JP2019086255A - ストーカ炉の燃焼制御装置及び方法、並びに、燃料移動量の検出装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記乾燥帯の前記燃料の着火領域より上流側の所定領域を熱画像カメラで撮像するステップと、
撮像により得られた複数の熱画像に共通して写る少なくとも1つの特異箇所を画像処理によって抽出するステップと、
前記複数の熱画像にわたる前記特異箇所の変位量と、前記複数の熱画像の撮像タイミングの時間差とに基づいて、前記燃料の移動量を求めるステップと、を含むことを特徴としている。
前記乾燥帯の前記燃料の着火領域より上流側の所定領域を撮像する熱画像カメラと、
前記熱画像カメラで得られた複数の熱画像に共通して写る少なくとも1つの特異箇所を抽出する画像処理部と、
前記複数の熱画像にわたる前記特異箇所の変位量と、前記複数の熱画像の撮像タイミングの時間差とに基づいて、前記燃料の移動量を求める燃料移動量演算部とを、備えることを特徴としている。
前記乾燥帯の前記燃料の着火領域より上流側の所定の第1領域を熱画像カメラで撮像し、得られた熱画像から着火前の前記燃料の放射温度である燃料表面温度を求め、前記燃料表面温度から燃料発熱量を推定するステップと、
前記乾燥帯の前記着火領域より上流側の所定の第2領域を熱画像カメラで撮像し、得られた複数の熱画像に共通して写る少なくとも1つの特異箇所を抽出し、前記複数の熱画像にわたる前記特異箇所の変位量と、前記複数の熱画像の撮像タイミングの時間差とに基づいて、燃料移動量を求めるステップと、
前記乾燥帯の燃料表面レベルを測定し、得られた前記燃料表面レベルから前記乾燥帯の燃料層厚を求めるステップと、
炉内への入熱量又はそれと相関する量を検出し、検出された入熱量が所与の入熱量設定値となるように、前記燃料発熱量、前記燃料移動量、及び、前記燃料層厚に基づいて、前記燃料の投入量、ストーカ動作速度、及び、前記燃料の燃焼用空気の供給量の少なくとも一つを調整するステップとを含むことを特徴としている。
前記乾燥帯の前記燃料の着火領域より上流側の所定の第1領域を撮像する第1熱画像カメラと、
前記第1熱画像カメラで得られた熱画像から前記燃料の放射温度である燃料表面温度を求める第1画像処理部と、
前記燃料表面温度に基づいて燃料発熱量を求める燃料発熱量演算部と、
前記乾燥帯の前記着火領域より上流側の所定の第2領域を撮像する第2熱画像カメラと、
前記第2熱画像カメラで得られた複数の熱画像に共通して写る少なくとも1つの特異箇所を抽出する第2画像処理部と、
前記複数の熱画像にわたる前記特異箇所の変位量と、前記複数の熱画像の撮像タイミングの時間差とに基づいて、燃料移動量を求める燃料移動量演算部と、
前記乾燥帯の燃料表面レベルを測定するレベル計と、
前記レベル計で得られた前記燃料表面レベルから前記乾燥帯の燃料層厚を求める燃料移動量演算部と、
炉内への入熱量又はそれと相関する量を検出する入熱量検出器と、
前記入熱量検出器で検出された入熱量が所与の入熱量設定値となるように、前記燃料発熱量、前記燃料移動量、及び、前記燃料層厚に基づいて、前記燃料の投入量、ストーカ動作速度、及び、前記燃料の燃焼用空気の供給量の少なくとも一つを調整する燃焼制御部とを備えることを特徴としている。
燃料貯蔵設備3は、ストーカ炉1に隣設されて、ストーカ炉1で処理される燃料を一時的に貯蔵するピット60を有する。ピット60の上方には、ピット60内の燃料をストーカ炉1へ投入するクレーン6が設けられている。クレーン6は、バケット61を含み、クレーン駆動装置62によるクレーン6の動作により、バケット61をピット60上の任意の位置へ移動させることができる。クレーン6は、バケット61でピット60内の燃料を掴み、その燃料をストーカ炉1の後述する投入ホッパ12へ投入する。なお、図1ではクレーン6と投入ホッパ12と間にコンベヤが介在しているが、コンベヤは省略されてもよい。
ストーカ炉1は、ストーカ式の搬送機構15を備えた燃焼炉である。ストーカ炉1には、主燃焼室14(一次燃焼室)と、二次燃焼室19とが設けられている。主燃焼室14には、燃料を乾燥処理する乾燥帯55、燃料を燃焼処理する燃焼帯56、及び、燃料を灰化処理する後燃焼帯57の順に上流から下流に向けて燃料を搬送するストーカ式の搬送機構15が設けられている。
ストーカ炉1の二次燃焼室19の出口はボイラ2と接続されており、ストーカ炉1の燃焼排ガスはボイラ2に流入する。二次燃焼室19の出口又は放射室20の入口近傍には、ストーカ炉1の燃焼排ガスの温度を検出する温度センサ38が設けられている。ボイラ2には、放射室20(第1煙道)、第2煙道21及び第3煙道22からなる一連の燃焼排ガスの流路が設けられている。
燃焼制御装置10は、ボイラ2で生成される蒸気圧力を一定に保つように、ストーカ炉1の自動燃焼制御を行う。燃焼制御装置10は、処理装置65が予め記憶装置M3又はメモリに記憶された所定のプログラムを実行することにより、第1画像処理部651、第2画像処理部652、燃料発熱量演算部653、燃料移動量演算部654、燃料層厚演算部655、燃焼制御部656などとして機能する。
乾燥帯55の燃料の着火領域より上流側の所定の領域(第1領域)を撮像する熱画像カメラ71a,71b(第1熱画像カメラ)と、
熱画像カメラ71a,71bで得られた熱画像から燃料の放射温度である燃料表面温度を求める第1画像処理部651と、
燃料表面温度に基づいて燃料発熱量を求める燃料発熱量演算部653と、
乾燥帯55の着火領域より上流側の所定の領域(第2領域)を撮像する熱画像カメラ71a(第2熱画像カメラ)と、
熱画像カメラ71aで得られた複数の熱画像に共通して写る少なくとも1つの特異箇所を抽出する第2画像処理部652と、
複数の熱画像にわたる特異箇所の変位量と、複数の熱画像の撮像タイミングの時間差とに基づいて、燃料移動量を求める燃料移動量演算部654と、
乾燥帯55の燃料表面レベルを測定するレベル計72と、レベル計72で得られた燃料表面レベルから乾燥帯55の燃料層厚を求める燃料層厚演算部655と、
炉内への入熱量の指標となる量を検出する入熱量指標検出器(本実施形態では、蒸気流量計39)と、
入熱量指標検出器で検出された入熱量指標が所与の入熱量指標設定値となるように、燃料発熱量、燃料移動量、及び、燃料層厚に基づいて、燃料の投入量、ストーカ動作速度、及び、燃料の燃焼用空気の供給量の少なくとも一つを調整する燃焼制御部656とを備える。
乾燥帯55の燃料の着火領域より上流側の所定の領域(第1領域)を熱画像カメラ71a,71bで撮像し、得られた熱画像から着火前の燃料の放射温度である燃料表面温度を求め、燃料表面温度から燃料発熱量を推定するステップと、
乾燥帯55の着火領域より上流側の所定の領域(第2領域)を熱画像カメラ71aで撮像し、得られた複数の熱画像に共通して写る少なくとも1つの特異箇所を抽出し、複数の熱画像にわたる特異箇所の変位量と、複数の熱画像の撮像タイミングの時間差とに基づいて、乾燥帯55における燃料移動量を求めるステップと、
乾燥帯55の燃料表面レベルを測定し、得られた燃料表面レベルから乾燥帯55の燃料層厚を求めるステップと、
炉内への入熱量指標(本実施形態では、ボイラ2の主蒸気量)を検出し、検出された入熱量指標が所与の入熱量指標設定値となるように、燃料発熱量、燃料移動量、及び、燃料層厚に基づいて、燃料の投入量、ストーカ動作速度、及び、燃料の燃焼用空気の供給量の少なくとも一つを調整するステップとを含む。
2 :ボイラ
3 :燃料貯蔵設備
10 :燃焼制御装置
12 :投入ホッパ
14 :主燃焼室
15 :搬送機構
15a,15b、15c :ストーカ
19 :二次燃焼室
39 :蒸気流量計
41 :フィーダ
42 :ストーカ駆動装置
42a,42b,42c :駆動シリンダ
43 :一次燃焼空気流量制御装置
43a,43b,43c :ダンパ
43d :送風機
44 :二次燃焼空気流量制御装置
55 :乾燥帯
56 :燃焼帯
57 :後燃焼帯
64 :通信装置
65 :処理装置
651,652 :画像処理部
653 :燃料発熱量演算部
654 :燃料移動量演算部
655 :燃料層厚演算部
656 :燃焼制御部
66 :入力装置
67 :表示装置
71 :撮像装置
71a,71b :熱画像カメラ
72 :レベル計
100 :燃焼プラント
Claims (4)
- 燃料を乾燥処理する乾燥帯、燃焼処理する燃焼帯、及び、灰化処理する後燃焼帯の順に上流から下流に向けて前記燃料を搬送するストーカ式の搬送機構を備えたストーカ炉において、前記搬送機構による前記燃料の移動量を検出する方法であって、
前記乾燥帯の前記燃料の着火領域より上流側の所定領域を熱画像カメラで撮像するステップと、
撮像により得られた複数の熱画像に共通して写る少なくとも1つの特異箇所を画像処理によって抽出するステップと、
前記複数の熱画像にわたる前記特異箇所の変位量と、前記複数の熱画像の撮像タイミングの時間差とに基づいて、前記燃料の移動量を求めるステップと、を含む、
燃料移動量の検出方法。 - 燃料を乾燥処理する乾燥帯、燃焼処理する燃焼帯、及び、灰化処理する後燃焼帯の順に上流から下流に向けて前記燃料を搬送するストーカ式の搬送機構を備えたストーカ炉において、前記搬送機構による前記燃料の移動量を検出する装置であって、
前記乾燥帯の前記燃料の着火領域より上流側の所定領域を撮像する熱画像カメラと、
前記熱画像カメラで得られた複数の熱画像に共通して写る少なくとも1つの特異箇所を抽出する画像処理部と、
前記複数の熱画像にわたる前記特異箇所の変位量と、前記複数の熱画像の撮像タイミングの時間差とに基づいて、前記燃料の移動量を求める燃料移動量演算部とを、備える、
燃料移動量の検出装置。 - 燃料を乾燥処理する乾燥帯、燃焼処理する燃焼帯、及び、灰化処理する後燃焼帯の順に上流から下流に向けて前記燃料を搬送するストーカ式の搬送機構を備えたストーカ炉の燃焼制御方法であって、
前記乾燥帯の前記燃料の着火領域より上流側の所定の第1領域を熱画像カメラで撮像し、得られた熱画像から着火前の前記燃料の放射温度である燃料表面温度を求め、前記燃料表面温度から燃料発熱量を推定するステップと、
前記乾燥帯の前記着火領域より上流側の所定の第2領域を熱画像カメラで撮像し、得られた複数の熱画像に共通して写る少なくとも1つの特異箇所を抽出し、前記複数の熱画像にわたる前記特異箇所の変位量と、前記複数の熱画像の撮像タイミングの時間差とに基づいて、燃料移動量を求めるステップと、
前記乾燥帯の燃料表面レベルを測定し、得られた前記燃料表面レベルから前記乾燥帯の燃料層厚を求めるステップと、
炉内への入熱量指標を検出し、検出された入熱量指標が所与の入熱量指標設定値となるように、前記燃料発熱量、前記燃料移動量、及び、前記燃料層厚に基づいて、前記燃料の投入量、ストーカ動作速度、及び、前記燃料の燃焼用空気の供給量の少なくとも一つを調整するステップとを含む、
ストーカ炉の燃焼制御方法。 - 燃料を乾燥処理する乾燥帯、燃焼処理する燃焼帯、及び、灰化処理する後燃焼帯の順に上流から下流に向けて前記燃料を搬送するストーカ式の搬送機構を備えたストーカ炉の燃焼制御装置であって、
前記乾燥帯の前記燃料の着火領域より上流側の所定の第1領域を撮像する第1熱画像カメラと、
前記第1熱画像カメラで得られた熱画像から前記燃料の放射温度である燃料表面温度を求める第1画像処理部と、
前記燃料表面温度に基づいて燃料発熱量を求める燃料発熱量演算部と、
前記乾燥帯の前記着火領域より上流側の所定の第2領域を撮像する第2熱画像カメラと、
前記第2熱画像カメラで得られた複数の熱画像に共通して写る少なくとも1つの特異箇所を抽出する第2画像処理部と、
前記複数の熱画像にわたる前記特異箇所の変位量と、前記複数の熱画像の撮像タイミングの時間差とに基づいて、燃料移動量を求める燃料移動量演算部と、
前記乾燥帯の燃料表面レベルを測定するレベル計と、
前記レベル計で得られた前記燃料表面レベルから前記乾燥帯の燃料層厚を求める燃料層厚演算部と、
炉内への入熱量の指標となる量を検出する入熱量指標検出器と、
前記入熱量指標検出器で検出された入熱量指標が所与の入熱量指標設定値となるように、前記燃料発熱量、前記燃料移動量、及び、前記燃料層厚に基づいて、前記燃料の投入量、ストーカ動作速度、及び、前記燃料の燃焼用空気の供給量の少なくとも一つを調整する燃焼制御部とを備える、
ストーカ炉の燃焼制御装置。
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