控制装置、垃圾焚烧设备、控制方法以及程序与流程

1.本发明涉及垃圾焚烧设备的控制装置、垃圾焚烧设备、控制方法以及程序。

背景技术：

2.在垃圾焚烧设备设置锅炉、回收垃圾焚烧时产生的热量、利用产生的蒸汽进行发电的垃圾发电不是简单地将垃圾作为废弃物，而是使垃圾产生作为燃料的附加价值，这一点在经济上很重要。为了提高垃圾的作为燃料的附加价值，最有效的方式是使产生的蒸汽量稳定化并且能按照计划进行发电。
3.通常而言，在对都市垃圾、工业废弃物等进行焚烧处理的焚烧炉附设有料斗，用起重机将垃圾等举起并投入到所述料斗内，该料斗内的垃圾经过滑槽并通过配置于其下部的垃圾给料装置(refuse feeding facility)，依次对焚烧炉供给。作为垃圾给料装置其存在各种各样的形式，大多使用通过往复运动将垃圾朝向焚烧炉推出的推送器式的垃圾给料装置。推送器位于料斗和滑槽的下方，推送器在伸展时将位于其周围的垃圾向焚烧炉推出。推送器的行程有限，当完全伸展时，无法进一步将垃圾推出。因此，在推送器完全伸展后，要进行暂时收缩再伸展这样的动作。
4.就通过推送器式将垃圾对焚烧炉供给的方式而言，存在各种各样的形式。例如，在专利文献1中公开了一种用每单位时间的推送器的往复动作的次数来调节每单位时间对焚烧炉供给的垃圾量的控制方法。在专利文献1中记载的控制方法中，根据废弃物的水分率的变动来增减每单位时间的推送器的往复动作的次数，抑制蒸汽流量的变动。蒸汽流量具有根据供给的垃圾的每单位体积的发热量而变动的性质。专利文献1的方法着眼于作为发热量的变动原因的垃圾的水分，但实际上改变发热量的不仅是水分。例如，垃圾的合成树脂的含有率等与水分同样会影响发热量。
5.此外，在专利文献1的方法中，需要水分计测用的传感器。而且，在专利文献1记载的方法的情况下，当检测含水分多的垃圾时，预测其对焚烧炉供给而引起的燃烧的活跃化或者不活跃化，从而进行前馈补偿。然而，无法准确地对检测水分到实际对炉供给为止的时间进行管理，因此前馈补偿存在误差。
6.在专利文献2中公开了一种计算每单位废弃物量的推算发热量的废弃物的燃烧控制方法。在专利文献2的燃烧控制方法的情况下，根据废弃物的每单位供给量的发热量的推算来计算锅炉蒸发量。然而，如下所述，为了推算废弃物的每单位供给量的发热量，需要几个小时的数据，推算的值是将几个小时平均化的值，因此特别是当废弃物的性质呈时间性地变动时，无法及时地对当前时间点的“废弃物的每单位时间的发热量”进行推算。因此，用于垃圾输送、一次燃烧空气的调节的推定锅炉蒸发量不准确，锅炉蒸发量的变动是无法避免的。此外，在专利文献3的段落0013中记载了：假定垃圾由水分、可燃分、灰分构成，其中的灰分比率和垃圾的可燃分成分组成比固定，基于长时间的物料平衡来仅求取可燃分的低位发热量，就其他需要的过程值而言，使用几分钟至60分钟左右的平均值来进行物质、热量平衡的计算，推定垃圾的低位发热量。然而，例如难以用1分钟左右的短时间推定高位发热量
或者低位发热量。低位发热量、高位发热量是每单位质量的发热量[j/kg]，就供给的垃圾而言，原理上用下列算式(1)来计算。由于以下的说明对低位发热量和高位发热量是共通的，因此统一为低位发热量。
[0007]
[数式1]
[0008][0009]
算式(1)的分母是在时刻t1至时刻t2之间供给的垃圾的质量[kg]。分子表示时刻t1至时刻t2之间供给的垃圾的发热量[j]。分母的积分区间、起始点t1与终点t2的时间差例如可以是1分钟以下。然而，分子的积分区间、起始点t1与终点t3的时间差不一定能那样处理。就煤粉、石油、可燃气体而言，一对炉供给就立刻燃尽，因此分子的积分区间的终点t3可以与作为分母的积分区间的终点的t2是相同程度，因此，能不延迟地例如在1分钟以内计算低位发热量。若供给后立刻燃尽，则在分子的计算中，区分供给的垃圾何时实现发热并不重要，因此能允许假设t3＝t2，简单地将时刻t1至时刻t2的总发热设为由相同时刻供给的垃圾而实现的发热量。然而，垃圾与煤粉等不同，至燃尽为止需要1小时以上，因此作为发热量的积分的终点的t3必须设为比t2长至少1小时左右。因此，就算式(1)的分子的计算而言，至少需要至燃尽为止的时间(例如1小时左右)的长期的数据。然而，通过计算而获知的是1小时前供给的垃圾的低位发热量。即使已知1小时前的低位发热量，对实时的控制不太起作用。
[0010]
实际上，滞后不止1小时。以下，对该时间滞后进行说明。时刻t1至时刻t3的发热量包括：时刻t1以前供给并且已经位于炉内的垃圾的发热量；以及时刻t2以后已供给的垃圾的发热量，因此，在算式(1)的分子的计算中，必须仅将由在时刻t1与时刻t2之间供给的垃圾而实现的发热从垃圾的发热的中分出来计算，这是很困难的。因此，若简单地对发热量进行积分，则分母的发热量是时刻t1至时刻t3的总发热量，与此相对分子的供给量不限于时刻t1至t2的供给量，因此低位发热量过大。例如，当设定t1＝0、t2＝1分钟，假设至燃尽为止花费60分钟，t3＝61分钟时，若简单地对发热量进行积分，则低位发热量约为实际的60倍的值。为了防止这种情况，将分母的积分区间设为垃圾至燃尽为止的时间的几倍长，使t2与t3的值接近是有效的。例如，若t1＝0、t2＝300分钟、t3＝360分钟，则低位发热量是实际的值的1.2倍，可能会成为较好的近似。然而，用该方法获得的低位发热量的值在时间上进一步滞后，是将长时间的发热量平均化，而不是当时的及时的发热量。如此，低位发热量的推定值在原理上伴随着几小时的滞后和平均化，对燃烧状态急速变化时的运转操作不起作用。
[0011]
现有技术文献
[0012]
专利文献
[0013]
专利文献1：日本特开2019-178850号公报
[0014]
专利文献2：日本专利第5996762号公报
[0015]
专利文献3：日本专利第3822328号公报
[0016]
专利文献4：日本实开昭63-61621号公报

技术实现要素：

[0017]
发明要解决的问题
[0018]
提供一种早期地检测垃圾焚烧炉的燃烧的变动，并且抑制该变动的控制方法。
[0019]
本发明提供一种能解决上述问题的控制装置、垃圾焚烧设备、控制方法以及程序。
[0020]
技术方案
[0021]
本发明的控制装置具备：数据获取部，获取垃圾焚烧设备所具备的传感器计测到的计测值；燃烧速度推定部，使用所述计测值来推定所述垃圾焚烧设备的焚烧炉中的燃烧速度；以及控制部，基于所述燃烧速度来控制垃圾的供给量或者对所述焚烧炉供给的燃烧空气的流量。
[0022]
此外，本发明的控制方法包括：获取垃圾焚烧设备所具备的传感器计测到的计测值的步骤；使用所述计测值来推定所述垃圾焚烧设备的焚烧炉中的燃烧速度的步骤；以及基于所述燃烧速度来控制垃圾的供给量或者对所述焚烧炉供给的燃烧空气的流量的步骤。
[0023]
此外，本发明的垃圾焚烧设备具备：焚烧炉，焚烧垃圾；垃圾给料装置，对所述焚烧炉供给垃圾；送风机，对所述焚烧炉供给燃烧空气；燃烧空气阀门，控制从所述送风机向所述焚烧炉供给的燃烧空气的流量；以及上述的控制装置。
[0024]
此外，本发明的程序使计算机执行：获取垃圾焚烧设备所具备的传感器计测的计测值的步骤；使用所述计测值来推定所述垃圾焚烧设备的焚烧炉中的燃烧速度的步骤；以及基于所述燃烧速度来控制垃圾的供给量或者对所述焚烧炉供给的燃烧空气的流量的步骤。
[0025]
发明效果
[0026]
根据上述的控制装置、垃圾焚烧设备、控制方法以及程序，能抑制垃圾焚烧设备的燃烧的变动。
附图说明
[0027]
图1是表示各实施方式的垃圾焚烧设备的一个例子的图。
[0028]
图2是表示第一实施方式的控制装置的主要部分的功能构成的一个例子的图。
[0029]
图3是表示第一实施方式的控制装置的动作的一个例子的图。
[0030]
图4是表示第二实施方式的控制装置的主要部分的功能构成的一个例子的图。
[0031]
图5是表示第二实施方式的控制装置的动作的一个例子的图。
[0032]
图6是表示第三实施方式的控制装置的主要部分的功能构成的一个例子的图。
[0033]
图7是表示第三实施方式的控制装置的动作的一个例子的图。
[0034]
图8是表示第四实施方式的控制装置的主要部分的功能构成的一个例子的图。
[0035]
图9是表示第五实施方式的控制装置的主要部分的功能构成的一个例子的图。
[0036]
图10是表示第五实施方式的控制装置的动作的一个例子的图。
[0037]
图11是表示第六实施方式的控制装置的主要部分的功能构成的一个例子的图。
[0038]
图12是表示第六实施方式的控制装置的动作的一个例子的图。
[0039]
图13是表示各实施方式的控制装置的硬件构成的一个例子的图。
具体实施方式
[0040]
以下，参照附图对实施方式的垃圾焚烧设备进行说明。在以下的说明中，对具有相同或者类似的功能的构成附加相同的符号。并且，有时会省略其构成的重复的说明。“xx或者yy”是指，不限于xx和yy中的任一方的情况，也可以包括xx和yy两方的情况。这在选择性元素为三个以上的情况下也是同样的。“xx”和“yy”是任意的元素(例如任意的信息)。
[0041]
(系统构成)
[0042]
图1是表示各实施方式的垃圾焚烧设备的一个例子的图。
[0043]
垃圾焚烧设备100具备：料斗1，供垃圾投入；滑槽2，将投入至料斗1的垃圾向下部引导；推送器10，将通过滑槽2而供给的垃圾向燃烧室6内供给；炉排3，接受由推送器10供给的垃圾，移送垃圾的同时进行干燥和燃烧；燃烧室6，燃烧垃圾；灰出口7，排出灰；送风机4，供给空气；多个风箱5a～5e，将由送风机4供给的空气向炉排3的各部引导；管路14，将由送风机4供给的空气向燃烧室6直接供给；以及锅炉9。
[0044]
推送器10是一种垃圾给料装置，在箭头α的方向上移动，将通过滑槽2而供给的垃圾推出，从而将垃圾向炉排3供给。炉排3设置于滑槽2和燃烧室6的底部并输送垃圾。炉排3具备：干燥区3a，使由推送器10供给的垃圾的水分蒸发并干燥；燃烧区3b，位于干燥区3a的下游，使干燥的垃圾燃烧；以及后燃烧区3c，位于燃烧区3b的下游，使未燃烧而通过的固定碳成分等未燃成分燃烧至成灰。接收来自控制装置20的控制信号，控制炉排3的动作速度。
[0045]
送风机4设置于炉排3的下方，通过风箱5a～5e将空气向炉排3的各部供给。在将送风机4输送的空气向风箱5a～5e引导的管路8f上连接有分别将管路8f与风箱5a～5e连接的支管，支管上各自设有阀门8a～8e，能通过调节阀门8a～8e的开度，从而调节向风箱5a～5e供给的燃烧空气的流量。接收来自控制装置20的控制信号、控制送风机4的送风量、阀门8a～8e的开度。有时统称阀门8a～8e记载为一次燃烧空气阀门。
[0046]
燃烧室6在炉排3的上方由一次燃烧室6a和二次燃烧室6b构成，锅炉9配设于燃烧室6的下游。一次燃烧室6a设于炉排3的上方，一次燃烧室6a的更上方设有二次燃烧室6b。在一次燃烧室6a中，使由垃圾产生的热分解气体燃烧，在一次燃烧室6a燃烧残留的未燃成分的热分解气体被送至二次燃烧室6b，在二次燃烧室与二次燃烧空气混合使未燃成分也燃烧。在燃烧室6的二次燃烧室6b连接有连接送风机4和二次燃烧室6b的管路14，能通过设于管路14的阀门14a的开闭，从而向燃烧室6供给空气。接收来自控制装置20的控制信号，控制阀门14a的开度。有时将阀门14a记载为二次燃烧空气阀门。锅炉9使从燃烧室6送出的排气与在锅炉9内循环的水进行热交换而产生蒸汽。蒸汽通过管路13向未图示的发电用的涡轮机供给。在管路13设有检测蒸汽的流量的蒸汽流量传感器11。蒸汽流量传感器11与控制装置20连接，将蒸汽流量传感器11计测到的计测值向控制装置20发送。
[0047]
在锅炉9的排气出口连接有烟道12，用锅炉9进行了热回收的排气穿过烟道12并穿过未图示的排气处理设备后，排出至外部。
[0048]
在烟道12设有检测排气的氧气浓度的氧气浓度传感器15。氧气浓度传感器15与控制装置20连接，氧气浓度传感器15计测的计测值被发送向控制装置20。在锅炉第二通道设有计测第二通道的温度的温度传感器17a，在烟道12设有：co浓度传感器17b，计测排气的co浓度；以及nox浓度传感器17c，检测排气的nox浓度。这些传感器17a～17c各自与控制装置20连接，传感器17a～17c计测的计测值被发送向控制装置20。此外，在管路8f设有检测通过
风箱5a～5e向一次燃烧室6a供给的一次燃烧空气的流量的流量传感器17d，在管路14设有检测向二次燃烧室6b供给的二次燃烧空气的流量的流量传感器17e。这些传感器17d～17e与控制装置20连接，流量传感器17d～17e计测的计测值被发送向控制装置20。在燃烧室6设有计测燃烧室6内的温度的温度传感器16。温度传感器16与控制装置20连接，温度传感器16计测的计测值被发送向控制装置20。这些传感器是通常的垃圾焚烧发电设备中设有的传感器。
[0049]
控制装置20具备数据获取部21、燃烧速度推定部22、控制部23以及存储部24。
[0050]
数据获取部21获取各传感器11、15、16、17a～17d计测到的计测值、用户的指示值等各种数据。例如，数据获取部21获取蒸汽流量传感器11计测到的蒸汽流量的计测值。
[0051]
燃烧速度推定部22计算燃烧室6(以下，有时记载为炉)中的垃圾的燃烧速度。如专利文献4所公开的那样，在炉的发热量降低的原因中存在以下相反的原因：(a)燃烧的垃圾在炉内变少了的情况(燃料不足)；以及(b)由于供给的垃圾而导致火焰熄灭的情况(燃料过量)。当发热量降低时，蒸汽流量传感器11计测的蒸汽流量也降低，因此蒸汽流量的降低也是由于(a)和(b)相反的原因。在以往的燃烧控制中，有时为了对(a)的燃料不足进行补偿，连续性地持续进行垃圾供给导致原因成为(b)，发热量会越来越下降(逆响应)。因此，以往方式的机械设备中，若发热量降低的时间在一定程度长期的范围内一直持续则发出警报，进行由操作员进行的原因的推定和用于消除原因的恢复操作等的对应。与此相对，在本发明中，通过燃烧速度推定部22，基于蒸汽流量、燃烧室温度、排气气体中的氧气浓度等的“已经设置的”传感器(依次为蒸汽流量传感器11、温度传感器16、氧气浓度传感器15)来实时地推定炉整体的垃圾的燃烧难度，即在炉内发生的每单位时间的燃烧，换而言之燃烧速度，将推定出的燃烧速度用于燃烧空气的供给量、垃圾的供给量的计算。如后述的那样，在本发明的垃圾供给量的控制中，以通过反馈控制来抑制蒸汽流量的变动的方式确定垃圾供给量。此时，使指令垃圾供给量的反馈控制器的设定值适应于推定出的燃烧速度。具体而言，例如，垃圾难燃的情况(燃烧速度小)相当于(b)，因此减小反馈增益，避免过量供给。若是除此以外的情况，则相当于(a)，因此将反馈增益设为正常值。由此，能适当地应对(a)、(b)各自的发热量的降低。
[0052]
为了使燃烧速度的推定结果按照意图发挥功能，重要的是尽快地推定垃圾的燃烧速度。如使用专利文献2、3来进行说明的那样，垃圾的每单位供给量的发热量(低位发热量)的推定存在原理上的问题。因此，在本发明中将燃烧速度设为指标来代替低位发热量。低位发热量为供给的垃圾的每单位质量的发热量，与此相对，燃烧速度表示炉整体的发热，无关位于炉内的垃圾的质量。此外，燃烧速度不限于炉内的垃圾的燃烧还包括热分解气体的燃烧。按照前述，在垃圾焚烧设备100中，垃圾被投入至燃尽花费时间，因此在炉内存在大量的垃圾的蓄积。其蓄积的燃烧速度就炉整体而言几乎是固定值但是会呈时间性地变动，其结果是，蒸汽流量传感器11计测的蒸汽流量变动。燃烧速度的变动的原因是多样的：新供给的垃圾所含水分多从而妨碍周围的燃烧、燃烧空气的供给由于垃圾层的崩坏等而改变等。燃烧速度的变动除了蒸汽流量以外也表现于垃圾焚烧设备100的计测值(上述的燃烧室温、排气气体中的氧气浓度等)。在本发明中，根据现有的传感器而实现的计测值实时地推定炉内的燃烧速度。
[0053]
(燃烧速度的推定顺序)
[0054]
在垃圾焚烧设备100中，垃圾的燃烧速度不断地变动，这是无法避免的。在垃圾焚烧设备100中，即使供给的垃圾的一部分瞬时燃烧，大部分作为可燃物蓄积在炉的炉排3之上，从干燥了的部分起按顺序燃烧。例如，假设存在已干燥的垃圾的块，其表面正在燃烧。此时，炉排3进行动作等使垃圾的块破裂，若产生新的与燃烧空气接触的表面，则在此处开始新的燃烧，炉整体的燃烧速度增大。反之，在其表面覆盖含水分多的垃圾，温度下降，或者，若中断燃烧空气的供给等，则阻碍燃烧，炉整体的燃烧速度减小。在垃圾焚烧设备100中，像这样的燃烧速度的变动不断地发生。与此对照，就煤粉的燃烧、石油或者天然气体而言，一对炉供给就瞬间燃尽，因此若供给流量固定则燃烧速度也固定。
[0055]
由于燃烧速度q的变动，垃圾焚烧设备100的计测值y也变动。用线性算式将两者的变动近似为算式(2)。
[0056]
y＝c1×q···
(2)
[0057]
以下，假设计测值y是蒸汽流量、燃烧室温度、排气气体的氧气浓度，进行具体的说明。这些是一个例子，也可以是锅炉的第二通道温度、排气的nox浓度、排气的co浓度、一次燃烧空气流量、二次燃烧空气流量等。算式(2)的c1是3行1列的系数向量。c1表示燃烧速度增加时的计测值y，即蒸汽流量、燃烧室温度、排气气体的氧气浓度的变动。若燃烧量增加，则蒸汽流量增加，燃烧室温度增加，排气的氧气浓度减少。c1是量化增大、减小的系数向量。
[0058]
算式(2)根据燃烧速度q的变动给予计测值y变动，但无法直接倒算燃烧速度q。以下，对根据计测值y的变动推定燃烧速度的方法进行描述。首先，构成以蒸汽流量、燃烧室温度、排气气体的氧气浓度等计测值为列元素的计测值向量y，如算式(3)那样求取方差协方差矩阵q0。var(y)表示向量y的方差协方差矩阵。
[0059]
q0＝var(y)
···
(3)
[0060]
接着，对方差协方差矩阵q0进行奇异值分解，求取算式(4)的奇异向量ui(i＝1、2、3)和奇异值σ
2i
(i＝1、2、3)。在此按照奇异值分解的惯例，奇异值按照大小的顺序排序。即σ
21
为最大奇异值，σ
23
为最小奇异值。右肩的记号t表示矩阵或者向量的转置。
[0061]
[数式2]
[0062][0063]
接着，假设未知的外部干扰ρ存在，如以下的算式(5)那样，用奇异向量u和未知的外部干扰ρ表示计测值y的变动。未知的外部干扰ρ包括作为分量的算式(2)的燃烧速度的变动q，但实际情况尚不清楚。以下，对两者的关系进行说明。u的值是通过对计测值向量y的方差协方差矩阵q0进行奇异值分解来确定的。假设计测值向量y由于未知的外部干扰ρ而变动，如算式(5)那样，用ρ的线性组合表示计测值向量y。将ρ的元素表示为ρi(i＝1、2、3)。
[0064]
[数式3]
[0065][0066]
由于方差协方差矩阵q0的对称性，因此奇异向量u具有算式(6)的性质。
[0067]
[数式4]
[0068][0069]
因此，根据算式(5)和算式(6)，像算式(5a)那样直接确定ρ的值。
[0070]
[数式5]
[0071][0072]
ρ的方差协方差矩阵为算式(7)。
[0073]
[数式6]
[0074][0075]
如算式(7)所示，作为未知的外部干扰的第一元素的ρ1的方差是最大奇异值σ
12
，因此计测值向量y的变动主要是由ρ1引起的。这是因为根据奇异值的性质，
[0076]
var(y1)+var(y2)+var(y3)＝σ
12
+σ
22
+σ
32μ
···
(8)
[0077]
成立，特别是当σ
12
》》σ
22
+σ
32
时，近似为下列算式(8a)。
[0078]
[数式7]
[0079]
[0080]
算式(8a)表示计测值向量y的变动受ρ1主导。另一方面，已知垃圾焚烧设备100的计测值的变动是根据燃烧速度的变动，因此将ρ1设为燃烧速度q的推定值是合理的。若从算式(5a)取出关于ρ1的计算的部分，则获得算式(9)作为燃烧速度的变动的推定式。根据算式(9)，能基于计测值y来用较少的计算量迅速地计算燃烧速度q的推定值。
[0081]
[数式8]
[0082][0083]
如上所述，就燃烧速度q的推定而言，也可以使用锅炉第二通道温度、排气的co浓度、排气的nox浓度、一次燃烧空气流量、二次燃烧空气流量等来代替燃烧室温度、排气的氧气浓度、蒸汽流量，或者除了燃烧室温度、排气的氧气浓度、蒸汽流量以外，还可以使用锅炉第二通道温度、排气的co浓度、排气的nox浓度、一次燃烧空气流量、二次燃烧空气流量等。
[0084]
上述的燃烧速度q的推定方法是一个例子，不限与此。例如，也可以使用神经网络、深度学习等方法来创建推定燃烧速度q的推定模型。
[0085]
控制部23控制垃圾焚烧设备100的动作。例如，在监测蒸汽流量传感器11计测的蒸汽流量等的同时，计算向燃烧室6的垃圾的供给量、向燃烧室6的燃烧空气的供给量，通过调整这些，进行垃圾的燃烧控制。具体而言，控制部23通过送风机4的转速、阀门8a～8e、阀门14a的开度控制，将所期望的量的燃烧空气向燃烧室6供给，并且通过推送器10的控制，将所期望的量的垃圾向燃烧室6供给。例如，基于蒸汽流量的计测值与设定值的偏差来计算垃圾的供给量，基于蒸汽流量的设定值来计算燃烧空气的供给量。在本发明中，除此以外，还考虑燃烧速度推定部22推定出的实时的燃烧速度q，计算垃圾的供给量、燃烧空气的供给量(第一实施方式～第六实施方式)。
[0086]
存储部24存储数据获取部21获取到的信息、控制所需要的信息，例如，蒸汽流量设定值sv等。
[0087]
《第一实施方式》
[0088]
使用图2对第一实施方式的垃圾焚烧设备100的控制进行说明。
[0089]
(构成)
[0090]
图2是表示第一实施方式的控制装置的主要部分的功能构成的一个例子的图。
[0091]
图2示出控制装置20中的燃烧速度推定部22和控制部23的主要部分的构成。燃烧速度推定部22通过上述的顺序推定燃烧速度q。控制部23具备系数计算表231和pi控制器232。在存储部24记录有蒸汽流量的设定值sv。垃圾焚烧设备100以蒸汽流量传感器11计测的蒸汽流量为设定值sv的方式运转。
[0092]
控制部23根据燃烧速度q来改变给料控制的强度。例如，若pi控制器用于垃圾供给量的调节，则随着燃烧速度q变更比例增益的值。如图2的系数计算表231所示，预先设定增益可变化系数β作为燃烧速度q的函数。控制部23基于燃烧速度q并参照系数计算表231来获取与燃烧速度q对应的系数β。pi控制器232例如输入蒸汽流量(t/h)的设定值(目标值)sv以及由蒸汽流量传感器11实现的计测值pv，并且对其偏差进行pi运算(比例积分运算)，输出垃圾供给量(m3/h)作为mv。此时，像下列算式(10)那样将通过pi控制的比例增益k
p
乘以增益可变化系数β来变更。
[0093]
[数式9]
[0094][0095]
作为变更的方式，在当燃烧速度q小时，即难燃的情况(上述的(b))下，在炉内垃圾不燃烧而残留，因此不需要进一步追加垃圾。因此，例如将以与蒸汽流量偏差成比例的方式增加垃圾供给量的比例增益设为通常的一半。当在运转中变更pi控制器232的比例增益时，通常控制器用速度型的算法来实现。就pi控制器232而言，除了比例增益以外，积分时间常数ti也是调整常数。对积分时间常数ti而言，与比例增益同样地也可以随着燃烧速度q变更。控制部23基于pi控制器232输出的mv来控制推送器10的推出量。
[0096]
(动作)
[0097]
接着，参照图3对第一实施方式的处理(垃圾供给量控制)的流程进行说明。
[0098]
图3是表示第一实施方式的控制装置的动作的一个例子的图。
[0099]
数据获取部21、燃烧速度推定部22以及控制部23以规定的时间间隔执行以下的处理。
[0100]
数据获取部21获取：蒸汽流量传感器11计测到的蒸汽流量pv；氧气浓度传感器15计测到的o2浓度；温度传感器16计测到的燃烧室6的温度；温度传感器17a计测到的锅炉第二通道的温度；co浓度传感器17b计测到的排气的co浓度；nox浓度传感器17c计测到的排气的nox浓度；流量传感器17d计测到的一次燃烧空气流量；流量传感器17e计测到的二次燃烧空气流量(步骤s1)，并且将这些值向燃烧速度推定部22和控制部23输出。
[0101]
燃烧速度推定部22使用蒸汽流量pv、氧气浓度、燃烧室温度、锅炉第二通道的温度、co浓度传感器、nox浓度、一次燃烧空气流量、二次燃烧空气流量中的优选多个(一个也可以)计测值y，通过算式(9)，推定燃烧速度q(步骤s2)。燃烧速度推定部22将燃烧速度q向控制部23输出。
[0102]
接着控制部23基于燃烧速度q和系数计算表231来计算系数β。接着控制部23读出存储部24存储的蒸汽流量的设定值sv，并基于计算出的系数β、蒸汽流量的设定值sv、数据获取部21获取到的蒸汽流量pv以及算式(10)来计算垃圾供给量mv(步骤s3)。控制部23以能将垃圾供给量mv向炉内供给的方式控制推送器10的移动量(推出量)。
[0103]
根据本实施方式，基于蒸汽流量、燃烧室温度、排气气体的氧气浓度等垃已经设置于圾焚烧设备100的传感器的计测值来推定炉整体的垃圾的燃烧速度，变更将蒸汽流量的设定值与计测值的偏差反馈给垃圾供给的pi控制器232的设定值(增益)。由此，能将向涡轮机的蒸汽流量均匀化，增加发电量，并使其稳定化。此外，通过燃烧室6的燃烧的稳定化，能抑制nox、co等的排出。
[0104]
此外，根据本实施方式，(e1)根据蒸汽流量、燃烧室温度、排气气体的氧气浓度等已经设置于垃圾焚烧设备100的传感器(反映燃烧速度的变动的传感器)的计测值，推定垃圾的燃烧速度q，因此不必追加新的传感器。(e2)将依赖于垃圾供给量的发热量作为指标，并非着眼于作为发热量的变动原因的垃圾的水分等特定的元素，而将不依赖于垃圾供给量的燃烧速度设为指标，由此效果不限于对着眼的特定的元素，在由于各种各样的因素而燃
烧状态变动的情况下，都能检测其变动，并与控制相结合(效果不限)。(e3)若将控制的指标设为垃圾供给量对应的发热量，则对发热量的推定会由于从垃圾供给至燃烧的时间差而产生误差，但在本发明中，将燃烧速度设为指标来代替发热量。发热量为供给的垃圾的每单位质量的发热量，与此相对，燃烧速度表示炉整体的发热，不依赖于位于炉内的垃圾的质量。由此，不会产生以发热量为控制指标时那样的误差的产生的情况。获得所述效果。
[0105]
《第二实施方式》
[0106]
使用图4、图5对第二实施方式的垃圾焚烧设备100的控制进行说明。
[0107]
(构成)
[0108]
图4是表示第二实施方式的控制装置的主要部分的功能构成的一个例子的图。
[0109]
图4示出控制装置20中的燃烧速度推定部22和控制部23a的主要部分的构成。燃烧速度推定部22通过上述的顺序推定燃烧速度q。控制部23a具备一次燃烧空气阀门的调整量计算表233以及加法器234。在存储部24记录有蒸汽流量的设定值sv以及作为与设定值sv相对的阀门8a～8e和阀门14a的基准的开度。
[0110]
第二实施方式主要是当炉内的燃烧过度活跃时，即燃烧速度q大时有效。通过送风机4对垃圾焚烧设备100供给燃烧空气。其空气的一部分作为一次燃烧空气经由风箱5a～5e，从下至上贯穿堆积于炉排3之上的垃圾层后，流入至燃烧室6。一次燃烧空气贯穿垃圾层时，一次燃烧空气的一部分用于在垃圾层内部的燃烧，由于其发热而在垃圾层内产生的可燃性的热分解气体与一次燃烧空气一同被输送至燃烧室6，在燃烧室6内燃烧。像这样，通过供给一次燃烧空气垃圾层作为热分解气体的产生器发挥功能。因此，若限制一次燃烧空气，则热分解气体的产生减少，能减小炉内的燃烧速度。由一次燃烧空气的调节而实现的炉内的发热调节特别是当燃烧速度q大时有效。在那样的状况下，炉内存在充分的量的垃圾，有时即使完全停止垃圾的供给燃烧也会过度。此时，必须限制存在于炉内的垃圾的燃烧。因此，一次燃烧空气的限制是有效的。反之当炉内的燃烧不充分时，即燃烧速度q小时，增加一次燃烧空气从而增加热分解气体的产生是有效的。其结果是，向燃烧室6的热分解气体的供给增加，燃烧速度q增大。第二实施方式的控制像这样以抑制燃烧速度q的变动的方式发挥作用。
[0111]
一次燃烧空气阀门的开度根据蒸汽流量的设定值sv等确定了基准值。如图4所示，一次燃烧空气阀门的调整量计算表233确定了燃烧速度q和与根据设定值sv的一次燃烧空气阀门开度的基准值相对的校正量δγ1的关系。控制部23基于燃烧速度q和调整量计算表233来计算一次燃烧空气的阀门开度的调整量δγ1。调整量δγ1的值设定为当燃烧速度q的值小时大，当燃烧速度q的值大时小。控制部23使用加法器244将调整量δγ1加于一次燃烧空气阀门的开度的基准值从而调整一次燃烧空气阀门开度。控制部23基于调整后的一次燃烧空气阀门开度来控制阀门8a～8e。
[0112]
(动作)
[0113]
接着，参照图5对第二实施方式的处理(一次燃烧空气的流量控制)的流程进行说明。
[0114]
图5是表示第二实施方式的控制装置的动作的一个例子的图。
[0115]
数据获取部21、燃烧速度推定部22以及控制部23a以规定的时间间隔执行以下的处理。
[0116]
数据获取部21获取：蒸汽流量pv、o2浓度、燃烧室温度、锅炉第二通道的温度、co浓度、nox浓度、一次燃烧空气流量、二次燃烧空气流量(步骤s1)，并将这些计测值向燃烧速度推定部22和控制部23a输出。
[0117]
燃烧速度推定部22使用蒸汽流量pv、o2浓度、燃烧室温度、锅炉第二通道的温度、co浓度传感器、nox浓度、一次燃烧空气流量、二次燃烧空气流中的多个的计测值y，通过算式(9)推定燃烧速度q(步骤s2)。燃烧速度推定部22将推定出的燃烧速度q向控制部23a输出。
[0118]
接着控制部23a基于燃烧速度q和调整量计算表233来计算一次燃烧空气的阀门开度的调整量δγ1。接着控制部23a使用加法器234，对与存储部24存储的蒸汽流量的设定值sv对应的一次燃烧空气的阀门开度的基准值和调整量δγ1进行加法计算，计算一次燃烧空气的阀门开度(步骤s4)。控制部23a以阀门8a～8e的开度变为调整后的一次燃烧空气的阀门开度的方式控制。
[0119]
根据本实施方式，基于蒸汽流量、燃烧室温度、排气气体的氧气浓度等已经设置于垃圾焚烧设备100的传感器计测的计测值来推定垃圾的燃烧速度q，基于燃烧速度q来调整一次燃烧空气流量。由此，能抑制燃烧速度q的变动。此外，设为与第一实施方式相同，能获得(e1)～(e3)的效果。需要说明的是，第二实施方式能与第一实施方式组合。
[0120]
此外，在图4中，作为一个例子，设为了通过调整一次燃烧空气的阀门开度调节一次燃烧空气，作为除此以外的方法，若通过指令值进行一次燃烧空气流量的流量控制，则也可以调节一次燃烧空气流量的指令值。或者，也可以调整一次燃烧空气的原始压力(上游侧的压力)。
[0121]
《第三实施方式》
[0122]
使用图6、图7对第三实施方式的垃圾焚烧设备100的控制进行说明。
[0123]
(构成)
[0124]
图6是表示第三实施方式的控制装置的主要部分的功能构成的一个例子的图。
[0125]
图6示出控制装置20中的燃烧速度推定部22和控制部23b的主要部分的构成。燃烧速度推定部22通过上述的顺序推定燃烧速度q。控制部23b具备一次燃烧空气阀门的调整量计算表233、加法器234、二次燃烧空气阀门的调整量计算表235以及加法器236。在存储部24记录有蒸汽流量的设定值sv以及作为与设定值sv相对的阀门8a～8e和阀门14a的基准的开度。
[0126]
第三实施方式除了在第二实施方式中说明的一次燃烧空气阀门的开度控制以外，还实施二次燃烧空气阀门的开度控制。设为垃圾的燃烧速度q暂时过大。此时，在炉内热分解气体的产生暂时过量，作为结果，垃圾焚烧设备100的排出气体的o2浓度暂时不足。若排出气体的o2浓度不足，则co等有害物质的排出风险提高。因此，在第三实施方式中，在基于燃烧速度q来调节一次燃烧空气的同时，也调节二次燃烧空气来补足o2浓度的不足。例如，当燃烧速度q过大时减少一次燃烧空气来抑制热分解气体的产生，并且为了燃烧过量产生的热分解气体增加二次燃烧空气。反之，当燃烧速度q过小时增加一次燃烧空气来促进热分解气体的产生。二次燃烧空气相对于热分解气体的产生量是过量，因此减少。这对于避免nox的产生也是有用的。
[0127]
如图6所示，二次燃烧空气阀门的调整量计算表235确定了燃烧速度q和与二次燃
烧空气阀门开度的基准值相对的校正量δγ2的关系。控制部23b基于燃烧速度q和调整量计算表235来计算二次燃烧空气的阀门开度的调整量δγ2。调整量δγ2的值设定为当燃烧速度q的值小时小，当燃烧速度q的值大时大。控制部23b使用加法器245将调整量δγ2加于二次燃烧空气阀门开度的基准值从而调整二次燃烧空气阀门开度。控制部23b基于调整后的二次燃烧空气阀门开度来控制阀门14a。
[0128]
(动作)
[0129]
接着，参照图7对第三实施方式的处理(一次燃烧空气以及二次燃烧空气的流量控制)的流程进行说明。
[0130]
图7是表示第三实施方式的控制装置的动作的一个例子的图。
[0131]
数据获取部21、燃烧速度推定部22以及控制部23b以规定的时间间隔执行以下的处理。
[0132]
数据获取部21获取蒸汽流量pv等计测值(步骤s1)，并且向燃烧速度推定部22和控制部23b输出。接着燃烧速度推定部22推定燃烧速度q(步骤s2)。燃烧速度推定部22将燃烧速度q向控制部23b输出。
[0133]
接着控制部23b基于燃烧速度q和调整量计算表233来计算一次燃烧空气阀门开度的调整量δγ1。接着控制部23使用加法器234，对与存储部24存储的蒸汽流量的设定值sv对应的一次燃烧空气阀门开度的基准值和调整量δγ1进行加法计算，计算一次燃烧空气阀门开度(步骤s4)。控制部23以阀门8a～8e的开度变为调整后的一次燃烧空气的阀门开度的方式控制。
[0134]
此外，控制部23b基于燃烧速度q和调整量计算表235来计算二次燃烧空气阀门开度的调整量δγ2。接着控制部23使用加法器236对与存储部24存储的蒸汽流量的设定值sv对应的二次燃烧空气阀门开度的基准值和调整量δγ2进行加法计算，计算二次燃烧空气的阀门开度(步骤s5)。控制部23以阀门14a的开度变为调整后的二次燃烧空气的阀门开度的方式控制。步骤s4～s5的处理顺序可以是任意的，例如，控制部23b可以以同时并行的方式实施步骤s4～s5的处理。
[0135]
根据本实施方式，基于蒸汽流量、燃烧室温度、排气气体的氧气浓度等已经设置于垃圾焚烧设备100的传感器的计测值来推定垃圾的燃烧速度q，基于垃圾的燃烧速度q来调整一次燃烧空气流量和二次燃烧空气流量。由此，能根据热分解气体产生量调节二次燃烧空气，帮助热分解气体完全燃烧，抑制co、nox等有害物质的排出。此外，设为与第一实施方式相同，能获得(e1)～(e3)的效果。第三实施方式能与第一实施方式组合。
[0136]
《第四实施方式》
[0137]
使用图8对第四实施方式的垃圾焚烧发电设备100的控制进行说明。
[0138]
(构成)
[0139]
图8是表示第四实施方式的控制装置的主要部分的功能构成的一个例子的图。
[0140]
图8示出控制装置20中的燃烧速度推定部22和控制部23c的主要部分的构成。燃烧速度推定部22通过上述的顺序推定燃烧速度q。控制部23c具备风箱分配调整开度计算表237、加法器238以及减法器239。在存储部24记录有作为与蒸汽流量的设定值sv相对的阀门8a～8e的基准的开度。
[0141]
在第四实施方式中，为了抑制燃烧速度q的变动，考虑燃烧室6中的垃圾的燃烧倾
向，在一次燃烧空气阀门的开度控制中，对向风箱5a～5e供给的燃烧空气的量设置差别。垃圾层具有作为热分解气体的产生器的方面。热分解气体的产生能力的大小依赖于风箱5a～5e的位置。距离推送器10近的风箱5a、5b的热分解前的垃圾层厚，因此热分解气体的产生能力高。另一方面，随着风箱5c、5d、5e和垃圾在炉排3前进，热分解后的垃圾和燃屑的比例增加，热分解气体的产生能力下降。因此，当推定出的燃烧速度q小时，即垃圾燃难时对热分解气体的产生能力高的距离推送器10近的风箱5a等分配较多一次燃烧空气，反之当燃烧速度的推定值q大时，即垃圾易燃时，减少向热分解气体的产生能力高的风箱5a等的一次燃烧空气的分配，抑制燃烧。
[0142]
图8示出将风箱a和风箱b分类为热分解气体的产生能力高的组、将风箱c和风箱d风箱e分类为热分解气体的产生能力低的组的情况的构成。如图8所示，风箱分配调整开度计算表237确定了燃烧速度q和与风箱5a～5b、风箱5c～5e的阀门开度的基准值相对的校正量δγ
abcde
的关系。控制部23c基于燃烧速度q和风箱分配调整开度计算表237来计算阀门8a～8e的开度的调整量δγ
abcde
。调整量δγ
abcde
的值设定为当燃烧速度q小时大，当燃烧速度q大时小。控制部23c使用加法器238，将调整量δγ
abcde
加于阀门8a～8b的开度的基准值。控制部23c使用减法器239，将调整量δγ
abcde
从阀门8c～8e的开度的基准值减去。控制部23b基于调整后的阀门开度来控制阀门8a～8e。
[0143]
需要说明的是，在图8中，将风箱5a～5b设定为一组，将风箱5c～5e设定为一组，但这不过是一个例子。也可以不对风箱5a～5e进行分组，而分别对风箱设置风箱分配调整开度计算表237来调节阀门8a～8e的开度，也可以将分组方法例如变更为风箱5a～5c和风箱5d～5e。此外，也可以将分类的组的数量设为三个，如将各组的分类设定为风箱5a～5b、风箱5c～5d以及风箱5e。
[0144]
(动作)
[0145]
参照第二实施方式的图5，对第四实施方式的处理的流程进行说明。
[0146]
数据获取部21、燃烧速度推定部22以及控制部23c以规定的时间间隔执行以下的处理。
[0147]
数据获取部21获取蒸汽流量pv等计测值(步骤s1)，并且向燃烧速度推定部22和控制部23c输出。接着燃烧速度推定部22推定燃烧速度q(步骤s2)。燃烧速度推定部22将燃烧速度q向控制部23c输出。
[0148]
接着控制部23c基于燃烧速度q和风箱分配调整开度计算表237来计算调整量δγ
abcde
。接着控制部23对与存储部24存储的蒸汽流量的设定值sv对应的阀门8a～8e的阀门开度的基准值和调整量δγ
abcde
进行加减法计算，计算一次燃烧空气的阀门开度(步骤s4)。在图8的构成例的情况下，控制部23针对阀门8a～8b的开度将调整量δγ
abcde
加于基准值。控制部23针对阀门8c～8e的开度从基准值减去调整量δγ
abcde
。控制部23以阀门8a～8e的开度变为调整后的各阀门开度的方式控制。
[0149]
根据第四实施方式，基于蒸汽流量、燃烧室温度、排气气体的氧气浓度等已经设置于垃圾焚烧设备100的传感器的计测值来推定垃圾的燃烧速度q，基于推定出的垃圾的燃烧速度q来调整将一次燃烧空气分配至风箱的流量的比率。由此，能以高精度抑制燃烧速度q的变动。此外，设为与第一实施方式相同，能获得(e1)～(e3)的效果。第四实施方式能与第一实施方式、第三实施方式组合。
[0150]
《第五实施方式》
[0151]
使用图9、图10对第五实施方式的垃圾焚烧发电设备100的控制进行说明。
[0152]
(构成)
[0153]
图9是表示第五实施方式的控制装置的主要部分的功能构成的一个例子的图。
[0154]
图9示出控制装置20中的燃烧速度推定部22和控制部23d的主要部分的构成。
[0155]
燃烧速度推定部22通过上述的顺序推定燃烧速度q。控制部23d具备方差计算器240、氧气浓度调整量计算表241、氧气浓度控制器242、加法器243～245以及减法器246。在存储部24记录有作为与蒸汽流量的设定值sv相对的阀门8a～8e和阀门14a的基准的开度、o2浓度的设定值sv＿o2。
[0156]
在上述的第三实施方式中，基于垃圾的燃烧速度q，在调节一次燃烧空气流量的同时调整二次燃烧空气流量。调整二次燃烧空气的理由中的一个是降低燃烧室6的co浓度。例如，在以减少一次燃烧空气的方式调整的情况下，垃圾层内缺少燃烧空气，热分解气体中的co浓度增加。因此，增加二次燃烧空气，使co在燃烧室6完全燃烧，由此降低co浓度。然而，当垃圾的燃烧速度呈时间性地剧烈地增大时，一次燃烧空气和二次燃烧空气的调节恐怕在时间上来不及，而暂时排出co。像这样的燃烧速度的急速增大可以认为是依赖于供给的垃圾的性质。经验上已知的是，燃烧速度的急速增大一旦产生就会在短期间集中性地产生。因此，在第五实施方式中，当燃烧速度q的变动产生时，预先增加二次燃烧空气或者一次燃烧空气的流量，维持排气的o2浓度高，即使燃烧速度q增大也能避免燃烧空气的不足从而防止co的排出。
[0157]
方差计算器240计算燃烧速度推定部22推定出的燃烧速度q紧前的规定时间的方差σ
q2
。如图9所示，氧气浓度调整量计算表241确定了方差σ
q2
和氧气浓度调整量δγ
svo2
的关系。调整量δγ
svo2
的值设定为：当方差σ
q2
的值小于阈值时为0，当方差σ
q2
的值在阈值以上时，以规定值为上限，随着方差σ
q2
的值变大而变大直至其上限值。氧气浓度控制器242基于调整后的o2浓度设定值sv＿o2与o2浓度的计测值pv＿o2浓度的偏差来计算一次燃烧空气阀门调整开度和二次燃烧空气阀门调整开度。例如，氧气浓度控制器242计算调整开度，所述调整开度需要的是，所述偏差越大，就越要增大一次燃烧空气阀门调整开度和二次燃烧空气阀门调整开度。
[0158]
(动作)
[0159]
参照图10对第五实施方式的处理的流程进行说明。
[0160]
数据获取部21、燃烧速度推定部22以及控制部23d以规定的时间间隔执行以下的处理。
[0161]
数据获取部21获取蒸汽流量pv等计测值(步骤s1)，并且向燃烧速度推定部22和控制部23d输出。接着燃烧速度推定部22推定燃烧速度q(步骤s2)。燃烧速度推定部22将燃烧速度q向控制部23d输出。
[0162]
接着控制部23d使用方差计算器240来计算燃烧速度q的方差σ
q2
(步骤s6)。控制部23d基于方差σ
q2
的大小来计算补偿o2浓度的一次燃烧空气阀门开度、二次燃烧空气阀门开度(步骤s7)。首先，控制部23d根据方差σ
q2
和氧气浓度调整量计算表241计算o2浓度的调整量δγ
svo2
。接着，加法器243将o2浓度的调整量δγ
svo2
加于o2浓度的设定值sv＿o2。接着，减法器246从调整后的sv＿o2减去氧气浓度传感器15计测到的计测值pv＿o2。接着氧气浓度控
制器242基于调整后的o2浓度设定值sv＿o2和o2浓度的计测值pv＿o2浓度的偏差来计算一次燃烧空气阀门调整开度和二次燃烧空气阀门调整开度。接着控制部23d使用加法器244，对与蒸汽流量的设定值sv对应的一次燃烧空气的阀门开度的基准值和一次燃烧空气阀门调整开度进行加法计算，计算一次燃烧空气的阀门开度。此外，控制部23d以阀门8a～8e的开度变为计算出的开度的方式控制。接着控制部23d使用加法器245，对与蒸汽流量的设定值sv对应的二次燃烧空气的阀门开度的基准值和二次燃烧空气阀门调整开度进行加法计算，计算二次燃烧空气的阀门开度。控制部23d以阀门14a的开度变为计算出的开度的方式控制。
[0163]
根据本实施方式，基于蒸汽流量、燃烧室温度、排气气体的氧气浓度等已经设置于垃圾焚烧设备100的传感器的计测值来推定垃圾的燃烧速度q，并且基于燃烧速度q的方差来校正排气中的o2浓度的设定值，根据其设定值调整一次燃烧空气流量和二次燃烧空气。由此，能抑制co气体的排出。此外，设为与第一实施方式相同，能获得(e1)～(e3)的效果。第五实施方式能与第一实施方式～第四实施方式组合。
[0164]
《第六实施方式》
[0165]
接着参照图11对第六实施方式的垃圾焚烧发电设备100的控制进行说明。
[0166]
图11是表示第六实施方式的控制装置的主要部分的功能构成的一个例子的图。
[0167]
图11示出控制装置20中的燃烧速度推定部22和控制部23e的主要部分的构成。燃烧速度推定部22通过上述的顺序推定燃烧速度q。控制部23e具备燃烧速度指令器247、燃烧速度控制器248、减法器249、一次燃烧空气阀门的调整量计算表233、加法器234、二次燃烧空气阀门的调整量计算表235以及加法器236。图11中举例示出的构成是与第三实施方式的控制部23b(一次燃烧空气阀门的调整量计算表233、加法器234、二次燃烧空气阀门的调整量计算表235、加法器236)组合的情况下的构成。
[0168]
燃烧速度指令器247基于蒸汽流量的设定值sv与蒸汽流量的计测值pv的偏差(sv-pv)来计算调整燃烧速度推定部22推定出的燃烧速度q的指令值qsv。指令值qsv指令垃圾的燃烧速度，用于使蒸汽流量的计测值pv与作为蒸汽流量的目标值的设定值sv一致。通过设为与该指令值对应的qsv的燃烧速度，能以高精度将蒸汽流量pv控制为目标值sv。例如，燃烧速度指令器247具备蒸汽流量的偏差(sv-pv)与燃烧速度q的调整量的对应表，基于该对应表来计算调整燃烧速度q的燃烧速度指令值qsv。燃烧速度控制器248获取燃烧速度指令值qsv和燃烧速度推定部22推定出的燃烧速度q，例如，通过以下的算式(11)，校正燃烧速度q，输出校正后的燃烧速度q
～
。
[0169]q～
＝q+kq(qsv-q)
···
(11)
[0170]
在此，kq是任意的值的系数。
[0171]
校正后的燃烧速度q
～
例如设为与第三实施方式相同，用于一次燃烧空气和二次燃烧空气的调整。例如，控制部23e基于校正后的燃烧速度q
～
和一次燃烧空气阀门的调整量计算表233来计算调整量δγ1，基于校正后的燃烧速度q～和二次燃烧空气阀门的调整量计算表235来计算调整量δγ2。
[0172]
(动作)
[0173]
参照图12对第六实施方式的处理的流程进行说明。
[0174]
数据获取部21、燃烧速度推定部22以及控制部23d以规定的时间间隔执行以下的
处理。
[0175]
数据获取部21获取蒸汽流量pv等计测值(步骤s1)，并且向燃烧速度推定部22和控制部23e输出。接着燃烧速度推定部22推定燃烧速度q(步骤s2)。燃烧速度推定部22将燃烧速度q向控制部23e输出。
[0176]
接着控制部23e校正燃烧速度q(步骤s8)。具体而言，控制部23e使用减法器249从蒸汽流量的设定值sv减去计测值pv。控制部23e将设定值sv和计测值pv的偏差(sv-pv)输入至燃烧速度指令器247。燃烧速度指令器247计算燃烧速度指令值qsv。控制部23e将燃烧速度指令值qsv和燃烧速度q向燃烧速度控制器248输入。燃烧速度控制器248通过算式(11)来计算校正后的燃烧速度q
～
。控制部23e使用校正后的燃烧速度q
～
通过垃圾供给量的计算(第一实施方式)、一次燃烧空气阀门开度、二次燃烧空气阀门开度的计算(第二实施方式～第五实施方式)等，进行垃圾焚烧发电设备100的燃烧控制。
[0177]
根据本实施方式，基于蒸汽流量、燃烧室温度、排气气体的氧气浓度等已经设置于垃圾焚烧设备100的传感器的计测值来推定垃圾的燃烧速度q，计算垃圾的燃烧速度的指令值，使垃圾的燃烧速度q与指令值一致。由此，能在抑制燃烧速度q的变动的同时，高精度地将蒸汽流量pv向设定值sv控制。第六实施方式能与第一实施方式～第五实施方式组合。
[0178]
图13是表示各实施方式的控制装置的硬件构成的一个例子的图。
[0179]
计算机900具备cpu901、主存储装置902、辅助存储装置903、输入输出接口904以及通信接口905。
[0180]
上述的控制装置20安装于计算机900。并且，上述的各功能以程序的形式存储于辅助存储装置903。cpu901从辅助存储装置903读取程序并将该程序扩展至主存储装置902，按照该程序执行上述处理。此外，cpu901根据程序在主存储装置902中确保存储区域。此外，cpu901根据程序在辅助存储装置903中确保用于对处理过程中的数据进行存储的存储区域。
[0181]
需要说明的是，也可以将用于实现控制装置20的全部或部分的功能的程序存储在计算机能够读取的存储介质中，使该存储介质所存储的程序读入到计算机系统中，通过执行来进行各功能部的处理。在此所说的“计算机系统”设为：包括操作系统(os：operating system)、外围设备等硬件。此外，若“计算机系统”是利用了www系统的情况，则也包含主页提供环境(或者显示环境)。此外，“计算机能够读取的存储介质”是指cd、dvd、usb等便携式介质以及计算机系统内置的硬盘等存储装置。此外也可以是，在利用通讯线将该程序分发到计算机900的情况下，接受分发的计算机900将该程序部署在主存储装置902中，执行上述处理。此外，上述程序也可以是用于实现前述的功能的一部分的程序，还可以是能够以与已将前述的功能存储在计算机系统中的程序的组合实现的程序。
[0182]
如上所述，对本发明的一些实施方式进行了说明，这些所有的实施方式均作为例子而提出，不意图对发明的范围进行限定。这些实施方式能以其他各种方式实施，能在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、替换、改变。这些实施方式及其变形包括在发明的范围、主旨内，同样也包括在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。
[0183]
《附记》
[0184]
各实施方式所记载的控制装置20、垃圾焚烧设备100、控制方法以及程序例如可以按照以下方式来掌握。
[0185]
(1)第一方案的控制装置20具备：数据获取部21，获取垃圾焚烧设备所具备的传感器计测到的计测值；燃烧速度推定部22，使用所述计测值来推定所述垃圾焚烧设备的焚烧炉(燃烧室6)中的燃烧速度q；以及控制部23，基于所述燃烧速度来控制垃圾的供给量或者对所述焚烧炉供给的燃烧空气的流量。
[0186]
由此，以燃烧速度的形式检测垃圾焚烧炉整体的燃烧的变动，能进行与燃烧速度相应的控制，因此能抑制燃烧速度的变动实现稳定的运转。例如，通过对发电用的涡轮机供给固定的蒸汽流量，能对发电量的稳定化、发电量的增大有所贡献。此外，通过燃烧的稳定化，能抑制nox、co等的排出。
[0187]
(2)第二方案的控制装置20是(1)的控制装置20，所述燃烧速度推定部将所述计测值乘以与最大奇异值对应的最大奇异向量，推定所述燃烧速度(算式(9))，其中，所述最大奇异值是对用于所述燃烧速度的推定的所述计测值的方差协方差矩阵进行奇异值分解而获得的。
[0188]
由此能以较少的计算负荷来计算燃烧速度q，因此能在获取计测值后立即推定现在的燃烧速度q。
[0189]
(3)第三方案的控制装置20是(1)～(2)的控制装置20，所述控制部对于计算对垃圾焚烧设备输出的蒸汽流量的目标值与蒸汽流量的所述计测值的偏差进行补偿的垃圾供给量的反馈控制器，基于所述燃烧速度来调整所述反馈控制器的增益的大小。
[0190]
通过控制垃圾供给量，能抑制燃烧速度的变动(第一实施方式)。
[0191]
(4)第四方案的控制装置20是(1)～(3)的控制装置20，在所述燃烧速度比规定的阈值小的情况下，所述控制部将比1小的值乘以所述增益。
[0192]
由于垃圾供给量过量而燃烧速度降低时，通过控制垃圾供给量，能恢复燃烧速度(第一实施方式)。
[0193]
(5)第五方案的控制装置20是(1)～(4)的控制装置20，所述控制部根据所述燃烧速度的大小，以如下方式控制对向一次燃烧室供给的一次燃烧空气的流量进行控制的一次燃烧空气阀门的开度：当所述燃烧速度比规定的阈值大时，使所述一次燃烧空气阀门的开度比基准值小，当所述燃烧速度比规定的阈值小时，使所述一次燃烧空气阀门的开度比基准值大，其中，所述一次燃烧室是所述焚烧炉中的焚烧垃圾的空间。
[0194]
例如，通过当燃烧旺盛时减少一次燃烧空气的供给量，当燃烧降低时增多一次燃烧空气的供给量，能使燃烧室6的垃圾的燃烧稳定化(第二实施方式)。
[0195]
(6)第六方案的控制装置20是(5)的控制装置20，在所述燃烧速度比规定的阈值小的情况下，所述控制部使供给至靠近所述一次燃烧室中的垃圾的投入口的位置的所述一次燃烧空气比规定的基准值增加，在所述燃烧速度比规定的阈值大的情况下，所述控制部使供给至靠近所述一次燃烧室中的垃圾的投入口的位置的所述一次燃烧空气比规定的基准值减少。
[0196]
通过根据热分解气体的产生能力，调节对每个风箱的一次燃烧空气的供给量，能更有效地使燃烧速度稳定化(第四实施方式)。
[0197]
(7)第七方案的控制装置20是(1)～(6)的控制装置20，所述控制部根据所述燃烧速度的大小，以如下方式控制对向二次燃烧室供给的燃烧空气的流量进行控制的二次燃烧空气阀门的开度：当所述燃烧速度比规定的阈值大时，使所述二次燃烧空气阀门的开度比
基准值大，当所述燃烧速度比规定的阈值小时，使所述二次燃烧空气阀门的开度比基准值小，其中，所述二次燃烧室是所述焚烧炉中的使因垃圾的焚烧而产生的燃烧气体燃烧的空间。
[0198]
能降低co、nox等的排出风险(第三实施方式)。
[0199]
(8)第八方案的控制装置20是(1)～(7)的控制装置20，所述控制部在所述燃烧速度的方差为规定的阈值以上的情况下，增大所述燃烧空气的流量。
[0200]
维持排气中的o2浓度高，即使燃烧速度增大也能避免燃烧空气的不足，抑制co的排出(第五实施方式)。
[0201]
(9)第九方案的控制装置20是(1)～(8)的控制装置20，所述控制部计算对垃圾焚烧设备输出的蒸汽流量的目标值与蒸汽流量的所述计测值的偏差进行补偿的所述燃烧速度的指令值，并且基于所述指令值来校正所述燃烧速度推定部推定出的所述燃烧速度。
[0202]
由此，能在抑制燃烧速度的变动的同时，更准确地达成以垃圾焚烧设备输出的蒸汽流量成为目标值的方式控制这样的控制目的。
[0203]
(10)第十方案的垃圾焚烧设备具备：焚烧炉(燃烧室6)，焚烧垃圾；垃圾给料装置(推送器10)，对所述焚烧炉供给垃圾；送风机4，对所述焚烧炉供给燃烧空气；燃烧空气阀门(8a～8e、14e)，控制从所述送风机向焚烧所述焚烧炉中的垃圾的焚烧炉供给的燃烧空气的流量；以及(1)～(9)中记载的控制装置。
[0204]
(11)第十一方案的控制方法包括：获取垃圾焚烧设备所具备的传感器计测到的计测值的步骤；使用所述计测值来推定所述垃圾焚烧设备的焚烧炉中的燃烧速度的步骤；以及基于所述燃烧速度来控制垃圾的供给量或者对所述焚烧炉供给的燃烧空气的流量的步骤。
[0205]
(12)第十二方案的程序使计算机执行：获取垃圾焚烧设备所具备的传感器计测的计测值的步骤；使用所述计测值来推定所述垃圾焚烧设备的焚烧炉中的燃烧速度的步骤；以及基于所述燃烧速度来控制垃圾的供给量或者对所述焚烧炉供给的燃烧空气的流量的步骤。
[0206]
附图标记说明
[0207]
100：垃圾焚烧设备；
[0208]
1：料斗；
[0209]
2：滑槽；
[0210]
3：炉排；
[0211]
3a：干燥区；
[0212]
3b：燃烧区；
[0213]
3c：后燃烧区；
[0214]
4：送风机；
[0215]
5a～5e：风箱；
[0216]
6：燃烧室；
[0217]
6a：一次燃烧室；
[0218]
6b：二次燃烧室；
[0219]
7：灰出口；
[0220]
8a～8e、4a：阀门；
[0221]
9：锅炉；
[0222]
10：推送器；
[0223]
11：蒸汽流量传感器；
[0224]
12：烟道；
[0225]
13、14：管路；
[0226]
15：氧气浓度传感器；
[0227]
16、17a：温度传感器；
[0228]
17b：co浓度传感器；
[0229]
17c：nox浓度传感器；
[0230]
17d：流量传感器；
[0231]
17e：流量传感器；
[0232]
20：控制装置；
[0233]
21：数据获取部；
[0234]
22：燃烧速度推定部；
[0235]
23、23a、23b、23c、23d、23e：控制部；
[0236]
24：存储部；
[0237]
900：计算机；
[0238]
901：cpu；
[0239]
902：主存储装置；
[0240]
903：辅助存储装置；
[0241]
904：输入输出接口；
[0242]
905：通信接口。

技术特征：

1.一种控制装置，所述控制装置具备：数据获取部，获取垃圾焚烧设备所具备的传感器计测到的计测值；燃烧速度推定部来使用所述计测值，推定所述垃圾焚烧设备的焚烧炉中的燃烧速度；和控制部，基于所述燃烧速度来控制垃圾的供给量或者对所述焚烧炉供给的燃烧空气的流量。2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，所述燃烧速度推定部将所述计测值乘以与最大奇异值对应的最大奇异向量，推定所述燃烧速度，其中，所述最大奇异值是对用于所述燃烧速度的推定的所述计测值的方差协方差矩阵进行奇异值分解而获得的。3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，所述控制部对于计算对垃圾焚烧设备输出的蒸汽流量的目标值与蒸汽流量的所述计测值的偏差进行补偿的垃圾供给量的反馈控制器，基于所述燃烧速度来调整所述反馈控制器的增益的大小。4.根据权利要求3所述的控制装置，其中，在所述燃烧速度比规定的阈值小的情况下，所述控制部将比1小的值乘以所述增益。5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制装置，其中，所述控制部根据所述燃烧速度的大小，以如下方式控制对向一次燃烧室供给的一次燃烧空气的流量进行控制的一次燃烧空气阀门的开度：当所述燃烧速度比规定的阈值大时，使所述一次燃烧空气阀门的开度比基准值小，当所述燃烧速度比规定的阈值小时，使所述一次燃烧空气阀门的开度比基准值大，其中，所述一次燃烧室是所述焚烧炉中的焚烧垃圾的空间。6.根据权利要求5所述的控制装置，其中，在所述燃烧速度比规定的阈值小的情况下，所述控制部使供给至靠近所述一次燃烧室中的垃圾的投入口的位置的所述一次燃烧空气比规定的基准值增加，在所述燃烧速度比规定的阈值大的情况下，所述控制部使供给至靠近所述一次燃烧室中的垃圾的投入口的位置的所述一次燃烧空气比规定的基准值减少。7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制装置，其中，所述控制部根据所述燃烧速度的大小，以如下方式控制对向二次燃烧室供给的燃烧空气的流量进行控制的二次燃烧空气阀门的开度：当所述燃烧速度比规定的阈值大时，使所述二次燃烧空气阀门的开度比基准值大，当所述燃烧速度比规定的阈值小时，使所述二次燃烧空气阀门的开度比基准值小，其中，所述二次燃烧室是所述焚烧炉中的使因垃圾的焚烧而产生的燃烧气体燃烧的空间。8.根据权利要求1至7中任一项所述的控制装置，其中，所述控制部在所述燃烧速度的方差为规定的阈值以上的情况下，增大所述燃烧空气的流量。9.根据权利要求1至8中任一项所述的控制装置，其中，所述控制部计算对垃圾焚烧设备输出的蒸汽流量的目标值与蒸汽流量的所述计测值的偏差进行补偿的所述燃烧速度的指令值，并且基于所述指令值来校正所述燃烧速度推定
部推定出的所述燃烧速度。10.一种垃圾焚烧设备，所述垃圾焚烧设备具备：焚烧炉，焚烧垃圾；垃圾给料装置，对所述焚烧炉供给垃圾；送风机，对所述焚烧炉供给燃烧空气；燃烧空气阀门，控制从所述送风机向所述焚烧炉供给的燃烧空气的流量；以及权利要求1至9中任一项所述的控制装置。11.一种控制方法，所述控制方法包括：获取垃圾焚烧设备所具备的传感器计测到的计测值的步骤；使用所述计测值来推定所述垃圾焚烧设备的焚烧炉中的燃烧速度的步骤；以及基于所述燃烧速度来控制垃圾的供给量或者对所述焚烧炉供给的燃烧空气的流量的步骤。12.一种程序，所述程序使计算机执行：获取垃圾焚烧设备所具备的传感器计测的计测值的步骤；使用所述计测值来推定所述垃圾焚烧设备的焚烧炉中的燃烧速度的步骤；以及基于所述燃烧速度来控制垃圾的供给量或者对所述焚烧炉供给的燃烧空气的流量的步骤。

技术总结

[技术问题]提供一种能抑制垃圾焚烧设备的燃烧的变动的控制装置。[解决方案]控制装置具备：数据获取部，获取垃圾焚烧设备所具备的传感器计测到的计测值；燃烧速度推定部，使用所述计测值来推定所述垃圾焚烧设备的焚烧炉中的燃烧速度；和控制部，基于所述燃烧速度来控制垃圾的供给量或者对所述焚烧炉供给的燃烧空气的流量。烧空气的流量。烧空气的流量。