JP7051792B2 - 燃焼設備の状態特定装置、状態特定方法およびプログラム - Google Patents
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Description
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、燃焼装置の状態特定装置、状態特定方法およびプログラムを提供することを目的とする。
《燃焼装置の構成》
以下、第1の実施形態に係る燃焼設備100の構成について説明する。第1の実施形態に係る燃焼設備100は、被焼却物400としての廃棄物を焼却処理するための設備である。燃焼設備100の例としては、ごみ焼却ストーカ炉と、バイオマス流動床ボイラと、が挙げられる。第1の実施形態に係る燃焼設備100は、ごみ焼却ストーカ炉である。
輝度特定部320は、画像取得部310が取得した処理画像に基づいて、フィーダ31と、乾燥段21と、燃焼段22と、後燃焼段23のそれぞれの輝度を特定する。具体的には、輝度特定部320は、以下のような動作で輝度を特定する。
上述したように、状態特定部350は、燃焼状態と処理画像の輝度の状態とを関連付けた状態データに基づいて燃焼状態を特定する。以下、状態データが保持する情報について説明する。
以下、状態特定装置300の動作について説明する。図3は状態特定装置300の動作を示すフローチャートである。
輝度特定部320が、ステップS1で画像取得部310が取得した可視画像および火炎透視画像に基づいて、可視画像および火炎透視画像の輝度を特定し、火炎透視画像の輝度の平均値および標準偏差を算出する(ステップS2)。
温度特定部340は、画像取得部310が取得した温度分布画像を受け入れて、後燃焼段23の温度を特定する(ステップS5)。
推奨提案部360は、ステップS3で特定された燃焼状態と、ステップS4で特定された燃え切り点Zと、ステップS5で特定された温度と、に基づいて、火格子61の速度又は風箱2が供給する空気の量の推奨操作を提案する(ステップS6)。
本開示に係る燃焼設備100の状態特定装置300は、処理空間Vを画成する炉本体10と、処理空間Vにおいて搬送方向Daに被焼却物400を搬送する火格子61と、処理空間Vに被焼却物400を供給するフィーダ31と、を備える燃焼設備100の燃焼状態を特定する状態特定装置300であって、処理空間Vは搬送方向Daの複数の区画に区画され、フィーダ31および区画が写る画像である処理画像を取得する画像取得部310と、処理画像に基づいて、フィーダ31及び区画のそれぞれの燃焼状態を特定する状態特定部350と、を備える。
以下、第2の実施形態に係る燃焼設備100を説明する。第2の実施形態に係る状態特定装置300の構成は、第1の実施形態に係る状態特定装置300の構成に加えて、モデル生成部370と、モデル記憶部380を備える構成である。
本開示に係る燃焼設備100の状態特定装置300は、乾燥段21に関連付けられた画像の輝度を含む入力サンプルと、当該乾燥段21の燃焼状態を含む出力サンプルからなるデータセットを用いた教師あり学習によって学習された学習済みモデルを記憶するモデル記憶部380と、を備え、状態特定部350は、輝度を学習済みモデルに入力して乾燥段21の燃焼状態を特定する。
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
コンピュータ1100は、プロセッサ1110、メインメモリ1120、ストレージ1130、インタフェース1140を備える。
上述の状態特定装置300は、コンピュータ1100に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ1130に記憶されている。プロセッサ1110は、プログラムをストレージ1130から読み出してメインメモリ1120に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ1110は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ1120に確保する。
各実施形態に記載の燃焼設備100の状態特定装置300は、例えば以下のように把握される。
また、状態特定装置300は、可視カメラおよび赤外カメラが撮影した処理画像を取得するため、処理空間Vに存在する火炎Fなどにより遮断された領域についても、処理画像を取得することができる。これにより、状態特定装置300のユーザは、燃焼設備100のフィーダ31、乾燥段21のうち、火炎Fなどにより遮断された領域における燃焼状態を把握することができる。
状態特定装置300は、燃焼状態に応じた学習済みモデルを記憶するため、状態特定装
置300のユーザは、当該学習済みモデルに基づいて、乾燥段21の燃焼状態を把握する
ことができる。
(4)また、状態特定装置300は、輝度に基づいて、被焼却物400の燃焼による火炎Fの搬送方向後側の端である燃え切り点Zを特定する点特定部330と、処理画像に基づいて後燃焼段23の温度を特定する温度特定部340と、特定された燃焼状態、燃え切り点Zおよび温度に基づいて、燃焼設備100の推奨操作を提案する推奨提案部360と、をさらに備える。
2 風箱
3 ホッパ
4 ガス循環部
6 ストーカ
7 火炉
8 排熱回収ボイラ
9 減温塔
10 炉本体
11 集塵装置
12 煙突
13 排出シュート
21 乾燥段
22 燃焼段
23 後燃焼段
31 フィーダ
61 火格子
61A 固定火格子
61B 可動火格子
100 燃焼設備
300 状態特定装置
400 被焼却物
1100 コンピュータ
1110 プロセッサ
1120 メインメモリ
1130 ストレージ
1140 インタフェース
L1 一次空気ライン
L2 二次空気ライン
B1 送風機
F 火炎
Z 燃え切り点
Claims (8)
- 処理空間を画成する炉本体と、前記処理空間において搬送方向に被焼却物を搬送する火格子と、前記処理空間に前記被焼却物を供給するフィーダと、を備える燃焼設備の燃焼状態を特定する状態特定装置であって、
前記処理空間は前記搬送方向の複数の区画に区画され、
前記フィーダおよび前記複数の区画が写る画像である処理画像を取得する画像取得部と、
前記処理画像に基づいて、前記フィーダ及び前記複数の区画のそれぞれの燃焼状態を特定する状態特定部と、
を備え、
前記画像取得部は、可視カメラおよび赤外カメラが撮影した前記処理画像を取得し、
前記複数の区画は、前記搬送方向の上流から乾燥段、燃焼段、および後燃焼段であり、
前記赤外カメラが撮影した前記処理画像は、前記フィーダおよび前記乾燥段が写る画像であり、
前記可視カメラが撮影した前記処理画像は、前記燃焼段および前記後燃焼段が写る画像であり、
前記状態特定部は、前記フィーダ、前記乾燥段、前記燃焼段、および前記後燃焼段のそれぞれの燃焼状態を特定する燃焼設備の状態特定装置。 - 前記処理画像に基づいて、前記フィーダ、前記乾燥段、前記燃焼段、および前記後燃焼段のそれぞれに関連付けられた画像の輝度を特定する輝度特定部をさらに備え、
前記状態特定部は、前記輝度に基づいて前記燃焼状態を特定する
請求項1に記載の燃焼設備の状態特定装置。 - 前記乾燥段の前記輝度を含む入力サンプルと、当該乾燥段の前記燃焼状態を含む出力サンプルからなるデータセットを用いた教師あり学習によって学習された学習済みモデルを記憶するモデル記憶部をさらに備え、
前記状態特定部は、前記輝度を前記学習済みモデルに入力して前記乾燥段の前記燃焼状態を特定する
請求項2に記載の燃焼設備の状態特定装置。 - 前記輝度に基づいて、前記被焼却物の燃焼による火炎の前記搬送方向後側の端である燃え切り点を特定する点特定部と、
前記処理画像に基づいて前記後燃焼段の温度を特定する温度特定部と、
前記特定された前記燃焼状態、前記燃え切り点および前記温度に基づいて、前記燃焼設備の推奨操作を提案する推奨提案部と、
をさらに備える請求項2又は請求項3に記載の燃焼設備の状態特定装置。 - 前記燃焼設備は、前記火格子の下方から空気を供給する風箱を備え、
前記推奨操作は、前記火格子の速度又は前記風箱から供給する空気の量に関する操作である、
請求項4に記載の燃焼設備の状態特定装置。 - 前記燃焼状態は、安定燃焼、不均一燃焼、早期燃焼、フィーダ燃焼、乾燥不良、燃え切り不良、境界不良の何れかを示す状態である、
請求項1乃至5の何れかの1項に記載の燃焼設備の状態特定装置。 - 処理空間を画成する炉本体と、前記処理空間において搬送方向に被焼却物を搬送する火格子と、前記処理空間に前記被焼却物を供給するフィーダと、を備え、前記処理空間は前記搬送方向の複数の区画に区画される燃焼設備の燃焼状態を特定する状態特定装置において、
前記複数の区画は、前記搬送方向の上流から乾燥段、燃焼段、および後燃焼段であり、
前記フィーダおよび前記乾燥段が写る赤外カメラが撮影した処理画像と、前記燃焼段および前記後燃焼段が写る可視カメラが撮影した処理画像と、を取得するステップと、
前記処理画像に基づいて、前記フィーダ及び前記複数の区画のそれぞれの燃焼状態を特定するステップと、
を有する状態特定方法。 - 処理空間を画成する炉本体と、前記処理空間において搬送方向に被焼却物を搬送する火格子と、前記処理空間に前記被焼却物を供給するフィーダと、を備え、前記処理空間は前記搬送方向に上流から乾燥段、燃焼段、および後燃焼段と区画される燃焼設備の燃焼状態を特定する状態特定装置のコンピュータに、
前記フィーダおよび前記乾燥段が写る赤外カメラが撮影した処理画像と、前記燃焼段および前記後燃焼段が写る可視カメラが撮影した処理画像と、を取得するステップと
前記処理画像に基づいて、前記フィーダ及び前記複数の区画のそれぞれの燃焼状態を特定するステップと、
を実行させるプログラム。
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