列で記憶する記憶部と、この記憶された時系列の酸素濃度データにより求められる酸素濃度曲線のフラクタル次元を求めるフラクタル次元演算部と、このフラクタル次元演算部で求められたフラクタル次元に基づき減容化運転の制御パラメータの内、少なくとも処理対象物の供給量を決定するパラメータ決定部とから構成したことを特徴とする減容化設備における運転制御装置。
Reducing the volume of the furnace based on the oxygen concentration measured by the oxygen concentration meter installed in the furnace of the volume reduction facility that supplies the heat to the furnace by the treatment object supply means and reduces the volume by supplying heat. An operation control device for performing a continuous operation,
A storage unit that stores the oxygen concentration measured by the oximeter in time series, a fractal dimension calculation unit that calculates a fractal dimension of an oxygen concentration curve obtained from the stored time-series oxygen concentration data, and the fractal dimension An operation control apparatus in a volume reduction facility comprising a parameter determination unit that determines at least a supply amount of a processing object among control parameters for volume reduction operation based on a fractal dimension obtained by a calculation unit .
減容処理対象物に熱を与えることにより減容化する炉と、この炉に減容処理対象物を供給する処理対象物供給手段と、上記炉内の酸素濃度を計測する酸素濃度計と、この計測された時系列の酸素濃度データにより得られる酸素濃度曲線のフラクタル次元を求めて炉の減容化運転を行う運転制御装置とを有する減容化設備における上記運転制御装置の制御用プログラムであって、
酸素濃度計にて計測された時系列の酸素濃度データを記憶部に蓄積するデータ蓄積機能と、この記憶部に蓄積された時系列の酸素濃度データを入力して所定時間内における酸素濃度曲線を求める曲線演算機能と、この曲線演算機能にて求められた酸素濃度曲線について種々の被覆用距離に対する当該曲線の被覆個数を求める個数演算機能と、各被覆用距離の値とこの個数演算機能にて求められた被覆個数とを入力してその自然対数を求める対数演算機能と、この対数演算機能にて求められた被覆用距離の対数値および被覆個数の対数値から求められる回帰直線の傾きに相当するフラクタル次元を求める次元演算機能とを具備したことを特徴とする運転制御用プログラム。
A furnace for reducing the volume by applying heat to the volume reduction treatment object, a treatment object supply means for supplying the volume reduction treatment object to the furnace, an oxygen concentration meter for measuring the oxygen concentration in the furnace, A program for controlling the operation control apparatus in a volume reduction facility having an operation control apparatus for performing a volume reduction operation of a furnace by obtaining a fractal dimension of an oxygen concentration curve obtained from the measured time-series oxygen concentration data. There,
A data storage function for storing time-series oxygen concentration data measured by the oximeter in the storage unit, and inputting the time-series oxygen concentration data stored in the storage unit to obtain an oxygen concentration curve within a predetermined time. The curve calculation function to be obtained, the number calculation function to obtain the number of coatings of the curve with respect to various coating distances for the oxygen concentration curve obtained by this curve calculation function, the value of each coating distance and the number calculation function Corresponds to the logarithm calculation function that calculates the natural logarithm by inputting the obtained covering number, the logarithmic value of the covering distance obtained by this logarithmic calculation function, and the slope of the regression line obtained from the logarithmic value of the covering number An operation control program comprising a dimension calculation function for obtaining a fractal dimension to be performed.
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