JP7384078B2 - Waste incineration equipment and waste incineration method - Google Patents

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Description

本発明は廃棄物焼却装置及び廃棄物焼却方法に関する。 The present invention relates to a waste incineration device and a waste incineration method.

火格子式廃棄物焼却炉において、火格子上での廃棄物の燃焼状態を安定した状態に保つためには、廃棄物の燃焼状態を把握することが重要であり、火格子上の廃棄物の移動方向先方（下流側）に赤外線カメラを設置し、火格子上の廃棄物についての熱画像情報から燃焼状態を得ることで、廃棄物焼却炉の操作端を制御することが、例えば、特許文献１にて知られている。 In a grate-type waste incinerator, it is important to understand the combustion state of waste in order to keep the combustion state of waste on the grate stable. For example, patent literature discloses that an infrared camera is installed in the forward direction (downstream side) of the moving direction, and the operating end of the waste incinerator is controlled by obtaining the combustion state from thermal image information about the waste on the grate. 1 is known.

特許文献１では、単一の赤外線カメラで、火格子上の廃棄物についての熱画像情報を炎越しに得ている。この単一の赤外線カメラによる撮像は、廃棄物の移動方向先方位置から行われており、この移動方向での撮像対象位置の特定が困難であり熱画像は二次元表現にとどまるので、廃棄物の上記移動方向での燃え切り点位置を含む燃焼状態を三次元で把握することができなかった。したがって、廃棄物の量と供給している燃焼空気のバランスを最適に制御することができず、燃焼が不安定（温度・組成変動大、蒸発量変動大、ＣＯ増加、ＮＯｘ増加など）になる懸念があった。 In Patent Document 1, a single infrared camera is used to obtain thermal image information about waste on a grate through the flame. Imaging with this single infrared camera is performed from the forward position in the direction of movement of the waste, and it is difficult to specify the position of the object to be imaged in this direction of movement, and the thermal image remains a two-dimensional representation. It was not possible to understand the combustion state including the burnout point position in the above movement direction in three dimensions. Therefore, it is not possible to optimally control the balance between the amount of waste and the combustion air being supplied, resulting in unstable combustion (large fluctuations in temperature and composition, large fluctuations in evaporation, increased CO, increased NOx, etc.) There were concerns.

そこで、特許文献２では、火格子式焼却炉（ストーカ炉）の火格子上の廃棄物の移動方向先方位置にて、火炎の波長を除去する光学フィルターを有したカメラを上記移動方向に対し直角な炉幅方向で離間した二位置に配することとしたステレオカメラを設置し、廃棄物（被燃焼物）または灰を撮像して撮像データの輝度値にもとづいて燃え切り点位置を導出し、廃棄物の供給量や移送量を調整する方式が提案されている。 Therefore, in Patent Document 2, a camera having an optical filter that removes the wavelength of the flame is placed at a position on the grate of a grate-type incinerator (stoker furnace) in the forward direction of movement of the waste, at a right angle to the movement direction. Stereo cameras were installed at two positions separated in the furnace width direction to image the waste (combustible material) or ash and derive the burnout point position based on the brightness value of the imaged data. Methods have been proposed to adjust the amount of waste supplied and transported.

特許文献２では、上記撮像データの輝度値にもとづき、最大輝度値の所定範囲（例えば最大輝度値の９割以上の輝度値の範囲）以上を燃焼領域としてとらえ、廃棄物の移動方向での所定範囲以上と所定範囲以下との境界位置を燃え切り点位置と判定している。 In Patent Document 2, based on the brightness value of the imaged data, a predetermined range of maximum brightness values (for example, a range of brightness values of 90% or more of the maximum brightness value) or more is regarded as a combustion area, and a predetermined range in the direction of movement of waste is determined. The boundary position between the range above and below the predetermined range is determined to be the burnout point position.

特許第６４２９０３９号Patent No. 6429039 特開２０１８－１５５４１１JP2018-155411

しかし、このような判定を行う特許文献２では、廃棄物の一部に燃え残りが発生した場合、この燃え残りの輝度値に反応して燃え切り点位置を誤判定する懸念がある。例えば、燃焼領域よりも移動方向先方（下流側）にて炉幅方向での一部の範囲に燃え残りが存在していて、この燃え残りの部分の輝度値が上述の最大輝度値の所定範囲内にある場合、燃え残りが存在している上記移動方向での位置を燃え切り点の位置であると判定してしまう可能性がある。 However, in Patent Document 2, which performs such determination, when unburned remains are generated in a part of the waste, there is a concern that the burnout point position may be incorrectly determined in response to the brightness value of the unburned remains. For example, if there is unburned remains in a part of the furnace width direction ahead of the combustion area in the moving direction (downstream side), and the brightness value of this unburned part is within the predetermined range of the maximum brightness value mentioned above. If it is within, there is a possibility that the position in the movement direction where unburnt remains is determined to be the position of the burnout point.

このように、特許文献２では、燃え残りが存在する場合は、その燃え残りの位置を燃え切り点位置として判定してしまうが、燃焼制御上においてはこの位置を燃え切り点位置と判定するのは適切ではなく、炉幅方向における大部分の廃棄物の燃焼領域が終了する位置を燃え切り点位置と判定することが望ましい。 In this way, in Patent Document 2, if there is unburned remains, the position of the unburned remains is determined as the burnout point position, but in terms of combustion control, this position is determined as the burnout point position. is not appropriate, and it is desirable to determine the burnout point position as the position where the combustion area of most of the waste in the width direction of the furnace ends.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、廃棄物層の正確な燃え切り点位置を決定して、操作端の操作量を適切に制御できる廃棄物焼却装置および廃棄物焼却方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a waste incineration device and a waste incineration device that can determine the accurate burnout point position of the waste layer and appropriately control the amount of operation of the operating end. The task is to provide a method.

上述の課題は、本発明の次の廃棄物焼却装置および廃棄物焼却方法により解決される。 The above-mentioned problems are solved by the following waste incinerator and waste incineration method of the present invention.

＜廃棄焼却装置＞
廃棄物焼却炉の燃焼室の天井もしくは側壁に、離間して配設された少なくとも２つの赤外線カメラを備えたステレオカメラ装置と、前記ステレオカメラ装置により撮像された廃棄物層の熱画像から得られる廃棄物層表面での輝度値にもとづいて廃棄物層の層表面の形状を検出する層表面検出手段と、前記層表面検出手段により検出された層表面の形状から廃棄物層の層高さを求め、前記層高さにもとづいて廃棄物の燃え切り点位置を決定する燃え切り点位置決定手段と、前記燃え切り点位置決定手段により決定された前記燃え切り点位置にもとづいて前記廃棄物焼却炉の操作端における操作量を制御する制御装置と、を備え、前記燃え切り点位置決定手段は、廃棄物の燃焼室内での移動方向において層高さが所定の閾値となる位置を特定位置として検出し、前記移動方向の最上流側にある前記特定位置を前記燃え切り点位置と決定する廃棄物焼却装置。 <Waste incineration equipment>
A stereo camera device equipped with at least two infrared cameras spaced apart from each other on the ceiling or side wall of a combustion chamber of a waste incinerator, and a thermal image of a waste layer taken by the stereo camera device. layer surface detection means for detecting the shape of the layer surface of the waste layer based on the luminance value on the surface of the waste layer; and a layer height of the waste layer from the shape of the layer surface detected by the layer surface detection means. burnout point position determining means for determining a burnout point position of the waste based on the layer height, and incineration of the waste based on the burnout point position determined by the burnout point position determination means. a control device that controls the amount of operation at the operating end of the furnace, and the burnout point position determining means sets a position where the layer height reaches a predetermined threshold value in the direction of movement of the waste in the combustion chamber as a specific position. The waste incineration device detects and determines the specific position on the most upstream side in the moving direction as the burnout point position.

本発明において、さらに、前記層表面検出手段で検出された層表面の形状から、廃棄物の移動方向、前記移動方向に対して直角な炉幅方向の両方向での任意位置における廃棄物層の層高さを求め、前記層高さを前記移動方向および前記炉幅方向の両方向で積分して廃棄物体積を決定する廃棄物体積決定手段を備え、前記制御装置は、前記燃え切り点位置と、前記廃棄物体積と、にもとづいて操作端の操作量を制御することができる。 In the present invention, furthermore, from the shape of the layer surface detected by the layer surface detection means, the layer of the waste layer at an arbitrary position in both the movement direction of the waste and the furnace width direction perpendicular to the movement direction. The control device includes a waste volume determining means for determining a waste volume by determining a height and integrating the bed height in both the movement direction and the furnace width direction, and the control device is configured to determine the burnout point position; The amount of operation of the operating end can be controlled based on the waste volume.

本発明において、さらに、前記廃棄物焼却炉へ投入される廃棄物の嵩密度を決定する廃棄物嵩密度決定手段を備え、前記制御装置は、前記燃え切り点位置と、前記廃棄物体積と、前記廃棄物の嵩密度と、にもとづいて操作端の操作量を制御することができる。 The present invention further includes waste bulk density determining means for determining the bulk density of waste to be input into the waste incinerator, and the control device is configured to determine the burnout point position, the waste volume, The amount of operation of the operating end can be controlled based on the bulk density of the waste.

本発明において、さらに、前記層表面検出手段により検出された、火格子よりも上方に位置する受床上に堆積した廃棄物の層表面の形状にもとづいて、前記受床と前記火格子との間の段差を形成する落下壁より上方で前記落下壁より下流側にせり出した廃棄物のせり出し量を決定する廃棄物せり出し量決定手段を備え、前記制御装置は、前記燃え切り点位置と、前記廃棄物のせり出し量と、にもとづいて操作端の操作量を制御することができる。 In the present invention, the distance between the receiving bed and the grate is further determined based on the shape of the layer surface of the waste deposited on the receiving bed located above the grate, which is detected by the layer surface detection means. further comprising a waste protrusion amount determining means for determining an amount of waste protruding above a falling wall forming a step and downstream of the falling wall, and the control device is configured to determine the burnout point position and the waste protruding amount. The amount of operation of the operating end can be controlled based on the amount of protrusion of the object.

本発明において、さらに、前記廃棄物体積および廃棄物についての既知の性状から廃棄物熱量を算出する廃棄物熱量算出手段を備え、前記制御装置は、前記燃え切り点位置と、前記廃棄物熱量と、にもとづいて操作端の操作量を制御することができる。 In the present invention, the present invention further includes a waste heat amount calculating means for calculating waste heat amount from the waste volume and known properties of the waste, and the control device is configured to calculate the waste heat amount from the burnout point position and the waste heat amount. The amount of operation of the operating end can be controlled based on .

本発明において、前記廃棄物焼却炉の操作端における操作量は、廃棄物を移動させる火格子速度、燃焼室への廃棄物の単位時間当りの供給量、燃焼室への燃焼用空気供給量、燃焼用空気の温度、前記火格子の下方への燃焼用空気の量について前記廃棄物の移動方向での位置における配分量のうちの少なくとも１つであることができる。 In the present invention, the manipulated variables at the operating end of the waste incinerator include the speed of the grate for moving waste, the amount of waste supplied to the combustion chamber per unit time, the amount of combustion air supplied to the combustion chamber, It can be at least one of the temperature of the combustion air, the amount of combustion air below the grate and its distribution in the direction of movement of the waste.

本発明において、前記制御装置は、前記燃え切り点位置より下流側の廃棄物の総体積に応じて、前記下流側の廃棄物の位置に供給される燃焼用空気の配分量を増減させることができる。 In the present invention, the control device may increase or decrease the amount of combustion air to be distributed to the downstream waste position according to the total volume of the waste downstream from the burnout point position. can.

＜廃棄物焼却方法＞
廃棄物焼却炉の燃焼室の天井もしくは側壁に離間して配設された少なくとも２つの赤外線カメラを備えたステレオカメラ装置により撮像された廃棄物層の熱画像から得られる廃棄物層表面での輝度値にもとづいて廃棄物層の層表面の形状を検出し、検出された層表面の形状から廃棄物層の層高さを求め、前記層高さにもとづいて廃棄物の燃え切り点位置を決定し、決定された燃え切り点位置にもとづいて廃棄物焼却炉の操作端における操作量を制御し、燃え切り点位置の決定は、廃棄物の燃焼室内での移動方向において層高さが所定の閾値となる位置を特定位置として検出し、前記移動方向の最上流側にある前記特定位置を前記燃え切り点位置と定めることにより行われる廃棄物焼却方法。 <Waste incineration method>
Brightness on the surface of a waste layer obtained from a thermal image of the waste layer taken by a stereo camera device equipped with at least two infrared cameras arranged separately on the ceiling or side wall of the combustion chamber of a waste incinerator The shape of the surface of the waste layer is detected based on the value, the height of the waste layer is determined from the shape of the detected layer surface, and the burnout point position of the waste is determined based on the layer height. The operation amount at the operating end of the waste incinerator is controlled based on the determined burnout point position, and the burnout point position is determined when the layer height is at a predetermined level in the direction of movement of waste in the combustion chamber. A method for incinerating waste, which is carried out by detecting a position that is a threshold value as a specific position, and determining the specific position on the most upstream side in the movement direction as the burnout point position.

本発明によれば、廃棄物層の正確な燃え切り点位置を決定して、操作端の操作量を適切に制御できる廃棄物焼却装置および廃棄物焼却方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a waste incineration device and a waste incineration method that can accurately determine the burnout point position of the waste layer and appropriately control the amount of operation of the operating end.

本発明の一実施形態としての廃棄物焼却炉の概要構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a waste incinerator as an embodiment of the present invention. 図１の廃棄物焼却炉の要部を示す図で、（Ａ）は縦断面図であり、（Ｂ）は平面図である。It is a figure which shows the principal part of the waste incinerator of FIG. 1, (A) is a longitudinal cross-sectional view, and (B) is a top view.

以下、本発明の実施形態を添付図面にもとづき説明する。なお、本発明の技術的範囲は、これらの実施形態によって限定されるものではなく、発明の要旨を変更することなく様々な形態で実施することができる。また、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the technical scope of the present invention is not limited by these embodiments, and can be implemented in various forms without changing the gist of the invention. Furthermore, the technical scope of the present invention extends to equivalent ranges.

まずは、本発明の一実施形態の火格子式廃棄物焼却炉の基本構成、そして作用について説明する。 First, the basic configuration and operation of a grate-type waste incinerator according to an embodiment of the present invention will be explained.

図１は本発明の一実施形態に係る火格子式廃棄物焼却炉の概要構成を示している。この実施形態において、燃焼室内での廃棄物の移動方向（図１にて左右に延びる炉長方向）における燃焼室の上流側（図１にて左側）を前方、下流側を後方とする。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a grate-type waste incinerator according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the upstream side (left side in FIG. 1) of the combustion chamber in the movement direction of waste in the combustion chamber (furnace length direction extending left and right in FIG. 1) is the front, and the downstream side is the rear.

本実施形態に係る火格子式廃棄物焼却炉１（以下、「焼却炉１」という）は、図１に見られるように、燃焼室２と、この燃焼室２での廃棄物の移動方向における上流側（図１の左側）の上方に配置され、廃棄物を燃焼室２内に投入するためのシュート４と、シュート４の上端に開口形成された廃棄物投入口３と、燃焼室２の廃棄物の移動方向の下流側（図１の右側）の上方に連設される廃熱ボイラ（図示せず）とを備えている。シュート４の下端に位置する受床４ａには、受床４ａ上の廃棄物を燃焼室２に向け下流側へ押し出す給塵機５（例えばプッシャ）が設けられている。受床４ａは燃焼室２内の後述する火格子６よりも上方に位置している。また、受床４ａと火格子６との間には落下壁１９が垂立しており、この落下壁１９によって段差が形成されている。そして、落下壁１９から火格子６に向かって廃棄物Ｗが落下すると、火格子６上に廃棄物Ｗの層が形成される。 As seen in FIG. 1, the grate-type waste incinerator 1 (hereinafter referred to as "incinerator 1") according to the present embodiment includes a combustion chamber 2 and a direction in which waste in the combustion chamber 2 moves. A chute 4 disposed above the upstream side (left side in FIG. 1) for injecting waste into the combustion chamber 2; a waste inlet 3 formed at the upper end of the chute 4; It is equipped with a waste heat boiler (not shown) that is continuously installed above the downstream side (right side in FIG. 1) in the direction of waste movement. The receiving bed 4a located at the lower end of the chute 4 is provided with a dust feeder 5 (for example, a pusher) that pushes the waste on the receiving bed 4a downstream toward the combustion chamber 2. The receiving bed 4a is located above a grate 6, which will be described later, in the combustion chamber 2. Further, a falling wall 19 stands vertically between the receiving bed 4a and the grate 6, and a step is formed by this falling wall 19. When the waste W falls from the falling wall 19 toward the grate 6, a layer of waste W is formed on the grate 6.

燃焼室２の底部には、図１に見られるように、廃棄物を移動させながら燃焼させる火格子（ストーカ）６が設けられている。この火格子６は、廃棄物投入口３に近い方から、すなわち、上流側から乾燥火格子６ａ、燃焼火格子６ｂ、後燃焼火格子６ｃの順に設けられていて、乾燥火格子６ａの上と燃焼火格子６ｂの上に廃棄物Ｗの層が形成されている。これらの火格子６ａ～６ｃは、駆動機構（図示せず）により連動して廃棄物を下流側へ搬送するようになっている。 At the bottom of the combustion chamber 2, as seen in FIG. 1, a grate (stoker) 6 is provided that moves and burns the waste. The grate 6 is provided in the order of the drying grate 6a, the combustion grate 6b, and the post-combustion grate 6c from the upstream side, and is placed above the drying grate 6a. A layer of waste W is formed on the combustion grate 6b. These fire grates 6a to 6c are linked by a drive mechanism (not shown) to convey waste to the downstream side.

乾燥火格子６ａでは主として廃棄物の乾燥と着火が行われる。燃焼火格子６ｂでは主として廃棄物の熱分解、部分酸化が行われ、熱分解により発生した可燃性ガスと固形分の燃焼が行われ、可燃性ガスが燃焼する際に火炎を形成する。以下、火格子上で廃棄物が火炎をともなって燃焼している領域を「燃焼領域」という。後燃焼火格子６ｃ上では、残った廃棄物中の固形分の未燃分を完全に燃焼させる。廃棄物中の固形分が燃焼する際には火炎は発生せず熾燃焼する。完全に燃焼した後の燃焼灰は、灰排出口７より排出される。 The drying grate 6a is mainly used for drying and igniting waste. The combustion grate 6b mainly performs thermal decomposition and partial oxidation of waste, burns flammable gas and solid content generated by the thermal decomposition, and forms a flame when the combustible gas burns. Hereinafter, the area where waste is burning with flame on the grate will be referred to as the "combustion area". On the post-combustion grate 6c, the unburned solid content in the remaining waste is completely combusted. When the solid content in the waste is combusted, no flame is generated and it burns fiercely. The combustion ash after complete combustion is discharged from the ash discharge port 7.

燃焼室２内の乾燥火格子６ａ、燃焼火格子６ｂ及び後燃焼火格子６ｃの下部には、それぞれ風箱８ａ，８ｂ，８ｃから成る風箱８が設けられている。後述の燃焼用一次空気吹込手段に設けられたブロワ９により供給される燃焼用一次空気Ｐは、燃焼用一次空気供給管１０を通って各風箱８ａ，８ｂ，８ｃに供給され、各火格子６ａ，６ｂ，６ｃを通って燃焼室２内に供給される。なお、火格子６の下方から供給される燃焼用一次空気Ｐは、火格子６ａ，６ｂ，６ｃ上の廃棄物の乾燥及び燃焼に使われるほか、火格子６ａ，６ｂ，６ｃの冷却作用、廃棄物の攪拌作用を有する。燃焼用一次空気供給管１０には、燃焼用一次空気Ｐを加熱する加熱装置１１と、燃焼用一次空気Ｐの供給量を調整するための複数のダンパが設けられている。具体的には、燃焼用一次空気供給管１０は、図１に示されるように、風箱８ａ，８ｂ，８ｃのそれぞれに対応する位置で３つの分岐供給管１０ａ，１０ｂ，１０ｃに分岐しており、ダンパは、分岐供給管１０ａ，１０ｂ，１０ｃよりも上流側における燃焼用一次空気供給管１０に大元のダンパ１２ｃとして、また、分岐供給管１０ａ，１０ｂにそれぞれ個別のダンパ１２ａ，１２ｂとして設けられている。ダンパ１２ａ，１２ｂ，１２ｃはそれぞれ独立して開度の調整が可能となっている。 Wind boxes 8 consisting of wind boxes 8a, 8b, and 8c are provided below the drying grate 6a, combustion grate 6b, and post-combustion grate 6c in the combustion chamber 2, respectively. Combustion primary air P supplied by a blower 9 provided in a combustion primary air blowing means to be described later is supplied to each wind box 8a, 8b, 8c through a combustion primary air supply pipe 10, and is supplied to each wind box 8a, 8b, 8c. It is supplied into the combustion chamber 2 through 6a, 6b, and 6c. The combustion primary air P supplied from below the grate 6 is used for drying and burning the waste on the grate 6a, 6b, 6c, as well as for cooling the grate 6a, 6b, 6c, and for disposal. It has the effect of stirring things. The combustion primary air supply pipe 10 is provided with a heating device 11 that heats the combustion primary air P and a plurality of dampers that adjust the supply amount of the combustion primary air P. Specifically, as shown in FIG. 1, the combustion primary air supply pipe 10 branches into three branch supply pipes 10a, 10b, and 10c at positions corresponding to the wind boxes 8a, 8b, and 8c, respectively. The dampers are provided as a main damper 12c in the combustion primary air supply pipe 10 upstream of the branch supply pipes 10a, 10b, 10c, and as individual dampers 12a, 12b in the branch supply pipes 10a, 10b, respectively. It is provided. The opening degrees of the dampers 12a, 12b, and 12c can be adjusted independently.

燃焼室２の下流側における出口には廃熱ボイラ（図示せず）が連設され、廃熱ボイラの入口近傍が燃焼室２から排出されるガス中の可燃性ガスの未燃分（未燃ガス）を燃焼する二次燃焼室２０となっている。廃熱ボイラの一部である二次燃焼室２０内で二次燃焼用ガスが吹き込まれ、未燃ガスが二次燃焼し、この二次燃焼の後に燃焼排ガスは廃熱ボイラで熱回収され、その結果、蒸気が発生する。この蒸気は発電機での発電に用いられる。熱回収された後、廃熱ボイラから排出された燃焼排ガスは、図示しない排ガス処理装置系で消石灰等による酸性ガスの除去が行われ、さらに図示しない除塵装置に送られ、反応生成物、ダストなどが回収される。除塵装置で除塵され、無害化された後の燃焼排ガスは、図示しない誘引ファンにより誘引され、煙突から大気中に放出される。 A waste heat boiler (not shown) is connected to the outlet on the downstream side of the combustion chamber 2. This is a secondary combustion chamber 20 that burns gas). Secondary combustion gas is blown into the secondary combustion chamber 20, which is a part of the waste heat boiler, and unburned gas undergoes secondary combustion. After this secondary combustion, the combustion exhaust gas is heat recovered in the waste heat boiler, As a result, steam is generated. This steam is used to generate electricity in a generator. After heat recovery, the combustion exhaust gas discharged from the waste heat boiler undergoes acid gas removal using slaked lime, etc. in an exhaust gas treatment system (not shown), and is further sent to a dust removal device (not shown) to remove reaction products, dust, etc. is collected. After the dust has been removed by the dust removal device and the combustion exhaust gas has been made harmless, it is attracted by an attraction fan (not shown) and released into the atmosphere from the chimney.

このような基本構成である焼却炉１は、本実施形態では、廃棄物の燃焼を安定させるための焼却炉１の操作条件の制御対象である操作端として、廃棄物投入口３から投入された廃棄物を火格子６へ送り出す給塵機５、燃焼室２内で廃棄物を下流側へ送る火格子６、火格子６の下方から燃焼用一次空気Ｐを炉内へ供給する燃焼用一次空気吹込手段（具体的には後述の加熱装置１１およびダンパ１２ａ～１２ｃ等）を備える。焼却炉１には、これらの操作端を制御するのに必要な情報の取得のために、上流側での受床４ａ上の廃棄物及び火格子６上の廃棄物を撮像するステレオカメラ装置１３が設けられている。ステレオカメラ装置１３には、後述の層表面検出手段１４、燃え切り点位置決定手段１５及び廃棄物体積決定手段１６が接続されている。さらに、廃棄物体積決定手段１６には、焼却炉１の操作端における操業条件を制御する制御装置１７が接続されている。本実施形態では、焼却炉１、ステレオカメラ装置１３、層表面検出手段１４、燃え切り点位置決定手段１５、廃棄物体積決定手段１６及び制御装置１７によって、廃棄物焼却装置が構成されている。 In this embodiment, the incinerator 1 having such a basic configuration is used as an operating end that controls the operating conditions of the incinerator 1 to stabilize the combustion of waste. A dust feeder 5 that sends waste to the grate 6, a grate 6 that sends waste to the downstream side within the combustion chamber 2, and a primary combustion air that supplies combustion primary air P from below the grate 6 into the furnace. A blowing means (specifically, a heating device 11, dampers 12a to 12c, etc., which will be described later) is provided. The incinerator 1 is equipped with a stereo camera device 13 that images the waste on the receiving bed 4a and the waste on the grate 6 on the upstream side in order to obtain information necessary to control these operating ends. is provided. The stereo camera device 13 is connected to a layer surface detection means 14, a burnout point position determination means 15, and a waste volume determination means 16, which will be described later. Furthermore, a control device 17 is connected to the waste volume determining means 16 for controlling the operating conditions at the operating end of the incinerator 1 . In this embodiment, a waste incineration apparatus is configured by an incinerator 1, a stereo camera device 13, a layer surface detection means 14, a burnout point position determination means 15, a waste volume determination means 16, and a control device 17.

本実施形態では、焼却炉１は、既述したように燃焼用一次空気Ｐを吹き込む燃焼用一次空気吹込手段を操作端の１つとして備えている。燃焼用一次空気吹込手段は、燃焼用一次空気供給管１０と、燃焼用一次空気供給管１０にそれぞれ設けられたブロワ９、加熱装置１１、ダンパ１２ａ～１２ｃとを有している。燃焼用一次空気吹込手段は、空気供給源（図示せず）からの燃焼用一次空気Ｐを、燃焼用一次空気供給管１０を経て、乾燥火格子６ａ、燃焼火格子６ｂ及び後燃焼火格子６ｃのそれぞれの風箱８ａ，８ｂ，８ｃに分岐供給管１０ａ，１０ｂ，１０ｃから送り込むようになっている。 In this embodiment, the incinerator 1 is equipped with a combustion primary air blowing means for blowing the combustion primary air P as one of the operating ends, as described above. The combustion primary air blowing means includes a combustion primary air supply pipe 10, a blower 9, a heating device 11, and dampers 12a to 12c, which are respectively provided in the combustion primary air supply pipe 10. The combustion primary air blowing means supplies the combustion primary air P from an air supply source (not shown) through the combustion primary air supply pipe 10 to the drying grate 6a, the combustion grate 6b, and the post-combustion grate 6c. The air is fed into the respective wind boxes 8a, 8b, 8c from branch supply pipes 10a, 10b, 10c.

燃焼室２内に供給される燃焼用一次空気Ｐの供給量は総量をダンパ１２ｃで調整し、乾燥火格子６ａ、燃焼火格子６ｂ、後燃焼火格子６ｃへの分配量の調整はダンパ１２ａ，１２ｂの開度により調整される。燃焼用一次空気Ｐの温度は、加熱装置１１における、ボイラで発生させた蒸気との熱交換条件の制御により調整される。なお、風箱８ａ，８ｂ，８ｃ及び燃焼用一次空気Ｐを供給するための燃焼用一次空気供給管１０等の構成は図示したものに限定されず、焼却炉の規模、形状、用途等により適宜選択され得る。 The total amount of primary combustion air P supplied into the combustion chamber 2 is adjusted by the damper 12c, and the distribution amount to the drying grate 6a, combustion grate 6b, and post-combustion grate 6c is adjusted by the damper 12a, It is adjusted by the opening degree of 12b. The temperature of the primary combustion air P is adjusted by controlling the heat exchange conditions with the steam generated in the boiler in the heating device 11. Note that the configurations of the wind boxes 8a, 8b, 8c and the combustion primary air supply pipe 10 for supplying the combustion primary air P are not limited to those shown in the drawings, and may be modified as appropriate depending on the scale, shape, use, etc. of the incinerator. can be selected.

燃焼室２の下流側の側壁２ａには、図２（Ｂ）に見られるように、ステレオカメラ装置１３が配設されている。ステレオカメラ装置１３は、本実施形態では、炉幅方向（図１，図２（Ａ）は紙面に直角な方向）で離間した位置に配された赤外線カメラ１３ａ，１３ｂを有している。ステレオカメラ装置１３は、燃焼室２の側壁２ａに設けられた監視窓に近接して炉外に配設されてもよいし、水冷構造を有して炉内に配設されてもよい。ステレオカメラ装置１３の各赤外線カメラ１３ａ，１３ｂは、炉の上下方向そして炉幅方向（紙面に対して直角方向）に拡がる撮像視野を有している。各赤外線カメラ１３ａ，１３ｂは、その撮像視野の範囲が受床４ａ上と火格子６上の廃棄物を含むように設定されており、この廃棄物を撮像することによりサーモグラフィ情報を熱画像情報として取得する。なお、廃棄物から放射される赤外線の波長は、空間における高温ガスそして火炎から放射される赤外線の波長とは異なるので、赤外線カメラ１３ａ，１３ｂでは、測定する赤外線波長を適切に選定することにより、撮像視野内に火炎が存在していても廃棄物のみについての熱画像情報を得ることができる。 A stereo camera device 13 is disposed on the downstream side wall 2a of the combustion chamber 2, as shown in FIG. 2(B). In this embodiment, the stereo camera device 13 includes infrared cameras 13a and 13b arranged at positions separated from each other in the oven width direction (in FIGS. 1 and 2A, a direction perpendicular to the paper surface). The stereo camera device 13 may be disposed outside the furnace close to the monitoring window provided on the side wall 2a of the combustion chamber 2, or may be disposed inside the furnace with a water-cooled structure. Each infrared camera 13a, 13b of the stereo camera device 13 has an imaging field of view that extends in the vertical direction of the furnace and in the width direction of the furnace (direction perpendicular to the plane of the paper). Each infrared camera 13a, 13b is set so that its imaging field of view includes the waste on the receiving bed 4a and the grate 6, and by imaging this waste, thermography information is converted into thermal image information. get. Note that the wavelength of infrared rays emitted from waste is different from the wavelength of infrared rays emitted from high-temperature gas and flames in space, so infrared cameras 13a and 13b can properly select the infrared wavelength to be measured. Even if flames are present within the imaging field of view, thermal image information only about the waste can be obtained.

次に、ステレオカメラ装置１３の赤外線カメラ１３ａ，１３ｂについて、その配置を示す図２（Ａ），（Ｂ）にもとづき、詳述する。図２（Ａ），（Ｂ）において、方向を明確にするために、立体座標軸ｘ，ｙ，ｚが設定してあり、炉幅方向をｘ、火格子６上の廃棄物の移動方向をｙ（下流向きを正）、高さ方向をｚ（上向きを正）としている。 Next, the infrared cameras 13a and 13b of the stereo camera device 13 will be described in detail based on FIGS. 2(A) and 2(B) showing their arrangement. In FIGS. 2(A) and 2(B), three-dimensional coordinate axes x, y, and z are set to clarify the directions. (downstream direction is positive), and the height direction is z (upward direction is positive).

赤外線カメラ１３ａ，１３ｂは、炉幅方向ｘで距離ｄ（図２（Ｂ）参照）だけ離間した二位置で、燃焼室２の側壁２ａに設けられている。赤外線カメラ１３ａ，１３ｂは、いずれも、高さ方向で角度α（図２（Ａ）参照）の撮像視野、炉幅方向で角度β（図２（Ｂ）参照）の撮像視野をもっている。２つの赤外線カメラ１３ａ，１３ｂは、距離ｄだけ離間して位置しているので、両赤外線カメラ１３ａ，１３ｂをステレオカメラとして用いて、廃棄物Ｗの層の表面上の任意の特定位置Ｍ（図２（Ｂ）参照）を、炉幅方向ｘ、移動方向ｙ、高さ方向ｚの３方向で特定できる。本実施形態では、移動方向ｙでの各位置について、二次元の熱画像、すなわち炉幅方向ｘおよび上下方向ｚの２方向の成分をもつ熱画像が得られる。なお、本実施形態では、ステレオカメラ装置１３は２つの赤外線カメラを有しているが、赤外線カメラの数はこれに限られず３つ以上であってもよい。 The infrared cameras 13a and 13b are provided on the side wall 2a of the combustion chamber 2 at two positions separated by a distance d (see FIG. 2(B)) in the furnace width direction x. The infrared cameras 13a and 13b both have an imaging field of view of an angle α (see FIG. 2(A)) in the height direction and an imaging field of view of an angle β (see FIG. 2(B)) in the furnace width direction. Since the two infrared cameras 13a and 13b are located apart from each other by a distance d, both infrared cameras 13a and 13b can be used as stereo cameras to locate any specific position M on the surface of the layer of waste W (Fig. 2(B)) can be specified in three directions: oven width direction x, movement direction y, and height direction z. In this embodiment, a two-dimensional thermal image, that is, a thermal image having components in two directions, the furnace width direction x and the vertical direction z, is obtained for each position in the moving direction y. In addition, in this embodiment, the stereo camera device 13 has two infrared cameras, but the number of infrared cameras is not limited to this and may be three or more.

層表面検出手段１４は、赤外線カメラ１３ａ，１３ｂにより撮像された廃棄物層の熱画像から、廃棄物層表面での輝度値を検出し、さらに、検出した輝度値にもとづいて廃棄物層の層表面の形状を検出する。燃え切り点位置決定手段１５は、層表面検出手段１４により検出された廃棄物層表面の形状から廃棄物層の層高さを求める。通常、廃棄物層の層表面の形状は、移動方向ｙにおいてのみならず、炉幅方向ｘにおいても一定でない。本実施形態では、燃え切り点位置決定手段１５は、移動方向ｙの任意位置における炉幅方向ｘでの層高さの平均値を、その任意位置での層高さとして求める。 The layer surface detection means 14 detects the brightness value on the waste layer surface from the thermal image of the waste layer taken by the infrared cameras 13a and 13b, and further detects the layer surface of the waste layer based on the detected brightness value. Detect surface shape. The burnout point position determination means 15 determines the height of the waste layer from the shape of the waste layer surface detected by the layer surface detection means 14. Usually, the shape of the layer surface of the waste layer is not constant not only in the movement direction y but also in the furnace width direction x. In this embodiment, the burnout point position determining means 15 determines the average value of the bed height in the furnace width direction x at an arbitrary position in the moving direction y as the bed height at that arbitrary position.

次に、燃え切り点位置決定手段１５は、層高さにもとづいて廃棄物の燃え切り点位置を決定する。通常、燃焼室２内の廃棄物層は、乾燥火格子６ａ、燃焼火格子６ｂ、後燃焼火格子６ｃを経て、すなわち上流側から下流側へ向けて、徐々に体積が減少していく。したがって、廃棄物の燃焼が完了したと考えられる所定の厚み（層高さ）を予め設定しておくことにより、火格子６上の廃棄物層の形状から燃え切り点を推定することが可能となる。本実施形態では、燃焼が完了したと考えられる廃棄物の層高さが所定の閾値として設定されており、燃え切り点位置決定手段１５は、廃棄物の燃焼室２内での移動方向ｙにおいて層高さが所定の閾値と等しい位置を特定位置（図２（Ａ），（Ｂ）では「ｙ１」で示されている）として検出し、移動方向ｙの最上流側にある特定位置を燃え切り点位置と決定する。したがって、所定の閾値と等しい特定位置が移動方向ｙで複数存在する場合には、そのうちの最上流側の特定位置が燃え切り点位置と決定され、その燃え切り点位置よりも下流側に位置する廃棄物は燃え残りとして扱われる。 Next, the burnout point position determining means 15 determines the burnout point position of the waste based on the layer height. Normally, the volume of the waste layer in the combustion chamber 2 gradually decreases through the drying grate 6a, the combustion grate 6b, and the post-combustion grate 6c, that is, from the upstream side to the downstream side. Therefore, by setting in advance a predetermined thickness (layer height) at which waste combustion is considered to be completed, it is possible to estimate the burnout point from the shape of the waste layer on the grate 6. Become. In this embodiment, the layer height of the waste at which combustion is considered to have been completed is set as a predetermined threshold, and the burnout point position determining means 15 is configured to move the waste in the movement direction y in the combustion chamber 2. The position where the layer height is equal to a predetermined threshold value is detected as a specific position (indicated by "y 1 " in FIGS. 2(A) and (B)), and the specific position on the most upstream side in the moving direction y is detected. Determine the burnout point position. Therefore, if there are multiple specific positions equal to the predetermined threshold value in the movement direction y, the most upstream specific position among them is determined to be the burnout point position, and is located downstream of the burnout point position. Waste is treated as leftovers.

廃棄物体積決定手段１６は、層表面検出手段１４で検出された層表面の形状から、移動方向ｙ、炉幅方向ｘでの任意位置における、高さ方向ｚでの位置、換言すると廃棄物層の層高さ（図２（Ａ）では「ｈ」で示されている）を求める。次に、廃棄物体積決定手段１６は、この廃棄物層表面高さを移動方向ｙでの燃焼領域の範囲（図２（Ａ）では「ｋ」で示されている）および炉幅方向ｘでの全範囲（図２（Ｂ）では「ｘ０」で示されている）にわたって積分して実質的な廃棄物体積を算出（決定）する。ここで、距離ｋは、火格子６の上流端（受床４ａの下流端）から燃え切り点位置（移動方向ｙでの位置ｙ１）までの距離である。また、廃棄物体積決定手段１６による廃棄物体積の算出方法は上述のような積分に限られず、例えば、燃焼領域における廃棄物層の層高さの平均値（図２（Ａ）では「ｈｍ」で示されている）を求め、これに、炉幅方向ｘでの全範囲における距離ｘ０および移動方向ｙの距離ｋを乗じることにより、実質的な廃棄物体積を算出してもよい。 The waste volume determining means 16 determines the position in the height direction z at an arbitrary position in the movement direction y and the furnace width direction x, based on the shape of the layer surface detected by the layer surface detection means 14, in other words, the waste layer The layer height (indicated by "h" in FIG. 2(A)) is determined. Next, the waste volume determining means 16 determines the height of the waste layer surface in the range of the combustion area in the moving direction y (indicated by "k" in FIG. 2(A)) and in the furnace width direction x. The substantial waste volume is calculated (determined) by integrating over the entire range (indicated by "x 0 " in FIG. 2(B)). Here, the distance k is the distance from the upstream end of the grate 6 (downstream end of the receiving bed 4a) to the burnout point position (position y 1 in the moving direction y). Further, the method of calculating the waste volume by the waste volume determining means 16 is not limited to the above-mentioned integration, but may be, for example, the average value of the layer height of the waste layer in the combustion area (in FIG. 2(A), "h m '') and multiplying this by the distance x0 in the entire range in the furnace width direction x and the distance k in the moving direction y, the substantial waste volume may be calculated.

制御装置１７は、燃え切り点位置決定手段１５により決定された燃え切り点位置と、廃棄物体積決定手段１６により決定された廃棄物体積とにもとづいて、焼却炉１の操作端における操作量を制御する。 The control device 17 determines the operation amount at the operating end of the incinerator 1 based on the burnout point position determined by the burnout point position determination means 15 and the waste volume determined by the waste volume determination means 16. Control.

本実施形態では、制御装置１７に操作量を制御される操作端は、既述したように、火格子６、給塵機５、加熱装置１１、ダンパ１２ａ～１２ｃである。また、火格子６に関する操作量は火格子の往復動の速度（火格子速度）、ひいては火格子６上の廃棄物の下流側へ向けた移動量である。給塵機５に関する操作量は、給塵機５の往復動の速度および移動量、ひいては燃焼室２への廃棄物の単位時間当りの供給量である。加熱装置１１に関する操作量は、燃焼用一次空気の温度、ひいては加熱装置１１における燃焼用一次空気とボイラで発生させた蒸気との熱交換条件である。ダンパ１２ａ～１２ｃに関する操作量は、各ダンパ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの開度、ひいては燃焼室２への燃焼用一次空気の供給量および火格子６ａ，６ｂへ吹き込まれる燃焼用一次空気の配分量である。 In this embodiment, the operating ends whose operating amounts are controlled by the control device 17 are the grate 6, the dust feeder 5, the heating device 11, and the dampers 12a to 12c, as described above. Further, the amount of operation regarding the grate 6 is the speed of reciprocating movement of the grate (grate speed), and in turn, the amount of movement of the waste on the grate 6 toward the downstream side. The manipulated variables regarding the dust feeder 5 are the reciprocating speed and amount of movement of the dust feeder 5, and the amount of waste supplied to the combustion chamber 2 per unit time. The manipulated variable regarding the heating device 11 is the temperature of the primary air for combustion, and furthermore, the heat exchange conditions between the primary air for combustion in the heating device 11 and the steam generated in the boiler. The manipulated variables related to the dampers 12a to 12c are the opening degrees of each damper 12a, 12b, and 12c, and the amount of primary combustion air supplied to the combustion chamber 2 and the distribution amount of the primary combustion air blown into the grates 6a and 6b. be.

制御装置１７は、燃え切り点位置決定手段１５により決定された燃え切り点位置と、廃棄物体積決定手段１６により決定された火格子６上の廃棄物の体積および廃棄物層の形状にもとづいて、各操作端の操作量を制御する。具体的には、制御装置１７は、火格子６上の廃棄物の体積が増加した場合には、燃焼室２への廃棄物の供給量を減少させるべく、給塵機５や火格子６の速度を減速させたり、給塵機５の往復動の移動量を減少させたり、廃棄物の燃焼を促進すべく、ダンパ１２ｃの開度を大きくして燃焼用一次空気の供給量を増加させたり、加熱装置１１を通過する蒸気量を増加させて燃焼用一次空気の温度を昇温させたりする。一方、制御装置１７は、火格子６上の廃棄物の体積が減少した場合には、給塵機５や火格子６の速度を増速させたり、給塵機５の往復動の移動量を増加させたり、ダンパ１２ｃの開度を小さくしたり、燃焼用一次空気の温度を降温させたりする。 The control device 17 is based on the burnout point position determined by the burnout point position determination means 15, the volume of waste on the grate 6 determined by the waste volume determination means 16, and the shape of the waste layer. , controls the amount of operation of each operating end. Specifically, when the volume of waste on the grate 6 increases, the control device 17 controls the dust feeder 5 and the grate 6 in order to reduce the amount of waste supplied to the combustion chamber 2. In order to reduce the speed, reduce the amount of reciprocating movement of the dust feeder 5, or increase the opening degree of the damper 12c to promote the combustion of waste, the amount of primary air supplied for combustion is increased. , the amount of steam passing through the heating device 11 is increased to raise the temperature of the primary combustion air. On the other hand, when the volume of waste on the grate 6 decreases, the control device 17 increases the speed of the dust feeder 5 and the grate 6, or reduces the amount of reciprocating movement of the dust feeder 5. increase the opening degree of the damper 12c, or lower the temperature of the primary combustion air.

また、燃え切り点位置が所定の基準位置よりも上流側に遷移した場合、全体的に廃棄物の量が少なくなっていることが推測されるため、制御装置１７は、火格子６の速度（送り速度）を増速する操作を行う。火格子６の速度を増速させた場合、そのままでは廃棄物層の層高さが急に低くなってしまうため、給塵機５の速度（給塵速度）を増速させる制御を行う。また、燃え切り点位置が上流に遷移した場合、火格子６上の廃棄物はカロリー（熱量）が高く燃えやすい性状であることが推測されるため、火格子６の下方からの燃焼用空気の供給量（送風量）を全体的に低下させることが望ましい。また、廃棄物の過剰燃焼を防ぐため燃焼用空気の温度を低下させることも有効である。 Furthermore, when the burnout point position shifts to the upstream side of the predetermined reference position, it is presumed that the overall amount of waste has decreased, so the control device 17 controls the speed of the grate 6 ( Perform an operation to increase the feed speed). If the speed of the grate 6 is increased, the height of the waste layer will suddenly decrease, so control is performed to increase the speed of the dust feeder 5 (dust feeding speed). In addition, if the burnout point moves upstream, it is assumed that the waste on the grate 6 has a high calorie (calorific value) and is easily combustible. It is desirable to reduce the supply amount (airflow amount) overall. It is also effective to lower the temperature of combustion air to prevent excessive combustion of waste.

一方、燃え切り点位置が所定の基準位置よりも下流側に遷移した場合、制御装置１７は、上流に遷移した場合とは逆の動作が行われるように操作端の操作量を制御する。また、燃え切り点位置が下流側へ極端に遷移している場合には、火格子６を大幅に減速もしくは停止し、未燃廃棄物の発生を防ぐことが有効である。このとき、火格子６が停止したまま給塵速度を調整しないでおくと、乾燥火格子６ａ上に大量の廃棄物が堆積してしまうため、給塵機５も減速もしくは停止させる必要がある。また、未燃廃棄物の発生を防ぐため、後燃焼火格子６ｃの下方からの燃焼用空気の供給量（送風量）のみを増加させる操作も有効である。 On the other hand, when the burnout point position shifts to the downstream side of the predetermined reference position, the control device 17 controls the operation amount of the operating end so that the operation opposite to that when the burnout point position shifts to the upstream side is performed. Furthermore, when the burnout point position has shifted extremely to the downstream side, it is effective to significantly slow down or stop the grate 6 to prevent the generation of unburned waste. At this time, if the dust supply speed is not adjusted while the grate 6 is stopped, a large amount of waste will accumulate on the drying grate 6a, so the dust feeder 5 must also be decelerated or stopped. Furthermore, in order to prevent the generation of unburned waste, it is also effective to increase only the amount of combustion air supplied from below the post-combustion grate 6c (the amount of air blown).

また、本実施形態では、制御装置１７は、廃棄物体積決定手段１６から火格子６上の廃棄物層の形状についての情報を得ており、この情報にもとづいた廃棄物の移動方向ｙにおける廃棄物の分布に応じて、ダンパ１２ａ，１２ｂのそれぞれの開度を別個に独立して調整することにより、移動方向ｙでの位置における燃焼用一次空気の配分量を調整する。例えば、乾燥火格子６ａ上に大量の廃棄物が存在し、この乾燥火格子６ａ上における廃棄物層高さ、換言すると廃棄物体積が増加した場合には、ダンパ１２ａ，１２ｂのうち乾燥火格子６ａに対応するダンパ１２ａの開度を大きくして燃焼用一次空気の供給量を増加させる、もしくは加熱装置１１により燃焼用空気温度を昇温させることにより、乾燥火格子６ａ上での廃棄物の乾燥を促進することができる。 Further, in this embodiment, the control device 17 obtains information about the shape of the waste layer on the grate 6 from the waste volume determining means 16, and determines whether to discard the waste in the movement direction y based on this information. By adjusting the opening degree of each damper 12a, 12b separately and independently according to the distribution of objects, the distribution amount of primary air for combustion at a position in the moving direction y is adjusted. For example, when a large amount of waste exists on the drying grate 6a and the height of the waste layer on the drying grate 6a, in other words, the waste volume increases, the drying grate of the dampers 12a and 12b increases. By increasing the opening degree of the damper 12a corresponding to the drying grate 6a to increase the supply amount of primary air for combustion, or by increasing the temperature of the combustion air using the heating device 11, the waste can be removed on the drying grate 6a. It can accelerate drying.

また、廃棄物体積決定手段１６が、燃え切り点位置より下流側の廃棄物、すなわち燃え残りに相当する廃棄物の総体積を求め、制御装置１７が、その総体積に応じて、この燃え残りの廃棄物の位置に供給される燃焼用空気の配分量を増減させるようにダンパ１２ａ，１２ｂの開度を調整するようになっていてもよい。この結果、適切な燃焼用空気の空気量のもとで燃え残りの廃棄物の燃焼を促進することができる。また、変形例として、燃え残りの廃棄物の総体積が所定の閾値を超えていることを条件として、制御装置１７が燃焼用空気の配分量を増加させるようになっていてもよい。 Further, the waste volume determining means 16 determines the total volume of waste downstream from the burnout point position, that is, the waste equivalent to the unburnt residue, and the control device 17 determines the total volume of the waste downstream from the burnout point position, and the control device 17 determines the total volume of waste corresponding to the burnout residue. The opening degrees of the dampers 12a and 12b may be adjusted to increase or decrease the amount of combustion air supplied to the waste location. As a result, combustion of unburned waste can be promoted under an appropriate amount of combustion air. Further, as a modification, the control device 17 may increase the amount of combustion air to be distributed on condition that the total volume of unburned waste exceeds a predetermined threshold value.

既述した特許文献２では、火格子上の廃棄物層の輝度値の取得により廃棄物層高さを算出することについては言及されているものの、火格子上の廃棄物の体積を算出することについては言及されていない。また、仮に体積を算出しようとしても、既述の通り、特許文献２では、燃え切り点位置を正確に把握することが難しいので、正確な廃棄物の体積を算出できない。したがって、廃棄物層の燃焼状態を把握することができず、焼却炉における操作端の操作量を適切に制御できないおそれがある。これに対して、本実施形態では、廃棄物層の体積および形状にもとづいて操作端を制御することにより、より適切な燃焼制御を実現できる。 Although the above-mentioned Patent Document 2 mentions calculating the height of the waste layer by obtaining the luminance value of the waste layer on the grate, it does not mention calculating the volume of the waste on the grate. is not mentioned. Moreover, even if an attempt is made to calculate the volume, as described above, in Patent Document 2, it is difficult to accurately determine the position of the burnout point, so it is not possible to accurately calculate the volume of waste. Therefore, it is not possible to grasp the combustion state of the waste layer, and there is a possibility that the amount of operation of the operating end in the incinerator cannot be appropriately controlled. In contrast, in this embodiment, more appropriate combustion control can be achieved by controlling the operating end based on the volume and shape of the waste layer.

本実施形態では、制御装置１７は、燃え切り点位置と、火格子６上の廃棄物の体積および廃棄物層の形状にもとづいて、各操作端を制御することとしたが、さらに、焼却炉へ投入される廃棄物の嵩密度を決定する廃棄物嵩密度決定手段（図示せず）を設けて、制御装置１７が燃え切り点位置と、火格子上の廃棄物層の体積および形状と、廃棄物の嵩密度とにもとづいて操作端の操作量を制御するようにしてもよい。この場合、廃棄物嵩密度決定手段は、例えば、廃棄物投入口３へ廃棄物を投入するためのバケット（図示せず）に設けられており、廃棄物の投入の際に、このバケット内の廃棄物の体積、重量を測定し、測定された体積および重量から嵩密度を決定（算出）する。このように廃棄物の嵩密度も考慮して操作端が制御されることにより、実情に即した、より適切な燃焼制御を実現できる。 In this embodiment, the control device 17 controls each operating end based on the burnout point position, the volume of waste on the grate 6, and the shape of the waste layer. A waste bulk density determining means (not shown) is provided to determine the bulk density of waste to be input into the grate, so that the control device 17 can determine the burnout point position, the volume and shape of the waste layer on the grate, The amount of operation of the operating end may be controlled based on the bulk density of the waste. In this case, the waste bulk density determining means is provided, for example, in a bucket (not shown) for inputting waste into the waste input port 3, and when inputting waste, the The volume and weight of the waste are measured, and the bulk density is determined (calculated) from the measured volume and weight. By controlling the operating end in consideration of the bulk density of the waste in this way, more appropriate combustion control can be achieved in accordance with the actual situation.

また、層表面検出手段１４により検出された、受床４ａ上に堆積した廃棄物の層表面の形状にもとづいて、落下壁１９より下流側にせり出した廃棄物のせり出し量（図２（Ａ）にて「δ」で示されている）を決定（算出）する廃棄物せり出し量決定手段（図示せず）を設けて、この廃棄物のせり出し量も考慮して操作端の操作量を制御するようにしてもよい。 Furthermore, based on the shape of the layer surface of the waste deposited on the receiving bed 4a detected by the layer surface detection means 14, the amount of waste protruding downstream from the falling wall 19 (see FIG. 2(A) A waste protrusion amount determining means (not shown) is provided to determine (calculate) the amount of waste protrusion (indicated by "δ"), and the operation amount of the operating end is controlled in consideration of this waste protrusion amount. You can do it like this.

例えば、仮に廃棄物の性状が不均一である場合、受床４ａ上にて廃棄物が給塵機５の押出力により押し固められるだけで火格子上に供給されない場合がある。火格子上に廃棄物が供給されない状態（いわゆる「ゴミ枯れ」）が続くと、燃焼室内で燃焼する廃棄物の量が不足し、例えば排ガス温度低下、排ガス中のＣＯ濃度上昇等を引き起こす原因となり、安定燃焼が阻害されるという問題がある。一方、上述の状態で給塵機５の運転を継続すると、ある時点で、押し固められた廃棄物が塊となって火格子上に一気に落下してしまい（いわゆる「ドカ落ち」）、その場合には、火格子上の廃棄物の量が急激に増加し、乾燥終了後に一気に廃棄物の燃焼が開始されるので、例えば排ガス温度上昇、排ガス中のＣＯ濃度、ＮＯｘ濃度上昇等を引き起こす原因となり、やはり安定燃焼が阻害されるという問題がある。 For example, if the properties of the waste are non-uniform, the waste may be merely compacted on the receiving bed 4a by the pushing force of the dust feeder 5 and not supplied onto the grate. If waste continues to not be supplied onto the grate (so-called "garbage wither"), the amount of waste to be burned in the combustion chamber will become insufficient, which may cause, for example, a drop in exhaust gas temperature and an increase in CO concentration in exhaust gas. , there is a problem that stable combustion is inhibited. On the other hand, if the dust feeder 5 continues to operate in the above-mentioned condition, at some point the compacted waste will form into a lump and fall onto the grate all at once (so-called "dropping"). In this case, the amount of waste on the grate increases rapidly, and combustion of the waste starts all at once after the drying is completed, which causes, for example, an increase in exhaust gas temperature and an increase in CO concentration and NOx concentration in exhaust gas. However, there is still the problem that stable combustion is inhibited.

廃棄物の移動方向ｙにおける落下壁１９からの廃棄物のせり出し量が大きくなっている場合、その状態は、上述のゴミ枯れが生じていることを意味し、また、上述のドカ落ちが間もなく生じ得ることも意味している。したがって、廃棄物せり出し量決定手段によって落下壁１９からの廃棄物のせり出し量を決定（算出）することにより、この決定されたせり出し量の大小（例えば、閾値として設定されたせり出し量に対する大小）から、ゴミ枯れが生じているかどうかを検知でき、さらには、ドカ落ちがいつ頃生じそうであるかを予測することができる。このように制御装置１７がせり出し量にもとづいて操作端の操作量を制御することにより、ゴミ枯れおよびドカ落ちを考慮した適切な燃焼制御を行うことができる。特に、乾燥火格子４ａ上の廃棄物の量がゴミ枯れおよびドカ落ちの影響で大きく増減するので、例えば、乾燥火格子４ａに対応するダンパ１２ａの開度を調整して、乾燥火格子４ａに吹き込まれる燃焼用一次空気の供給量を調整することが有効である。 If the amount of waste protruding from the falling wall 19 in the waste movement direction y is large, this condition means that the above-mentioned waste has dried up, and the above-mentioned large fall will soon occur. It also means getting. Therefore, by determining (calculating) the amount of waste protruding from the falling wall 19 by the waste protrusion amount determination means, the amount of protrusion determined from the amount of protrusion (for example, the size relative to the amount of protrusion set as a threshold value) can be determined (calculated). , it is possible to detect whether or not litter is occurring, and furthermore, it is possible to predict when litter is likely to occur. In this manner, the control device 17 controls the amount of operation of the operating end based on the amount of protrusion, so that appropriate combustion control can be performed in consideration of drying up of dust and falling of debris. In particular, since the amount of waste on the drying grate 4a greatly increases or decreases due to the effects of withering and falling debris, for example, by adjusting the opening degree of the damper 12a corresponding to the drying grate 4a, It is effective to adjust the amount of primary combustion air that is blown into the combustion chamber.

また、廃棄物体積および廃棄物についての既知の性状から廃棄物の熱量を算出する廃棄物熱量算出手段（図示せず）を設けて、算出した廃棄物の熱量も考慮して操作端の操作量を制御するようにしてもよい。ここで、「廃棄物についての既知の性状」とは、例えば、廃棄物の水分率や嵩密度等が挙げられる。このように廃棄物の性状にもとづく熱量も考慮して操作端が制御されることにより、実情に即した、より適切な燃焼制御を実現できる。 In addition, a waste heat value calculation means (not shown) is provided to calculate the heat value of the waste from the waste volume and the known properties of the waste, and the operation amount of the operating end is calculated based on the calculated heat value of the waste. may be controlled. Here, the "known properties of waste" include, for example, the moisture content and bulk density of waste. In this way, by controlling the operating end in consideration of the amount of heat based on the properties of the waste, more appropriate combustion control can be realized in accordance with the actual situation.

なお、一般に、廃棄物の熱量（カロリー）は、廃棄物に含まれる水分率と高い相関関係がある。低カロリーの廃棄物は水分率が高いので、燃焼室内の火格子上に供給されてから乾燥し燃焼するまでの時間が長くなる。そのため、ステレオカメラで撮像した画像において輝度値の変化が緩慢になる傾向がある。逆に、高カロリーの廃棄物は水分率が低いので、乾燥速度が早く、撮像された画像において輝度値がすぐに上昇する傾向がある。この傾向を利用すれば、ステレオカメラにより撮像された廃棄物層の熱画像から、廃棄物層表面の熱量を推定することができる。 Note that, in general, the amount of heat (calories) of waste has a high correlation with the moisture content contained in the waste. Since low-calorie waste has a high moisture content, it takes a long time to dry and burn after it is fed onto the grate in the combustion chamber. Therefore, changes in brightness values tend to be slow in images captured by stereo cameras. Conversely, high-calorie waste has a low moisture content, so it dries quickly and tends to quickly increase brightness values in captured images. By utilizing this tendency, it is possible to estimate the amount of heat on the surface of the waste layer from a thermal image of the waste layer captured by a stereo camera.

さらに、廃棄物がシュートに投入された際に検出される嵩密度も考慮することにより、廃棄物層の熱量推定の精度をさらに高めることができる。嵩密度は、高水分率の低カロリーの廃棄物では高くなり、低水分率の高カロリーの廃棄物では低くなる傾向があるため、シュート内で廃棄物が降下する時間差を考慮することで、既知の嵩密度とステレオカメラによる廃棄物層のカロリーとの対応関係を把握し、廃棄物層の熱量推定の際にこの対応関係も考慮することで、熱量推定の精度が向上する。 Furthermore, by considering the bulk density detected when the waste is thrown into the chute, the accuracy of estimating the amount of heat in the waste layer can be further improved. Bulk density tends to be higher for low-calorie wastes with high moisture content and lower for high-calorie wastes with low moisture content, so by taking into account the time difference in the descent of the waste in the chute, the known The accuracy of calorific value estimation can be improved by understanding the correspondence between the bulk density of the waste layer and the calories of the waste layer measured by the stereo camera, and taking this correspondence into account when estimating the calorific value of the waste layer.

１ 廃棄物焼却炉
２ 燃焼室
２ａ 側壁
１３ ステレオカメラ装置
１３ａ，１３ｂ 赤外線カメラ
１４ 層表面検出手段
１５ 燃え切り点位置決定手段
１６ 廃棄物体積決定手段
１７ 制御装置
ｘ 炉幅方向
ｙ （廃棄物の）移動方向
ｙ１ 燃え切り点位置
1 Waste incinerator 2 Combustion chamber 2a Side wall 13 Stereo camera device 13a, 13b Infrared camera 14 Layer surface detection means 15 Burnout point position determination means 16 Waste volume determination means 17 Control device x Furnace width direction y (of waste) Moving direction y 1 burnout point position

Claims (8)

廃棄物焼却炉の燃焼室の天井もしくは側壁に、離間して配設された少なくとも２つの赤外線カメラを備えたステレオカメラ装置と、
前記ステレオカメラ装置により撮像された廃棄物層の熱画像から得られる廃棄物層表面での輝度値にもとづいて廃棄物層の層表面の形状を検出する層表面検出手段と、
前記層表面検出手段により検出された層表面の形状から廃棄物層の層高さを求め、前記層高さにもとづいて廃棄物の燃え切り点位置を決定する燃え切り点位置決定手段と、
前記燃え切り点位置決定手段により決定された前記燃え切り点位置にもとづいて前記廃棄物焼却炉の操作端における操作量を制御する制御装置と、を備え、
前記燃え切り点位置決定手段は、廃棄物の燃焼室内での移動方向において層高さが所定の閾値となる位置を特定位置として検出し、前記移動方向の最上流側にある前記特定位置を前記燃え切り点位置と決定する
廃棄物焼却装置。 a stereo camera device comprising at least two infrared cameras spaced apart from each other on the ceiling or side wall of the combustion chamber of the waste incinerator;
layer surface detection means for detecting the shape of the layer surface of the waste layer based on a brightness value on the waste layer surface obtained from a thermal image of the waste layer taken by the stereo camera device;
Burnout point position determining means for determining the layer height of the waste layer from the shape of the layer surface detected by the layer surface detection means and determining the burnout point position of the waste based on the layer height;
a control device that controls an operation amount at an operating end of the waste incinerator based on the burnout point position determined by the burnout point position determining means;
The burnout point position determining means detects a position where the layer height reaches a predetermined threshold value in the direction of movement of the waste in the combustion chamber as a specific position, and detects the specific position on the most upstream side in the movement direction as the specific position. Determine the burnout point position
Waste incinerator. 前記層表面検出手段により検出された、火格子よりも上方に位置する受床上に堆積した廃棄物層の層表面の形状にもとづいて、前記受床と前記火格子との間の段差を形成する落下壁より上方で前記落下壁より下流側にせり出した廃棄物のせり出し量を決定する廃棄物せり出し量決定手段を、さらに備え、 A step is formed between the receiving bed and the grate based on the shape of the layer surface of the waste layer deposited on the receiving bed located above the grate, which is detected by the layer surface detection means. further comprising a waste protrusion amount determining means for determining an amount of waste protruding above the falling wall and downstream from the falling wall,
前記制御装置は、前記燃え切り点位置と、前記廃棄物のせり出し量と、にもとづいて操作端の操作量を制御する The control device controls the amount of operation of the operating end based on the burnout point position and the protruding amount of the waste.
請求項１に記載の廃棄物焼却装置。 The waste incinerator according to claim 1. さらに、前記層表面検出手段で検出された層表面の形状から、廃棄物の移動方向、前記移動方向に対して直角な炉幅方向の両方向での任意位置における廃棄物層の層高さを求め、前記層高さを前記移動方向および前記炉幅方向の両方向で積分して廃棄物体積を決定する廃棄物体積決定手段を備え、
前記制御装置は、前記燃え切り点位置と、前記廃棄物体積と、にもとづいて操作端の操作量を制御する
請求項１に記載の廃棄物焼却装置。 Furthermore, from the shape of the layer surface detected by the layer surface detection means, the height of the waste layer at an arbitrary position in both the moving direction of the waste and the furnace width direction perpendicular to the moving direction is determined. , comprising a waste volume determining means for determining the waste volume by integrating the layer height in both the moving direction and the furnace width direction,
The control device controls the amount of operation of the operating end based on the burnout point position and the waste volume.
The waste incinerator according to claim 1. さらに、前記廃棄物焼却炉へ投入される廃棄物の嵩密度を決定する廃棄物嵩密度決定手段を備え、
前記制御装置は、前記燃え切り点位置と、前記廃棄物体積と、前記廃棄物の嵩密度と、にもとづいて操作端の操作量を制御する
請求項３に記載の廃棄物焼却装置。 Further, comprising waste bulk density determining means for determining the bulk density of waste to be input into the waste incinerator,
The control device controls the amount of operation of the operating end based on the burnout point position, the waste volume, and the bulk density of the waste.
The waste incinerator according to claim 3 . さらに、前記廃棄物体積および廃棄物についての既知の性状から廃棄物熱量を算出する廃棄物熱量算出手段を備え、
前記制御装置は、前記燃え切り点位置と、前記廃棄物体積と、前記廃棄物熱量と、にもとづいて操作端の操作量を制御する
請求項３に記載の廃棄物焼却装置。 Further, a waste calorie calculation means is provided for calculating the waste calorie from the waste volume and the known properties of the waste,
The control device controls the operation amount of the operating end based on the burnout point position, the waste volume, and the waste heat amount.
The waste incinerator according to claim 3 . 前記制御装置は、前記燃え切り点位置より下流側の廃棄物の総体積に応じて、前記下流側の廃棄物の位置に供給される燃焼用空気の配分量を増減させる The control device increases or decreases the amount of combustion air to be distributed to the downstream waste position according to the total volume of the waste downstream of the burnout point position.
請求項３～５のいずれか１項に記載の廃棄物焼却装置。 The waste incinerator according to any one of claims 3 to 5. 前記廃棄物焼却炉の操作端における操作量は、廃棄物を移動させる火格子速度、燃焼室への廃棄物の単位時間当りの供給量、燃焼室への燃焼用空気供給量、燃焼用空気の温度、前記火格子の下方への燃焼用空気の量について前記廃棄物の移動方向での位置における配分量のうちの少なくとも１つである
請求項１～５のいずれか１項に記載の廃棄物焼却装置。 The manipulated variables at the operating end of the waste incinerator include the grate speed for moving the waste, the amount of waste supplied to the combustion chamber per unit time, the amount of combustion air supplied to the combustion chamber, and the amount of combustion air. at least one of the following: temperature, the amount of combustion air below the grate and the amount distributed in the direction of movement of the waste;
The waste incinerator according to any one of claims 1 to 5. 廃棄物焼却炉の燃焼室の天井もしくは側壁に離間して配設された少なくとも２つの赤外線カメラを備えたステレオカメラ装置により撮像された廃棄物層の熱画像から得られる廃棄物層表面での輝度値にもとづいて廃棄物層の層表面の形状を検出し、検出された層表面の形状から廃棄物層の層高さを求め、前記層高さにもとづいて廃棄物の燃え切り点位置を決定し、決定された燃え切り点位置にもとづいて前記廃棄物焼却炉の操作端における操作量を制御し、燃え切り点位置の決定は、廃棄物の燃焼室内での移動方向において層高さが所定の閾値となる位置を特定位置として検出し、前記移動方向の最上流側にある前記特定位置を前記燃え切り点位置と定めることにより行われる
廃棄物焼却方法。 Brightness on the surface of a waste layer obtained from a thermal image of the waste layer taken by a stereo camera device equipped with at least two infrared cameras arranged separately on the ceiling or side wall of the combustion chamber of a waste incinerator The shape of the surface of the waste layer is detected based on the value, the height of the waste layer is determined from the shape of the detected layer surface, and the burnout point position of the waste is determined based on the layer height. The amount of operation at the operating end of the waste incinerator is controlled based on the determined burnout point position, and the burnout point position is determined when the bed height is determined in the direction of movement of waste in the combustion chamber. This is performed by detecting a position that is a threshold value as a specific position, and determining the specific position on the most upstream side in the moving direction as the burnout point position.
Waste incineration method.
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